Реологические свойства бетонной смеси
Реология изучает текучесть веществ, является частью раздела физической и химической механики и занимается вопросами течения и деформирования сплошных сред, например нормальной и аномальной вязкости жидкостей, а также пластичности коллоидных и высокодисперсных систем. Спектр тем реологии также включает изучение явлений релаксации напряжений и упругих последствий. Реологическое исследование бетонной смеси определяется ее дисперсным состоянием и, следовательно, свойствами, присущими дисперсным системам.
Способность бетонной смеси, производимой мобильными или стационарными бетонными заводами SUMAB, пластически деформироваться при формовании в вибропрессах этого производителя и принимать специфическую форму изделий с высокой структурной целостностью, обусловлена наличием цементного теста. Это дает возможность определить реологические свойства теста с учетом других компонентов бетонной смеси, а также с учетом более простой двухкомпонентной цементно-водной системы.
Как дисперсная система, цементное тесто характеризуется сильно развитой границей раздела и избытком свободной энергии, связанной с этой поверхностью. Последнее выражается в молекулярной адгезии поверхности дисперсной фазы и адсорбции дисперсионной среды, в данном случае воды. Благодаря молекулярному связыванию отдельные частицы дисперсной фазы образуют пространственную сеть или каркас в окружающей дисперсионной среде. Такие распределенные системы характеризуются как связанные или структурированные. Силы, вызывающие течение структурированных систем, должны не только преодолевать внутреннее трение или вязкость между частицами одной части жидкости относительно другой, но и разрушать дисперсную структуру. Это создает аномалию пластических свойств дисперсных систем, отличающую их от обычных вязких жидкостей.
Наличие пространственного каркаса в структурированных системах придает им свойства, присущие твердым телам и характеризующиеся упругостью. Упругие свойства дисперсной среды теряются при разрушении дисперсной структуры. В момент полного разрушения этой структуры пластическое течение дисперсной системы подчиняется линейному закону течения обычной вязкой жидкости, где скорость течения прямо пропорциональна силе, действующей на систему.
Степень отклонения течения цементного теста от режима течения обычных вязких жидкостей зависит от соотношения дисперсной и дисперсионной фаз. По мере увеличения концентрации цемента в тесте молекулярные силы связывания твердых частиц становятся более выраженными и увеличивается их склонность к образованию более прочной и жесткой структуры. Это приводит к увеличению энергозатрат на уплотнение бетонных смесей при снижении их водосодержания.
В вязком течении жидких систем одни частицы или слои системы движутся относительно других. Это позволило принять предельное напряжение сдвига как качественную и количественную оценку упругих, вязкопластических свойств цементного теста.
Вязкопластические свойства бетонных смесей в связи с терминами цементное тесто и смесь с заполнителем непостоянны на протяжении всего периода пластического течения. Они зависят от многих факторов, среди которых особое значение имеет скорость сдвига. Вязкость дисперсных систем уменьшается с увеличением градиента скорости. Это широко используется в практике формования бетонных изделий на вибропрессах SUMAB, увеличивая параметры виброуплотнения и амплитуду частот вибрации, тем самым значительно улучшая качество виброуплотняемых изделий. Вибропрессы SUMAB с высокой силой прессования и активной сильной вибрацией широко используются в строительной отрасли Украины.