Разделы сайта:

Главная

История бетона

Состав бетона

Водонепроницаемый бетон

Монолитный бетон

Электропроводный бетон

Железобетон

Полимербетон

Добавки в бетон

Материалы для бетонной смеси

Специальные цементы

Заполнители бетона

Производство цемента

Бетон и железобетон

Г.Н.ХАХУТАШВИЛИ, канд.техн. наук, доц. (Грузинский технический ун-т), Пластические свойства легкобетонных смесей

Хорошо известно, что от свойств бетонных смесей во многом зависят не только технологическо-энергетические показатели процесса формования из них изделий и конструкций, но и свойства уже затвердевшего конечного продукта — бетона. Перспективы широкого применения в строительстве легких бетонов на пористых заполнителях требуют отдельного изучения свойств легкобетонных смесей с учетом их структурных и технологических особенностей (изменение пластичности смеси из-за пористости заполнителя, температуры и времени ее выдерживания после приготовления и т.д.).

Для комплексного изучения свойств легкобетонных смесей был использован аналитико-экспериментальный исследовательский подход. Структурно-функциональный анализ поведения бетонной смеси как вязкопластичной системы осуществлялся путем определения реологического уравнения модели сложного тела. Экспериментальное же установление изменения пластических и реологических характеристик проводили на приборе V.B. с улучшенным методом фиксирования результатов.

Если принять в качестве исходного, что бетонная смесь представляет с собой вязкопластичное структурированное многофазовое тело с проявлением упругих деформаций, тогда реологическую модель можно представить как Бингамово (В) тело [3]. При этом простейшая форма этой модели — последовательное соединение трех элементов: твердого тела Гука (Н), пластического тела Сен-Венана (StV) и ньютоновской жидкости (N), т.е. В = H-tV-N [1].

Реологическое уравнение вытекает из соотношения для тела Гука, тела Сен-Венана и ньютоновской жидкости и в результате сложения скоростей деформаций имеет следующий вид [5]

При экспериментально-теоретическом исследовании поведения легкобетонных смесей необходимо учитывать не только состав и особенности компонентов материала, но и влияние технологических параметров процесса формования. В основном имеется в виду, с одной стороны, присутствие пористого заполнителя, его шероховатая поверхность, капиллярность и т.д., а с другой стороны, — время транспортировки и предварительного или вынужденного выдерживания, температура окружающей среды и самой легкобетонной смеси и др.

Для оценки формуемости бетонных смесей основными показателями являются: степень уплотнения, т.е. максимальное уменьшение пустот свободно насыпанной бетонной смеси, время уплотнения, скорость уплотнения, изменение жесткости, характер растекания. Эти характеристики смеси являются определяющими для получения бетонов с плотной структурой. В проведенных исследованиях ставилась цель — изучение изменения указанных характеристик легкобетонных смесей после форсированного предварительного электроразогрева их до температур 40 и 60°С при разном времени выдерживания до и после разогрева с применением добавки СПД [4, 5].

Для экспериментального установления пластических и реологических характеристик в большом диапазоне применяли прибор V.B., который широко используется также и за рубежом [2]. В конструкцию прибора было введено специально изготовленное записывающее графики устройство (кимограф) с электрическим приводом. Такая оригинальная комбинация позволила определять не только нужные параметры, но и характер растекания легкобетонных смесей при вибрации с их дальнейшим выходом на энергетические показатели процесса уплотнения.

Из множества кривых, записанных кимографом [4], выбраны самые основные (рис. 1), показывающие влияние некоторых факторов на процесс уплотнения легкобетонных смесей. Кривые уплотнения пластичных смесей вначале имеют пологий вид, а в дальнейшем начинают плавно приближаться к возможной максимальной уплотнимости (на рис.1 обозначено пунктиром). Однако у легкобетонных смесей, которые потеряли свою подвижность либо за счет длительного выдерживания в естественных условиях, либо вследствие предварительного элекгроразогрева и выдержки, кривые уплотнения показывают, что в начальный период вибрации такие смеси почти не растекаются, но потом в какой-то момент резко изменяют свой объем (разрыхляются и только лишь после этого начинают равномерно уплотняться — рис.1, кривые 1, 2, 3).

Критерием для оценки эффективности и продолжительности уплотнения можно считать

Полученные кривые уплотнения, наиболее отличающиеся по своему характеру, для большей наглядности были построены в логарифмических координатах (рис.2). Из приведенных данных видно, Что для пластичных смесей график состоит из двух прямых линий Б В, что, по-видимому, соответствует уплотнению бетона, а линия А Б—уплотнению и изменению формы от усеченного конуса к цилиндру. Для жестких смесей

Таким образом, проблема уплотнения сводится к постепенному уменьшению объема пустот. Что касается характера уплотнения, то по полученным графикам (рис. 1 и 2) нетрудно проследить за протеканием указанного процесса уплотняемости, которой является динамической характеристикой. Имея кривые уплотнения бетонной смеси, графическим методом можно определить изменение внутренней энергии (осуществляемой работы) во время процесса вибрации.