Отклонения в прочности цемента.

До сих пор мы не рассматривали прочность цемента как переменную в прочности бетона. Здесь рассматривается влияние на прочность
бетонов цементов одного типа. Различие в прочности обычных и быстротвердеющих портландцементов показано на рис. 5.37. Однако эти цементы почти всегда соответствуют требованиям BS 12: 1958. Прочность некоторых цементов иногда достигает значений, в 2,5 раза превышающих нормируемый минимум.
Хотя на строительной площадке трудно установить влияние цемента, все же несомненно, что естественные отклонения в прочности цемента отражаются на отклонениях прочности бетона, Таким образом, изменчивость свойств цемента имеет большое практическое значение, особенно ввиду того, что бетонная смесь должна быть заранее запроектирована для получения достаточной прочности даже в случае, если замес приготовлен на цементе низкой прочности. При этом более высокая средняя прочность цемента не дает никакого преимущества.Если цемент имеет более низкую изменчивость (но ту же среднюю прочность), содержание цемента в смеси может быть уменьшено: определенные преимущества может дать классификация цементов по прочности, даже если это сопровождается повышением цены на них. Изменчивость прочности цементов вызвана прежде всего неоднородностью сырьевых материалов, используемых при его изготовлении не только при различных источниках их получения, но и в одном карьере. Кроме того, различия в деталях процессов изготовления и прежде всего изменения в содержании золы в каменном угле, применяемом в обжиговой печи, способствует увеличению изменчивости свойств торговых цементов.

О величине изменчивости прочности цемента можно судить по графику рис. 5.38, который дает результаты опытов на стандартных цементных растворах, изготовленных с применением проб цементов, полученных на одних и тех же предприятиях США с двухнедельными интервалами. Прочность выражена как процент средней прочности всех проб данного предприятия, а каждая кривая является средней величиной соотношений прочности, полученных на 3,7- и 28-е сутки. Вариации в прочности в результате самих испытаний обозначены пунктирной линией, которая показывает отношения прочностей для опытов, проведенных в то же самое время с применением контрольного исходного цемета. Ошибки при испытании для коэффициента вариации обычно составляют 2,5—4%.

Стандартное отклонение прочности бетона из-за изменчивости свойств цемента не увеличивается с возрастом. Поскольку, однако, с возрастом прочность увеличивается, коэффициент вариации прочности становится тем меньше, чем больше возраст бетона во время испытаний. Такое поведение не удивительно, так как значительная часть изменчивости прочности цемента обусловлена различиями в тонкости помола цемента и содержании C3S. Влияние этих факторов более существенно в раннем возрасте, с течением времени они теряют свое значение. Наоборот, стандартное отклонение в партии увеличивается с повышением средней прочности. В табл. 5.4 приведены данные Райта изменчивости цемента при испытании в различных возрастах, а табл. 5.5 дает приближенные значения стандартного отклонения прочности бетона, изготовленного на строительной площадке.

Из приведенных данных видно, что применение цемента различных заводов или даже применение различных партий цемента с одного предприятия ведет к заметным изменениям в прочности бетона. Этот эффект может иметь существенное значение при больших объемах работ. Применение цемента из одной партии может привести к уменьшению содержания цемента до 10%. Не следует забывать, однако, что изменения в цементе обусловливают самое большее половину изменчивости в проч-ности образцов, изготовленных на строительной площадке.

В заключение следует подчеркнуть, что изменчивость свойств цемента воздействует в большей степени на раннюю прочность бетона, т. е. прочность, наиболее часто устанавливаемую экспериментальным путем, но отнюдь не обязательно, что эта прочность имеет решающее практическое значение. Более того, прочность является не единственной главной характеристикой бетона: из соображений долговечности и водонепроницаемости может потребоваться большее содержание цемента, чем это необходимо для получения требуемой прочности, в таком случае изменчивость прочности цемента становится несущественной.