Удобоукладываемость бетонной смеси. Пластификаторы

Одно из важнейших свойств бетонной смеси, которое оговаривается всегда в задании на создание бетона, называется удобоукукладываемостью.

УДОБОУКЛАДЫВАЕМОСТЬ - способность бетонной смеси заполнять форму или пространство, ограниченное опалубкой, при выбранном способе формования (укладки и уплотнения) бетона.

По удобоукладываемости смеси делят на подвижные и жесткие. Подвижность и жесткость - величины, количественно характеризующие свойство удобоукладываемости.

ПОДВИЖHОСТЬ (ОСАДКА КОHУСА) - уменьшение высоты бетонной массы, отформованной в стандартном испытательном конусе, после удаления металлической формы. Подвижность измеряется в сантиметрах.

(По плакату объяснить определение осадки конуса)

ЖЕСТКОСТЬ - время, за которое бетонный конус, отформованный тем же способом, что и при определении подвижности, внутри сосуда с дном большего размера, чем основание конуса, при вибрационном воздействии полностью теряет свою форму и принимает форму предоставленного ему сосуда. Жесткость измеряется в секундах.

(По плакату объяснить определение жесткости)

В реологическом отношении бетонная смесь моделируется телом Шведова-Бингама (см. лекции по общему материаловедению). Подвижность и жесткость связаны с величинами структурной вязкости и минимального усилия сдвига. Можно сказать, что удобоукладываемость отражает реологические характеристики в технологии и практике испытаний бетонных смесей.

Подвижность и жесткость коррелируют также со структурой бетонной смеси. Подвижные смеси всегда имеют в макроструктуре значительные прослойки цементного теста между частицами заполнителей. Заполнители в этом случае как бы взвешены в цементном тесте. (рис....) В жестких смесях чаще всего прослойки между частицами заполнителей (в уложенной смеси) очень тонки, часто незаметны в макроструктуре. Создается впечатление, что частицы заполнителей непосредственно соприкасаются. После затвердевания такой смеси почти вся связующая часть конгломерата будет представлять собой контактные слои, переходные по составу от заполнителей к цемент-

ному камню.

Подвижные смеси легко укладываются и уплотняются. Жесткие смеси требуют длительного вибрационного воздействия для своего уплотнения, на что расходуется много электроэнергии. При одном и том же расходе цемента из жестких смесей получается более прочный и быстрее твердеющий бетон, но только при условии достаточно хорошего уплотнения смеси. При одной и той же прочности бетона расход цемента будет меньше, если спроектирована жесткая смесь.

Испытания на прочность бетонов из подвижных и жестких смесей показывают, что в первом случае разлом всегда происходит по цементно-песчаному раствору, т.е. между частицами крупного заполнителя. Крупный заполнитель не оказывает при этом существенного влияния

на прочность. При испытании хорошо спроектированного бетона из жестких смесей ломаются и частицы щебня или гравия. Крупный заполнитель, таким образом, вносит свой вклад в прочность бетона.

Следовательно, чем легче укладывается бетонная смесь, тем менее прочным получается бетон. Соединить достоинства подвижных и жестких смесей - легкость уплотнения и высокую прочность полученного бетона позволяет применение добавок-пластификаторов.

ПЛАСТИФИКАТОРЫ - это добавки в бетонную смесь, увеличивающие ее подвижность без уменьшения прочности получаемого бетона.

Пластификаторы являются поверхностно-активными веществами (см. лекции по общему материаловедению) Hапример, дешевый и часто применяемый пластификатор ЛСТ (лигносульфонат технический) имеет молекулы, состоящие из неполярного радикала и полярной сульфогруппы –SO₃H. При адсорбции их на границе цементные частицы - вода радикал обращен в сторону менее полярной фазы, которой в этом случае будет вода. В результате цементные частицы, как бы смазываются тончайшим слоем смазки, и смесь становится более подвижной. Для каждого пластификатора существует оптимальная дозировка, соответствующая покрытию поверхности всех твердых частиц, контактирующих с жидкой фазой, монослоем из молекул основного вещества пластификатора. Даже небольшое превышение оптимальной дозы приводит к снижению прочности бетона.

С помощью пластификаторов можно получить, кроме прямого действия - увеличения подвижности - также два важных косвенных эффекта.

Если наряду с добавкой пластификатора уменьшить расход воды затворения, то прочность бетона увеличится. Подвижность бетонной смеси при этом может остаться той же самой, что и без пластификатора.

Если наряду с введением пластификатора и уменьшением расхода воды сократить также и расход цемента (так чтобы водоцементное отношение осталось без изменения, таким же, как у бетона без добавки), то и подвижность и прочность бетона не изменятся, но достигается экономия цемента – самого дорогого компонента бетонной смеси.

Обычные пластификаторы обладают также побочным действием: они замедляют схватывание и твердение бетона. Последнее (замедление твердения) обычно нежелательно. В настоящее время разработаны так называемые суперпластификаторы, сильно разжижающие бетонную смесь, но совершенно не влияющие ни на скорость схватывания и твердения, ни на прочность при прямом действии (без сокращения расхода воды). После укладки и уплотнения смеси разжижающий эффект исчезает вследствие полимеризации молекул суперпластификатора.

С помощью суперпластификаторов можно добиться очень значительных косвенных эффектов - повышения прочности или экономии цемента.

Примечание. При изучении бетонных смесей рекомендуется ознакомиться с ГОСТ 7473-94 Смеси бетонные. Технические условия

Примеры обозначения бетонных смесей из стандарта:

1) БСГ В25 Ж1 F200 W4 ГОСТ 7473-94

2) БСГ В12,5 П2 F100 W2 D900 ГОСТ 7473-94

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: