Сцепление цементного камня с заполнителем
Сцепление цементного камня с заполнителем обеспечивает их совместную работу, взаимовлияние при сжатии и растяжении и отражает способность зерна заполнителя сопротивляться выдергиванию из своего ложа.
При нагружении бетона может происходить отрыв гладких площадок, нормальных к направлению выдергивающего усилия, или их сдвиг параллельно этому усилию. Сопротивление бетона в таких случаях обеспечивается адгезионным сцеплением. Наряду с этим имеют место и механические составляющие сцепления — срез участков цементного камня, заполняющего впадины на контактной поверхности с более прочным заполнителем, или наоборот — срез выступов заполнителя при сдвиге.
Ю. Е. Корнилович отмечает следующие основные условия специфической адгезии цементного камня с заполнителем:
химическая активность продуктов гидратации вяжущих по отношению к склеиваемым веществам;
наличие развитой и плотной коллоидной фазы как в склеиваемых материалах, так и в химических соединениях, возникающих в виде новообразований в контактном слое;
минимальное изменение объема системы при твердении.
Важными факторами повышения адгезии вяжущих являются, их полное смачивание и чистота поверхности.
Эмпирические зависимости прочности обычного бетона от ряда факторов, а также математические модели предполагают достаточно плотную структуру бетона (слитное строение), что достигается хорошим уплотнением бетонной смеси при формовании изделий. Недостаточное уплотнение бетонной смеси существенно снижает плотность бетона и, как следствие, еще в большей степени — его прочность. На каждый процент снижения плотности бетона прочность его снижается в среднем на 5%. Поэтому плотность макроструктуры бетона как результат технологических воздействий на бетонную смесь в стадии формования изделий является важным фактором прочности бетона.
Деформативные свойства бетона. Модуль деформации, предельные сжимаемость и растяжимость, ползучесть характеризуют поведение бетона под нагрузкой и влияние механических воздействий, вызывающих изменение его формы и размеров.
Характер зависимости «напряжение — деформация» показывает, что процесс деформирования бетона под нагрузкой не подчиняется закону Гука, т. е. бетон не является идеально упругим телом. Наряду с упругими (обратимыми), при нагружении бетона возникают и пластические (необратимые) деформации. Соотношение этих двух видов деформаций зависит от величины, способа и скорости приложения и продолжительности действия нагрузки. Пластические деформации обусловлены процессом микротрещино-образования и увеличиваются при снижении скорости нагружения и повышении напряжения в образце. Упругие деформации характерны в основном для начального периода загружения бетона, когда напряжения составляют 0,2—0,3 призменной прочности бетона, а также при достаточно быстром нарастании напряжений.