Основные законы бетона. Формула прочности.
Основной закон прочности бетона
Прочность бетона (ПБ) зависит от прочности входящих в него материалов и от прочности сцепления их друг с другом. Прочность заполнителя (песка, щебня, гравия) в тяжелом бетоне обычно выше рассчитанной прочности бетона, поэтому мало влияет на прочность бетона. Таким образом, показатель ПБ определяется в основном двумя факторами:
прочностью затвердевшего цементного камня;
прочностью его сцепления с заполнителем.
Прочность и соотношение цемента и воды
Прочность цементного камня складывается из двух факторов: активности (марки) используемого цемента и соотношения количеств цемента и воды (Ц/В). Известно, что цемент при твердении химически связывает не более 20-25% воды от своей массы. Чтобы получить расчетную пластичность цементного теста и подвижность бетонной смеси, необходимо вводить от 40% до 80% воды от массы цемента. Но чем больше в бетоне будет свободной, химически не связанной воды, тем больше в дальнейшем будет пор в цементном камне и соответственно ниже станет его прочность.
Для каждой бетонной смеси существует оптимальное количество воды, которое позволяет получить при данном способе уплотнения бетон с минимальной пористостью и наибольшей прочностью.
Прочность сцепления между цементным камнем и заполнителем определяется в основном качеством поверхности заполнителя. Для обеспечения высокой прочности сцепления поверхность зерен заполнителя должна быть чистой и шероховатой. Например, бетон на щебне при прочих равных условиях прочнее бетона на гравии.
Формула прочности бетона
Теоретики, основываясь на практических исследованиях, вывели формулу прочности бетона (под прочностью здесь и далее подразумевается марочная прочность, т. е. прочность после 28 суток твердения в стандартных условиях). Она связала зависимость прочности бетона от Ц/В, марки цемента и качества заполнителей. Эта формула была выведена И. Боломеем и уточнена Б. Скрамтаевым.
Rб = АRц (Ц/В ± b) Это уравнение прямой зависимости, которую получают в реальном интервале Ц/В (от 1,4 до 3,3). Оно выражает основной закон прочности бетона и используется для определения состава бетона по заданным параметрам.
Для обычных бетонов (марок ниже М500) в интервале Ц/В от 1,4 до 2,5 формула Боломея-Скрамтаева имеет вид: Rб = АRц (Ц/В – 0,5).
Для высокопрочных бетонов при Ц/В в пределах от 2,5 до 3,3: Rб = АRц (Ц/В + 0,5).
Эта зависимость справедлива лишь при условии обеспечения плотной укладки бетонной смеси.
Прочность бетона (ПБ) зависит от прочности входящих в него материалов и от прочности сцепления их друг с другом. Прочность заполнителя (песка, щебня, гравия) в тяжелом бетоне обычно выше рассчитанной прочности бетона, поэтому мало влияет на прочность бетона. Таким образом, показатель ПБ определяется в основном двумя факторами:
прочностью затвердевшего цементного камня;
прочностью его сцепления с заполнителем.
Прочность и соотношение цемента и воды
Прочность цементного камня складывается из двух факторов: активности (марки) используемого цемента и соотношения количеств цемента и воды (Ц/В). Известно, что цемент при твердении химически связывает не более 20-25% воды от своей массы. Чтобы получить расчетную пластичность цементного теста и подвижность бетонной смеси, необходимо вводить от 40% до 80% воды от массы цемента. Но чем больше в бетоне будет свободной, химически не связанной воды, тем больше в дальнейшем будет пор в цементном камне и соответственно ниже станет его прочность.
Для каждой бетонной смеси существует оптимальное количество воды, которое позволяет получить при данном способе уплотнения бетон с минимальной пористостью и наибольшей прочностью.
Прочность сцепления между цементным камнем и заполнителем определяется в основном качеством поверхности заполнителя. Для обеспечения высокой прочности сцепления поверхность зерен заполнителя должна быть чистой и шероховатой. Например, бетон на щебне при прочих равных условиях прочнее бетона на гравии.
Формула прочности бетона
Теоретики, основываясь на практических исследованиях, вывели формулу прочности бетона (под прочностью здесь и далее подразумевается марочная прочность, т. е. прочность после 28 суток твердения в стандартных условиях). Она связала зависимость прочности бетона от Ц/В, марки цемента и качества заполнителей. Эта формула была выведена И. Боломеем и уточнена Б. Скрамтаевым.
Rб = АRц (Ц/В ± b) Это уравнение прямой зависимости, которую получают в реальном интервале Ц/В (от 1,4 до 3,3). Оно выражает основной закон прочности бетона и используется для определения состава бетона по заданным параметрам.
Для обычных бетонов (марок ниже М500) в интервале Ц/В от 1,4 до 2,5 формула Боломея-Скрамтаева имеет вид: Rб = АRц (Ц/В – 0,5).
Для высокопрочных бетонов при Ц/В в пределах от 2,5 до 3,3: Rб = АRц (Ц/В + 0,5).
Эта зависимость справедлива лишь при условии обеспечения плотной укладки бетонной смеси.
