К основным свойствам тяжелого бетона, кроме прочности, относят пористость, деформативность (модуль упругости, ползучесть, усадку), водопроницаемость, морозостойкость, теплофизические свойства и др.
Деформативность бетона. Бетон под нагрузкой ведет себя не как идеально упругое тело (например, стекло), а как упруговязкопластичное тело. При небольших напряжениях деформируется как упругий материал.
При больших напряжениях начинает проявляться пластическая (остаточная) деформация, развивающаяся в результате роста микротрещин и пластических деформаций гелевой составляющей цементного камня.
Ползучесть — склонность бетона к росту пластических деформаций при длительном действии статической нагрузки. Ползучесть бетона также связана с пластическими свойствами цементного геля и микротрещинообразованием. Она носит затухающий во времени характер. Абсолютные значения ползучести зависят от многих факторов. Особенно активно ползучесть развивается, если бетон нагружается в раннем возрасте. Ползучесть можно оценивать двояко: как положительный процесс, помогающий снижать напряжения, возникающие от термических и усадочных процессов, и как отрицательное явление, например, снижающее эффект от предварительного напряжения арматуры.
Усадка — процесс сокращения размеров бетонных элементов при их твердении и дальнейшей работе при нахождении в воздушно-сухих условиях.
Пористость. Как это ни покажется странным, бетон — плотный на вид материал — имеет заметную пористость. Причина ее возникновения — в избыточном количестве воды затворения.
Водопоглощение характеризует способность бетона впитывать влагу в капельно-жидком состоянии; оно зависит главным образом от характера пор. Водопоглощение тем больше, чем больше в бетоне капиллярных сообщающихся между собой пор. Максимальное водопоглощение тяжелых бетонов на плотных заполнителях достигает 4…8% по массе (10…20% по объему). У легких и ячеистых бетонов этот показатель значительно выше.
Морозостойкость — главный показатель, определяющий долговечность бетонных конструкций в нашем климате. Морозостойкость бетона оценивается путем попеременного замораживания при минус (18 ± 2 ) °С и оттаивания в воде при (18 + 2 ) С предварительно насыщенных водой образцов испытуемого бетона. Продолжительность одного цикла— 5… 10 ч в зависимости от размера образцов.
Теплофизические свойства. Из них важнейшими являются теплопроводность, теплоемкость и температурные деформации.
Теплопроводность тяжелого бетона даже в воздушно-сухом состоянии велика — около 1,2…1,5 Вт/(м * К), т. е. в 1,5…2 раза выше, чему кирпича. Поэтому использовать тяжелый бетон в ограждающих конструкциях можно только совместно с эффективной теплоизоляцией. Теплоемкость тяжелого бетона, как и других каменных материалов, находится в пределах 0,75…0,92 Дж/(кг * К); в среднем — 0,84 Дж/(кг * К).
Температурные деформации. Температурный коэффициент линейного расширения ТКЛР тяжелого бетона (10…12) * 10 К1. Это значит, что при увеличении температуры бетона на 50° (например, от —20 до +30 °С) расширение составит примерно 0,5 мм/м. Поэтому во избежание растрескивания сооружения большой протяженности разрезают температурными швами.
Большие колебания температуры могут вызвать внутреннее растрескивание бетона из-за различного теплового расширения крупного заполнителя и цементного камня.