Самоуплотняющиеся смеси в производстве бетона

Самоуплотняющийся бетон (СУБ) особенно ценят производители сборных бетонных конструкций за его технологическую пригодность. Современное оборудование производства бетона позволяет выпускать продукцию из самоуплотняющейся смеси самого высокого качества. Самоуплотняющийся бетон характеризуется особой прочностью и долговечностью. Его свойства достигаются за счет определенных пропорций наполнителя, добавок и пластификаторов. Долговечность в системе европейских стандартов оценивается заданными значениями водоцементного отношения. Вопрос долговечности самоуплотняющегося бетона долгое время оставался открытым. Исследования японских специалистов показали, что виброуплотнение малоэффективно для сборных конструкций из СУБ, оно никак не влияет на классический параметр “долговечность”. Некоторые исследователи оказались в затруднении, когда сравнивали самоуплотняющийся бетон с вибрированным бетоном – должен ли контрольный образец традиционного бетона иметь такие же параметры по прочности, по водоцементному отношению, как СУБ? Когда исследователи занялись изучением процесса гидратации, развития микроструктуры, механизмов переноса и разрушения, тогда “долговечность” начала избавляться от метафизического флёра. Оказалось, что у материала есть фундаментальные параметры, как, например, капиллярная пористость, общее водоцементное отношение или отношение “цемент-наполнитель”. На гидратацию СУБ влияют добавки, особенно такие инертные, как известняковая мука. Под их воздействием в бетоносмесителе происходит очень динамичное тепловыделение и ускоренная двухфазная гидратация, если сравнивать с гидратацией бетона на основе портландцемента. Причем скорость теплообразования увеличивается обратно пропорционально соотношению цемента и наполнителя - чем меньше, тем быстрее. Где есть прямые и обратные пропорции, там процесс можно описать математически, а на практике – постоянная доля мелкой фракции отражена в наличии большого количества известнякового наполнителя и меньшего содержания портландцемента. В процессе дальнейшего комбинирования содержания портландцемента и известнякового наполнителя гидратация может пойти по третьему разу, или потому, что в силу своей химической инертности известняковый наполнитель работает как катализатор в реакции преобразования эттрингита в моносульфат, или известняковый наполнитель активен, в результате чего получается монокарбоалюминат.

 

Другие добавки – зола уноса, доменные шлаки – не вносят такого расхождения в процесс гидратации СУБ и в целом сравнимы с гидратационными параметрами традиционного бетона. Добавлять в растворобетонный узел известняковый наполнитель при изготовлении смеси не всегда целесообразно, поскольку он практически инертен. Это значит, что между любыми двумя его частицами существует пористая поверхность раздела. Электронный сканирующий микроскоп подтвердил наличие в СУБ-замесе этих пористых зон. Но в нем их оказалось все же меньше, чем в традиционном цементном тесте, из чего следует, что уменьшение пористости в затвердевшем самоуплотняющемся бетоне и образование более плотной структуры зависят от низких, но достаточных для получения качественного материала, отношений цемента и наполнителя, добавок и пластификаторов. Пористость поверхности раздела теста и наполнителей сокращена настолько, что появление дефектов и трещин становится невозможным. Процессы миграции вредных веществ в бетоне подразделяются на диффузию, адсорбцию и инфильтрацию – что зависит от движущей силы миграции и состава вредных веществ. Свойства переноса зависят от микроструктуры бетона, которая образовалась в процессе гидратации цемента. Как мы выяснили, микроструктура самоуплотняющегося бетона отличается от микроструктуры традиционного бетона, значит, и свойства переноса должны отличаться. Газопроницаемость материала это подтверждает – у СУБ на основе известнякового наполнителя она ниже, чем у традиционного бетона. Разницу в свойствах переноса демонстрирует и зависимость между капиллярной пористостью и коэффициентами диффузии водяного пара и водонепроницаемости обоих материалов.