175 Был проведен анализ влияния различных факторов на прочностные и , дсформативные свойства бетонов при одноосном кратковременном сжатии, который показал, что прочностные и дсформативные свойства существенно зависят от широкого комплекса структурно-технологических факторов. Л.Е Шейкин связывает прочность, упругость и пластичность бетонов со свойствами кристаллического сростка и цементного геля, объемное соотношение между которыми приводит к изменению свойств бетонов во времени [241]. Т.К.Пауэрс показал, что прочность затвердевшего цементного теста является функцией доли объема занимаемой продуктами гидратации [242]. А.В.Волженский добавил также и влияние степени дисперсности частиц новообразований [243-244]. «Огрубление» цементного геля сопровождается повышением упругих свойств цементного камня. Свойства цементного камня зависят также и от характера и объема пор, которые в свою очередь зависят от В/Ц и степени гидратации. Результаты многочисленных исследований показывают, что наибольшее влияние В/Ц оказывает на прочность и упругость цементного камня и в меньшей степени на его деформативность [245]. В бетонах прочностные и деформативные свойства существенно зависят от макростроения бетона, т.е. от количественного соотношения между его основными структурными элементам: цементным камнем и заполнителем. Структура бетона разделяется на три типа. Первый тип характеризуется большим содержанием цементного камня. Зерна . заполнителя в этом случае практически не взаимодействуют между собой. Второй тип отличается тем, что цементный камень заполняет лишь поры между зернами заполнителя, незначительно раздвигая их. В структуре третьего типа цементный камень лишь обмазывает зерна заполнителя слоем небольшой толщины, а поры между зернами заполнителя лишь частично [31,81]. »» |
220 Отсюда, Рз = (рп 0.37 + рщ 0.63)7(0.37+ 0.63), где Рп и Рщ соответственно истинная плотность песка и щебня, г/см . Расход песка составит: П = Мз 0,37 Расход щебня составит: Щ = Мз П. Для изучения наиболее характерных пластифицированньж цементо бетонов для дорожного строительства были выбраны составы бетонов на щебне из кварцитопесчаника и метаморфического сланца, обеспечивающие получение бетонов с прочностью на сжатие 50, 40, 30 и 20 МПа. Составы и совойства изучаемых бетонов представлены в табл. 5.2. Эти бетоны характеризуются одинаковым количеством объемной концентрации цементного теста и водо-цементного отношения и отличаются, в основном, только плотностью, вызванной различием истинной плотности крупного заполниетеля. 5.2. Исследование деформативных свойств и трещиностойкости цементобетонов для дорожного строительства Многочисленными исследованиями установлено, что прочностные и дефо рмативные свойства бетонов при одноосном кратковременном сжатии существенно зависят от широкого комплекса структурно-технологических факторов. А.Е.Шейкин связывает прочность, упругость и пластичность бетонов прежде всего с молекулярной структурой цементного камня. Согласно его воззрениям прочность и деформации цементного камня определяются и деформативностью его компонентов: кристаллического сростка и цементного геля, объемное соотношение между которыми изменяется в процессе твердения [336]. Установлено, что свойства цементного камня определяются его структурой, которую достаточно полно можно охарактеризовать количеством и качеством новообразований и пористостью. Количество новообразований прямо пропорционально степени гидратации цемента. 221 Т.К.Пауэрс показал, что прочность затвердевшего цементного теста является экспоненциальной функцией доли объема, занимаемой продуктами гидратации (цементным гелем) [337]. В работах А.В.Волженского установлено, что на свойства цементного камня помимо указанных выше факторов существенно влияние оказывает степень дисперсности частиц новообразований (огрубление цементного геля сопровождается повышением упругих свойств цементного камня и уменьшением необратимых деформаций) [338]. Изучена связь прочностных показателей цементного камня с объемной концентрацией новообразований, характеризующей степень заполнения объема материала продуктами гидратации. Я.Ямбор считает, что прочность затвердевшего цементного теста определяется не только продуктами гидратации, но и их типом [339]. Различная вяжущая способность продуктов гидратации обусловлена несколькими факторами. К числу таких факторов относится кристаллическая структура, морфологические свойства, а также размер кристаллов и кристаллитов определенных продуктов гидратации, которые оказывают решающее влияние на их вяжушую способность. Эти же факторы определяют характеристики норовой структуры затвердевшего теста. По мнению Р.Ф.Фельдмана и Д.Д.Боуэна основными факторами, регулирующими прочность и модуль упругости портландцементных систем, является пористость. Однако большое значение имеет также морфология, учитывающая связи между кристаллами и плотность твердой фазы [340]. Р.Кондо и М.Даймон предложили классификацию пор, согласно которой в частицах геля выделяют два вида пор: ультрамалые (микрокристал-литные) менее 6x10'^° м , малые (внутрикристаллитные) размером от 6 до 1010'^^ м; порами между частицами геля имеют размер от 16 до 1000x10'^*^ м; макропоры (капиллярные) более 1000x10"^^ м [341]. Приведенная классификация в общих чертах согласуется с разделением пор на гелевые и капиллярные по Г.И.Горчакову [342]. Общий объем пор плотно 222 уложенного бетона (П) равен объему несвязанной воды П = В-0,84\уЦ, где В объем воды затворения, кг на 1 м^; 0,84wЦ количество связанной воды. Общий объем пор бетона можно представить в зависимости от степени гидратации (а), имея ввиду, что а = 4 В св П = (В/Ц-0,21 а) Ц/10, % Следовательно, общая пористость цементного камня и плотноуло женного бетона с данным расходом вяжущего зависит от В/Ц и степени гидратации цемента. Результаты исследований показывают, что наибольшее влияние В/Ц оказывает на прочность и упругость цементного камня и в меньшей степени на его деформативность. Так по данным Д.К. Споунера увеличение В/Ц с 0,47 до 0,71 привело к уменьшению модуля упругости затвердевшего цементного теста почти в 2 раза, а его деформативность практически не изменилась [343]. Используемые зависимости прочности тяжелого бетона от В/Ц или Ц/В основаны на косвенной связи между пористостью (плотностью) цементного камня и В/Ц. При принятом способе уплотнения зависимость прочности от В/Ц представляет собой кривую с максимумом, соответствующим некоторому оптимальному значению В/Ц [344]. О.А.Гершбергом и Л.И.Левиным бьша предложена непрерывная линейная зависимость, связывающая прочность бетона с объемной концентрацией цемента в цементном тесте бетона [345]. Как показывает ряд исследований прочностные и деформативные свойства существенно зависят от макростроения бетона, т.е. количественного соотношения между его основными структурными элементами цементным камнем и заполнителем [346]. Изучая влияние расхода цементного теста на прочность и деформативность высокопрочных бетонов А.Е.Голиков и А.Г.Мьщьж показали, что при уменьшении количества цементного теста с 390 до 250 дм^/м^ прочность при сжатии бетона при сохранении других параметров (В/Ц, активности цемента, ви |