Сравнение прочности бетона: заполнители и В/Ц

Голубая мечта человечества – иметь супермозг, который позволит найти наилучший бетон для конкретных параметров: заполнители, цемент, добавки и т.д. Команда нашего проекта пытается быть скромной, однако у нее это плохо получается, и мы заявляем, стуча пяткой в грудь (себе), что достигли голубую мечту человечества, и у нас есть супермозг, который обожает считать бетон! Этот супермозг представляет собой набор вычислительных алгоритмов, программного обеспечения и вычислительного ядра (кластер), который постоянно что-то считает и считает… Надеемся не план захвата мира!

В данной статье мы приведем простые примеры расчетов, связанных с качеством материалов заполнителей и прочностью бетона.

Определим, например, при каком водоцементном отношении (из двух диапазонов) в случае применения рядовых материалов получится одинаковая прочность бетона. Для того чтобы пояснить о чем идет речь, сделаем небольшое отступление. Прочность бетона на всем диапазоне водоцементного отношения вычисляется по формуле Беляева:

Rб = Rц/(К(В/Ц)1,5).

Однако для целей упрощения расчетов зависимость прочности бетона от В/Ц сводят к двум формулам:

Rб = А1·Rц(Ц/В – 0,5)

при Ц/В от 1,4 до 2,5, и

Rб = А2·Rц(Ц/В + 0,5)

при Ц/В больше 2,5. Значения коэффициентов А1, А2 зависят от качества заполнителей и приведены в следующей таблице:

Характеристика заполнителей

А1

А2

Высококачественные

0,65

0,43

Средние

0,60

0,40

Пониженного качества

0,55

0,37

Для целей нашего расчета возьмем высококачественные заполнители: А1 =0,63; А2=0,43. Поскольку прочность бетона у нас одинаковая, то мы можем написать:

А1Rц(Ц/В – 0,5) = А2Rц(Ц/В + 0,5),

будем считать, что в обоих случаях используется один и тот же цемент, поэтому Rц можно сократить. Выразив Ц/В в явном виде, получим:

Ц/В = 2,5,

что, в принципе, и ожидалось.

В следующем примере рассчитаем прочность бетона при следующих значениях водоцементного отношения – 0,67 и 0,33 – для различных по качеству заполнителей. Активность цемента примем Rц = 400 кгс/см2.

Для расчета прочности необходимо учесть, что данные водоцементные отношения задают разные формулы для расчета прочности. Действительно, взяв обратную величину от В/Ц получим, что (Ц/В)1 = 1,5 (от 1,4 до 2,5) и (Ц/В)2 = 3 (больше 2,5). Соответственно, для первого случая берем формулу для расчета прочности со знаком “‑“, а для второго – со знаком ”+”. Результаты расчетов приведены в таблице:

Заполнители

А1

А2

Прочность бетона, кгс/см2

В/Ц = 0,67

В/Ц = 0,33

Rб = А1·Rц(Ц/В – 0,5)

А2Rц(Ц/В + 0,5)

Высококачественные

0,65

0,43

260

602

Рядовые

0,60

0,40

240

560

Пониженного качества

0,55

0,37

220

518

Хотелось бы отметить следующий интересный факт – в зависимости от заполнителей и воды, на одном и том же цементе мы получаем бетон, который может отличаться по значению прочности больше, чем в 2,5 раза! Между тем, кажущаяся выгода от высококачественных заполнителей и жесткой смеси (низкое водоцементное отношение) может сойти на нет, когда мы столкнемся с тем, что жесткую смесь трудно укладывать в формы, она быстро схватывается, к тому же высококачественные заполнители не всегда находятся под рукой. Последний фактор, кстати, играет меньшую роль в итоговой прочности – это можно увидеть, просто сравнив, что для обоих В/Ц отношение прочности при хороших и плохих заполнителях равно 1,18 (для В/Ц = 0,67) и 1,16 (для В/Ц = 0,33). Более ярковыраженный эффект наблюдается при изменении В/Ц – примерно в 2,3 раза отличие.

Комментарии закрыты.