ОСНОВНО ПРАВО НА СИЛА НА БЕТОНА Строителни материали и технологии
12.3. ОСНОВНО ЗАКОН ЗА БЕТОННАТА СИЛА
Бетонът работи под товар като единичен композитен материал, а циментовият камък (матрица), инертните зърна и контактният слой между тях участват във формирането на неговата якост. С други думи, якостта на бетона зависи от здравината на съставните му материали и от силата на тяхното прилепване един към друг. Силата на инертния материал (пясък, трошен камък, чакъл) в тежък бетон, като правило, е по-висока от определената якост на бетона, поради което има малък ефект върху последния. По този начин якостта на бетона се определя главно от два фактора:
• здравина на втвърдения циментов камък;
• силата на адхезията му към инертния материал.
Силата на циментовия камък зависи от два фактора: активността (клас) на използвания цимент (R) и съотношението на количествата цимент и вода (C/W).
Колкото по-висок е класът на цимента, толкова по-здрав ще бъде циментовият камък, при равни други условия, тъй като класът на цимента всъщност е якостта на моделния (финозърнест) бетон, формован и втвърден при стандартни условия (вж. Лабораторна работа № 7 ).
Зависимостта на якостта на циментовия камък от съотношението на цимента и водата в бетонната смес се обяснява по следния начин. По време на втвърдяването циментът химически свързва не повече от 20. 25% от водата от масата си. Но за да се осигури необходимата пластичност на циментовата паста и съответно мобилността на бетонната смес, е необходимо да се вземат 40. 80% вода от масата на цимента. Водата е необходима и за намокряне на повърхността на пясъка и грубия инерт: голяма специфична повърхност на инертния материал изисква по-голям разход на вода (вж. § 10.2). Естествено, колкото повече свободна, химически несвързана вода в бетона, толкова повече пори впоследствие ще бъдат в циментовия камък и съответно неговата якост ще бъде по-ниска.
От друга страна, ако не се осигури необходимата обработваемост на бетонната смес, съответстваща на метода на уплътняване, приет в конкретния случай, то поради недостатъчно уплътняване в бетонната конструкция, големи кухини и площи с прекъсната връзка „циментен камък - агрегат ”ще се появи, което ще доведе до рязко намаляване на якостта на бетона.
Експериментално кривата на зависимостта на якостта на бетона от количеството вода за смесване (B) при постоянен дебит на цимент (C) (т.е. всъщност от W/C) и със същия метод на уплътняване (фиг. 12.5 ) потвърждава горното. Левият клон на кривата съответства на непълно уплътнени бетонни смеси, твърде твърди за този метод на уплътняване. С увеличаване на количеството вода за смесване до определена граница, бетонната смес се полага по-плътно, обемът на кухините намалява и здравината на бетона се увеличава. С оптималното (за този метод на уплътняване) количество вода, бетонът има най-висока якост и плътност, което съответства на максимума на кривата на якост.