|
| |
  |
Перейти на главную Журналы ГЛ А В А 5 ПРОЧНОСТЬ БЕТОНА Прочность бетона обычно считается его основным свойством, хотя во многих случаях на практике другие характеристики, такие, как долговечность и непроницаемость, фактически могут быть более важными. Прочность обычно дает общую картину качества бетона, поскольку непосредственно связана со структурой затвердевшего цементного камня. Далее рассматривается влияние некоторых факторов на прочность бетона. ВОДОЦЕМЕНТНОЕ ОТНОШЕНИЕ В инженерной практике принимается, что прочность бетона определенного возраста, выдержанного при данной температуре, зависит прежде всего от двух факторов: водоцементного отношения и степени уплотнения. Влияние воздушных пустот на прочность рассматривалось ранее, в настоящем разделе мы рассматриваем только уплотненный бетон: на практике это значит, что твердеющий бетон содержит менее 1% воздушных пустот. Когда бетон уплотнен полностью, его прочность обратно пропорциональна водоцементному отношению, что соответствует «закону», установленному в 1919 г. Дафом Абрамсом. Он установил зависимость прочности R от ВЩ: где В/Ц - водоцементное отношение смеси (первоначально бралось по объему), а /Ci и К2 - эмпирические постоянные. Типичная кривая зависимости прочности от водоцементного отношения приведена на рис. 5.1. Установленный независимо закон Абрамса является частным случаем общего правила, сформулированного Фере в 1896 г. Оно было вы- ражено формулой R = K -=- , где R - прочность бетона; Z, В, а - соответственно абсолютные объемы цемента, воды и воздуха; К - постоянная величина. Следует напомнить, что водоцементное отношение определяет прочность затвердевшего цементного камня на любой стадии гидратации. Водоцементное отношение и степень уплотнения влияют на объем пустот в бетоне, и потому в формулу Фере включен объем воздуха в бетоне. Зависимость прочности от общего объема пустот не является характерной только для бетона; она сохраняется также и у других хрупких материалов, в которых вода оставляет после себя пустоты, например прочность гипса также являет-функцией содержания Вибрация .PyvHoe уллотле-ние  Уплотненный бетон иеЬостотоуиое уплотнение ся прямой пустот. На рис. 5.1 показано, что диапазон действия «закона» водоцементного отношения ограничен. В нижнем конце графика кривая должна быть продолжена. Для условий, при которых полное уплотнение уже невозможно, фактическое положение начальной точки этого продолжения зависит от имеющихся средств уплотнения. Видно также, что смеси с низким водоцементным отношением и крайне высоким содержанием цемента (475-535 кг\м) показывают снижение прочности в особенности тогда, когда применяется заполнитель крупного размера. Для смесей такого типа более низкое водоцементное отношение не приводит к более высокой прочности в позднем возрасте. Указанное состояние может возникнуть в результате напряжений, вызванных усадкой, причем сопротивление усадке частицами заполнителя вызывает растрескивание цементного камня или потерю сцепления последнего с заполнителем. На рис. 5.2 показано, что кривая зависимости прочности от водоцементного отношения примерно имеет вид гиперболы. Геометрическим Рис. 5.1. Зависимость прочности бетона от водоцементного отношения 0,6 0,8 1,0 0,6 и 1,6 10 2,4 2,8 Цементнободное отношение Рис. 5.2. Зависимость прочности бетона на быстротвердеющем портландцементе в 7-суточном возрасте о г ВЩ Рис. 5.3. Зависимость прочности бетона на быстротвердеющем портландцементе в 7-суточном возрасте от цементоводно-го отношения свойством гиперболы у=- является то, что она в координатах и выражается прямой линией. Зависимость между прочностью и цемен-товодным отношением в пределах цементоводных отношений от 1,2 до 2,5 является линейной. Это соотношение более удобно для применения   0,6 0,6 Рис. 5.4. График зависимости между прочностью (в логарифмическом масштабе) и ВЩ 1А 1,8 2,2 2,6 S,0 и/В Рис. 5.5. Зависимость между прочностью при сжатии и цементоводным отношением для бетонных цилиндрических образцов, приготовленных на глиноземистом цементе ; -возраст образцов 14 сут.; 2 -то же, 1 сут. ПО сравнению с кривой водоцементного отношения, особенно когда требуется интерполяция. На рис. 5.3, на котором использованы данные рис. 5,2, цементоводное отношение отложено по оси абсцисс. Приведен-ные значения применимы только к данному цементу, на практике фактическая зависимость между прочностью и цементоводным отношением должна быть определена для каждого цемента. Следует отметить, что рассмотренные здесь зависимости не являются абсолютно точными и единственными. Например, предложено зависимость между логарифмом прочности и фактической величиной водоцементного отношения выражать линейной функцией (см. выше формулу Абрамса). В качестве примера на рис. 5.4 показана относительная прочность бетонов с различными водоцементными отношениями, при этом условно за единицу принята прочность при водоцементном отношении, равном 0,4. Зависимость прочности от цементоводного отношения для бетонов, приготовленных на глиноземистом цементе, отличается от такой зависимости для бетонов на портландцементе (см. рис. 5.5). ОБЪЕМНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ ГЕЛЯ Влияние водоцементного отношения на прочность не является истинным законом, поскольку данная зависимость не учитывает многих необходимых факторов. В частности, прочность при любом водоцементном отношении зависит от степени гидратации цемента, а также от его 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 [ 52 ] 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 |
