Бетонның беріктігі

Бетон беріктігін анық тайтын барлық эмпириялық формулаларда толтырғ ыш сапасына тә уелді коэффециенттер бар. Мысалы:

Боламеев – Скрамтаев

R_б = AR_ц (Ц/B – 0.5), [1]

И.Н.Ахверлов

R_б = KR_ц/0.95*1+1.65K_н.г/R_ц.г (B/Ц)_б – 1.65 K_н.г; [2]

Бұ л формуладағ ы К немесе А коэффециенттер ө згеру мү мкін, яғ ни олар толтырғ ыштардың сапасына тә уелді. ал ол R_ц – цементтік белсенділігімен қ алыпты қ оюлық ты қ амырды алу ү шін су қ ажеттілігімен жә не су – цемент қ атынасымен қ оса қ олданылатын толтырғ ыштардың сапасымен бетон беріктігін анық тайтын негізгі факторлардың бірі болып келеді.

«Толтырғ ыштардың сапасы» дегенімсіз не, қ андай қ асиеттер қ арастырамыз деген сұ рақ қ а жауап берейік.

Толтырғ ыштардың сапасы біріншіден бетонда центтік таспен ілінісу жә не ө з беріктігін анық тайды.

Толтырғ ыш тү йіршіктерінің бетімен цементтік таспен інісуі. Ә деттегі ауыр бетондарда ірі толтырғ ыштың беріктігі – гравийдың немесе щебеньның – ерітінді бө лігінің беріктігінен ә рдайым жоғ ары болады, ал уақ толтырғ ыштардың беріктігі – қ ұ мның (қ ұ м тү йіршіктерін қ ұ райтын тау жыныстарының немесе минералдарының) – цементтік тастың беріктігінен жоғ ары болады. Бірақ ерітіндінің беріктігі, ережедегідей цементтік тастың беріктігінен тө мен болуы мү мкін, ал бетон беріктігі жие оның ерітінді бө лігінің белгісінен тө мен болады. Зерттеулер бетон беріктігі толтырғ ыш беріктігіне тә уелді болуымен қ оса кө бірек толтырғ ыш тү йіршіктердің бетінің цементік таспен ілінісу беріктігіне тә уелді болғ анын кө рсетті.Оны зертханада зерттеу жұ мысын жасау арқ ылы кө руге болады.

Беті тегіс болат шарларын жә не ө лшемі бірдей сол сияқ ты парафиннан жасалынғ ан шарларды «толтырғ ыш» ретінде дайындаймыз. Содан соң цементтік ерітіндіден бірдей ү лгілерді жасап біреуіне болат шарларды, екіншісіне парафин шарларды ең гіземіз.

Бірдей жағ дайда қ атайғ аннан кейін беріктітке зерттейміз.Сонда біреуінде толтырғ ыш жоғ ары беріктік жә не қ атты болаттан, ал екіншісі ә лсіз иілімді парафиннан жасалғ анына қ арамастан олардың беріктігі шамамен бірдей болады. Екі жағ дайда да ү лгілердің беріктігі бастапқ ы ерітіндінің беріктігінен тө мен болады.

Цементтік тастың толтырғ ыштармен ілініспеуі бетон беріктігінің тө мендеуіне ә келеді, яғ ни қ ысым жасағ анда да бетон кө лденең созылудан да бұ зылады. Цемент тастың толтырғ ыштармен ілінісуі болмағ ан кезде олар жү ктеменің ә рекетіне қ арсы тұ рмайды жә не қ иманы ә лсірететін қ уыс – қ уыс болып қ алады. Тә жірибеде кейде толтырғ ыштардың орнына тегіс домалатылғ ан малтатасты қ олданылады. Ә рине бұ л кезде бетон беріктігі жоғ ары бола алмайды.

Цементік тастың орнына уақ жә не ірі толтырғ ыш қ осылғ ан бетондығ ы цементтік тасты толтырғ ышпен ауыстыруы барлық жағ ына тиімді болып жасалады.Жоғ арыда айтылғ андай толтырғ ыш бетонда 80% - ғ а дейін кө лем алады. Бұ л цементті ү немдейді. Бірақ барлық жағ дайлрда бетонғ а толтырғ ыштарды ең гізу араласпаның беріктігін қ амтамасыз ету жағ ынан тиімді бола ма?

Уақ толтырғ ыштар қ ұ м бойынша зерттелген кезде кварц қ ұ мның негізінде жасалғ ан цементті – қ ұ мды ерітіндінің беріктігі цементтік тастың беріктігінен тө мен болады. Ә сіресе, ә деттегі цемент негізінде беріктік бойынша цементтік ң маркасынан 2 есеге жоғ ары цементтік тас алынады.Стандартты зерттеуді (цементтің белсендігін анық тау ү шін)ө ткізген кезде 1: 3 қ атынаста цементтік – қ ұ м ерітіндісін жасайды.Қ ұ м ретінде 6139 – 78 мемлекеттік стандарт бойынша тө мен фракциялы тү йіршіктер домаоатылғ ан вальск қ ұ мы қ олданылады, егер қ алыпты (вальск) қ ұ мның орнына шамалы доматылғ ан тү йіршікті табиғ и кварц қ ұ мын қ олдансақ, онда ү лгілердің беріктігі жоғ арылайды (Ю.М.Баженовтың мә ліметтері бойынша 15 – 25%), бірақ бә рібір цементтік тастың беріктігінен тө мен болады.

Егер табиғ и қ ұ мның орына тау жыныстарынан уатып алғ анда қ ұ мды қ олдансақ, онда бетон беріктігін бірнеше ретке жоғ арылатуғ а болады, бірақ уатылғ ан қ ұ мда да кейбір тү йіршіктер жие доматылғ ан пішінді болып минералдардың бө лек кристалл ретінде пайда болады.

Кейбір кристалды минералдар уату кезінде атомдар арасында болатын байланыстарын жоғ алтып бұ зылады.

Тү йіршіктердің беті ионизациялау нә тижесінде жаң а уатылғ ан кварцты толтырғ ыштар қ ысқ а мерзімде физикалык, химиялық белсенді болып қ алатынын анық талғ ан. Бұ л ілінісудің жақ саруына жә не бетон беріктігінің жоғ арылауында ә келеді.

Бірақ цементтік тастың қ ұ м тү йіршіктерінің, бетімен ілінісу беріктігі цементтік тастың беріктігінен тө мен болады, сондық тан соң ғ ысы цементті – қ ұ м ерітіндісінде қ олдануы жеткіліксіз.

Щебень ірі толтырғ ыш ретінде грвийден жақ сы болады, яғ ни тү йіршіктерінің пішіні мен бетінің бұ дырлығ ы жағ ымды болады.Оны жоғ ары берікті бетондарды алу ү шін қ олданады.

Гравий – ең арзан ірі толтырғ ыш. Оның кең орындары елдің кө пшілік аудандарында бар. Егер қ ұ мғ а тә різдес гравийді қ олдану кезінде физикалық – химиялық ә рекетімен пайда болатын қ андай болса да цементтік таспен ілініс қ амтамасыз етілсе, онда щебеньді қ олданғ анда кезде қ осымша механикалық ілініс пайда болады. Оны жең ген кезде бетонның бұ зылуы цементтік тастың кесуге қ арсы тұ румен байланысты болады.

Тү йіршіктердің пішінінен басқ а ілінісу беріктігіне сыртқ ы беттің тазалығ ы ә сер етеді. Табиғ и толтырғ ыштар жие ластанғ ан болып келеді. Мысалы, сазды қ оспалар тү йіршіктерді жұ қ а пленкамен майлап ілініске кедергі келтіреді. Сондық тан оларды алдын – ала жуып қ олданғ ан дұ рыс. Жуылмағ ан толтырғ ыштарды қ олдану жағ дайда бетон араласпаны бетон араластырғ ышта дайындау кезде бірінші оларды сумен араластырып тек сонынан цементті қ осқ ан жө н. Мұ ндай жағ дайда толтырғ ыш бетінен жуылғ ан қ оспалар цементтік қ амырда біркелкі таралып қ атты жағ ымсыз ә сер бермейді.

Ілініске толтырғ ыш тү йіршіктерінің кеуектілігі жағ ымды болады. Бетон араласпада толтырғ ыштардың суды сору нә тижесінде цементтік қ амыр ашық кеуектерге кіреді, яғ ни цементтік тас толтырғ ышпен біріктіріледі. Содан басқ а су сің ірушілік ілініске кедергі келтіретін сулы пленкалардың, толтырғ ыштардың бетінде пайда болу қ аупін болдырмайды.Сонымен бетон қ ұ растырушыларды жанасу беріктігін анық тайтын жә не толық зерттелмеген қ иын физикалық – химиялық процестерге толтырғ ыштардың химиялық жә не минерологилық қ ұ рамдарың ә серлері тиімді.

Егер цементтік тастың толтырғ ыштармен ілінісу жоғ ары болмаса, онда бетонның бұ зылуы жанасу зонасында басталып жү ктемеден бұ зылу жарық шақ тары толтырғ ыш тү йіршіктердің бетінің қ асынан цементтік тас бойынша ө теді. (5.1 (а) сур). Егер ілінісу сенімді болса, онда бетонның бұ зылуы цементтік таспен толтырғ ышардың ү стінен бойлық жарық шақ тар бойынша ө теді. (5.1 (б) сур). Осындай қ ұ былыс жоғ ары берікті бетонды зерттеу кезінде пайда болады.