Прочностные свойства бетона

Строение бетона.

После уплотнения бетонной смеси, в результате гидратации цемента, формируется структура бетона. В начальный период формирования структуры происходит медленное упрочнение свежеуложенной бетонной смеси, обусловленное образованием перенасыщенного раствора. К концу периода формирования структуры, количество новообразований возрастает, частицы продуктов реакций сближаются и создаются условия для перехода коагуляционной структуры в кристаллическую. В результате этого перехода происходит резкое возрастании прочности бетона.

Макроструктура определяет строение бетона, как искусственного агломерата. Она характеризует строение твёрдого вещества, величину и характер каждого из компонентов.

Поры в цементном камне подразделяются на поры геля, капиллярные и образованные в воздухе.

Поры в заполнителе: межзерновые пустоты; общая пористость бетона (сумма её составных частей).

Основой современных способов подбора состава бетонов на заданную прочность является закон водоцементного соотношения. Согласно ему, прочность бетона зависит от расхода (удельного) цемента, т. е. водоцементного соотношения. Это соотношение справедливо для бетонов, из одних и тех же материалов. Данной зависимости следуют бетоны одних и тех же температурно-влажностных условий, и приготовленные из бетонной смеси, одной и той же степени уплотнения.

При проектировании бетона и ж/б конструкций обозначают требуемые характеристики бетона – проектные марки – они назначаются по прочности морозостойкости и водопроницаемости. За проектную марку бетона по прочнсти на сжатие принимают сопротивление осевому сжатию эталонных образцов – кубов 15*15*15 см (после 28 суточного возраста нормального твердения).

Рассмотрим определение прочности бетона без разрушения.

Физические методы контроля отличаются тем, что не требуют разрушения материала и могут быть многократно воспроизведены. К физическим методам испытания бетона относятся ультразвуковой, резонансный и радиометрический методы.

Наиболее распространены импульсные ультразвуковые приборы. Измеряя скорость распространения ультразвука различных частей конструкций можно измерить однородность бетона, не прибегая к испытаниям образцов.

Однородность прочности зависит от однородности макроструктуры бетона, которая является важным техноэкономическим требованием к нему. Для оценки однородности бетона данной марки используют результат контрольного испытания бетонных образцов за определенный период времени. Прочность образцов будет колебаться, отклоняясь от среднего значения в большую или меньшую сторону. Чем ближе частный результат образцов к среднему значению, тем выше однородность бетона.

Коэффициент вариации прочности бетона (V) вычисляют по зависимости:

%,

где S – среднее квадратичное отклонение частных результатов испытаний от средней прочности; R – средняя прочность.

Величину S определяют:

,

где - предел прочности отдельного образца в i опыте; n – число испытанных образцов.

.

От |V| зависит требуемая марка бетона, а следовательно расход цемента и техноэкономические показатели бетона.

Для повышения однородности бетона необходимо применение цемента и заполнителей гарантированного качества, а также соблюдение технологической дисциплины при изготовлении бетона.