Технология заполнителей бетона

Влияние заполнителей на свойства смеси и бетона.

Бетонная смесь – рационально подобранная и перемешанная смесь вяжущего вещества, заполнителей, воды и добавок, до ее формования и начала твердения. После формования - свежеотформованный бетон, после твердения – бетон.

Вид, качество, соотношение компонентов бетонной смеси, в том числе заполнителей, определяют ее свойства, а также свойства полученного бетона. С позиции реологии – бетонная смесь – пластичная вязкая система. При проектировании состава бетонной смеси исходят из необходимости получения заданной удобоукладываемости и бетона заданной прочности при минимальном расходе цемента.
Для бетонов плотной структуры требования к минимальному расходу цемента обеспечиваются максимальным насыщением объема бетона заполнителем. Пустотность смеси заполнителя определяет расход цементного теста. Чем меньше расход крупного заполнителя в смеси, тем больше пустотность и расход цемента.
Минимальная пустотность смесей мелкого и крупного заполнителя определяется по формуле:
,
где V_кр – объем пустот крупного заполнителя;
V_м – объем пустот мелкого заполнителя.
В зависимости между цементным тестом и заполнителем можно выделить три основные структуры бетонной смеси.


1 – с «плавающим» заполнителем





2 – с плотной упаковкой заполнителя



3 – с недостатком цементного теста (крупнопористая структура).
В 1 и 2 структурах цементное тесто расходуется на обволакивание всех зерен и заполнение межзерновых пустот. При этом в зависимости от вязкости цементного теста имеет место большая или меньшая раздвижка зерен заполнителя. Дополнительный объем цементного теста, расходуемый на обволакивание зерен заполнителя можно определить по формуле:

S_п, S_щ - соответственно удельная поверхность песка и щебня,
δ=15…20 мкм.
Крупность заполнителя влияет на реологические и технологические свойства бетонной смеси. С уменьшением крупности зерен увеличивается пластическая вязкость и предельное напряжение сдвига бетонной смеси.

τ₀ – предельное напряжение сдвига;
η – пластическая вязкость.
Технологические свойства бетонной смеси (подвижность и жесткость) также существенно зависят от крупности заполнителя и соотношения П/Щ.
С увеличением крупности зерен суммарная площадь их поверхности уменьшается, снижается их влияние на цементное тесто, следовательно подвижность смеси возрастает или жесткость снижается.