Властивості бетонних і розчинних сумішей, технологія бетону і виробів з нього 1

Бетонної сумішшю називають раціонально підібрану і ретельно перемішану суміш в'яжучого, заповнювачів, води і, в необхідних випадках, спеціальних добавок.

Рухливість в поєднанні з пластичністю визначають легкоукладальність суміші. Легкоукладальність рухливих сумішей прийнято оцінювати осадкою стандартного конуса, а жорстких - показником жорсткості, який визначають за допомогою технічного віскозиметра, жорстко закріпленого на лабораторному вібромайданчику з амплітудою коливань 0,35 мм і частотою 47-50 Гц (2800-3000 кол. / Хв). При крупності заповнювача більше 40 мм жорсткість суміші визначають спрощеним методом, запропонованим Б. Г. Скрамтаєва. Для приведення показників жорсткості бетонкою суміші, знайдених спрощеним методом, до показників жорсткості, які встановлюються за технічним віскозиметром, отримані перші значення необхідно помножити на 1,5. Легкоукладальність суміші є одним з основних факторів, що визначають вибір механізмів і пристосувань для її транспортування, укладання і ущільнення. Ступінь зв'язності бетонної суміші оцінюють одночасно при визначенні величини рухливості. У бетонної суміші, що не володіє достатньою связностью, при наповненні стандартного конуса спостерігається відділення цементного молока, а після зняття металевого конуса - осипання і розвалювання бетонного конуса.

За легкоукладуваності (в залежності від величини рухливості і показника жорсткості) бетонні суміші умовно ділять на текучі (литі), що мають осадку конуса (ОК) 17-20 см, рухливі з ОК 10-16 см, помірно рухомі з ОК 6-9 см, малорухливі з OK 1-5 см і показником жорсткості Ж 25-15 с, помірно жорсткі з ОК, рівною нулю, і Ж 30-60 с, жорсткі з Ж 75-120 с, підвищено жорсткі з Ж 150-200 с і особливо жорсткі з Ж понад 200 с.

Жорсткі суміші внаслідок малого вмісту води і, як правило, зниженого витрати в'яжучого мають в одиниці об'єму меншу кількість цементного тесту, що обумовлює їх пухку землисто-вологу структуру. Однак при вібраційних впливах жорстка суміш набуває рухливість, необхідну для хорошого заповнення форми і ущільнення суміші. При цьому в жорстких сумішах у порівнянні з рухомими за рахунок більш компактного розміщення зерен заповнювача потрібна менша кількість цементного тесту і піску для заповнення всіх зернових порожнеч і покриття поверхні зерен заповнювача рівномірним шаром цементного тесту. Тому жорсткі суміші відрізняються більшим ступенем насичення крупним заповнювачем, внаслідок чого повніше використовується несуча здатність «каркаса» бетону, утвореного крупним заповнювачем, а в'яжучий витрачається тільки за прямим призначенням - для з'єднання зерен заповнювача між собою і отримання необхідної міцності і щільності бетону.

Зазначені переваги жорстких сумішей забезпечують порівняно з рухомими підвищення міцності бетону або при рівній міцності - зниження витрат в'яжучого на 10-25%, скорочення в 1-3 рази термінів твердіння бетону в перші 1-3 діб, а також дають можливість виробляти повну або часткову розпалубку негайно після закінчення формування виробів. У той же час застосування жорстких сумішей викликає значне ускладнення процесів приготування суміші і формування виробів: для отримання однорідної жорсткої суміші потрібні бетонозмішувачі примусового перемішування, більш висока точність дозування води, так як навіть при невеликих відхиленнях в змісті води різко змінюються властивості суміші, інтенсивне ущільнення бетону при формуванні виробів.

Легкоукладальність бетонної суміші залежить в основному від величини сил тертя між окремими складовими суміші: чим менше ці сили, тим легкоукладуваність краще. Подолати тертя між зернами наповнювачів в бетонної суміші можна шляхом збільшення механічної роботи ущільнення, а при одній і тій же роботі ущільнення - підвищенням відносного вмісту цементного тесту, яке в даному випадку виконує роль мастила, і зменшенням його в'язкості. Чим більше робота ущільнення, тим менше потрібно цементного тесту.

Для певного виду в'яжучого при незмінному його витраті, збільшуючи або зменшуючи кількість води (т. Е. Змінюючи В / Ц), можна в широких межах змінювати в'язкість тіста (а звідси і легкоукладальність суміші), отримуючи суміші від дуже рухливих (литих) до особливо жорстких. Найменша кількість води в суміші визначається застосовуваним обладнанням для якісної її укладання в формах, а найбільше - гранично допустимої в'язкістю тесту, вище якої суміш починає розшаровуватися.

Помітний вплив на рухливість бетонної суміші надають вид і властивості цементу і інших тонкозернистих компонентів, що містяться в суміші (мінеральних добавок, пилоподібних і глинистих домішок), які при одному і тому ж В / Ц створюють неоднакову в'язкість тіста.

Додавання в бетонну суміш невеликих кількостей поверхнево-активних добавок помітно підвищує плинність цементного тесту, а отже, і легкоукладальність бетонної суміші. Таким чином, для отримання однієї і тієї ж легкоукладальності в бетонну суміш з поверхнево-активними добавками можна вводити на 10-12% менше води і за рахунок цього підвищити щільність бетону або знизити витрату в'яжучого.

Пластифицирующие добавки також сприяють утворенню більш дрібних кристалів при твердінні в'яжучих речовин, що забезпечують більшу однорідність структури, і отже, більшу стійкість цементного каменю. Крім того, вони сповільнюють хід седиментаційних процесів, зменшуючи кількість і розміри сполучених капілярних каналів в цементному тесті.

Необхідно також відзначити, що ряд поверхнево-активних речовин, головним чином з числа гідрофобізующіх, сприяють в процесі перемішування залученню повітря в бетонну суміш у вигляді дрібних бульбашок, рівномірно розподілених по всій її масі. Це сприяє збільшенню обсягу цементного тесту і розчину, завдяки чому підвищуються її легкоукладальність. Наявність в бетоні з повітроутягувальними добавками великої кількості рівномірно розподілених по його об'єму «резервних» пор, що амортизують тиск замерзлої води, знижує деформації розширення бетону в процесі заморожування і забезпечує підвищення його морозостійкості та довговічності.

Необхідна кількість цементного тесту з певною в'язкістю (іншими словами, витрата цементу в бетонної суміші), що забезпечує необхідну легкоукладальність, залежить від зернового складу заповнювачів і змісту в них відмучуються домішок (глинистих, мулистих і пилоподібних).

Спочатку в результаті малої в'язкості цементного тесту зерна заповнювачів починають осідати, зближуючись між собою. Зайва (не пов'язана) вода, як найбільш легкий компонент бетонної суміші, відтісняється вгору, зменшуючи щільність зовнішніх шарів, а потім і міцність бетону. Процес видимого водовідділенням триває до тих пір, поки кількість води, що залишилася не досягає величини, відповідної водоутримуючої здатності бетонної суміші. Потім цей процес різко сповільнюється. Подальше дуже повільне і непомітне на око осідання твердих частинок між зернами великого заповнювача, що супроводжується внутрішнім водовідділенням, отримало назву седиментації.

Частина звільняється при цьому води, піднімаючись вгору, обтікає зерна заповнювачів і арматурні стержні, створюючи мережу дуже дрібних сполучених каналів, що підвищують згодом водопроникність бетону і знижують його міцність. Інша частина води накопичується під зернами заповнювача у вигляді водних прошарків, які зменшують площу контакту цементного каменю з зернами заповнювача і арматурою і погіршують зчеплення між ними. Інтенсивність седиментаційних явищ можна зменшити, в першу чергу, зниженням кількості введеної в бетонну суміш води.

Вибір величини легкоукладальності бетонної суміші виробляють в залежності від розмірів і форми конструкції, відстані між окремими стрижнями арматури, а також прийнятих способів її транспортування і ущільнення. Величину опади конуса і показник жорсткості бетонної суміші при виготовленні збірних залізобетонних конструкцій із застосуванням вібрації слід приймати відповідно до таблиці.

Показники легкоукладальності бетонної суміші в залежності від ступеня ущільнення