Прочность бетона: пластичные, жесткие смеси

Какой бетон прочнее и почему – на гравии или щебне? Данный вопрос имеет место быть, если водоцементное отношение для обоих типов заполнителей постоянное. Определим количественно, какой бетон лучше. В предыдущей статье мы определили, что прочность бетона определяется не столько качеством заполнителей, сколько водоцементным отношением. Если же речь вести о коэффициенте качества для гравия, то он отличается от щебня в худшую сторону: Агр = 0,55 для пластичных смесей и Агр = 0,40 для жестких; Ащ = 0,6 для пластичных смесей и Ащ = 0,45 для жестких. Рассчитаем, насколько сильно отличается прочность бетона на гравии от бетона на щебне.

Для расчета прочности будем использовать формулы

Rб = АRц(Ц/В – 0,5), (1)

для пластичных смесей;

Rб = АRц(Ц/В + 0,5), (2)

для жестких смесей.

Активность цемента возьмем постоянной и найдем отношение прочности бетона на щебне к прочности бетона на гравии:

Rбщ/Rбгр = 0,6/0,55 = 1,09

для пластичной смеси;

Rбщ/Rбгр = 0,45/0,40 = 1,12

для жесткой смеси.

Таким образом, мы видим, что отличие в прочности бетона на разных заполнителях находится в пределах 10%, что является небольшой величиной, учитывая в совокупности другие факторы, влияющие на прочность. Причиной того, что прочность на гравии меньше, является его более округлая форма, что приводит к более слабому сцеплению с цементным камнем.

Рассчитаем в следующем примере, при каких значениях В/Ц прочность бетона численно равна активности цемента для пластичной смеси для высококачественных заполнителей (щебень, крупнозернистый песок) и для пониженного качества (гравий, мелкий песок). В случае пластичных смесей будем использовать для расчетов формулу (1). При высококачественных заполнителях коэффициент А = 0,65 и, выразив Ц/В, получим:

Ц/В = Rб/АRц + 0,5.

Поскольку Rб/Rц = 1, то Ц/В = 2,04, откуда В/Ц = 0,49.

При использовании материалов пониженного качества, проводя аналогичные вычисления для А = 0,55, получим,

Ц/В = 2,31, или В/Ц = 0,43.

Допустим, что мы не знаем, какого качества у нас заполнители. Рассчитаем, насколько мы ошибемся в прочности бетона. Пусть мы используем В/Ц = 0,49, тогда прочность бетона при плохих заполнителях будет равна:

Rб = 0,55Rц(2,04 – 0,5) = 0,85Rц.

Таким образом, мы можем получить бетон, отличающийся по прочности на 15% меньше от того, что мы ожидаем. Если мы планировали получить 300 кгс/см2, то вместо этого получим 255 кгс/см2 – это, по сути, бетон на один класс ниже.

Рассмотрим следующий пример – пластичные и жесткие смеси для обычных бетонов (В/Ц > 0,4) и высокопрочных бетонов (В/Ц < 0,4). Коэффициент качества заполнителей в данном случае следует выбирать по следующей таблице:

Заполнители

бетонная смесь

жесткая

пластичная

А (Ц/В < 2,5)

А' (Ц/В > 2,5)

A (Ц/В < 2,5)

A’ (Ц/В > 2,5)

Высококачественные

0,5

0,33

0,65

0,43

Рядовые

0,45

0,3

0,6

0,4

Пониженного качества

0,4

0,27

0,55

0,37

При Ц/В < 2,5 используется формула (1), при Ц/В > 2,5 – (2).

Рассчитаем, в каком соотношении находятся активности цемента в пластичных и жестких растворах для рядовых заполнителей для одной и той же прочности бетона и Ц/В. Для случая обычных бетонов возьмем формулу (1):

Rб = 0,6Rцпл(Ц/В – 0,5)

Rб = 0,45Rцж(Ц/В – 0,5)

производя вычитание одной формулы из другой и выполнив необходимые преобразования, получим:

Rцпл = 0,75Rцж

Таким образом, если мы хотим получить одну и ту же прочность бетона для пластичной и жесткой смесей при одном и том же водоцементном отношении, нам необходимо для пластичной смеси взять менее активный цемент по сравнению с жесткой смесью. Аналогичное соотношение получится и для высокопрочных бетонов (В/Ц < 0,4).

Комментарии закрыты.