Как получить высококачественный бетон с пониженным расходом цемента

Исследования показали, что для снижения концентрации напряжений в бетонах наиболее целесообразным (экономически и технически) является способ уменьшения толщины пленки цементного камня между заполнителем. Расчетом моделей установлено, что возникающие вокруг пор цементного камня растягивающие напряжения воспринимаются более прочным заполнителем. Но и в последнем они снижаются по мере дальнейшего уменьшения толщины пленки цементного камня. Сокращение объема наиболее слабой составляющей также положительно должно повлиять на качество бетона. Кроме того, опытами Л. И. Аргуновой доказано, что твердеющий цементный камень набирает большие прочность и модуль упругости в так называемых стесненных условиях с более тонкой толщиной слоя между заполнителем, особенно по границе контакта с последним. Следовательно, с уменьшением толщины пленки цементного камня в бетоне в результате выравнивания модулей упругости составляющих должна снизиться концентрация напряжений, в том числе и растягивающих. Тех, кого интересует строительство домов и коттеджей под ключ по современной монолитной технологии, рекомендуем веб-портал /baukraft66.ru/ компани «Baukraft».

На практике, как правило, не наблюдается повышение предела прочности бетона при уменьшении толщины пленки цементного камня. Установленная на основе аналитических исследований закономерность не подтверждается, вероятно, потому, что в традиционной технологии при уменьшении расхода цемента, как правило, увеличивается расход воды для обеспечения необходимой удобоукладываемости бетонной смеси. А значит, повышается пористость цементного камня, в результате чего его общий модуль упругости уменьшается. Поэтому снижение концентрации растягивающих напряжений с уменьшением толщины, пленки цементного камня не наблюдается. Оно погашается одновременно увеличивающейся концентрацией растягивающих напряжений.

Предсказываемый эффект проявится, если исключить повышенный расход воды. Такое предположении подтверждается, в частности, качеством существующих в природе некоторых конгломератов прочностью более 100 МПа, которые содержат 3-5% вяжущего. В то же время при меньшей в несколько раз прочности бетона объем цементного камня в нем составляет свыше 20%.

В технологии искусственных строительных конгломератов, представителем которых является и бетон, известны примеры изготовления материалов относительно высокого качества при значительно меньшем расходе вяжущего. Например, силикатный кирпич прочностью 15-25 МПа получают при содержании 8-10% вяжущего, а активность применяемой для его производства извести значительно ниже, чем цемента. Приведенные примеры убедительно доказывают, что экономичный высококачественный бетон целесообразно получать с пониженным расходом цемента. Чтобы избежать снижения качества цементного камня, нельзя увеличивать водоцементное отношение в бетонной смеси. Для ее уплотнения целесообразно использовать интенсивные режимы вибрационного или иного воздействия в сочетании с улучшением удобоукладываемости пластифицирующими добавками. Последние значительно эффективнее, чем повышенный расход цемента.

Так, В. Г. Братчиков экспериментальными исследованиями доказал, что с введением добавки ХДСК при постоянном водоцементном отношении качество цементного камня не ухудшается. Следовательно, и бетоны получены равнопрочными при значительно лучшей удобоукладываемости бетонной смеси с добавкой. После уменьшения на 20% избыточной воды затворения прочность бетона повышается на 34%. При использовании добавки ХДСК расход цемента снижается на 17-20%.