Cechy fizyczne i wytrzymałościowe betonów konstrukcyjnych

Beton otrzymuje się w wyniku mieszania trzech składników: wody, cementu i kruszywa. Właściwości

betonu zależą od proporcji poszczególnych składników, rodzaju cementu, kruszywa oraz technologii produkcji i sposobu pielęgnacji.

 

Cechy fizyczne:

1. gęstość pozorna betonu „ρ” jest to stosunek masy zagęszczonej mieszanki do jej objętości. Gęstość  decyduje o zastosowaniu betonu w budownictwie. Wraz z obniżeniem gęstości maleje wytrzymałość ale beton zyskuje na właściwościach izolacyjnych:

-betony lekkie– ρ<2000 [kg/m³] stosuje się do wykonywania ścian osłonowych oraz jako materiał ocieplający (gazobeton, pianobeton). Niską gęstość uzyskuje się dzięki kruszywom lekkim: keramzyt, glinoporyt.

-betony zwykłe–  ρ=2000÷2600 [kg/m³]-podstawowy materiał konstrukcyjny.

-betony ciężkie– ρ>2600[kg/m³]

2. porowatość – cecha betonu wpływająca w znaczący sposób na szczelność, wytrzymałość, trwałość, odporność na korozję, p= p_o+ p_z  , porowatość =ilość porów zamkniętych+ ilość porów otwartych .Dąży się do obniżenia ilości porów oraz wyeliminowania porów otwartych (obniżenie w/c, mechaniczne zagęszczanie, dodatki napowietrzające)

3.nasiąkliwość– ilość masy wody, którą zdolny jest wchłonąć beton w stosunku do jego masy w stanie suchym. Nasiąkliwość jest cechą betonu uzależnioną od jego porowatości (kształtu i wymiaru porów).Nasiąkliwość ogranicza się poprzez stosowanie nienasiąkliwego kruszywa, dodatków uszczelniających itd.4.wodoszczelność– jest to cecha określająca odporność betonu na przeciskanie się wody pod ciśnieniem (kruszywo o niskiej nasiąkliwości, uziarnienie o wysokiej szczelności stosu okruchowego, przyczepność ziarn kruszywa do zaczynu, cement o małym skurczu i niskim stopniu hydratacji →ograniczenie mikrodefektów, odpowiednia pielęgnacja).

4. skurcz– jest to zjawisko wywołane wewnętrznymi zmianami fizyko-chemicznymi w betonie, polegające na równomiernym we wszystkich kierunkach zmniejszeniu objętości betonu niezależnie od działających naprężeń. Przyczyną powstawania skurczu jest wyparowywanie wody z próbki do otoczenia. Skurcz zależy od: jakości i ilości cementu, W/C , rodzaju środowiska, wymiarów elementu. Skurcz betonu wynosi ε_s= 0.00030, dla żelbetu ε_s=0.00015. Najmniejszy skurcz osiąga się ograniczając ilość cementu.

 

Cechy mechaniczne

1. wytrzymałość na ściskanie– maksymalne naprężenie ściskające w jednoosiowym stanie naprężenia. Jest cechą zmienną w czasie zależną od warunków wykonania, dojrzewania, pielęgnacji, temperatury otoczenia, właściwości kruszywa, rodzaju cementu, oraz stosunku C/W. Oddaje to wzór Bolomeya:

R= A(C/W+a);   1.2<C/W<2.5

A→ r.kruszywa, marka cementu

a→ C/W     (a= -0.5 dla C/W<2.5 ; a= 0.5 dla C/W≥2.5)

1. wytrzymałość na rozciąganie– maksymalne naprężenie rozciągające w jednoosiowym stanie naprężenia. Jest kilkakrotnie niższa niż wytrzymałość na ściskanie. Znaczący wpływ ma rodzaj kruszywa (najlepsze łamane), sposób pielęgnacji.
2. Wytrzymałość na uderzenia– zależy od rodzaju kruszywa, wartości c/w,. Stosuje się cementy marek większych niż 32.5 w ilości C>400 [kg/m³], C/W>2.2, kruszywo łamane ze skał twardych.
3. Odporność na ścieranie– osiągamy przez stosowanie kruszywa łamanego ze skał niezwietrzałych magmowych o uziarnieniu <20mm.