Влияние химических характеристик цемента на эффективность виброактивации
Для приготовления высококачественного бетона важное значение имеет тщательное перемешивание составляющих бетонной смеси, и в первую очередь - равномерное распределение и хорошее взаимодействие воды с цементом. Последнее обстоятельство в известной мере обуславливает количество новообразований в бетонной смеси и тем самым характер структурообразования цементного камня и рост прочности бетона. Увеличение количества новообразований усиливает рост прочности бетона, что особенно важно при изготовлении сборных железобетонных конструкций, производстве особых видов бетонов и при бетонных работах зимой, что налагает повышенные требования к кинетике набора прочности цементного камня (изготовление пенобетонов, газобетонов, беспропарочная технология тяжелых, легких и ячеистых бетонов и т. д.).
Для современной технологии тяжелого бетона характерно применение жестких смесей, цементов с высокой тонкостью помола, смешанных цементов и других технологических приемов, направленных на более полное использование вяжущих свойств цемента. Однако в жестких бетонных смесях или иных тонкоизмельченных материалах, обладающих заметными вяжущими свойствами, наблюдается значительная агрегация зерен вяжущего при перемешивании, что мешает хорошему взаимодействию воды и цемента.
Более подробно о механизме агрегации цемента с образованием флокул, а также о способах минимизации этого эффекта с помощью добавок ПАВ (эффект пептизации) смотри в соответствующих разделах, посвященных механизму действия ПАВ на бетонные композиции.
Обычными средствами перемешивания даже при принудительном механическом воздействии не удается обеспечить достаточного раздробления цементных флокул (пептизировать цемент). Поэтому при вполне удовлетворительной гомогенизации ингридиентов бетонной смеси механизм гидратации цемента все же происходит недостаточно полно. По оценкам разных исследователей, от 30 до 70 процентов цемента так и не получают возможности прореагировать с водой (прогидратировать) - в бетоне они выполняют функцию ультрамелкого заполнителя.
Вследствие уменьшения количества цемента, вступившего в реакцию гидратации с водой, уменьшается и количество образующегося цементного клея. Количество новообразований в бетонной смеси также значительно уменьшается. В конечном итоге кинетика роста прочности бетона не соответствует потенциальным возможностям цемента. Проблема усугубляется и тем, что изначально тонкомолотые и быстротвердеющие цементы в еще большей степени подвержены эффектам агрегации самых мелких, а следовательно, самых активных зерен цемента.
Для достижения хорошего взаимодействия воды и цемента необходимо воспрепятствовать образованию агрегатов цементных зерен и обеспечить тщательное перемешивание в микрообъемах на разделе «цемент - вода». Это достигается различными способами, но наиболее экономически оправданным и простым в реализации следует признать способ, при котором на перемешивающуюся бетонную смесь одновременно оказывается вибрационное воздействие.
Как показывают многочисленные исследования, вибрационное воздействие на бетонную смесь в процессе ее приготовления не только улучшает взаимодействие цемента и воды (с увеличением количества гидратных новообразований), но и способствуют уплотнению цементного камня, препятствуя росту коагуляциоиных структур, тем самым резко ускоряя твердение бетона в ранние сроки, что так важно для некоторых технологических приложений.
