10. Бетонные смеси, их структура

Бе см предст собой сложную, многокомпонентную полидисперсную си, получаемую при затворении водой смечи ц-а с зап-лями (со спец добавками и вовлеченным воздухом). По своим свойствам бет. смеси занимают промежуточное положение между вязкими жидкостями и твердыми телами. Отличие от вязких жидкостей – наличие структурной вязкости, а от тв. тел – способностью к значительным необратимым пластическим деформациям течения. Благодаря наличию внутренних сил взаимодействия между частицами тв. фазы и водой (или молекулярного сцепления, вязкого трения, адсорбционных и капиллярных сил) бет. смесь приобретает связность и определенные св-ва, характерные для структурированных вязких жидкостей. В зависимости от соотношения между цементным тестом и заполнителем можно выделить 3 основные структуры:

Р ис – Типы структур бе смеси:

1-смесь с плавающим заполнителем; 2-смесь с плотной упаковкой; 3-крупнопористая смесь с недостатком цементного теста.

В 1-й структуре – зерна заполнителя раздвинуты на значительные расстояния и практически не взаимодействуют друг с другом, они оказывают влияние лишь на прилегающую зону цементного теста, а суммарные действия их пропорционально содержанию зерен заполнителя и их удельной поверхности. Во 2-й структуре цементного теста меньше и оно лишь заполняет пустоты между зернами заполнителя с незначительной раздвижкой самих зерен слоем обмазки, толщина которого в местах контактов = 1-3 средним диаметрам частиц цемента. В этих условиях зоны воздействия отдельных зёрен заполнителя начинают перекрывать друг друга, возникает трение между зернами заполнителя. Для придания смеси той же подвижности, что и в структуре 1 типа требуется более интенсивное воздействие или увеличение подвижности цем. теста за счет изменения В/Ц в большей мере, чем это было свойственно 1-й стр-ре. В 3-й стр-ре цем. теста мало, оно лишь обмазывает зерна заполнителя слоем небольшой толщины, а поры м/у зернами заполняет лишь частично.

Каждая структура имеет свои закономерности, определяющие её св-ва и влияние на них разных факторов: для стр-ры 1 решающее значение имеют св-ва цемента, реологические св-ва определяются в зависимости, характерной для вязких жидкостей; для 2 стр-ры возрастает роль зап-ля и трения между его зернами; для 3 структуры особо сильно влияет заполнитель и реологические св-ва должны описываться с учетом сил внутреннего (сухого) трения.

Резких границ между структурами 1, 2 и 3 типа нет, границы условны. Самые распространённые бетонные смеси относятся ко 2 стр-ре. Они отличаются повышенной прочностью, позволяют получать нерасслаевыемые бет. смеси нужной подвижности при минимальном расходе цемента. Стр-ра 1 характерна для цементно-песчаной смеси с повышенным расходом вяжущего для изготовления армоцементных конструкций. Стр-ра 3 типа характерна для беспесчаных бет. смесей (для крупнопористого бе) и некоторых видов тощих растворов.

Структура бет. смеси, образовавшаяся в процессе её приготовления в последующем при укладке или при транспортировке её по плохим дорогам может претерпевать изменения, вызывающиеся под действием сил тяжести. Это перераспределение тв. частиц по бет. смеси назыв. расслоением (седиментацией). Различают: 1) макрорасслоение – осождение зёрен, в результате чего уплотняются смеси в нижних частях, а вода отжимается вверх; 2) микрорасслоение – развивается в пустотах между зёрен, здесь участвуют средние зёрна. Большую склонность к расслоению проявляют смеси 1 типа, меньшую – 3-его типа. Склонность к расслоению увеличивается с повышением расхода воды и В/Ц; её можно уменьшить применяя хим. добавки (гидрофобные в-ва, стабилизаторы, воздухоудерживающие) или минеральные добавки с развитой удельной поверхностью (золы, зола-унос, молотые шлаки, микрокремнезём).