Многие представляют бетон как прочный монолитный строительный материал, из которого возводят различные здания, конструкции и сооружения разного назначения. Это все так. Но даже в таком плотном и цельном на первый взгляд камнеподобном материале присутствуют поры – мельчайшие отверстия и промежутки между частицами бетона. Они могут быть заполнены воздухом, газом или водой. Иногда они даже видны на поверхности невооруженным глазом.
Количество и объем всех пор и пустот без исключения характеризуется таким свойством как пористость. Этот параметр, наряду со средней плотностью и радиоактивностью, относится к общефизическим характеристикам материала и влияет на множество его показателей.
В этой статье мы ответим на следующие вопросы:
- Что такое пористость бетона и в чем она измеряется
- От чего зависит и на что влияет это свойство
- Как можно уменьшить пористость бетона
Остановимся подробнее на каждом пункте.
Что такое пористость бетона
Как мы отметили выше, пористостью называют совокупность всех пор и пустот в материале, заполненных воздухом или газом.
Можно встретить следующие названия этой характеристики:
- Воздухосодержание
- Поровое пространство
- Ячеистость
- Рыхлость (редко)
- Скважистость (редко)
В ГОСТ 4.212-80 «Номенклатура показателей бетона», в разделе показателей физико-механических свойств указано, что пористость бетона обозначается буквой «П» и измеряется в процентах по отношению к общему объему.
Поры в материале появляются из-за пузырьков воздуха, которые априори содержит бетонная смесь, а также процесса гидратации цемента и превращения смеси в прочный камень. Ведь когда бетон застывает и твердеет, часть воды в ее составе испаряется, также образуя крошечные пустоты.
Это свойство можно рассматривать как в отрицательном ключе, так и в положительном.
Пористость можно считать дефектом. Ведь большое количество пор может изменить характеристики бетона в худшую сторону и сделать его, например, менее прочным, плотным, морозостойким и водонепроницаемым. Все это негативно скажется на объекте из бетона (конструкции, сооружении, здании, изделии и так далее) и значительно уменьшит срок его эксплуатации.
С другой стороны, недаром же существует целая группа бетонов на пористых заполнителях. Если провести аналогию с этими материалами, то можно сказать, что поры в бетоне способны уменьшить его вес и повысить теплоизоляционные свойства материала.
Конкретных требований к пористости бетонов, закрепленных в государственных стандартах и документах, к сожалению, нет. Известно только, что тяжелые разновидности должны иметь пористость от 6 до 15% в зависимости от рода заполнителей, состава бетона и методов уплотнения.
А теперь давайте разберемся, с какими параметрами и характеристиками связана пористость.
От чего зависит и на что влияет пористость бетона
Пористость как одно из общефизических свойств связано со многими характеристиками бетона и способно воздействовать на их показатели.
Так, пористость бетона влияет на его:
- Плотность
Это свойство является обратно пропорциональным к пористости. То есть чем больше пор в бетоне, тем меньше его плотность, и наоборот. - Прочность
Этот показатель зависит, прежде всего, от количества пор и их размеров. Так, например, микропоры – самые маленькие – в целом никак не влияют на прочностные характеристики материала. А вот крупные пустоты способны серьезно понизить этот показатель. Кроме того, каждый дополнительный процент пор в бетонной конструкции значительно снижает ее прочность. - Водонепроницаемость
Чем больше в бетоне пор и пустот, тем быстрее в материал проникает влага. И тем ее в бетоне, соответственно, больше. - Химстойкость
Тут принцип тот же, что и с водой: чем больше пор, тем больше химических веществ способно проникнуть внутрь материала. - Морозостойкость
Этот показатель связан с водонепроницаемостью: чем больше влаги попадет в бетон из-за его повышенной пористости, тем разрушительнее окажется любой перепад температуры для материала. Ведь вода, замерзая и превращаясь в лед, увеличивается в объеме, разрушая тем самым бетон изнутри. - Теплопроводность
Чем больше воздушная пористость бетона, тем ниже его теплопроводность. - Электропроводность
С увеличением плотности бетона – и, соответственно, уменьшением количества пор в материале – понижается его способность проводить электрический ток. Ведь чем меньше пор, тем меньше в материале воды. А вода – это основной проводник электричества. - Паропроницаемость
Как и с любой проницаемостью, большое количество пор в бетоне способствует лучшему прохождению пара сквозь материал. - Радононепроницаемость
Чем больше пор в бетоне, тем быстрее сквозь материал проходит тяжелый радиоактивный газ радон. Он образуется в процессе природного радиоактивного распада урана, который, в свою очередь, присутствует во всех горных породах и почвах. - Долговечность
Так или иначе она связана со всеми описанными выше свойствами и может быть трактована так: чем выше качество бетона и все его характеристики (прочность, морозостойкость, водонепроницаемость, химическая стойкость и так далее), тем дольше прослужит конструкция, сооружение, здание или изделие из бетона. - Структуру
Пористость очень тесно связана с этим показателем. Так, в зависимости от пористости и плотности, структура бетона может быть плотной, поризованной, ячеистой и крупнопористой. Самыми прочными из перечисленных являются плотные бетоны, а наименее – крупнопористая разновидности.
А что, в свою очередь, способно повлиять на наличие пор в бетоне и их количество?
Непосредственно пористость бетона зависит от:
- Перемешивания смеси
Воздух попадает в бетонную смесь в результате ее приготовления. Такое воздухововлечение неизбежно происходит при смешивании компонентов. - Качества уплотнения бетонной смеси
Трамбовка и уплотнение смеси (в основном, при помощи вибрационных устройств) как раз нужны для того, чтобы вытеснить из нее весь воздух. При этом смесь разжижается так, что пузырьки воздуха могут легко и сравнительно быстро подняться вверх. Если же использовать ручную трамбовку, то уложить бетон максимально плотно не получится, и он будет пористым. - Заполнителей
Этот пункт тесно связан с предыдущим: так как бетон обычно состоит из разнородных зерен заполнителя, их сложно уплотнить настолько, чтобы между ними не возникало совсем никаких пустот. - Наличия излишней воды в смеси
Если добавить в смесь слишком много затворителя, то его излишки просто не вступят в реакцию с цементом. Вода будет постепенно испаряться, оставляя после себя поры. - Количества вяжущего
Этот пункт повторяет предыдущий. Ведь водоцементное соотношение в целом сильно влияет на пористость бетона. Чем оно меньше, тем меньше пор будет образовываться в бетоне. Другое дело, что смесь с пониженным содержанием цемента непластична, поэтому с ней тяжело работать. - Добавок
Различные добавки и пластификаторы способны искусственно повысить (обычно) или понизить (реже) пористость бетонных смесей. - Правильного ухода за твердеющей смесью
Когда бетон твердеет, влага с его поверхности активно испаряется. Именно поэтому уложенную бетонную смесь рекомендуется накрывать пленкой и периодически спрыскивать водой, чтобы предотвратить излишнее испарение. - Условий твердения
Они должны быть естественными, с подходящей температурой и влажностью. Если же материал твердеет, например, в условиях тепловой обработки, его пористость повышается за счет образования микротрещин.
В заключительном разделе мы посмотрим, какие существуют способы снизить пористость бетона.
Как уменьшить пористость бетона
Выше мы уже несколько раз отмечали, что излишняя пористость в бетоне приводит к ухудшению его качественных характеристик. Так, например, слишком пористый бетон обладает высоким водопоглощением. В связи с этим, когда температура воздуха станет отрицательной, влага в порах бетона превратится в лед и при этом увеличится в объеме. Лед будет давить на стенки пор и трещин изнутри, и со временем материал начнет разрушаться. Конечно, это произойдет далеко не сразу – на это уйдет очень много лет. Но лучше предотвратить это на начальных этапах и соблюдать все технологии приготовления бетонной смеси и ее укладки.
Вот некоторые рекомендации, которые помогут уменьшить пористость материала на этапе приготовления бетонного раствора:
- Необходимо соблюдать пропорции и не добавлять в смесь лишние компоненты. Ведь неверное водоцементное соотношение способно сильно увеличить пористость бетона.
- Можно уменьшить расход воды при приготовлении смеси. Однако надо учитывать, что в этом случае смесь станет менее подвижной, с ней будет сложнее работать.
- При необходимости, в смесь можно добавить так называемые уплотняющие добавки. Обычно это минеральные и водорастворимые пластификаторы. Благодаря им повышается плотность бетона, увеличивается прочность, а пористость – наоборот – снижается.
- Важно также хорошо трамбовать и уплотнять смесь. Это – залог качественной конструкции из бетона. Добиться лучшего эффекта можно при помощи виброуплотнения.
- При твердении бетона необходимо правильно за ним ухаживать: накрывать смесь пленкой и периодически смачивать ее водой, чтобы предотвратить излишнее испарение.
Снизить пористость уже затвердевшего бетона сложнее. Хотя сейчас на рынке существуют различные жидкие гидроизолирующие средства, которые легко заполняют собой пустоты в материале и позволяют получить гладкую и ровную поверхность.
Полную версию данной статьи вы найдете на этой странице.
Также мы рекомендуем ознакомиться с другими полезными статьями на нашем сайте.
