Зависимость физико-технических свойств бетона от структуры
Часть 1 Часть 2 Часть 3 Часть 4 Часть 5 Часть 6 Часть 7 Часть 8
Уплотнение бетона. Из предыдущего изложения ясно, как велико влияние плотности бетона на его физико-технические свойства. За исключением специальных случаев, когда особые требования, предъявляемые к бетону, вызывают необходимость в придании ему пористой структуры, увеличение плотности бетона полезно в огромном большинстве практических задач железобетонного строительства. При этом возрастает механическая прочность бетона, увеличивается его долговечность, т. е. сопротивление коррозии и выветриванию, повышается непроницаемость для жидкостей и газов.
В настоящее время в практику вошли различные приемы для увеличения плотности укладываемого бетона. Сюда относятся широко внедряемое вибрирование бетона, прессование, центрифугирование, приготовление бетона в вакуумбетономешалках.
Вибрирование бетона, благодаря значительной простоте его практического осуществления, является наиболее удобным способом уплотнения. Вибрация заставляет бетон заполнять все промежутки между стержнями арматуры и возле опалубки; поверхности освобождаемых от опалубки конструкций не имеют раковин и не требуют исправлений; вместе с тем увеличивается и общая плотность бетона: зерна заполнителя благодаря встряхиваниям получают наиболее плотное взаимное расположение. Полезность вибрирования бетона увеличивается далее открывающейся возможностью применять бетоны жесткой консистенции; при меньшем расходе воды для жесткого бетона и вследствие интенсивного удаления воздуха при вибрировании цементный раствор в бетоне приобретает большую плотность и следовательно большую прочность. Так например, опыты показали хорошие результаты укладки бетона с помощью вибраторов при водоцементном отношении 0,45.
Если же нет необходимости в повышении прочности бетона, то таким путем можно получить ощутительную экономию и расходе цемента. Поуэрс (Powers) на основании значительного количества наблюдений, проведенных непосредственно на строительствах, пришел к выводу, что, снижая водоцементное отношение при вибрационной укладке бетона, можно получить экономию в расходе цемента от 20 до 30% без уменьшения требуемой прочности бетона.
Интересно отметить далее некоторые данные, полученные в опытах с применением
прессования бетона после его укладки в форму. Так, Граф подвергал кубические
образцы бетона состава 1:2:3 давлению 0,4 кг/см2 в течение первых 18 часов после их
изготовления и дальнейшим испытанием обнаружил, что прочность таких образцов в
возрасте 45 дней увеличилась на 20% по сравнению с образцами, не подвергавшимися
прессованию. Аналогичные опыты делал Абрамс, подвергая бетон прессованию через
15 минут, 1 час, 4 часа и 16 часов после изготовления; при этом прочность бетона в
нормальные сроки твердения также возрастала на 15—35%. Однако давление, которому
подвергается бетон при прессовании, не должно превосходить известных пределов, В
противном случае из-за выдавливания цементного раствора прочность бетона будет
понижаться. Такое явление наблюдалось в опытах Шмера (Schmer) с цементным
раствором состава 1:3. Здесь применялось давление от 1 до 310 кг/кв.см, причем
часть образцов подвергалась прессованию тотчас после изготовления, а другая
часть через 24 час. При испытании первой серии образцов в возрасте 7 дней
увеличение прочности было обнаружено во всех случаях, когда давление прессования
не превосходило 50 кг/кв. см, при больших давлениях прочность, наоборот,
уменьшалась. Во второй серии образцов, подвергавшихся прессованию спустя 24 часа
после их изготовления, критическая величина давления оказалось равной 100
кг/кв. см. Эванс (Evans) проводил опыты с прессованием растворов и бетонов,
пользуясь для этой цели специальным прибором, напоминающим пресс для
производства кирпичей. Давление изменялось в очень широких пределах, от 22 до
1335 кг/кв. см; после прессования образцы (цилиндрической формы) сохранялись до
испытания в сыром песке. Результаты этих опытов также показали, что прочность
образцов (R) увеличивается с ростом давления (р) прессования лишь до известного
предела; критическое давление для растворов и бетонов увеличивалось с ростом
В/Ц. Далее оказалось, что эффективность прессования возрастает с увеличением В/Ц,
что на первый взгляд находится в противоречии с известной зависимостью между В/Ц
и R. Следует полагать, что при больших водоцементных отношениях происходит более
интенсивное разложение зерен цемента и следовательно получается более насыщенный
гелем цементный раствор.