До найважливіших факторів, які впливають на міцність бетону можна віднести тривалість і температурно-вологісні умови його твердіння (рис. 1). Аналіз експериментальних даних (рис. 2) показує, що рівень міцності η бетону, який твердіє при температурі t, °С, у віці t, діб, відносно міцності бетону в 28 діб при нормальних умовах можна характеризувати усередненою залежністю:
η = Kц t, (1)
Для портландцементу можна прийняти Кц = 0,012; Кт = 0,001(0,37t2 - 25,7t + +814).
Формула (1) справедлива в діапазоні температур 5...40°С.
Більш інтенсивний ріст міцності характерний при тепловологісній обробці (табл. 1).

Рис. 1. Ріст міцності бетону в часі:
1 – нормальні умови твердіння; 2 – пропарювання при атмосферному тиску і температурі 80°С; 3 – запарювання в автоклаві

Рис. 2. Ріст міцності бетону при температурах від –3 до +40°С
(бетон класу В35 на портландцементі марки М500)
Ефективним технологічним прийомом регулювання виходу міцності бетонів при Ц/В = const є введення в бетонну суміш добавок-прискорювачів твердіння, а при знижених температурах – протиморозних добавок. В табл. 1 наведені за рекомендаціями НИИЖБ коефіцієнти виходу міцності при введенні ряду добавок, які можна використовувати в розрахунках.
Таблиця 1
Ріст міцності важкого бетону після теплової обробки
(дані НИИЖБ)
|
Клас бетону |
Ц/В |
Тривалість циклу теплової обробки, год. |
Міцність бетону, % від 28-добової, після закінчення теплової обробки при 800С і її тривалості, год. |
|||
|
0,5 |
4 |
12 |
24 |
|||
|
В15 |
1.5...1.3 |
5 |
20...30 |
30...40 |
34...44 |
38...48 |
|
7 |
33...43 |
40...50 |
43...53 |
48...58 |
||
|
9 |
41...51 |
47...57 |
50...60 |
55...65 |
||
|
11 |
47...57 |
52...62 |
55...65 |
60...70 |
||
|
13 |
52...62 |
56...66 |
60...70 |
62...72 |
||
|
16 |
55...65 |
58...68 |
62...72 |
63...74 |
||
|
20 |
57...67 |
60...70 |
63...73 |
65...75 |
||
|
В25 |
2...1.7 |
5 |
28...38 |
35...45 |
38...48 |
41...51 |
|
7 |
38...48 |
45...55 |
48...58 |
50...60 |
||
|
9 |
47...57 |
52...62 |
55...65 |
58...68 |
||
|
11 |
52...62 |
57...67 |
60...70 |
63...73 |
||
|
13 |
56...66 |
60...70 |
64...74 |
66...76 |
||
|
16 |
60...70 |
63...73 |
66...76 |
68...78 |
||
|
20 |
62...72 |
65...75 |
68...78 |
70...80 |
||
Вихід міцності після теплової обробки бетону залежить від її режиму, активності цементу при даному виді теплової обробки і Ц/В.
В умовах триваючої гідратації цементу для бетонів характерний ріст міцності в часі. При нормальних умовах твердіння ріст міцності бетону орієнтовно можна розрахувати по залежності, яка враховує вік бетону (n), діб:
Rn = R28 lg n / lg 28, (5.4)
де n>3.
Темп твердіння бетону залежить від багатьох факторів: тонкості помелу і мінералогічного складу цементу (табл. 3), В/Ц, виду і дозування добавок та ін.
Таблиця 2
Міцність пропареного бетону з добавками прискорювачів твердіння
|
Цемент |
Добавки і їх сполучення |
Міцність бетону після пропарювання, % від 28-добової |
|
|
через 4 год. |
у віці 28 діб |
||
|
Швидкотверднучий високо-алюмінатний портланд-цемент (С3А>10%) |
Без добавки |
50 |
100 |
|
Сульфат натрію |
60 |
105 |
|
|
Хлорид кальцію |
60 |
110 |
|
|
Хлорид кальцію + нітрит натрію, хлорид кальцію + нітрит-нітрат кальцію |
55 |
110 |
|
|
Нітрат кальцію |
55 |
105 |
|
|
Середньо-алюмінатний портланд-цемент (С3А від 6 до 10%) |
Без добавки |
50 |
100 |
|
Сульфат натрію |
65 |
110 |
|
|
Хлорид кальцію |
65 |
115 |
|
|
Хлорид кальцію + нітрит натрію, хлорид кальцію + нітрит-нітрат кальцію |
60 |
115 |
|
|
Нітрат кальцію |
55 |
110 |
|
|
Низько-алюмінатний портланд-цемент (С3А<6%), шлако- або пуцолановий портланд-цемент |
Без добавки |
50 |
100 |
|
Сульфат натрію |
70 |
110 |
|
|
Хлорид кальцію |
70 |
125 |
|
|
Хлорид кальцію + нітрит натрію, хлорид кальцію + нітрит-нітрат кальцію |
65 |
120 |
|
|
Нітрат кальцію |
60 |
115 |
|
Примітки: 1. Міцність пропареного бетону з оптимальною кількістю прискорювача твердіння дана в % від 28-добової міцності бетону нормального твердіння. 2. Наведені в таблиці дані отримані при пропарюванні бетону на щільних заповнювачах до одержання відпускної міцності, яка дорівнює 50% проектної.
Таблиця 3
Коефіцієнти росту міцності бетону на різних цементах
|
Вид цементів |
Коефіцієнт росту міцності бетону у віці, діб |
|||
|
7 |
28 |
90 |
180 |
|
|
Алітові |
0,65...0,75 |
1,00 |
1,10...1,25 |
1,30...1,40 |
|
Звичайні |
0,60...0,70 |
1,00 |
1,15...1,35 |
1,30...1,50 |
|
Белітові |
0,55...0,65 |
1,00 |
1,30...1,40 |
1,45...1,60 |
|
Шлакопортландцемент |
0,40...0,50 |
1,00 |
1,40...1,65 |
1,60...2,00 |
|
Пуцолановий портланд-цемент |
0,50...0,60 |
1,00 |
1,25...1,55 |
1,40...1,65 |