21 Вопрос

22 вопрос+23вопрос +

+Из трех параметров состава (В/Ц, r, Ц) лишь водоцементное отношение, существенно влияет на прочность бетона; от двух других параметров (r и Ц) прочность бетона почти не зависит. Это обстоятельство является настолько важным для проектирования состава бетона, что его назвали законом водоцементного отношения, который формулируется следующим образом: прочность бетона на данных материалах, зависит только от В/Ц и не зависит от остальных параметров состава. С увеличением водоцементного отношения прочность бетона снижается.

24 Вопрос

Добавки к цементам, бетонам и растворам

Влияние добавок на свойства материалов связано, главным образом, с их физическим и химическим воздействием на цемент и процессы его гидратации и твердения. Одни и те же вещества одинаковым образом влияют на свойства цементного теста, раствора и бетона. Эти вещества могут иметь природное происхождение, или быть получены искусственным путем в качестве основного или побочного продукта производства. По химическому составу они делятся на минеральные и органические. Минеральные в свою очередь можно разделить на растворимые в воде и нерастворимые. К нерастворимым относятся активные минеральные добавки, а к растворимым – добавки-ускорители твердения бетона и противоморозные добавки.Из добавок органического состава применяются главным образом: 1) разнообразные поверхностно-активные вещества (ПАВ); 2) производные целлюлозы (в воде набухают, образуя высоковязкие коллоидные растворы); 3) пленкообразующие полимеры.

Поверхностно-активные вещества (ПАВ), применяемые в качестве добавок к цементам и бетонам, по их действию принято делить на: 1) пластифицирующие; 2) замедляющие схватывание и твердение; 3) воздухововлекающие; 4) антивспенивающие; 5) гидрофобизующие; 6) водоудерживающие (загустители) и др. Часто одно и то же поверхностно-активное вещество дает несколько эффектов одновременно, однако, один из них обычно является преобладающим. Пластифицирующие добавки повышают подвижность бетонной смеси и, тем самым, позволяют получить заданную подвижность при меньшем расходе воды В. . Если при этом сохранить расход цемента Ц неизменным (понизить В/Ц), то возрастет прочность бетона, если же сократить расход цемента (при В/Ц=const) – снизится стоимость бетона (при условии, что стоимость добавки не превысит стоимости сэкономленного цемента). По эффективности действия эти добавки делят на пластификаторы, позволяющие снизить расход воды В на 5…15 % и суперпластификаторы, позволяющие снизить В на 20…30 %.

Механизм действия пластификаторов. Существует несколько теорий, объясняющих механизм действия пластификаторов. Антифрикционная теория объясняет пластифи­цирующий эффект тем, что ад­сорбцион­ная пленка на поверхности час­тиц уменьшает силы трения между ними, выступая в роли сма­зочной прослойки.

Дефлокуляционная теория предполагает, что в отсутствии добавок частицы цемента под влиянием сил молекулярного притяжения слипаются (притяжение частиц друг к другу сильнее, чем к воде) и образуют жесткую коагуляционную структуру – пространственный каркас из агрегированных частиц (флокул). В результате снижается подвижность бетонной смеси. Гидрофобизационная теория основана на том, что гидрофобные радикалы в адсорбционных оболочках частиц занимают существенно бóльшую суммарную площадь, чем гидрофильные полярные группы. Поэтому общим итогом адсорбции является гидрофобизация поверхности частиц. Приобретая водоотталкивающие свойства частицы перестают удерживать воду на своей поверхности. Молекулы этой воды, будучи не связанными с твердой поверхностью, приобретают подвижность, характерную для жидкости. Воздухововлекающие добавки адсорбируются на поверхности раздела вода – воздух, ориентируясь полярными группами в сторону воды, а углеводородными радикалами – в сторону воздуха. При перемешивании происходит захват воздуха и образование устойчивых оболочек пузырьков, подобных мыльным.

Воздухововлечение хотя и несколько снижает прочность бетона, в то же время повышает его морозостойкость. Вовлечение воздуха повышает удобоукладываемость бетонной смеси, что позволяет уменьшить В/Ц и частично или полностью скомпенсировать потерю прочности.В качестве воздухововлекающих добавок используются ПАВ различного химического строения, как простые, например, натриевые соли жирных или алкиларилсульфоновых кислот, так и довольно сложного химического состава.

Гидрофобизующие кремнийорганические соединения (ГКС), используемые в качестве растворимых в воде добавок к бетону. Добавление ГКС к цементному клинкеру облегчает помол и сообщает цементу водоотталкивающие свойства, что позволяет хранить его длительное время без потери активности. Облегчается пневмотранспорт цемента вследствие уменьшения его склонности к комкованию и повышению способности к аэрации. В бетонную смесь ГКС вводят в растворе с водой затворения.Введение ГКС снижает расслаиваемость и водоотделение, задерживает потерю подвижности. Другой особенностью ГКС является газовыделение в портландцементных составах. Положительное влияние ГКС на морозостойкость связано с образованием системы условно-замкнутых пор.