Разновидности и свойства бетонных смесей » Строительный вестник
Войти  |  Регистрация
Авторизация
» » Разновидности и свойства бетонных смесей

Разновидности и свойства бетонных смесей



Бетонной смесью называют рационально составленную и тщательно перемешанную смесь компонентов бетона до ее укладки, уплотнения и начала схватывания цементной пасты.
Заводы-изготовители поставляют бетонные смеси двух типов.
1. Затворенная водой смесь твердых компонентов, пригодная для укладки и уплотнения.
2. Сухая смесь твердых компонентов, которая затворяется водой в автобетоносмесителях или на строительной площадке.
Свойства бетонной смеси оказывают влияние на технологию изготовления изделий из бетона и их качество.
Бетонная смесь должна удовлетворять двум основным требованиям.
1. При транспортировании и формовании сохранять однородность, достигнутую при перемешивании, т. е. должна быть связной.
2. Обладать удобоукладываемостью, соответствующей принятому способу формования изделий.
Определяются также средняя плотность, объем вовлеченного воздуха, расслаиваемость, которая зависит от связности, и сохраняемость свойств во времени.
Связность бетонной смеси обусловлена адсорбцией воды на поверхности зерен твердых компонентов - цемента и заполнителей, образованием адсорбционного слоя и прилипанием твердых частиц в жидкой среде за счет сил молекулярного притяжения (жидкостное и граничное прилипание по Б. В. Дерягину), а также трением поверхностей зерен твердых компонентов. Взаимодействие на молекулярном уровне и трение превращают бетонную смесь, состоящую из четырех различных компонентов, в единую систему, в которой зерна цемента, продукты гидролиза и гидратации цемента, а также заполнители образуют пространственную структуру с определенной вязкостью и сопротивлением сдвигу. В связной бетонной смеси заполнители равномерно распределены в цементной пасте.
Необходимая связность бетонной смеси обеспечивается правильным выбором зернового состава заполнителей и состава бетона в целом. Например, связность увеличивается с повышением расхода цемента, степени его гидратации, а также расхода мелкого заполнителя (песка), т. е. с ростом удельной поверхности твердых компонентов.
Недостаточная связность может привести к расслоению бетонной смеси, ее разделению на составляющие части. При этом смесь становится неоднородной. Расслоение связано с различием размеров зерен и плотности компонентов бетонной смеси. Одной из форм расслоения является отделение воды, поэтому о связности бетонной смеси можно судить по водоотделению. Визуально связность можно оценить по внешнему виду бетонной смеси, отделению цементного теста и воды при транспортировке и укладке, а также при раскалывании бетонных образцов по структуре поверхности раскола и изменению состава бетона по высоте образца.
Расслаиваемость бетонных смесей определяется (в процентах) по водоотделению и отделению растворной части бетона. В зависимости от марки бетонной смеси расслаиваемость может изменяться в пределах от 0,1 до 6,0 %.
Удобоукладываемость - это комплекс показателей, характеризующих способность бетонных смесей быстро и с минимальными затратами энергии принимать нужную форму при укладке и уплотнении и обеспечивать изготовление однородных по структуре изделий и конструкций. Удобоукладываемость бетонной смеси определяет качество готовых изделий (конструкций) в целом.
По удобоукладываемости бетонные смеси делятся на две группы: подвижные и жесткие.
1. Подвижные бетонные смеси легко перемешиваются при приготовлении и заполняют формы под действием силы тяжести (литые смеси) либо при механическом воздействии (малоподвижные смеси).
2. Жесткие бетонные смеси с высоким сопротивлением сдвигу уплотняются всегда путем механического воздействия.
Подвижные и жесткие смеси различаются по внешнему виду и строению. Подвижные смеси образуют однородную пластичную массу, а жесткие являются рыхлой смесью, состоящей из отдельных агрегатов. Удобоукладываемость подвижных и жестких смесей определяется по-разному.
Мерой удобоукладываемости подвижных смесей является показатель подвижности, или осадка конуса (ОК), сформованного из бетонной смеси, под действием силы тяжести (рис. 6.3). Показатель измеряют в см. Подвижные бетонные смеси подразделяют на марки: П1 - с осадкой конуса 1-4 см; П2 - с осадкой конуса 5-9 см; П3 - с осадкой конуса 10-15 см; П4 - с осадкой конуса 16-20 см; П5 - с осадкой конуса более 21 см.
Бетонные смеси с осадкой конуса менее 1 см относятся к жестким.
Удобоукладываемость жестких бетонных смесей (жесткость) характеризуется продолжительностью вибрирования (в секундах), необходимой для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса из бетонной смеси в приборе для определения ее жесткости (рис. 6.4).
Разновидности и свойства бетонных смесей

Жесткие бетонные смеси подразделяются по продолжительности вибрирования (жесткости):
- сверхжесткие, СЖЗ - с продолжительностью вибрирования более 100 с, СЖ2 - 50-100 с, СЖ1 - менее 50 с;
- жесткие, Ж4 - жесткость 31-60 с, Ж3 - 21-30 с;
- умеренно жесткие, Ж2 - 11-20 с, Ж1 - 5-10 с.
Факторы, влияющие на удобоукладываемость бетонной смеси
Удобоукладываемость бетонной смеси зависит от ее состава и свойств компонентов. На удобоукладываемость влияют расход и физико-механические свойства воды, цемента и различных заполнителей, а также продолжительность хранения и температура бетонной смеси. Удобоукладываемость бетонных смесей можно изменить введением специальных добавок - пластификаторов и суперпластификаторов, а также вибрированием.
Содержание воды в бетонной смеси
Адсорбция воды на поверхности зерен твердых компонентов - цемента и заполнителей - приводит к образованию структуры и одновременно способствует повышению удобоукладываемости бетонной смеси. Физически связанная вода образует смазочный слой между поверхностями зерен твердых компонентов, обеспечивая снижение сопротивления цементной пасты и бетонной смеси сдвигу, т. е. повышая удобоукладываемость.
При достаточно большом содержании появляется несвязанная (свободная) вода, способная перемещаться под действием силы тяжести. При переходе от адсорбционного слоя, имеющего ориентированную молекулярную структуру, к беспорядочному расположению молекул вязкость воды понижается. Свободная вода раздвигает зерна твердых компонентов, препятствуя образованию структуры бетонной смеси, и ее удобоукладываемость быстро увеличивается.
Однако для каждой бетонной смеси имеется верхний предел содержания свободной воды, при котором сохраняется связность. Это предельное содержание воды в бетонной смеси называется ее водоудерживающей способностью. Дальнейшее увеличение расхода воды может так понизить связность, что бетонная смесь будет расслаиваться, а вода отделяться.
Важной технической характеристикой бетонной смеси является ее водопотребность, которая характеризуется количеством воды, необходимым для получения бетонной смеси заданной удобоукладываемости. Водопотребность бетонной смеси определяет технические свойства бетона. Повышенная водопотребность является отрицательным свойством: чем больше воды вводится в бетонную смесь при постоянном расходе цемента, т. е. чем выше водоцементное отношение (В/Ц), тем ниже будут прочность и морозостойкость бетона. Одна из задач технологии бетона заключается в снижении водопотребности и объема цементной пасты при заданной удобоукладываемости бетонной смеси.
Водопотребность бетонной смеси зависит от нормальной густоты цементного теста, зернового состава, формы зерен и характера поверхности заполнителей. Водопотребность, например, повышается с увеличением содержания мелких фракций в заполнителе; ее можно понизить введением добавок — пластификаторов и суперпластификаторов.
Содержание и свойства твердых компонентов бетонной смеси - цемента и заполнителей
Удобоукладываемость бетонной смеси зависит от объема цементной пасты. Объем пасты, в свою очередь, изменяется в зависимости от расхода цемента и водоцементного отношения (В/Ц). При заданном В/Ц удобоукладываемость бетонной смеси можно повысить путем увеличения расхода цемента. С увеличением В/Ц при неизменном расходе цемента не только увеличивается объем пасты, но и понижается ее вязкость, что также положительно влияет на удобоукладываемость бетонной смеси.
Удобоукладываемость бетонной смеси зависит также от свойств твердых компонентов - цемента и заполнителей, их зернового состава, объема межзерновых пустот, удельной поверхности, формы зерен и их пористости, микро- и макрорельефа поверхности.
Применение фракционированных заполнителей, рациональный выбор соотношения между фракциями с учетом образования плотной упаковки позволяют повысить удобоукладываемость бетонной смеси при неизменном содержании цементной пасты за счет уменьшения объема межзерновых пустот и удельной поверхности заполнителя.
При использовании нефракционированных (рядовых) заполнителей (щебня или гравия и песка) и неизменном объеме цементной пасты увеличение расхода песка вызывает сначала повышение, а затем снижение удобоукладываемости бетонной смеси. Повышение удобоукладываемости обусловлено раздвижкой зерен крупного заполнителя, а снижение - увеличением удельной поверхности заполнителя в целом.
Для конкретной бетонной смеси существует определенное оптимальное соотношение между крупным и мелким заполнителем, при котором удобоукладываемость будет наибольшей, любое его изменение приводит к снижению удобоукладываемости.
С увеличением крупности зерен заполнителей уменьшается их удельная поверхность и водопотребность бетонной смеси падает, а удобоукладываемость повышается (при неизменном расходе цемента и В/Ц), если при этом не изменяется (или уменьшается) объем межзерновых пустот заполнителя.
Удобоукладываемость также зависит от трения поверхностей твердых компонентов и, следовательно, от рельефа поверхности заполнителя. Поэтому применение гравия и песка со сравнительно гладкой поверхностью позволяет повысить удобоукладываемость, по сравнению с аналогичным показателем бетонной смеси на щебне и песке с шероховатой поверхностью.
Продолжительность хранения и температура бетонной смеси
Хранение бетонной смеси приводит к снижению ее удобоукладываемости вследствие взаимодействия воды с цементом, ее поглощения заполнителем и испарения. Поэтому удобоукладываемость бетонной смеси понижается при ее транспортировке.
Удобоукладываемость понижается с ростом температуры бетонной смеси, так как при этом ускоряются процессы гидратации цемента, а также испарение воды.
Введение пластификаторов и суперпластификаторов
При использовании этих добавок преследуют две цели: повышение удобоукладываемости бетонной смеси при неизменных содержании цементной пасты и В/Ц; снижение расхода цементной пасты или В/Ц при заданной удобоукладываемости.
Вибрирование бетонных смесей
При помощи возбудителей колебаний (вибраторов) бетонную смесь подвергают действию малых по величине импульсов, под воздействием которых частицы совершают вынужденные колебательные движения, что приводит к разрушению структуры бетонной смеси и повышению ее удобоукладываемости. При прекращении вибрирования происходит восстановление структуры, т. е. характерной особенностью бетонных смесей является тиксотропия.
Сравнительная оценка подвижных и жестких бетонных смесей
При изготовлении изделий и конструкций из бетона применяют как жесткие, так и подвижные бетонные смеси.
Применение подвижных смесей упрощает процессы формования, так как эти смеси не требуют значительных усилий при уплотнении. Однако для данных заполнителей повышение удобоукладываемости бетонной смеси достигается увеличением расхода цементной пасты или В/Ц, что понижает долговечность бетона и увеличивает его стоимость (исключением являются бетонные смеси с суперпластификаторами).
Использование жестких смесей позволяет повысить прочность сформованных изделий в раннем возрасте и сократить продолжительность тепловой обработки (например, пропаривания). Иногда изделия из жестких бетонных смесей извлекают из форм немедленно после окончания формования, что увеличивает оборачиваемость форм и снижает затраты на производство.
Жесткие бетонные смеси отличаются большим сопротивлением сдвигу по сравнению с подвижными, так как содержат меньше цементной пасты и воды. Уплотнение этих смесей связано с применением таких способов формования, как прессование, вибропрессование и др. По этой причине жесткие бетонные смеси применяют для изготовления сборных железобетонных изделий в заводских условиях - плит, балок, колонн, фундаментов, труб, колец колодцев и др. Малоподвижные смеси (OK = 1-4 см, П1) используются для изготовления монолитных конструкций.
Тонкостенные конструкции, насыщенные арматурой, изготавливают из смесей марки П2 (OK = 5-9 см).
Следует применять смеси возможно меньшей удобоукладываемости, насколько это допускают тип конструкции и средства уплотнения бетонной смеси, так как необоснованное повышение удобоукладываемости ведет к перерасходу цемента.
Добавлено Serxio 29-01-2016, 15:37 Просмотров: 2 189
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent