К высокопрочным относятся бетоны марок 600-800 и выше. Пределы прочностных характеристик таких бетонов условны, они зависят от уровня развития науки и техники в области производства цемента, бетона и железобетона.
Еще сравнительно недавно к высокопрочным относились бетоны марки 400, сейчас эта марка бетона широко вошла в практику и стала обычной, надо полагать, с повышением активности выпускаемых цементов и увеличением объема их производства к высокопрочным бетонам будут относиться бетоны марки 800 и выше.
Потребность в высокопрочных бетонах растет по мере совершенствования методов расчета и возведения большепролетных и сильно нагруженных несущих конструкций. Высокопрочные бетоны в этих случаях позволяют перейти на более эффективные сечения элементов, уменьшить расход бетона и существенно снизить собственный вес конструкций, что может повысить конкурентоспособность железобетона с другими современными конструкционными материалами и расширить область его применения.
Высокопрочные бетоны, отличаясь высокой плотностью микро- и макроструктуры, характеризуются повышенной, долговечностью и стойкостью по отношению к атмосферным и другим агрессивным воздействиям. Вместе с тем, поскольку высокопрочные бетоны получаются на основе цементов высоких марок и при малых значениях В/Ц они являются одновременно и бетонами, быстротвердеющими. Заданная прочность достигается в течение месяца нормального твердения или спустя 7 - 10 суток после тепловой обработки. Дальнейший прирост прочности, например, в течение первых трех месяцев незначителен и может не приниматься во внимание при расчете конструкций. Относительный рост прочности бетона на растяжение отстает от роста прочности на сжатие и тем в большей степени, чем выше марка бетона по сжатию. Так, для бетонов марок 800 - 900 предел прочности бетона на осевое растяжение составляет всего 3,5 - 4% прочности на сжатие. Коэффициент призменной прочности на сжатие высокопрочных бетонов составляет 0,75 - 0,78, что является их преимуществом перед обычными, у которых этот коэффициент принимается равным 0,7.
Усадка высокопрочных бетонов, несмотря на высокий расход цемента, не больше, а в ряде случаев и несколько меньше усадки обычных бетонов, что может быть объяснено малыми значениями В/Ц и высокой концентрацией щебня в бетоне.
Особенности технологии высокопрочного бетона обусловлены необходимостью получения бетонов с прочностью, равной марке примененного цемента, а в ряде случаев превышающей эту марку. Это может быть обеспечено не только применением материалов, отвечающих повышенным требованиям к ним, но и созданием благоприятной структуры бетона, при которой наиболее целесообразно используются свойства составляющих материалов.
Основой технологии бетонов высокой прочности является получение высокоплотного бетона с максимальным его насыщением прочным крупным заполнителем, образующим непрерывный жесткий каркас (контактное размещение заполнителя), благодаря которому прочность бетона может быть повышена на 15 - 20%. Достижение высокой прочности и плотности цементного камня обеспечивается возможно малыми значениями В/ Ц в пределах 0,3-0,4 с обязательным при этом ограничением верхнего предела расхода цемента -600- 650 кг/м3, что позволяет получить бетон с высокой плотностью микро- и макроструктуры.
Для уменьшения начального водосодержания и водопотребности бетонной смеси высокопрочных бетонов следует:
применять жесткие и умеренно жесткие бетонные смеси;
применять хорошо фракционированный предварительно промытый крупный заполнитель (из двух-трех фракций) с минимальной межзерновой пустотностыо (в пределах 37-38%);
уменьшать максимально возможно, благодаря оптимальному зерновому составу крупного заполнителя и снижению Кизб до 1,2, относительное содержание растворной составляющей в бетоне, в результате чего увеличивается насыщение бетонной смеси крупным заполнителем (до 0,85-0,9%);
одновременно с этим уменьшать содержание песка в смеси заполнителей, применяя предварительно промытый крупнозернистый фракционированный песок; применять чисто клинкерные цементы наиболее высоких марок с нормальной густотой цементного теста не выше 25-25,5%;
в тех случаях, когда это допустимо, следует применять пластифицирующие поверхностно-активные добавки.
Учитывая пониженную удобоукладываемость жестких и умеренно жестких бетонных смесей высокопрочных бетонов вследствие уменьшенного содержания растворной составляющей, следует при формовании изделий применять режим виброобработки, обеспечивающий наиболее высокий коэффициент уплотнения бетонной смеси-не менее 0,98-0,99. Для повышения качества приготовления смеси и его однородности перемешивание должно производиться в смесителях принудительного действия не менее 5-6 мин.
Режим тепловлажностной обработки и последующего твердения бетона в изделиях должен обеспечить при принятых низких значениях В/Ц возможно полную гидратацию цемента в процессе твердения. Следует отметить, что переход к бетонам марок 900-1000 и более затруднителен из-за отставания роста прочности бетона на растяжение по мере роста его прочности на сжатие; в этих случаях требуется применять меры для повышения сопротивления бетона растягивающим напряжениям (новые виды цементов, дисперсное армирование бетона).
Высокопрочный бетон
