Мелкозернистый так же, как и обычный бетон, состоит из цементного камня и заполнителя, но размеры зерен последнего не превышают 5 мм. Это обеспечивает более однородную структуру бетона.
Второе отличие от обычного бетона — повышенный объем цементного камня. Пустотность и удельная поверхность песка больше, чем смеси песка и крупного заполнителя. Это требует большого объема цементного теста.
Наконец, мелкозернистый бетон содержит повышенное количество воздушных пор. В зависимости от удобоукладываемости смеси объем воздушных пор в мелкозернистом бетоне составляет 3—6% и более. Он возрастает в более тощих смесях (при уменьшении отношения Ц: П), а также при снижении крупности песка.
Свойства мелкозернистого бетона подчиняются закономерностям, рассмотренным ранее для обычного бетона. Прочность и другие технические свойства определяются в первую очередь В/Ц, удобоукладываемость — расходом воды. Но количественное влияние этих факторов отличается.
Водопотребность мелкозернистой смеси по сравнению с обычной значительно повышается. Для малоподвижной смеси в зависимости от состава и крупности песка она может составлять 250-300 кг/м3. Пропорционально ее росту (по сравнению с обычным бетоном) увеличивается и расход цемента. Даже в несколько большей степени, так как нужно компенсировать еще и большее содержание воздушных пор.
Поэтому эффективно применение пластифицирующих добавок, а при повышенных расходах цемента — суперпластификаторов. Также целесообразно введение минеральныхдобавок, особенно в бетоны тощих составов, где объем цементного теста недостаточен для заполнения пустот между зернами песка. Количественный эффект этих групп добавок примерно такой же, как и в тяжелом бетоне.
Своеобразно проявляется действие в тощих составах мелкозернистых бетонов воздухововлекающих добавок. При нехватке цементного теста они трансформируют воздушную фазу в таких смесях в микропузырьки. Это увеличивает объем цементного теста, улучшает формовочные свойства смеси и приводит к повышению прочности. Можно отметить, что в последнее время обнаруживаются новые положительные эффекты искусственного воздухововлечения и искусственных воздушных пор в бетоне. В данной ситуации они оптимизируют структуру бетона и его прочность растет несмотря на увеличение пористости.
Прочность мелкозернистого бетона при тех же В/Ц несколько ниже, чем обычного (большие объемы цементного камня и воздушных пор).
При значительном содержании воздушных пор (> 3%) целесообразен их учет.
Еще одним недостатком мелкозернистого бетона является повышенная усадка.
Свойства мелкозернистого бетона существенно зависят от крупности песка. Если в обычном бетоне влияние мелких песков ослабляется уменьшением их содержания и снижение прочности составляет 5-10%, то здесь такая возможность отсутствует, и прочность может уменьшиться на 25-30%. Для таких бетонов применяют средние и крупные пески, а при их отсутствии обогащают мелкие природные пески крупными фракциями дробленых песков.
Проигрывая тяжелому бетону по расходу цемента, мелкозернистый бетон имеет и определенные преимущества.
Это:
- большая однородность структуры, связанная с отсутствием крупного заполнителя. Кроме того, поверхность сцепления цементного камня с песком имеет лучшее качество, чем с крупным заполнителем (для которой характерна повышенная дефектность из-за седиментационных явлений и усадочных трещин);
- большая, чем у тяжелого бетона, прочность при растяжении (до 20-30%). Она объясняется как увеличенной поверхностью сцепления цементного камня с песком, так и меньшей ее дефектностью;
- более высокая морозостойкость. Она может превышать морозостойкость крупнозернистого бетона той же прочности примерно в два раза. Причиной такого резкого различия являются два фактора: значительное содержание воздушных пор и менее дефектная поверхность сцепления цементного камня с заполнителем;
- широкая сырьевая база местных песков при их низкой стоимости.
В итоге мелкозернистый бетон имеет свою область использования, причем наблюдается тенденция к ее расширению.
Традиционное применение мелкозернистых бетонов — регионы, где отсутствует крупный заполнитель. Отказ от привозного заполнителя дает в таких случаях существенную экономию.
Расширение применения тонкостенных и густоармированных конструкций требует снижения крупности заполнителей. Это также увеличивает возможности использования мелкозернистого бетона.
Эффективность применения мелкозернистого бетона возрастает в тех случаях, когда его состав определяется не прочностью при сжатии, а свойствами, которые имеют у него повышенные значения. Это в первую очередь прочность при растяжении и морозостойкость. В этих случаях разница в расходах цемента по сравнению с обычным бетоном уменьшается.
Сочетание повышенной прочности при растяжении и значительной морозостойкости — важнейших требований к дорожному бетону — привело к широкому применению мелкозернистого бетона при строительстве дорог. Имеется значительный опыт применения этого бетона для других конструкций достаточно широкой номенклатуры.
В заключение целесообразно привести сравнение мелкозернистого бетона и строительного раствора. По определению разницы между ними нет: одни и те же компоненты и строение затвердевших материалов. Но имеется очевидное различие: в области применения. В то же время есть элементы (например стяжки, покрытия полов), которые можно выполнять из обоих материалов. Второе различие в прочности. Как правило, она выше для мелкозернистых бетонов. Но их минимальный класс — В3,5, тогда как наибольшая марка раствора — 200. Таким образом, есть и общий диапазон прочностей (5—20 МПа).
В то же время следует учитывать, что требования к этим материалам определяются разными стандартами: ГОСТ 26663 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые» и ГОСТ 28013 «Растворы строительные». Методы испытания материалов также различны. Так, марка мелкозернистого бетона определяется на образцах 15 х 15 х 15 см или меньшего размера, но с использованием переход? коэффициентов, а марка строительных растворов — на образцах 7x7x7 см. Отличаются и условия твердения образцов и методы обработки результатов.
Поэтому, применяя тот или иной термин, следует иметь в виду, что это влечет за собой использование различной нормативной документации. Для одного и того же материала возможно получение разных результатов и оценок.
