Zagorod50.ru

Загород №50
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Реологические характеристики цементного раствора

Реологические характеристики цементного раствора

К.т.н. Серова Р.Ф., Сейдинова Г.А., Икишева А.О., Дадиева М.К .

Карагандинский государственный технический университет, Казахстан

РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНЫХ СИСТЕМ

НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННОГО КОЛЛОИДНОГО ЦЕМЕНТНОГО КЛЕЯ ТИПА МКЦ

Модифицированный коллоидный цементный клей типа МКЦ предназначается, прежде всего, для проведения ремонтно-восстановительных работ бетонных и железобетонных изделий и конструкций, формования облицовочных плиток и фигурных элементов мощения, важными свойствами цементного клея являются его текучесть (при сохранении однородности и сплошности) и прочность склеивания, например, с поверхностью «старого» раствора или бетона.

Известно, что среди разнообразных видов вязких жидкостей по реологическим свойствам в стационарном ламинарном потоке выделяются два основных класса жидкостей:

1 – ньютоновские, с величиной вязкости, не зависящей от действующего на них напряжения сдвига и градиента скоростей деформации;

2 – структурированные дисперсные системы, для которых величина эффективной вязкости может изменяться в широких пределах в зависимости от действующего напряжения сдвига и градиента скоростей. Такими структурированными системами являются коагуляционные структуры, к которым относятся и цементное тесто в первый период после затворения цемента водой.

В начальный период после затворения в процессе гидратации в цементном тесте образуется значительное число частиц коллоидных размеров. Появление их в цементном тесте определяет тип образовавшейся структуры.

По данным исследований ученых кафедры ТСМиИ КарГТУ Рахимова М.А. и Рахимовой Г.М., механоактивация цементных систем в присутствии воды, ПАВ и солей неорганических кислот в процессе получения модифицированного коллоидного цементного клея разрушает флокулы цемента. При этом увеличивается площадь смачивания цемента и улучшается связывание частиц вяжущего посредством образования вокруг зерен цемента «качественных» водных оболочек, которые главным образом стремятся к образованию монослоев вокруг зерна цемента. На протекание этого процесса влияют соли неорганических кислот, которые, как отмечается в работе, способствуют проявлению «высаливающего» эффекта с увеличением концентрации ПАВ в объеме цементного теста, обеспечивающим «дополнительное» улучшение вязкопластических характеристик цементных систем.

Для общей оценки улучшения качества реологических свойств и качества цементных паст на основе модифицированного коллоидного цементного клея типа МКЦ нами предлагается учитывать:

– их способность к прокачиванию;

– наносимость на шероховатую горизонтальную поверхность.

Для оценки прокачиваемости цементных паст и растворов нами был изготовлен лабораторный стенд. Схема испытания представлена на рисунке 1. Следует отметить, что в работе рассматривались два варианта монтажа трубопровода: с резкими острыми углами поворота

— с закругленными углами поворота.

б)

а) с заостренными поворотами цементно-растворного трубопровода(2 дюйма);

б) с закругленными (закругления диаметром 10 см) поворотами цементно-растворного трубопровода (2 дюйма)

1 – цементный материал в трубопроводе; 2 – место соединения растворонасоса с трубопроводом стенда; 3 – формы кубов с длиной ребра 10 см (10х10х10 см.)

Рисунок 1 – Схема лабораторного испытательного стенда для оценки способности цементных паст и растворов к прокачиванию

Порядок выполнения опытных испытаний можно свести к выполнению ряда операций, в число которых вошли следующие:

– приготовление цементной пасты или цементного раствора. Удобоукладываемость или консистенция должны соответствовать требованиям, которые предъявляют к цементным системам для прокачивания бетонорастворным насосам.

– подача исследуемых цементной пасты или цементного раствора в объеме не менее 100л в приемное устройство насоса;

– прокачка цементной пасты или раствора под давлением 3,0 МПа. При этом замеряется время прокачки (в секундах) порции пасты (раствора) в объеме не менее 10 л.

Заостренные углы – повороты трубопровода затрудняют прокачиваемость, особенно цементных систем без модификаторов. При этом у растворов без модификаторов не только наблюдается ухудшение прокачиваемости, но и снижение их связности и однородности. Лучшие результаты в обеспечении требуемой прокачиваемости и сохранении связности и однородности достигаются применением модифицированных цементных систем (составы МКЦ – АВ, МКЦ – АТ и МКЦ – АПС).

Результаты испытания на прокачиваемость цементных паст и раствора, изготовленных на основе модифицированного коллоидного цементного клея, в трубопроводе с закругленными углами поворота сведены в таблице 1.

Таблица 1 – Результаты испытания прокачиваемости изопластических цементных материалов, изготовленных на основе модифицированного коллоидного цементного клея

Время прокачки порции (относительная скорость прокачки), с

РЕОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ

В условиях массового производства сборных желе­зобетонных изделий большое значение приобретает характери­стика формовочных свойств бетонных смесей физически обосно­ванными величинами — реологическими показателями бетонной смеси [2]. Знание этих величин позволит более точно назначать параметры и режимы виброуплотнения смеси, разработать эф­фективные методы контроля уплотнения бетонной смеси и т. п.

Реологические коэффициенты. Многочисленные ис­следования показывают, что применяемые в строительстве це­ментное тесто, растворы и бетонные смеси следует относить к дисперсным твердообразным системам, структурно-механиче — ские свойства которых, в первую очередь, характеризуются сле­дующими основными показателями: предельным напря­

Жением сдвига т0—при деформировании и наимень­шей постоянной пластической вязкостью Г>т — при истечении.

Величины Т0 и т]т являются одними из основных физико-ме­ханических характеристик структурированных систем, опреде­ляющих их поведение при различных внешних воздействиях.

Прочность структуры бетонной смеси, определяемая величи­ной предельного напряжения сдвига то, возрастает с увеличе­нием дисперсности цемента и его концентрации, с уменьшением прослойки цементного раствора между заполнителями, с увели­чением поверхности и угловатости формы заполнителей. При вибрировании прочность структуры бетонной смеси резко умень­шается, одновременно понижается и вязкость смеси, достигаю­щая в пределе Г]г .

Следовательно, степень подвижности бетонных смесей может быть представлена как совокупность элементных физических понятий, характеризующих внутреннее трение и сцепление меж­ду частицами. Для использования реологических свойств бетон­ных смесей разработана методика их определения посредством стандартного конуса и технического вискозиметра.

Предельное напряжение сдвига’ бетонной сме­си то может быть определено по осадке стандартного конуса, уплотненного вибрированием до практически полного уплотне­ния (97].

Максимальное касательное напряжение у основания конуса

Где У—объемный вес смеси в конусе;

V—объем конуса, См3-,

Б—площадь основания конуса (после осадки).

При т>го конус будет оседать до тех пор, пока т в состоя­нии предельного равновесия не уменьшится ДО То.

Пример. Для стандартного конуса (рис. 43) /?= 10 См, V=5500 с,«3, при 1>

2,4 и осадке конуса А к—2 см, Л Р=0,4 см. Тогда

5 = г + Л й)2 = 340 См2;

2 , 4 — 5500

. = 19,4 Г! см2

При нулевой осадке конуса на верхнее основание конуса устанавливают пригруз Р и тогда

‘о —

При вибрировании жестких бетонных смесей величина т0 да­ет возможность характеризовать прочность их структуры, опре­делить минимальный пригруз или наименьшее давление при вибропрессовании.

Рис. 43. Определение пре­дельного напряжения сдви­га В Бетонной смеси.

Пластическая вязкость вибрируемой бетонной смеси может быть определена на техническом вискозиметре. При вибрировании силы трения и сцепления внутри бетонной смеси значительно ослабляются или полностью исчезают; бе­тонная смесь приобретает ряд свойств жидкости и вследствие этого хорошо заполняет форму и уплотняется. Уменьшение внут­реннего тренпя при вибрирова­нии бетонной смеси легко про­верить постановкой простого опыта. Разрезанный пополам ящик заполняется бетонной сме­сью, которая находится под дав­лением силы Р. К ящику прикла­дывается сила Р, смещающая его верхнюю половину по отношению к нижней (рис. 44).

Если по оси абсцисс откла­дывать значение смещения 5, а но оси ординат величины уси­лий Р, получим кривую, которая имеет максимум в точке А соот­ветственно разрушающей нагруз­ке РР, зависящей от величины давления на бетонную смесь.

Читать еще:  Расход самовыравнивающейся цементной стяжки

Площадь ОАВ характеризует работу, затраченную на смещение верхней части ящика, следовательно, на преодоление сил внут­реннего трения.

Если установить ящик на вибрационном столе и, повторив опыт, провести измерение силы /•’, необходимой в этом случае для сдвига верхней части ящика, можно убедиться, что она уменьшится до очень малой величины, близкой к нулю. Если
затем выключить вибратор и снова произвести измерение силы Р, она опять покажет наличие внутреннего трения, хотя кривая максимального усилия будет отличаться от приведенной на рис. 44.

Рис. 44. Уменьшение внутреннего трения При вибрировании:

А — схема испытания на сдвиг; Б — сопротивление сдвигу в зависимости от смещения.

На основании рассмотренного опыта известный французский ученый Р. Лермит предложил реологические характеристики бетонной смеси: коэффициент внутренего трения, связность смеси и др. [40]. Понижение вязкости бетон­ной смеси вследствие вибрационного воздействия объясняется тем, что зерна заполнителя или частицы цемента совершают вынужденные колебания со скоростью, зависящей от парамет­ров вибрирования, и массы частиц, вследствие этого коагуля­ционная структура коллоидного цемент­ного клея разруша­ется и вязкость его значительно пони­жается.

Для предельного разрушения струк­туры, т. е. достиже­ния наибольшей пластичности смеси, параметры вибриро­вания следует наз­начать близкими к собственным часто­там колебаний зе­рен, составляющих бетонную смесь, что при вибрировании соз­даст условия резонанса, обеспечивая получение наибольших амплитуд.

Для, каждой бетонной смеси в зависимости от характеристи­ки входящих в нее элементов, например, крупности или шеро­ховатости щебня, необходима определенная интенсивность коле­баний для преодоления внутренних сил сопротивления и перехо­да из упруго-вязкого состояния в состояние временной текучести.

Тиксотропия бетонной смеси. После прекращения вибрирования бетонная смесь приобретает еще большую струк­турную вязкость, чем до вибрации. Свойство бетонных смесей обратимо изменять основные реологические характеристики (пластическую вязкость и предельное сопротивление сдвигу) Под влиянием механических воздействий называется тиксотро — пией.

Тиксотропия имеет существенное значение при перемешива­нии бетонной смеси, ее транспортировании и собенно при уплот­нении. Все вибрационные способы формования изделий и уплот­нения бетонной смеси основаны на понижении прочности струк­

Туры и уменьшении вязкости в процессе формования и восста­новлении прочности структуры и повышении вязкости По окончании вибрирования. Явлением тиксотропии объясняется высокая эффективность вибрирования, при котором значительно уменьшается расход механической энергии по сравнению с дру­гими способами уплотнения жесткой бетонной смеси.

При характеристике тиксотропии твердообразных систем (в том числе и бетонной смеси) принято различать тиксотро — пию прочности структуры, характеризуемой обрати­мым изменением предельного напряжения сдвига т0, и т и к с о — тропию вязкости, т. е. обратимое изменение вязкости смеси Г)О-

Коэффициенты тиксотропности бетонной смеси, отражающие предельно возможное разрушение ее структуры, могут быть представлены в следующем виде:

Количественная оценка показателей тиксотропии и реологи­ческих характеристик еще не стала общепринятой; в зависимости от методики исследования могут быть получены различные ре­зультаты.

Свойства и классификация бетона, укладка бетона

Реологические свойства.

Бетонная смесь — это состав из нескольких компонентов, тщательно перемешанных между собой, соотношение которых определяется технологическими требованиями к самому бетону.

Главный компонент любой бетонной смеси — цементное тесто. Готовая бетонная смесь должна отвечать двум основным требованиям: однородность и удобоукладываемость, т.е. укладка бетона должна быть удобной. Удобоукладываемость, в свою очередь, зависит от используемой для уплотнения технологии, а однородность определяется поведением бетонной смеси при укладке и транспортировке.

Благодаря технологии приготовления и физико-химическим характеристикам бетонной смеси, полученный материал обладает свойствами твердого тела и жидкости. Вязкость бетонной смеси достигается после того, как удается преодолеть структурную прочность, вызванную нарастающим усилием перемешивания. При поддержании механического воздействия, бетонная смесь сохраняет свойства жидкости, а в спокойном состоянии твердеет (тиксотропия).

Технические свойства.

Самым важным и принципиальным техническим свойством любой бетонной смеси является её удобоукладываемость — т.е. укладка бетона должна быть удобной и смесь способной принимать необходимую форму без потери показателей однородности.

Чтобы определить удобоукладываемость смеси специалисты используют три основных параметра: подвижность (П), жесткость (Ж) и связанность. Каждый параметр характеризуется определенными свойствами бетона.

Для определения бетонной смеси на подвижность используют два эталонных образца-конуса (изготавливаются из одной смеси), с помощью которых определяют осадку. Среднее арифметическое двух показателей считается достоверным параметром подвижности. Если подвижность нулевая, удобоукладываемость бетонной смеси определяется параметром жесткости.

Жесткость бетонной смеси равна времени (с) вибрации, которое нужно для сглаживания и уплотнения, ранее отформованного контрольного образца-конуса из бетонной смеси.

Удобоукладываемость смеси.

Главный фактор, который определяет удобоукладываемость бетона — объем воды затворения. Данный объем воды распределяется на цементный тест и специальный заполнитель. Если объем воды для цементного теста определить как Вц, а для заполнителя как Взап, то общий объем воды (В) будет равен В=Вц+Взап. Реологические свойства бетонной смеси (вязкость и сопротивление напряжению сдвига), а также технические свойства (подвижность и жесткость) определяются объемом воды в цементном тесте.

Количество необходимой для отдельного типа заполнителя воды определяется суммарным показателем поверхности зерен данного заполнителя. Именно поэтому мелкие, рассыпчатые пески требуют большого количества воды.

Технология приготовления цементной смеси требует постоянного сохранения соотношения воды и цемента, поэтому с увеличением расхода воды увеличивается расход цемента. Используя мелкие пески, перерасход цемента может достигать 15-25%, поэтому его смешивают с более крупным песком и пластифицирующими добавками.

Деформативные свойства.

Под нагрузкой бетон демонстрирует отличные от металла и других плотных материалов свойства. Поведение бетона определяется его конгломератной структурой, на которую оказывается воздействие осевого сжатия.

Многочисленные испытания показали, что в условиях небольшого напряжения и кратковременном произведении нагружения, деформативные свойства бетона можно сравнить с поведением пружины. Чем больше прочность бетона, тем выше его упругость по отношению к одному и тому же давлению. Пористость бетона также влияет на модуль упругости — чем больше пористость, тем ниже сопротивляемость бетона к нагрузкам. То есть, используя одинаковую марку прочности и изменяя тип наполнителя с различной пористостью можно изменять упругость бетона. Самый низкий модуль упругости у бетона, который имеет ячеистую структуру. Модуль по сжатию и растяжению считается одинаковым.

Под влиянием статической нагрузки бетонные конструкции могут также деформироваться, данное свойство называется ползучесть. Характеристики ползучести бетона зависят от нескольких основных параметров: класс цемента, вид заполнителя, возраст бетонной конструкции, условия, при которых проходил процесс затвердевания. Низкая ползучесть обеспечивается цементом самых высоких марок, который компонуют с плотным заполнителем (щебень, горные породы и др.). Чем выше пористость заполнителя, тем выше ползучесть бетонной конструкции.

Если не обеспечивать бетону необходимую влажность в период затвердевания, его ползучесть значительно возрастает. Чрезмерное насыщение бетона жидкостью также приводит к негативным последствиям.

Усадка и набухание.

Усадка бетона — это изменение его параметров за счет сжатие линейных размеров готовой конструкции. Усадка бетона определяется тремя важными элементами: карбонизация, контракция (стяжение) и влажность.

В строительстве используют, так называемые усадочные швы, чтобы избежать появления трещин в результате усадки бетона в длинных сооружениях. Так, при усадке бетона на 0,3мм/м, строение протяженностью 30 метров получит общую усадку около 10мм. Возможны случаи неравномерной усадки, которые вызваны различным содержанием влаги на разных участках бетона. Результатом неравномерной усадки является растягивающее напряжение и внутренние трещины.

Читать еще:  Что можно заменить цементом

Самая большая усадка у цементного камня, поэтому для определенных целей лучше использовать цементный раствор. Заполнитель образует блокирующий каркас, который противостоит усадке. Бетон, который не защищен от атмосферных осадков, подвергается попеременному изменению влажности. Такое состояние вызывает периодические деформационные образования, которые ведут к формированию микротрещин и дальнейшему крошению бетона.

Морозостойкость.

Морозостойкость бетона является одним из самых важных его показателей. Определяют морозостойкость путем циклического замораживания/размораживания в пределах температур от -20 до +20. Эталонные образцы могут быть 10, 15 и 20-сантиметровые. При стандартных условиях отвердевания образцы подвергаются испытаниям после 28 суток, после тепловой обработки контрольную продукцию можно подвергать замораживанию/размораживанию через одну неделю. Показатели морозостойкости зависят от качества используемых для изготовления бетона компонентов, соблюдения технологии и пористости. Чем больше капиллярные поры бетона, тем хуже показатели морозостойкости и проницаемости воды. Высокой морозостойкостью обладают бетоны, капиллярная пористость которых ниже 7%.

Водопроницаемость бетона.

Невысокая капиллярная пористость бетона определяет его высокий уровень устойчивости к проникновению воды. Для снижения капиллярной стоимости в состав бетона добавляют специальные уплотняющие и гидрофобизующие вещества. Жидкие вещества с низким уровнем поверхностного натяжения легче проникают в бетонные конструкции. Когда вместо портландцемента используют расширяющийся цемент, соотношение проницаемости бетона к воде и нефтепродуктам заметно понижается.

Теплофизические характеристики бетона.

Теплопроводности бетона уделяют массу внимания, особенно если его используют для воздвижения ограждающих элементов строения.

Тяжелые бетоны обладают более высокой теплопроводностью, чем легкие. В воздушно-сухом состоянии тяжелый бетон демонстрирует теплопроводность в рамках 1,2 Вт/м.°С, а легкие бетоны в таких же условиях имеют теплопроводность 0,3-0,4 Вт/м.°С. Для снижения теплопроводности несущих стен, изготовленных из тяжелого бетона, используют специальные утеплители.

Пределы изменения теплоемкости тяжелого бетона имеют достаточно узкий коридор, который ограничивается показателями 0,75-0,92 Вт/м.°С. Увеличение температуры бетона приводит к его расширению, при этом линейный коэффициент показателя равен приблизительно 0,00001 °С. Таким образом, поднимая температуру бетонной конструкции на 30 градусов, получим расширение в пределах 0,3мм/м. В сооружениях большой протяженности используют специальные температурно-усадочные швы, которые препятствуют образованию микротрещин в бетоне.

Компоненты бетонной смеси характеризуются различными коэффициентами расширения при изменении температуры, поэтому демонстрируют различную степень и свойства деформации. При значительных скачках температуры (выше 880 градусов по Цельсию), внутри бетона могут образоваться различной величины трещины, которые вызваны увеличением в объеме заполнителя и раствора. Во избежание образования внутренних трещин, подбирают такой заполнитель и раствор, температурные показатели расширения которых схожи.

ТЯЖЕЛЫЕ (ОБЫЧНЫЕ) БЕТОНЫ

Реологические свойства бетонных смесей

Вследствие коагуляционного структурообразования в цементном тесте бетонная смесь приобретает такие свойства твердого тела, как упругости и эластичность. Эти свойства проявляются при напряжениях т меньше критических значений, необходимых для разрушения пространственной сетки коагуляционной структуры.

Деформативные свойства бетонной смеси позволяют определить ее как упруго-эластично-вязко-пластичное тело.

При дальнейшем структурообразовании и твердении бетон сохраняет эти свойства. Однако если в бетонной смеси наиболее ярко выражены пластично-вязкие свойства, то при твердении бетона их роль уменьшается и начинают превалировать упругие свойства вследствие уплотнения геля и развития кристаллизационных образований.

Коагуляционные структуры образуются уже в начальный период после затворения цемента водой даже при незначительном количестве коллоидных частиц в твердой фазе. Прочность коагуляционной структуры определяется расстоянием между узлами структурной сетки и толщиноц прослоек дисперсионной среды между частицами в местах их контактов. Чем больше чисуо коллоидных частиц в единице объема и меньше их размер, тем тоньше прослойки среды и ближе расстояние между узлами, следовательно, тем прочнее структура.

В индукционный период твердения цементного теста и бетона прочность структуры еще сравнительно мала, что позволяет производить технологические операции, применяя небольшое силовое воздействие, которое может оказывать вес самой смеси.

В последующий период структурообразования для обеспечения тиксотропного разжижения смеси необходимы уже более сильные, увеличивающиеся во времени воздействия. Приложенные к бетонной смеси нагрузки вызывают в ней напряжения сдвига, разрушающие структурные связи и обеспечивающие ее течение с определенной вязкостью.

Вязкость структурированных жидкостей, к которым может быть отнесена и бетонная смесь, имеет переменное значение и зависит от величины .напряжения сдвига, определяющей степень разрушения структуры.

В истинновязких (Ньютоновских) жидкостях скорость течения пропорциональна приложенному напряжению; эта пропорциональность выражается постоянным коэффициентом вязкости, характеризующем жидкость.

Область течения бетонной смеси с минимальной вязкостью имеет ограниченную величину. При дальнейшем повышении напряжения сдвига скорость течения увеличивается и система переходит в турбулентное состояние, при (котором вязкость возрастает.

До момента полного разрушения структуры изменение вязкости от действующего напряжения носит сложный нелинейный характер, трудно выражаемый математически.

Наиболее полно закономерность течения каждой бетонной смеси может быть охарактеризована реологическими кривыми— реограммами, связывающими величины градиента скорости течения и вязкости при изменении напряжения сдвигание. 24).

На верхнем графике представлена зависимость градиента скорости течения -£ от изменения напряжения сдвига т. Под этим графиком приведены значения вязкости бетонной смеси при тех же изменениях предельного напряжения сдвига. Внизу схематически изображены соответствующие изменения коллоидной структуры цементного теста.

Приведенная реограмма может быть разбита вертикальными линиями на три зоны.

Первая зона—действующее напряжение сдвига т меньше критического значения t0, коагуляционная структура цементного теста не разрушена и сопротивляется усилиям упруго, течения нет, градиент скорости равен нулю, вязкость имеет максимальное значение1.

Вторая зона—действующее напряжение т больше критического, структура разрушается, начинается течение с градиентом скоростной вязкостью т]эф (эффективная вязкость); по мере увеличения напряжения увеличивается и градиент скорости течения.

Третья зона — достигнуто предельное разрушение структуры, происходит течение по законам вязкой жидкости с постоянной, минимальной для данной бетонной супеси вязкостью.

Реограммы позволяют научйо обоснованно решать вопросы технологии бетонных смесей начиная с момента их приготовления до окончания бетонирования конструкций. Например, имея реологические кривые течения определенной бетонной смеси, можно подобрать наиболее эффективный метод ее уплотнения, при котором течение будет происходить с минимальной вязкостью.

Разрушения коагуляционной структуры бетонной смеси и обеспечения ее течения можно добиться приложением как статических, так и динамических (ударов, вибраций) нагрузок или их сочетанием.

Наиболее распространена в технологии бетона виброобработка бетонных смесей. При вибрировании подвижных и умеренно жестких бетонных смесей предельное напряжение сдвига уменьшается до нуля и смесь течет под действием собственного веса, имея определенный коэффициент вязкости

Для определения реологических кривых течения бетонной смеси применяют сложные приборы — пластометры и вискозиметры, к сожалению малодоступные для производства. Однако некоторые реологические характеристики могут быть установлены и на стандартных приборах, используемых для определения удобоукладываемости смесей.

Предельное напряжение сдвига можно определить по осадке стандартного конуса.

Эффективная вязкость бетонной смеси при вибрировании может быть определена по времени ее истечения из технического вискозиметра. Примем обозначения: вязкость жидкости т, удельный вес ее у. Площади сечений внутреннего и наружного цилиндров для технического вискозиметра примерно равны. Движение рассматриваем установившееся, под переменным напором, равным h—hi (). К величине напора будет прибавляться вес диска вискозиметра (или пригруза), который обозначим величиной P-S. Расход жидкости Q при течении прямо пропорционален напору и удельному весу и обратно пропорционален ее вязкости.

Чтобы не было разрывов сплошности смеси при течении ее в вискозиметре, смесь при укладке в конус необходимо уплотнять не штыкованием, а вибрированием.

Читать еще:  Поддон для раствора цемента

Для обеспечения установившегося течения смеси целесообразно во внутренний цилиндр технического вискозиметра вместо стандартного конуса вставлять доходящую до дна жестяную обечайку, которую следует поднять после укладки и уплотнения смеси. В настоящее время разработаны конструкции таких вискозиметров, например прибор УТ-3 и др.

Основы вибрационного уплотнения бетонных смесей

Для получения хорошей структуры ‘бетона бетонная смесь в статическом состоянии должна обладать достаточным’ предельным сопротивлением сдвигу и достаточной вязкостью для недопущения ее расслоения, и только в период укладки значения этих величин должны кратковременно уменьшаться до» минимума, а 2атем структурные свойства должны тиксотроп-но восстанавливаться. Достичь этого можно приложением механических воздействий такого вида, которые наиболее полно разрушают коагуляционные структуры в бетоие.

В результате действия вибрации происходит тиксотропное разрушение коагуляционных структур цементного теста и подвижные бетонные смеси текут по законам вязких жидкостей.

В жестких несвязных бетонных смесях при вибрации происходит сближение частиц под действием силы тяжести, и они превращаются в связную массу, обладающую свойствами вязких жидкостей.

Для вибрационного воздействия на бетонную смесь используют вибраторы, которые по принципу действия делятся на электромеханические, электромагнитные и пневматические.

Эффективность вибрирования может быть оценена величиной скорости колебаний (произведение амплитуды на частоту), ускорением колебаний (произведение амплитуды на квадрат частоты) либо затратами энергии на совершение колебаний.

В настоящее время для характеристики эффективности вибрирования пользуются показателем интенсивности вибрации, выражающим величину, пропорциональную мощности потока колебательной энергии, получаемой бетонной смесью

Режим вибрирования должен обеспечить хорошее равномерное уплотнение бетонной смеси при нормальной продолжительности вибрирования. Бол К содержанию книги: Технология бетона

ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕЖДУ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ВЯЗКОСТЬЮ ЦЕМЕНТНЫХ СИСТЕМ И ИХ РЕОТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ

Полный текст:

  • Аннотация
  • Об авторах
  • Список литературы
  • Cited By

Аннотация

Введение. Теоретической основой регулирования подвижности и удобоукладываемости бетонных смесей и других реологически сложных тел является реология. В технической литературе по реологическим свойствам бетонных смесей широко используются названия добавок: пластификатор, суперпластификатор, гиперпластификатор. Названия предложены фирмами-изготовителями этих добавок в рекламных целях. В статье авторами дано уточнение физического смысла терминов пластификатор, суперпластификатор, разжижитель цементных систем.

Материалы и методы. Для характеристики реотехнологических свойств суспензий и паст в строительной индустрии широко используют величину расплыва конуса, которая не всегда обеспечивает адекватность их подвижности. Установлено, что взаимосвязь между пластической вязкостью и расплывом конуса зависит от степени разжижения их модифицирующими добавками. Авторами рассмотрены экспериментальные данные цементных суспензий без добавки и с умеренной дозировкой добавок, которые являются реологическими сложными упруго-вязко-пластическими телами.

Результаты. Показано, что величина расплыва конуса, особенно в области умеренных дозировок добавок, адекватно отражает реологические свойства цементных систем. При больших и малых величинах пластической вязкости расплыв конуса слабо отражает реологические свойства дисперсных систем.

Обсуждение и выводы. Даны рекомендации по рациональному применению расплыва конуса для характеристики реотехнологических свойств цементных систем.

Ключевые слова

Об авторах

доктор технических наук, профессор, профессор кафедры строительного материаловедения, изделий и конструкций,

308012, г. Белгород, ул. Костюкова 46

доктор технических наук, доцент, профессор кафедры строительного материаловедения, изделий и конструкций,

308012, г. Белгород, ул. Костюкова 46

кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры строительного материаловедения, изделий и конструкций,

308012, г. Белгород, ул. Костюкова 46

Список литературы

1. Рахимбаев Ш.М., Шахова Л.Р., Твердохлебов Д.В. Реологические свойства пеноцементных систем с добавкой анионного пенообразователя // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2003. № 4. С. 6–14.

2. Твердохлебов Д.В. Влияние компонентного состава на реологические и другие технологические свойства пеноцементных смесей // Дисс…канд. техн. наук 05.23.05. – Белгород, 2006. 148 с.

3. Донец А.В., Бабушкин В.И., Плугин А.А., Рахимбаев Ш.М., Олефир И.А. Контроль технологичности строительных смесей с помощью прибора ЭШ-1 // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2003. № 5. С. 40–45.

4. Baoguo M.A., Huixian Wang. Rheological properties of self-compacting concrete paste containing chemical admixtures. Journal of Wuhan University of TechnologyMater. Sci. Ed. 2013, Volume 28, Issue 2, pp 291–297.

5. Hsu K.C., Chiu J.J., Chen S.D. Effect of addition time of a superplasticizer on cement adsorption and on concrete workability. Cement and Concrete Composites, 1999, 21(5– 6), 425–430.

6. Рейнер М. Реология. М: Наука. 1965. 223 с.

7. Petit J.Y., Wirquin E., Helnan-Moussa B. Effect of W/C and superplasticizer type on rheological parameters of SCC pepair mortar for gravitational or light pressure Injection. Cement and Concrete Composites, 2011, 33(10), pp. 1050– 1056.

8. Перцев В.Т., Леденев А.А. Разработка эффективных комплексных органоминеральных добавок для регулирования реологических свойств бетонных смесей: монография. Воронеж: Воронежский ГАСУ, 2012. 136 с.

9. Papo A., Piani L. Effect of various superplasticizers on the rheological properties of portland cement pastes. Cement and Concrete Research. 2004. Volume 34. Issue 11. pp. 2097-2101.

10. Слюсарь А.А. Реологические свойства и агрегативная устойчивость водных минеральных суспензий с модификаторами на основе оксифенолфурфурольных олигомеров // Дисс. д.т.н. 02.0.11. Белгород, 2009. 408 с.

11. Ming L., Jiaheng L., Yao B., Xiaodi D., Qinglin Z., Xuqing Z. Preparation of polycarboxylate-based superplasticizer and its effects on zeta potential and rheological property of cement paste. Journal of Wuhan University of Technology-Mater. Sci. Ed. 2015. Volume 30. Issue 5. pp. 1008 –1012.

12. Menon S.M. Sathyan D., Anand K.B. Studies on rheological properties of superplasticised PPC paste. International Journal of Civil Engineering and Technology (IJCIET), 2017. Volume 8. Issue 10. pp. 939–947.

13. Рахимбаев Ш.М. Регулирование технологических свойств тампонажных растворов // Ташкент: ФАН, 1976. 159 с.

14. Chiara F.F., Karthik H.O., Russell H. The influence of mineral admixtures on the rheology of cement and concrete. Cement and Concrete Research, 31(2), 2000. pp. 245-255.

15. Рахимбаев Ш.М., Толыпина Н.М., Хахалева Е.Н. Влияние мелкого заполнителя из песка на эффективность действия добавок-разжижителей // Вестник СибАДИ. 2016. № 3 (49). С. 74–79.

16. Рахимбаев Ш.М., Толыпина Н.М., Карпачева Е.Н. Эффективность действия добавок пластифицирующего действия в зависимости от качества песка // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2013. № 4. С. 59–61.

17. Рахимбаев Ш.М., Толыпина Н.М., Карпачева Е.Н. Катионактивная добавка для разжжения цементо-песчаных смесей // Бетон и железобетон. 2013. № 6. С. 9–10.

18. Лыков А.В., Шульман З.П. Предисловие. Реофизика и реодинамика текучих систем. Минск: Наука и техника. 1970. С. 3–4.

19. Матвеенко О.И. Цементные системы с добавкой экологически чистых модификаторов // Дисс…канд. техн. наук 05.23.05. Белгород, 1999. 160 с.

20. Пивинский Ю.Е. Керамические вяжущие и керамобетоны. М.: Металлургия, 1990. 270 с.

Для цитирования:

Рахимбаев Ш.М., Толыпина Н.М., Хахалева Е.Н. ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕЖДУ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ВЯЗКОСТЬЮ ЦЕМЕНТНЫХ СИСТЕМ И ИХ РЕОТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ. Научный рецензируемый журнал «Вестник СибАДИ». 2018;15(2):276-282. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2018-2-276-282

For citation:

Rakhimbayev S.M., Tolypina N.M., Khakhaleva E.N. INTERRELATION BETWEEN PLASTIC VISCOSITY OF CEMENT SYSTEMS AND THEIR RETHEHNOLOGICAL CHARACTERISTICS. The Russian Automobile and Highway Industry Journal. 2018;15(2):276-282. (In Russ.) https://doi.org/10.26518/2071-7296-2018-2-276-282


Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector