61. Свойства пц. Усадка и набухание цементного камня, стойкость к увлажнению и высушиванию, трещиностойкость, ползучесть цементного камня.

Набухание и усадка цемента. Набухание и усадка обусловлены способностью цементного камня и бетона изменять объем в зависимости от химических процессов, протекающих при твердении, и от влажности среды, в которой они находятся. Набухание сопровождается поглощением воды и увеличением массы цементного камня, достигающей 3—5% при продолжительности твердения 100 сут. Увеличение объема у цемента различных видов в возрасте 275 сут в % составляет (по Лермиту)

Если циклы высыхания и увлажнения цементного камня или бетона многократно повторяются, сопровождаясь меняющимися по направлению процессами, усадки и набухания, то постепенно накапливаются остаточные деформации, расшатывается структура, увеличиваются объем и пористость системы, а механическая прочность .и долговечность бетона снижаются.

Большое значение для выносливости системы против попеременного действия высыхания и увлажнения имеет и значение максимальной усадки, определяемой при полном высушивании водонасыщенных образцов; чем она меньше, тем более стоек материал.

Многократное попеременное увлажнение и высушивание, вызывающее снижение прочности образцов из цемента или бетона на 20—25 %, применяют в качестве одного из косвенных методов оценки их стойкости при использовании в конструкциях зданий и сооружений.

Трещиностойкость.

Образование трещин на бетонных и железобетонных конструкциях отрицательно отражается на их долговечности, несущей способности и внешнем виде. Трещины — результат напряжений и деформаций, возникающих при действии механических нагрузок на конструкции, больших температурных и влажностных перепадов в смежных зонах бетонного тела, а также некоторых других факторов.

Ползучестью называется свойство цементного камня или бетона необратимо деформироваться под влиянием длительнодействующих в них напряжений, возникающих при действии внешних нагрузок, а также усадки, температурного и других факторов. В зависимости от величины приложенных сил деформация ползучести или постепенно стабилизируется на некотором постоянном уровне, или, непрерывно увеличиваясь, приводит к разрушению тела.

Ползучесть цементного камня и бетона может играть как положительную, так и отрицательную роль. В массивном бетоне она способствует уменьшению растягивающих напряжений, появляющихся вследствие усадки и температурных напряжений. В железобетонных колоннах и балках она уменьшает напряжение в бетоне и повышает их в арматуре. Но она способствует также повышенному прогибу железобетонных конструкций, работающих на изгиб, и уменьшает предварительное напряжение стали в предиапряжеиных элементах.

62. Свойства пц. Равномерность изменения объема, активность и прочность.

Вяжущие вещества, в том числе и цементы, при твердении должны характеризоваться равномерностью изменения объема. Цементы с неравномерным изменением объема приводят не только к снижению прочности бетонов при их твердении, но даже к их разрушению.

Неравномерность изменения объема цементов может быть вызвана: гидратацией СаОСВоб при содержании его в клинкере более 1,5—2%; гидратацией М^ОСВоб, присутствующего в клинкере в виде высокотемпературной медленно гасящейся формы — периклаза; образованием в твердеющем цементе трехсульфатной формы гидро-сульфоалюмината кальция при повышенном содержании в клинкере С3А и при избыточном введении гипса в портландцемент при его помоле.

Определение прочности и марки цемента. Важнейшим свойством портландцемента является его способность твердеть при взаимодействии с водой и переходить в камневидное состояние. Чем выше механическая прочность затвердевшего камневидного тела (раствора, бетона) и чем скорее она достигнута, тем выше качество цемента или иного вяжущего вещества. Различают конечную прочность, которая может быть достигнута цементом при твердении, и скорость твердения, характеризуемую интенсивностью роста прочности твердеющего цемента во времени.

В соответствии с этим цементы, отличающиеся быстрым ростом прочности, называют быстротвердеющими, а если при этом достигается большая прочность, то и высокопрочными.

По механической прочности цементы подразделяют на марки: 300, 400, 500, 550 и 600. Марки цементов определяют по пределу прочности при изгибе и сжатии образцов, изготовленных по ГОСТ 310.4—81 и испытанных через 28 сут с момента изготовления. Образцы из быстротвердеющих портландцемента и шлакопортландцемента испытывают через 3 и 28 сут (табл. 17).

Отношение прочности насыщенных водой образцов к прочности высушенных, одинаковых по составу и условиям твердения, называется коэффициентом размягчения. Для цементных образцов это отношение обычно колеблется в пределах 0,8—0,9, а для гипсовых — 0,3—0,4.

Значение этого отношения характеризует водостойкость того или иного материала. Коэффициент размягчения зависит от вида материала и плотности испытываемых образцов.