Прочность бетона на материалах, удовлетворяющих требованиям соответствующих стандартов и при определенном уплотнении, зависит от активности цемента и В/Ц (от качества цементного клея). Скорость набора бетоном прочности зависит от условий твердения, жесткости смеси, вида цемента и от ряда других факторов.
Прочность бетона из малоподвижной смеси на портланд-цементе при твердении в нормальных условиях на 28-й день может быть ориентировочно определена по формуле:
Rб = KRц (Ц/В — 0,5),
где Rц — марка цемента,
К — для бетона на гравии — 0,45 и на щебне — 0,5.
Бетон на шлако-портланд-цементе и на пуццолановом цементе приобретает расчетную прочность (Rб ) через 40—45 дней, а на глиноземистом — через 3 5 дней твердения в нормальных условиях.
Если бетон подвергается пропариванию при 100°, после которого можно ожидать получения 70% марочной прочности, а требуется по лучить после пропарки полную прочность, то соотношение между Rб , Rц и В/Ц выражаются следующей формулой:
Зависимость прочности бетона от активности цемента, водоцементного отношения и возраста в нормальных условиях или с умеренным обогревом дана в табл. 59.
Этой таблицей можно пользоваться для нахождения В/Ц, при котором заданная прочность бетона будет получена в возрасте 1, 2, 3 и 28 суток.
Для бетонов на быстротвердеющих цементах, пропаренных при режиме 2+6+2=10 часов при t=80°, прочность в суточном возрасте Rбп составит:
где Rцп — предел прочности растворных кубов после 1 суток, включая пропарку при режиме 2 + 6 + 2 при t=80°. Ориентировочные (усредненные) пределы прочности бетона, твердевшего в нормальных условиях и на открытом воздухе (t = 15—20°) в любом возрасте, даны в табл. 58.Таблица 58
| Срок твердения днях | |||||
| 3 | 7 | 28 | 90 | 180 | 365 |
| 0,33/0,35 | 0.59/0,6 | 1/1 | 1,32/1,14 | 1.58/1,34 | 1,76/1,51 |
Коэффициенты нарастания прочности бетона при твердении в нормальных условиях (числитель) и на открытом воздухе (знаменатель)
При быстротвердеющих цементах R7 = 0,7-0,8R28 . Нарастание прочности бетона из подвижных смесей при пропаривании ориентировочно может быть установлено по графикам (рис. 6). Нарастание прочности бетона из жестких бетонных смесей происходит интенсивнее и должно уточняться опытным путем.
Нарастание прочности бетона при добавке хлористого кальция дано в табл. 50.
Подвижность и удобоукладываемость. По подвижности бетонные смеси в соответствии с ГОСТ 7473—61 разделяются на пластичные, легко укладываемые в формы при ручном уплотнении или кратковременной вибрации, и жесткие, укладка которых в формы требует усиленной вибрации, виброштампования или иного механического воздействия.
Подвижность пластичных смесей характеризуется величиной осадки в см стандартного конуса (диаметр нижнего основания 20 см, верхнего 10 см и высота 30 см), заполненного в 3 слоя со штыкованием каждого из них 25 раз стержнем диаметром 15 мм (ГОСТ 6901—54).
За величину осадки конуса принимается среднее арифметическое из двух определений.
Смеси, не дающие осадки конуса, характеризуются показателем удобоукладываемости (жесткости), которая определяется стандартным техническим вискозиметром по Методу, изложенному в ГОСТ 6901—54 и в Указаниях Госстроя У110-56. Удобоукладываемость — свойство жестких бетонных смесей становиться подвижными под действием вибрирования — определяется временем в секундах расплыва бетонного конуса и превращения его в цилиндр с горизонтальной поверхностью под действием вибрации определенной амплитуды и частоты.
Подвижность и удобоукладываемость доброкачественных бетонных смесей зависят от ряда факторов:
- водоцементного отношения и водопотребности цемента;
- соотношения между цементом и заполнителями;
- относительного содержания песка в смеси заполнителей.
Подвижность смеси повышается с увеличением В/Ц, уменьшением содержания песка и увеличением расхода цемента.
На подвижность оказывает влияние форма заполнителя, характер его поверхности, водопоглощение заполнителя вид цемента, наличие добавок (пластификаторов, ускорителей твердения) и т. д.
Практикой установлены значения наименьшего относительного содержания песка в смеси заполнителей, при котором бетонная смесь получается достаточно удобоукладываемой (табл. 56).
Таблица 56 — Относительное содержание песка в смеси заполнителей (в долях по объему)
| Содержание песка при наибольшей крупности зерен в мм | ||||||
| Примерный расход цемента в кг/м3 | гравия до | щебня до | ||||
| 20 | 40 | 80 | 20 | 40 | 70 | |
| 250 | 0,30 0,36 | 0.28 0,34 | 0,27 0,33 | 0,33 О,40 | 0,31 0,37 | 0,29 0,35 |
| 300 | 0,28 0,34 | 0,27 0,32 | 0,26 0,32 | 0,30 0,36 | 0,29 0,34 | 0,28 0,33 |
| 350 | 0,27 0,32 | 0,26 0,31 | 0,25 0,29 | 0,28 0,35 | 0,27 0,33 | 0,26 0,31 |
| 400 | 0,26 0,30 | 0,25 0,29 | 0,24 0,27 | 0,27 0,33 | 0,26 0,31 | 0,25 0,28 |
Примечание. Данные в числителе относятся к жесткому бетону в знаменателе — к пластичному, данные таблицы должны уточняться экспериментально. Рекомендуемые показатели удобоукладываемости жестких и подвижности пластичных бетонных смесей для различных конструкций даны в табл. 57. ?о всех случаях принятая жесткость (подвижность) смесей должна обеспечивать плотную укладку бетона и получение деталей и конструкций с гладкой поверхностью.
Потребная подвижность бетонной смеси зависит также и от способа транспортирования. Например, при транспортировании бетонных смесей бетононасосами следует применять смеси с осадкой стандартного конуса не менее 40 мм. Для получения таких смесей целесообразно применять пластифицирующие добавки.
По ГОСТ 7473—61 удобоукладываемость бетонной смеси должна сыть установлена заказчиком примерно в соответствии с табл. 57.
Допускаемые отклонения:
жесткая смесь — 5+15%; пластичная смесь (осадка конуса более 5 см) — 2 см.
Таблица 57 — Рекомендуемая удобоукладываемость и осадка конуса бетонных смесей
| Вид конструкций и изделий | Вибрирование внутреннее и поверхностное монолитного и сборного железобетона | Минимальная удобоукладываемость в сек. или сборного железобетона | ||||
| вибрирование в формах на вибро- площадках | вибрирование с пригрузкой или виброштампование | двустороннее вибрирование с при- грузкой | ||||
| осадка конуса в мм | удобоукладываемость в сек. | |||||
| Подготовка под полы, фундаменты | 10-20 | 35-25 | ||||
| Массивные неармированные конструкции | 20-40 | 25 — 15 | ||||
| Балки и, плиты колонны большого и среднего сечения | 40-60 | 15-12 | 40 -55 | 55-75 | 75 -100 | |
| Конструкции, сильно насыщенные арматурой | 60-80 | 12-10 | 25 -40 | 40 -55 | 55 -75 | |
В заводских условиях применяются и более жесткие бетонные смеси— показатель удобоукладываемости 80—200 секунд и выше.