Факторы, влияющие на прочность бетона

Когда заходит речь о характеристиках уплотнённого бетона, то в подавляющем большинстве случаев имеется в виду общая прочность уплотнённой бетонной массы. В действительности, как и любой другой материал, бетон обладает помимо прочности целым рядом различных свойств, которые, как например, долговечность и непроницаемость, в определённых случаях могут по значимости перевесить прочностные характеристики застывшей массы. Прочностная характеристика является общепринятой мерой качества бетонной конструкции, так как физически связана с внутренней структурой цементного камня. Как и любая другая характеристика, прочность будущего цементного камня может быть изменена при помощи определённых факторов. Считается, что прочностные характеристики бетона, выдержанного при определённой температуре в первую очередь зависят от следующих факторов: водоцементного отношения и степени уплотнения (при содержании в затвердевающей смеси воздуха менее 1%). Стоит отметить, что зависимость объёма пустот от прочности бетона не является его характерным свойством, так как аналогичные зависимости встречаются у других строительных материалов, в которых выделяющаяся при высыхании вода оставляет пустоты.

 

Например, бетонные смеси с низким соотношением воды к цементу и в то же время с большим содержанием самого цемента имеют пониженные показатели прочности, особенно в случае применения крупных заполнителей. В результате последующего схватывания бетона возникают внутренние напряжения, которые приводят к возникновению усадочных явлений еще в строительной опалубке, что вызывает растрескивание цементного камня либо происходит утрата связей с заполнителем. Зависимость прочности бетона от водоцементного соотношения нельзя назвать законом, так как зависимость игнорирует множество других очень важных факторов. Например, прочностные характеристики уплотнённой бетонной массы зависят в большей степени от степени гидратации цемента, от его химических и физических свойств, от температуры, при которой происходит процесс гидратации, от процентного содержания воздуха, от колебаний фактических численных значений соотношения воды к цементу, от образования трещин в результате поверхностного водоотделения.

 

Построение уравнений с большим количеством зависимостей сильно усложнит расчёт. Поэтому проще связать прочность с концентрацией твёрдых продуктов гидратации цемента в доступном им объёме. Учёный Пауэре вывел зависимость между увеличением прочностных характеристик и отношением между цементным гелем и окружающим пространством. Таким образом, получается формула отношения объёма гидратированного цементного камня к суммарному объёму гидратированного цемента и капиллярных пор. Согласно формуле Абрамса, зависимость логарифма прочности и величины водоцементного отношения выражается линейной функцией. Однако зависимость прочности от цементоводного отношения для бетонов, изготовленных в растворобетонных узлах на основе глиноземистого цемента, отличается от зависимости прочности для бетонов, полученных с помощью портландцементов.