Основоположниками современных представлений о твердении минеральных вяжущих принято считать А. Ле Шателье, выдвинув- 2 г. кристаллизационную теорию твердения, и В. Михаэлиса, предложившего несколько лет спустя — в 1893 г. другую теорию, получившую название коллоидной кристаллизационной схеме при затворении вяжущего водой растворяется с образованием насыщенного по отношению входным продуктам раствора, из которых они выкристаллизовываются. Переплетение кристаллических образований и срастание их между собой обеспечивают прочность материала.
Согласно коллоидной теории основное, что обеспечивает процесс твердения,—это минеральный клей, состоящий из коллоидных гидросиликатов, который, уплотняясь, склеивает между собой отдельные зерна заполнителя. Гель, образовавшийся вначале на поверхности, зерен цемента в виде пленок, малопроницаемых для воды, затрудняет дальнейший процесс гидрации внутренних частей цементных зерен. Твердение геля объясняется внутренним отсасыванием воды, а при хранении на воздухе — также испарением и карбонизацией. Со временем затвердевший в результате уплотнения, гель кристаллизуется.
Попытку примирить кристаллизационную и коллоидную теории твердения вяжущих сделал в 1928—1931 гг. А. А. Байков. По его теории, когда цемент или другое вяжущее приходит в соприкосновение с водой, тотчас начинается химическая реакция между ними, причем происходит она на поверхности зерен, т. е. топохимиче-ски. Дальнейший процесс — процесс твердения А. А. Байков делит на три периода.
Первый период (подготовительный) — растворение. В этот период некоторые (растворимые) продукты реакции переходят в раствор, обнажая следующий слой зерна вяжущего материала; этот слой, в свою очередь, гидратируется, продукты реакции растворяются, и так происходит до тех пор, пока жидкость, окружающая зерна вяжущего, не превратится в насыщенный раствор. Подготовительный период, по А. А. Байкову, относится только к извести и гидроалюминатам. Гидросиликаты кальция, по мнению А. А. Байкова, в воде практически не растворимые, с самого начала выделяются в виде мельчайших твердых частичек и образуют с водой коллоидную систему.
» Упругие свойства бетона
Бетон не обладает совершенной упругостью, т. е. свойством изменять свою форму и объем под влиянием внешних сил и полностью восстанавливать первоначальное состояние после устранения этих воздействий; любая деформация его состоит из обратимой и необратимой частей. Характер процесса деформирования бетона определяется способом приложения нагрузки и продолжительностью ее действия.
Виды деформаций в бетоне, зависящие от характера действия нагрузки, могут быть следующие: кратковременные деформации, возникающие в бетоне во время приложения непрерывно возрастающих силовых факторов; долговременные деформации, развивающиеся в бетоне под влиянием длительного воздействия постоянной нагрузки с учетом влияния окружающей среды. К этим деформациям относят деформации усадки и ползучести.
Деформацией усадки называют деформацию, вызываемую объемными изменениями в цементном камне при высыхании бетона; определяют ее на образцах, находящихся в ненагруженном состоянии при определенной постоянной температуре и влажности окружающей среды.
Деформацией ползучести называется пластическая деформация, равная разности между полной деформацией, развившейся во времени под влиянием постоянной нагрузки, и суммой кратковременной и усадочной деформаций, образовавшихся в одинаковых температурно-влажностиых условиях. Кратковременные деформации. При испытании бетонных призм на центральное сжатие скорость приложения нагрузки ограничивается временем, необходимым для взятия отсчетов показаний измерительных приборов (индикаторов, тензометров, тензодатчиков).
Поскольку бетон не подчиняется закону Гука, зависимость «Напряжение —деформация» криволинейна. Заметное искривление кривой е(а) начинается при напряжениях, превосходящих 30—40% от призменной прочности.
