Термін «щільність бетону» застосовується в двох значеннях:
- ступінь заповнення обсягу бетону твердою речовиною, т. е. величина, зворотна пористості (відносна щільність);
- маса одиничного обсягу бетону (середня щільність).
Пористість бетону вже була розглянута раніше. Вона становить зазвичай 10-15%, т. Е. Відповідна відносна щільність бетону - 85-90%.
Розглядаючи середню щільність, слід розрізняти щільність бетонної суміші і бетону.
Розрахункова щільність бетонної суміші (без урахування міститься в ній повітря) визначається як сумарна маса її компонентів на 1 м3 суміші. Фактична щільність суміші визначається експериментально. Вона на 1-3% менше розрахункової, що відповідає змісту повітря в бетонній суміші.
Щільність бетону відрізняється від фактичної щільності бетонної суміші. Бетон, тверділи і / або експлуатується в воді, має велику щільність, так як вода додатково підсмоктується в Контракційна простору.
При експлуатації на повітрі значна частина води, яка не пов'язана хімічно, випаровується. Її кількість залежить від вологості навколишнього повітря (або діапазону коливань вологості). Щільність бетону стає нижче, ніж бетонної суміші.
Для бетонної суміші, фактична щільність склала 2340 кг / м 3. Для бетону, що експлуатується в воді, прийнявши обсяг контракції 24 л / м 3. отримаємо щільність 2364 кг / м 3. При його експлуатації на повітрі, при кількості хімічно зв'язаної води 15% і рівноважної вологості 3%. отримаємо щільність 2255 кг / м 3. Повністю висушений бетон матиме щільність 2190 кг / м 3.
Вологість і водопоглинання бетону
Основна частина пір в бетоні - капілярні і гелеві - утворює відкриту пористу систему, яка легко заповнюється водою. Розрізняють декілька видів вологості бетону в залежності від умов його експлуатації.
Сорбційна вологість. Гелеві пори і мікрокапіляри (до 0,1 мкм) конденсируют пари води з повітря, повністю заповнюючи вологою. Придбана бетоном вологість, що залежить від вологості навколишнього повітря, називається сорбційної. Але так як вологість повітря змінюється, бетон «прагне» слідувати за нею, то конденсируя, то випаровуючи вологу.
Часто справа обмежується коливаннями вологості поверхневого шару, тоді як внутрішні шари бетону зберігають усереднену рівноважну вологість.
Капілярний підсос. Наступний рівень зволоження бетону досягається в конструкціях, частково знаходяться у воді. При цьому бетон, що залишається на повітрі, всмоктує її капілярними порами. Висота капілярного підняття збільшується при зростанні пористості. Вона може складати приблизно 0,5 м. На практиці це відбувається в фундаментах, гідротехнічних та інших спорудах, частина яких знаходиться в контакті з водою. Бетон в зоні капілярного підсосу більш вразливий при дії морозу, ніж підводний (підземний) бетон або більш сухий бетон верхніх шарів.
Вода, що досягла верхнього рівня капілярного підсосу, випаровується. Якщо вона містить солі, в зоні випаровування концентрація сольового розчину підвищується до пересичення. Це призводить до кристалізації солей, зростання кристалів може призводити до тріщин і руйнування бетону (сольова форма корозії).
Водопоглинання бетону - вологість, що купується їм при витримці у воді. Для важкого бетону це основна вологісний характеристика. Гелеві пори при цьому повністю заповнюються водою, а капілярні - майже повністю (в них затискаються деяку кількість повітря). Повітряні пори залишаються заповненими повітрям.
Водопоглинання бетону по масі становить зазвичай 4-8%, а водопоглинання за об'ємом - 9-18%. Останній показник характеризує пористість бетону (якщо знехтувати защемлением повітря в капілярах і повітряними порами). Його часто розглядають як відкриту пористість бетону. Пори, доступні для води, більш негативно позначаються на ряді властивостей бетону, ніж умовно-замкнуті пори.
Водопоглинання збільшується з ростом В / Ц і обсягу цементного каменю в бетоні і зменшується в процесі його твердіння.
Водопоглинання визначається при поступовому зануренні зразків в воду. Водопоглинання дозволяє зменшити защемлення повітря в порах. За кінетики водопоглинання можна судити про розміри пір в бетоні (великі пори швидше поглинають воду).
Міцність бетону при його зволоженні і насиченні водою кілька знижується. Коефіцієнт розм'якшення бетону (відношення прочностей в водонасиченому і сухому стані) становить 0,85-0,9.
Водопоглинання бетону просто визначається і тому іноді використовується як критерій його щільності, а для деяких бетонів і нормується.