Зависимость физико-технических свойств бетона от его структуры
Часть 1 Часть 2 Часть 3 Часть 4 Часть 5 Часть 6 Часть 7 Часть 8
Общая формула Фере, связывающая R и γ применении к бетону, имеет тот принципиальный недостаток, что в ее функциональную часть явно не входит характеристика качества самого вяжущего (она скрыта в числовых значениях параметра А, который учитывает одновременно совокупность нескольких влияний). Тем же недостатком обладает и известная формула Абрамса, полученная на основании обширных опытов и связывающая прочность бетона с водоцементным отношением. Между тем, полагая, что прочность бетона в первую очередь зависит от наличия в нем цементного теста, необходимо характеризовать роль последнего не только с количественной стороны, но и со стороны его качества, т. е. активности. Поэтому следует признать более удачными те формулы, в которых и расход цемента и его активность входят одновременно раздельными аргументами. К подобным формулам принадлежит например принятая у нас зависимость между R и В/Ц для нормального бетона, содержащая в своей основе закон Абрамса, но уточненная исследованиями позднейшего времени. Она имеет следующий вид:
Rб = Rц/(В*(В/Ц)x)
Здесь коэффициент В и показатель х: зависят от возраста бетона в условий его твердения; для нормальных лабораторных условий и возраста 28 дней проф. Скрамтаев принимает В = 3,5 и х=1,5. При этом под нормальным бетоном подразумевается бетон пластичной консистенции, изготовленный на речном песке и щебне при правильном гранулометрическом подборе последних. В случае отступления от только что указанных условий (гравий вместо щебня, неправильный зерновой состав заполнителя, резкое изменение консистенции бетона и т. п.) в формулу вводят поправочный коэффициент, который может быть определен на основании сравнительных опытов (см. Скрамтаев Б.Г. Строительные материалы и изделия, ч. 1. 1935).
Из формулы явствует, что прочность бетона пропорциональна активности цемента Rц, что же касается количества затраченного цемента, то роль его в приобретении бетоном определенной прочности еще выше, так как прочность Rб пропорциональна Цх при х>1. Если, при указанных выше значениях параметров В и х, отвечающих нормальному бетону 28-дневного возраста, построить кривую, связывающую Rб/Rc и В/Ц, то из нее видно, что активность цемента может быть полностью использована (Rб=Rц) только при очень низком значении водоцементного отношения В/Ц=0,43; при часто применяемых на практике консистенциях бетона с большим водоцементным отношением 0,6 и более активность цемента используется с весьма малым коэффициентом 0,6—0,5. Таким образом применение цементов высокой активности может быть экономически оправдано только при изготовлении жестких бетонов, что вполне достижимо и практически, если пользоваться вибрационным способом укладки бетона.
Таким образом можно сказать, что обе рассматриваемые формулы в принципиально одинаковой форме выражают зависимость прочности бетона от плотности цементного теста в момент его изготовления. Имеете с тем обе эти формулы имеют и один общий недостаток: как одна, так и другая не содержат переменного аргумента, отражающего влияние заполнителя на прочность бетона, а именно влияние его собственной прочности и гранулометрического состава.
Опыты показывают, что, как общее правило, Rб всегда меньше Rц, т. е. введение любого заполнителя, хотя бы и имеющего собственную прочность выше прочности цементного камня, всегда понижает прочность последнего. С другой стороны, представляется вполне очевидным, что собственная прочность заполнителя не должна быть меньше ожидаемой прочности бетона; в противном случае разрушение бетона может последовать от нарушения прочности заполнителя и активность цемента не будет использована надлежащим образом. Так как прочность цементного раствора со временем увеличивается, а прочность заполнителя остается постоянной, то для получения бетона, однородного по прочности в конце твердения, следовало бы принять заполнитель с сопротивлением, равным конечной прочности цементного камня. Однако такое требование, поддерживавшееся многими в прежнее время, слишком ограничило бы область применения каменных заполнителей средней и низкой прочности, имеющих немалое распространение и отдельных местностях. Да кроме того и нет серьезных теоретических оснований, чтобы настаивать на этом требовании в большинстве практических случаев.