Строительство и ремонт

 Высокопрочный бетон

Быт. Хозяйство. Техника

Несмотря на обилие экспериментальных данных об усадке тяжелых бетонов, характер закономерных связей ее величины с прочностными  показателями бетона (например, маркой R) мало изучен. Отсутствует и общепринятое мнение о том, каким образом повышение прочностных характеристик сказывается на собственной деформативной способности тяжелого бетона.

Весьма распространенная точка зрения сводится к тому, что вследствие повышенного расхода цемента высокопрочные  бетоны должны  обладать  повышенной  усадкой

[197, 200]. Имеются и противоположные суждения. С. В. Александровский [1] считает, например, что усадка более прочных бетонов ниже за счет большего сопротивления кристаллического сростка объемным изменениям геля, меньшей пористости и, следовательно, меньшей интенсивности влагообмена между бетоном и окружающей средой.

Данные о количественном соотношении величины усадки тяжелого бетона и его марочной прочности весьма немногочисленны. Уже при сопоставлении некоторых из них (рис. 64) разноречивость мнений по рассматриваемому вопросу становится очевидной. Если в соответствии с рекомендациями СНиП усадка бетона заметно снижается с ростом марки бетона, то Иване и Конг [136], а также комиссия ФИП [137] отмечают в тех же условиях возрастание величины деформаций. Аналогичные противоречия можно обнаружить также на рис. 60, если значения цементоводного отношения z на этом рисунке (ось абсцисс) рассматривать в качестве некоторого масштаба величины марочной прочности.

Такое выраженное несоответствие в характере зависимостей на рис. 60 и 64 неизбежно должно приводить к ошибочным количественным оценкам деформативной способности высокопрочных бетонов, поскольку наибольшие расхождения в этих оценках достигают 2—3 раз и более именно в зоне высоких значений R (или г).

Вопрос о действительном характере взаимосвязи между величиной деформаций усадки и марочной прочностью тяжелого бетона следует решать на основе положений, изложенных в предыдущих разделах настоящей главы. Полученное выражение (VII.9) свидетельствует о том, что никакой непосредственной зависимости между этими характеристиками бетона не существует. Как и для упругих деформаций или деформаций ползучести, связи такого рода не являются однозначными [1921. Применительно к,усадке их характер целиком зависит от того, каким образом одновременно с прочностью бетона меняется расход воды в смесях.

Следовательно, нормирование величины деформаций усадки в зависимости от марочной прочности бетона является методически неправильным. Любая такая зависимость может носить лишь частный характер, обусловленный конкретными величинами расхода воды в смесях и его изменениями в бетонах разной прочности. В свете этого вполне закономерна различная (даже при прочих, равных или близких условиях) количественная оценка деформаций усадки тяжелых бетонов, если ставить их в зависимость только от марочной прочности (см., например, рис. 64).

Данные Иванса и Конга на этом рисунке получены для бетонов с высокими расходами воды В > 200 л/м3, а данные комиссии ФИП — для бетонов с расходом воды около 175 л/м3. Соответственно расположены на рисунке и кривые зависимости, заимствованные из этих источников (и в том и в другом случае расход воды в смеси несколько возрастал с ростом марки бетона, что также нашло отражение в характере обеих зависимостей).

Рекомендации СНиП справедливы, насколько можно судить из сравнения их с результатами подсчета по формуле (VII. 13) для бетонов с примерно одинаковыми расходами цемента Ц « 300 кг/м3 = const, что равнозначно снижению расхода воды по мере роста марки бетона. Это объясняет характер нормируемой СНиП зависимости. Однако величины деформаций бетонов марок 400—600 оказываются чрезмерно заниженными, поскольку указанный расход цемента нереален для этих бетонов.

При сопоставлении деформативной способности бетонов разной  прочности  следует исходить  из одного  простого критерия: эти бетоны в одних и тех же условиях обладают практически одинаковой усадкой, если они изготовлены из смесей с одинаковым расходом воды.

Справедливость данного критерия для высокопрочных бетонов была проверена в ЦНИИСе на образцах размером 10X10X40 см. Образцы были изготовлены из тяжелого бетона с марочной прочностью от 400 до 900 кГ/см*, но с постоянным расходом воды в смеси В = 140 л/м3. Усадку измеряли после 3-суточного твердения бетона в металлической опалубке во влажных условиях.

Из рис. 65 видно, что изменение марки бетона в весьма широких пределах практически не отразилось на величине усадочных деформаций бетонов с расходом воды 140 л/м8. Вместе с тем при повышении прочности бетона и одновременном увеличении расхода воды до 210 л/м8 (показано пунктиром) усадочные деформации заметно возрастают. В. И. Сытник   [86] и Д. И. Цейлон [103] пришли к выводу о том, что усадка высокопрочного бетона не больше, чем у бетонов обычной прочности (см. рис. 65), именно потому, что определяли усадку бетонов с примерно одинаковыми расходами воды в смесях (различия в абсолютных значениях деформаций на рис. 65 связаны с условиями, в которых проводились испытания).

Убедительным   подтверждением   указанного   критерия для  оценки деформативной  способности  бетонов  разных марок (в том числе высокопрочных) служит рис. 66. На основании данных о деформациях усадки различных бетонов по формуле (VII.9) были вычислены значения деформаций, приходящиеся на 100 л/м3 фактического расхода воды в смесях, и нанесены на график в зависимости от кубиковой прочности бетона в 28-суточном возрасте.

Как видно из рис. 66, между опытными значениями деформаций, соответствующими одинаковому расходу воды в смеси, и марочной прочностью бетона в практически возможных пределах ее изменения не обнаруживается никакой видимой связи. Сравнение рис. 51 и 66 показывает, что при В = const изменение деформаций усадки и меры ползучести, вызванные изменением прочности бетона, подчинено совершенно   разным   закономерностям.

Рассматриваемые опытные данные получены на тяжелых бетонах, которые хотя и удовлетворяли определенным общим требованиям, (см. стр.113), но заметно отличались друг от друга некоторыми другими характеристиками. Достаточно указать, что в опытах использовалось более 20 партий портландцемента разного минералогического состава и 18 пород заполнителей различной гранулометрии. Влияние этих факторов не изменяет существа закономерности на рис. 66 и выражается, по-видимому, лишь в увеличении степени разброса опытных результатов. Поэтому утверждение, что деформации усадки тяжелых бетонов при прочих равных условиях (включая постоянный расход воды в смесях) практически не зависят от марочной прочности, следует считать справедливым для весьма обширного класса современных тяжелых бетонов (по крайней мере марки до 1000).

Обнаруженные закономерности имеют принципиальное значение при прогнозе свойств усадки высокопрочных бетонов (марки 600 и выше), для которых опытные данные пока малочислены и разнородны. Поскольку эти бетоны могут быть изготовлены с теми же (или даже меньшими) расходами воды затворения, что и бетоны обычных прочностей, нет никаких оснований опасаться, в частности, повышенной склонности к усадке, приписываемой иногда высокопрочным бетонам.