Твердение и прочность бетона

Абрамс установил зависимость прочности бетона (RA), твердеющего в нормальных условиях, от водоцементного отношения и прочности цемента (В/Ц и /?ц), графически изображаемую кривой типа гиперболы. Боломей, приняв в качестве аргументации величину, обратную В/Ц, т.е. Ц/В, придал функции (/?б) линейную форму.

Прочность цементного камня через 1(1), 3(2), 7(3) и 28(4) сут в зависимости от удельной поверхности цемента (по И. В. Кравченко)

Рис. 5.3. Прочность цементного камня через 1(1), 3(2), 7(3) и 28(4) сут в зависимости от удельной поверхности цемента (по И. В. Кравченко)

По Боломею (в переработке А.И. Яшвили), связь между прочностью бетона, Ц/В и Rn имеет вид R6 =$ц-(Ц/В - в), где а и в - экспериментальные коэффициенты.

Многочисленные испытания подтверждают линейный характер этой зависимости при наличии прочных заполнителей, хорошем уплотнении смеси и применяемых на практике значений В/Ц. На рис. 4 показаны результаты испытания бетонных образцов, изготовленных из одних материалов и составов при равных Ц/В, но с различной степенью уплотнения смесей. В одном случае все смеси вибрировались в формах, прикрепленных струбциной, и зависимость R6 - Ц/В оказалась прямолинейной. В другом случае уплотнение вели без крепления форм к виброплощадке и указанная функция оказалась не прямолинейной. Значения коэффициентов айв принимались равными 0,45 и 0,4 соответственно.

Однако многочисленные опыты показывают, что даже цементы одной и той же марки обусловливают различное положение прямой R6 - Ц/В в принятой системе координат. Т.е. коэффициенты а и в не постоянны. Объясняется это отличием цементов по минералогии, тонкости помола, вводимым добавкам и качеству обжига клинкера. Более того, при постоянных значениях коэффициентов не учитывается влияние крупнохо заполнителя на прочность бетона. А оно определяется прочностью заполнителя и его расходом в бетоне.

Прочность хорошо (1) и недостаточно (2) уплотненного бетона в зависимости от В/Ц (по данным И.М. Френкеля)

Рис. 5.4. Прочность хорошо (1) и недостаточно (2) уплотненного бетона в зависимости от В/Ц (по данным И.М. Френкеля)

Если заполнитель недостаточно прочный, не обладает необходимым сцеплением с цементным камнем, то прочность изготовленного на нём бетона будет ниже прочности бетона, полученного на высококачественных заполнителях. Прочность такого бетона будет равна прочности цементного камня. При высоком расходе малопрочного заполнителя прочность бетона будет меньше прочности цементного камня, поскольку последний будет работать как материал, сечение которого ослаблено заполнителем.

Однако при использовании заполнителей, обладающих хорошим сцеплением с цементным камнем и собственной высокой прочностью, прочность бетона возрастает с увеличением их содержания (рис. 3.5). Ведь известно, что при склеивании материалов прочность тем больше, чем меньше слой клея, если прочность его заметно уступает прочности склеиваемого материала. В противном случае увеличение содержания непрочно склеиваемого материала будет приводить к неуклонному падению прочности, что и видно из данных рис. 3.5 применительно к бетону на слабом известняковом щебне. На известняковом щебне прочностью 20 МПа трудно получить бетон марки выше 200. Опыты показывают, что применяемый для бетона щебень должен иметь прочность по крайней мере в и раза выше его марки.

Прочность бетона с ВЩ= 0,4 (а);0,55(6) и 0,8 (в) па прочном известняковом щебне (1), на гранитном щебне (2), на гравии (3), на слабом известняковом щебне (4) (но данным А.С. Дмитриева)

Рис. 5.5. Прочность бетона с ВЩ= 0,4 (а);0,55(6) и 0,8 (в) па прочном известняковом щебне (1), на гранитном щебне (2), на гравии (3), на слабом известняковом щебне (4) (но данным А.С. Дмитриева)

При плотном (контактном) расположении зерен крупного заполнителя вследствие усадки растворной части в бетоне появляются значительные растягивающие напряжения, приводящие к появлению микротрещин, что наиболее заметно сказывается на прочности его на растяжение и растяжение при изгибе. Наиболее значительное снижение прочности наблюдается в бетонах с большим содержанием прочных крупных заполнителей и особенно из изверженных пород. Поэтому необходимо ограничивать расход крупного заполнителя (не более 850 л/м3). Таким образом, вышеприведенная формула может применяться лишь для установления приближенного значения Ц/В. По рис. 5.5 уже можно было сделать вывод о том, что чем выше марка бетона (меньше В/Ц), тем больше разброс прочности бетона в зависимости от применяемого заполнителя при одном и том же его расходе, т.е. чем больше марка бетона, тем менее достоверны результаты расчета по формуле при осредненных коэффициентах айв. Поэтому формулой можно с большей достоверностью пользоваться лишь при расчетах состава бетона невысокой прочности, например марок до 200 включительно, с последующей проверкой полученного Ц/В опытом. В бетонах более высоких марок требуется определять Ц/В только из опыта с теми материалами, которые будут применяться. Для этой цели разработана нашими отечественными учёными бетоноведами И.М. Френкелем и С.А. Мироновым оригинальная ускоренная методика назначения Ц/В.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >