книги из ГПНТБ / Миронов С.А. Бетоны, твердеющие на морозе

Рис. 15 . Прочность цементного камня в возрасте 1 (1), 3 (2), 7 (З) и 2 8 (4) суток в зависи­ мости от удельной поверхности цемента (по данным И. В.Крав­

является его марка ( активность), характеризующая проч­ ность цемента, которую он набирает через 28 суток твер­

Твердение и прочность бетона

Применительно к бетону, твердеющему в нормальных ус­

где а и в - экспериментальные коэффициенты.

4 0

зультаты испытания бетонных образцов, приготовленных из одних и тех же материалов одних и тех же составов при

лась прямолинейной. В другом случае уплотнение вели без

.крепления форм к виброплощадке и указанная функция ока­ залась не прямолинейной.

Осреднением экспериментальных данных при определении прочности цемента в пластичном растворе (по ГОСТ 3 1 0 -

принятой системе координат. Таким образом, коэффициенты а и в в формуле (4) непостоянны. Объясняется это тем, что цементы отличаются между собой по минералогии, тон­ кости помола, вводимым добавкам и качеству обжига клин­ кера. Кроме того, при постоянных значениях коэффициен­

Рис. 16. Прочность хорошо (1)

инедостаточно (2) уплотненного бетона в зависимости от В/Ц

(по данным И. М. Френкеля)

4 1

мент.ным камнем, то его прочность будет значительно по­ нижена по сравнению с прочностью бетона, изготовленно­ го на высококачественных заполнителях. Прочность та­ кого бетона будет равна прочности цементного камня. При большом расходе малопрочного заполнителя прочность бе­ тона будет меньше прочности цементного камня в резуль­ тате того, что последний будет работать как материал, се­ чение которого ослаблено заполнителем [138].

Однако при использовании заполнителей, обладающих хо­ рошим сцеплением с цементным камнем и собственной вы­ сокой прочностью, прочность бетона возрастает с увели­ чением их содержания (рис. 1 7 ]. Ведь известно, что при склеивании материалов прочность тем больше, чем меньше слой клея, если прочность его заметно уступает прочности склеиваемого материала. В противном случае увеличение содержания непрочно склеиваемого материала будет при­ водить к неуклонному падению прочности, что и видно из данных рис. 17 применительно к бетону на слабом извест­ няковом щебне.

200 . Опыты показывают, что применяемый для бетона ще—

0,8 (в) на прочном известняковом щебне ( і ) , на гранит­ ном щебне (2), на гравии (З), на слабом известняковом

щебне (4) (по данным А. С. Дмитриева)

4 2

бень должен иметь прочность по крайней мере в 1,1 раза выше его марки.

При плотном (контактном) расположении зерен крупного заполнителя вследствие усадки растворной части в бетоне появляются значительные растягивающие напряжения, при­ водящие к появлению микротрещин, что наиболее заметно сказывается на прочности его на растяжение и растяже­

Т а б л и ц а 4. Прочность бетона на растяжение при изгибе после усадки (через 15 0 суток) (по данным И. М. Френкеля)

для установления приближенного значения ІД/В. По рис. 17 уже можно было сделать вывод о том, что чем выше марка бетона (меньше В/Ц ), тем больше разброс прочности бе­ тона в зависимости от применяемого заполнителя при од­ ном и том же его расходе, т. е. чем больше марка бетона,

4 3

тем менее достоверны результаты расчета по формуле при

требуется определять Ц/В только из опыта с теми матери­

ментируется - консистенции бетонной смеси, необходимо

одном и том же В/Ц, твердеет тем интенсивнее, чем мень­

4 4

ГЛАВА II. ОСОБЕННОСТИ ГИДРАТАЦИИ ЦЕМЕНТА И ТВЕРДЕНИЯ БЕТОНА ПРИ ПОНИЖЕННЫХ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫХ И ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ

ТЕМПЕРАТУРАХ

Гидратация цемента при низких положительных и отрицательных температурах

адсорбируясь на их поверхности, часть воды изменяет свои физические свойства. Такая вода замерзает при отрица­ тельных температурах, а находясь в жидком состоянии, мо­ жет реагировать с минералами цемента. Вследствие это­ го, постепенно замедляясь, процесс гидратации С 5; С А и

гидратации силикатных минералов при низких положитель- . ных и отрицательных температурах, по своему составу за­ метно отличаются от возникающих в нормальных условиях. Однако влияние температуры заметно проявляется на раз­ мере кристаллов. С понижением температуры размер кри­ сталлов гидросиликата кальция уменьшается, а Са(ОН) увеличивается [132] . При уменьшении кристаллов CSH(TI) увеличивается удельная поверхность гидросиликата [16] .

Так как полного разделения адсорбированной и химиче­

4 6

живается более сильными связями, чем слабо связанная структурная вода [15] ), то высокая дисперсность обра­ зующегося при низких температурах CSH (II) ощутимо сказывается на количестве связываемой воды, определяе­ мой химическим анализом.

суток гидратации Р ■“ C^S было почти в 2 раза больше, чем при 20 С за этот же период, хотя степень гидратации была явно больше при 2 0 °с , о чем можно судить по рис. 11

Данные табл. 5 наглядно показывают, что количеством связанной воды нельзя оценивать степень гидратации, ес­ ли образующиеся гидросиликаты кальция имеют различную степень кристалличности. Несомненно, что связывание большого количества воды при низких положительныхтемтпературах обусловлено не только дисперсностью гидроси­ ликата, с увеличением которой адсорбируется больше во­ ды, но и изменением свойств воды с понижением темпе­ ратуры [84, 85].

При температурах среды ниже 20°С алюминийсодержащие минералы гидратируются в тесте до гексагонального гид­

4 7

роалюмината кальция (С А • AQ,), гелеобразных гидрооки­ сей алюминия (в случае С А) и железа (в случае C^AF) и кубического гидроалюмината кальция. Содержание С^АН^ уменьшается с понижением температуры твердения мине­

разования гексагональных кристаллов, представляющих собой твердый раствор между С^АН^^ и C^FH^g с соо-в-

следователи [19, 1 3 0 , 132] . Объясняется оно тем, что в

ные деформации, связанные с расширением образующегося льда в цементном камне (бетоне). Возникающие остаточ­ ные (необратимые) деформации снижают прочность. Со­ вершенно иная картина наблюдается при твердении в усло­

4 8

Твердение бетона при пониженных положительных температурах

При производстве бетонных работ в осенне-весенний (а при бетонировании по методу термоса и в зимний) периоды времени для правильного назначения продолжительности выдерживания бетона вопрос об 'интенсивности его тверде­ ния при пониженных положительных температурах приоб­

пользования потенциальных возможностей цемента в бето­ не исследован в ЦНИПС С. А. Мироновым еще в ЗО-х го­ дах. Была установлена положительная роль предваритель­ ной гидратации цемента [83] , а также выдерживания го­ товой бетонной смеси при пониженных положительных тем­ пературах перед укладкой при строительстве гидротехни­ ческих и других массивных железобетонных конструкций.

вание бетона при пониженных температурах является-весь­ ма полезным как при последующем прогреве его, так и при

прохождения процесса седиментации при замедленном схва­ тывании цемента формируется более плотная структура це­ ментного камня.

Сочетание положительного влияния пониженных темпе­

Ь№767