§ 1. Физический смысл закона прочности бетона

Закон прочности бетона устанавливает зависимость прочности от качества применяемых материалов и пористости бетона. Прочность вяжущего характеризуется его маркой (Rn), качество заполнителя коэффициентом А, а пористость косвенно определяется величиной водоцементного отношения В/Ц. Зависимость прочности от В/Ц является в сущности зависимостью прочности от объема пор, образованных водой, не вступающей в химическое взаимодействие с цементом.

Исследованиями И. Г. Малюги и Н. М. Беляева было установлено, что прочность плотно уложенного бетона прямо пропорциональна прочности цемента и обратно пропорциональна водоцементному отношению. Теория прочности бетона обоснована в трудах Б. Г. Скрамтаева и Н. А. Попова и получила развитие в работах И. Н. Ахвердова, Ю. М. Баженова, О. Я. Берга, И. А. Рыбьева и других советских ученых.

Кривая зависимости прочности бетона от количества воды затворения (при постоянном расходе цемента и способе уплотнения), приведенная на рис. 65, характеризует физический смысл закона прочности.

Рис. 65. Общая кривая зависимости прочности бетона от количества воды затворения (при определенном расходе цемента и способе уплотнения) : а — область недоуплотненных жестких бетонных смесей; б — то же, наибольшей прочности и плотности бетона; в — то же, подвижных бетонных смесей; г — то же, литых смесей оптимальное значение

Левая ветвь кривой принадлежит недоуплотненным бетонным смесям, слишком жестким для данного способа уплотнения. При возрастании количества воды затворения, т. е. В/Ц, эти смеси укладываются плотнее, и прочность бетона повышается. Наконец, при оптимальном (для данного способа уплотнения) количестве воды бетон имеет наибольшую плотность и прочность, что соответствует максимуму на кривой прочности. Дальнейшее увеличение количества воды разжижает бетонную смесь, повышает ее подвижность. Однако добавляемая вода лишь частично связывается вяжущим и поэтому образует в бетоне водяные полости: объем пор в бетоне возрастает, а прочность бетона понижается соответственно правой ветви кривой. Таким образом, для каждой смеси имеется

количества воды, которое позволяет получить при данном способе уплотнения бетон слитного строения с минимальной пористостью, а следовательно, с наибольшей прочностью.