Реологические свойства смеси. Влияние на нее различных технологических факторов

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.

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.

Следовательно, уменьшение вязкости (улучшение текучести) цементного теста связано с увеличением количества воды в нем. «Растворную часть бетонной смеси можно представить как твердую фазу (песок), находящуюся в среде — цементном тесте. Увеличение количества цементного теста в растворной смеси .будет увеличивать ее текучесть. И, наконец, бетонную смесь можно представить в виде дисперсной системы, где роль среды играет растворная смесь, а роль фазы — крупный заполнитель. Текучесть, или удобоукладьгааемость, бетонной смеси будет улучшаться при увеличении количества в ней растворной части определенной вязкости или же при понижении вязкости растворной части без изменения ее количественного содержания.

Увеличение количества воды всегда вызывает повышение текучести бетонной смеси, увеличение количества цемергга или пескз оказывает различное влияние на ее удобоукладыва-емость. С одной стороны, будет увеличиваться вязкость среды — раствора, с другой, увеличиваться относительное содержание среды и, следовательно, понижаться концентрация фазы — крупного заполнителя.