Производство бетонной смеси на заводах бетона

Вода является наиболее важным фактором, определяющим технологические свойства бетонной смеси, при производстве на заводах бетона. Проследим, как распределяется и используется вода в бетонной смеси и каково ее влияние на качество смеси при постепенном увеличении ее содержания. Вода, содержащаяся в бетонной смеси, может быть в связанном состоянии, когда она находится во взаимодействии с твердыми частицами смеси и удерживается в ней силами, превышающими силу тяжести, и в свободном состоянии, когда она легко передвигается в порах и пустотах бетонной смеси под действием сил тяжести.

К связанной воде относятся:

1. химически связанная вода, образующаяся в результате химического взаимодействия вяжущего вещества с водой;

2. адсорбционно связанная вода в виде тонких пленок, адсорбированных на поверхностях твердых частиц бетонной смеси;

3. механически связанная вода, находящаяся под действием капиллярных сил, развивающихся в результате поверхностного натяжения при наличии поверхности раздела вода - воздух.

 

Вода в этом состоянии образуется только при наличии пор и капилляров, полностью не заполненных водой. При взаимодействии воды с твердыми компонентами в первую очередь, если не считать химически связываемую воду, образуются тонкие мономолекулярные адсорбционные пленки прочно связанной воды и окружающие их пленки толщиной до 0,1 мк менее прочно связанной воды. В этом слое вода несколько изменяет свои свойства в направлении большей плотности и повышенной структурной вязкости, приближаясь к свойствам твердого тела. Количество воды, затрачиваемое на образование слоя адсорбционно связанной воды наибольшей толщины, определяет максимальную влагоемкость твердых компонентов бетонной смеси. Величина этой влагоемкости непосредственно зависит от удельной поверхности твердых частиц. При производстве бетона в растворобетонных узлах наибольшее значение имеет влагоемкость вяжущего вещества и других мелкозернистых добавок, обладающих наибольшей удельной поверхностью. Образование менисков воды в местах контактов твердых компонентов (обводнение поверхности межзерновых пространств) и заполнение ею узких капилляров происходит в тот период, когда воды в системе еще недостаточно для того, чтобы заполнить все пустоты и более крупные капилляры и поры в системе. При влажности бетонной смеси, обеспечивающей возможность полного обводнения поверхности всех твердых частиц и образования контактных менисков, смесь обладает минимальной подвижностью, однако достаточной для того, чтобы при соответствующей работе уплотнения обеспечить наиболее плотную укладку бетона.

 

Следует учесть, что количественное распределение различно связанной воды, имеющейся в бетонной смеси, меняется во времени с развитием процессов химического взаимодействия, с внутренним отсосом воды в поры заполнителей, а также в зависимости от изменения состояния влажности бетона и окружающей среды. По мере увеличения количества свободной воды в системе уменьшается вязкость цементного теста и увеличивается подвижность бетонной смеси. Однако повышение подвижности смеси одним лишь увеличением содержания в ней воды при неизменности составляющих материалов и их соотношения может нарушить связность смеси и вызвать отделение воды и расслоение смеси. Пределом допустимого состояния для каждой бетонной смеси является наибольшая подвижность, при которой сохраняется способность смеси удерживать содержащуюся в ней воду. Этот предел, называемый водоудерживающей способностью бетонной смеси, зависит в значительной степени от водоудерживающей способности вяжущего вещества и других мелкозернистых тестообразующих компонентов в бетоне. С увеличением содержания воды в смеси сверх этого предела тесто быстро теряет свойства упруго-пластично-вязкой массы. Причем вязкость теста настолько уменьшается, что приготовленная смесь, сразу же, после перемешивания в растворомешалках начинает заметно расслаиваться, а частицы твердых компонентов оседать со скоростью, зависящей от крупности и удельного веса составляющих. Вода будет отделяться до тех пор, пока в смеси не установится содержание воды, соответствующее ее водоудерживающей способности.