Beton mostowy jest materiałem o specjalnych cechach, które zawdzięcza dodawanym składnikom oraz ich odpowiednim proporcjom. Dzięki temu można z niego budować mosty, wiadukty, tunele, estakady, kładki pieszojezdne, przejścia podziemne i naziemne oraz konstrukcje oporowe. Musi on zapewniać właściwą ochronę strukturalno-materiałową konstrukcji.
Kruszywo
Około 70% objętości betonu zajmuje kruszywo, dlatego jego właściwości wpływają na konsystencję, urabialność i pompowalność mieszanki, a także wytrzymałość, wodoszczelność, nasiąkliwość, mrozoodporność i ścieralność stwardniałego betonu. Betony mostowe narażone są na duże obciążenia mechaniczne i agresywne oddziaływanie środowiska. Używane w nich kruszywa powinny charakteryzować się wysoką odpornością na rozdrabnianie o niskim współczynniku LA. W porównaniu do kruszyw żwirowych kruszywa łamane mają bardziej rozwiniętą powierzchnię ziaren, co przekłada się na wytrzymałość strefy kontaktowej na styku zaczyn-kruszywo. Większa wytrzymałość betonu uzyskiwana jest kosztem urabialności mieszanki. Właściwości kruszyw wynikają z cech skały macierzystej oraz obróbki mechanicznej w procesie produkcji. Zawartość powietrza zależna jest od maksymalnego wymiaru ziaren, lecz powinna wynosić minimum 3,5%.
Mrozoodporność
Jedną z podstawowych właściwości betonu, które mają wpływ na trwałość obiektów mostowych, szczególnie w polskich warunkach klimatycznych, jest mrozoodporność. Według zapisów w PN-EN 206 „Beton – Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność”, kruszywo w klasach ekspozycji XF musi wykazywać odpowiedni stopień mrozoodporności w zależności od warunków środowiskowych, zgodnie z PN-EN 12620 „Kruszywa do betonu”. Według normy PN-B-06265:2018-10, czyli krajowym uzupełnieniu PN-EN 206+A1:2016-12, ocenę mrozoodporności można przeprowadzić na dwa sposoby. Metoda zwykła pozwala określić odporność betonu na działanie mrozu z uwzględnieniem:
- stopnia wewnętrznego zniszczenia za pomocą oznaczenia wytrzymałości próbki,
- destrukcji zewnętrznych poprzez ocenę wizualną i ubytki masy.
Metoda ta polega na cyklicznym zamrażaniu całej próbki w powietrzu i odmrażaniu jej w wodzie przez co najmniej 6 godzin. W ten sposób można obliczyć ilość przewidywanych lat użytkowania konstrukcji. Dla obiektów mostowych stopień mrozoodporności powinien wynosić co najmniej F150. Drugą metodą jest ocena mrozoodporności w obecności soli odladzających. Polega ona na poddaniu cyklicznemu zamrażaniu i rozmrażaniu powierzchni betonowej pod 3 mm warstwą 3% roztworu chlorku sodu NaCI. Oceniana jest masa materiału, który uległ złuszczeniu z badanej powierzchni po 56 cyklach. Odporność betonu do wznoszenia obiektów mostowych powinna mieścić się w klasach FT1 i FT2.
Nasiąkliwość i wytrzymałość
Zgodnie z normą PN-88-06250, nasiąkliwość betonu nie powinna przekraczać 5% w przypadku betonów narażonych na bezpośrednie działanie czynników atmosferycznych i 9% w betonach osłoniętych przed bezpośrednim działaniem czynników atmosferycznych. Natomiast w normie PN-EN 206-1 trudno znaleźć konkretne informacje na temat nasiąkliwości. Jednak praktyka pokazuje, że w specyfikacjach dla obiektów żelbetonowych, drogowo-mostowych i kolejowych klasa betonu wynosi C 30/37, wodoszczelność W8, mrozoodporność F150 i nasiąkliwość do 5% lub nawet do 4% w przypadku obiektów kolejowych. Wytrzymałość na ściskanie w betonach mostowych powinna przekraczać 30 MPa. Wykonywanie konstrukcji trwałych w warunkach agresji siarczanowej wymaga zastosowania cementów odpornych na siarczany. Informacje na ten temat można znaleźć w znowelizowanej normie PN-B-19707:2013.
Domieszki
Z założenia domieszka nie powinna przekraczać 5% masy cementu. W betonach mostowych stosuje się domieszki napowietrzające, które tworzą i stabilizują określoną ilość pęcherzyków powietrza. W stwardniałym betonie pozostają w postaci równomiernie rozmieszczonych mikroporów przerywających ciągłość kapilar. Zwiększenie napowietrzenia o 1% skutkuje spadkiem wytrzymałości o około 5 MPa, ale także poprawą mrozoodporności, co zapobiega rozsadzaniu się betonu przez zamarzającą w porach kapilarnych wodę.
Superplastyfikatory są to domieszki, które redukują ilość wody od 12 do 40% w celu upłynnienia mieszanki bez zmiany jej konsystencji, lub które bez zmniejszenia ilości wody powodują zwiększenie odpadu stożka lub rozpływu. Mogą także wywoływać te dwa efekty jednocześnie. Najczęściej dokonuje się tego poprzez zastosowanie żywic syntetycznych – melaminowej, naftalenowej, formaldehydowej i akrylowej. W ten sposób w budownictwie zaczęto stosować betony wysokowartościowe i samozagęszczalne o wysokiej wytrzymałości. Redukcja wody wpływa na niski współczynnik w/c, dzięki czemu zapewnia korzystny wpływ na mrozoodporność, mniejszą ilość porów kapilarnych i wyższą trwałość.
