Каково правильное водоцементное соотношение при проектировании смеси? - Строительство и ремонт

Правильное водоцементное соотношение при проектировании бетона влияет на прочность на сжатие, проницаемость и общую долговечность бетонной конструкции. Суть водоцементного соотношения заключается в том, что при большем значении увеличивается содержание воды в бетоне и цементная паста становится более разжиженной, и наоборот.
В этой статье кратко описаны некоторые особенности, связанные с выбором правильного соотношения воды и цемента в бетоне.

Различные водоцементные соотношения

Различные водоцементные соотношения используются для разных областей применения бетона. Для высококачественных бетонных конструкций используется более низкое водоцементное отношение – 0,4. Для таких бетонных конструкций, как подъездные пути и тротуары, обычно используется водоцементное отношение в диапазоне от 0,6 до 0,7.
Практический диапазон водоцементного отношения колеблется от 0,3 до 0,8, что дает жесткий и слабый бетон соответственно. Слабый бетон означает достаточно влажный бетон.
Прочность на сжатие около 5600psi может быть получена из бетона с водоцементным отношением 0,4. Это значение снизится до 2000psi, если использовать водоцементное отношение 0,8.

Как выбрать водоцементное отношение?

Исходя из условий воздействия и требований, соотношение в/ц выбирается либо заказчиком, либо уполномоченным органом. Соотношение в/ц может быть либо взято из имеющихся данных, либо рекомендовано ACI или стандартами соответствующей страны.
В таблице 6.3.3 стандарта ACI 211.1 приведено количество воды для бетонной смеси в зависимости от требуемой величины просадки и размера используемого заполнителя.

Таблица.1: ACI 211.1 рекомендуемое значение содержания воды для разной величины просадки и размера заполнителя.

Исследования показывают, что капиллярные поры начинают соединяться друг с другом, когда w/c выше 0,40. Когда в/ц выше 0,70, все капиллярные поры соединяются. Поэтому большинство стандартов рекомендуют 0,70 как максимальное значение для соотношения в/ц.
Чем выше агрессивность окружающей среды, тем ниже должно быть отношение в/ц. Для бетона, подверженного воздействию очень агрессивной среды, соотношение в/ц должно быть ниже 0,40.

Водоцементное отношение и прочность бетона

Общая прочность бетона снижается с увеличением водоцементного отношения. Добавление большего количества воды дает разбавленную пасту, которая имеет больше пор на микроуровне. Это делает бетон слабым и приводит к образованию трещин и усадки.
Заполнители и частицы цемента забирают избыток воды, которая присутствует в бетоне. Это потребление неконтролируемо, если в бетоне присутствует большой избыток воды. Таким образом, образуются отдельные водные каналы, что приводит к образованию кровотечений на поверхности. Это создает слабые зоны в бетоне, которые подвержены растрескиванию при эксплуатационных нагрузках.

Взаимосвязь между прочностью на сжатие на 28-й день и водоцементным отношением в соответствии со стандартами BIS и ACI

Более низкое водоцементное отношение может способствовать получению высокопрочного и высококачественного бетона. Но само по себе водоцементное отношение не может дать хороший бетон. Хорошая пропорция смеси, качественные заполнители и вяжущие материалы способствуют хорошему составу смеси. Низкое водоцементное отношение, следовательно, является одним из факторов, влияющих на хорошее составление смеси.

Водоцементное отношение и проницаемость

Смесь с более низким водоцементным отношением или более высоким содержанием цемента дает бетон с низкой проницаемостью. Высокопрочный бетон, как правило, дает менее проницаемый бетон. Это увеличит долговечность бетонной конструкции.
На рисунке 3 ниже показана взаимосвязь между водоцементным отношением бетона и коэффициентом проницаемости.

Взаимосвязь между водоцементным отношением бетона и коэффициентом проницаемости.

Читайте далее: