16.Бетонна суміш. Структура бетонної суміші.

У результаті змішування з водою компонентів (цементу, заповнювачів і добавок) утворюється бетонна суміш. Це бага­тофазова гетерогенна система, до складу якої входить, крім твер­дих частинок і рідини (вода), також певний об'єм втягнутого при змішуванні повітря.

Внаслідок дії внутрішніх сил взаємодії між частинками твер­дої фази і води у бетонній суміші виникають зв'язки і певні властивості, характерні для структурованих систем, які займа­ють проміжне положення між в'язкими рідинами і твердими тілами. Бетонні суміші відрізняються від дійсно в'язких рідин наявністю незначної міцності структури або структурної в'яз­кості завдяки силам внутрішнього в'язкого тертя, а від твердих тіл - відсутністю достатньої пружності форми і здатністю до значних необоротних пластичних деформацій текучості навіть при незначних механічних навантаженнях. За аналогією з колоїдними дисперсними системами бетонні суміші ще до початку тужавлення і тверднення в'яжучого утво­рюють просторові структури, які мають певну пластичну міц­ність і не змінюють свого механічного стану без прикладання зовнішньої енергетичної дії. Властивості бетонної суміші залежать від її структури і влас­тивостей компонентів, присутності в її складі хімічних доба-вок-модифікаторів і ряду інших фізичних і технологічних фак­торів. Важливим фактором, який впливає на властивості бетонної суміші, є геометричні параметри її структури. Перш за все це співвідношення між об'ємами цементного тіста і заповнювачів. В залежності від цього співвідношення можна виділити три основні типи структур бетонної суміші. В першій структурі зерна заповнювача розсунуті на значну відстань і між ними практично не має ніякої взаємодії - це струк­тура з плаваючим заповнювачем. В другій структурі, яка є найбільш поширеною, кількість цементного тіста значно менша і вона тільки заповнює пустоти між зернами заповнювача з незначним розсуненням самих зе­рен. У такій структурі внутрішнє тертя між зернами заповню­вача збільшується і для забезпечення такої ж рухливості суміші порівняно із структурою першого типу необхідні більш інтен­сивні механічні дії при ущільненні або збільшення рухливості цементного тіста за рахунок збільшення його водопотреби. У третьому типі структури бетонної суміші характерна не­достатня кількість цементного тіста для заповнення пустот між зернами заповнювача. Таку суміш називають крупнопористою (зерна заповнювача тільки обмазані шаром цементного тіста). Особливий тип структури утворюється у процесі так звано­го роздільного бетонування, коли в опалубку або форму спо­чатку засипають (і навіть ущільнюють) крупний заповнювач, а потім із застосуванням розчинонасосу під тиском (знизу вверх) нагнітають цементний розчин, який повністю заповнює пусто­ти між зернами заповнювача. Кожна структура бетонної суміші має свої закономірності, які визначають її властивості і вплив на них різних факторів. Для структури першого типу вирішальне значення мають влас­тивості цементу, технологічні властивості визначаються у від­повідності із залежностями, характерними для в'язких рідин. У структурі другого типу посилюється роль заповнювача і тертя між його зернами. Особливо суттєво впливає заповнювач на властивості структур третього типу, де потрібно враховувати сили внутрішнього (сухого) тертя між зернами заповнювачів, які мають між собою практично безпосередній контакт. Перехід від одного типу структури до другого зі збільшен­ням вмісту заповнювача здійснюється поступово. У структуру бетонної суміші кожного типу в процесі змішування компонен­тів втягується різний об'єм повітря. Найбільший об*єм повітря характерний для структур третього типу. Для одержання бетонів із поризованим цементним каменем у бетонну суміш вводять повітровтягуючі або газоутворюючі добавки, що може впливати на структуру всіх тилів. Але у всіх випадках потрібно забезпечити стабільність структури бетон­ної суміші на кожній стадії технологічної обробки, особливо при транспортуванні, укладанні й ущільнені. Головну структуроутворювальну роль у бетонній суміші виконує цементне тісто - тонкодисперсна система, яка склада­ється з твердих частинок в'яжучого, спеціально введених тон-комелених добавок, пилуватих і глинистих домішок у заповню­вачах, а також води.

Завдяки занадто великій поверхні поділу фаз між частинка­ми виникають сили молекулярної взаємодії, діють капілярні сили поверхневого натягу, внутрішнього тертя тощо. Сили ка­пілярної взаємодії спричиняють стиск системи, що збільшує зв'язаність і сприяє створенню умов для пластичної деформа­ції системи.

Відносний вміст цементного тіста у структурі бетонної су­міші, його властивості значною мірою визначають і техноло­гічні властивості бетонної суміші. Водночас на ці властивості суттєво впливають і фізико-механічні геометричні властивості заповнювачів - водопоглинання, пустотність, питома поверх­ня, жорсткість, розміри і форма зерен, гранулометричний склад тощо.