Характеристики пористости бетона

Пористость бетона обусловлена наличием пор в цементном камне, а также специфическими для бетона процессами внутреннего и внешнего расслоения (седиментации) бетонной смеси и воздухововлечения.

Роль седиментационных процессов в формировании строения бетона всесторонне исследована в работах В. В. Стольникова и его учеников. Водоотделение бетонной смеси ухудшает контакт растворной составляющей с зернами крупного заполнителя, усиливает неоднородность строения бетона, в результате чего ухудшается водонепроницаемость и морозостойкость бетона. Увеличение тонкости помола цемента сопровождается уменьшением седиментационного расслоения цементного теста. Эффективными мероприятиями для борьбы с расслоением бетонных смесей являются тщательный подбор гранулометрического состава заполнителя с целью уменьшения размеров межзерновых пространств и расхода воды, а также введение поверхностно-активных добавок.

Поры, образующиеся вследствие воздухововлечения, которое возникает при применении добавок поверхностно-активных I веществ («условно замкнутые» по терминологии П. А. Ребиндера), по данным В. В. Стольникова, имеют размеры от 0,0025 до 0,025 см. «Условно замкнутые» поры оказывают положительное влияние на морозостойкость, выполняя в процессе замораживания бетона ту же роль, что и контракционные поры.

Поры в бетоне, возникшие вследствие недостаточного уплотнения, а также образованные защемленным воздухом, имеют крупные размеры; их случайное расположение увеличивает неоднородность цементного камня, поэтому наряду с капиллярными порами они являются дефектом структуры бетона.

При хорошем уплотнении объем защемленного воздуха не превышает 1-3% объема свежеуплотненного бетона. Пористость такого бетона, изготовленного на заполнителях из плотных горных пород и практически не имеющего дефектов, вызванных седиментацией, обусловлена в основном пористостью цементного камня. В этом бетоне главным дефектом строения являются капиллярные поры.

При рассмотрении зависимости морозостойкости плотно уложенного бетона от его состава и пористости мы будем выделять капиллярную пористость, пользуясь формулами, полученными на основании предыдущих зависимостей для пористости цементного камня.

Формулы табл. 6 могут служить для оценки относительного объема пор различного характера и размера.

При этом капиллярная пористость бетона (в отличие от капиллярной пористости цементного камня) зависит не только от В/Ц и степени гидратации, но и от расхода цемента в бетоне. Как видно, ограничение верхнего предела В/Ц еще не обеспечивает необходимой плотности бетона. В действительности характеристики пористости бетона зависят от трех факторов: расхода цемента, количества воды затворения и степени гидратации цемента, которая объединяет влияние на характеристики пористости бетона тонкости помола и химико-минералогического состава цемента, а также ряда производственных условий (приготовления, уплотнения бетонной смеси, способа и времени твердения бетона).