Вопрос 14. Водопотребность вяжущего и его влияние на свойства искусственного камня: плотность, прочность, морозстойкость.

К основным свойствам вяжущих веществ относятся плотность, насыпная плотность, водопотребность, скорость схватывания и твердения, прочность.

Водопотребность характеризуется количеством воды, необходимым для получения теста стандартной консистенции (нормальной густоты). Чем ниже водопотребность, тем выше качество вяжущих, больше его прочность.

• Морозостойкость

Морозостойкость искусственного камня характеризует его способность сохранять надлежащий внешний вид и эксплуатационные свойства при изменении погодных условий. Морозостойкость зависит от вида и качества используемых компонентов.

Например, использование гидрофобизирующих добавок, включённых в состав бетонной композиции, снижает влагопоглощение материала и позволяет значительно повысить стойкость искусственного камня к резким температурным перепадам.

Используемые составляющие для искусственного камня имеют большое значение. Так, не рекомендуется в качестве наполнителя для легкого бетона использовать керамзит крупных фракций. Он поглощает влагу, которая после замерзания расширяется и способствует образованию сколов.

Вяжущие низкой водопотребности (ВНВ) - при замене гипса в ВНВ на химические регуляторы схватывания и твердения, а также с применением специальных добавок, понижающих точку замерзания воды в бетоне, получена широкая гамма вяжущих для ведения бетонных работ при отрицательных температурах. Одно то, что бетоны на основе ВНВ имеют в 1,5 раза большую, чем обычные бетоны, морозостойкость (200-300 циклов) делает их куда более эффективными для изготовления наружных стеновых и цокольных панелей.

• Прочность

В результате вводимая в тесто избыточная вода повышает пористость цементного камня, что отрицательно сказывается на его прочности. При прочих равных условиях, чем меньше водопотребность вяжущего вещества, тем выше его качество. Портландцемент относится к вяжущим веществам с наиболее низкой водопотребностью. Водопотребность строительного гипса 50—70 %, а пуццоланового портландцемента—35—40% (при добавках осадочного происхождения).

Способность бетона на ВНВ набирать прочность при отрицательной температуре связана с особенностями поровой структуры его цементного камня. Бетон на рядовом цементе имеет поры размером более 0,1 мкм, это крупные поры, вода в них замерзает при температуре минус 3...150. В бетонах на основе ВНВ преобладают поры размером 0,1...0,01 мкм, это мелкие поры и вода в них замерзает при температуре минус 20..400. Т.е. количество крупных капилляров (пор) в камне на основе ВНВ почти в 3 раза меньше, а мелких в 2 раза больше. Уникальность цементного камня на основе ВНВ и сведена к тому, что он содержит значительно меньше капилляров относительно большого диаметра и весьма большое количество капилляров малого диаметра. Этими структурными особенностями цементного камня на основе ВНВ объясняется низкое водопоглощение, высокая морозостойкость и способность быстро набирать прочность при отрицательной температуре.

• Плотность.

Для водонепроницаемости и морозостойкости бетонов опасны сквозные макропоры, которые образуются в результате пластического неравномерного расширения и седиментации при уплотнении. При применении химических добавок в бетонной смеси появляется высокодисперсная эмульсия, минерализованные воздушные пузырьки, блокирующие сквозные каналы фильтрации и увеличивающие плотность бетона.