Возможны различные подходы к классификации бетонов (растворов). Однако предварительно следует высказать ряд общих соображений, которые позволят использовать с наибольшим успехом любую из существующих классификаций.
При классификации бетонов необходимо учитывать: 1) показатели качества, стоимости и сроков выполнения работ (включая быстроту, простоту и эффективность их производства); 2) виды материалов, их характеристики (включая и виды железобетона); 3) приемы выполнения работ и их особенности (включая применение различных добавок и приемы армирования, монолитность и сборность конструкций).
В классификациях в большей или меньшей степени детализации включена относительно небольшая часть свойств бетона: объемная масса, прочность на различные виды деформирования (изгиб, многократное воздействие нагрузок, в том числе знакопеременных) и на разные сроки твердения, морозостойкость, водонепроницаемость, ползучесть, тепловыделение, химическую стойкость при работе в агрессивных средах, огнестойкость, звуконепроницаемость. Указанные свойства бетона должны учитываться с надлежащей точностью, так как их правильный выбор, полное соответствие требованиям проекта и существующим нормам в конечном счете обеспечивают долговечную и надежную работу конструкций (сооружений) .
Классификационные признаки бетона систематически уточняются и расширяются, чему, с одной стороны, способствует углубление знаний в области этого материала, интереснейшего по техническим и производственным возможностям, с другой — резкое расширение области его применения.
Бетон и железобетон с одинаковым успехом используют в дорожном, железнодорожном, мостовом, аэродромном, тоннельном, шахтном, фортификационном, гидротехническом, жилищно-коммунальном, промышленном, сельскохозяйственном и других видах строительства. Многолетняя эксплуатация бетонных (железобетонных) конструкций (сооружений), разнообразных по условиям работы, указывает на весьма большие возможности бетона. Научно-экспериментальные исследования в области цемента и бетона подтверждают сказанное.
Развитию более совершенных представлений в указанных областях знаний способствовало бурное развитие естественных наук. При этом следует отметить, что совершенствование и углубление знаний в области бетона в ряде случаев проходило с определенными ошибками, что связано не только со сложностью самого изучаемого вопроса, но и с его спецификой. Так, крупный ученый в области вяжущих материалов Михаэлис показал, что при использовании гидравлических добавок можно повысить стойкость работы бетона на портландцементе в мягких агрессивных водах (этим обоснована стойкая работа гидротехнических сооружений в Риме). Однако это возможно лишь для случая, когда бетон не подвергается многократному попеременному воздействию воды и мороза. Следовательно, область применения гидравлических добавок ограничена довольно узкими пределами, о чем стало известно значительно позже и привело в ряде случаев к неудачам.
Однако это не умаляет целесообразности широкого применения пуццолановых портландцементов там, где это необходимо. И в случае, указанном Михаэлисом, применение пуццолановых цементов дает высокие результаты при выполнении ряда технических требований, в частности, при обеспечении длительного ухода за твердеющим бетоном. Уход за бетонами, приготовленными на пуццолановых цементах, продолжительнее, чем за бетонами на портланд-цементах. Вопросам надежной работы бетона, например, в морских гидротехнических сооружениях посвящено значительное число монографий.
Поскольку растворимость извести во много раз выше, чем Са(ОН)2 в присутствии пуццолановой (гидравлической) добавки, то можно считать, что бетоны на таких цементах будут надежно работать в морских соружениях, так как свободная известь вступает во взаимодействие с СО2 и будет карбонизирована раньше, чем выщелочена. А. А. Байков же считает, что в гидротехническом строительстве не следует применять портландцемент, так как дажг из плотных бетонов возможно выщелачивание извести. По теории В. Н. Юнга приготовление плотных бетонов на высококремнеземистых портландцементах обеспечивает долговечную работу гидротехнических сооружений.
Многолетняя эксплуатация гидротехнических сооружений, возведенных на портландцементах с нормированным минералогическим составом, показывает, что бетон высокой плотности при его высокой морозостойкости одновременно стоек и к выщелачивающему действию воды. Утверждения о целесообразности широкого использования пуццолановых цементов, разработанных в итоге многолетних исследований советскими учеными, справедливы. Область применения таких цементов значительна. Следовательно, существовавшая в то время классификация бетонов не исключала ошибок в использовании бетона.
Широко известно, что подбор состава бетона был значительно облегчен и усовершенствован благодаря выявленной в итоге многолетних работ зависимости Rб=/(В/Ц). Однако использование этой зависимости в практической деятельности без учета важности сохранения не только числового значения, но и оптимизации каждого ее члена приводит к существенным ошибкам. Так, неправильно утверждение специалистов, что по значению В/Ц можно оценивать другие свойства бетона, например морозостойкость, ползучесть. Неверно утверждать, что указанная зависимость справедлива для любого состава бетона по прошествии некоторого периода (вылеживания смеси), многократного повторного вибрирования с правильно выбранными интервалами, твердения бетона под пригрузом и т. д. Следовательно, эта зависимость не может быть названа законом водоцементного фактора и является его составным звеном.
Мнение о высокой ползучести и невысокой морозостойкости бетона на шлакопортландцементе также является результатом недостаточно глубокого анализа природы бетонов на различных видах шлакопортландцемента и отсутствия строгих теоретических разработок природы этих свойств. Действительно, опыты, на которых базируются выводы о невысокой морозостойкости бетонов и высокой ползучести в случае применения таких цементов, позволяют это констатировать. Другие опыты показывают, что причиной столь резкого различия в одних и тех же видах испытания является коренное различие в исходных свойствах применяемых шлакопорт-ландцементов. Это, однако, не учитывалось лицами, утверждавшими, что шлакопортландцемент непригоден для приготовления бетонов, например, подвергающихся многократному замораживанию и оттаиванию. Сказанное о составлении классификаций касается любого материала.
Приведенная дифференциация бетона для отдельных наиболее типичных случаев воздействия внешней среды может быть в ряде случаев иной, так как возможно различное сочетание отдельных воздействий. В этом случае бетон назначают с учетом наиболее сильного влияния внешней среды.
Процесс формирования структуры цементного камня — связка многочисленных мелких (песка) и крупных (гравия и щебня) зерен заполнителя в бетон — химический процесс со всеми его особенностями. По этой причине и классификация бетонов имеет свой особый характер. Неправильно организованный процесс нельзя изменить, следовательно, в этом случае качество бетона не будет отвечать требованиям проекта.