§ 3. Факторы, определяющие удобоукладываемость бетонкой смеси

Количество воды затворения является основным фактором, определяющим удобоукладываемость бетонной смеси. Вода затворения (В, кг/м3) распределяется между цемента) тестом (Вц) и заполнителем (Взап) :В = Вц+В3ап ход вяжущего находится в пределах от 200 до 400 кг/м3. Поэтому количество воды затворения определяют, исходя из требуемых показателей удобоукладываемости, пользуясь таблицами и графиками, составленными на основании практических данных с учетом вида и крупности заполнителя (рис. 59).

Рис. 59. Водопотребность В бетонной смеси, приготовленной с применением портландцемента, песка средней крупности и гравия наибольшей крупности: а — подвижные смеси; б — жесткие смеси; 1 — 70 мм; 2 — 40 мм; 3 — 20 мм; 4 — 10 мм

Удобоукладываемость бетонной смеси зависит как от вязкости, так и от объема теста вяжущего вещества.

Объем цементного теста. В подвижной бетонной смеси плотной структуры цементное тесто заполняет пустоты в заполнителе и образует «смазочные» слои на поверхности его зерен, снижающие внутреннее трение.

Рис. 60. Объем цементного теста, расходуемый: 1 — на заполнение пустот между зернами заполнителя; 2 — на обмазку зерен; 3 — интегральный; М и К — соответственно масса мелкого и крупного заполнителей

Из рис. 60 видно, что наименьший расход теста вяжущего на заполнение пустот соответствует минимальной пустотности смеси мелкого и крупного заполнителей, а на обмазку зерен расходуется теста тем больше, чем выше доля песка в смеси заполнителей, т. е. чем больше поверхность зерен. Следовательно, имеется оптимальное соотношение между песком и щебнем (гравием), при котором потребный объем теста вяжущего получается минимальным

Объем цементного раствора.

Рис. 61. Структура бетонной смеси (по Б. Г. Скрамтаеву): а — жесткой; б — подвижной

(см. кривую 3 на рис. 60).

На рис. 61 приведены типичные структуры плотной бетонной смеси. Если в бетонной смеси заполнить цементным раствором только пустоты между зернами крупного заполнителя, то получится очень жесткая бетонная смесь (рис. 61, а). Для придания подвижности необходимо раздвинуть зерна крупного заполнителя и окружить их оболочкой из растворной смеси, которая играет роль смазки, скрепляющей после отвердевания зерна камневидной составляющей бетона (рис. 61, б). Следовательно, объем растворной части бетона следует принимать равным объему пустот в крупном заполнителе, умноженному на коэффициент раздвижки; он равен 1,05 — 1,15 — для жестких смесей и 1,2 — 1,5 — для подвижных смесей.

Пластификация бетонных смесей осуществляется с помощью химических веществ (см. гл. 24): гидрофилизующих — СДБ, гидрофобизующих — мылонафт и др., микропенообразующих — омыленный древесный пек и т. п. и комплексных добавок. Разработаны новые химические добавки — суперпластификаторы, весьма значительно повышающие подвижность бетонной смеси.

Суперпластификаторы в большинстве случаев представляют собой синтетические полимеры: производные меламиновой смолы или нафталинсульфокислоты; другие добавки (СПД, ОП-7 и др.) получены на основе вторичных продуктов химического синтеза. Суперпластификаторы, вводимые в бетонную смесь в количестве 0,15 — 1,2% от массы цемента, разжижают бетонную смесь в большей степени, чем обычные пластификаторы:

Количество добавки, %	0	0,2	0,5	0,8
Подвижность бетонной смеси, см	1	4	12	16

Пластифицирующий эффект сохраняется в течение 1 — 1,5 ч после введения добавки, а через 2 — 3 ч он уже невелик. В щелочной среде эти добавки переходят в другие вещества, безвредные для бетона и не снижающие его прочности.

Суперпластификаторы позволяют применять литьевой способ изготовления железобетонных изделий и бетонирования конструкций с использованием бетононасосов и трубного транспорта бетонной смеси. С другой стороны, эти добавки дают возможность существенно снизить В/Ц, сохраняя подвижность смеси, и изготовлять высокопрочные бетоны.