Строительство. Бетоны

Заполнители бетона

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Из изложенного вытекает, что если в бетоне нет сцепления между цементным камнем и заполнителем, то прочность заполнителя практически не имеет значения. При хорошем сцеплении прочность заполнителя приобретает важное значение, заполнитель вступает в работу и активно участвует в формировании прочности конгломерата.

Были проведены опыты по получению бетона с использованием в качестве заполнителя дробленого цементного клинкера — материала весьма прочного и, естественно, обеспечивающего идеальное сцепление — срастание с гидратными новообразованиями твердеющего цементного камня. Прочность бетона по сравнению с обычным возросла почти вдвое. Эти опыты имели только теоретическое значение (использование клинкера в качестве заполнителя невозможно по экономическим соображениям, к тому же подобные бетоны с реакционноспособным клинкером не могут быть долговечными) и показывали важность выбора таких заполнителей, которые, сцепляясь с цементным камнем, обеспечивают высокую прочность бетона и более эффективное использование цемента.

Рассмотрим случай, когда прочность крупного заполнителя заведомо выше прочности растворного скелета бетона, а форма зерен и качество поверхности зерен заполнителя обеспечивают надежное сцепление с ним цементного камня.

Согласно положениям науки о сопротивлении материалов в нагруженном бетонном образце или конструкции распределение напряжений между компонентами конгломерата зависит от соотношения их модулей упругости (модулей деформаций). Высокопрочный заполнитель — наиболее жесткий компонент бетона, принимая    нагрузки    на    себя,    несколько    разгружает   растворную часть сечения и тем самым отдаляет образование в ней трещин. Когда при возрастающей нагрузке трещины в растворе (цементном камне) все же образуются, высокопрочный крупный заполнитель, связывая бетон воедино, иногда может еще обеспечить восприятие нагрузки образцом или конструкцией.

Таким образом, заполнитель как бы «армирует» бетон. Этот эффект проявляется, в частности, при использовании в качестве заполнителя высококачественного чистого гранитного щебня. Прочность бетона на таком щебне, как показали опыты, может быть выше прочности входящего в его состав раствора.

Необходимо отметить особенность «армирования» бетона заполнителем, не позволяющую провести полную аналогию с обычной арматурой в железобетоне. Она состоит в том, что зерна заполнителя имеют небольшие размеры. «Арматура» в данном случае как бы разрезана на куски. «Армирующий» эффект может проявиться только при взаимной «перевязке» зерен заполнителя, когда они пронизывают в бетоне каждое сечение. Это возможно только при достаточно большом содержании заполнителя.

Если крупного заполнителя в бетоне мало и он представляет собой «плавающие» включения, не связанные между собой, то эффект «армирования» отсутствует. При этом прочность бетона в лучшем случае равна прочности раствора (она может быть и меньше, если скажется нарушение сцепления заполнителя с цементным камнем или местная концентрация напряжений).

 «Армирующий» эффект заполнителя ограничивается тем, что разрушение бетона может пройти по цементному камню (раствору), огибая зерна заполнителя. Но и в этом случае достигается эффект упрочнения, так как увеличивается площадь распределения нагрузки. Опыты показали, что «армирующий» эффект может проявиться в повышении прочности бетона по сравнению с прочностью входящего в его состав раствора примерно на 20... ...25%.