Высокая прочность бетона может быть использована в сжатых конструкциях: колоннах, фермах значительных пролетов и арках, а также в оболочках из тонких сжатых элементов. Она целесообразна и в предварительно напряженных конструкциях. Рост прочности бетонов, приготовленных на цементах высоких марок, выше, чем у бетонов средних марок. Скорость твердения высокопрочного бетона в нормальных условиях ориентировочно можно считать следующей:
от R 28; при В/Ц =0,5 в указанные сроки прочность соответственно 30, 50, 65, 75, 85 и 100% от R 28.
У высокопрочных бетонов часто прочность при осевом растяжении выше 30 кu/см2 и растяжении при изгибе больше 55 кu/см2, а морозостойкость обычно не меньше 300 циклов. Деформации усадки высокопрочных бетонов, как правило, не больше, чем у обычных.
Бетоны для преднапряженных конструкций должны иметь малую усадку и ползучесть. За рубежом для преднапряженных конструкций, как правило, применяют бетоны марок 500—600. Для колонн переход от марки бетона 400 к марке 800 дает значительную (до 30%) экономию бетона, а также стали (до 10%).
На морозостойкости высокопрочных бетонов на ОБТЦ положительно сказывается применение В/Ц менее 0,4 и содержание С3А не более 8%. Такие бетоны при расходе цемента около 400 ка/м? выдерживает до 300 циклов замораживания.
Усадка бетона на указанных цементах несколько повышается, но практически она смягчается ввиду сокращения их расхода и применения малых В/Ц, в результате чего снижается опасность появления в изделиях усадочных трещин.
Применение высокопрочного бетона зачастую позволяет уменьшить сечение элемента, но такой бетон имеет повышенный разброс прочности (пониженный коэффициент однородности), что несколько снижает эффект от экономии бетона.
Высокопрочные бетоны имеют перед обычными и технологические преимущества. Сокращается продолжительность предварительной выдержки бетона и его тепловой обработки, что снижает энергозатраты на нее и увеличивает оборачиваемость форм.
Для получения бетона марки 600, не говоря уже о более высоких, необходим вязкий цементный клей с малым В/Ц, что требует большого его расхода. Последнее же ввиду экзотермичности реакции гидратации цемента влечет быстрое выделение значительного количества тепла, могущего вызвать температурные напряжения и появление в бетоне трещин. Но в тонкостенных конструкциях такую экзотермию можно считать неопасной.
Сокращение расхода клея приводит к применению 'жестких (порядка 100 сек) смесей, требующих особо тщательной их укладки. Степень жесткости смеси должна назначаться с учетом имеющихся средств ее уплотнения.
Получение высокопрочного бетона без использования высокоактивного цемента, путем значительного увеличения расхода цемента средней активности .не только нецелесообразно, но даже невозможно. При увеличении расхода последнего сверх 600 кг/м3 резко повышается водопотребность бетонной смеси, сильно снижается роль цементоводного отношения и уменьшается или прекращается прирост прочности бетона.
Для получения бетона марок 700—800 необходимы цементы марок 600—700, чисто клинкерные с нормальной густотой теста не более 25% и с удельной поверхностью по Товарову до 4000— 5000 см2/г.
Заполнители для высокопрочных бетонов должны быть чистыми, повышенного качества. Песок требуется классифицированный, разделенный на 2—3 фракции, и, как правило, кварцевый или кварцевополевошпатовый (с модулем крупности не менее 2,0) с содержанием отмучиваемых примесей не более 1% по весу. Рекомендуется применять чистый фракционированный щебень изверженных горных пород, по возможности кубической формы, но можно и дробленый гравий из прочных плотных невлагоемких пород, с хорошей гранулометрией.
Для снижения жесткости бетонйой смеси (повышения ее удобоукладываемости) и расхода цемента, когда высокая прочность бетона требуется лишь к 28 дням, следует вводить добавку пластификаторов — ССБ в количестве, устанавливаемом предварительными опытами, но не более 0,2% от веса цемента. При этом следует учитывать возможность замедления процесса твердения.
При изготовлении высокопрочных бетонов необходим не только тщательный отбор материалов, но и строгое соблюдение установленного технологического режима и усиление пооперационного* контроля производства.
