Факторы, влияющие на прочность бетона

На прочность бетона влияет множество факторов, таких как качество сырья, соотношение воды и цемента, соотношение крупного и мелкого заполнителя, возраст бетона, уплотнение бетона, температура, относительная влажность и твердение бетона.

Качество сырьевых материалов

Цемент: При условии, что цемент соответствует соответствующему стандарту и хранился правильно (т.е. в сухих условиях), он должен быть пригоден для использования в бетоне.
Агрегаты: Качество заполнителей, их размер, форма, текстура, прочность и т.д. определяют прочность бетона. Наличие солей (хлоридов и сульфатов), ила и глины также снижает прочность бетона.
Вода: Часто качество воды регулируется пунктом, гласящим: “…вода должна быть пригодна для питья…”. Однако этот критерий не является абсолютным, и для проверки строительного назначения воды следует обратиться к соответствующим нормам.

Соотношение вода/цемент

Связь между водоцементным отношением и прочностью бетона показана на графике, приведенном ниже:

Чем выше водоцементное отношение, тем больше начальное расстояние между зернами цемента и тем больше объем остаточных пустот, не заполненных продуктами гидратации.
На графике не хватает одного момента. При заданном содержании цемента обрабатываемость бетона снижается, если уменьшить водоцементное отношение. Более низкое водоцементное отношение означает меньшее количество воды, или большее количество цемента и более низкую обрабатываемость.
Однако если обрабатываемость становится слишком низкой, бетон становится трудно уплотнить, и прочность снижается. Для данного набора материалов и условий окружающей среды прочность в любом возрасте зависит только от водоцементного отношения, при условии, что может быть достигнуто полное уплотнение.

Соотношение крупного и мелкого заполнителя

Fо соотношению крупного и мелкого заполнителя следует отметить следующие моменты:

Если доля мелкого заполнителя увеличивается по отношению к крупному заполнителю, то общая площадь поверхности заполнителя увеличивается.
Если площадь поверхности заполнителя увеличилась, то потребность в воде также увеличится.
Если потребность в воде увеличилась, то водоцементное отношение увеличится.
Поскольку водоцементное отношение увеличилось, прочность на сжатие снизится.

Соотношение заполнителя и цемента

При определении соотношения агрегат/цемент следует обратить внимание на следующие моменты:

Если объем остается прежним, а доля цемента по отношению к песку увеличивается, то площадь поверхности твердого тела увеличивается.

Если площадь поверхности твердых частиц увеличилась, то потребность в воде останется прежней при неизменной обрабатываемости.

Если предположить, что при увеличении содержания цемента потребность в воде не увеличивается, водоцементное отношение уменьшится.

Если водоцементное отношение уменьшается, прочность бетона увеличивается.

Влияние содержания цемента на обрабатываемость и прочность – важный момент, который необходимо запомнить и который можно обобщить следующим образом:

При заданной удобоукладываемости увеличение доли цемента в смеси мало влияет на водопотребность и приводит к уменьшению водоцементного отношения.

Уменьшение соотношения вода/цемент приводит к увеличению прочности бетона.

Таким образом, при заданной удобоукладываемости увеличение содержания цемента приводит к увеличению прочности бетона.

Возраст бетона

Степень гидратации является синонимом возраста бетона при условии, что бетону не дали высохнуть или температура была слишком низкой.
Теоретически, если бетону не дают высохнуть, то его возраст всегда будет увеличиваться, хотя и с постоянно уменьшающейся скоростью. Для удобства и для большинства практических применений принято считать, что основная часть прочности достигается к 28 дню.

Уплотнение бетона

Любой захваченный воздух, образовавшийся в результате недостаточного уплотнения пластичного бетона, приведет к снижению прочности. Если в бетоне было 10% воздуха, то прочность снизится в диапазоне от 30 до 40%.

Температура

Скорость реакции гидратации зависит от температуры. При повышении температуры реакция также увеличивается. Это означает, что бетон, хранящийся при более высокой температуре, будет набирать прочность быстрее, чем аналогичный бетон, хранящийся при более низкой температуре.
Однако конечная прочность бетона, выдержанного при более высокой температуре, будет ниже. Это связано с тем, что физическая форма затвердевшей цементной пасты менее структурирована и более пориста, когда гидратация протекает быстрее.
Это важный момент, о котором следует помнить, поскольку температура оказывает аналогичное, но более выраженное отрицательное влияние на проницаемость бетона.

Относительная влажность

Если бетону дать высохнуть, реакция гидратации прекратится. Реакция гидратации не может протекать без влаги. Три кривые показывают развитие прочности аналогичных бетонов, подвергшихся воздействию различных условий.

Твердение

Из сказанного выше должно быть ясно, что пагубные последствия хранения бетона в сухой среде могут быть уменьшены, если бетон надлежащим образом отвержден для предотвращения чрезмерной потери влаги.
Читать далее:
Прочность бетона на сжатие – испытание в кубе, процедура, результаты
Испытание бетонных кернов на прочность – отбор образцов и процедура
Неразрушающий контроль бетона и его методы
Влияние воздухововлекающего бетона на прочность бетона
Факторы, влияющие на реологические свойства свежего бетона

Читайте далее: