Факторы, определяющие прочность бетона

1. Марка цемента

2. Вид цемента

3. Водоцементное отношение

Впервые для отечественных цементов кривые экспериментальным путем получил Н.М. Беляев, который предложил для расчета формулу зависимости прочности бетона на сжатие на 28-е сутки от активности цемента и водоцементного отношения В/Ц:

(1)

где коэффициент, учитывающий вид крупного заполнителя и равный для щебня 3,5, для гравия – 4.

При замене щебня гравием прочность бетона понижается примерно на 10-15%, что объясняется меньшим сцеплением цементного раствора с заполнителем, имеющим окатанную поверхность.

Кривые зависимости прочности бетона от количества воды затворения и активности цемента, приведенные на рис. 4, характеризуют физический смысл закона прочности.

Левая ветвь кривой принадлежит недоуплотненным бетонным смесям, слишком жестким для данного способа укладки. При возрастании количества воды затворения, т.е. В/Ц, эти смеси укладываются плотнее и прочность бетона повышается. Наконец, при оптимальном для данного способа уплотнения количестве воды бетон имеет наибольшую плотность и прочность, что соответствует максимуму на кривой прочности. Дальнейшее увеличение количества воды разжижает бетонную смесь, повышает ее подвижность. Однако добавляемая вода лишь частично связывается вяжущим (18-20% от его массы) и поэтому образует в бетоне полости; объем пор в бетоне возрастает, а прочность бетона понижается соответственно правой ветви кривой. Таким образом, для каждой смеси имеется оптимальное количество воды, которое позволяет получить при данном способе уплотнения бетон с минимальной пористостью, а следовательно, с наибольшей прочностью.

Рис. 4.

Формула Боломея-Скрамтаева:

R_Б²⁸ = А₂ ∙R_Ц²⁸ ∙(Ц/В±b)

для В/Ц≥0,4 (Ц/В 1,4…2,5)

R_Б²⁸ = А₂ ∙R_Ц²⁸ ∙(Ц/В-0,5)

для В/Ц<0,4 (Ц/В >2,5) (высокопрочных бетонов)

R_Б²⁸ = А₂ R_Ц²⁸ (Ц/В+0,5)

А₂ — коэффициент, зависящий от качества заполнителей и назначается из условий таблицы 5.

Таблица 5

Рис.5. Зависимость прочности бетона от марки цемента и Ц/В отношения

Для бетонов, приготовленных на цементах с разной активностью, получаем пучок прямых (рис. 5). При этом, чем выше активность цемента, тем больше будет угол наклона прямой и тем выше прочность бетона при том же значении.

4. Вид и качество заполнителей;

Прочность заполнителя должна быть в 2 и более раза больше марки бетона.

5. Условия хранения образцов;

6. Размер образцов.

Стандартным считается размер образца 15х15х15 см.

7. Скорость нагружения при опыте;

Скорость нагружения составляет 2..3 кг/см².

8. Состояние поверхности образца;

9. Возраст бетона и другие факторы.

Основной закон прочности является общим для материалов с конгломератной структурой, он распространяется на тяжелые и легкие бетоны, мелкозернистые бетоны и строительные растворы, только параметры и входящие в формулу, будут иметь различные численные значения, зависящие от вида материала и заполнителя.