Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Обобщенные зависимости прочности бетона от активности цемента, водоцементного и цементно-водного отношений
|
|
Впервые для отечественных цементов кривые 
экспериментальным путем получил Н.М.Беляев, который предложил для расчета формулу зависимости прочности бетона на сжатие на 28-е сутки от активности цемента и водоцементного отношения В/Ц:
где Aj - коэффициент, учитывающий вид крупного заполнителя и равный для щебня 3, 5, для гравия - 4.
При замене щебня гравием прочность бетона понижается примерно на 10-15%, что объясняется меньшим сцеплением цементного раствора с заполнителем, имеющим окатанную поверхность.
Пористость бетона плотной структуры вычисляют по формуле
где В и Ц - расход воды и цемента на 1 м3 бетона (1000 л),
w - количество химически связанной воды (в долях от расхода цемента).
Таким образом, закон прочности устанавливает зависимость прочности от качества применяемых материалов и пористости бетонов. Прочность вяжущего характеризуется его маркой (#ц), качество заполнителя - коэффициентом Aj, пористость косвенно определяется
Водоцементным отношением В
Теория прочности бетона обоснована в трудах Б.Г.Скрамтаева, А.В.Саталкина, Н.А.Попова, И.Н.Ахвердова, Ю.М.Баженова, О.Я.Берга, И.А.Рыбьева и других ученых.
Как видно из формулы, зависимость 
степенная и изображается гиберболической кривой
Кривые зависимости прочности бетона от количества воды затворения и активности цемента, приведенные на рис. 5.1, характеризуют физический смысл закона прочности.
Левая ветвь кривой принадлежит недоуплотненным бетонным смесям, слишком жестким для данного способа укладки. При возрастании количества воды затворения, т.е. В/Ц, эти смеси укладываются плотнее и прочность бетона повышается. Наконец, при оптимальном для данного способа уплотнения количестве воды бетон имеет наибольшую плотность и прочность, что соответствует максимуму на кривой прочности. Дальнейшее увеличение количества воды разжижает бетонную смесь, повышает ее подвижность. Однако добавляемая вода лишь частично связывается вяжущим (18-20% от его массы), и поэтому образует в бетоне полости; объем пор в бетоне возрастает, а прочность бетона понижается соответственно правой ветви кривой. Таким образом, для каждой смеси имеется оптимальное количество воды, которое позволяет получить при данном способе уплотнения бетон с минимальной пористостью, а следовательно, с наибольшей прочностью.
Для построения основных зависимостей прочности бетона на сжатие от водоцементного отношения 
необходимо изготовить и
испытать образцы-кубы не менее трех- четырех составов бетона при одинаковой подвижности бетонной смеси, соответствующей принятому методу уплотнения.
Обычно цементное тесто заполняет пустоты между зернами заполнителя и лишь немного их раздвигает (на величину двух-трех средних диаметров цементных зерен). При таком сближенном (контактном) расположении зерен заполнителя его свойства будут оказывать заметное влияние на прочность бетона. Поэтому рекомендуется применять для тяжелых бетонов заполнитель с прочностью в 1, 5...2 раза больше заданной марки бетона. При большом содержании цементного теста зерна заполнителя раздвинуты на значительные расстояния, поэтому решающее значение будет иметь прочность цементного камня и прочность сцепления его с заполнителем. На практике часто используется зависимость прочности бетона не от водоцементного отношения, а от цементно-водного по формуле И.Боломея - Б.Г.Скрам- таева.
Зависимость прочности бетона от величины Ц/В в общем виде выражается довольно сложной кривой (рис. 5.2, а). Для практических целей эту кривую заменяют двумя прямыми, границей между которыми служит точка, отвечающая цементно-водному отношению 2, 5 (В/Ц = 0, 40) (рис. 5.2, б).
Общий вид зависимости прочности бетона от Ц/В и активности цемента Rn представлен формулой
Для обычных бетонов с Ц/В = 1, 4...2, 5 - (В/Ц > 0, 4) формула прочности принимает вид:
где А2 - коэффициент, зависящий от качества заполнителей.
Для высокопрочных бетонов, изготовляемых с Ц/В > 2, 5 (В/Ц < 0, 4), применяется формула
Значения коэффициента Аг принимается по табл. 5.1.
Таблица 5.1
| Заполнители бетона | В/Ц > 0, 4 | В/Ц < 0, 4 |
| Высококачественные | 0, 65 | 0, 43 |
| Рядовые | 0, 60 | 0, 40 |
| Пониженного качества | 0, 55 | 0, 37 |
Для бетонов, приготовленных на цементах с разной активностью, получаем пучок прямых (рис. 5.2, б). При этом, чем выше активность цемента, тем больше будет угол наклона прямой и тем выше прочность бетона при том же значении.
Чтобы получить зависимость прочности бетона от Ц/В применительно к конкретным материалам, нужно проделать несложный опыт. Поскольку зависимость прочности бетона от Ц/В (в пределах Ц/В = = 1, 4...2, 5) изображается отрезком прямой, то для получения графика требуется иметь две точки, а для этого нужно приготовить и испытать два.состава бетона. Полученный график дает возможность определить величину Ц/В, необходимую для любой заданной марки бетона, при этом определение Ц/В производится более точно, чем по формуле.
Основной закон прочности является общим для материалов с конгломератной структурой, он распространяется на тяжелые и легкие бетоны, мелкозернистые бетоны и строительные растворы, только параметры А и Ь, входящие в формулу, будут иметь различные численные значения, зависящие от вида материала и заполнителя.
6. СПОСОБЫ ОБОЗНАЧЕНИЯ СОСТАВА БЕТОНА
1. Состав бетона можно обозначить как соотношение между количеством материалов, принимая массу цемента за единицу и выделяя водоцементное отношение.
В общем виде состав бетона по массе выражают в виде соотношения:
где х - отношение массы песка к массе цемента;
у - отношение массы крупного заполнителя к массе цемента; В/Ц - отношение массы воды к массе цемента.
Приняв, получим обозначение состава бетона
по массе в ином виде: 
2. Состав бетона можно обозначать по объему, выражая расходы материалов в л/м3. Тогда состав бетона обозначают в виде соотношения между объемами материалов (принимая объем цемента за единицу).
В общем виде состав бетона как соотношение объемов материалов обозначают: 
где а - отношение объема песка к объему цемента;
Ь - отношение объема крупного заполнителя к объему цемента. Вариант обозначения состава бетона как соотношения объемов:
3. Состав бетона может быть выражен количеством материалов, необходимых для получения 1 м3 плотно уложенной бетонной смеси, например:
цемент -250 кг/м3
песок- 700 кг/м3
крупнЬш заполнитель -1300 кг/м3
■ вода- 150 л
Всего : 2400 кг/м3