Возраст бетонных конструкций имеет много общего с их прочностью и долговечностью. Понимание зависимости прочности бетона от времени помогает определить влияние нагрузки в более позднем возрасте.
В этом разделе объясняются различные эффекты, влияющие на прочность бетона с возрастом.
Изменение прочности бетона с течением времени
Согласно исследованиям и изысканиям, прочность бетона на сжатие увеличивается с возрастом. Большинство исследований проводилось для изучения 28-дневной прочности бетона. Но в действительности прочность на 28-й день меньше по сравнению с долговременной прочностью, которую он может набрать с возрастом.
Изменение прочности бетона с возрастом может быть изучено различными методами. На рисунке 1 ниже показано изменение прочности бетона в сухом и влажном состоянии. Этот график основан на исследовании, проведенном Baykof и Syglof (1976).
Они обнаружили, что в сухих условиях через 1 год не происходит увеличения прочности бетона, как показано на рис. 1. С другой стороны, прочность образцов, хранившихся во влажной среде (при температуре 15°C), значительно увеличивается.
Изменение прочности бетона с течением времени
Изменение прочности бетона на сжатие с течением времени (Ваша и Вендт (1989))
Скорость набора прочности с течением времени
Процесс непрерывной гидратации приводит к увеличению прочности бетона. Если условия окружающей среды, которым подвергается бетон, способствуют гидратации, то прочность с возрастом будет набираться непрерывно. Однако на ранних стадиях гидратация протекает быстро, а в дальнейшем замедляется.
Таким образом, прочность бетона на сжатие измеряется на 28-й день, после чего скорость набора прочности снижается. Прочность на сжатие, набранная в более позднем возрасте, проверяется с помощью неразрушающих испытаний.
Читать далее: Почему мы проверяем прочность бетона на сжатие через 28 дней?
В таблице-1 ниже показана скорость набора прочности с первого по 28-й день.
Таблица.1: Прочность, набранная бетоном с возрастом
Возраст
Набранная прочность (%)
1 день
16%
3 дня
40%
7 дней
65%
14 дней
90%
28 дней
99%
Правильные условия твердения помогут предотвратить утечку влаги, что будет способствовать реакции набора прочности. На рисунке 3 ниже показано изменение прочности на сжатие с возрастом для различных условий твердения.
Рис.3. Прочность на сжатие в зависимости от возраста для различных условий твердения (Mamlouk & Zaniewski)
Факторы, влияющие на долговременную прочность бетона на сжатие
Достижение прочности бетона на сжатие в долгосрочной перспективе отличается от набора прочности в раннем возрасте. Различные факторы, влияющие на долговременную прочность бетона на сжатие, следующие:
1. Водоцементное отношение
Достаточное водоцементное отношение необходимо для протекания реакций гидратации в более позднем возрасте. Реакции гидратации повышают прочность бетона на сжатие.
Недостаточное содержание воды приводит к образованию огромного количества пор до 28 дней, что увеличивает вероятность ползучести и усадки со временем. Это негативно скажется на прочности бетона на сжатие.
Читайте также: Работоспособность бетона – виды и влияние на прочность бетона
2. Условия твердения
Правильные условия твердения – это своего рода подготовка бетона перед тем, как он попадет в условия эксплуатации. Степень твердения бетона определяется исходя из предполагаемых условий эксплуатации конструкций.
Правильно отвержденный и высококачественный бетон с возрастом не подвержен воздействию экстремальных условий. Эффективное твердение улучшает сжимаемость бетона.
Читайте также: Твердение цементного бетона – время и продолжительность
3. Температура
Исследования показали, что высокая температура ускоряет реакцию гидратации, но полученные продукты не будут однородными или качественными. Это может оставить поры, которые влияют на прочность бетона.
4. Условия окружающей среды
Бетонная структура с возрастом подвергается воздействию условий окружающей среды, таких как дождь, замораживание и оттаивание, химические воздействия и т.д. Непроницаемый бетон может подвергаться проникновению влаги, частому замораживанию и оттаиванию, что приводит к образованию трещин в бетоне.
Химические воздействия могут разъедать арматуру, снижая предел текучести арматуры. Все это может повлиять на прочностные характеристики бетона.
- Виды усадки бетона и ее предотвращение.
- Виды трещин в свежем и затвердевшем бетоне, их причины и борьба с ними.
- Твердение высокоэффективного бетона – методы и продолжительность твердения.
- ПРОЕКТИРОВАНИЕ БЕТОННОЙ СМЕСИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДРОБЛЕНОГО ПЕСКА.
- Как уменьшить усадку бетона на строительной площадке? [PDF].
- Твердение цементного бетона – время и продолжительность.
- Факторы, влияющие на прочность бетона.