Чем определяется прочность бетона

Прочностные свойства бетона в первую очередь определяются сцеплением цементного камня с заполнителями, точнее с поверхностью заполнителей. Если прочность такого сцепления больше, чем прочность цементного камня и заполнителей, то в этом случае прочность бетона не зависит от сцепления. Однако это практически никогда не встречается на практике и разрушения бетона в основном происходят по границе раздела цементный камень/заполнитель.

Сцепление (адгезия) зависит от шероховатости поверхности заполнителей, а также от типа минералов заполнителей (например, гранит). Помимо качества заполнителей, адгезия также определяется и составом цемента (из каких минералов он состоит), тонкости помола, а также В/Ц. Чем более активнее цемент взаимодействует с водой – образует коллоидные частицы – тем сильнее будет сцепление. В/Ц определяет расплыв цементного теста вокруг заполнителя и плотность затвердевшего цементного камня. При этом адгезия зависит от времени – прочность сцепления может иметь минимумы или максимумы с течением времени, которые могут чередоваться. Такая динамика может продолжаться несколько лет и к 3-4 годам в бетоне устанавливается с большой степенью точности термодинамическое равновесие.

Тип минерала, из которого состоит заполнитель, условно разбивает все заполнители на две большие группы: а) взаимодействующие химически и физически с цементным тестом и б) не взаимодействующие. Сцепление с заполнителем цементного камня в случае б) происходит за счет механических факторов – зацепки неровностей поверхностей. При этом прочность цементного камня в окрестности таких заполнителей повышается по сравнению с прочностью удаленных участков (причем в несколько раз!).

При химическом взаимодействии заполнителей и цементного теста происходит снижение прочности заполнителя и формированию переходного слоя от заполнителя к цементному камню. Такой слой позволяет выравнивать упругие напряжения, возникающие при приложении усилий к бетону.

Некачественное выполнение каких операций снижает качество бетона? Во-первых, это несоблюдение требований, предъявляемым к материалам – как правило, существуют ГОСТ, которые позволяют упростить процедуру сравнения необходимых требований и фактических. Неправильный подбор состава бетона и плохое перемешивание смеси приводят к расслаиваемости смеси и неоднородности твердого бетона (при нагрузках некоторые участки формируют трещины гораздо раньше, чем другие). Плохое уплотнение и пересушивание бетона приводит также к росту различных дефектов – трещины, поры. Это снижает прочность и долговечность бетона.

Для улучшения качеств бетона можно применять фракционированные заполнители, промытые. Это уменьшает седиментационные полости в объеме бетона, а также улучшает сцепление цементного камня с заполнителями. Многократное вибрирование на начальном этапе уменьшает количество вовлеченного воздуха и способствует более равномерному распределению заполнителей по объему, а также разбивает гидратные оболочки вокруг зерен цемента, способствуя увеличению степени гидратации цемента. Очень эффективным оказывается введение пластифицирующих поверхностноактивных добавок, которые помогают снизить водопотребность бетонной смеси и уменьшить водоцементное отношение (тем самым увеличив прочность).

Комментарии закрыты.