Внешние механические воздействия в технологии бетонов (стр. 3 )

В таблице 10.1.2-1 четко видно, что только при строго определенных параметрах (В/Ц = 0.23 и время активации в 10 минут) наблюдается наибольшая эффективность виброактивации. Можно предположить, что многие исследователи не придавали внимания столь “незначительным” мелочам. В результате приходили к совершенно противоположным выводам, которые и распространяли потом в качестве доказательства несостоятельности виброактивации вообще. Действительно, достаточно при прочих равных условиях увеличить В/Ц с 0.23 до 0.32 и можно вместо прироста прочности в 20.4% в 7-ми суточном возрасте получить её сброс!!! в 0.6%

Аналогично, при неизменном В/Ц=0.2, увеличив время активации с 5 минут до 20 можно получить не прирост, а почти двукратный сброс!!! прочности (вместо 9.0% - 4.7%). Между тем все эти парадоксы имеют вполне логичное и научное обоснование

Были проведены также серии крупномасштабных экспериментов направленных на изучение влияния физико-химических аспектов, и в частности химико-минералогического состава цементов на эффективность виброактивации. Было установлено, что наибольший эффект показывают виброактивированные цементы с повышенным содержанием C3S и C3A.

Обобщающие результаты, полученные после экспериментирований с вводно-цементной пастой позволили сформулировать следующие выводы:

1 . Для виброактивации следует специально приготавливать вибропасту, в которой вода только скупо увлажняет цемент. Расход воды должен составлять 0.9 – 0.96 НГ.

Скупо увлажненный цемент, поглощая подводимую высокочастотную импульсивную энергию от вибропобудителя, активируется и образует пасту, богатую коллоидной массой низкой структурной прочности и с небольшим содержанием остатков непрореагировавшего клинкера.

Для приготовления бетона (раствора) на активированной в такой способ вибропасте нужно впоследствии прибавить заполнители и еще воду – исходя из конкретной рецептуры бетона.

2. Эффект, достигаемый виброактивацией цемента, зависит от минералогического состава, тонины помола и “лежалости” цемента, количества воды смачивания, параметров вибратора и времени виброобработки. Расход воды на смачивание цемента следует вести методом попыток в ходе бетоноведческого эксперимента, ориентируясь на расход воды, равный 0.9 – 0.96 НГ.

3. Накопленный экспериментальный опыт свидетельствует, что для активации вводно-цементной пасты из т. н. “рядовых” цементов рекомендуемая частота вибратора лежит в диапазоне 100 - 200 Гц.

Следует помнить, что частота, превышающая оптимальную, не только бесполезна, но и ухудшает качество вибропасты.

4. Длительность виброобработки определяется по техноэкономическим соображениям, учитывая, что нарастание эффекта, достигаемого вибрированием, постепенно затухает. Следует ориентироваться на длительность виброобработки в 5 – 10 минут.

10.1.3 Виброактивация цементно-песчаного раствора.

http://www. ibeton. ru/a157.php

Первые же опыты по активации вводно-цементной пасты проведенные в конце 50-х годов профессором Штаерманом принесли неожиданные и неоднозначные результаты, весьма важные для последующего правильного понимания и применения эффекта виброактивации применительно к прикладному бетоноведению.

Тщательное изучение виброактивации вводно-цементных паст не способно было дать полную и исчерпывающую картину по виброактивации цементно-песчаных растворов и бетонов – ведь в активируемую двухкомпонентную систему (цемент+вода) вводится третий компонент – заполнитель.

Термин “виброактивированный раствор” узаконен практикой как замена более громоздкого выражения “виброактивированная вводно-цементно-песчаная паста”. Между тем термин “виброактивированный раствор” воспринимается как неточный, поскольку активации подвергается лишь цемент, а столь важная составляющая раствора – песок, не меняет своих качеств под воздействием высокочастотного внешнего вибровоздействия. Это сомнение снимается, если учесть изменения свойств контакта цементного камня с зернами песка, вызываемые совместной виброобработкой всей вводно-цементно-песчаной смеси.

Фотографии микрошлифов обычного и виброактивированного цементно-песчаных растворов убедительно свидетельствуют, что при совместной виброобработке активируются на только цементные зерна, но и места их контакта с заполнителем. Активация точки контакта цемента и заполнителя влечет за собой далеко идущие последствия, а именно повышение плотности бетона, прочности на сжатие и, в особенности, - на растяжение. Повышается морозостойкость бетона, улучшается сопротивляемость всем видам износ, снижается водопронеицаемость и капиллярный водоподсос. Все вместе это позволяет значительно улучшить характеристики бетонов и растворов прошедших виброактивацию.

Исследованию оптимальных параметров виброактивации цементно-песчаных вибропаст была посвящена следующая большая серия экспериментов.

В качестве виброактиватора был использован активатор описанный ранее в разделе 10.1.1.

Характеристики цемента, использованного для экспериментов (см. Таблица 10.1.3-1)

Таблица 10.1.3-1

Параметры цемента	Портландцемент “пуццолановый”
Нормальная густота	0.305
Начало схватывания, через, в час-мин	3 – 10
Конец схватывания, через, в час-мин	6 - 15
Прочность на сжатие в возрасте 7 суток, кг/см2	318
Прочность на сжатие в возрасте 28 суток, кг/см2	377
Прочность на растяжение в овзрасте 7 суток, кг/см2	21.2
Прочность на растяжение в возрасте 28 суток, кг/см2	29.2

Песок использовался из различных карьеров и различной крупности (см. Таблица 10.1.3-2)

Таблица 10.1.3-2

Карьер песка	Процентное содержание частиц
Больше 0.3 мм	От 0.15 до 0.3 мм	От 0.088 до 0.15 мм	Меньше 0.088 мм
Тахиа-Таш	8.4%	37.2%	32.7%	21.7%
Казак	34.6%	61.4%	3.6%	0.4%
Балабан	81.8%	16.6%	1.2%	0.4%

Примечание: Тахиа-Таш – барханный песок пустыни Каракум, Казак и Балабан – местные мелкие пески из р-на Новой Каховки.

Дозировки сухой смеси во всех случаях были постоянны - на 60 гр цемента 120 гр песка.

В качестве основного показателя эффекта виброактивации было принято повышение прочности кубиков в возрасте трех дней, изготовленных из виброавтивированного и обычного цементно-песчаных растворов.

Результаты экспериментов сведены в таблицу 10.1.3-3

Таблица 10.1.3-3

Карьер песка	Значение коэффициента повышения прочности в зависимости от частоты виброактивирующего воздействия
0 Гц	100 Гц	200 Гц	300 Гц	400 Гц	500 Гц	600 Гц	700 Гц	800 Гц	900 Гц	1000 Гц
Тахиа-Таш	1	1.1	1.4	1.7	1.32	1.25	1.25	1.25	1.25	1.25	1.25
Казак	1	1.38	1.6	1.1	1.05	1.05	1.05	1.05	1.05	1.05	1.05
Балабан	1	1.56	1.48	1.28	1.18	1.18	1.18	1.18	1.18	1.18	1.18

Примечание: Длительность процесса виброактивации во всех случаях – 2 минуты.

В процессе экспериментов было установлено, что на саму возможность и эффективность виброактивации огромное влияние оказывает количество воды, пошедшее на смачивание цементно-песчаной смеси. При избыточном увлажнении смеси вибрирование вызывает расслоение массы без достижения ощутимого эффекта активизации. При недостаточном увлажнении вибратор, погруженный в смесь и включенный в работу, образует вокруг себя род кратера, где бесполезно перемещаются вверх-вниз песчинки и зерна цемента.

При надлежащем увлажнении наблюдается следующая картина. При запуске вибратора, погруженного в активируемую смесь, масса приходит в движение, она оседает и уплотняется. Вытесняя при этом захваченный воздух так интенсивно, что в первый момент вибрирования спичка, поднесенная к вибратору, мгновенно гаснет. Цемент интенсивно реагирует с водой, цементные зерна растираются и дробятся, а вода, пошедшая на смачивание песка, поглощается цементом, и зерна песка покрываются коллоидной массой. Смесь цемента с песком приобретает жирный блеск и ликвируется. При прекращении вибрирования смесь мгновенно застывает в очень густую блестящую пасту. Поэтому опорожнять лабораторную установку стоит при работающем вибраторе.

С увеличением крупности зерна величина водной добавки идущей на смачивание песка была разной. Так при расходе 60 гр цемента и 120 гр песка, величина водной добавки составляла в процентах от веса цемента для песков Тахиа-Таш – 56%, Казак – 48%, Балабан 40%.