ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН

УСАДКА БЕТОНОВ РАЗНОЙ ПРОЧНОСТИ

Несмотря на обилие экспериментальных данных об усадке тяжелых бетонов, характер закономерных связей ее величины с прочностными показателями бетона (напри­
мер, маркой R) мало изучен. Отсутствует и общепринятое мнение о том, каким образом повышение прочностных ха­рактеристик сказывается на собственной деформативной способности тяжелого бетона.

Весьма распространенная точка зрения сводится к то­му, что вследствие повышенного расхода цемента высоко­прочные бетоны должны обладать повышенной усадкой

[197, 200]. Имеются и противоположные суждения. С. В. Александровский [1] считает, например, что усадка более прочных бетонов ниже за счет большего сопротив­ления кристаллического сростка объемным изменениям геля, меньшей пористости и, следовательно, меньшей ин­тенсивности влагообмена между бетоном и окружающей средой.

Данные о количественном соотношении величины усад­ки тяжелого бетона и его марочной прочности весьма не­многочисленны. Уже при сопоставлении некоторых из них (рис. 64) разноречивость мнений по рассматриваемому воп­росу становится очевидной. Если в соответствии с рекомен­дациями СНиП усадка бетона заметно снижается с ростом марки бетона, то Иване и Конг [136], а также комиссия ФИП [137] отмечают в тех же условиях возрастание величины деформаций. Аналогичные противоречия можно обнаружить также на рнс. 60, если значения цементоВодноГо отно­шения Z на этом рисунке (ось абсцисс) рассматривать в ка - чесгве некоторого масштаба величины марочной проч­ности.

Такое выраженное несоответствие в характере зависи­мостей на рис. 60 и 64 неизбежно должно приводить к оши­бочным количественным оценкам деформативной способ­ности высокопрочных бетонов, поскольку наибольшие рас­хождения в этих оценках достигают 2—3 раз и более именно в зоне высоких значений R (или г).

Вопрос о действительном характере взаимосвязи между величиной деформаций усадки и марочной прочностью тя­желого бетона следует решать на основе положений, изло­женных в предыдущих разделах настоящей главы. Полу­ченное выражение (VII.9) свидетельствует о том, что ни­какой непосредственной зависимости между этими харак­теристиками бетона не существует. Как и для упругих де­формаций или деформаций ползучести, связи такого рода не являются однозначными [192]. Применительно к, усадке их характер целиком зависит от того, каким образом одно­временно с прочностью бетона меняется расход воды в смесях.

Следовательно, нормирование величины деформаций усадки в зависимости от марочной прочности бетона яв­ляется методически неправильным. Любая такая зависи­мость может носить лишь частный характер, обусловлен­ный конкретными величинами расхода воды в смесях и его изменениями в бетонах разной прочности. В свете этого впол­не закономерна различная (даже при прочих, равных или близких условиях) количественная оценка деформаций усадки тяжелых бетонов, если ставить их в зависимость только от марочной прочности (см., например, рис. 64).

Данные Иванса и Конга на этом рисунке получены для бетонов с высокими расходами воды В > 200 л/м3, а данные комиссии ФИП — для бетонов с расходом воды около 175 л/м3. Соответственно расположены на рисунке и кривые зависимости, заимствованные из этих источников (и в том и в другом случае расход воды в смеси несколько возрастал с ростом марки бетона, что также нашло отра­жение в характере обеих зависимостей).

Рекомендации СНиП справедливы, насколько можно судить из сравнения их с результатами подсчета по формуле (VII. 13) для бетонов с примерно одинаковыми расходами цемента Ц « 300 кг/м3 = const, что равнозначно сниже - нию расхода воды по мере роста марки бетона. Это объяс­няет характер нормируемой СНиП зависимости. Однако величины деформаций бетонов марок 400—600 оказываются чрезмерно заниженными, поскольку указанный расход цемента нереален для этих бетонов.

При сопоставлении деформативной способности бетонов разной прочности следует исходить из одного простого

Критерия: эти бетоны в одних и тех же условиях обладают практически одинаковой усадкой, если они изготовлены из смесей с одинаковым расходом воды.

Справедливость данного критерия для высокопрочных бетонов была проверена в ЦНИИСе на образцах размером 10X10X40 см. Образцы были изготовлены из тяжелого бетона с марочной прочностью от 400 до 900 кГ/см2, но с постоянным расходом воды в смеси В = 140 л/м3* Усад­ку измеряли после 3-суточного твердения бетона в метал­лической опалубке во влажных условиях.

Из рис. 65 видно, что изменение марки бетона в весьма широких пределах практически не отразилось на величине усадочных деформаций бетонов с расходом воды 140 л/м9. Вместе с тем при повышении прочности бетона и одновре­менном увеличении расхода воды до 210 л/м3 (показано пунктиром) усадочные деформации заметно возрастают. В. И. Сытник [86] и Д. И. Цейлон [103] пришли к выводу
о том, что усадка высокопрочного бетона не больше, чем у бетонов обычной прочности (см. рис. 65), именно потому, что определяли усадку бетонов с примерно одинаковыми расходами воды в смесях (различия в абсолютных значе­ниях деформаций на рис. 65 связаны с условиями, в ко­торых проводились испытания).

Убедительным подтверждением указанного критерия для оценки деформативной способности бетонов разных

Марок (в том числе высокопрочных) служит рис. 66. На основании данных о деформациях усадки различных бе­тонов по формуле (VII.9) были вычислены значения де­формаций, приходящиеся на 100 л/м3 фактического расхода воды в смесях, и нанесены на график в зависимости от ку­биковой прочности бетона в 28-суточном возрасте.

Как видно из рис. 66, между опытными значениями де­формаций, соответствующими одинаковому расходу воды в смеси, и марочной прочностью бетона в практически воз­можных пределах ее изменения не обнаруживается никакой видимой связи. Сравнение рис. 51 и 66 показывает, что при В = const изменение деформаций усадки и меры ползу­чести, вызванные изменением прочности бетона, подчинено совершенно разным закономерностям.

Рассматриваемые опытные данные получены на тяже­лых бетонах, которые хотя и удовлетворяли определенным общим требованиям, (см. стр.113), но заметно отличались
друг от друга некоторыми другими характеристиками. Достаточно указать, что в опытах использовалось более 20 партий портландцемента разного минералогического состава и 18 пород заполнителей различной грануломет­рии. Влияние этих факторов не изменяет существа зако­номерности на рис. 66 и выражается, по-видимому, лишь в увеличении степени разброса опытных результатов. По­этому утверждение, что деформации усадки тяжелых бе­тонов при прочих равных условиях (включая постоянный расход воды в смесях) практически не зависят от марочной прочности, следует считать справедливым для весьма об­ширного класса современных тяжелых бетонов (по край­ней мере марки до 1000).

Обнаруженные закономерности имеют принципиальное значение при прогнозе свойств усадки высокопрочных бе­тонов (марки 600 и выше), для которых опытные данные пока малочислены и разнородны. Поскольку эти бетоны могут быть изготовлены с теми же (или даже меньшими) расхо­дами воды затворения, что и бетоны обычных прочностей, нет никаких оснований опасаться, в частности, повышенной склонности к усадке, приписываемой иногда высокопрочным бетонам.