ВЛИЯНИЕ СТЕПЕНИ УПЛОТНЕНИЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ НА ПРОЧНОСТЬ БЕТОНА

■Влияние пористости бетона на его прочность общеизвестно. В этом отношении бетон ведет себя аналогично естественным ка — ■ менным материалам. Влияние пористости бетона было учтено Фере еще в 1891 г. в его формуле зависимости прочности бетона от • пористости. Увеличение межзерновой пористости может привести к резкому падению прочности бетона, гораздо большему, чем то, которое может быть вызвано увеличением пористости цементного камня вследствие роста водоцементного отношения. Помимо сни-? жения прочности, увеличение пористости ухудшает и другие каче­ства бетона: его долговечность, сцепление с арматурой, водонепро­ницаемость и т. п. .

При пористом бетоне может резко снизиться коррозийная стой­кость железобетонных конструкций ввиду более легкого доступа влаги к арматуре.

Для характеристики жестких бетонных смесей существенно важна величина пористости, обусловленная недоуплотнением бе­тонной смеси. Степень уплотнения бетонной смеси оценивается коэффициентом уплотнения.

Под коэффициентом уплотнения понимается величина, пред­ставляющая собой отношение фактического объемного веса бетон­ной смеси к теоретическому объемному весу, подсчитанному в пред­положении отсутствия воздуха в уплотненной бетонной смеси. Теоретический объемный вес может быть подсчитан по методу абсолютных объемов, если известны удельные веса составляющих. Для этого используется следующая формула:

, U+П+ІШ В

Тц Тп Ym

Где 7 ‘т—теоретический объемный вес бетонной смеси в кг/л; Ц, П, Щ, В— расходы цемента, песка, щебня (гравия) и воды на один замес в кг;

Тц. Тп, 7щ — удельные веса цемента, песка и щебня (гравия) в кг/л[9].

При использовании крупного заполнителя, имеющего значи­тельное (свыше 0,5%) водопоглощение и применяемого в воздуш — носухом состоянии, необходимо вносить поправку на водопоглоще­ние (за период от момента затворения до момента окончания фор­мования) и рассчитывать объемный вес по следующей формуле: ‘ = Ц+П+Щ+В

Ц П Щ —+ —+ —+В-Вг Тц Тп Тш

Где В\ — количество воды, поглощенной крупным заполните­лем, в кг. В\ находят из выражения

WLU,

100

Где W— водопоглощение заполнителя в %, проявляющееся за вре­мя приготовления и укладки бетонной смеси.

Методика определения водопоглощения заполнителя, т. е. коли­чества воды, отсасываемой зернами заполнителя из раствора, сложна и окончательно не доработана.

Определение влажности отдельных зерен заполнителя, извле­ченных из бетонной "смеси и тщательно очищенных от цементного раствора, достаточно трудоемко и требует применения очень стро­гой методики, которая до сего времени не разработана.

Более простым способом является определение водопоглош*- ния заполнителя обычным методом, но не до состояния полного на сыщения, а при погружении в воду в течение 15—20 мин.

Определенный теоретически объемный вес бетонной смеси неог — ходимо проверить экспериментально. Для этого — можно использо­вать металлический сосуд цилиндрической формы объемом не М’ нее 5 л; желательно, чтобы высота сосуда не менее чем 1,5 разг. превышала его диаметр. Объем сосуда должен быть измерен. точностью до 1 % — Приготовляется замес бетонной смеси требуемой состава. Смесь уплотняется в указанном сосуде на вибрационной площадке с обязательной пригрузкой до постоянного веса или д< постоянного объема (последнее при наличии пуансона). При этог. поверхность бетонной смеси в сосуде должна быть проработана г заглажена.

Объемный вес бетонной смеси (f’) определяется по формуле

Где G — вес бетонной смеси в сосуде в кг;

V — объем сосуда в л.

Для того чтобы проследить как влияет на прочность бетона степень уплотнения, были проведены следующие опыты[10].

Бетонные смеси на гравии с размером зерен 3—20 мм, расхо­дом цемента от 250 до 600 кг/м3, при В/Ц 0,3; 0,4 и 0,5 имели же­сткость в пределах от 50 до 300 сек. Бетонная смесь уплотнялась в предварительно взвешенных и измеренных формах 10X10X10 см, Установленных на виброплощадке.

Формы с бетонной смесью вибрировались с периодическим взве­шиванием до получения необходимого значения объемного веса и, следовательно, коэффициента уплотнения. Для достижения полного уплотнения (Дупл = 1) вибрирование при амплитуде 0,5 мм про­должалось от 1 до 3 мин. (использовалась пригрузка); при меньших величинах Купл время вибрирования составляло от 5 до 40 сек. Часть отформованных образцов испытывалась после твердения в течение 28 дней в нормальных условиях, часть — после пропари­вания по режиму 3—4—1. При испытании затвердевших образцов было отмечено, что прочность и объемные веса трех образцов из! одной формы имеют незначительные расхождения, что позволило усреднить полученные значения.

На рис. 28 результаты опытов (кривая 4) даны в виде зависи-" Мости относительной прочности бетона, выраженной в процентах, L — от коэффициента-уплотнения (за 100% принята прочность бетонов при полном уплотнении). Следует оговориться, что приведенная кривая, является ориентировочной, так как отдельные результаты дали от нее значительные отклонения.

На этом же рисунке приведены кривые, полученные в опытах других исследователей. В опытах Макферлэйна [106] (кривая 1), г

Который, изучая влияние детергента на прочность бетона, получил в ряде случаев понижение прочности бетона из-за его недоуплотне — ния, использовалась смесь состава 1:1:2 (по объему) В/Ц=0,45 и 0,5. Образцы испытывались в возрасте 7 и 28 дней. Расчет плот­ности производился по объемному весу затвердевшего бетона.

Гланвилль, Коллинз и Мэтьюз [101] (кривая 3) использовали в своих опытах смеси состава 1:6 (по весу) с предельной круп­ностью заполнителя 19 мм и В/Ц в пределах 0,5—0,7. Из каждой смеси приготовлялось три серии образцов: 1) полностью уплотнен­ные трамбованием и встряхи­ванием; 2) полууплотненные, с укладкой штыкованием в 2 слоя; 3) неуплотненные, укла­дываемые высыпанием из во­ронки. Образцы испытывались в возрасте 7 дней. Степень уп­лотнения подсчитывалась по объемному весу свежеотформо — ванной бетонной смеси.

Кривая 2, построенная ло данным А. Я — Либмана [43], относится к смесям с В/Ц 0,4 и 0,6 и удобоукладываемостью 20—90 сек., определенной по способу Б. Г. Скрамтаева.

Как видно из рис. 34, кри­вые зависимости между проч­ностью при сжатии и коэффи­циентом уплотнения, получен­ные в опытах различных иссле­дователей, почти подобны, что свидетельствует о существова­нии объективной зависимости между. прочностью бетона и степенью его уплотнения. Наличие такой единой зависимости может оказать серьезную помощь в практических и исследователь­ских работах, например, когда в силу каких-либо — обстоятельств имеет место недоуплотнение опытных образцов и в то же время необходимо знать, прочность полностью уплотненного бетона такого же состава, и в других случаях.

Данные, приведенные на рис. 34, наглядно показывают, как важно полностью уплотнить бетонную смесь. Недоуплотнение на может более чем в 2 раза снизить прочность бетона. Практи­чески, учитывая большую трудность уплотнения бетонной смеси при величинах Kytul в пределах 0,98—1, можно допустить, чтобы уплотнение бетонной смеси производилось ДО величины Kviui 0,98— 0,99 (но не менее 0,98), при этом получаемая прочность бетона бу­дет примерно на 10% ниже возможной идеальной прочности.

ВЛИЯНИЕ СТЕПЕНИ УПЛОТНЕНИЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ НА ПРОЧНОСТЬ БЕТОНА

НОЭфрициент уплотнения

Рис. 28. Зависимость прочности бетона от степени его уплотнения

J — по данным Макферлэйна; 2 — по опытам А. Я — Лнбмава; 3 — по данным Глаивилля и др.; 4—опыты авторов

В соответствии с этим наименьшее допустимое значение коэф­фициента уплотнения принято равным 0,98.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *