| 2. ВЛИЯНИЕ ВЫДЕРЖКИ ДО УКЛАДКИ НА ЖЕСТКОСТЬ БЕТОННОЙ СМЕСИ
В описанных выше опытах определение жесткости бетонной смеси производилось через 5—10 мин. после окончания перемешивания. Между тем в производственных условиях уплотнение бетонной смеси, как правило, никогда не начинается ранее, чем через 10—20 мин. после выгрузки ее из бетономешалки, а в ряде случаев с момента приготовления бетонной смеси до ее укладки проходит 30 мин. и более.
Исследованиями, посвященными вопросу о влиянии времени выдержки бетонной смеси до ее укладки на свойства бетона [26, 37, 53], было установлено, что при выдерживании бетонной смеси ее удобоукладываемость падает (жесткость увеличивается), а прочность бетона возрастает. Изменение удобоукладываемости бетонкой смеси при ее выдерживании обусловлено: 1) гидратацией цемента и образованием коагуляционной структуры цементного теста; 2) поглощением воды заполнителями; 3) испарением воды. Изменение удобоукладываемости зависит от минералогического состава и тонкости помола цемента, химических добавок, вводимых в бетонную смесь, плотности и влажности заполнителей, водосодержания бетонной смеси. Большое влияние на изменение удобоукладываемости оказывают температура и влажность окружающей среды.
По данным В. Н. Новикова, проводившего опыты с пластичными смесями (осадка конуса 5—6 см) при использовании увлажненных заполнителей при выдерживании в течение часа, подвижность бетонной смеси может даже несколько повыситься за счет дополнительного количества коллоидной смазки, образующейся в результате реакций гидролиза и гидратации в цементном тесте.
В опытах A. Л. Калищука смеси с первоначальной осадкой конуса 3 см дали меньший прирост прочности по сравнению с более пластичными смесями (осадка конуса 10 и 15 см). Максимальной прочности бетона соответствовало время выдержки, при котором смесь теряла подвижность и имела нулевую осадку конуса. Дальнейшее выдерживание приводило к снижению прочности бетона, что было связано, очевидно, с плохим уплотнением бетонной смеси. Таким образом, в этих опытах было показано, что оптимальное время выдержки зависит от исходной подвижности смеси. На быстрое падение подвижности бетонной смеси при повышении температуры указывают А. Е. Десов и Н. А. Мощанский и Р. П. Бурба.
В описанных выше и других аналогичных исследованиях испытывались подвижные смеси, характеризуемые первоначальной осадкой конуса 3 см и более.
Для проверки влияния времени выдержки на свойства жестких смесей были проведены специальные опыты. Бетонные смеси изготовлялись на известковом щебне Академического карьера с предельной крупностью 20 мм, тучковском песке и цементе Белгородского завода марки 400 (№ 5 по табл. 8). Водопоглощение щебня составляло около 3%. Цемент Белгородского завода, как известно, характеризуется низким содержанием трехкальциевого алюмината (2—4%) и повышенной тонкостью помола (в среднем 95% проходит через сито 4 900 отв/см2). Начало схватывания цемента, определенное стандартным методом, составляло 3 час. 20 мин., конец 8 час. 15 мин. Были приготовлены четыре смеси с одним и тем же В/Ц (равным 0,4) и долей песка в смеси заполнителей r=0,3. Смеси отличались между собой водосодержанием (а следовательно, и жесткостью) и расходом цемента.
Методика опыта была такова. Производилось четыре последовательных замеса бетонной смеси одного и того же состава. Объем каждого замеса был равен примерно 5 л и был достаточен для определения жесткости бетонной смеси в техническом вискозиметре. Перемешивание бетонной смеси производилось вручную и продолжалось 3—5 мин. Затем через различные промежутки времени определялись жесткости смесей отдельных замесов. После этого приготовлялись образцы бетона путем вибрирования на виброплощадке (в ряде случаев с пригрузкой) до полного уплотнения. До момента определения жесткости приготовленная смесь лежала в помещении при температуре 15° и относительной влажности воздуха 60%.
Всего было проведено 4 серии опытов со смесями различной жесткости. Некоторые опыты были повторены. В табл. 10 приведены результаты опытов.
На рис. 12 показано изменение жесткости бетонной смеси, выраженной в процентах от исходной, в зависимости от ее выдержки. Как видно из рисунка, по мере уменьшения водосодержания и увеличения жесткости исходной бетонной смеси выдержка оказывает все большее отрицательное влияние на удобоукладываемость. Для малоподвижной смеси с жесткостью 20—30 сек. выдержка в течение определенного времени даже несколько улучшает удобоукладываемость, а при выдержке р течение часа жесткость возрастает лишь в 1,5 раза. В то же время для смесей с жесткостью 55 и 135 сек. часовая выдержка увеличивает жесткость более чем в 2 раза, а для смеси с жесткостью 230 сек. — почти в 4 раза. Особенно сильное влияние на жесткость бетонной смеси оказывает выдержка в период с 10—15 до 30—40 мин. В первое время (до 10 мин.) а также в период от 40 до 60 мин. жесткость смеси меняется незначительно.
Быстрое увеличение жесткость бетонных смесей с низким водосодержанием связано, очевидно, в первую очередь с процессами образования коллоидных веществ при гидратации цемента и возникновения коагуляционной структуры в цементном тесте. Опыты показали, что при часовой выдержке в указанных температурно-влажностных условиях из бетонной смеси испаряется всего 1 — 2% воды, что не может серьезно повлиять на жесткость.
Одновременно проведенные опыты показали, что выдержка в течение часа не оказывает влияния на прочность затвердевшего бетона, испытанного после 7- дневного хранения в нормальных условиях.
На рис. 13 построены на основании табл. 10 зависимости Ж=f(В) при определении жесткости непосредственно после приготовления бетонной смеси и через час. Как видно из рис. 17, при часовой выдержке до укладки смесь жесткостью 300 сек. требует увеличения водосодержания на 12 л/м3, а смесь с жесткостью 25 сек. — на 18. л/м3. Следует учитывать, что для малоподвижных смесей снижение удобоукладываемости из-за слишком долгого выдерживания смеси до укладки может быть, как правило, возмещено увеличением продолжительности вибрирования. Для жестких же смесей подобный прием не всегда позволит получить требуемое уплотнение, так как чрезмерно высокая жесткость смеси может потребовать применения пригрузки и других более эффективных средств уплотнения, что в производственных условиях не всегда выполнимо. Поэтому обязательными требованиями при использовании жестких смесей являются: 1) быстрейшее использование приготовленной бетонной смеси; 2) назначение жесткости смеси с учетом времени, необходимого для транспортировки и укладки смеси в изделия; 3) строгое соблюдение установленного времени выдержки; 4) максимальное соответствие объема замеса бетономешалки объему бетонной смеси, укладываемому в данную форму. При этих условиях применение жестких смесей не будет вызывать никаких особых осложнений.
Жесткие бетонные смеси в производстве сборного железобетона
д-р техн. наук В.И.Сорокер, инж. В.Г.Довжик
Москва 1958
|
