Знание того, какой вклад вносит отдельная фаза на макросвойства материала при вариации различных технологических факторов, дает новое понимание результатов экспериментальных исследований, выполненных ранее различными авторами, и позволяет объяснить связь в системе структура свойства.

Применительно к данной модели разработана методика моделирования механизма влажностной усадки (капиллярного давления и деформаций при изменении свободной поверхностной энергии) в зависимости от относительной влажности.

Для определения направлений изменения структуры цементных композиций с целью обеспечения требуемого уровня усадочных деформаций необходимо установить характер и степень влияния на процесс усадки отдельных структурных уровней материала. Целесообразно покупать цемент в мешках, это сэкономит ваши средства и перевоз материала.

Установлено, что фактически усадка в основном зависит от величины удельной поверхности цементного геля (фазы C-S-H). Структурные уровни более крупного масштаба насыщены порами, которые в силу относительно больших размеров вносят минимальный вклад во влажностную усадку как за счет капиллярного давления, так и за счет деформации от изменения свободной поверхностной энергии (не более б,5-103 мм/м). Кроме того, эти уровни содержат структурные элементы, не участвующие в изменении объема материала.

На уровне цементного камня усадочные деформации снижаются практически линейно из-за наличия равномерного распределения безусадочных компонентов структуры в трех рассматриваемых масштабных приближениях. Причем снижение деформаций системы относительно деформаций цементного геля составляет 1,7-2,0 раза.

Изменение объема растворной части бетона в результате усадки наиболее значительно для масштабного приближения, учитывающего зерна заполнителя размером от 0,1 до0,5 мм. В применяемом для исследований песке эти зерна составляли до 70%. Более крупные фракции песка в значительно меньшей степени уменьшают усадку в связи с их малым количеством. В целом усадочные деформации цементно-песчаных систем в сравнении с цементным камнем снижаются в 2,5-4 раза.

При рассмотрении бетона на макроскопическом уровне крупный заполнитель способствует еще большему снижению деформаций усадки — в 2 раза по отношению к цементно-песчаной системе. При этом наименьшей величиной усадки отличается бетон, подвергнутый тепловлажностной обработке.

Таким образом, влажностная усадка отдельных цементных композиционных структур различна. Она имеет максимум, составляющий около 2 мм/м для фазы C-S-H. Для других структурных уровней этот максимум не может быть достигнут из-за присутствия в системе фаз, не подверженных усадке.

Величина усадочных деформаций за счет осушения пор, имеющих место на уровне цементного камня и более крупных масштабных уровнях, практически близка к нулю. Т.е. влажностная усадка может рассматриваться в зависимости от двух основных факторов — количества цементного геля в системе и жесткости последующих структурных уровней.

Количество геля в системе косвенно характеризует упругие свойства цементных композиций и, соответственно, величину влажностной усадки.