Строительные материалы и изделия

ОСНОВНОЙ ЗАКОН ПРОЧНОСТИ БЕТОНА

Чем выше марка це­мента, тем при прочих рав­ных условиях будет проч - 13 ^

нее цементный камень, так |

как марка цемента — это в 50

действительности прочно - ! „

СТЬ модельного (мелкозер- || 20

нистого) бетона, отформо - § g ванного и твердевшего в ^ стандартных условиях (см. s |- лабораторную работу № 7). ^

Зависимость прочно - ^ о сти цементного камня от 160 180 200

соотношения цемента и во - воды затворения, кг/м[5]

ды в бетонной смеси объ­ясняется следующим. Це - Рис. 12.5. Кривая зависимости прочности бето-

МЄНТ При твердении ХИМИ - на от количества воды затворения (при неизмен-

ЧЄСКИ СВЯЗЫВает не более ном Расходе цемента и способе уплотнения):

20 25 % ВОДЫ ОТ СВОеЙ ^ — слишком жесткие недоуплотненные бетонные смеси;

гг гг 2 — смеси с оптимальным количеством воды затворения

МасСЫ. Но ЧТООЫ обеспе - (Вопт); 3— подвижные смеси; 4— литые бетонные смеси

читъ необходимую пла­стичность цементного теста и, соответственно, подвижность бетонной смеси, необходимо брать 40...80 % воды от массы цемента. Вода, кроме того, необходима для смачивания поверхности песка и крупного заполнителя: большая удельная поверхность заполнителя требует боль­шего расхода воды (см. § 10.2). Естественно, чем больше в бетоне будет свободной, химически не связанной воды, тем больше впоследствии будет пор в цементном камне и соответственно ниже станет его прочность.

С другой стороны, если не обеспечить необходимую удобоуклады - ваемость бетонной смеси, соответствующую принятому в данном конкретном случае методу уплотнения, то из-за недоуплотнения в структуре бетона появятся крупные пустоты и участки с нарушенной связью «цементный камень — заполнитель», что приведет к резкому снижению прочности бетона.

Экспериментально кривая зависимости прочности бетона от коли­чества воды затворения (В) при постоянном расходе цемента (Ц) (т. е. фактически от В/Ц) и при одинаковом методе уплотнения (рис. 12.5) подтверждает сказанное выше. Левая ветвь кривой отвечает недоуп - лотненным бетонным смесям, слишком жестким для данного способа уплотнения. При возрастании количества воды затворения до извест­ного предела бетонная смесь укладывается плотнее, уменьшается объем пустот, а прочность бетона повышается. При оптимальном (для данного способа уплотнения) количестве воды бетон имеет наибольшую проч­ность и плотность, что соответствует максимуму на кривой прочности.

Дальнейшее увеличение количества воды разжижает бетонную смесь, повышает ее подвижность. Однако добавляемая вода лишь частично связывается цементом, а избыток ее образует в бетоне поры — и в результате прочность бетона понижается (правая ветвь кривой).

Для каждой бетонной смеси существует оптимальное количе­ство воды, которое позволяет получить при данном способе уплот - Jt; нения бетон с минимальной пористостью и наибольшей проч­ностью.

Прочность сцепления между цементным камнем и заполнителем определяется в основном качеством поверхности заполнителя. Для обеспечения высокой прочности сцепления поверхность зерен запол - нителя должна быть чистой и шероховатой. Например, бетон на щебне при прочих равных условиях прочнее бетона на гравии. В обобщенном виде этот показатель именуется коэффициентом качества заполнителей (А), а его численные значения приводятся ниже (см. лабораторную работу № 9).

Высказанные теоретические предпосылки были положены в основу экспериментальных исследований зависимости прочности бетона от Ц/В, марки цемента и качества заполнителей (под прочностью здесь и далее подразумевается марочная прочность, т. е. прочность после 28 сут твердения в стандартных условиях). Полученные эксперимен­тальные зависимости R - (Ц/В) представляют довольно сложную кри­вую, имеющую точку перегиба (рис. 12.6). С некоторым приближением эту кривую в реальном интервале Ц/В (от 1,4 до 3,3) можно аппрок­симировать двумя прямыми, описываемыми уравнением вида

Приведенная формула предложена И. Боломеем и уточнена Б. Г. Скрамтаевым. Она выражает основной закон прочности бетона и используется для определения состава бетона по заданным параметрам.

Для обычных бетонов (марок ниже М500) в интервале Ц/В = =1,4...2,5 формула Боломея — Скрамтаева имеет вид

Re = ЛЯЦЦ/В - 0,5),

а для высокопрочных бетонов при Ц/В = 2,5...3,3 ' '

Д, = ЛЛ(Ц/В + 0,5).

В графическом виде закон прочности бетона представлен на рис. 12.7.

Эта зависимость справедлива лишь при условии обеспечения плот­ной укладки бетонной смеси. Использование этой формулы при рас­чете состава бетона дано в лабораторной работе № 9.