К унификации методики определения активности портлакдцемектов по ГОСТ 310-60
По ГОСТ 310—41 водоцементное отношение жесткой растворной смеси подбиралось по нормальной густоте цементного теста и, как показало в. работе, независимо от вида портландцемента, В/Ц цементного теста растворе всегда соответствовало 0,876 Лн.г (где Квт — водоцементное отношение цементного теста нормальной густоты). Таким образом, в трамбованных образцах раствора при различной пористости цементного камня, зависящей от Квт, всегда достигалась практически одинаковая плотность — компактная упаковка шеей твердой фазы. В этом н заключался физический смысл ГОСТ-310—41, поскольку при неизменной структурной плотности можно было определять влияние химического потенциала портландцемента, т. е. его активности, «а кинетику упрочнения (твердения) цементного камня в указанные сроки.
Корреляционные зависимости, связывавшие прочность бетона с ВЩ ГОСТ 310—41, выражали по существу изменение прочности бетона относительно эталонной прочности трамбованных образцов раствора при изменении пористости цементного камня в бетоне. При этом предполагалось, что плотные заполнители не оказывают существенного влияния на прочность бетона.
Вследствие не учета водопотребности портландцементов при определении прочности бетона не всегда достигалось удовлетворительное совпадение результатов испытания образцов бетона на сжатие и его расчетных значений. Это обстоятельство отчасти предопределило переход иа новый ГОСТ 310—60.
При определении активности портландцементов по ГОСТ 310—60 образ- цы-балочкн изготавливаются из растворной смеси пластичной консистенции при {ВЩ) р> 0,4 без надлежащего учета водопотребностн цемента—Кв.т и соблюдения условия постоянства структурной плотности цементного камня в растворе. Иначе говоря, в новом ГОСТе «е отражен физический смысл, положенный в основу прежнего ГОСТа, что в свою очередь сказалось и на формулах прочности бетона, « вычисленные теперь ее значения еще больше не сходятся с экспериментальными данными.
Все это говорит о целесообразности внесения в ГОСТ 310—60 некоторых дополнений в целях его унификации и повышения степени точности расчетов по формулам прочности бетона.
Методику определения активности портландцементов по ГОСТ 310—60 можно значительно улучшить, если связать значения водоцементного отношения растворной смеси с водопотребностью портландцементов, т. е. с Кв.т посредством коэффициента а, который может быть также определен с учетом соотношения прочностей образцов-кубов 20X20X120 см и балочек 4X4X46 см.
Влияние Кв.т и (ВЩ) р на активность портландцементов прежде всего можно установить при помощи формул прочности, функционально связывающих эти характеристики цемента с технологическими параметрами бетонов (раствора).
Из числа предложенных в различное время зависимостей более приемлемыми для решения указанной задачи являются формулы [1, 2], которые в общем виде могут быть записаны следующим образом:
Полагая, что величина активности портландцементов, определенная при известных Кв.т и (В/Ц) р=0,40 н 0,41 по ГОСТ 310—60, соответствует прочности растворных образцов, по формуле (1) можно вычислить значения а без учета масштабного коэффициента.
В последнем случае для перехода от прочности образцов 4X4X16 см к кубам 20X20X0 см значение масштабного коэффициента принимаем равным 0,8 (табл. Л).
Проверка степени объективности значений коэффициентов а была произведена при испытании на сжатие нескольких серий образцов бетона размером 10Х10ХЮ см. Бетонные смеси приготавливали «а кварцевом песке средней крупности, гранитном щебне и природном гравии, удовлетворяющих требованиям соответствующих ГОСТов. В качестве вяжущего использовали портландцементы с различной водопотребностью. Цементы с Кв.т—23 получены: в одном случае путем помола клинкера с добавкой 3% гипса, а в другом — при введении дополнительно 15% гранулированного ваграночного шлака. При комплексной добавке по 7,5% трепела, доменного или ваграночного шлаков получен цемент с Ки.г—0,25. Кроме того, были использованы кричевский портландцемент (Лнг=0,28) и волковский (Лнг=0,3).
Для определения масштабного коэффициента при вычислении расчетной прочности образцов бетона были испытаны серии балочек 4Х-4Х16 см и кубов с ребром 10 см, изготовленные из бетонной смеси при соответствующих значениях х и максимальной крупности щебня или гравия до 10 мм.
Результаты испытания показали, что в этом случае масштабный коэффициент может быть в среднем принят равным 0,92.
Сопоставление результатов испытания образцов бетона с ребром 10 см (твердевших в стандартных условиях) на сжатие в возрасте 28 сут. и вычисленных по формуле значений прочности при а с учетом масштабного коэффициента 0,92 дано в табл. 2. Сравнение показывает, что при учете водопотребности портландцементов по Са.г можно с достаточной степенью точности вычислять по формуле (1) предполагаемую прочность бетона.
При расчете прочности образцов бетона 20X0X20 см для оценки его марки) значения коэффициента принимать при масштабном коэффициенте 0,8 (ем. табл. I). В этом можно та«же убедиться, если произвести сравнение вычисленных по формуле значений прочности для образцов 20Х Х20Х2О ом с опытны.» данными (табл. 2), помноженными на масштабный коэффициент, равный примерно 0,9.
Вместо того чтобы в каждом конкретном случае,в зависимости от водопотребиости цемента, вводить в формулу прочности различные по величине коэффициенты а, рациональнее изменить методику ГОСТ 310—60, с тем чтобы назначать водоцементное отношение растворной смеси с учетом значений Кв.г. Поскольку водопогребность стандартного Вольского песка является величиной постоянной, можно при значении x=il,2, обеспечивающем требуемую ГОСТ 310—60 консистенцию растворной смеси, принять а (с учетом масштабного коэффициента) равным 1,25. В этом случае, в зависимости от Кв.г, значения (В/Ц)р будут получаться различными, что, однако, не отразится на результатах подсчетов прочности бетона по формуле (1), так как в -ней учитывается влияние Кв.г на ВЩ.
Выводы
Для унификации ГОСТ 310—60 необходимо связать водоцементное отношение -раствора с водопотребностью портландцементов, которое может быть учтено величиной Сн.г.
При определении активности портландцемента по ГОСТ 310—60 -с учетом Кв.г прочность (марку) бетона рекомендуется рассчитывать по формуле (1) яри -постоянном значении а= 0,8-10,56, т. е. 1,25.