Структура - бетон
Cтраница 1
Структура бетона оказывает большое влияние на прочность и деформативность бетона. Чтобы уяснить этот вопрос, рассмотрим схему физико-химического процесса образования бетона. При затворении водой смеси из заполнителей и цемента начинается химическая реакция соединения минералов цемента с водой, в результате которой образуется гель - студнеобразная пористая масса со взвешенными в воде, еще не вступившими в химическую реакцию, частицами цемента и незначительными соединениями в виде кристаллов. В процессе перемешивания бетонной смеси гель обволакивает отдельные зерна заполнителей, постепенно твердеет, а кристаллы постепенно соединяются в кристаллические сростки, растущие с течением времени. Твердеющий гель превращается в цементный камень, скрепляющий зерна крупных и мелких заполнителей в монолитный твердый материал - бетон. [1]
Структура бетона оказывает большое влияние на прочность и деформативность бетона. Чтобы уяснить этот вопрос, рассмотрим схему физико-химического процесса образования бетона. При затворении водой смеси из заполнителей и цемента начинается химическая реакция соединения минералов цемента с водой, в результате которой образуется гель - студнеобразная пористая масса со взвешенными в воде, еще не вступившими в химическую реакцию, частицами цемента и незначительными соединениями в виде кристаллов. [2]
Структура бетона, обусловленная неоднородностью состава и различием способов приготовления, приводит к тому, что при испытании образцов, изготовленных из одной и той же бетонной смеси, получают неодинаковые показатели прочности. [3]
Структура бетона образуется в результате схватывания бетонной смеси и последующего твердения. Образовавшаяся после твердения бетонной смеси структура бетона с плотными заполнителями представляет собой цементный камень с утопленными в нем зернами заполнителя, имеющий множество пор и пустот разных размеров и происхождения. В бетоне различают макроструктуру, представленную системой щебень - цементно-песчаный раствор; мезоструктуру, показывающую строение системы песок - цементный камень, и микроструктуру - тонкое строение цементного камня и заполнителя. [4]
Структуру бетона изучают на различных уровнях. Макроструктуру наблюдают невооруженным глазом или при небольшом увеличении. В качестве структурных элементов здесь выделяют крупный заполнитель, песок, цементный камень, воздушные поры. Иногда удобно принимать макроструктуру, состоящую из двух элементов: крупного заполнителя и растворной части, в которой объединяются цементный камень и песок. Микроструктуру наблюдают при большом увеличении под микроскопом. Так изучают структуру цементного камня, которая состоит из непрореагировавших зерен цемента, дисперсных частиц наполнителя, новообразований и микропор различных размеров. Большое значение для свойств бетона имеет различный характер микроструктуры цементного камня в объемном ( в порах между зернами заполнителя) и пленочном ( на их поверхности) состояниях. В межзерновом пространстве и крупных порах чаще появляются новообразования в кристаллическом виде. В оболочке новообразований вблизи границы с поверхностью заполнителя ( контактной зоне), где возможности роста кристаллов ограничены, преобладают гелеоб-разные субмикрокристаллические продукты гидратации с повышенной связностью. Поэтому прочность цементного камня в пленочном состоянии выше, чем в объемном, и контактные зоны в бетоне имеют повышенную прочность, что благоприятно сказывается на прочности бетона в целом. [5]
Микроразрушение структуры бетона под нагрузкой не представляет собой процесс раскрытия микротрещин, первоначально образовавшихся в структуре бетона во время твердения бетонной смеси. Диаграмма состояний характеризует процессы уплотнения, разуплотнения и зарож-дениянмикроразрушений сложной неоднородной структуры бетона и развитие их под действием усилий. В некоторых работах [156] предполагалось, что микроразрушение бетона - это процесс раскрытия микротрещин, образовавшихся на поверхности крупного заполнителя, так как прочность сцепления цементного камня с поверхностью заполнителя оказалась низкой, поскольку практически отсутствовало сцепление на участках микротрещин, образовавшихся при твердении бетона. Из более поздних американских работ [125, 194] можно сделать вывод, что микротрещины на поверхности цементного камня с заполнителем развиваются из-за пониженной прочности сцепления гравия и некоторых других крупных заполнителей. [6]
Недостатки структуры бетона в некоторой степени могут быть компенсированы увеличением толщины защитного слоя. [7]
 |
Влияние нагрева на призменную прочность ( У и прочность на растяжение ( 2. [8] |
Нарушению структуры бетона при температуре нагрева до 100 С способствует также и то обстоятельство, что коэффициент температурного расширения воды во много раз превосходит коэффициент температурного расширения цементного камня и заполнителя. Это приводит к усилению расклинивающего действия водных пленок, обволакивающих цементный камень и заполнитель. [9]
Изменение структуры бетона вызывает повышение его прочности при благоприятных температуре и влажности. Первые 7 суток после изготовления прочность бетона нарастает быстро, в дальнейшем же, особенно после 28 суток, этот процесс замедляется. [10]
На структуру бетона значительное влияние оказывает пористость цементного камня, обусловливаемая начальным содержанием воды в бетонной смеси. Известно, что количество воды, применяемой для приготовления бетонной смеси ( или раствора) требуемой подвижности, в 2 - 3 раза превышает количество воды, химически связываемой цементом в процессе твердения. Большая часть воды затворения, находящаяся в полусвязанном или в свободном состоянии, вместе с воздухом, попавшим в бетон во время перемешивания смеси, образует в затвердевающем цементном камне мелкие поры и капиллярные ходы, рассеянные по всей массе камня. Общий объем таких пор составляет в среднем от 25 до 40 % от объема цементного камня. Поры в цементном камне в зависимости от их диаметра, возраста и влажности бетона заполнены водой, водяными парами или воздухом. При уменьшении количества воды в бетонной смеси уменьшается пористость и повышается плотность структуры цементного камня, а зто приводит к повышению прочности, уменьшению проницаемости для агрессивных растворов и повышению морозостойкости бетона. [11]
На структуру бетона оказывает значительное влияние пористость цементного камня, связанная с начальным содержанием воды в бетонной смеси. Для получения удобоукл адываемой бетонной смеси в нее вводят в 2 - 3 раза больше воды, чем требуется на реакцию с цементом. Таким образом, большая часть воды затворения оказывается в свободном состоянии и образует в затвердевшем камне множество мелких пор. [12]
Характерная особенность структуры бетона - наличие открытых и закрытых пор, причем стенки тех и других покрыты пленкой гидроокиси кальция. Структура затвердевшего цементного замеса характеризуется большим количеством негидратированных частиц цемента, окруженных продуктами гидратации, а также локальными скоплениями гидроокиси кальция. В результате реакций различных веществ с гидроокисью кальция образуются соединения, которые переходят в кристаллическую фазу и создают в стенках пустот в бетоне значительные растягивающие напряжения, разрушая его структурные элементы. В первой фазе коррозии пустоты заполняются новыми соединениями, что приводит, естественно, к уменьшению пористости. В сочетании с первой фазой разбухания это вызывает впечатление роста прочности бетона на сжатие. [13]
Степень разуплотнения структуры бетона в процессе ударного нагружения оценивалась по изменению времени прохождения ультразвука через бетон. [14]
Вследствие неоднородности структуры бетона эта формула не всегда дает правильные значения Rbt. [15]
Страницы: 1 2 3 4