Главная / Статьи / Вода в бетонной смеси

Вода в бетонной смеси

Вода в бетонной смеси выполняет две функции: во-первых, участвует в химических реакциях, которые вызывают схватывание и твердение бетона, и, во-вторых, служит смазкой для смеси гравия, песка и цемента, облегчающей ее укладку.

Как при любой реакции, цемент и вода соединяются в определенных пропорциях, а именно на 1 весовую часть цемента для его гидратации требуется около 0,3 весовых частей воды. Однако бетон с таким низким содержанием воды был бы очень сухим и трудно поддавался бы уплотнению. Поэтому для смазки, т. е. для улучшения удобо-укладываемости бетонной смеси, в нее добавляется избыточная вода. Поскольку избыточная вода при твердении бетона испаряется, оставляя воздушные поры, необходимо стремиться к тому, чтобы содержание ее в бетоне было минимальным.

Если при укладке бетонная смесь не полностью уплотнена, в ней могут остаться многочисленные воздушные пузырьки, увеличивающие пористость бетона. Таким образом, существует два источника образования воздушных пор в бетоне: захват воздуха при укладке и избыточная вода, которая впоследствии испаряется.

Воздушные пузырьки легче удалить из влажных смесей, чем из сухих; последние требуют значительной дополнительной работы для удаления воздушных пузырьков при уплотнении бетона. Отсюда следует, что для любого данного способа уплотнения бетона существует определенное оптимальное содержание воды в смеси, при котором суммарный объем пор, образуемых захваченным воздухом и избыточной водой, является минимальным. Бетон с минимальным общим объемом пор является наиболее плотным и прочным и поэтому обычно наиболее приемлемым.

Из сказанного можно сделать заключение, что наиболее плотный и прочный бетон получается при минимальном количестве воды, однако достаточном, чтобы обеспечить необходимую степень удобо-укладываемости бетонной смеси для достижения максимальной плотности. Степень удобо-укладываемости должна рассматриваться в связи со способом уплотнения бетона и типом конструкции. Это утверждение можно проиллюстрировать сравнением жесткого бетона, укладываемого в дорожное покрытие и уплотняемого с помощью мощного оборудования, и более подвижного бетона, применяемого при сооружении тонких железобетонных стен и уплотняемого вручную. Если бы во втором случае применялся жесткий бетон, это почти неизбежно привело бы к образованию раковин, плотность и прочность бетона были бы значительно ниже, чем в дорожном покрытии.

Термин «водоцементное отношение» требует пояснений, так как до сих пор в различных кругах специалистов по этому вопросу не достигнуто определенного соглашения.

Зависимость между водоцементным отношением, жирностью смеси, гранулометрическим составом заполнителя, удобоукла-дываемостью и прочностью бетона была впервые изучена профессором Абрамсом (Abrams, США). Результаты его работы позволили сформулировать так называемый закон Абрамса для водоцементного отношения, который гласит: «При данных материалах для бетона и условиях испытаний количество воды затворения определяет прочность бетона в том случае, если бетонная смесь обладает достаточной для работы пластичностью».

Из этого закона следует, что для полностью уплотненного бетона при качественном заполнителе и данном цементе прочность бетона зависит только от водоцементного отношения.

Испытания большого числа кубиков, приготовленных из различных бетонных смесей при разных водоцементных отношениях, проведенные Лабораторией строительных исследований с целью определения прочности бетона в различном возрасте при разных водоцементных отношениях, привели к созданию серии кривых.

Первоначальная усадка бетонной смеси перед схватыванием является следствием потери воды путем ее испарения, поглощения опалубкой или основанием, утечки и просачивания через опалубку. Следовательно, чем влажнее бетонная смесь, тем больше возможная потеря воды и, следовательно, тем больше усадка. Загрязненные заполнители или заполнители со значительным избытком песка, требующие для получения удовлетворительной удобо-укладываемости высокого водоцементного отношения, особенно часто служат причиной появления усадочных трещин.

Водоцементное отношение влияет также на величину усадки бетона, когда в процессе твердения теряется влага. С увеличением водоцементного отношения усадка увеличивается.

Увеличение водоцементного отношения отрицательно влияет и на другие качества бетона: водонепроницаемость, сопротивляемость воздействию низких температур и выветриванию, сопротивляемость истиранию, прочность на растяжение, предел прочности при изгибе.

В заключение можно сказать, что почти во всех случаях наилучшие результаты даст бетон, имеющий наименьшее водоцементное отношение, достаточное для получения необходимой степени удобо-укладываемости, обеспечивающей полное уплотнение без затраты чрезмерной работы.

Оставьте комментарий