Общефизические свойства бетона
Общими физическими свойствами называют такие показатели, которые характеризуют вещество и структуру бетона вне зависимости от любого внешнего воздействия на него (в том числе и химического). Эту группу выделяют наравне с водно- и теплофизическими, механическими, технологическими, эксплуатационными и химическими.
Итак, к общефизическим характеристикам бетона относят:
- Плотность
- Пористость
- Радиоактивность и радононепроницаемость
О них мы расскажем дальше.
Плотность бетона
Под этим свойством понимают отношение массы бетона к его общему объему. Оно может вычисляться как с учетом всех пор и пустот в материале (средняя плотность), так и без них (истинная плотность). Определяется характеристика в лаборатории.
Для бетона имеет значение прежде всего средняя плотность.
В зависимости от результатов испытаний, материалу присваивается марка (она обозначается латинской буквой «D») и число, которое отображает плотность в килограммах на кубический метр (кг/м3). Так, например, 1 м3 бетона с маркой по средней плотности D1000 весит 1000 кг, или 1 т.
Показатель средней плотности вычисляют два раза для каждой пробы бетонной смеси и определяют их среднеарифметическое значение (при условии, что результаты не отличаются между собой более чем на 2% среднего значения; если расхождение больше, испытание повторяют на новой пробе).
Исследование по определению средней плотности бетона обязательно проходит в одном из его влажностных состояний.
Это состояние, по ГОСТ 12730.1-2020, может быть:
- Сухим
- Воздушно-сухим
- Естественной влажности
- Нормальной влажности
- Нормируемой влажности
- Водонасыщенное
Классификацию бетонов в зависимости от их средней плотности (по ГОСТ 25192-2012) мы разместили в следующей таблице.
Виды бетонов в зависимости от марок по средней плотности
Вид бетона | Марки по средней плотности |
Особо легкий | Менее D800 |
Легкий | D800-D2000 |
Тяжелый | D2000- D2500 |
Особо тяжелый | Более D2500 |
Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:
Плотность бетона является его важнейшим свойством, которое определяет прочность, непроницаемость и долговечность бетона. Вот почему эта характеристика, наряду с морозо-, водостойкостью и прочими показателями, обязательно должна быть закреплена в нормативных или технических документах на каждую партию.
Подробнее об этой характеристике читайте в наших следующих статьях:
- Плотность бетона
- Истинная плотность бетона
- Средняя плотность бетона
Пористость бетона
Пористость («П») – это свойство, которое показывает содержащийся в бетоне объем пор, пустот, воздуха и газов. Измеряется показатель в процентах. Также эту характеристику иногда называют воздухосодержанием.
Свойство у бетонной смеси оценивают:
- Объемом воздуха или газа, который содержится в уплотненной бетонной смеси
- Объемом межзерновых пустот
При этом объем воздуха или газа определяют в бетонной смеси на плотных и пористых заполнителях (экспериментальным или расчетным методом), а объем межзерновых пустот – только в материалах на пористых заполнителях.
Пористость бетона изменяется в процессе формирования его структуры и последующего твердения материала.
По ГОСТ 12730.4-2020, пористость может быть:
- Открытая капиллярная
- Условно-закрытая капиллярная
- Полная (включающая полный объем пор бетона)
В зависимости от показателя открытой капиллярной пористости (которая также равна объемному водопоглощению), бетоны разделяют на:
- Особо плотные
- Плотные
- Средней плотности
- Малой плотности
- Неплотные
По показателю среднего размера пор бетоны классифицируются на:
- Микропористые
- Мелкопористые
- Среднепористые
- Крупнопористые
- Макропористые
В зависимости от однородности размера пор, бетоны могут быть:
- Высокой однородности
- Средней однородности
- Низкой однородности
Подробнее об этой характеристике читайте в нашей статье Пористость бетона.
Радиоактивность и радононепроницаемость бетона
Под радиоактивностью понимают способность материалов излучать радиацию. Свойство показывает, какое количество удельной эффективной активности естественных радионуклидов (радия, тория и калия) содержится в бетоне. Обозначается характеристика «Аэфф» и измеряется в Бк/кг (беккерель на килограмм). Вычисляется она в лаборатории, а также в полевых условиях при помощи специальных приборов (дозиметров, радиометров и других).
Требования к радиоактивности всех стройматериалов – в том числе и для бетона – даны в ГОСТ 30108-94.
Согласно этому документу, существует четыре класса материалов по радиоактивности:
- I – радиоактивность менее 370 Бк/кг
- II – 370-740 Бк/кг
- III – 740-1500 Бк/кг
- IV – 1500-4000 Бк/кг
Материалы, которые имеют показатель по радиоактивности более 4000 Бк/кг, категорически запрещено использовать в любых работах.
Данная характеристика обязательно заносится в сопроводительную документацию (сертификат качества) на каждую новую партию бетона. Чем меньше в материале активных естественных радионуклидов, тем он безопаснее.
Каждая группа определяет возможность использования бетона и изделий из него в той или иной сфере человеческой жизни. Информацию об этом вы найдете в нашей следующей таблице.
Сферы применения бетона в зависимости от его класса по радиоактивности
Класс по радиоактивности | Область использования |
I | Все виды строительных, дорожных, ремонтных, декоративных работ (в том числе строительство детских садов, школ, больниц и других муниципальных учреждений, жилых домов, ремонт квартир, производство мебели и так далее) |
II | Дорожное строительство в населенных пунктах и зонах перспективной застройки, строительство производственных зданий и сооружений, заводов и фабрик, возведение инженерных конструкций и так далее |
III | Только строительство дорог вне населенных пунктов |
IV | Материал разрешено применять только по согласованию с Госкомсанэпиднадзором |
Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:
На радиоактивность бетона влияет радиоактивность всех его составляющих. За показатель всей партии бетона берется самое высокое значение, замеренное во всех компонентах смеси.
Радононепроницаемость бетона – это его способность не пропускать через себя тяжелый радиоактивный газ радон, который образуется в процессе природного радиоактивного распада урана.
Требования по снижению доз радиоактивного облучения этим газом в зданиях закреплены в Федеральном законе от 09.01.1996 N 3-ФЗ (ред. от 11.06.2021) «О радиационной безопасности населения», Нормах радиационной безопасности НРБ-99/2009 (он же СанПиН 2.6.1.2523-09) и Техническом регламенте о безопасности зданий и сооружений.
Для повышения радононепроницаемости бетона и конструкций из него необходимо:
- Увеличить толщину железобетонного изделия
- Заполнить все трещины, открытые поры и изломы гипсовым тестом, штукатуркой или песчано-цементной смесью
- При замешивании тяжелого бетона использовать щебень из горнблендита, сидерита или мрамора в роли крупного заполнителя
- Добавить в смесь крупнозернистый кварцевый песок
- Использовать тонкомолотый доломит в качестве минеральной добавки
- Ввести в бетонную смесь баритосодержащие добавки, ЛСТ (лигносульфанат) либо суперпластификатор С-3
Подробнее об этой характеристике читайте в нашей статье Радиоактивность и радононепроницаемость бетона.
Подведем итог.
В этой статье мы рассказали об общефизических характеристиках бетона. К ним относятся средняя плотность, пористость, радиоактивность и радонопроницаемость. Эти свойства являются очень важными, нормируются государственными стандартами и отвечают за качество не только бетонной смеси, но и готовых конструкций и изделий из бетона.
Рекомендуем также ознакомиться с нашими статьями: