ВЛИЯНИЕ ВОЗДУХОВОВЛЕЧЕНИЯ НА СВОЙСТВА БЕТОНА. Воздухововлечение бетона


ВЛИЯНИЕ ВОЗДУХОВОВЛЕЧЕНИЯ НА СВОЙСТВА БЕТОНА

Добавки в бетон Справочное пособие

5.6.1. Истинная плотность.

Воздухововлечение изменяет истинную плотность бетона; роль этого фактора очевидна, поэтому отсутствие воздуха считают одним из недостатков качества бетона.

5.6.2. Морозостойкость бе­тона. Главная цель воздухо­вовлечения в бетон — повыше­ние его морозостойкости в ус­ловиях попеременного замора­живания и оттаивания. Низ­кая морозостойкость может быть связана как с цементным камнем, так и с заполнителем. Воздухововлечение, в сильной степени повышая морозостой­кость цементного камня [4] (рис. 5.5), не влияет на моро­зостойкость заполнителя. Каквидно из рис. 5.5, морозо­стойкость бетона растет с уве­личением содержания в нем воздушной фазы. Однако в слишком большом воздухо - вовлечении нет необходимо­сти.

5.6.2.1. Механизм морозо­стойкости бетона. Гидрав­лическое давление. Ра­нее пытались объяснить разру­шение бетона при его замора­живании увеличением на 9 % объема воды при ее превраще­нии в лед. Давление, требуемое для предотвращения заморажи­вания, может быть рассчитано по уравнению Клаузиуса—Кла­пейрона [35, 36]. Оно состав­ляет 12 МПа/°С, поэтому бетон прочностью при растяжении примерно 7 МПа не может, противостоять напряжениям, возникающим при превраще­нии воды в лед.

Эти представления приво­дят к концепции критического насыщения пористых материа­лов водой при их заморажива­нии. Объем свободных воздуш­ных пор должен быть пример­но 9 %, чтобы изменение объе­ма при замораживании воды не приводило к деструкции бето­на. Исследования [37, 38] под­тверждают обоснованность этих представлений. Однако следует отличать локальное на­сыщение пористых тел от об­щей степени их насыщения. Согласно [39], почти всегда бетон имеет достаточный объем свободного порового простран­ства за счет вовлеченного воз­духа, чтобы противостоять дав­лению, возникающему вследст­вие изменения объема при за-

N 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400

Мораживании насыщенной во­дой поровой системы.

ВЛИЯНИЕ ВОЗДУХОВОВЛЕЧЕНИЯ НА СВОЙСТВА БЕТОНА

1 2 3 4 5 Содержание Bosdym, %

Рис. 5.5. Влияние воздухововлечения на морозостойкость бетона в условиях попеременного замораживания — от­таивания (N — число циклов)

В результате избыточная вода выжимается во всех на­правлениях, но преимуществен­но в ту сторону, где гидравли­ческое сопротивление меньше. Эти представления носят на­звание гипотезы гидравличес­кого давления [39]. Согласно гипотезе, разрушение вызыва­ет не непосредственно образо­вавшийся лед, а давление вы­жимаемой им воды в тех ка­пиллярах, где оно превышает критическое, соответствующее прочности бетона при растя­жении.

Величина этого давления связана и с длиной капилляров, и с проницаемостью бетона. Предельная длина капилляров не должна превышать 200 мкм. Ее уменьшение обеспечивает получение бетона с особо высо­кой непроницаемостью, равной 10~16 см2 [40]. Следовательно, главная задача, которую необ­ходимо решить с помощью воз­духововлечения в бетон,— соз­дание системы из большого числа маленьких пузырьков, куда может выжиматься часть воды при замораживании.

Если расстояние между пу­зырьками в цементном камне не превышает предельного, то давление остается ниже разру­шающего и бетон характеризу­ется как морозостойкий.

«О смотическая» ги­потеза. Авторы работы [4] предложили другой механизм морозного разрушения бетона и роль воздушной фазы в этом процессе. В его основе лежит наблюдение за кинетикой раз­вития деформации цементного камня при низкой температуре. Обнаружено, что если в насы­щенном водой цементном камне без воздуха при заморажива­нии происходит расширение, то в таком же камне с вовлечен­ным воздухом — усадка, при­чем усадочные деформации пре­вышают требуемые согласно коэффициенту термической усадки.

Объяснение этому факту можно дать исходя из следу­ющего. Вода в тонких капилля­рах замерзает при более низкой температуре, чем в крупных, поскольку давление пара в них тем ниже, чем меньше их ра­диус. Величина этого пониже­ния давления (и соответствен­но температура замерзания воды) может быть рассчитана по уравнениям Кельвина и Клат узиуса—Клапейрона. Из рас­четных данных следует, что при радиусе пор порядка 10 нм (крупные поры геля) темпера­тура замерзания воды пони­зится на 10 °С. Если вода пере­охлаждена, т. е. не замерзает при температуре ниже нормаль­ной температуры ее замерза­ния, то ее свободная энергия иная, чем у льда при той же температуре, поскольку энтро­пия воды больше энтропии льда. Следовательно, посколь­ку льдообразование начинает­ся в крупных порах, то в ре­зультате разной энтропии и свободной энергии системы воз­никает давление жидкости, ко­торое Пауэре [42] предпочи­тает называть «осмотическим» или иногда «давлением расту­щих кристаллов»; оно обуслов­ливает растягивающие напря­жения, которые могут вызвать разрушение материала. Меха­низм диффузии гелевой воды во многом близок своему ма­кроскопическому аналогу — росту ледяных линз в грунтах, вызывающих разрушение до­рожных покрытий. Серьезным подтверждением описанного ме­ханизма может служить тот факт, что морозные поврежде­ния наблюдаются и при замора­живании жидкостей, которые при этом не расширяются, на­пример бензола, и,следователь­но, в них не возникает гидрав­лическое давление.

Вторая часть этой гипотезы действительно осмотического происхождения. Поровая жид­кость представляет собой раст­воры в основном едких натра и калия концентрацией до 0,6 М [44, 45]. Поскольку при охлаж­дении замерзает вода, раствор становится все более концен­трированным и возникает ос­мотический потенциал между более концентрированным рас­твором в тех порах, в которых произошло частичное льдооб­разование, и менее концентри­рованным в порах, где лед от­сутствует. В результате появ­ляется дополнительный источ­ник давления расширения, ко­торый дополняет другие про­цессы, приводящие к разруше­нию бетона. Осмотический ме­ханизм—один из важнейших при объяснении шелушения бе­тона в случае использования противогололедных солей: они повышают концентрацию раст­вора в поверхностной части по - рового пространства бетона. Тот факт, что подобный эффект не зависит от химической природы противогололедного реагента [46], подтверждает существен­ную роль указанного физиче­ского процесса.

Согласно гель-диффузион­ному механизму, воздух, вовле­ченный в бетон в виде пузырь­ков, предохраняет его от по­вреждения при замораживании благодаря сохранению части незамерзающей воды, так как в их присутствии образуется лишь очень небольшое коли­чество льда, перенесенного за счет гидравлического давления воды в цементном камне, по­скольку эти пузырьки никогда полностью не заполнены водой. Следовательно, незамерзшая вода может мигрировать в воз­душные пузырьки, что не при­ведет ни к повышению давле­ния, ни к увеличению свобод­ной энергии. Если же вода в порах замерзнет, то это приве­дет к росту и давления, и сво­бодной энергии. В результате термодинамически более пред­почтительным оказывается пе­ренос воды к воздушным пу­зырькам. Таким образом, оба рассмотренных механизма поз­воляют сделать один и тот же вывод: воздухововлечение предохраняет бетон от разру­шения при замораживании.

Поскольку вода переносит­ся из пор геля в воздушные пузырьки, цементный камень подвергается усадке, что при­водит к его высушиванию. Аналогично этому происходит обезвоживание камня незави­симо от его причины. Этим объ­ясняется сильное уменьшение объема при замораживании цементного камня, содержа­щего вовлеченный воздух.

Отмеченную ранее зависи­мость температуры замерзания от радиуса капилляров (пор) трудно перенести непосредст­венно на процессы, происхо­дящие в цементном камне из - за возможного переохлаждения воды [47]. Последние работы [48, 49] отмечают сложный характер льдообразования при снижении температуры с двумя или тремя пиками на кривой, зависящими от водоцементного отношения. Последний из них не наблюдается до тех пор, по­ка температура не достигнет — 40 °С. С другой стороны, кривые замораживания — от­таивания имеют гиперболичес­кий характер (см. гл. 1).

В работе [50] механизм действия мороза на бетон рас­сматривается с позиций, позво­ляющих объединить обе изло­женные выше гипотезы. По-ви­димому, в разных условиях мо­гут проявляться в большей мере те или иные процессы. Сегодня нет такой количественной тео­рии, которая связала бы рас­ширение цементного камня при замораживании со многими факторами, влияющими на его поведение в этих условиях.

5.6.2.2. Влияние заполни­теля на морозостойкость бето­на. Разрушение бетона при по­переменном замораживании и оттаивании может произойти и из-за использования неморо­зостойкого крупного заполни­теля. Этот процесс в большой степени независим от цемент­ного камня и сравнительно хо­рошо изучен, во всяком случае его качественные стороны [51, 52]. Воздухововлечением нель­зя улучшить морозостойкость бетона, содержащего неморозо­стойкий крупный заполнитель.

5.6.3. Определение парамет­ров вовлеченного воздуха в за­твердевшем бетоне. Исследова­ния системы воздушных пор в затвердевшем бетоне проводят­ся с применением микроскопи­ческих методов согласно стан­дарту ASTM С457 [53]. Хотя существуют две методики, ин­формация, получаемая с их по­мощью для оценки долговечно­сти бетона, одинакова.

5.6.3.1. Подготовка образ­цов для исследования по этим методикам ничем не отличается. Образцы, выпиливаемые из объема бетона, должны быть представительными. Для их обработки используют обычные статистические методы, чтобы обеспечить получение надеж­ных данных. Образцы подвер­гают визуальному осмотру, а затем поверхность полируют, например, с помощью полиро­вального круга, приводимого в действие вручную, или стеклян­ной плиты. Нормально подго­товленная поверхность должна отражать свет подобно зеркалу.

5.6.3.2. Метод линейных из­мерений основан на представле­ниях об эквивалентности слу­чайных измерений длин хорд и объемов пузырьков одной и той же фазы. Так, если La — длина хорд, полученная при проведе­нии произвольной прямой че­рез воздушные пузырьки, по­павшие в поле зрения микро­скопа, a Lt — общая длина линии измерения, то

La/Lt=Va/V,,

Где Va/Vi — отношение соответствую­щих объемов пузырьков в общем объеме материала.

Измерения проводят с помо­щью бинокулярного микроско­па; образец закрепляют на по­движной подставке, перемеща­емой с помощью специального механизма. Увеличение можно изменять от 50 до 125-кратно­го[14]. Общая длина измеряемого участка, обеспечивающая ста­тистически надежные результа­ты, тоже может варьироваться в зависимости от максималь­ного размера крупного запол­нителя, однако для традицион­ного бетона она составляет примерно 2,5 м.

Если параметры воздушных пузырьков отличаются от обыч­ных, то следует получить допол­нительную информацию путем проведения большего числа за­меров, причем не только в про­дольном, но и в поперечном направлении.

5.6.3.3. Метод точечных из­мерений основан на эквивалент­ности объема фазы вероятно­сти ее обнаружения при слу­чайных многократных измере­ниях. Следовательно, если Sa — количество удачных случаев (в поле зрения микроскопа попала воздушная фаза), a Si — общее число измерений, то

Sa/S,= Va/Vl,

Где Va/Vi — отношение объема воз­душной фазы к объему материала [54].

Сама методика состоит в то­чечных дискретных замерах по­верхности образца (см. выше), перемещаемого вдоль и поперек по заранее спланированному пути. Типичная длина пути в каждом направлении составля­ет 2,5 мм. Регистрация данных заключается в простой записи каждого замера в виде «воз­дух» или «не воздух», если тре­буется определить лишь его со­держание. Из перечисленных двух методов предпочтителен второй. Общее число измерений при его использовании зави­сит от максимального размера заполнителя и лежит в преде­лах 1500 для традиционного бетона. Общее число измерений важно для повышения надеж­ности данных и для качествен­ного определения параметров воздушной фазы.

Наибольшие затруднения при использовании перечислен­ных методов возникают в опре­делении самых маленьких пу­зырьков. В этом случае очень важно обеспечить хорошо от­полированную поверхность об­разцов и соответствующую вы­сокую квалификацию опера­тора.

5.6.4. Параметры воздушной фазы. К наиболее важным па­раметрам воздушной фазы, по­лучаемым с помощью описан­ных методов, относятся общее содержание воздуха, число пу­зырьков, их удельная поверх­ность и фактор расстояния меж­ду ними.

Содержание воздуха А вы­числяют по формуле

A = Va/Vc = La/L, = Sa/S, = nl

Где V а, Vс — соответственно объем воздуха и бетона; La, L, — длина ли­нии, проходящей через воздушную фазу, и общая длина линии; Sa, Si — число измерений, приходящихся на воздушную фазу, и общее число изме­рений; I — среднее значение длины всех хорд;

L = La/N,

Где N — общее число воздушных пу­зырьков; n = N/Lt — повторяемость (частотность) обнаружения воздушной фазы.

При проведении микроско­пического анализа воздушной фазы часто отделяют пузырьки воздуха, вовлеченные в бетон­ную смесь, от остальной воз­душной фазы в бетоне. Эта последняя состоит из больших несферических полостей диа­метром более 1 мм. Кроме того, различают воздух, появивший­ся в бетоне в результате свя­зывания части воды в гидрат - ные фазы, и направленные сквозные поры, образовавшие­ся в результате расслоения бе­тонной смеси. Эти различия в целом введены без достаточных оснований, поскольку любой воздух, содержащийся в бето­не, предохраняет его от дейст­вия мороза'. Речь может идти лишь о степени эффективно­сти воздушных полостей: ма­ленькие воздушные пузырьки превосходят в этом отношении более крупные.

Объем вовлеченного возду­ха зависит от максимального размера заполнителя и лежит обычно в интервале 4—8%, что соответствует 9—10 % воз­духа в его растворной части.

Частотность обнаружения пузырьков (n = N/Lt) —число пузырьков, зафиксированных на единице длины измерения с помощью линейного или точеч­ного метода. Чем их больше, тем большей дисперсностью ха­рактеризуется поровая струк­тура бетона, поскольку при за­данном значении воздухововле­чения пузырьки тем мельче, чем выше п.

Согласно рекомендации [4], число п, приходящееся на 2,5 мм, соответствует 1,5—2- кратному содержанию воздуха в бетоне. Так, обычно на 1 м длины образца бетона п = = 300—600.

Удельную поверхность (а) определяют из соотношения

A = A„/Va = 4/I=4n/A,

Где А а — площадь поверхности воз­душных пузырьков; Va — объем пу­зырьков.

Поскольку средняя длина хорд не может быть определе­на методом точек, используют зависимость а = 4п/А.

Обычно ОС 24 — 48 мм ') Очевидно, что величины А, п и а взаимосвязаны.

Фактор расстояния (L). Со­гласно [55], этот параметр по­зволяет оценить критическое расстояние между пузырьками воздуха в бетоне. В методике ^ASTM С457 фактор расстояния L определяют для решения двух задач.

А. Если в цементном камне отношение р/А<_4,342, т. е. если содержание воздуха срав­нительно велико, то значение L рассчитывают по формуле

~L = p/4n — p/Aa,

Где р — содержание цементного кам­ня, т. е. его объемная доля в бетоне.

Методы определения содер­жания цементного камня ана­логичны методам определения воздушной фазы (изучение ан - шлифов микроскопическими ме­тодами).

Анализ изложенной выше зависимости показывает, что при использовании таких мето­дов измерения L представляет собой по существу толщину оболочек из цементного кам­ня вокруг воздушных пузырь­ков, т. е. -*-L = Vp/Aa. Таким образом, согласно этой модели, цементный камень морозостоек, если величина L меньше крити­ческой.

Б. Если отношение р/А> > 4,342, что случается ча­ще (для обычного бетона зна­чение р/А лежит в интервале 3,7...6), то расчет ведут по формуле

£ = (3/а)[1,4(р/Л +1)'/3— 1].

Этот расчет - выполнен для модели кубической матрицы с одинаковыми размерами пу­зырьков воздуха. Для нее фак­тор L — половина расстояния, проведенного по диагонали ку­ба через пузырьки.

Для бетона с вовлеченным воздухом фактор расстояния составляет примерно 100— 200 мкм. Морозостойкость бе­тона повышается в большей степени, если фактор расстоя­ния изменяется до 250 мкм (рис. 5.6) [561.

Значение L зависит от со­держания цементного камня в бетоне. Если известен состав бетона или он может быть рас­считан, то удается определить и содержание в нем цементного камня. Для этой же цели мож­но использовать и усредненное значение 0,25 для ориенти­ровочного определения величи­ны L.

В реальных условиях разме­ры пузырьков воздуха неодина­ковы; они характеризуются раз­ными кривыми распределения и соответственно различными значениями отрезков хорд [57].

Пауэровский фактор рас­стояния не принимает это во внимание.

Данные, учитывающие ха­рактер распределения воздуш­ных пузырьков по размерам, удается обработать с исполь­зованием ЭВМ, что делает по­добную методику более точной.

ВЛИЯНИЕ ВОЗДУХОВОВЛЕЧЕНИЯ НА СВОЙСТВА БЕТОНА

Рис. 5.6. Связь между морозостойко­стью бетона и значением фактора расстояния 1[56]

В работах [58, 59] установ­лена зависимость между кривой распределения воздушных пу­зырьков по размерам и так называемым защитным объе­мом цементного камня. В этих исследованиях найдена коли­чественная связь между содер­жанием воздуха, концентра­цией воздушных пузырьков (под которой понимают числен­ное содержание их в единице объема цементного камня) и расстоянием между пузырь­ками. Если это расстояние рав­но критическому, то цементный камень в бетоне защищен от действия мороза.

Указанное значение факто­ра расстояния между пузырь­ками воздуха называют Фил- лео-фактором; некоторые при­знают его более удачной ха­рактеристикой вовлеченной воздушной фазы, чем фактор расстояния L Пауэрса [61]. Для одного и того же бетона он в среднем составляет 2/з от значения L.

Пока еще данных для окон­чательного суждения о досто­инствах Филлео-фактора недо­статочно; на сегодня большин­ство специалистов считают, что для сравнительной оценки мо­розостойкости бетона их удов­летворяет фактор расстояния Пауэрса[15]. В целом считается, что он должен быть менее 0,2 мм, а в некоторых условиях, включая действие солей, еще ниже. С другой стороны, если бетон находится в сравнитель­но мягких условиях эксплуата­ции, т. е. подвергается менее жестким режимам заморажи­вания и оттаивания, то значе­ние фактора L может быть выше [62], что соответствует теории гидравлического дав­ления.

Если фактор расстояния в бетоне с вовлеченным воздухом достаточно мал, то бетон стоек к действию мороза, включая его морозосолестойкость. Ис­ключение составляют лишь те случаи, когда бетон в течение длительного времени находился под действием горячей воды, что привело к оводнению воз­душных пор.

В последние годы в неко­торых работах высказывается сомнение относительно той роли, которая отводится воз - духововлечению в решении проблемы долговечности бето­на. Эти вопросы обсуждены в порядке дискуссии [60]. В ка­честве одного из доводов при­водили высокую морозостой­кость бетона, не содержащего вовлеченного воздуха. Этот бе­тон имел низкое водоцементное отношение, достаточное содер­жание цемента и был хорошо уплотнен; за ним организовали правильный уход, что обеспе­чило высокую непроницаемость. Тем не менее такой бетон потен­циально неморозостоек.

5.6.5. Влияние типа возду­хововлекающих добавок на систему воздушных пор. На формирование системы воздуш­ных пор оказывают влияние химическая природа и моле­кулярная масса воздухововле­кающих добавок. Эти вопросы все еще недостаточно изучены. В некоторых работах с цемент­ным камнем установлено, что преимущество следует отдать анионактивным добавкам, пре­восходящим по воздухововле - кающему действию катионак - тивные и неионогенные [23], однако еще неясно, можно ли перенести эти результаты на бетон.

Согласно [56], кривая рас­пределения воздушных пузырь­ков по размерам хуже в слу­чае использования неионоген - ных веществ. В связи с тем, ЧТО многие технические добавки со­стоят из компонентов разного состава и молекулярной массы, их, по-видимому, нельзя оце­нить теоретически, не прибегая к опытам.

5.6.6. Другие подходы к мо­розостойкости бетона. Кроме воздухововлечения, представ­ляющегося главным направ­лением в повышении морозо­стойкости бетона, известны и другие. Наиболее очевидные из них — снижение водоцементно- го отношения и соответствен­но сильное повышение непро­ницаемости бетона. При этом в нем остается настолько ни­чтожное число макропор, что бетон не достигает критического насыщения. Однако многие проблемы, связанные с необ­ходимостью повысить морозо­стойкость бетона, возникают именно потому, что приходится для достаточной удобоуклады - ваемости бетонной смеси идти на некоторое повышение содер­жания воды. Последние иссле­дования в области добавок сде­лали возможным производство так называемых низкопористых бетонов при хорошей удобо - укладываемости смеси [63, 64] (см. гл. 4).

Другое направление — вве­дение в бетон пористых мате­риалов, включая золу-унос, размером фракции менее 1 мм. При этом морозостойкость по­вышается без снижения проч­ности бетона, что неизбежно при введении воздухововлекаю - щих добавок. По-видимому, поры в подобных материалах играют ту же роль, что и воз­духововлечение при использо­вании воздухововлекающих до­бавок.

5.6.7. Влияние воздухово­влечения на механические свой­ства бетона. Обычно каждый процент вовлеченного воздуха снижает прочность при­мерно на 5 %. Однако эта ве­личина лишь ориентировочная. По данным [66], основанным на большом экспериментальном материале, зависимость проч­ности бетона от воздухововле­чения подчиняется той же экс­поненциальной зависимости, которая характерна для любого хрупкого материала (рис. 5.7) и описывается уравнением

Яо™ = 10-3'5Л где У?0тн — относительная прочность, т. е. частное от деления прочности бетона с воздухом на прочность бе­тона, не содержащего воздуха; А — доля воздушных пор в бетоне.

Аналогичным образом сни­жается и прочность бетона при изгибе[16]. Это снижение может быть компенсировано уменьше­нием водоцементного отноше­ния вследствие пластифици­рующего действия воздушных пузырьков. Для тощих бетонов или для бетонов со сравнитель­но невысокой прочностью ком­пенсация может быть почти полной, а для прочных бетонов подобного результата удается достичь лишь за счет дополни­тельного введения цемента.

1.0

0,8

I

I 0,6

I

1 0,4

2 §

I M " I

0,05 0,10 0,15 Содержание Воздуха A

Рис. 5.7. Влияние содержания воздуха в бетоие на его относительную проч­ность

Модуль упругости бетона в результате воздухо­вовлечения снижается в такой же степени, как и прочность при сжатии, поэтому в бетоне с воздухововлекающими добав­ками отношение этих величин не изменяется.

Усадка и ползу­честь в результате воздухо­вовлечения существенно не изменяются [67], хотя в отдель­ных работах получены сведе­ния о повышенной ползучести бетона.

ВЛИЯНИЕ ВОЗДУХОВОВЛЕЧЕНИЯ НА СВОЙСТВА БЕТОНА

5.6.8. Влияние воздухово­влечения на проницаемость бетона. Понятие «проницае­мость» относится к тому со­противлению капиллярно-по­ристого тела, которое оно ока­зывает при проникании через него жидкости или газа. Это понятие не совпадает с капил­лярным подсосом жидкости и степенью адсорбции.

Влияние воздухововлечения на эти показатели определя­ется, с одной стороны, срав­нительно большим количеством воздушной фазы, с другой — изменением состава бетонной смеси в результате воздухо­вовлечения. Проницаемость флюидной фазы через капил­лярно-пористое тело пропор­циональна объему доступных пор и квадрату их размеров. Поэтому при прочих равных ус­ловиях вовлечение в матрицу сравнительно большого коли­чества воздуха должно повы­сить ее проницаемость, тогда как абсорбция может и не измениться в заметной степени, поскольку система крупных воздушных пузырьков не обла­дает свойствами капиллярных пор.

Однако воздухововлечение изменяет состав бетонной сме­си: уменьшение водоцементного отношения существенно пони­жает проницаемость бетона, причем этот фактор становится определяющим. В этом же на­правлении изменяется и капил­лярный подсос. Кроме того, в результате улучшения удобо - укладываемости бетонной сме­си повышается ее гомогенность и снижаются возможные де­фекты текстуры. Как следствие воздухововлечение в конечном счете приводит к росту непро­ницаемости бетона.

5.6.9. Влияние воздухово­влечения на химическую стой­кость бетона. Воздухововлече­ние улучшает сульфатостой - кость бетона [69, 70], по-види­мому, вследствие уменьшения водоцементного отношения ипроницаемости, т. е. не нахо­дится в прямой зависимости от содержания воздушной фазы. Относительно больше повы­шается сульфатостойкость то­щих бетонов.

Специальные исследования, касающиеся влияния воздухо­вовлечения на щелочную кор­розию бетона, не проводились. Однако, по данным [71, 72], воздухововлекающие добавки снижают объемные расширения в бетоне, хотя и не влияют на саму реакцию. Их эффект, по-видимому, обусловлен по­явлением резервных объемов для продуктов реакции.

8.5.1. Прочность бетона. Положительное влияние боль­шинства противоморозных до­бавок на микроструктуру це­ментного камня, его поровую структуру и зону контакта с за­полнителем проявляется в улуч­шении физико-механических по­казателей бетона. Однако в свя­зи с …

9.10.1. Общие положения. Добавки, используемые в тор - крет-бетоне, обычно подразде­ляются на четыре категории: ускорители, воздухововлекаю - щие агенты, замедлители и мелкоизмельченные инертные или активные гидравлические добавки. Однако, поскольку добавки …

Долговечностью бетона на­зывается его способность дли­тельно, в предусмотренных проектами пределах, сохранять свои эксплуатационные свойст­ва. Противоморозные добавки по-разному влияют на долго­вечность бетона. В зависимости от внешней среды, химико-ми- нералогического и веществен­ного …

msd.com.ua

Влияние воздухововлечения на свойства бетонной смеси |

Влияние воздухововлечения на свойства бетонной смеси

Механизм воздухововлечения. Вовлечение воздуха происходит на стадии перемешивания смеси, причем добавки лишь стабилизируют воздушные пузырьки, образовавшиеся в смеси при ее перемешивании. В этом случае происходят как бы два процесса. Один из них заключается в захвате воздуха при перемешивании, который диспергируется затем на пузырьки меньших размеров на стадии приложения сдвиговых нагрузок, зависящих от конструкции бетоносмесителей. Второй процесс, в котором участвует заполнитель, носит название пространственного заслона; он нужен для захвата и фиксации пузырьков воздуха при всевозможных перемещениях бетонной смеси в процессе перемешивания. Таким образом, термин «воздухововлекающие добавки» не вполне удачен, так как при приготовлении бетонной смеси в ней оказывается некоторое количество воздуха, которое зависит от условий ее перемешивания и указанных выше функций заполнителя.

Главное, что обеспечивает введение так называемых воздухововлекающих добавок,— повышение содержания пузырьков воздуха по сравнению со смесью без добавок и уменьшение их размеров. Иными словами, следует различать возду-хововлечение как процесс и систему воздушных пор (объем пор и характер распределения по размерам), имея в виду, что воздухововлекающие добавки в бетоне уменьшают размеры пузырьков воздуха и способствуют их сохранению в бетоне.

При отсутствии воздухововлекающих добавок пузырьки воздуха, попавшие в бетонную смесь, в большинстве случаев сравнительно быстро коалесцируют и улетучиваются из нее.

Стабилизирующее действие воздухововлекающих добавок обеспечивается благодаря их адсорбции на поверхности воздушных пузырьков. Молекулы ПАВ ориентированы полярными функциональными группами в сторону воды, а неполярными — в сторону пузырьков воздуха, которые, заряжаясь одноименно, отталкиваются один от другого, что препятствует их коалесценции. Механизм этого процесса аналогичен эмульгирующему и стабилизирующему эмульсии действию ПАВ.

Еще один результат действия подобных добавок — их ориентация на межфазной границе вода — пузырьки воздуха толщиной в несколько молекул в виде так называемого частокола. Это также стабилизирует воздушные пузырьки. Подобный механизм «срабатывает» и в том случае, когда используют неионогенные ПАВ и на поверхности пузырьков не возникают одноименные заряды. Возможно, однако, что поэтому неионогенные вещества обладают более слабым возду-хововлекающим действием и в их присутствии пузырьки воздуха крупнее, чем при введении ионогенных ПАВ.

Следует отметить, что воздухововлекающие ПАВ, сорбируясь на границе раздела воздух—жидкость, уменьшают величину поверхностного натяжения последней, а это в конечном счете повышает термодинамическую устойчивость пузырьков, так как в результате снижается тенденция к их коалесценции. Кроме того, при снижении величины поверхностного натяжения с помощью ПАВ удается диспергировать крупные пузырьки воздуха при меньших усилиях. Поскольку способность пузырьков воздуха всплывать на поверхность, а отсюда, по-видимому, и тенденция к потере жизнеспособности прямо пропорциональны кубу их размеров, уменьшение диаметра пузырьков обеспечивает их большую сохранность.

Образование адсорбционных слоев и соответственно понижение поверхностного натяжения могут обеспечить увеличение прочности пузырьков воздуха против механических деформаций и повреждений за счет так называемого эффекта Марангони. Он проявляется в способности деформированных пузырьков к восстановлению формы вследствие уменьшения толщины адсорбционного слоя и соответственно местного увеличения поверхностного натяжения. Аналогичный механизм определяет стабилизацию пен.

Следующая причина воздухововлекающего действия анионактивных ПАВ, по-видимому, связана с их выпадением в осадок под влиянием жидкой фазы бетонной смеси. Практическое значение имеет содержание гидроксида кальция, образующего с ПАВ труднорастворимые кальциевые соли, так как (в результате гидратации цемента) уже через несколько минут раствор оказывается перенасыщенным относительно Са(ОН)2. Поскольку в результате адсорбции концентрация ПАВ у поверхности пузырьков выше, чем в объеме, логично предположить, что соответственно и пленки труднорастворимых солей, стабилизирующие пузырьки, также имеют достаточную толщину и прочность, чтобы предохранить эти пузырьки от коалесценции . Подобный эффект используют и для стабилизации пены; при этом применяют коллоиды животного происхождения, образующие вокруг пузырьков газовой фазы прочные пленки.

Из сказанного можно заключить, что если в труднорастворимые соли связывается практически все количество введенной добавки, то ее почти не остается в жидкой фазе для понижения поверхностного натяжения. Из-за ограниченного числа экспериментальных данных этот вопрос носит дискуссионный характер: одни авторы соглашаются с тем, что от таких добавок нельзя требовать снижения величины поверхностного натяжения жидкой фазы, другие — что должно оставаться некоторое количество несвязанной добавки для обеспечения удовлетворительного воздухововлечения.

Следует помнить, однако, что многие воздухововлекающие добавки представляют собой смеси ПАВ, одна часть которых связывается в труднорастворимые соединения, а другая остается в жидкой фазе и снижает поверхностное натяжение. Кроме того, известно, что неионоген-ные и катионактивные вещества, которые не образуют труднорастворимых соединений в цементных системах, тоже способствуют воздухововлечению. То же самое можно сказать и о тех анионактивных веществах, кальциевые соли которых водорастворимы, например о сульфопроизводных: они обладают хорошим воздухововлечением. Таким образом, можно предположить, что механизм, предусматривающий формирование вокруг пузырьков воздуха пленок из труднорастворимых соединений, существенной роли в воздухововлечении не играет.

Еще один путь стабилизации системы пузырьков — адсорбция ПАВ на частицах цемента. После контакта с водой частицы цемента быстро покрываются экранирующими их продуктами гидратации, состоящими преимущественно из гидросиликатов кальция. Эти пленки из-за малой проницаемости для воды способствуют появлению индукционного периода при гидратации цемента, соответствующего (округленно) времени до начала схватывания и до закрепления системы воздушных пузырьков в бетонной смеси.

Продукты гидратации цемента заряжены положительно, что обусловлено адсорбцией кальций-ионов.Высказано предположение, что воздухововлекающие вещества адсорбируются затем на этих заряженных частицах за счет сил электростатического притяжения, т. е. отрицательно заряженными ионами анионактивных ПАВ. В результате обеспечивается гидрофобизация твердых частиц; такие частицы фиксируются на пузырьках, и, поскольку их размеры значительно меньше, чем размеры пузырьков, они экранируют пузырьки, препятствуя тем самым коалесценции. Этот процесс аналогичен процессу флотации, применяемой при обогащении руд.

После образования системы воздушных пузырьков происходят дальнейшие процессы, которые влияют на окончательное формирование поровой структуры в затвердевшем бетоне. Эти процессы состоят из растворения пузырьков воздуха и их диффузионного переноса.

Таким образом, в маленьких пузырьках давление может быть значительным. Поскольку растворимость газов в жидкости пропорциональна их давлению, то и концентрация воздуха в жидкой фазе вблизи маленьких пузырьков выше, чем вблизи более крупных. Поэтому происходит диффузионный перенос газа в соответствии с градиентом концентрации, что в конечном счете приведет к перемещению воздуха от мелких пузырьков к более крупным и, следовательно, к смещению кривой их распределения вправо, т. е. в сторону этих последних. Практически это означает, что самые мелкие пузырьки воздуха исчезнут. Ориентировочные расчеты, выполненные в соответствии с законом Генри и коэффициентом распределения Генри для растворения воздуха в воде, показывают, что диаметр таких пузырьков должен быть примерно 4 мкм. По-видимому, этот приближенный расчет справедлив, так как микроскопическое определение показало, что в затвердевшем бетоне отсутствуют пузырьки меньших размеров.

Факторы, влияющие на количество вовлеченного воздуха. Как отмечалось ранее, общее количество воздуха в бетоне — не самая важная характеристика для оценки его морозостойкости, но единственная из возможных для бетонной смеси. Одной из самых значимых характеристик считается «фактор расстояния» между пузырьками: чем он ниже, тем выше долговечность бетона.

Дозировка добавок. С увеличением содержания добавок возрастает и количество в бетоне вовлеченного воздуха. Для большинства добавок эта зависимость носит параболический характер и имеет тенденцию к достижению определенного уровня при значительном их содержании. Однако не существует строгого соотношения между количеством введенной добавки и степенью воздухововлечения: одни добавки могут оказаться более эффективными, другие менее.

Осадка конуса. Чем выше осадка конуса бетонной смеси, тем больше воздухововлечение. Так, увеличение осадки конуса примерно до 75 мм способствует повышению содержания воздуха на 1 %; чем больше воды в бетонной смеси, тем она более подвижна, поэтому воздуху легче оказаться в смеси при перемешивании. Однако если осадка конуса составляет более 175 мм, воздух легко удаляется при перемешивании и укладке бетонной смеси, т. е. снижается воздухосодержание.

Влияние крупного заполнителя. С повышением максимальных размеров заполнителя содержание воздуха в бетоне снижается. Согласно АО-методу подбора состава бетона, можно вовлечь 7,5 % воздуха при использовании заполнителя размером фракции около 10 мм и только 5 % — размером 50 мм. Этот результат косвенный, поскольку максимальный размер заполнителя подбирается с учетом растворной части бетонной смеси, причем эта зависимость обратно пропорциональная.

Влияние мелкого заполнителя. Мелкие заполнители способствуют воздухововлечению благодаря тому, что, во-первых, служат «ловушкой» для воздуха, и, во-вторых, удерживают его. Наличие воздухо-вовлекающих добавок стабилизирует образовавшуюся систему воздушных пор. Чем больше содержание песка в общем количестве заполнителей, тем выше содержание воздуха в бетонной смеси. Однако помимо этого понятного соотношения следует учитывать еще и эффект размера и гранулометрического состава частиц, проявляющийся наиболее сильно в тощих бетонных смесях.

Установлено, что максимальное воздухосодержание обеспечивают фракции песка со средними размерами от 150 до 600 мкм. Для более жирных бетонных смесей роль заполнителей в образовании воздушной полости менее существенна. Иногда влияние различных характеристик песка на содержание воздуха в бетонной смеси трудно понимаемо. В некоторых случаях проблему можно решить путем применения песка других месторождений. Песок — наиболее важный фактор воздухововлечения, и подчеркивается необходимость контроля за его однородностью.

В случае если песок загрязнен примесями природного происхождения или промышленными, воздухововлечение может измениться в сторону как увеличения, так и уменьшения.

Влияние высокодисперсных материалов. Присутствие таких дисперсных материалов, как зола-унос, других минеральных добавок и пылеватых фракций песка снижает воздухововлечение и требует поэтому увеличения содержания воздухововлекающих ПАВ. Действие подобных минеральных материалов, по-видимому, двояко: во-первых, на их смачивание требуется значительное количество воды, которая вследствие этого уже не может выполнять воздухововлекающие и воздухоудерживающие функции; во-вторых, на высокодисперсных материалах сорбируется больше молекул воздухововлекающих добавок, и это тоже отражается на содержании воздуха в смеси. Это относится и к золам, характеризующимся большими потерями при прокаливании из-за значительного содержания в них несгоревших частиц угля. Чтобы компенсировать сильное снижение содержания воздуха, необходимо ввести в бетонную смесь дополнительное количество воздухововлекающих добавок.

Аналогичная проблема может возникнуть при использовании загрязненного песка: его применение приводит к необходимости существенного увеличения дозировки воздухововлекающих добавок. Для жирных бетонных смесей, т. е. смесей с повышенным содержанием цемента, также характерно снижение воздухововлечения, особенно если используют высокодисперсный цемент.

Влияние температуры. Чем выше температура бетонной смеси, тем меньше в ней воздуха. Это справедливо и в том случае, если водоцементное отношение изменяют таким образом, чтобы сохранить неизменной осадку конуса. Хотя в принципе можно ожидать, что при повышении температуры в бетонной смеси будет содержаться меньше воздуха, однако детали, раскрывающие природу этого эффекта, недостаточно ясны. Этот результат более важен для высокого значения осадки конуса смеси. Так, при осадке конуса смеси 175 мм повышение температуры на 15 °С снижает содержание воздуха на 1 %, тогда как при осадке 25 мм такое же изменение температуры практически не влияет на содержание воздуха в смеси.

Влияние других добавок. При введении лигносульфонатов в качестве пластифицирующих или замедляющих схватывание цемента добавок требуется меньше воздухововлекающих веществ для обеспечения заданного содержания воздуха. Это объясняется тем, что лигносульфонаты сами обладают некоторым воздухововлечением.

Хлорид кальция немного повышает содержание воздуха в присутствии воздухововлекающих добавок, однако этот эффект незначителен. Хлорид кальция, как и все другие вещества, следует вводить отдельно от воздухововлекающей добавки.

Влияние химического состава цемента. Цементы с высоким содержанием щелочей легче вовлекают воздух, чем с низким, поэтому для смесей на них требуется меньше воздухововлекающих добавок (однако следует контролировать фактор расстояния между пузырьками). Исследования показали, что высокое содержание щелочей в цементе приводит к возрастанию фактора расстояния при использовании в качестве воздухововлекающей добавки винсоловой смолы и к понижению — при введении лигносульфонатов.

Возможны случаи загрязнения цемента маслами или другими веществами, влияющими как на увеличение, так и на уменьшение воздухововлечения. Это может быть причиной различия в воздухововлечении при изготовлении бетона на цементе одинакового состава. Некоторые виды цемента чувствительны к тем или иным агентам, хотя причины этого труднообъяснимы; соответственно возникают трудности в исключении этого явления путем замены цемента или применения добавок.

Влияние условий перемешивания. С увеличением интенсивности перемешивания смеси растет и содержание в ней воздуха, которое может превысить допустимое. Удлинение сроков перемешивания сначала приводит к незначительному повышению воздухововлечения, но дальнейшее перемешивание вызывает снижение содержания воздуха в смеси, причем время достижения максимума наступает тем раньше, чем меньше начальная осадка конуса. Понижение воздухосодержания при продолжительном перемешивании, по-видимому, можно связать с наблюдающимся при этом уменьшением подвижности смеси.

Загрязнение лопастей мешалки, в том числе затвердевшим бетоном, уменьшает содержание воздуха, равно как и работа бетоносмесителя с перегрузкой.

Вибрация бетонной смеси. Вибрация снижает содержание воздуха, поскольку при этом возможно слияние крупных пузырьков. Более продолжительное вибрирование смеси слабо изменяет фактор расстояния, хотя содержание воздуха при этом ощутимо уменьшается. Это обстоятельство важно для получения прочного бетона в результате отсутствия расслоения смеси.

Подбор бетонной смеси с заданным содержанием воздуха. Два принципиальных фактора отличают технологию подбора смеси с заданным воз-духововлечением от аналогичной технологии, не требующей воздухововлечения. Первый из них — воздушные пузырьки повышают подвижность смеси, второй — они снижают прочность бетона. Благодаря повышению подвижности нужно вводить в смесь меньше воды для сохранения неизменной величины осадки конуса. При подборе состава бетона методом аб солютных объемов требуется также уменьшение объема мелкого заполнителя. Для сравнительно жирных и поэтому достаточно прочных бетонов повышение их прочности вследствие снижения водоцементного отношения перекрывает снижение прочности вследствие воздухововлечения, а для более тощих — наоборот. Следовательно, при подборе составов бетонов следует ориентироваться на некоторое повышение расхода цемента.

Влияние воздухововлечения на свойства бетонной смеси. Воздухововлечение, повышая подвижность смеси, улучшает технологичность: ее легче транспортировать, укладывать и формовать без расслоения. Этот эффект вызван «подшипниковым» действием пузырьков воздуха, которых содержится около четверти миллиона в 1 см3 цементного теста. Реологические характеристики бетонной смеси можно измерить, например, используя такие параметры, как пластическая вязкость и др, однако пока еще имеется мало данных о влиянии на них воздуха. Удобообрабатываемость в результате воздухововлечения улучшается для любых бетонных смесей, но особенно высок этот эффект при работе с жесткими смесями на природных легких заполнителях.

Водоотделение и расслоение. Наличие в бетонной смеси воздуха уменьшает опасность водоотделения и расслоения. Отделение твердой фазы может приводить к образованию каналов, расположенных по вертикали и заполненных водой. В отдельных случаях отделившуюся воду удается вновь ввести в состав бетонной смеси при ее последующей укладке, в других — образуется затвердевшая корка и вода оказывается под этим затвердевшим бетоном в виде каверн, ослабляющих материал. Решение одной из важнейших проблем, связанных с водоотделением, — своевременное возвращение воды в бетонную смесь — облегчается с помощью воздухововлечения.

Сегрегация (расслоение) — разделение твердых частиц бетонной смеси вследствие различия их гранулометрического состава — проявляется либо при транспортировании смеси, либо при уходе за нею. Воздухововлечение в бетонную смесь уменьшает опасность расслоения, хотя этот прием нельзя рассматривать как метод борьбы с расслоением. Детали механизма, ответственного за положительное влияние воздухововлечения на водоотделение и расслоение смеси, еще недостаточно ясны. По-видимому, пузырьки воздуха, вовлеченные при использовании ПАВ, улучшают когезионные свойства и гомогенизируют неустойчивые смеси. Кроме того, они повышают их жизнеспособность, уменьшая тенденцию к расслоению. Наконец, пузырьки воздуха, занимая примерно четвертую или пятую часть цементного теста в смеси, уменьшают ее расслоение и водоотделение, т. е. выполняют примерно те же функции, что и частицы песка. Однако в связи с тем, что адсорбционные пленки введенных ПАВ тормозят осушение пен, воздухововлечение играет большую роль, чем частицы песка.

Влияние воздухововлечения на отделочные операции. Бетонные смеси, содержащие воздух благодаря введению добавок, обычно труднее поддаются отделке, так как они обладают большей «связностью» и меньше выделяют воды. Однако при использовании соответствующих приспособлений отделочные операции с такими составами не вызывают особых затруднений. Кроме того, следует принимать во внимание, что в связи с уменьшением опасности водоотделения проведение таких операций упрощается, а поверхности оказываются более долговечными. Воздухововлечение не влияет на сроки схватывания цементов в бетонной смеси.

Определение воздухосодержания. Известны три метода для определения содержания воздуха в смеси: гравиметрический (С 138), под давлением (С231) и волюмометрический (С 173). Первый из них включает взвешивание пробы для определения ее истинной плотности. Значение состава смеси и истинной плотности ее компонентов позволяет рассчитать содержание воздуха. Этот метод обычно не используют при полевых испытаниях.

Наиболее широко распространен второй метод, основанный на законе Бойля. Пробы бетонной смеси помещают в контейнер, затем его соединяют с другим, в котором предварительно создают заданное давление. Степень понижения давления зависит от воздухововлечения в пробах: манометр обычно тарируют таким образом, чтобы по его показаниям непосредственно получить данные о воздухосодержании в пробах.

Основной недостаток этого метода состоит в том, что не удается отделить воздух, вовлеченный в бетон, от воздуха, который содержится в заполнителе. Поэтому приходится вводить поправочный коэффициент, значение которого находят заранее, помещая в контейнер только заполнитель. Ошибка при введении поправочного коэффициента для пористого заполнителя значительна, поэтому для легких бетонов этот метод не рекомендуется.

При волюмометрическом методе пробу закрепляют в верхней половине контейнера, нижнюю половину которого (конической формы) заполняют водой до метки на мерном стекле. Затем контейнер встряхивают и по изменению уровня жидкости вычисляют воздухосодержание. Метод пригоден и для измерения воздухосодержания в легких бетонах.

Существует мини-вариант метода, основанный на том же принципе, но образцы представляют собой растворную часть, отобранную из бетонной смеси (объем образцов всего несколько см3). Методология работы с таким прибором предусматривает его калибровку по «стандартному» растворному образцу, отобранному из бетонной смеси; поскольку анализируемые пробы существенно отличаются от взятой для калибровки, этот метод менее точен и дает больший разброс результатов. Его достоинство — быстрота измерения.

В другом варианте волюмометрического метода предусмотрено введение малых доз спиртов в воду для пеногашения, что повышает точность измерения. Однако волюмометрическая жидкость не должна быть на спиртовой основе из-за его контракции при смешении с водой. Это приводит к систематической ошибке — определению повышенного против реального содержания воздуха в образцах.

Как уже указывалось, общее воздухосодержание — не самая важная характеристика бетонной смеси. Другие факторы (геометрические — размеры заполнителей и их соотношение) значительно важнее, однако пока их удается определить только в затвердевшем бетоне.

midas-beton.ru

Влияние воздухововлекающих добавок на свойства бетона

При подготовке любой бетонной смеси особое внимание следует уделять такому важнейшему фактору, как воздухововлечение в раствор. Именно наличие воздуха в бетонном растворе определяет во многом его качественные характеристики, включая и долговечность готового изделия. В строительстве используют особые средства для достижения оптимального показателя, который определяется количеством, диаметром и расстоянием между воздушными пузырьками. 

Эти спецдобавки называют воздухововлекающими наполнителями. Простейшим наполнителем, знакомым всем, является обыкновенный песок, но профессиональные бетонщики используют большое количество специализированных веществ. В данной статье мы рассмотрим, насколько велико влияние процесса воздухововлечения на потребительские характеристики бетона.

Процедура вовлечения воздуха выполняется, когда смесь перемешивается, при этом добавка только оптимизирует расположение воздушных пузырьков, которые образуются в растворе при перемешивании. Здесь имеют место две фазы. В одной происходит захватывание воздуха с перемешиванием, который после этого распределяется на пузырьки с меньшими размерами, когда наступает время для активации сдвиговых нагрузок, обусловленных конструктивными особенностями миксеров. 

Во второй фазе, где задействован наполнитель, обусловленной пространственным заслоном, необходимым при захватывании и фиксирования воздушных сфер при образовании смеси раствора. Можно отметить, что здесь терминология «воздухововлекающая добавка» не совсем себя оправдывает, поскольку при формировании смесей в них попадает воздух, объём его обусловлен особенностями миксации и вышеуказанными функциональными наполнителями.

Главная функция воздухововлекающей добавки – увеличение объемной доли воздушных пузырьков, если сравнивать с приготовленными без спецдобавок и со снижением размеров. Иначе говоря, нужно различать понятие воздухововлечение как название процедуры с системой воздушных пористых элементов (их объем и структуру размещения по габаритам), учитывая, что эти спецдобавки снижают физические габариты пузырьков и помогают им сохраниться в растворах.

Воздухововлекающие наполнители помогают в стабилизации пузырьков за счет процесса адсорбции, происходящем на их внешнем слое. Молекулярная структура ПАВ ориентирована за счет полярно ориентированных структур в сторону воды, а диполярные обеспечивают ориентирование на пузырьки, которые при одновременной зарядке начинают отталкивать друг друга, обеспечивая их целостность. Структура работы этого процесса соответствует воздействию ПАВ.

Второе, что обеспечивают данные спецдобавки – ориентацию на межфазных границах между водой и пузырьками с показателем толщины, сравнимом с несколькими молекулярными соединениями, собранными в подобие «забора». Это влияет тоже на стабилизацию пузырьков. Этот механизм также «включается» при применении неионогенные типов ПАВ, когда на внешней стороне пузырей не формируются одинаково заряженные частицы. Есть мнение, что это и обуславливает недостаточный воздухововлекающий эффект неионогенных элементов, когда с ними пузырьки становятся больше по размеру, чем с использованием ионогенов.

Исходя из названия, понятно, что для этих добавок главным критерием становится возможность вовлекать воздух в раствор, чтобы обеспечить максимальное и оптимальное насыщение бетона, но в основе своей все добавки обладают рядом свойств, которые позволяют готовить разные типы цементных растворов, исходя из их технической направленности. 

ПАВ с функцией воздухововлечения при сорбации на уровне границ раздела воздуха с жидкостью уменьшат показатель поверхностного натяжения, что, в итоге, увеличивает термодинамический стабилизирующий фактор за счет снижения склонности к их коалесценции. Также, когда снижается эта величина, за счет ПАВ можно диспергировать большие пузырьки с меньшими усилиями. 

Так как способностью воздушных пузырьков является возможность всплывать наверх, это формирует тенденцию терять жизнестойкость прямо пропорционально их кубическому размеру, снижение размера диаметра пузырей обеспечит им большую жизнестойкость.

Формирование слоя адсорбции способствует увеличению прочностных характеристик пузырьков от деформирования вследствие эффекта Марангони, заключаемом в способностях деформировавшихся пузырей восстанавливать формы при снижении толщины адсорбентного уровня и локального роста поверхностного натяжения. Такой же механизм работает в стабилизации пены.

Другим критерием, обуславливающим воздухововлекающий эффект анионактивных ПАВ, можно назвать их выпадение в осадок из-за жидкой среды раствора. Практическое значение обусловлено гидроксидом кальция, который формирует труднорастворимый тип кальциевых солей, потому что через короткое время смесь перенасыщается. 

Так как после абсорбирования уровень концентрации добавки на внешнем слое пузырей превышает внутренний, то это говорит о том, что соляные пленки соли отличаются должной толщиной и упругостью для сохранения пузырей от коалесценции. Этот эффект помогает стабилизировать пену, когда используют еще и органические коллоиды, формирующие на пузырьках прочную пленочную структуру.

Из вышесказанного легко сделать вывод, что если с труднорастворимыми солями связан весь арсенал спецдобавок, то их уже не останется в жидкой фазе, способных понизить поверхностное натяжение. В данной сфере не проводилось больших научно-практических исследований, а так как число экспериментов было невелико, этот вопрос еще служит предметом дискуссий. Одни исследователи согласны, что от этих наполнителей не нужно требовать снижение поверхностного натяжения жидкой фазы, а другие уверены, что нужно оставлять определенный объем несвязанных добавок, чтобы обеспечить нормальное воздухововлечение.

Нужно знать, что большая часть спецдобавок – это микс из ПАВ, одна часть из которых связана труднорастворимыми веществами, а вторая представлена в виде жидкости и понижает натяжение. Также, отметим, что неионогенные и катионактивные соединения, не образующие труднорастворимые вещества, помогают процессу воздухововлечения. Это же можно отметить и в связи с анионактивными веществами с растворимыми типами кальциевых солей. Можно заявить, что структура, формирующая труднорастворимую пленку на пузырях, не обладает большим значением в процедуре вовлечения.

Другой способ стабилизации пузырьковой структуры – абсорбирование ПАВ на цементных элементах. После контактирования с жидкостью цементная пыль покрывается экранирующим слоем гидратационных продуктов, которые формируют период индукции при гидратировании.

Созданные путем гидратации вещества заряжены положительно. Когда пузырьки образовались, то в дело вступают другие процессы, оказывающие влияние на финальное формирование структур пор в застывшем растворе, -– распад пузырей и их диффузионный перенос.

Можно отметить, что показатель давления в небольших пузырях может быть существенным. С учетом пропорциональности растворимости газов к их давлению, концентрация воздуха в жидкой фазе около небольших пузырей больше, чем около крупных. За счет этого формируется диффузионное перемещение газа с учетом их градиента концентрации. Это определяет тот факт, что самые маленькие пузыри исчезают. Примерные расчеты, с использованием закона Генри с коэффициентом распределения Генри по растворению воздуха в воде, показали, что средний размер пузырьков составляет 4 микрометра.

Как выше было сказано, общая массовая доля воздуха – не относится к потребительски важным характеристикам его морозоустойчивых свойств, но только она становится единственно возможным фактором для раствора. К числу самых важных признаков можно отнести показатель расстояния от одного пузырька до другого – чем он меньше, тем более долговечным будет бетон.

Дозирование наполнителей. Чем больше содержание добавки, тем больше будет объемная доля воздуха в бетонах, но в этом случае необходимо осуществлять строгий контроль, чтобы не нарушить нормативы.

Осадка конуса. Чем она выше, тем больше будет вовлечение воздуха.

Воздействие крупных наполнителей – когда увеличен размер частиц добавки, то воздух в бетоне уменьшается.

 

Воздействие мелких наполнителей – они помогают вовлекать воздух, служа своеобразными захватчиками воздуха и могут его удерживать. Оптимальное вовлечение обеспечат фракции песка 150-600 микрон. Песок относится к самым важным факторам вовлечения, что обуславливает строгий контроль за его качеством.

Высокодисперсные вещества – зола с прочими минеральными добавками и песочная пыль уменьшают вовлечение воздуха, что требует использование дополнительных воздухововлекающих ПАВ. Влияние этих материалов вызывает повышенную потребность в воде, чтобы их смачивать, а также на них сорбируется множество молекул добавок для воздухововлечения, оба этих причины снижают качество бетонной смеси, поэтому нужна компенсация данными добавками.

Такие же проблемы вызывает и загрязненный песок, поскольку с ним необходимо использовать добавки. Жирные бетонные смеси, в которых много высокодисперсного цемента также будут вовлекать мало воздуха.

Температурные влияния. С ростом температуры смеси количество воздуха в ней уменьшается.

Влияние иных наполнителей. Если вводить лигносульфанаты для пластификации или замедления застывания цемента, то воздухововлекающих добавок нужно меньше. Хлорид кальция повысит воздух в комплексе с другими воздухововлекателями, но незначительно. Его нужно использовать отдельно от других спецдобавок.

Особенности химсостава цемента. Высокощелочной цемент быстрее вовлекает воздух, ему нужно меньше добавок, но необходимо следить за показателем расстояния между пузырями.

Иногда цемент может быть загрязнен масляной или иной посторонней примесью, что может уменьшить/увеличить воздухововлечение. Этим объясняется разница воздухововлечения при подготовке смеси из одинакового сорта цемента.

Способы и особенности перемешиваний. Когда увеличивают скорость перемешивания, то одновременно с ней увеличивается и объемная воздушная масса, в определенные моменты она может преодолеть отметку допустимой нормы. Если увеличить срок перемешивания, то это вначале вызовет небольшое повышение воздуховлечения, но в дальнейшем оно вызовет понижение воздуха в растворе, причем максимальный уровень наступит тем ранее, чем менее первоначальная осадка конуса. Снижение наличия воздуха при долгой миксации, скорее всего, можно объяснить тем, что в это время уменьшается подвижность смеси.

Загрязненные лопасти миксера, включая и застывшие частицы бетона, уменьшат содержание воздуха, так же, как и бетономешалка, работающая с перегрузками.

Вибрирование раствора. Процесс вибрации снизит объемную долю воздуха, так как он способствует превращению отдельных пузырей в один. Достаточно долгая вибрация несильно изменит показатель расстояния, но воздуха при этом будет меньше. Этот момент нужно учесть, если необходимо на выходе получать прочный бетон без расслаивания в смеси.

1. Пузырьки воздуха повысят показатель подвижности смесей, что обеспечит его равномерное распределение укладку.

 

2. Воздушные пузырьки снизят прочность бетона, что является существенным фактором, если этот показатель играет большое значение в том или ином случае.

Так как повышается подвижность, то воды можно использовать меньше, чтобы сохранить неизменной размер конусной осадки. Если нужно подбирать техсостав бетонов способом абсолютных объемов, то нужно уменьшить содержание мелких наполнителей. В случае насыщенных или особо крепких типов бетона увеличение их прочности за счет снижения отношения воды к цементу перекроет снижение из-за вовлечения воздуха, а если смесь «тощая» - то обратный эффект. 

Можно отметить, что если подбирать состав бетона, то нужно иметь в виду, что расход цемента будет повышенным. В конечно итоге все зависит от конкретных поставленных задач и технических условий, при которых будет использоваться готовый бетонный раствор.

Влияние процесса воздухововлечения на характеристики бетонного раствора. Благодаря этому процессу повышается показатель подвижности смесей, улучшается его технологичность, которая выражается в том, что раствор будет проще перевозить, класть и выполнять формовку без распада на отдельные слои. Данный фактор вызывается воздействием воздушных пузырьков, общее число которых достигает 250 тыс на один кубический сантиметр цементного раствора.

Ряд реологических показателей смесей измеряют с использованием пластической вязкости и других существенных параметров. Но на настоящий момент собрано недостаточно данных о том, какое воздействие на них оказывает воздух. Показатель удобообрабатываемости под влиянием воздухововлечения увеличивается у любой бетонной смеси, но особенно сильно он проявляется, когда работа идет со смесями жесткого типа, основанных на естественных облегченных наполнителях.

Водоотделение и расслоение. Когда в растворах присутствует воздух, то это способствует уменьшению риска расслоения и водоотделения. При этом разделение твердой фазы приводит к появлению проходов, локализованных вертикально и наполненных водой. Иногда отделившуюся воду можно обратно ввести в раствор в процессе укладки, но чаще из-за этого формируется твердая корка, под которой собирается вода. Эти каверны ослабляют бетон. Чтобы решить эту задачу, имеющую важнейшее значение, и вернуть воду в раствор, используется воздухововлечение.

Процесс сегрегации, расслоения, происходит, когда разделяются твердые частицы из-за различия в размерах гранул их компонентов. Это обусловлено транспортировкой или способом хранения смеси. Введение воздуха снижает риск расслоения, но данный способ не нужно считать основным приемом для избавления от расслоений. Детально механизмы, ответственные за положительные аспекты воздействие введения воздуха на расслоение, исследователями еще не рассматривались и пока нет точного ответа, чем это можно объяснить. 

Скорее всего, пузырьки воздуха, которые вводятся под влиянием ПАВ, повышают когезию и гомогенизируют малоустойчивые растворы. Также они служат для повышения их жизнестойкости, снижая склонность к распаду на слои. Также эти пузырьки, занимающие до 25% от общего объема цементного теста, могут уменьшить распад на слои и водоотделение, то есть работают аналогично песочным частицам. Но с учетом того, что адсорбционные пленки ПАВ затормаживают осушение пены, введению воздуха отдается большая роль, чем песок.

Введение воздуха и отделка. Бетонные растворы, которые включают воздух, введенный посредством добавки, чаще всего намного проблематичнее подвергать отделочным работам, поскольку они отличаются увеличенной вязкостью и выделение воды в них снижено. Но с помощью соответствующего инструмента с ними можно выполнять любые работы по отделке без затруднений. Также нужно учесть, что при снижении риска отделения воды, выполнять эти процессы можно гораздо проще, а внешний слой на поверхности прослужит длительный период. Отметим, что введение воздуха не оказывает влияния на сроки схватывания цемента.

Есть 3 практических способа, с помощью которых можно найти этот показатель:

  1. гравиметрия
  2. давление
  3. волюметрия

 

Гравиметрический способ основан на взвешиваниях контрольного образца для установления плотности. Показатель химсостава раствора с истинной плотностью его элементов может дать определение доли воздуха. Этот метод редко применяют в полевых условиях.

Второй способ, который базируется на известном законе Бойля, пользуется более широкой популярностью. Пробу заливают в емкость, объединенную трубкой с другим отсеком, где создается определенное давление. Показатель падения давления обусловлен воздухововлечением в опытном образце – манометр настраивают так, чтобы его показатели соответствовали воздуху в образцах.

К недостатку этого способа является тот факт невозможности разделения разных «воздухов» из раствора и заполнителей. Чтобы это компенсировать, вводят коэффициент на поправку, его вычисляют до основных измерений, размещая в контейнере лишь добавочные материалы. Погрешности этого коэффициента в работе с пористыми наполнителями весьма серьезны, поэтому методика чаще практикуется к бетонам легкой формации.

Волюметрическая методика выполняется таким образом – пробу фиксируют вверху емкости, а нижнюю его часть, обладающую формой конуса, наполняют водой до отметки. Потом контейнер трясут, а изменение уровня покажет, как рассчитать количественное значение воздуха. Методика пригодна для нахождения величины воздуха и в легковесном бетоне.

Есть и облегченная версия этого метода, которая базируется на той же принципиальной технике, но образчики бетона берут из растворной части, взятой из бетона. При этом масса пробы не превышает нескольких кубических сантиметров. Методологически тут предусмотрено калибрование на основе нормативного образца раствора, извлеченного их смеси. Так как пробы для анализа отличаются от тех, которые брали для калибровки, то этот метод не такой точный и выдает довольно размытые значения, но его положительный момент – оперативное измерение, которое порой необходимо выполнить в короткие сроки.

Также есть вариация волюметрического метода, в которой используют ввод небольших объемов спирта в воду, чтобы погасить пену и повысить точность вычисления. Но жидкость для волюметрии не должна быть на основе спирта, так как он реагирует на воду при перемешивании, что ведет к систематическим ошибкам – определение более повышенного объема воздуха в пробах.

Мы уже отмечали выше, на практике воздухововлечению не всегда уделяют должное внимание и не считают его серьёзным потребительским показателем. Есть и много других критериев, которые намного важнее, но их можно определять только в уже застывшем бетоне, например, габаритные размеры структурных элементов в добавках с их соотношением. Тем не менее, не следует забывать о том, что именно этот процесс ответственен за качество и прочность результата работы по формированию готового бетона.

www.domplitki.net

Влияние воздухововлечения

Как было указано выше, цель воздухововлечения — создание морозостойкости бетона. В начальный период замораживания поры воспринимают гидравлическое давление, возникающее в капиллярах цементного камня, а в последующий период замораживания поры препятствуют росту микроскопических кристалликов льда в цементном камне или ограничивают этот рост. Каждая пора защищает только свою тонкую стенку, поэтому при слишком большом расстоянии между порами происходит расширение цементного камня. Если все стенки пор защищены, цементный камень устойчив к действию мороза, и вследствие поглощения порами свободной воды замерзающий цементный камень уменьшается в объеме при понижении температуры, как и любое твердое тело при охлаждении. При оттаивании вода возвращается из пор в цементный камень, поэтому защитное действие вовлеченного воздуха продолжается при попеременном замораживании и оттаивании. Воздухововлечение влияет и на другие свойства бетона. Наиболее важно его влияние на прочность бетона в любом возрасте. Следует напомнить, что прочность бетона прямо пропорциональна плотности, а поры, образованные вовлеченным воздухом, снижают прочность, как и любые другие поры. На рис. 7.21 показано, что при введении воздухововлекающей добавки в бетонную смесь без изменения ее состава снижается прочность бетона пропорционально объему воздуха в бетоне. В рассматриваемой области при содержании воздуха до 8%, криволинейная зависимость прочности от пористости не проявляется. Пунктирная кривая на рис. 7.21 показывает зависимость прочности от пористости для случая, когда поры образованы не вследствие воздухововлечения, а из-за неравномерного уплотнения. Испытания, проведенные для бетонов с ВЩ в интервале 0,45—0,72, показали, что потеря прочности, выражаемая как часть прочности бетона без воздухововлечения, не зависит от состава смеси. Общая потеря прочности на сжатие составляет 5,5% на каждый процент содержания воздуха. Влияние на предел прочности при изгибе значительно меньше. На практике эту потерю прочности не нужно учитывать полностью, так как воздухововлечение положительно влияет на удобоукладываемость бетонной смеси. В результате при одной и той же удобоукладываемости введение воздухововлекающих добавок приводит к уменьшению водоцементного отношения по сравнению с той же смесью без добавок. В тощих смесях с соотношением заполнитель: цемент 8 или больше, особенно при применении угловатых заполнителей, улучшение удобоукладываемости вследствие воздухововлечения таково, что возможное снижение В/Ц полностью компенсирует потерю прочности из-за наличия пор. В массивных конструкциях, где важна не прочность, а тепловыделение цемента, применение воздухововлекающих добавок позволяет перейти на смеси с малым содержанием цемента и, следовательно, с небольшим подъемом температуры. В жирных смесях влияние воздухововлечения на удобоукладываемость меньше, В/Ц может быть уменьшено незначительно и наблюдается потеря прочности. В общем вовлеченный воздух в количестве 5% повышает показатель уплотнения бетона на 0,03—0,07, а осадку конуса на 1—5 см (рис. 7.22). Воздухововлекающие добавки эффективны также для улучшения удобоукладываемости жестких легкобетонных смесей. Причина улучшения удобоукладываемости при применении воздухововлекающих добавок заключается, вероятно, в том, что воздушные поры сохраняющие сферическую форму под действием поверхностного натяжения, выполняют роль мелкого заполнителя с очень малой поверхностью сцепления и значительной упругостью. Вовлеченный воздух придает бетонной смеси свойства смеси с увеличенным количеством мелкого заполнителя, поэтому при введении воздухововлекающих добавок содержание песка в бетонной смеси должно быть уменьшено. Это позволяет еще уменьшить водосодержание смеси, т. е. компенсировать потерю прочности из-за наличия пор. Следует заметить, что воздухововлечение влияет на консистенцию или подвижность смеси; она становится более пластичной, так что при одинаковой удобоукладываемости бетонную смесь с воздухововлекаю-щими добавками легче уложить и уплотнить, чем смесь без добавок. В присутствии воздухововлекающих добавок уменьшается водоот-деление: пузырьки воздуха удерживают твердые частицы во взвешенном состоянии, седиментация уменьшается и вода не отделяется. В связи с этим уменьшается проницаемость и отделение цементного молока, а это приводит к повышению морозостойкости поверхностного слоя конструкций. Иногда отмечают, что воздухововлечение снижает расслоение бетонной смеси. Это верно, так как расслоение при погрузке и транспортировании связано со сцеплением смеси, но расслоение из-за чрезмерной вибрации все же возможно частично из-за быстрого удаления пузырьков воздуха. Применение воздухововлекающих добавок уменьшает плотность бетона: цемент и заполнители раздвигаются. Это дает экономический эффект, снижаемый из-за стоимости добавок (хотя и дешевых) и воз. росшей стоимости технического процесса. Известен положительный опыт применения воздухововлекающих добавок с сульфатостойким и другими портландцементами, а также при введении СаСЬ как ускорителя твердения бетона.

vogean.com

Как использовать себе на пользу реалии - защемленный воздух в бетоне? | Бетон и строительные технологии

admin 14.11.2014

Защемленный воздух в бетоне - последствия

 

Здравствуйте уважаемые коллеги и посетители моего сайта о бетоне и новых строительных технологиях, сегодня мы с вами рассмотрим очень важный вопрос, особенно он касается производителей товарного бетона – вовлеченный и защемленный воздух в бетоне, а конкретнее воздуховолечение бетонной смеси в процессе ее производства и укладки.

Условно воздух в бетоне можно разделить на 2 вида:

1 Вовлеченный воздух в бетоне, который образуется в результате применения специальных добавок.

Он имеет вид микроскопических пор размером менее 0,05 см и остается в монолите придавая ему такие полезные свойства, как повышенная морозостойкость.

Происходит это за счет того, что эти микропоры защищают бетон от расширительных внутренних сил при замерзании воды.

2 Случайно защемленный или его еще называют захваченный воздух имеет совершенно другую структуру пор, они более крупные плохо удаляются при виброуплотнении и снижают прочность затвердевшего бетона...

Сразу хочу предупредить 1й вариант в этой статье рассматривать не будем, это будет предметом рассмотрения в другой раз, поскольку вопрос довольно сложный и в одной даже большой статье уложиться не удастся, но кому не терпится узнать, почитайте самостоятельно, очень подробно о принудительном воздухововлечении.

А вот самопроизвольное, независимое защемление воздуха в бетонную смесь рассмотрим более подробно, я вам расскажу как из этого явления извлечь пользу итак:

Этот процесс происходит от того, что бетонная смесь вместе со щебнем, песком и цементом содержит воздух, он загружается в бетономешалку в пустотах между ними.

В процессе перемешивания бетонной смеси часть его вытесняется мелкими зернами и водой , но некоторая доля остается в смеси .

Таким образом защемленный воздух естественен в смеси и составляет примерно 0.5 – 3%.

Количество этого воздуха возрастает при увеличении доли песка и цемента в бетоне и уменьшение крупности заполнителей, наибольшее содержание воздуха в мелко-зернистом бетоне.

Хотя защемленный воздух, частично удаляется при укладке бетона особенно при вибрации, но часть его хотим мы этого или нет остается в бетоне.

Для тех, кто хочет более глубже изучить этот процесс советую почитать статью по этой ссылке.

Сразу хочу сказать этот воздух вреден, каждый 1% защемленного воздуха снижает прочность бетона на 2%.

Как же нам подсчитать в реальных условиях количество защемленного воздуха в бетонной смеси?

Рассказываю на примере действующего БСУ:

  • Допустим плотность вашей бетонной смеси составляет 2400 кг/м3, это ваш расчетный состав, который получился при подборе состава бетона и вы его протестировали в лабораторных условиях;
  • При проведении замеса бетонной смеси именно этого класса и подвижность отбираем пробу и заполняем мерную 20 литровую лабораторную емкость;
  • Взвешиваем на весах и к примеру получаем (в пересчете на 1 м3) плотность 2320 кг/м3;
  • 2320/2400 = 0,966*100 = 96,6%;
  • Следовательно в вашей бетонной смеси 3,4% воздуха, возьмем округленно 3,0%;
  • После этого в рецептуре на эту бетонную смесь вес всех компонентов уменьшаем на 3,0%;
  • Подводим плотность бетонной смеси по рецептуре до требуемой 2320,0 кг/м3;
  • Вот вам получилась и экономия в 3,0%, пусть это и немного, пересчитайте на суточную, месячную, годовую производительность – получится приличная сумма;

Далее начнется более сложный процесс, урегулирование этого фактора с «дотошными» заказчиками.

Самое главное, чтобы ваша бетонная смесь соответствовала ГОСТу по всем показателям.

Ваш самый весомый аргумент, вы продаете товарный бетон в м3, а не по весу, покажите ГОСТ 7473-94 Смеси бетонные-Технические условия, покажите в реалиях как вы измеряете плотность бетонной смеси.

В большинстве случаях клиент убеждается, что вы правы, с чем вас и поздравляю.

На этом пожалуй и все по этой теме.

Желаю Вам хорошего бетона и успехов в работе.

Буду рад если эта статья будет вам полезна.

Посмотрите другие интересные статьи на моем сайте.

 

Желаю Вам успехов.

Творите, дерзайте и побеждайте!

С уважением, Николай Пастухов.

Рекомендую прочесть похожие посты!

www.helpbeton.ru

Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4

Воздухововлечение

Cтраница 4

Воздухововлекающий эффект вводимой добавки максимально проявляется в цементно-песчаном бетоне. На эффект воздухововлечения влияет фракционный состав мелкого заполнителя, тонкость помола цемента и вид добавки. В США и в других странах для улучшения морозостойкости бетонов применяют средства, обеспечивающие вовлечение в бетон 4 - 5 % воздуха по объему.  [46]

Воздухововлечение повышает проницаемость бетона. Однако, так как воздухововлечение уменьшает расслаиваемость и водоотделение и повышает удобоукладываемость, позволяя применять более низкое В / Ц, в целом действие воздухововлечения не обязательно отрицательное.  [47]

Так, воздухововлечение улучшает удобообраба-тываемость бетонной смеси, а также уменьшает ее расслоение и водоотделение: укладка таких бетонных смесей требует меньше воды и песка. Хотя прочность бетона благодаря воздухововлечению снижается, этот отрицательный эффект может быть компенсирован путем уменьшения водопотребности смеси.  [48]

При if 1 0 все микрокапиллярное пространство занимается микрокапиллярной рыхло связанной водой. На стенках макрокапилляров и пор воздухововлечения имеется пленка адсорбированной воды толщиной в 3 - 4 молекулярных слоя воды. Так как относительное содержание этой воды ничтожно мало, то ее можно не учитывать.  [49]

В тощих бетонах снижение сульфатостойкости в присутствии СаСЬ выражено сильнее, чем в жирных. Отрицательное действие хлорида кальция можно несколько уменьшить путем воздухововлечения в бетон.  [50]

Олеиновая кислота взаимодействует с щелочами цемента с образованием вспенивающих продуктов - олеатов кальция и натрия, что создает воздухововлечение. При помоле клинкера целесообразно добавлять трибутилфосфат, если воздухововлечение нежелательно.  [51]

Хлорное железо РеСЬ также ускоряет схватывание, хотя и в меньшей степени, чем Г СОз-При высоких дозировках ( 7 %) происходит мгновенное схватывание. Белковые материалы ( 1 %) могут замедлять схватывание и вызывать большое воздухововлечение. Алюминиевый порошок не влияет на схватывание, но может вызвать пластичную усадку, если реакция газообразования закончится задолго до начала схватывания цемента. Действие нитрата бария и ацетата не изучено.  [52]

Второй метод получения легкого бетона заключается в создании больших пор в бетоне или растворе. Эти поры следует отличать от мелких пор, образованных в результате воздухововлечения.  [53]

Главная цель воздухе вовлечения в бетон - повыше ние его морозостойкости в ус ловиях попеременного замора живания и оттаивания. Низ кая морозостойкость може быть связана как с цементныр камнем, так и с заполнителем Воздухововлечение, в сильно ] степени повышая морозостой кость цементного камня [ 4 ( рис. 5.5), не влияет на моро зостойкость заполнителя.  [54]

Два принципиальных фактора отличают технологию подбора смеси с заданным воз-духововлечением от аналогичной технологии, не требующей воздухововлечения. Первый из них - воздушные пузырьки повышают подвижность смеси, второй - они снижают прочность бетона. При подборе состава бетона методом аб солютных объемов требуется также уменьшение объема мелкого заполнителя. Для сравнительно жирных и поэтому достаточно прочных бетонов повышение их прочности вследствие снижения водоцементного отношения перекрывает снижение прочности вследствие воздухововлечения, а для более тощих - наоборот.  [55]

В рассматриваемой области при содержании воздуха до 8 %, криволинейная зависимость прочности от пористости не проявляется. Пунктирная кривая на рис. 7.21 показывает зависимость прочности от пористости для случая, когда поры образованы не вследствие воздухововлечения, а из-за неравномерного уплотнения.  [56]

Излишнее количество вовлеченного воздуха вызывает снижение прочности и должно регулироваться применением подходящих пеногасителей. Последние коммерческие латексы, применяемые в качестве модификаторов цемента, обычно содержат надлежащие пеногаси-тели, которые значительно снижают воздухововлечение.  [58]

Поверхностно-активные вещества как добавки разделяют в основном на гидрофобизирующие и гидрофилизирующие, что зависит от механизма их контактирования с вяжущими веществами и от конечного эффекта их взаимодействия - соответственно гидрофо-бизация ( несмачиваемость водой) после воздействия первого и гид-рофилизация - после воздействия второго. Эти добавки способствуют также повышению морозостойкости и долговечности, что является следствием их способности, особенно при гидрофобизиру-ющих добавках, к воздухововлечению при приготовлении смеси.  [59]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Воздухововлечение - это... Что такое Воздухововлечение?

Воздухововлечение – показатель, характеризующий содержание в составе бетонной смеси вовлеченного воздуха в виде равномерно распределенных воздушных пузырьков.

[СТО НОСТРОЙ 2.6.54-2011]

Воздухововлечение (в бетонную смесь) – величина вовлечения воздуха в бетонную смесь при уплотнении бетонной смеси, в результате чего в бетоне появляются воздушные поры.

[Полякова, Т.Ю.  Автодорожные мосты: учебный англо-русский и русско- английский терминологический словарь-минимум / Т.Ю. Полякова, Н.Г. Карасева, Д.В. Поляков. – М.: МАДИ, 2015. – 120 с.]

 

Рубрика термина: Общие термины, бетон

Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги, Автотехника, Автотранспорт, Акустические материалы, Акустические свойства, Арки, Арматура, Арматурное оборудование, Архитектура, Асбест, Аспирация, Асфальт, Балки, Без рубрики, Бетон, Бетонные и железобетонные, Блоки, Блоки оконные и дверные, Бревно, Брус, Ванты, Вентиляция, Весовое оборудование, Виброзащита, Вибротехника, Виды арматуры, Виды бетона, Виды вибрации, Виды испарений, Виды испытаний, Виды камней, Виды кирпича, Виды кладки, Виды контроля, Виды коррозии, Виды нагрузок на материалы, Виды полов, Виды стекла, Виды цемента, Водонапорное оборудование, Водоснабжение, вода, Вяжущие вещества, Герметики, Гидроизоляционное оборудование, Гидроизоляционные материалы, Гипс, Горное оборудование, Горные породы, Горючесть материалов, Гравий, Грузоподъемные механизмы, Грунтовки, ДВП, Деревообрабатывающее оборудование, Деревообработка, ДЕФЕКТЫ, Дефекты керамики, Дефекты краски, Дефекты стекла, Дефекты структуры бетона, Дефекты, деревообработка, Деформации материалов, Добавки, Добавки в бетон, Добавки к цементу, Дозаторы, Древесина, ДСП, ЖД транспорт, Заводы, Заводы, производства, цеха, Замазки, Заполнители для бетона, Защита бетона, Защита древесины, Защита от коррозии, Звукопоглащающий материал, Золы, Известь, Изделия деревянные, Изделия из стекла, Инструменты, Инструменты геодезия, Испытания бетона, Испытательное оборудование, Качество цемента, Качество, контроль, Керамика, Керамика и огнеупоры, Клеи, Клинкер, Колодцы, Колонны, Компрессорное оборудование, Конвеера, Конструкции ЖБИ, Конструкции металлические, Конструкции прочие, Коррозия материалов, Крановое оборудование, Краски, Лаки, Легкие бетоны, Легкие наполнители для бетона, Лестницы, Лотки, Мастики, Мельницы, Минералы, Монтажное оборудование, Мосты, Напыления, Обжиговое оборудование, Обои, Оборудование, Оборудование для производства бетона, Оборудование для производства вяжущие, Оборудование для производства керамики, Оборудование для производства стекла, Оборудование для производства цемента, Общие, Общие термины, Общие термины, бетон, Общие термины, деревообработка, Общие термины, оборудование, Общие, заводы, Общие, заполнители, Общие, качество, Общие, коррозия, Общие, краски, Общие, стекло, Огнезащита материалов, Огнеупоры, Опалубка, Освещение, Отделочные материалы, Отклонения при испытаниях, Отходы, Отходы производства, Панели, Паркет, Перемычки, Песок, Пигменты, Пиломатериал, Питатели, Пластификаторы для бетона, Пластифицирующие добавки, Плиты, Покрытия, Полимерное оборудование, Полимеры, Половое покрытие, Полы, Прессовое оборудование, Приборы, Приспособления, Прогоны, Проектирование, Производства, Противоморозные добавки, Противопожарное оборудование, Прочие, Прочие, бетон, Прочие, замазки, Прочие, краски, Прочие, оборудование, Разновидности древесины, Разрушения материалов, Раствор, Ригеля, Сваи, Сваизабивное оборудование, Сварка, Сварочное оборудование, Свойства, Свойства бетона, Свойства вяжущих веществ, Свойства горной породы, Свойства камней, Свойства материалов, Свойства цемента, Сейсмика, Склады, Скобяные изделия, Смеси сухие, Смолы, Стекло, Строительная химия, Строительные материалы, Суперпластификаторы, Сушильное оборудование, Сушка, Сушка, деревообработка, Сырье, Теория и расчет конструкций, Тепловое оборудование, Тепловые свойства материалов, Теплоизоляционные материалы, Теплоизоляционные свойства материалов, Термовлажносная обработка бетона, Техника безопасности, Технологии, Технологии бетонирования, Технологии керамики, Трубы, Фанера, Фермы, Фибра, Фундаменты, Фурнитура, Цемент, Цеха, Шлаки, Шлифовальное оборудование, Шпаклевки, Шпон, Штукатурное оборудование, Шум, Щебень, Экономика, Эмали, Эмульсии, Энергетическое оборудование

Источник: Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов. - Калининград. Под редакцией Ложкина В.П.. 2015-2016.

construction_materials.academic.ru


Смотрите также