В.И.СОЛОМАТОВ, д-р техн. наук (МГУПС); А.С.АРБЕНЬЕВ, д-р техн. наук, В.А.МАТВЕЕВ, Т. В.ХРОМОВА, инженеры (Владимирский государственный ун-т), Обоснование зависимости прочности бетона от активности и расхода цемента
Впервые зависимость прочности бетона от водоцементного отношения обнаружил Д. Абрамс. В 1925 г. Н.М. Беляев вывел уравнение зависимости прочности бетона от В/Ц и марки цемента. И. Боломей, а затем Б.Г. Скрамтаев привели эту зависимость в более удобную формулу. Ю.М. Баженов, обобщая данные, выявил, что расхождения достигают не более 25 % [1].
Поскольку предложенные формулы эмпирические и дают большое расхождение с фактическими данными, нами поставлена задача - дать теоретическую основу этой зависимости.
Исходя из положений синэргетики [2], в диссипативных системах, к которым принадлежит и бетонная смесь, в неравновесных условиях при потоковом движении происходит интенсивный обмен вещества и энергии с окружающей средой. Это сопровождается трансформацией энергии в силы связи и, в конечном счете, в прочность бетона.
Из элементарной выкладки следует, что прочность бетона /?й есть не что иное, как удельная энергия, деленная на объем бетона V6. Прочность бетона, в свою очередь, зависит от объема вещества Уак, м3/МПа, аккумулирующего удельную энергию. Откуда объем вещества, аккумулирующего удельную энергию, равен
Нами выполнены эксперименты для трех видов составов, где вода принята без учета поглощения заполнителями (табл. 2).
Из сравнения полученных данных с другими исследованиями следует, что наши данные полностью совпадают с данными A. Кайсера и И.А. Киреенко для всех трех составов бетона и близки к данным НИИЖБа, ВНИИжелезобетон, ВИСИ, Оргтехстроя (г. Вильнюс) (табл. 3). Разница с другими институтами резко увеличивается при высоких марках бетона.
Испытания более 62 балочек-перемычек при различных технологиях показали хорошую сходимость формулы (10) с выведенным коэффициентом, что показано на графике (см. рисунок), расхождение в пределах 5 %. Состав бетона контролировался по удельному электросопротивлению смеси при помощи специального щупа. При этом замерялись все потери цементного теста. Марка цемента определялась по контрольным образцам стандартного твердения.
Таким образом, водоцементное отношение практически не влияет на прочность бетона, а только на ускорение твердения. Оптимальное водоцементное отношение составляет 0,6, при котором возрастает прочность в возрасте 1 - 10 лет в 1,5-2 раза. Преимущество пластичных смесей доказало кассетное производство изделий.
ВЫВОДЫ:
1. Прочность бетона прямо пропорциональна расходу и активности цемента из квадратного корня.
2. Прочность в рабочем возрасте (более месяца) не зависит от В/Ц, оно влияет лишь на ускорение /вердения бетона.
3. Необходимо учитывать качество заполнителей и вид обработки бетона.
4. Наиболее сильное влияние на прочность бетона оказывает технология бетонирования.
5. Полученная зависимость показала хорошую сходимость наших данных с данными Л.А. Кайсера и И.А. Киреенко и близка к данным НИИЖБа.
Бетон и железобетон, 1999 №2