Закон прочности бетона устанавливает зависимость прочности от качества применяемых материалов и пористости бетона. Прочность вяжущего характеризуется его маркой, пористость косвенно определяется В/Ц. Зависимость прочности от В/Ц является по сущностью зависимостью прочности от объема пор, образованных водой, не вступившей в химические реакции.
Прочность плотно уложенного бетона прямо пропорциональна прочности цемента и обратно пропорциональны В/Ц:
,
где k и n – параметры, зависящие от вида и качества заполнителя, для тяжелого бетона n = 1,5, при щебне k = ,05, гравии k = 4.
На основе этих исследований была выведена формула Баламея-Скрамтаева для предварительного расчета прочности бетона:
для обычных бетонов (с Ц/В < 2,5)
RБ = АRЦ(Ц/В – 0,5),
Для высокопрочных (Ц/В > 2,5)
RБ = А1RЦ(Ц/В + 0,5).
При высококачественных материалах А = 0,65, А1 = 0,43; рядовых – А = 0,6, А1 = 0,4; пониженного – А = 0,55.
Основной закон прочности является общим для материалов с конгломератной структурой.
Факторы, влияющие на прочность бетона
- плотность и строение бетона;
- прочность крупного заполнителя;
- форма зерен крупного заполнителя, наличие лещадных и игловидных зерен снижает прочность;
- характер поверхности крупного заполнителя (гладкая имеет меньшую адгезию к цементному камню, чем шероховатая);
- цементно-водное отношение (т.е. прочность цементного камня);
- наличие пылевидных и глинистых частиц.
Исходя из вышеперечисленного для получения качественного бетона необходимо, чтобы прочность щебня была на 1-2 марки выше прочности проектируемого бетона, а марка цемента также должна быть на 1-2 марки выше проектируемого бетона.
Марка бетона – это предел прочности при сжатии образцов кубов с ребром 15 см возрасте 28 суток, твердевших в нормальных условиях при температуре 15-20 ± 20С и влажности 90-100%. М = 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600. В связи с переходом на европейский стандарт в настоящее время пользуются понятием класс бетона.
Класс бетона определяется величиной гарантированной прочности на сжатие образцов кубов с ребром 15 см, твердевших 28 суток при t = 20 ± 20С и влажности 90-100% с обеспеченностью 0,95.
Различают следующие классы В = 1, 1,5, 2, 2,5, 3,5, 5, 7,5, 10, 12,5 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60. Для перехода от класса бетона к средней прочности при нормативном коэффициенте вариации 13,5% следует применять формулу: RБ = В/0,778.
