36. Чистота поверхности заполнителя

Большое влияние на прочность бетона оказывает чистота заполнителя. Пылевидные и глинистые примеси создают на поверхности зерен пленку, препятствующую сцеплению их с цементным камнем. В результате прочность бетона понижается на 30…40%. Корректировать отрицательное влияние грязного или некачественного заполнителя на свойства бетона путем повышения расхода цемента недопустимо.

Определение примесей. Навеску сухого песка (1 кг) заливают водой (на 200 мм выше песка) и выдерживают 2 часа, периодически перемешивая. Через 2 мин после перемешивания верхний слой воды над песком сливают, добавляют чистую воду, и продолжают промывку песка до тех пор, пока вода над песком не будет оставаться прозрачной. После этого промытый песок высушивают до постоянной массы.

П_ОТМ=(m-m₁)/m₁ *100%, m- масса песка до отмуч., m₁-после

Органические примеси – продукты разложения растительного или животного происхождения. Эти примеси препятствуют нормальному твердению цементного камня. Колорометрический метод: заливают 3-% раствором едкого натрия. Окраска в желтоватый или коричневый цвет. Окраска раствора д.б. светлее эталона.

Содержание комков глины в каждой навеске определяют при визуальной разборке тонкого слоя песка фракции 2,5-5,0 и 1,25-2,5 на листе стекла смальной иглой после его увлажнения.

Гл_2,5= (m_2,5- m₁)/m_2,5 *100%

Гл_1,25= (m_1,25- m₁)/m_1,25 *100%

m_1,25 и m_2,5 – массы навесок, m₁ – после выд. глины.

Содержание комков глины в пробе:

Гл=( Гл_2,5*а_2,5+ Гл_1,25*а_1,25)/100

37. Сцепление цементного камня с поверхностью заполнителей

Исследования показали, что прочность бетона зависит не столько от прочности заполнителей, сколько от прочности сцепления це­ментного камня с поверхностью зерен заполнителей.

Отсутствие сцепления цементного камня с заполнителями так резко проявляется в снижении прочности бетона потому, что даже при сжатии бетон разрушается от поперечного растяжения. При отсутствии сцепления цементного камня с заполнителями послед­ние практически не участвуют в сопротивлении действию нагрузки и как бы уподобляются пустотам, ослабляющим сечение.

Что касается мелкого заполнителя — песка, то опыты показы­вают, что прочность цементно-песчаного раствора на кварцевом песке ниже прочности цементного камня. Если провести с цементом опыт, аналогичный его стандартному испытанию, но вместо нормального песка использо­вать природный кварцевый с менее окатанными (более шерохо­ватыми) зернами, то прочность образцов повысится, но все равно будет ниже прочности цементного камня.

Если вместо природного песка использовать дробленый из скальных пород, то можно добиться некоторого повышения прочности бетона, хотя и в дробленом песке зерна часто имеют гладкие грани.

Щебень в качестве крупного заполнителя лучше гравия, так как имеет более благоприятную для сцепления форму зерен и разви­тую шероховатую поверхность. Его используют для получения вы­сокопрочных бетонов.

Гравий — самый дешевый крупный заполнитель. Если при применении гравия, как и песка, обеспечивается более или менее надежное его сцепле­ние с цементным камнем, обусловленное только физико-химиче­ским взаимодействием, то при использовании щебня имеет место и механическое зацепление; преодоление которого при разрушении бетона связано с сопротивлением цементного камня срезу.

Помимо формы зерен заполнителей на прочность сцепления с ними цементного камня влияет чистота поверхности. Природные заполнители нередко бывают загрязнены. Например, глинистые примеси, обволакивающие зерна тонкой пленкой, мешают сцепле­нию. Поэтому их следует предварительно промывать.

Положительное влияние на сцепление оказывает пористость зе­рен заполнителя. Благодаря отсосу воды пористым заполнителем в бетонной смеси цементное тесто проникает в открытые поры, т. е. имеет место как бы срастание цементного камня с заполнителем. Кроме того, водопоглощение устраняет опасность образования у поверхности заполнителей водных пленок, мешающих сцеплению.

Если сцепление цементного камня с заполнителями в бетоне невелико, то разрушение бетона под нагрузкой начинается с зоны контакта, трещины разрушения проходят по цементному камню и поверхности зерен заполнителя, огибая их. Если же сцепление надежно, то разрушение бетона происходит по сквозным трещинам, пронизывающим как цементный камень, так и заполни­тели. Именно такая картина разрушения наблюдает­ся при испытании высокопрочного бетона.