7. Тяжелобетонная смесь. Пластичность и тиксотропность

Бетонная смесь - это бесформенная, многофазная, многокомпонентная, правильно запроектированная, тщательно перемешанная формовочная масса, состоящая из вяжущего, заполнителей, воды, добавок, вовлеченного воздуха, способная под действием гравитационных сил или внешних воздействий приобретать необходимую конфигурацию или структуру, способную к твердению.

Бетонную смесь получают после тщательного перемешивания вяжущего вещества, мелкого и крупного заполнителей, воды и необходимых добавок. До затвердевания смесь находится в пластичном состоянии, что позволяет формовать из нее бетонные изделия любой конфигурации.

По физическому состоянию бетонная смесь занимает особое, промежуточное положение между жидкостями и твердыми телами. Подобно твердому телу смесь, находящаяся в состоянии покоя, обладает упругостью и прочностью структуры. Когда прочность структуры преодолена, бетонная смесь становится подобной вязкой жидкости.

Эти особенности проявляются в процессе транспортирования, укладки и уплотнения смеси. Под влиянием внешних механических усилий — силы тяжести, давления в бетононасосе, вибрирования — нарушается взаимодействие между составляющими бетонной смеси, что приводит к уменьшению ее структурной прочности. Бетонная смесь разжижается и приобретает способность перемещаться по трубопроводам и заполнять опалубку под действием силы тяжести. Явление разжижения бетонной смеси обратимо: после прекращения механического воздействия прочность структуры вновь возрастает. Свойство бетонной смеси разжижаться при механическом воздействии и вновь загустевать в спокойном состоянии, называемое тиксотропией, используют при перекачивании бетононасосами, виброуплотнении бетона, формовании изделий способом немедленной распалубки.

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, жирных и достаточно связных смесей.

Пластичность бетона зависит также от вида цемента. Цементы с минимальной нормальной густотой цементного теста увеличивают подвижность бетонной смеси. При постоянной подвижности увеличение количества цемента, а также уменьшение крупности заполнителей улучшают пластичность бетонной смеси.

8. Удобоукдываемость бетонной смеси

В практике производства бетонных работ для оценки свойств бетонной смеси используют технические характеристики. Самая важная характеристика — удобоукладываемость, т.е. способность бетонной смеси заполнять форму при заданном способе уплотнения и образовывать в результате уплотнения плотную, однородную массу. Для оценки удобоукладываемости используют три показателя: подвижность, жесткость и связность смеси.

Подвижность бетонной смеси определяют по осадке стандартного конуса ( 16). Усеченный конус изготовляют из тонкой листовой стали следующих размеров: высота 300 мм, диаметр нижнего основания 200, верхнего — 100 мм. Конус устанавливают на горизонтальной площадке, не впитывающей влагу. Берут пробу бетонной смеси, например из автобетоносмесителя. Конус наполняют в три приема, каждый раз уплотняя смесь 25 ударами металлического стержня-штыковки. Поверхность смеси заглаживают, затем конус снимают и устанавливают рядом. Под действием силы тяжести бетонная смесь деформируется и оседает. Разность высот металлической формы конуса и осевшей бетонной смеси, выраженная в см, характеризует подвижность смеси и называется осадкой конуса (ОК). С помощью этого показателя оценивают подвижность пластичных бетонных смесей.

В зависимости от удобоукладываемости различают жесткие и подвижные бетонные

Жесткие бетонные смеси содержат небольшое количество воды. При их укладке требуется сильное механическое уплотнение, например прессование, длительное вибрирование под нагрузкой, вибротрамбование. Жесткие смеси характеризуются небольшим расходом цемента. Используют зти смеси при изготовлении сборных железобетонных изделий и конструкций на заводах и домостроительных комбинатах, оборудованных мощными уплотняющими машинами. В построечных условиях жесткие смеси применяют редко.

В подвижных бетонных смесях воды содержится больше, чем в жестких. Эти смеси имеют вид густой, но подвижной массы, которая хорошо уплотняется вибрированием. Бетонные смеси марок ПЗ и П4 способны заполнять форму под действием силы тяжести, не требуя значительных механических усилий. Подвижные смеси легко поддаются транспортированию по трубопроводам с помощью бетононасосов.

Удобоукладываемость бетонной смеси должна соответствовать типу конструкций, их размерам, густоте армирования и применяемым средствам уплотнения. Ее можно регулировать, изучив факторы, под влиянием которых удобоукладываемость изменяется. Их подразделяют на количественные и качественные. Количественные факторы отражают соотношения между компонентами бетонной смеси. Важнейшими количественными факторами являются расход воды в бетонной смеси, объем цементного теста и объем цементно-песчаного раствора. Качественные факторы характеризуют особенности компонентов, которые входят в состав бетона, — вид цемента, заполнителей, пластифицирующих добавок.

Расход воды затворения — главный фактор, влияющий на удобоукладываемость бетонной смеси. Чем больше воды, тем меньше вязкость цементного теста и, следовательно, меньше нужно приложить усилий для перемещения частиц заполнителей с целью их плотной укладки. При расчете состава бетона на определенных материалах учитывают, что количество воды для получения смеси заданной подвижности — приблизительно постоянная величина, если расход вяжущего не превышает 400 кг на 1 м3 бетона. Это положение известно в бетоноведении как "правило постоянства расхода воды". Количество воды для получения бетонных смесей заданной удобоукладываемости определяют с помощью таблиц или графиков, составленных на основании практических данных.