Влияние крупного заполнителя на прочность бетона

Вертикальное растрескивание в образце под действием одноосного сжатия начинается при нагрузке 50—75% предельной. Это было установлено по измерениям скорости звука в бетоне, а также в результате применения импульсного ультразвукового метода. Напряжение, при котором образуются трещины, зависит прежде всего от свойств крупного заполнителя: применение гравия с гладкой поверхностью ведет к появлению трещин при более низких напряжениях по сравнению с бетоном на щебне. Вероятно, это связано с тем, что механическое сцепление зависит от свойств поверхности и до некоторой степени от формы зерен крупного заполнителя. Свойства заполнителя влияют на напряжение, при котором начинается образование трещин при сжатии в той же степени, как и на предел прочности при изгибе, так что отношение между этими двумя величинами не зависит от свойств заполнителя. На рис. 5.13 приведены результаты исследований Джонса и Каплана, каждый условный знак на рисунке обозначает различный вид крупного заполнителя. С другой стороны, отношение между пределом прочности при изгибе и пределом прочности при сжатии зависит от вида используемого заполнителя (рис. 5.14), так что, за исключением высокопрочного бетона, свойства заполнителя, особенно структура его поверхности, воздействуют на предел прочности при сжатии намного меньше, чем на предел прочности при растяжении или трещинообразующее напряжение при сжатии. Влияние вида крупного заполнителя на прочность бетона зависит от водоцементного отношения. Для В/Ц ниже 0,4 применение щебня привело к получению прочности на 38% выше, чем при применении гравия. С повышением В/Ц влияние вида заполнителя на прочность сводится на нет, потому что прочность цементного камня, по-видимому, становится определяющей, и при В/Ц, равном 0,65, не наблюдалось различий в прочности бетонов, изготовленных на гравии или щебне. Влияние вида заполнителя на прочность при изгибе, вероятно, зависит и от влажности бетона во время испытаний. Форма и структура поверхности крупного заполнителя влияет также на сопротивление бетона удару, причем характер влияния такой же, как и на сопротивление изгибу. Каплан наблюдал, что прочность бетона на изгиб в основном ниже прочности на изгиб соответствующего цементного раствора. Таким образом, цементный раствор, входящий в состав бетона, определяет его верхний предел прочности при изгибе, присутствие же крупного заполнителя снижает эту прочность. С другой стороны, прочность бетона на сжатие выше прочности цементного раствора; следовательно, согласно Каплану, механическое сцепление крупного заполнителя увеличивает прочность бетона на сжатие. Изложенные выше положения не получили достаточного подтверждения, и проблема прочности цемента и бетона требует дальнейшего изучения.