Оптимизация технологического регламента изготовления пенобетонов
Механизм обводнения бетонной смеси
Образование менисков воды в местах контактов твердых компонентов бетона (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, вызвать отделение воды и расслоение смеси. Пределом допустимого состояния для каждой бетонной смеси является наибольшая подвижность, при которой ещё 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 после перемешивания начинает 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. Отделившаяся вода, как наиболее легкий компонент в бетоне, поднимается вверх, размещается на открытой верхней поверхности уложенной бетонной смеси и, насыщая этот верхний слой, делает его наиболее рыхлым и слабым местом в конструкции.
Процесс видимого водоотделения и расслаивания переходит в более длительный по времени и незаметный на глаз процесс оседания частиц песка и подвижной цементноводной суспензии, происходящий в пространствах между зернами крупного заполнителя (явление седиментации), который сопровождается внутренним расслоением. Процесс седиментации длится до полного загустевания (схватывания) смеси.
Критическое содержание воды в тесте, сверх которого теряется связность смеси и отделяется избыточная вода, зависит от многих физических факторов, характеризующих данное вяжущее вещество и микронаполнители. Наиболее важным из них является – водопотребность.
Водопотребность портландцементов редко превышает 28%, чем меньше – тем лучше. Именно такое количество воды цемент способен связать в результате химических реакций и перевести в химически связанную воду.
Водопотребность портландцементов – показатель, формируемый в процессе их изготовления. Она очень сильно зависит как от минералогической базы, на которой работает тот или иной завод, и степени измельчения цемента, так и от количества активных минеральных добавок, вводимых в процессе помола.
Вся вода, введённая сверх этого количества, – вредная вода. Она сформирует в теле цементного камня поры и капилляры.
Хоть от воды, хоть от места, которое она ранее занимала, а затем испарилась – прочности, ну никакой. А вот по капиллярным ходам, оставленным лишней водой, впоследствии, уже на стадии эксплуатации, начинает мигрировать капиллярная влага. Бетон станет периодически увлажняться/высыхать или увлажняться/замерзать – начнут развиваться усадочные явления, и снизится морозостойкость. Кроме того, влага, имеющая возможность двигаться в толще цементного камня, способна выносить из него и отдельные водорастворимые соединения – развивается т. н. коррозия цементного камня.
