Полная версия

Главная arrow Строительство arrow Строительные материалы и изделия: технология активированных бетонов

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Оптимизация режима виброуплотнения

Вибрационное уплотнение твердеющего бетона следует осуществлять в стадийно наступающих переходных моментах, которые обнаруживаются по времени наступления переломов пластограмм (см. рис. 3.1, а). Однако это не означает, что оптимальный режим вибрирования (время осуществления, количество и продолжительность уплотнения в каждом из сроков) будет постоянным для смесей с различными пластическими свойствами. Для жестких (с низким водосодержанием) смесей максимальный эффект будет достигаться при сравнительно меньшем количестве уплотнений, осуществляемых в начальных переходных моментах, в то время как для пластичных (с повышенным расходом воды) бетонных смесей количество циклов вибрирования следует увеличивать.

Для проверки этого положения были изготовлены стандарные об- разцы-балочки из растворной смеси состава Ц:П = 1:2, с В/Ц = 0,4; 0,6

и 0,8 на новороссийском портландцементе. Время уплотнения твердеющих при 20 ± 2 °С образцов назначали по точкам перелома кривых струк- турообразования (см. рис. 3.1, а) — через каждые 90 ± 10 мин с момента затворения цемента водой. Продолжительность однократного уплотнения увеличивали по мере отвердевания образцов (5—30 с). Для каждого состава смеси изготовили три партии образцов, в первой из которых образцы подвергали повторному (одноразовому) уплотнению в указанные сроки (здесь и далее — виброуплотнение при укладке растворной смеси в формы не учитывалось). Во второй — 1—8-кратному циклическому вибрированию — через 90, 90 и 180; 90,180 и 270 мин и т. д. В третьей (для сравнения) — многократному периодическому уплотнению в промежуточные сроки (через 45, 45 и 135; 45, 135 и 225 мин и т. д.). В 28-суточном возрасте нормального твердения определяли прочность при изгибе, сжатии, среднюю плотность, производили статистическую обработку результатов и строили графические зависимости (рис. 7.2—7.4).

Консистенция (В/Ц) смеси оказывает влияние как на оптимальный режим вибровоздействия, так и на относительную величину прироста прочностных показателей. Лучшие результаты получены при повторном уплотнении жесткой растворной смеси (с В/Ц = 0,4), причем максимальный прирост прочности при сжатии (от 40 % до 70 %) достигается при вибрировании в одном из начальных переходных моментов (через 90 или 180 мин). С повышением пластичности смеси количество рациональных для уплотнения сроков возрастает. Так, для смеси с В/Ц = 0,6 максимальные результаты получены при вибрировании через 90, 180, 270 и 360 мин.

Как видно, повторное (одноразовое) вибрирование более эффективно для жестких смесей, и это вполне логично, поскольку незначительное разобщение цементных частиц жидкой фазой приводит к тому, что процесс интенсивного структурообразования материала начинается с первых же гидратационных актов. Поскольку в данный период толщина гидратной оболочки незначительна, то силовые воздействия в момент стяжения системы позволяют в большей степени уплотнить цементные зерна. И напротив, при достаточно высоком водозатворении интенсивное твердение системы происходит на более поздних стадиях, однако наличие к этому времени сравнительно толстых гидратных прослоек усложняет достижение максимального результата.

Циклическая вибрация дает более ощутимый результат — прирост прочности образцов при сжатии составляет от 60 % до 130 %, при изгибе — от 30 % до 80 %, причем величина этих показателей и оптимальное количество циклов уплотнения также в значительной мере зависят от исходной пластичности (В/Ц) смеси. Если для образцов, изготовленных из растворной смеси с В/Ц = 0,4, максимум прочности при сжатии (от 60 % до 75 %) достигается при двухразовом уплотнении (через 90 и 180 мин) и при дальнейшей обработке достигнутый уровень практически не меняется, то для образцов с В/Ц = 0,6 и 0,8 прирост прочности от 85 % до 95 % и от 100 % до 130 % получен, соответственно, при пяти- и восьмиразовой вибрации.

Влияние повторного (а), циклического (б) и периодического (в) уплотнения на прочность при сжатии растворных образцов с различным В/Ц

Рис. 72. Влияние повторного (а), циклического (б) и периодического (в) уплотнения на прочность при сжатии растворных образцов с различным В/Ц

Влияние повторного, циклического и периодического вибрирования на прочность образцов при изгибе (здесь и на рис. 7.4 обозначения те же, что и на рис. 7.2)

Рис. 73. Влияние повторного, циклического и периодического вибрирования на прочность образцов при изгибе (здесь и на рис. 7.4 обозначения те же, что и на рис. 7.2)

Влияние повторного, циклического и периодического вибрирования на среднюю

Рис. 7.4. Влияние повторного, циклического и периодического вибрирования на среднюю

плотность образцов

Циклическое вибрирование (в отличие от повторного) более эффективно для смесей с повышенным значением В/Ц, так как длительное сохранение системой пластических свойств позволяет продолжительное время (вплоть до потери материалом тиксотропных свойств) регулировать структурообразующий процесс. Следует отметить, что количество прилагаемых к твердеющему бетону уплотнений должно быть разумным и экономически обоснованным. Чрезмерно продолжительная виброактивация может привести к неоправданным энергозатратам, преждевременному износу оборудования, а также необратимым деструктивным процессам, ухудшающим свойства бетона.

Достигнутый в месячном возрасте прирост прочности сохраняется и в более поздние сроки. Например, прочность контрольных и подвергнутых пятикратной циклической вибрации образцов с В/Ц = 0,6 в 28-суточном возрасте составляла, соответственно, 25,0 ± 1,6 МПа (100 ± 6,3 %) и 49,0 ± 0,8 МПа (192,2 ± 3,1 %); после двухлетнего твердения в стандартных температурно-влажностных условиях образцы имели прочность 35,4 ± 2,5 МПа (138,8 ± 9,8 %) и 64,6 ± 1,4 МПа (252,6 ± 5,5 %).

Прочностные свойства образцов, изготовленных с периодическим вибрированием в промежуточные сроки, изменяются незначительно. Максимальный прирост прочности при сжатии (от 25 % до 40 %) зафиксирован для образцов из смеси с В/Ц = 0,8 после пяти- и шестикратной вибрации. При дальнейшем увеличении количества уплотнений эффект снижается (повышение прочности — от 10 % до 30 %). Для образцов из более жестких смесей (с В/Ц = 0,4 и 0,6) прирост прочности при любых режимах периодической виброобработки практически одинаков (не более 25 %). Периодическое вибрирование совершенно не изменяет прочностные показатели при изгибе образцов с В/Ц, равным 0,6 и 0,8. Некоторое увеличение данной характеристики (до 20— 25 %) имело место для образцов с В/Ц = 0,4.

Ожидалось, что дополнительное виброуплотнение будет связано со значительным повышением средней плотности образцов. Действительно, повторное и циклическое вибрирование способствуют увеличению плотности от 1 % до 7 %; для циклически обработанных образцов из смеси с В/Ц = 0,6 это увеличение достигало даже 12 % (см. рис. 7.4). Однако указанные величины повышения плотности материала не могут служить однозначным объяснением столь значительного увеличения его прочностных свойств. Если даже учесть, что изменение плотности бетона на 1 % однозначно изменяет его прочность на 5 %, то данное явление способствовало бы предельному увеличению прочности образцов от 35 % до 60 %, что вдвое ниже реальных показателей. Следовательно, уплотнение макроструктуры бетона за счет частичной ликвидации макродефектов (капилляр, пор, пустот и др.), несомненно, имеет место, однако этот фактор далеко не определяющий в механизме виброактивации, что наглядно иллюстрируется опытами с периодическим вибрированием. Отсюда можно предположить о несущественном влиянии времени приложения вибрирования на изменение макропористости бетона (при условии равного количества уплотнений). Но если учесть, что прирост прочности циклически обработанных образцов в три-четыре раза выше таковой периодически уплотненных, то можно сделать вывод — согласованность вибровоздействий с кинетикой твердения цемента способствует оптимизации других факторов, положительно влияющих на формирование, упрочнение структуры цементного камня, приобретение бетоном столь ощутимых физико-механических показателей.

Циклическое вибрирование делает технологический процесс достаточно «неприхотливым» — неизбежные колебания производственных факторов (точность дозирования компонентов, состав и свойства бетонной смеси, качество ее укладки и уплотнения) не оказывают существенного влияния на конечный результат. Анализ данных (см. рис. 7.2, б и 7.3, б) показывает, что независимо от консистенции (В/Ц) смеси циклическая виброактивация позволяет достичь весьма близких прочностных показателей. Следовательно, для конкретного соотношения твердых компонентов существует верхний прочностной предел, который реально достигается за счет виброактивации составов различных консистенций. Отсюда вытекает важный практический вывод — для повышения подвижности бетонных смесей можно пойти по пути увеличения (до разумных пределов) количества воды затворе- ния, негативное последствие которой будет нейтрализовано в процессе твердения вибрационным путем.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>