Структура бетонной смеси сохраняется и при затвердевании.

Поэтому структуру бетона следует классифицировать по содержанию цементного камня и его размещению в бетоне.

Однако, на свойства бетона определяющие влияние оказывает его плотность, или пористость.

При прочих равных условиях объём и характер пористости, а так же соотношение в свойствах отдельных составляющих бетона определяют его основные технологические свойства, долговечность, стойкость в различных условиях.

В этой связи целесообразно классифицировать структуру бетона с учётом её плотности:

1. Плотная;
2. С пористым заполнителем;
3. Ячеистая;
4. Зернистая.

Плотная структура, в свою очередь, может иметь контактное расположение заполнителя, когда его зерна соприкасаются друг с другом через тонкую прослойку цементного камня, и «плавающие» расположение заполнителя, когда его зерна находятся на значительном удалении друг от друга.

Плотная структура состоит из сплошной матрицы твердого материала, например, цементного камня в котором направлены зерна другого твердого материала (заполнителя) достаточно просто связанные с материалом матрицы. Ячеистая структура отличается тем, что в сплошной среде твердого материала распределены поры различных размеров в виде отдельных условно замкнутых ячеек. Зернистая структура представляет собой совокупность скрепленных между собой зёрен твердого материала.

Наибольшей R обладает материал с плотной структурой , наименьшей с зернистой. Большое влияние на свойства материала оказывает размер зёрен, пор или других структурных элементов. В этой связи в бетоне различают макро и микро структуру. Под макро структурой понимают структуру, видимую глазом. В качестве структурных элементов здесь различают : крупный заполнитель, песок, цементный камень, воздушные поры.

Микроструктурой называют структуру, видимую при небольшом увеличении под микроскопом. Для бетона большое значение имеет микроструктура цементного камня, который состоит из непрореагированных зерен цемента, новообразований и микропор различных размеров.

Цементный камень определяет свойства и долговечность бетона. Основной составляющей микроструктуры цементного камня являются гидросиликаты кальция. Цементный камень содержит участки с различной структурой, сложенные разными минералами. Его строение отличается сложностью, многообразием и неоднородностью.

Изменяя минералогический состав вяжущего и условия твердения, можно получить различные типы микроструктуры цементного камня : ячеистый, зернистый, волокнистый, сотовую или сложные структуры, состоящие из сочетания разных типов структуры.

Определяющее влияние на свойства бетона оказывает также микроструктура заполнителя. Структура бетона изотропна, т.е. ее свойства одинаковы по всем направлениям : однако путем особых приемов формирования, или введения специальных структурообразующих элементов структуре бетона может быть придана анизотропность, т. е. ее свойства в одном направлении будут заметно отличаться от свойств в другом направлении.

Примером может служить бетон на заполнителе с лещадными зернами, ориентированными в определенном направлении ( рис. 4.11 )

Для разных видов бетона характерна своя структура. Для тяжелых – плотная, для легких конструктивных – плотная структура с пористыми включениями, ячеистый бетон имеет ячеистую структуру, крупнопористый – зернистую. Однако подразделение на приведенные типы структур – условно, в действительности структура бетона отличается сложностью. Прочность бетона обуславливается его плотностью и характером его структуры

R=R₁(ρ/ρ₁)ⁿ

ρ/ρ₁ – относительная плотность, R₁– прочность материала при плотности ; n – показатель, зависящий от структуры материала. Если принять, что – есть характеристика материала, численно равная его прочности при ρ =1 то выражение (I) можно записать

R=A*ρⁿ

Выражение (1) показывает, что R пористого материала пропорционально его

ρ– колеблется от 2 до 6.Для материала ячеистой структуры его ориентировачно можно принять ~ 2. Для материала зернистой структуры показатель « п» зависит от формы зерен составляющих материалов и R их контактов, его можно принять равным 4 ( при колебаниях от 3 до 6 ).

Итак, структура бетона неоднородна. Отдельные объемы материала могут значительно отличаться по своим свойствам, что оказывает заметное влияние на суммарные свойства материала.

Могут различаться по свойствам не только цементный камень и заполнитель, но и отдельные зерна заполнителя друг от друга и отдельные микрообъемы цементного камня.

Неоднородность структуры и свойств требует применения к оценке бетона вероятностно- статистических методов и должна учитываться при проектировании и организации производства бетона и ж/б конструкций.