Справедливость законов смеси применительно к прочности пропитанного бетона

Уже отмечалось, что законы смеси в принципе применимы для предсказания механических свойств затвердевшей цементной пасты после пропитки. Сложнее распространить эти законы смеси на свойства раствора и бетона. Попробуем рассмотреть здесь справедливость законов смеси для этих материалов.

Пропитанный бетон

Из утверждения, что прочность бетонополимера можно предсказать, используя законы двухфазной смеси, следует, что вклад каждой фазы в прочность композита пропорционален прочности отдельных фаз, несмотря на эффект концентраций напряжений в устьях трещин и последующего их ослабления пропиткой. Логарифм микротвердости для некоторых цементно-кремнеземистых систем линейно уменьшается с увеличением объемного содержания материала пропитки как для полиметилметакрилата, так и для серы (в результате полной пропитки). При низкой пористости, а следовательно, и невысоком объемном содержании вещества пропитки более высокие значения микротвердости отражают роль более прочной фазы-матрицы, что доказывает справедливость предсказания прочности на основании законов смеси для этих систем при включении показателей концентрации напряжений.

Представляет интерес рассмотрение зон контакта матрицы с заполнителем и пасты с пропиткой, так же как и зон контакта фаз заполнителей. Факторы, влияющие на прочность непропитанного композита, и, таким образом, на предсказания закона смеси, включают прочность сцепления в контактной зоне пасты и заполнителя, концентрации напряжений в зоне контакта, природу зоны контакта, отношение модулей упругости пасты и заполнителя, прочность и размер самого заполнителя и прочность матрицы.

Прочность на сжатие бетона, пропитанного серой, как функция от возраста бетона в момент пропитки при возрасте 2—1000 суток не изменяется сколько-нибудь значительно.

На первый взгляд может показаться, что прочность композита не зависит от возраста и степени гидратации. Наряду с очевидной неприменимостью законов смеси это означает, что и матрица, и заполнитель в равной мере участвуют в синтезе прочности независимо от объема концентрации каждой фазы. Это заключение находится в явном противоречии с данными о прочности непропитанных систем из цементной пасты.

упругости заполнителя и матрицы;

ослаблению концентраций напряжения в матрице в результате изменения полей напряжения вокруг трещины;

модификации сцепления между цементной пастой и заполнителем и процесса трещинообразования в композите;

уменьшению пористости.

В какой степени явления, происходящие в зоне контакта, и ослабление концентраций напряжений влияют на предсказания законов смеси, не установлено. Количество материала, необходимое для модификации контактной зоны при пропитке, может быть минимальным. Преобладающим фактором, определяющим прочность композита, может быть затрата энергии для разрыва заполнителя. Поддержание постоянной прочности с изменением возраста может осуществляться просто благодаря небольшим количествам фазы пропитки. Вероятно, все вышеперечисленные факторы влияют на механизм, ответственный за разрушение композита, и что в законы смеси необходимо включить все эти факторы, чтобы иметь возможность получать более пли менее точные предсказания.

Похожие записи