Рассматривается вопрос влияния размера и геометрии зерен щебня на формирование конгломератной структуры цементного бетона и, соответственно, на потенциал его сопротивления разрушению по показателям модуля деформативности, предельной сжимаемости, энергии разрушения, предела прочности при сжатии. Аналитически показано, что размер зерен заполнителя и их форма предопределяют не только плотность упаковки и пустотность жесткого пространственного каркаса бетона, но также тип контактного взаимодействия зерен, показатель анизотропии и кластеризации структуры, площадь поверхности межкомпонентной границы раздела в системе «матрица-включение», тип цементации структуры и величину межзернового зазора. Механизм влияния обсуждается в соотнесении с варьируемой макроструктурой бетона, определяющей процессы и характеристики аккумуляции, диссипации, локализации и концентрации напряжений в силовых его структурных связях. В экспериментах, проведенных по методике, обеспечивающей получение данных о зависимости конструкционных свойств бетона от параметров формируемой структуры при варьировании размера зерен в интервале от 2,5 до 40 мм, установлены эмпирические соотношения. Дан анализ эмпирических соотношений и вытекающие из них практические рекомендации.
The issue of the influence of the size and geometry of the grains of crushed stone on the formation of the conglomerate structure of cement concrete and, accordingly, the potential for its resistance to fracture in terms of the deformation modulus, limiting compressibility, fracture strength, compressive strength. It is analytically shown that the size of aggregate grains and their shape predetermine not only the packing density and the voidness of the rigid spatial framework of concrete, but also the type of contact interaction of grains, the anisotropy and clusterization index of the structure, the surface area of the intercomponent interface in the matrix-inclusion system, the type of carburizing structure and size of the intergranular gap. The mechanism of influence is discussed in relation to the variable macrostructure of concrete, which determines the processes and characteristics of accumulation, dissipation, localization and concentration of stresses in its structural structural connections. In the experiments carried out by the method providing data on the dependence of the structural properties of concrete on the parameters of the structure being formed when the grain size is varied in the interval from 2.5 to 40 mm, empirical relationships are established. The analysis of empirical relations and the practical recommendations that follow from them are given.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.