Оборудование для производства кирпича ООО ВОГЕАН Строительство заводов по производству кирпича
Основная деятельность нашего предприятия: строительство заводов, производство оборудования, технологических линий и станков
по производству: кирпича, блока, тротуарной плитки, бордюров и других строительных материалов (вибропрессования и гиперпрессования),
а так же силикатного кирпича (с автоклавной обработкой) и керамического кирпича (с обжигом).

Фото продукции









Баланс содержания воды в бетонной смеси

Бетонные смеси – гетерогенные дисперсные системы, для которых характерны сложные процессы внутреннего и внешнего влагопереноса, существенно влияющие на их структуру и свойства.
Особенности влагопереноса в бетонных смесях в значительной мере становятся понятными если представить их в виде пористой среды, какой является смесь заполнителей, наполненной капиллярно-пористой коллоидной матрицей - цементным тестом. Вода уже в первые минуты после затворения удерживается структурными элементами бетонной смеси химическими, физико-химическими и физико-механическими связями.
Химически, преимущественно в результате ионного взаимодействия, вода связывается в стехиометрических соотношениях с минералами цемента в процессе гидратации. В начальный период твердения (до 1 ч) доля прореагировавшего цемента не превышает 1% и соответственно количество химически связанной воды незначительно.
Физико-химически связанная вода в бетонной смеси характерна в основном для адсорбционных пленок, образуемых на поверхности твердых частиц ненасыщенными ван-дер-ваальсовыми силами. Толщина адсорбционных водных пленок, обладающих свойствами псевдоупругого твердого тела, уменьшается с увеличением дисперсности твердых частиц. Так, для песка со средней крупностью зерен 1,65 мм она составляет 0,285 мкм, 0,3 мм - 0,114 мкм. На зернах цемента и гидратных новообразований толщина адсорбционного слоя воды составляет от нескольких единиц до нескольких тысяч молекулярных диаметров. Нетрудно подсчитать, зная удельную поверхность заполнителей, что содержание адсорбционно связываемой воды в бетонной смеси составляет 2-4 л, т.е. 1-3% всей воды затворения при использовании абсолютно сухих материалов.
Вслед за образованием адсорбционных пленок по мере увлажнения происходит смачивание частиц цемента и заполнителей водой. Смачивание водой является свойством гидрофильных твердых поверхностей и обусловлено поверхностным натяжением. Поверхностное натяжение твердых тел определяют косвенными экспериментальными методами или вычисляют теоретически на основании современной электростатической теории кристаллической решетки, развитой Борном и Френкелем. Величина поверхностного натяжения различных твердых тел различна, но всегда значительно больше чем жидкостей. Например, расчетные значения поверхностной энергии для МqО и СаСО3 равны соответственно 1300.10-7 и 380.10-7 Дж/см2, а экспериментально определенные 1200.10-7 и 230.10-7 Дж/см2.
По сравнению с адсорбционной, вода смачивания удерживается значительно слабее и включает диффузный слой, состоящий из молекул способных передвигаться от одной частицы к другой до установления равновесия. Для воды диффузного слоя характерна меньшая скорость передвижения по сравнению со скоростью поднятия воды в капиллярах. Оптимальное относительное водосодержание цемента условно соответствующее его полному смачиванию при обычных условиях (без введения пластификаторов, прессующих воздействий и др.), соответствует примерно Коп=0,876Кн.г, где Кн.г - водоцементное отношение цементного теста нормальной густоты. По И.Н.Ахвердову при оптимальной влажности Коп цементное тесто характеризуется постоянными реологическими параметрами - предельным напряжением сдвига (?0=1040 Па) и коэффициентом вязкости (Кв=200 Пз), а также имеет сингулярную точку на кривой электросопротивления.
По мере увлажнения цементного теста раздвигаются его частицы, увеличиваются ячейки структурной пространственной сетки до их разрушения и начала интенсивного водоотделения, характеризуемого некоторым предельным В/Ц. По И.Н.Ахвердову водоудерживающая способность цементного теста составляет. Этот параметр не является в общем случае его физической константой и изменяется в зависимости от характера механического воздействия. По данным И.М.Грушко применительно к существующим условиям транспортирования и уплотнения бетонных смесей .
Для оценки водоудерживающей способности заполнителей предложено два параметра - коэффициент смачивания и водопотребность.
Коэффициенты смачивания песка Кс.п и щебня Кс.щ характеризуют удельное количество воды, удерживаемой соответственно мелким и крупным заполнителями в пленочном состоянии на своей поверхности. Они зависят от величины поверхностной энергии, крупности и рельефа поверхности зерен заполнителей.
Предложены различные методики определения коэффициентов смачивания - испытанием непосредственно увлажненных песка и щебня (гравия) или цементного раствора (бетона) с определенной консистенцией цементного теста. В работе показано, что при некоторой влажности песка скачкообразно изменяется электрическое сопротивление, что может свидетельствовать об уменьшении энергии связи воды с песком после его полного смачивания.
По данным М.Г. Элбакидзе и И.Н. Ахвердова коэффициент смачивания кварцевого песка с учетом водопоглощения в зависимости от крупности фракции колеблется от 0,72 (5-2,5 мм) до 5,04% (0,3-0,15 мм), гранитного щебня от 1,21 (5-10 мм) до 0,75% (40-60 мм).
При интенсивных механических воздействиях, например, прессовании или вибропрессовании, часть воды смачивания отжимается и уменьшается.
В горячепрессованных образцах цементного камня Рой и Гоуда достигли В/Ц=0,093. По данным И.Н. Ахвердова объем воды смачивания на поверхности заполнителя по мере повышения давления прессования может приближаться к адсорбционному. Существенное уменьшение Коп можно ожидать и за счет применения эффективных ПАВ - суперпластификаторов. Это доказывает практика получения вяжущих низкой водопотребности (ВНВ) при совместном измельчении клинкера и минеральных добавок с введением повышенных доз сухих суперпластификаторов. При введении новейших суперпластификаторов возможно достижение для бетонных смесей.
С помощью конического пластометра МГУ нами проведены опыты по определению предельного напряжения сдвига растворных смесей с В/Ц, находящимися в области. Нормальную густоту цемента Здолбуновского ЦШК изменяли от начальной до введением при помоле клинкера добавки С-3. Песок получали смешиванием фракций 2,5...0,12 мм и 5...2,5 мм. Значения Кс.п вычисляли по таблицам М.Г.Элбакидзе.
Третьей стадией увлажнения после адсорбирования и смачивания является заполнение водой капиллярно-пористого пространства бетонной смеси. Капиллярная вода также как и вода смачивания относится к физико-механической, но обусловлена капиллярным давлением, возникающим в порах.
Вода Всв наряду с воздушными пузырьками заполняет поровое пространство в бетонной смеси между зернами заполнителя, покрытыми цементным тестом. В жестких смесях недостаток Всв обусловливает их рыхлую структуру, наличие крупных воздушных полостей. Отношение объема воздушных пор к общему объему жесткой смеси достигает 40-50%. Пластичные смеси при поступлении из смесителя почти полностью водонасыщены, содержание воздуха в них обычно не превышает 5%. В процессе уплотнения бетонных смесей происходит переформирование их структуры, вытеснение воздуха и заполнение воздушных пустот водой Всв и водой, отделившейся из цементного теста. Водоотделение в бетонной смеси наступает при полном заполнении водой межзернового пространства и такой раздвижке зерен заполнителя, покрытых цементным тестом, когда гравитационные силы начинают преобладать над силами, удерживающими воду в капиллярах. Для уменьшения водоотделения целесообразно связывание части Всв добавками способными создавать коллоидную структуру с развитой системой капилляров (например, кремнегелем, бентонитовой глиной и др.).
Уменьшение необходимого количества Всв возможно, очевидно, за счет многих технологических приемов (повышения жесткости бетонных смесей или их пластифицирования добавками ПАВ, прессования, вакуумирования, центрифугирования и др.). Дополнительная экономия цемента открывается за счет уменьшения Х и нормальной густоты цемента.
По данным И.Н.Ахвердова цементное тесто при Х=1,65 имеет осадку конуса 30 см. Введение заполнителей существенно увеличивает водопотребность бетонных смесей, необходимую для достижения заданной подвижности. Б.Г.Скрамтаевым и Ю.М.Баженовым были предложены интегральные количественные показатели водопотребности заполнителей, определяемые путем сравнительных испытаний цементного теста, растворной и бетонной смеси. Показатели водопотребности мелкого и крупного заполнителей показывают количество воды, которое необходимо добавить в цементное тесто на единицу массы соответственно песка и щебня, чтобы получить растворную смесь состава 1:2 и бетонную смесь состава 1:2:3,5 с такой же подвижностью через 30 мин после затворения как тесто нормальной густоты.
Учет показателей водопотребности мелкого (Вп) и крупного (Вщ) заполнителей удобен для сравнительной оценки различных заполнителей, поскольку в отличие от модуля крупности и удельной поверхности позволяет прямо и обобщенно оценить особенности песка и щебня (гравия), влияющие на водосодержание бетонных смесей.
Теория (В/Ц)и не объяснила однако физический механизм иммобилизации воды заполнителями бетона, степень ее "активности" т.е. участия в процессах гидратации. Кроме того все зависимости, полученные в работах с привлечением Вп, Вщ и (В/Ц)и справедливы в предположении, что В/Ц цементного теста равно Кн.г.
В работе сделана попытка объяснить иммобилизацию воды заполнителями в свете термодинамических представлений о влагопереносе в капиллярно-пористых телах, обоснованных А.В.Лыковым. В соответствии с этими представлениями кинетика переноса влаги также как и тепла в капиллярно-пористых телах определяется разностью потенциалов переноса. Водопотребность заполнителей предлагается интерпретировать как их влагосодержание в момент термодинамического равновесия в смесях с цементным тестом. Изменение водопотребности с изменением крупности и других параметров заполнителей объясняется изменением величины их потенциалов переноса.
Повышение водопотребности бетонных смесей с введением заполнителей в цементное тесто, являющееся дисперсионной средой, согласуется с известной закономерностью реологии дисперсных систем, заключающейся в увеличении внутреннего трения и вязкости по мере роста концентрации дисперсной фазы. Известно, что если коэффициент внутреннего трения цементного теста при Х=1,65 равен или менее 0,1, то для пластичных бетонных смесей он находится в пределах 0,25...0,50, а для наиболее жестких смесей достигает 0,78...0,82.
Можно предположить, что водопотребность заполнителей является удельным водосодержанием, необходимым для компенсации в определенный период структурообразования увеличения вязкости при введении их в цементное тесто. При этом показатель водопотребности является величиной переменной и зависит для данного вида заполнителя от величины.
Известные экспериментальные данные и расчетные зависимости не позволяют представить общую зависимость показателя водопотребности заполнителя в зависимости от величины Х и связать его с коэффициентом смачивания. Это важно как для расчетной оценки влияния заполнителей на водосодержание бетонных смесей, так и для сопоставления данных различных исследователей и, в частности, научных школ И.Н.Ахвердова и Ю.М.Баженова.
Так же как и водопотребность песка, водопотребность щебня при Х=0,876 близка к его коэффициенту смачивания; при Х=1 она несколько выше, чем значение, определенное по известной методике, однако при Х=1,65 приобретает практически максимальное значение.
Минимальные значения бетона при высокоинтенсивных способах уплотнения (прессовании, вибропрессовании и др.), когда Хm.в уменьшается почти в два раза, а Кс.п и Кс.щ приближаются к адсорбционной влажности, могут достигать 0,15…0,20. При значениях В/Ц бетонных смесей меньше должно наблюдаться снижение прочности, обусловленное невозможностью достижения высокой плотности при уплотнении и нехваткой воды для достаточно полной гидратации цемента. При В/Ц> прочность бетона снижается по мере увеличения избытка воды и роста капиллярной пористости.
Таким образом, анализ баланса содержания воды в бетонных смесях с различной степенью увлажнения позволяет объяснить ряд известных эмпирических закономерностей, предложить систему новых количественных зависимостей.


Версия для печати  Версия для печати


 


Энциклопедия по бетону Все о бетоне и его свойства Применение бетона в стройиндустрии Строительное оборудование Бетонные работы Все о кирпиче Все о цементе и его свойствах Нерудные материалы Сухие смеси Железобетонные иделия и конструкции Статьи о строительстве и стройиндустрии Строительные материалы Строительные материалы - часть 2 Снабжение Промышленноcть и оборудование Промышленноcть и оборудование - часть 2

Смотрите так же другие статьи
Перила из нержавеющей стали Помня об эстетической стороне, нельзя забывать и об элементарной безопасности в быту: лестничные ограждения и перила не прихоть архитектора, это - жизненно важная для нас деталь лестницы, поскольку подъем по высотным лестницам несет в себе опасность травмы. Именно для ... >>>
 
... >>>
 
Как самому постелить ковровое покрытие, не имея практического опыта и специальных знаний Ковролин  является красивым и практичным напольным покрытием. К тому же постелить ковровое покрытие можно достаточно просто самому, обойдясь без всяких мастеров-ремонтников. Хотя теоретики ремонта и пр... >>>
 
Природа ползучести бетона Как следует из рис. 6.23, ползучесть бетона и ее релаксация являются сходными явлениями, однако природа их недостаточно ясна. В этом отношении определенный интерес представляют две теории. Дю-трон полагает, что упругое последействие не является упругим явлением, а простым... >>>
 
Действие ползучести Ползучесть влияет на величины деформаций и прогибов, а часто также на распределение напряжений, однако ее действие зависит в значительной степени от типа конструкции. Ползучесть неармированного бетона не влияет на его прочность, хотя при очень высоких уровнях нагрузки ползучест... >>>
 
Легкие и особо тяжелые бетоны Эта глава посвящена изоляционным бетонам и конструктивным бетонам, плотность (объемная масса) которых значительно ниже или выше обычных пределов 2240—2560 кг/м3. Особо-тяжелый бетон применяется главным образом в конструкциях биологической защиты, а при примене... >>>
 
Измерение удобоукладываемости К сожалению, не существует методов для прямого измерения удобоукладываемости. Однако были предприняты многочисленные попытки установить корреляцию удобоукладываемости с какими-либо легко осуществляемыми физическими измерениями, но ни одна из них не оказалась полность... >>>
 
Определение коэффициента уплотнения Не существует общепринятого метода непосредственного измерения удобоукладываемости, т. е. количества работы, необходимой для достижения полного уплотнения. Наиболее надежный метод основан на определении степени уплотнения, достигаемой при стандартном количеств... >>>
 
Определение пластичности Это определение характеризует консистенцию бетона и его склонность к расслаиванию путем измерения деформации столба бетона при встряхивании. Такое испытание особенно важно для определения расслаивания, но дает также хорошие результаты при определении консистенции жестких, ... >>>
 


© 2005-2020 г. http://www.vogean.com Все права защищены. Группа компаний "ВОГЕАН".
Сайт работает на системе управления сайтом General-CMS

Rambler's Top100 Яндекс цитирования џндекс.Њетрика