5.6 Вплив змінних факторів експерименту на міцність бетону в 28ми добовому віці
Згідно математичного планування експерименту рівняння має вигляд:
Yміц. = 28,26-2,49X1+2,14X3²+2,13X1X3;
FР<FТ (1,07<19,3)
Вплив змінних факторів експерименту на міцність портландцементу в 28ми добовому віці інтерпретовано на рис. 5.10, 5.11, 5.12.
Аналіз графіків показує, що найбільший вплив на міцність бетону чинить величина водоцементного відношення та повторне вібрування і в меншій мірі вміст комплексної добавки.
При знаходженні факторів на максимальному рівні, найбільша міцність бетону отримана при витримці зразків 90 хв, вмісті добавки і В/Ц значної ролі не відіграють.
При знаходженні факторів на середньому рівні, найбільша міцність бетону отримана при В/Ц – 0,45, при повторному вібруванні через 90 хв і без нього. Вмісті добавки не впливає.
При знаходженні факторів на мінімальному рівні, найбільша міцність портландцементу отримана при В/Ц – 0,45 без повторного вібрування. Вміст добавки не впливає.
Характеристики міцності одержаних зразків (термін твердіння – 28 діб) наведено в таблиці 5.4.
5.7 Середні значення міцності
Отже, зведені результати проведених випробувань наведені в табл. 5.5.
Таблиця 5.5
Середні значення міцності бетону в залежності від змінних факторів
№ досліду |
Х1 |
Х2 |
Х3 |
Міцність, МПа |
|||
1 доба |
2 доби |
7 діб |
28 діб |
||||
1 |
0,65 |
3 |
90 |
15,8 |
21,8 |
26 |
38,4 |
2 |
0,45 |
3 |
90 |
22,7 |
29,9 |
30,6 |
37,1 |
3 |
0,65 |
0 |
90 |
11,3 |
15,2 |
24,7 |
35,9 |
4 |
0,45 |
0 |
90 |
15,5 |
20,9 |
29,4 |
39,5 |
5 |
0,65 |
3 |
0 |
18 |
19,4 |
26,6 |
30 |
6 |
0,45 |
3 |
0 |
20,1 |
25,4 |
29,7 |
36,4 |
7 |
0,65 |
0 |
0 |
10,1 |
14,7 |
24 |
30,6 |
8 |
0,45 |
0 |
0 |
14,5 |
21,3 |
26,4 |
43,1 |
9 |
0,65 |
1,5 |
45 |
14,3 |
18,5 |
25 |
33,3 |
10 |
0,45 |
1,5 |
45 |
15,4 |
23,4 |
32,6 |
33,8 |
11 |
0,55 |
3 |
45 |
22 |
25,9 |
28,9 |
35,9 |
12 |
0,55 |
0 |
45 |
12,9 |
19 |
28,2 |
32,6 |
13 |
0,55 |
1,5 |
90 |
16,9 |
22,6 |
28 |
35,8 |
14 |
0,55 |
1,5 |
0 |
15,2 |
19,9 |
26,5 |
39,7 |
15 |
0,55 |
1,5 |
45 |
16,9 |
22,9 |
29 |
28,1 |
16 |
0,55 |
1,5 |
45 |
17,4 |
23 |
30,1 |
35,4 |
17 |
0,55 |
1,5 |
45 |
16,5 |
22,9 |
29,5 |
31,7 |
№ досліду 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
В/Ц 4,5 1,5 4,5 1,5 4,5 1,5 4,5 1,5 4,5 1,5 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0
Концентрація
Добавки, % 6 6 2 2 6 6 2 2 4 4 6 2 4 4 4 4 4
Витримка
зразків, год 90 90 90 90 30 30 30 30 60 60 60 60 90 30 60 60 60
Рис. 5.13 Динаміка зміни міцності зразків з бетону залежно від змінних факторів експерименту
Аналіз одержаних результатів показує, що вплив комплексної добавки на міцність бетонного каменю більш суттєвий. Вже в першу добу міцність порівняно із бездобавочними бетоном складає від 150 до 180%. Залежність швидкості наростання міцності від повторного вібрування не суттєва, хоча різко змінюються в системах при зміні В/Ц.
З літературних джерел відомо, що гідроксид кальцію не впливає безпосередньо на ближню коагуляцію цементного гелю, так як із збільшенням кількості Ca(OH)2 при повторних замішуваннях реагуючого цементу терміни тужавлення повинні прискоритися, а цього не відбувається [15]. Концентрація іонів вапна в дифузних шарах досягає максимуму ще задовго до початку тужавлення у зв’язку малої його розчинності у воді, тому Ca(OH)2 не може відігравати визначну роль у процесі, що розглядається [9], з іншого боку, існують повідомлення [16], що Ca(OH)2 відіграє значну роль у гідролізі аліту. Якщо ступінь гідратації C3S у воді становить 26,5% то в розчині Ca(OH)2 – 49,5%, тобто відносна зміна ступеню гідратації C3S може бути і при насиченні рідкої фази оксидами, що входять в склад самого цементу.
У цьому зв’язку прискорення твердіння бетону у першу добу можна віднести як до збільшення кількості CaCl2, так й до наявності гідроксиду кальцію.
Динаміка зміни міцності у наступні терміни дещо змінюється. Швидкість зростання міцності гальмується в зразках з високою однодобовою міцністю і, навпаки, прискорюється там де у першу добу була досить низькою. Це можна пояснити тим, що при швидкому структуроутворенні виникає структура з дефектами, яка з часом поступово упорядковується.
У 7 добовому віці міцності зразків більш-менш вирівнюються, а через 28 діб твердіння спостерігається дуже високі міцності у деяких зразках, особливо при В/Ц 0,45 та концентрації комплексної добавки 3%.
Як вже зазначалось, збільшення ступеню нейтралізації викликає збільшення кількості CaCl2 у твердіючій системі, а це небезпечно з точки зору корозії арматури. Тому доцільно рекомендувати наступні технічні характеристики затравки (СРН): вміст від маси цементу – 3,0%; тривалість мокрого помелу – 4-6 год; ступінь нейтралізації заздалегідь гідратованого цементу – 60%.