На какие условия нужно обязательно обратить внимание, чтобы получить бетон требуемой прочности?

Прочность бетона зависит, прежде всего, от качества составляющих материалов и состава бетона. Строительные лаборатории осуществляют непосредственно подбор компонентов бетона в таком соотношении, чтобы прочность его была бы не ниже заданной марки.

За проектную марку бетона по прочности на сжатие принимают сопротивление осевому сжатию (кгс/см2) эталонных образцов – кубиков размерами 15х15х15 см, которые были выдержан в течение 28 суток твердения при оптимальных условиях. Для того, чтобы определить правильность подбора состава бетона обязательно требуется провести лабораторные испытания. Из бетона принятого состава изготавливают стандартные образцы (кубики), выдерживают эти кубики после затворения в течение, например, 7 или 28 дней, а затем определяют их прочность путем раздавливания на специальных прессах.

Рассмотрим подробнее те условия, от которых зависит прочность бетона: 

1) Качество цемента. Чем выше прочность (активность) цемента, тем выше будет и прочность бетона. Чем скорее твердеет цемент, тем быстрее будет нарастать прочность бетона.

2) Количество цемента, расходуемого на 1 м3 бетона. Наилучший показатель прочности имеет бетон с таким расходом цемента, при котором густое цементное тесто заполняет все пустоты в песке и обволакивает тонким слоем частицы песка, а цементно-песчаный раствор заполняет все пустоты в крупном заполнителе.

3) Количество воды. При одном и том же количестве цемента прочность бетона будет тем меньше, чем больше в нем содержится воды. Для твердения бетона необходимо количество воды, равное примерно 20% массы цемента, но при таком количестве воды бетонная смесь получается слишком сухой, то есть ее нельзя достаточно равномерно перемешать и плотно уложить, поэтому практически приходится добавлять в 3 – 4 раза больше воды.
Например, при расходе цемента 220 – 250 кг на 1 м3 бетона требуется 45 – 50 литров воды, если приходится добавлять в 3 – 4 раза больше воды получается около 160 – 180 литров на 1м3 бетона. Излишняя вода по мере твердения испаряется, оставляя поры (пустоты). Соответственно, чем больше воды было добавлено в бетонную смесь при ее приготовлении, тем больше пор образуется в затвердевшем бетоне и тем меньше из-за этого будет его прочность.

4) Качество заполнителей. Качество будет зависеть от чистоты, формы и зернового состава заполнителей (количество зерен различной крупности и максимальная крупность зерен). Неправильная форма зерен и шероховатая поверхность способствуют лучшему сцеплению цементного теста с заполнителями и созданию большей прочности. Если у заполнителя округлая форма и окатанная поверхность, то прочность бетона снизится. Также загрязненность заполнителей будет ухудшать сцепление их с цементным тестом, что также будет способствовать снижению прочности бетона.

5) Качество перемешивания. Оно зависит от способа и продолжительности перемешивания. Недостаточное перемешивание сильно снижает прочность бетона.

6) Порядок укладки бетонной смеси в конструкцию. При перерывах в укладке бетонной смеси большое значение имеет способ обработки поверхности стыка бетона, уложенного после перерыва с уложенным до перерыва. Несоблюдение правил обработки поверхности (очистка, промывка) сильно снижает прочность стыка. Кроме того, целесообразно ставить специальные гидроизоляционные прокладки на места перерывов бетонирования, так называемые «холодные» швы, для их надежной гидроизоляции.

7) Уплотнение бетонной смеси. Бетон, который уплотнялся вибраторами, имеет на 10 – 30% выше прочность, по сравнению с бетоном, который уплотнялся вручную.

8) Возраст бетона. Прочность бетона растет вместе с его возрастом и особенно быстро в начальном возрасте (до 28 дней). Причем прочность бетона продолжает расти в течение многих лет, хотя более медленно, но это постоянный процесс.

9) Условия твердения. Наибольшую прочность бетон набирает при твердении во влажной среде. А твердение в сухом и жарком воздухе может привести к получению низкокачественного бетона. Кроме того, если твердение бетона происходит при пониженных температурах, то нарастание прочности бетона замедляется, а при температуре ниже нуля твердение бетона прекращается. Дело в том, что замерзание приостанавливает процесс твердения бетона, но при оттаивании процесс продолжается. Если бетон в процессе твердения замерз, то он теряет свою прочность, что достаточно опасно для будущей конструкции, так как может произойти ее обрушение. Также опасно  попеременное замерзание и оттаивание свежего бетона, из-за этого бетон может вообще потерять способность твердеть.