Зависимость прочности и стойкости бетона от крупности заполнителя

Зависимость прочности и стойкости бетона от крупности заполнителя

В соответствии с современными представлениями бетон можно представить как неоднородное гетерогенное тело, в котором сочетается относительно непрерывная «сотовая» структура пористого цементного камня с втоп-ленными в него заполнителями разных размера, формы и рельефа поверхности, с наличием многочисленных микро-и макропор, расположенных в цементном камне и заполнителях, а также в зонах контакта между ними. Свойства затвердевшего бетона зависят от свойств исходных компонентов, характера физико-химического и физического взаимодействия между ними, равномерности распределения и размера пор. Все это и определяет степень неоднородности бетона - весьма существенного фактора, предопределяющего, в свою очередь, его прочность, деформативность и стойкость.

В бетоне как в типичном материале конгломератного строения различают твердую фазу (зерна заполнителя, частицы микрозаполнителя и непрогидратированного вяжущего, объединенные вместе цементным камнем), капиллярно-поровую структуру, образуемую защемленным воздухом и свободной водой затворения, а также зону контакта цементного камня с заполнителем.

Один из главных вопросов, рассматриваемых структурной теорией прочности бетонов,- зависимость прочности и стойкости бетона от крупности заполнителя. В настоящее время общепризнано, что уменьшение крупности заполнителя до определенного предела способствует значительному улучшению свойств бетона. Это объясняется тем, что с уменьшением крупности заполнителя повышается однородность материала, снижается вероятность появления микродефектов, обусловленных усадкой и седиментационными явлениями при схватывании цементного теста, что особенно сказывается при испытании на осевое растяжение и растяжение при изгибе. При нагружении бетонного элемента трещины возникают прежде всего на поверхности раздела между цементным камнем и заполнителем вследствие существенного различия в свойствах контактирующих фаз (модуль деформации, коэффициент Пуассона, коэффициент линейного термического расширения). Размер этих трещин пропорционален размеру заполнителя, т. е. крупный заполнитель рождает крупные трещины, а мелкий - мелкие. Кроме того, в бетоне с крупным заполнителем трещины возникают при меньшем уровне напряжений.

18.01.2018