Стадии формирования бетонной смеси
Одним из факторов, определяющих качество бетонной смеси, является ее водопотребность. Водопотребность – это количество воды, необходимое для получения смеси с заданными параметрами подвижности или жесткости. Водопотребность смеси выражается в процентах от массы ее сухих компонентов или в литрах на кубический метр бетонной смеси. Потребность в воде в зависимости от качества исходных компонентов смеси и их доля играет значительную роль для технологии бетона, так как избыток воды в смеси вместе с чрезмерным расходом цемента неизбежно приводит к снижению прочности и долговечности бетона.
Качество и химический состав цемента оказывают существенное влияние на свойства бетонной смеси. Таким образом, подвижность смеси при одинаковом содержании воды зависит от типа цемента и содержания в нем минеральных добавок. Например, из пуццоланового или шлакопортландцемента получается более вязкое тесто по сравнению с портландцементом, и для получения смеси с заданной удобоукладываемостью требуется несколько больше воды.
Влияние типа вяжущего на свойства смеси можно значимо оценить по минералогическому составу, количеству тонкоизмельченных добавок и тонкости помола. Нормальная плотность цементного теста, так сказать, суммирует все параметры, определяющие степень влияния цемента на водопотребность смеси.
При той же влажности расход цемента в пределах 250-400 кг/куб.м не оказывает существенного влияния на удобоукладываемость бетонной смеси. При увеличении расхода цемента свыше 400 кг/куб.м заметно увеличивается вязкость цементного теста, что снижает удобоукладываемость смеси. Поэтому, чтобы сохранить консистенцию смеси, необходимо снова увеличить содержание воды в ней.
Содержание и качество заполнителя также оказывают существенное влияние на свойства смеси, так как ее основными компонентами являются крупный и мелкий заполнитель. Основную роль играют размер, зерновой состав, структура поверхности зерен и другие влиятельные характеристики.
Также следует учитывать, что по мере увеличения размера заполнителя водопотребность смеси несколько снижается. Кроме того, на его величину существенное влияние оказывают конфигурация и чистота поверхности зерен крупного заполнителя. Например, округлая форма и гладкая поверхность зерен гравия уменьшают трение между ними, и в результате водопотребность такой бетонной смеси при той же подвижности ниже, чем у смеси на угловой основе. Содержание песка в смеси заполнителей следует определять и проверять экспериментальным путем с учетом типа, размера и пустотности крупного заполнителя. Необходимо учитывать, что для каждой бетонной смеси существует оптимальная пропорция песка в смеси заполнителей с учетом расхода цемента и воды.
Если содержание песка небольшое, количества цементного раствора недостаточно для получения однородной бетонной смеси. Кроме того, слоистость смеси существенно ограничивает ее технологичность. В этом случае необходимо увеличить водосодержание смеси за счет добавления дополнительного объёма воды и цемента. Когда содержание песка начинает превышать оптимальное количество, увеличивается твердость бетонной смеси и, следовательно, ее потребность в воде.
Оптимальным содержанием песка следует считать уровень, не вызывающий расслоения бетонной смеси. Он меньше, чем выше расход цемента и хуже удобоукладываемость смеси, тем выше максимальный размер заполнителя, меньше его пустотность и удельной поверхность.