В технической литературе, посвященной производству бетонных работ, встречаются два термина, связанные с определением состава бетона: подбор и проектирование. Они относятся к двум различным процессам в работе технолога-строителя. Часто считают, что это один процесс, состоящий лишь из подбора материалов для бетона в чисто лабораторных условиях, без должного учета многих факторов. С таким толкованием нельзя согласиться по ряду причин. Исключительно большое разнообразие условий работы бетонных (железобетонных) конструкций выдвигает требование применять такие бетоны (растворы), которые надежно работают длительные сроки.
Следовательно, для бетонных (железобетонных) конструкций необходимо назначать составы бетона (раствора) по сумме требований, названных нами комплексной маркой.
Таким образом ставится вопрос не о надежной работе бетона, испытываемого в лаборатории под действием заданных механических воздействий, а о надежной работе бетона в условиях воздействия комплекса нагрузок. Известно, что во всех случаях запроектированные механические воздействия, как бы они ни были значительны, без каких-либо деформаций воспринимаются конструкцией при правильно подобранном составе бетона на любом виде цемента. В то же время даже незначительные механические воздействия при неучете всех условий работы бетона приводят к исключительно быстрому разрушению конструкций или деталей из железобетона и бетона, например разрушению бетонных камней. Поэтому нужно учитывать особенности среды, в которой должен работать материал, свойства компонентов бетона, средства производства работ.
Необходимо перейти к инженерному проектированию, которое должно осуществляться наравне с проектированием и расчетом сооружений (конструкций) и являться его составной частью.
При проектировании сооружений до сих пор (по-видимому, и из-за недостаточной надежности применяемых бетонов) не назначается срок их службы, который для правильно запроектированного состава может достигать нескольких сотен лет. Срок службы связывается с классом сооружений, которые по длительности работы не соответствуют длительности сроков надежной службы бетона (он меньше последнего), в том случае, когда состав бетона запроектирован в полном соответствии с комплексной маркой бетона.
Значительное расширение области применения бетона (особенно за последние 30 лет), в том числе сборного железобетона, обязывает специалистов резко повысить такое свойство, как однородность бетона (раствора) в конструкциях, деталях и сооружениях в любых условиях эксплуатации. Несмотря на многолетние и разнообразные исследования бетона остается много нерешенных вопросов. Попытки отказа от использования широкого по своему разнообразию экспериментального подбора состава бетона с различными свойствами и перехода только к использованию одних аналитических приемов на данном этапе оказались несостоятельными; эти направления должны быть объединены.
Обратим внимание на тот факт, что даже широко известная закономерность связи прочности бетона с водоцементным отношением имеет узко ограниченный смысл. Следовательно, установление более широких взаимозависимостей прочности, морозостойкости, химической стойкости, водонепроницаемости, деформативности, которые зависят от качества исходных материалов, их соотношений и других условий, очень сложно, но необходимо. В этом вопросе решающее значение должен иметь выбор правильного методического направления, к которому относится глубокое и всестороннее изучение свойств вяжущих.
Действительно, многочисленные попытки изучать свойства бетона, не прибегая к широкому использованию химии силикатов, давали частные решения практических вопросов, которые не позволяли использовать их для, казалось бы, аналогичных условий. Например, применяя бетоны высоких марок по прочности, но без учета состава и качества цемента, во многих случаях не удается получать бетоны высокой морозостойкости. Следовательно, изучение бетона нельзя отрывать от изучения свойств цемента, а необходимо начинать с теоретических задач получения цемента, изучения физико-химических процессов его гидролиза и гидратации в различных условиях образования структуры цементного камня в бетоне (растворе), его поведения в различные по длительности и условиям среды периоды службы сооружений (конструкций).
Для дальнейшего развития исследований имеют значение и такие особенности, как методические приемы испытания свойств бе-топа, принципы разработки нормативных документов для СНиПов, унификация и стандартизация лабораторного оборудования, разработка положений о моделях в испытании свойств, принципы деления сооружения на зоны агрессивного воздействия на его материал и др. Рассмотрим некоторые из перечисленных вопросов.
Методические приемы испытания свойств не дают необходимой информации о предельном состоянии материала — об условиях, связанных с его разрушением. Действительно, если испытание образцов на механическую прочность проводится до их полного разрушения, то это не делается, например, при испытании на морозостойкость. Подбор состава бетона при ускоренном режиме твердения осуществляется по принципу получения проектной прочности без сравнения с качеством бетона — эталона и расходом для него цемента. В ряде исследований применение цемента не связывается с его широким анализом, что не позволяет сравнивать одни работы с другими и таким образом получать нужную научную и практическую информацию. Это, в одном случае, приводит к получению бетонов с излишним расходом цемента, высокой неоднородностью и пониженным качеством, в другом — к получению бетонов с необоснованно высокими свойствами, не требующимися для долговечной работы сооружений. При наличии у специалистов глубоких знаний химии цемента и технологии бетона ни первый, ни второй случаи не будут иметь места.
Назначение сроков службы имеет свои особенности, которые следует рассмотреть, так как из них вытекает положение об едином сроке службы бетонных и железобетонных конструкций (сооружений). Бетон — материал, структура цементного камня которого, без какого-либо ухода за ним во время эксплуатации, не будет разрушаться сотни лет. Это нельзя сказать о большинстве органических материалов, стареющих в любых, даже самых мягких условиях эксплуатации сооружений во внешних средах (инженерные сооружения и конструкции из древесины, уплотненные асфальтобетонные и битумоминеральные смеси, различные пластмассы и др.).
Поэтому необходимо назначать для бетона с различными техническими свойствами как бы единый срок службы, но при одном непременном условии — правильном использовании каждого вида бетона в месте, соответствующем его структурно-текстурным характеристикам. В бетоне каждый компонент имеет свои структурные особенности, а сочетание их в камне требует введения понятия о текстуре бетона. Проектируя бетон по комплексной марке, можно в полной мере удовлетворить это требование. Нужно помнить, что бетоны с резко отличными техническими свойствами мало отличаются по стоимости. Для народного хозяйства страны изготовление долговечных бетонов связано с экономией колоссальных средств и требует самого пристального внимания многочисленной армии строителей и специалистов.