|
| |
  |
Перейти на главную Журналы /25" химических и физических свойств, от температуры, при которой происходит гидратация, от содержания воздуха в бетоне, от колебаний в фактических значениях водоцементного отношения и от образования трещин в результате водоотделения. Поэтому более правильно* связывать прочность с концентрацией твердых продуктов гидратации цемента в пространстве, доступном для этих веществ; в этой связи уместно, может быть, вернуться к рис. 1.5. Пауэре определил зависимость между ростом прочности и отношением гель: пространство. Это отношение определено как отношение объема гидратированного цементного камня к объему, занимаемому суммой объемов гидратированного цемента и капиллярных пор. Ранее было показано, что гидра-тированный цемент занимает объем, более чем в два раза превышающий первоначальный объем; при следующих вычислениях принимается, что продукты гидратации 1 см цемента займут 2,06 см, при этом не весь гид-ратированный материал является гелем. Если принять, что с - вес цемента, у с -удельный объем цемента, кУо - объем затворения воды и а - часть цемента, прошедшая гидратацию, тогда объем геля равен 2,06 cva, а общее пространство, доступное для геля, равно cVcCL + Wq. Отсюда отношение гель: пространство  о 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Отношение гепыпространство* ♦ воздух Рис. 5.6. Зависимость между прочностью раствора при сжатии и отношением гель : пространство-f воздух 2,06 vc а Vca-\- Принимая удельный объем сухого цемента равным 0,319 cMje, получим отношение гель: пространство, равное л:=-flilZ 5L. 0,319 а Предел прочности бетона при сжатии, установленный Пауэрсом экспериментальным путем, составил 2390 кгс/см, эта величина не зависит от возраста бетона и его состава. Фактическая зависимость между пределом прочности бетона при сжатии и отношением гель: пространство показана на рис. 5.6. Видно, что прочность бетона примерно пропорциональна кубу отношения гель: пространство. Значение 2390 кгс/см является собственно прочностью геля для данных типов цемента и испытанных образцов. Численные значения несколько отличаются для обычных портландцементов, за исключением того случая, когда более высокое содержание СзА приводит к более низкой прочности при данном отношении гель : пространство. Если А см воздуха содержится в цементном камне, то отношение - в формуле следует заменить выражением "- (рис. 5.7). Окончательная формула прочности подобна формуле Фере, но используемое в ней отношение включает величину, пропорциональную н 126S
Рис. 5.7. Зависимость между прочностью раствора при сжатии и отношением гель : пространство с поправкой на воздушные пустоты
0 0,04 0,08 0,12 0,16 Отношение УШ Рис. 5.8. Зависимость между прочностью цементного камня и отношением площади поверхности геля Ущ к объему воды затворения объему гидратированного цемента, вместо общего объема цемента, и таким образом она применима при любом возрасте цементного камня. Зависимость между прочностью и отношением гель: пространство можно выразить различными способами. Можно принять, что объем неиспаряющейся воды пропорционален объему геля, а также, что объем воды затворения связан определенным образом с пространством, доступным для геля. Прочность R в фунтах на квадратный дюйм при значениях прочности свыше 140 кгс/см (2000 фунт/дюйм), когда существует линейная зависимость, может быть записана в следующем виде: R 34 200 - 3600. При использовании площади поверхности геля V эта формула примет вид R - 120 000- - 3600. На рис. 5.8 приведены экспериментальные данные Пауэрса для цементов с низким содержанием СзА. Вышеприведенные формулы правильны для многих цементов, но числовые коэффициенты могут зависеть от величины прочности геля, образованного данным цементом. Другими словами, прочность цементного камня зависит прежде всего от физической структуры геля, однако нельзя пренебрегать влиянием химического состава цемента, хотя в позднем возрасте это влияние становится незначительным. «ЭФФЕКТИВНАЯ» ВОДА В СМЕСИ Зависимости, рассматриваемые в данной главе, касаются количества воды в бетонной смеси. Это требует более точного определения. Мы считаем эффективной воду, которая занимает пространство за пределами зерен заполнителя, когда общий объем бетона стабилизировался, т. е. примерно в период схватывания. Отсюда и термины «эффективное» или «неэффективное» водоцементное отношение. Обычно вода в бетоне состоит из воды затворения и из воды, содержащейся в заполнителе в момент его поступления в бетономешалку. Часть последней воды адсорбирована пористой структурой заполнителя, в то время как некоторая ее часть присутствует в виде свободной воды на поверхности заполнителя и, следовательно, не отличается от воды, вводимой непосредственно в бетономешалку. И, наоборот, когда заполнитель не насыщен водой и некоторые его поры наполнены воздухом, часть воды затворения может быть поглощена заполнителем примерно в течение первого получаса после перемешивания. В таких условиях разграничение впитанной адсорбированной и свободной воды несколько затруднено. На строительной площадке заполнитель, как правило, является влажным и свободная вода на поверхности насыщенного водой заполнителя включается в эффективную воду бетонной смеси. По этой причине кривые прочности в зависимости от ВЩ, приводимые в «Дорожных записках» № 4, построены с учетом только свободной воды, вводимой с заполнителем. С другой стороны, данные Макинтоша и Энтроя относятся к общему количеству воды при использовании сухих заполнителей. Подобные условия для заполнителя чаще всего встречаются в лаборатории. Все это следует учитывать при пересчете номинального состава бетона на рабочий состав. 0,2 0,3 0, 0,5 0,6 0,7 Рис. 5.9. Влияние отношения заполнитель : цемент на прочность бетона отношение заполнитель : цемент: О - 6; Л - 5; -Ь - 4.5; X - 3 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 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
