Справочник строителя | Добавки, регуляторы структуры
Добавки-регуляторы структуры и свойств бетона
Управление процессом структурообразования бетона позволяет сознательно создавать определенное состояние системы твердеющего бетона, соответствующее принятым способам обработки, выбирать целесообразные технологические приемы и достигать при этом максимального экономического эффекта производственного процесса.
В процессе твердения вяжущего образуется система, состоящая из кристаллогидратов новообразований, не прореагированных с водой зерен цемента, оставшейся жидкой фазы воды и пор. Новообразования в структуре микро бетона представлены, в основном, в виде двух структур — коагуляционной и кристаллизационной.
Важным элементом структуры цементного камня, играющим большую роль в формировании физико-механических свойств бетона, являются поры. Пористость в значительной степени предопределяет экономичность применения бетона в конструкциях.
Как известно, общая пористость бетона зависит в основном от количества воды затворения, вида и расхода вяжущего, от количества вводимого порообразователя, времени перемешивания смеси и других факторов. Сам процесс твердения цемента является источником образования пор. Различают следующие группы пор микро бетона: гелевые, контракционные, капиллярные, воздушные («условно замкнутые»). Кроме перечисленных в бетоне могут создаваться и другие виды пор и пустот, которые условно можно отнести к «структурным».
Образующаяся в результате взаимодействия вяжущего с водой контракционная и гелевая пористость имеет размеры 1 • 10-6мм для контракционных пор и 15 • 10-8 ... 40 • 10-8 мм для гелевых пор при общем их объеме порядка 1,5...2,5 %. Объем таких пор зависит от минералогического и вещественного состава цемента и его расхода. Гелевая и контракционная пористость, не оказывая существенного влияния на физико-механические свойства бетонов, может выполнять роль резервной, что способствует повышению морозостойкости бетона.
Размер «условно замкнутых» пор, образующихся в результате воздухововлечения и микрогазообразования, колеблется в достаточно широких пределах: от 1 • 10-3 мм до 300 • 10-3 мм и более. Их размеры зависят от характеристик исходных материалов и состава бетона, времени перемешивания бетонной смеси и других факторов. Такие поры могут существенно снизить среднюю плотность бетона. Вместе с тем, благодаря блокированию капилляров и образованию резервной пористости, такие микропоры способствуют повышению морозостойкости и водонепроницаемости бетона, а также его трещинностойкости, так как они являются своеобразными демпферами («поглотителями») развивающихся микротрещин.
Капиллярные поры, образующиеся в процессе испарения избыточной воды, располагаются, прежде всего, в межпоровых перегородках, создавая таким образом сообщающуюся систему пор. Размер таких пор колеблется в пределах 1 • 10-3...1 -10-4 мм, а содержание в объеме достигает 7...15%. Капиллярные поры существенно влияют на прочность и коэффициент конструктивного качества бетона. От объема пор зависит гигроскопичность материала: при увеличении капиллярной пористости увеличивается водопоглощение и равновесная влажность, что приводит к повышению теплопроводности и снижению прочности бетона.
Таким образом, капиллярные поры, незначительно увеличивая общую пористость, оказывают негативное влияние на физико-механические свойства и показатели назначения бетона.
Одним из технологических приемов направленного структурообразования бетона является введение в его состав эффективных модифицирующих добавок.
При производстве высокопрочных бетонов, когда водоцементное отношение может ограничиваться значением В/Ц = 0,3 и менее, обязательно применение водоредуцирующих добавок, которые позволяют в значительной степени сократить водосодержание и улучшить структуру твердеющего бетона. При этом добавки обеспечивают и технологические требования по удобоукладываемости бетонных смесей.
Для изготовления особо ответственных бетонных и железобетонных конструкций, эксплуатирующихся в средне- и сильноагрессивных средах, требуется получить плотную структуру и снизить проницаемость бетона. В этих случаях применяют кольматирующие (уплотняющие) добавки, способствующие удалению воздуха и кольматации пор.
В технологии бетона одним из основных вопросов, определяющих высокую прочность и высокую морозостойкость бетона, является вопрос об оптимальных параметрах «условно замкнутых» пор. Наиболее распространенным подходом для получения морозостойких бетонов является обеспечение общего содержания воздуха (газа) в бетонной смеси. Принято считать, что оптимальный объём пор, обеспечивающий высокую морозостойкость без значительной потери прочности, составляет 2...4%. Для образования мелкопористой структуры бетона, т. е. для придания бетону или раствору требуемых свойств (по морозостойкости, коррозионной стойкости), во многих случаях искусственно создаются поры и пустоты. Для этого в бетон вводят воздухововлекающие и микро газообразующие добавки.
Для повышения защитного действия бетона по отношению к стальной арматуре изделий и конструкций, предназначенных для эксплуатации в условиях воздействия агрессивных хлоридных сред, в состав бетонной смеси следует вводить добавки ингибиторов коррозии стали.
Вернуться к списку
|
Распечатать
|
