Реологические свойства бетонной смеси

Реологические свойства бетонной смеси

Бетонную смесь можно представить как пластичную двухфазную систему, содержащую элементы твердой и жидкой фазы, то есть бетонная смесь (далее по тексту – БС) сочетает в себе свойства твердого и жидкого тела. Густо замешанная бетонная смесь ближе к твердым телам, менее густая течет по аналогии с жидкими веществами. БС можно разрезать на части, чего нельзя сделать с жидкостью, в то же время она способна принять форму емкости, в которую ее помещают (что абсолютно нереально для твердых тел).

Поведение и свойства реальных пластичных материалов описываются на основе реологических параметров (от греческого «rheos» – поток, течение), используемых в реологии – науке о деформировании и текучести различных веществ.

По виду изучаемых объектов (пластичные вещества, способные при определенных обстоятельствах вести себя либо как твердые тела с упругими свойствами, либо течь подобно жидкостям) реология занимает своеобразное промежуточное положение между теорией упругости и гидродинамикой. Исходными понятиями реологии являются:

  1. Идеальная жидкость с вязкостью, не зависящей от режима деформирования. Идеальная жидкость способна при воздействии приложенной силы неограниченно деформироваться, то есть она потечет.
  2. Идеальное твердое тело с упругими свойствами, для которых характерно изменение величины деформации пропорционально приложенным нагрузкам. После завершения воздействия силы идеальное твердое тело упруго деформируется в обратную сторону и восстанавливает свою первоначальную форму.

В реальности пластичные вещества являются промежуточными структурами с преобладанием твердых или жидких свойств. В строительных работах в основном применяются пластично-вязкие материалы (БС, растворы, краски, мастики). При незначительных нагрузках бетонная смесь ведет себя подобно твердому телу, проявляя упругие свойства. При возрастании нагрузки в структуре смеси проявляются необратимые пластические деформации. Когда нагрузка превысит предел текучести, смесь потечет подобно вязкой жидкости. Статическое состояние БС обеспечивается внутренним трением между зернами заполнителя. Путем варьирования соотношений основных компонентов (цементное вяжущее, вода, крупный заполнитель – щебень и гравий, мелкий заполнитель – купить песок с доставкой цена в Москве нужной фракции) подготавливают БС с требуемыми реологическими и технологическими показателями.

Базовые реологические характеристики бетонной смеси

К основным реологическим показателям, характеризующим бетонную смесь как пластичное упруго-вязкое вещество, относят:

  • предельное напряжение сдвига, называемое также структурной прочностью;
  • вязкость;
  • тиксотропию.
  1. Предельное напряжение сдвига τ0 используется для оценки прочности внутренних связей, сформировавшихся между частицами смеси. Когда приложенная нагрузка превысит значение τ0, нарушаются внутренние связи между частицами, структура разрушается, а смесь начинает проявлять текучие свойства вязкой жидкости.
  2. Вязкостью (или внутренним трением) называют свойство тела в жидком состоянии препятствовать слоям жидкости перемещаться относительно друг друга.
  3. Тиксотропией называется способность БС временно разжижаться (то есть становиться вязкой жидкостью) при периодически изменяющихся механических воздействиях и вновь загустевать после прекращения этих воздействий. Тиксотропное разжижение вызывается разрушением структурных связей между частицами БС, в результате чего пластичная смесь приобретает свойства жидкого тела. Тиксотропные свойства БС широко используются на строительных площадках при уплотнении смеси специальными вибраторами.

Определение реологических показателей бетонной смеси

Для оценки реологических показателей бетонных смесей, по аналогии с другими пластичными пастообразными материалами, применяют технические реометры, вискозиметры и пластометры, основанные на различных методиках обработки результатов измерений. Количественные оценки реологических характеристик пока еще не стали общепринятыми, поэтому в зависимости от методик исследований получаются отличающиеся друг от друга результаты. При использовании числовых значений реологических характеристик обязательно указывается тип прибора, методика исследования и обработки результата. Например, прибор СНС-2 для измерений статистического напряжения сдвига, ротационный вискозиметр «Rheotest» для измерения вязкости или пластометр для бетонных смесей С190.

На рис. ниже показан пластометр для бетонных смесей С190.

Тестирование БС с целью оценки реологических свойств проводится в научно-исследовательских лабораториях. В практике проведения бетонных работ вместо классических реологических характеристик БС пользуются техническими показателями, из которых наиболее важным считается показатель удобоукладываемости, характеризующий способность БС укладываться в подготовленную форму и в ней уплотняться с образованием однородной массы . В этом случае оценку удобоукладываемости проводят по параметрам подвижности и жесткости БС, которые определяются стандартными лабораторными методами.

По результатам тестирования на жесткость и подвижность подбирается зерновой состав заполнителя, который существенно влияет на содержание и расход воды в БС. Для запуска в производство бетона с требуемыми техническими характеристиками необходимо щебень и песок с доставкой купить (Москва и другие российские мегаполисы окружены перевалочными терминалами для адресных поставок инертных стройматериалов) нужной крупности зернового состава.

Отработка методик оценки реологических показателей бетонных смесей дает возможность правильно подбирать рецептурный состав бетона с обеспечением требуемых прочностных характеристик при оптимальных затратах на цементное вяжущее.

Быстрый заказ