Рассмотрим подробнее те условия, от которых зависит прочность бетона.

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

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.

Количество воды. При одном и том же количестве цемента прочность бетона будет тем меньше, чем боль­ше в нем содержится воды. Это объясняется следующим. Для твердения бетона необходимо количество воды, рав­ное примерно 20 % массы цемента (так, например, при расходе цемента 220...250 кг на 1 м³ бетона требуется 45...50 л воды), но при таком количестве воды бетонная смесь получается слишком сухой, ее нельзя достаточно равномерно перемешать и плотно уложить, поэтому прак­тически приходится добавлять в 3... 4 раза больше воды (около 160... 180 л на 1 м³). Излишняя вода по мере твердения испаряется, оставляя поры (пустоты). 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.

Качество заполнителей — их чистота, форма и зерно­вой состав (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; округлая форма и окатанная поверхность прочность уменьшают. Загрязненность за­полнителей, ухудшающая сцепление их с цементным тестом, также снижает прочность бетона.

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

Уплотнение бетонной смеси. Бетон, уплотненный в виде смеси вибраторами, имеет на 10...30% большую прочность, чем бетон, уплотненный вручную.

Возраст бетона. Прочность бетона растет вместе с его возрастом и особенно быстро — в начальном возрасте (до 28 дней). Прочность продолжает нарастать более медленно в течение ряда лет.

Условия твердения. Наибольшую прочность бетон по­лучает при твердении во влажной среде. Наоборот, твердение в сухом и жарком воздухе может привести к получению низкокачественного бетона.

Пониженная температура замедляет нарастание проч­ности, а при температуре ниже нуля твердение бетона прекращается.

Замерзание приостанавливает процесс твердения бе­тона, но по оттаивании процесс продолжается. Бетон те­ряет прочность, если он замерз до достижения им «критической прочности». Еще более вредными, чем прежде­временное замерзание, являются попеременные замерза­ние и оттаивание свежего бетона, в результате чего бе­тон в некоторых случаях может даже потерять способ­ность твердеть.

Плотность бетона. В технологии бетона под плотно­стью понимают степень заполнения всего объема бето­на твердым веществом (отвердевшим цементным тес­том и заполнителями). Например, если плотность бето­на имеет значение 0,85, то это означает, что 85 °/о объе­ма составляют входящие в него материалы, а 15 % —по­ры, образовавшиеся главным образом вследствие испа­рения находившейся в бетоне воды.

В нормах на проектирование бетонных и железобе­тонных конструкций под плотностью бетона понимается его плотность, характеризующая его марку по плотности.

Плотность является одним из важнейших свойств бе­тона. От нее зависят его прочность, водонепроницае­мость, морозостойкость (см. ниже), а следовательно, и долговечность.

Морозостойкость бетона. Ее характеризует способ­ность бетона, достигшего проектной прочности, не разру­шаться под действием замерзания и оттаивания. Моро­зостойкость проверяют специальными испытаниями стан­дартных образцов на многократное замораживание и оттаивание. Число испытаний в зависимости от марки бетона по морозостойкости устанавливает ГОСТ.

В результате испытаний прочность бетона должна снизиться не более чем на 25%, а потеря массы образ­ца— не превышать 5%. По морозостойкости тяжелый бетон разделяют на марки F50...F150.

Водонепроницаемость бетона. Требования водоне­проницаемости предъявляют к бетонам, применяемым при строительстве резервуаров и гидротехнических со­оружений. При испытании на водонепроницаемость об­разцы определенной формы и размеров подвергают дав­лению воды и устанавливают то наибольшее значение, при котором еще не наблюдают просачивание воды че­рез образец.

По водонепроницаемости тяжелый бетон разделяют на марки W2...W18.

Усадка бетона. Твердение бетона всегда сопровожда­ется изменением его объема: на воздухе бетон высыха­ет и дает усадку, в воде он немного разбухает. Так как усыхание бетона снаружи происходит быстрее, чем внут­ри, то возникает неравномерная усадка, вызывающая по­явление мелких трещин. Неравномерность усадки мож­но уменьшить регулярной поливкой и укрытием поверх­ности бетона. Усадка тем больше, чем жирнее бетон, т. е. чем больше в нем цемента, и чем пластичнее бетон­ная смесь, т. е. чем больше в ней воды. Наибольшую усадку дает бетон, твердеющий в воздушно-сухих усло­виях при недостатке влаги.

Выделение тепла. При твердении бетон выделяет тепло, вследствие чего в массивных конструкциях (на­пример, в плотинах, больших фундаментах и т. п.) на­блюдается длительное повышение температуры бетона даже при низкой температуре окружающего воздуха. При производстве зимних работ повышение температуры уложенного бетона из-за выделения тепла позволяет ве­сти бетонирование ряда конструкций без обогрева.

Температурные деформации бетона. Бетон подчиня­ется общему закону расширения и сжатия тел при из­менении температуры. Коэффициент линейного расшире­ния бетона составляет в среднем 0,00001. Это значит, что на каждые 10 м длины бетон либо расширяется (уд­линяется) на 1 мм при повышении температуры на 10°, либо сжимается (укорачивается) на 1 мм при сни­жении температуры на 10°. При больших размерах бетонных и железобетонных сооружений температур­ные деформации становятся настолько значитель­ными, что могут повлиять на прочность сооруже­ния. Чтобы уменьшить это влияние, сооружение раз­резают по длине на несколько участков темпера­турными швами. Если, например, сооружение забетонировано летом при Т=20°С и расстояние между температурными швами принято около 40 м, зимой при Т=-20°С в шве может образоваться зазор шириной до 15 мм.