Факторами, влияющими на обрабатываемость бетона, являются такие материалы, как содержание воды, цементный бетон, песок и свойства заполнителя, такие как размер, форма, градация, соотношение компонентов смеси и использование добавок. Каждый процесс и материалы, участвующие в смешивании бетона, влияют на обрабатываемость бетона.
Работоспособность бетона определяется легкостью его смешивания, транспортировки на строительную площадку, укладки в формы и уплотнения. С высокоработоспособным бетоном легко работать, так как его легко смешивать, транспортировать, укладывать и уплотнять.
Работоспособность и прочность бетона обратно пропорциональны. Прочность бетона снижается с увеличением обрабатываемости обычного бетона, что влияет на долговечность бетона.
Факторы, влияющие на обрабатываемость бетона
Факторами, влияющими на обрабатываемость бетона, являются:
- Содержание цемента в бетоне
- Содержание воды в бетоне
- Пропорции смешивания бетона
- Размер заполнителей
- Форма заполнителей
- Градация заполнителей
- Текстура поверхности заполнителей
- Использование добавок в бетоне
- Использование дополнительных цементирующих материалов
Основными материалами бетона являются цемент, мелкие заполнители (песок), крупные заполнители и вода. Для улучшения свойств бетона в нем часто используются добавки. Поэтому свойства этих материалов и их содержание влияют на обрабатываемость бетона.
Ниже перечислены общие факторы, влияющие на обрабатываемость бетона:
Содержание цемента в бетоне
Содержание цемента в значительной степени влияет на обрабатываемость бетона. Чем больше цемента, тем больше будет пасты для покрытия поверхности заполнителей и заполнения пустот между ними. Это способствует уменьшению трения между заполнителями и плавному перемещению заполнителей во время смешивания, транспортировки, укладки и уплотнения бетона.
Кроме того, для данного водоцементного отношения увеличение содержания цемента также увеличивает содержание воды в единице объема бетона, повышая обрабатываемость бетона. Таким образом, увеличение содержания цемента в бетоне также увеличивает обрабатываемость бетона.
Тип и состав цемента
Тип цемента или его характеристики также влияют на обрабатываемость бетона. Цемент с повышенной тонкостью помола требует больше воды для достижения той же обрабатываемости, чем сравнительно менее тонкий цемент. Потребность в воде увеличивается для цемента с высоким содержанием Al2O3 или C2S.
Соотношение вода/цемент или содержание воды в бетоне
Соотношение вода/цемент является одним из наиболее важных факторов, влияющих на обрабатываемость бетона. Как правило, водоцементное отношение 0,45 – 0,6 используется для получения хорошо обрабатываемого бетона без применения каких-либо добавок. Чем выше соотношение вода/цемент, тем выше содержание воды в объеме бетона, и бетон будет более удобоукладываемым.
Более высокое соотношение вода/цемент обычно используется при ручном перемешивании бетона, чтобы облегчить процесс перемешивания. При машинном смешивании соотношение вода/цемент может быть уменьшено. Этот обобщенный метод использования содержания воды на объем бетона применяется только для номинальных смесей.
Для проектных смесей прочность и долговечность бетона имеют первостепенное значение, поэтому водоцементное отношение указывается при проектировании. Как правило, в проектных бетонах используется низкое соотношение вода/цемент, что позволяет достичь желаемой прочности и долговечности бетона.
Пропорции смеси для бетона
Пропорция смеси бетона определяет соотношение мелкого и крупного заполнителей к количеству цемента. Это также можно назвать агрегатно-цементным отношением бетона. Чем больше цемента используется, тем богаче становится бетон, а заполнители получают надлежащую смазку для легкой подвижности или текучести заполнителей.
При малом количестве цемента по отношению к заполнителям меньше пасты будет доступно для заполнителей, и подвижность заполнителей будет ограничена.
Размер заполнителей
Площадь поверхности заполнителей зависит от их размера. Для единицы объема заполнителей большого размера площадь поверхности меньше по сравнению с тем же объемом заполнителей малого размера.
При увеличении площади поверхности увеличивается и потребность в количестве цемента для покрытия пастой всей поверхности заполнителей. При этом увеличивается расход воды для смазки каждого заполнителя.
Следовательно, заполнители меньшего размера при одинаковом содержании воды менее пригодны для работы, чем заполнители большого размера.
Форма заполнителей
Форма заполнителей влияет на обрабатываемость бетона. Легко понять, что округлые заполнители легче смешивать, чем продолговатые, угловатые и чешуйчатые, из-за меньшего сопротивления трению.
Кроме того, круглые заполнители имеют меньшую площадь поверхности по сравнению с продолговатыми или неправильной формы заполнителями. Это позволяет снизить потребность в воде при одинаковой обрабатываемости бетона. Именно поэтому речной песок обычно предпочитают использовать в бетоне, так как он имеет округлую форму.
Сортировка заполнителей
Сортировка заполнителей оказывает максимальное влияние на обрабатываемость бетона. Хорошо отсортированные заполнители имеют все размеры в необходимом процентном соотношении. Это помогает уменьшить количество пустот в данном объеме заполнителя.
Меньшее количество пустот делает цементную пасту доступной для поверхности заполнителей и обеспечивает лучшую смазку заполнителей.
При меньшем объеме пустот частицы заполнителя скользят друг по другу, и для надлежащей консолидации заполнителей требуется меньшее усилие уплотнения. Таким образом, низкое водоцементное отношение является достаточным для правильного гранулирования заполнителей.
Текстура поверхности заполнителей
Текстура поверхности, такая как шероховатая и гладкая поверхность заполнителей, влияет на обрабатываемость бетона так же, как и форма заполнителей.
У заполнителей с шероховатой поверхностью площадь поверхности больше, чем у заполнителей того же объема с гладкой поверхностью. Таким образом, бетон с гладкой поверхностью более обрабатываем, чем бетон с шероховатой текстурой.
Использование добавок в бетоне
Существует множество типов добавок, используемых в бетоне для улучшения его свойств. Есть некоторые добавки, улучшающие обрабатываемость, такие как пластификаторы и суперпластификаторы, которые повышают обрабатываемость бетона даже при низком соотношении вода/цемент.
Их также называют водоредуцирующими добавками для бетона. Они уменьшают количество воды, необходимое для получения одинаковой величины просадки.
Воздухововлекающие добавки в бетон используются в бетоне для повышения его обрабатываемости. Эти добавки уменьшают трение между заполнителями за счет использования мелких пузырьков воздуха, которые действуют как шарикоподшипники между частицами заполнителя.
Использование дополнительных цементирующих материалов
Дополнительные цементирующие материалы – это материалы, которые используются вместе с цементом для изменения свойств свежего бетона. В качестве дополнительных цементирующих материалов используются зола-унос, волокна, кремнезем, шлаковые цементы.
На сайте использование летучей золы улучшает обрабатываемость бетона, снижая содержание воды, необходимое для получения одинаковой степени обрабатываемости или величины просадки.
На сайте использование стальных или синтетических волокон в бетоне снижает обрабатываемость бетона, так как затрудняет перемещение заполнителей за счет снижения смазывающего эффекта цементной пасты.
Работоспособность бетона снижается и повышается в зависимости от количества кремнезёма. Использование кремнеземистого дыма в бетоне может улучшить обрабатываемость при низких нормах замены, но может снизить обрабатываемость при более высоких нормах замены. Кремнеземистые отвары используются в качестве добавки к бетону, когда они используются в количестве от 2 до 3% по массе цемента.
На сайте использование шлакового цемента также улучшает обрабатываемость, но его эффект зависит от характеристик бетонной смеси, в которой он используется.
Ссылки: ACI 238.1R-08 – Отчет об измерениях обрабатываемости и реологии свежего бетона
Читать далее:
Что такое обрабатываемость бетона? Работоспособность в сравнении с прочностью бетона
Работоспособность бетона при различных условиях укладки
Тесты на обрабатываемость бетона на строительной площадке и рекомендуемые значения
Испытание просадки бетона на работоспособность – процедура и результаты
Испытание Ви-Би для определения обрабатываемости бетона с помощью консистометра
Значения тестов на просадку и коэффициент уплотнения и их использование в определении обрабатываемости бетона
- Добавки (присадки) для бетона – виды, выбор, свойства, применение.
- ПРОЕКТИРОВАНИЕ БЕТОННОЙ СМЕСИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДРОБЛЕНОГО ПЕСКА.
- Факторы, влияющие на расчетную прочность бетонной смеси.
- 15 видов добавок, используемых в бетоне.
- Виды битумных смесей для строительства дорожных покрытий и их применение.
- Факторы, влияющие на реологические свойства свежего бетона.
- Расчет состава бетонной смеси для бетонов M20, M25, M30 с процедурой и примером.