Бетонные смеси
В бетонных смесях взаимодействуют друг с другом все компоненты.
Можно выделить:
Механические силы – это грубые взаимодействия, которые происходят на верхних размерных уровнях, т.е. при взаимодействии крупных заполнителей
Силы гравитации – с одной стороны способствуют уплотнению, а с другой стороны способствуют расслоению бетонных смесей
Силы трения – затрудняют уплотнение и ухудшают удобоукладываемость и способствуют защемлению воздуха
В бетонных смесях играют большую роль капиллярные силы. Источником этих сил являются силы поверхностного натяжения, за счет этих сил смесь приобретает связность. Большой расход воды уменьшает капиллярные силы. Сильно подвижные бетонные смеси склонны к расслоению
Силы флокуляции – роль играет силы электростатического притяжения и поверхностного натяжения. Все частицы на поверхности имеют смещенные заряды. За счет этих зарядов частицы могут притягиваться и отталкиваться. В хаотичном движении частицы поворачиваются разноименными зарядами, входе чего они склеиваются
Коллоидные силы – действуют на низшем размерном уровне. Коллоидные частицы имеют размеры от одного нанометра до 0.2 микрометра. Имеют сальватную оболочку, которая состоит из молекул воды и, возможных добавок. Предопределяют вязкость бетонной смеси и бетоноукладываемость. Коллоидные силы придают бетонной смеси устойчивость, связность. С другой стороны, сольватные оболочки обеспечивают низкое трение и обеспечивают удобоукладываемость бетонной смеси.
Бетонную смесь часто рассматривают как двухкомпонентную систему, состоящую из цементного теста и заполнителей.
Цементное тесто играет основную структурную роль, обеспечивая удобоукладываемость. В этой матрице распределяются твердые частицы заполнителей. Твердые частицы снижают удобоукладываемость, повышая вязкость смеси, но они необходимы в составе бетона.
Истинное водоцементное отношение
Различают три типа структуры бетонной смеси
Лекция 3
Различают три типа структуры бетонной смеси
1 тип – структура бетонной смеси с плавающим заполнителем
2 тип – структура характерная для обычных бетонов. Расстояние между зернами значительно меньше. Пространство между зернами полностью заполнено растворной частью – структура с плотной упаковкой зерен
3 тип – крупно пористая. Характерна недостаток растворной части, крупного заполнителя много. Пустоты не заполнены раствором, а заполнены воздухом. За счет тонкого слоя частицы скрепляются друг с другом
Оптимальной для большинства бетонов считается структура типа 2. Она сочетает в себе минимальный расход растворной части, что выгодно с экономических позиций и физических свойств бетона. Однако, для высокопрочного бетона характерна структура ближе к первому типу. Для обычных бетонов структура типа 1 не оптимальна, такой тип склонен к расслоению и идет перерасход вяжущего. Структура пористой структуры обладает огромной проницаемостью, низкой прочностью
При структуре 1 или 2 передается нагрузка через все сечение целиком, а в 3 через точечный контакт, поэтому прочность у крупно пористого меньше. Крупно пористую структуру можно получить не правильным подбором состава.
Крупнопористые применяются для теплоогражений. Такая структура выгодна для дренажных конструкций, которые предназначены для сбора и отвода грунтовых вод.
Бетоны, получающиеся из жестких и сверхжестких бетонных смесей, получаемые при вибропрессование. Получаются тощие бетонные смеси
Подавляющее число рядовых бетонных смесей имеют вторую структуру
Содержание крупного заполнителя характеризуется коэффициентом раздвижки зерен (альфа). Мы берем мерный цилиндр и засыпаем туда щебень или гравий. Получается 1 упаковка зерен, таким образом получаем насыпную плотность щебня или гравия. Теперь мы берем бетонную смесь, загружаем в этот же мерный цилиндр, уплотняем, а затем мысленно убираем растворную часть. (можно и физически сделать, разбавляя водой, делая мокрый рассев). После остается только щебень. Потом мы массу оставшегося щебня делим на объём. Мы получим другой объём – мы получим насыпную плотность щебня в бетонной смеси. Этот показатель будет меньше, так как в бетонной смеси частицы находятся на расстоянии друг от друга. Соотношения этих показателей и есть раздвижкой зерен
