Растворобетонные узлы и проектная прочность бетона

Сопротивление сжатию является основным показателем механических свойств бетона. В зависимости от назначения бетон производят различной плотности. Для изготовления смеси на заводах бетона, расчет проектной прочности производят по формулам. Более удобной считается формула предложенная швейцарским ученым Боломеем. Он, выражая относительное содержание цемента и воды в смеси в виде цементноводного отношения, получил вместо степенной линейную зависимость. В общем виде она выглядит следующим образом: R28 = АRц(Ц/В – Б) кг/см2. Предложенная формула в принципе справедлива для всех видов бетонов на различных вяжущих, заполнителях и при различных условиях твердения. Однако для каждого из частных условий требуются свои конкретные значения приводимых в формулах числовых параметров А и Б. Для плотных заполнителей, прочность которых, будучи заведомо выше прочности цементного камня в бетоне, не может влиять на прочность бетонов, а также при твердении бетона в условиях, близких к нормальным, числовое значение А для гравия принимается равным 0,50, а для щебня - 0,55 и значение Б для гравия и для щебня - 0,50. Графически эта зависимость представлена в виде пучка прямых, на которых каждая соответствует своей марке цемента.

 

Использование расчетных формул прочности бетона имеет большое практическое значение и облегчает подбор состава бетона для изготовления в бетоносмесителе. При правильно выбранных числовых значениях параметров по этим формулам или графикам можно заранее рассчитать прочность бетона, если известна активность примененного цемента и водоцементное или цементноводное отношение. Также можно определить, при каком В/Ц может быть обеспечена заданная прочность бетона на цементе данной активности. Однако практика показала, что эти расчетные формулы иногда дают значительные отклонения от действительной прочности бетона. В формулах не учитываются количественное содержание цемента и воды в бетонной смеси и связанная с этим необходимая интенсивность уплотнения для получения плотного бетона без раковин и пустот. Известно, что при данном составе бетонной смеси, в частности расходе цемента и принятом способе уплотнения смеси в растворобетонном узле, имеется свой оптимум содержания воды. При таком оптимальном количестве воды быть достигнута наибольшая плотность смеси, а, следовательно, и наибольшая прочность бетона. Отклонения от этого оптимума как в ту, так и в другую сторону уменьшают плотность и прочность бетона.

 

При отклонениях от оптимума влево получается неудобоукладываемая для данного способа уплотнения смесь, и в бетоне появляются раковины и пустоты. Отклонения вправо уменьшают плотность цементного камня, по мере увеличения В/Ц бетон становится микропористым, что также приводит к снижению его прочности. Таким образом, все кривые зависимости R28 = f*(В/Ц) по существу имеют не только правую, но и левую ветви, которые встречаются вместе при каком-то оптимальном значении В/Ц для данного способа уплотнения. Значения параметров А и Б в формуле Боломея приведены в соответствие с применяемыми в настоящее время марками и видами цементов. Кроме того, эти значения дифференцированы для бетонов из пластичных и жестких смесей.

 

Рекомендуется пользоваться следующими расчетными формулами прочности бетона:

1. для бетонов из пластичной бетонной смеси на гравии или щебне плотных пород:

R28 = 0,40 Rц*(Ц/В – 0,50)

2. для бетонов из жесткой смеси: на гравии - R28 = 0,50 Rц*(Ц/В – 0,50); на щебне - R28 = 0,55 Rц*(Ц/В – 0,50). 

При анализе рекомендованных значений параметров для расчета прочности бетона из пластичной или жесткой бетонной смеси можно сделать вывод, что при одинаковой активности цемента и одном и том же водоцементном отношении прочность бетона из жесткой смеси примерно на 20—30% выше прочности бетона из пластичной смеси. Это можно объяснить тем известным положением, что с уменьшением содержания песка и цемента в бетонной смеси (в жестких смесях) и с увеличением работы уплотнения прочный каркас, который создается в бетоне из заполнителя, способствует повышению общей прочности бетона. Использование расчетных формул прочности для легких бетонов практически затруднено, так как на числовые значения параметров А и Б оказывают дополнительно большое влияние прочность и другие характеристики пористых заполнителей, которые весьма различны для разных видов заполнителей.