При этом кинетика твердения и набора прочности зависит как от характеристик цемента и состава бетона, так и от внешних условий.
Твердение в нормальных условиях
Скорость реакций гидратации цемента зависит от температуры, а условием их протекания является наличие в бетоне влаги. Поэтому введено понятие: нормальные условия твердения. Это температура 20°С и относительная влажность воздуха 90-100%.
В этих условиях скорость набора прочности бетона будет зависеть, в первую очередь, от тонкости помола цемента, а также от его минералогического состава.
Она приближается к логарифмической, предлагавшейся в свое время для прогнозирования прочности бетона в различном возрасте.
Сегодня в связи с существенными различиями характеристик цементов, и в первую очередь тонкости помола, эта формула не может быть использована. В частности, она занижает значения ранней прочности. Поэтому прогноз по ней стандартной прочности бетона будет завышенным.
Изменение кинетики твердения особенно существенно для тонкомолотых цементов.
Различная кинетика твердения бетона сохраняется и в поздние сроки, но имеет уже обратный характер. Чем интенсивней твердеют бетоны в раннем возрасте, тем меньшую прочность они набирают после 28 суток. Поэтому наибольший рост прочности (при достаточной влажности) наблюдается для бетонов на рядовых цементах.
Для бетонов на грубомолотых цементах уже в возрасте 3—6 месяцев прочность бетона может увеличиваться на 25—40%. Такое дополнительное самоупрочнение бетонов происходит благодаря большому «клинкерному фонду» (остаткам зерен цемента) в бетоне 28-дневного возраста. Для конструкций, загружаемых в поздние сроки, этот эффект можно использовать для повышения экономичности бетона, назначая его стандартный возраст 60—90 суток и более.
В то же время более современные экспериментальные данные не подтверждают результатов, даже для обычных цементов. В частности, прочность бетона в возрасте 90 суток может быть принята на 18-25%, а в возрасте 180 суток — на 20-33% выше 28-суточной.
Еще в меньшей степени набирают прочность в позднем возрасте бетоны на тонкомолотых цементах. Вследствие активного твердения они использовали большую часть своего клинкерного фонда уже в раннем возрасте. «Потенциал» дальнейшего роста их прочности к годовому возрасту оценивается всего в 10—15%.
Бетоны более высокой прочности (т. е. с низкими В/Ц) более интенсивно твердеют в раннем возрасте. В то же время после 28 суток они набирают меньшую прочность. В этом случае также сохраняется зависимость, обмеченная ранее для бетонов на различных цементах: чем выше темп их твердения в раннем возрасте, тем меньший прирост прочности они имеют после 28 суток.
Влияние В/Ц (или прочности бетона) на кинетику его твердения дополнительно осложняет ее прогнозы. Можно считать, что формула корректна для бетонов средней прочности (при В/Ц порядка 0,5). Возможно, в результаты, полученные по ней, можно вносить поправки.
Но вероятно более надежное решение заключается в получении и использовании экспериментальных зависимостей для конкретных цементов, учитывая их марки (классы) и составы применяемых бетонов.
