Долговечность и прочность тротуарной плитки

Цитата

Засыпка смеси в матрицу производится мерным ящиком, т. е. производится объемная дозировка смеси, причем в худшем ее варианте. В результате, даже при реализации мероприятий по улучшению засыпки, как правило, количество смеси в каждой ячейке оказывается различным и, следовательно, по-разному уплотненным. В действительности только одно из изделий либо одна из стенок изделия, оказываются качественно уплотненными, все остальные — в той или иной мере недоуплотнены.

Я уже говорил К.И. что здесь он сильно сгущает краски. Дело в том, что К.И. прекрасно понимает разницу в формовании подвижных и жестких бетонов, но старая традиция литья ни как не позволяет ему посмотреть на вещи по новому.
Дело в том, что подвижные бетоны это жидкость с высокой вязкостью и низкой текучестью. В то время как сверхжесткие смеси это ньютоновские жидкости, которые приобретают вязкость и текучесть в зависимости от подбора частот. Это эффект тиксотропии то есть разжижения сыпучих сред под воздействием вибрации. Так что внутри одной плитки, при правильном подборе частот изделие уплотняется равномерно.
Если же применять бездумные параметры вибрации, например виброударные площадки, не ознакомившись с исследованиями на эту тему, то как раз такой эффект и получится. При виброударе в частности, и при отсутствии горизонтального вектора частоты вообще, в изделии действительно будет уплотняться только одна стенка.
А если добавить к этому немецкое качество, которое требует жесткую фиксацию колонн в раме пресса (это у них качеством называется. Поди расточной станок в три метра между центрами для этого применяют), то и по площади матрицы изделия толком не уплотнишь.
Вот пример извращенного немецкого ума –дорого и безрезультатно.
А если еще и по датчику формовать, как этого немцы советуют, то вообще ни чего толком не уплотнишь. В приведенном Вами абзаце про это написано.
По площади матрицы действительно засыпка может быть неравномерной, но мы сейчас над этим активно работам. Думаю, результаты будут через полгода. Но даже если засыпка и неравномерная то надо помнить, что пуансон может иметь перекос с градиентом по высоте из за просадки амортизаторов. Так что если пресс сделан правильно, то плитка будет уплотнена одинаково, просто ее высота в матрице будет различной.

Что касается воздухововлекающей добавки, то прочность бетона в дорожных изделиях, при снижении плотности, она конечно повышает, так как просто «выдавливает» цементное тесто из межзернового пространства на поверхность зерна. Но на истираемость плитки это влияет катастрофически. А значит и на долговечность. Кроме того все, что К.И. пишет в своей книге про морозостойкость относится исключительно к песчаному бетону. Если вы попытаетесь воспользоваться воздухововлекающей добавкой на бетоне из ЩТП, то морозостойкость сразу потеряете.

И последнее. Можно много выдумывать способов, как сделать из Г-на конфетку, но проще купить хороший Вибропресс и хороший БСУ.
Этого же мнения придерживается и К.И.
Он считает, что себестоимость бетона будет минимальна только в этом случае, все остальное – компромисс.
Тут я с ним не могу не согласиться.

С уважением Николай Болховитин

Цитата
Классическая рекомендация, которую можно найти практически везде - добиваться максимального уплотнения. То есть коэффициент уплотнения должен быть не менее 0,97. При этом утверждается, что каждый процент недоуплотнения приводит к снижению прочности на 5-7%.

Суть данной рекомендации – чем менее проницаем бетон для воды, тем менее негативно воздействие на его (бетона) прочность попеременное замораживание/оттаивание (т.к. вода при замерзании увеличивается в объеме примерно на 9% и это увеличение её объема и способствует возникновению огромных внутренних напряжений в бетоне при его замораживании).

Аналогичное по спектру действия решение из т.н. «литых бетонов» - снижение В/Ц, т.к. каждый «лишний» процент В/Ц сверх оптимального (по НГ) чреват снижением прочности на 5% и морозостойкости – на 25% (ориентировочно).
А повышенное В/Ц – это повышенная проницаемость бетона для воды из-за формирования открытой капиллярной его структуры.

Цитата
В книге К.И. Львовича это утверждение опровергается и утверждается, что при введении в смесь воздухововлекающей добавки, которая обеспечивает до 10% воздухововлечения возможно получать изделия в партии с Ку от 0,93 до 0,97 при этом по прочности изделия будут оставаться в ГОСТ.

Извините Алексей!
«ЭТО» утверждение не «опровергается» в книге К.И.Львовича – скорее просто констатируется факт, - раз мы не можем (в силу каких-то технологических сложностей) реализовать идею полностью водонепроницаемого бетона (как бы мы не старались а Ку всегда м/ше 1), значит должны в какой-то способ нивелировать деструктивное воздействие на бетона замерзающей воды, проникающей через поры и капилляры.

И тут, ГЛАВНОЕ!!!, - не лед, - увеличившийся в объеме в результате замерзания «рвет» бетон. НЕТ!!!! Вода рвет. А замерзающий лед выступает только в качестве «поршня» для воды (в межпоровом пространстве эта вода не замерзает даже при минус 40-60 град).
И этот «ледяной поршень» в силу несжимаемости воды (жидкость) и закона Паскаля (домкрат) формирует сверхвысокие напряжения в бетоне, способные разрушить его за пару-тройку зим.

Цитата
ВЫВОД - при производстве тротуарной плитки на вибропрессе обязательно нужно использовать воздухововлекающие добавки. При этом Ку=0,97 не является обязательным требованием для производства качественной плитки.

Думаю Вы ошибаетесь. И вот почему.
Действительно, воздухововлекающие добавки – стандартный технологический прием повышения морозостойкости бетонных изделий.
Суть их действия – в бетон вовлекаются микропузырьки воздуха. Микронных размерностей, и видимые только в микроскоп. Т.к. природа воздухововлекающих добавок – ПАВ гидрофобизирующего плана, то внутреннее поровое пространство таких микропор оказывается тоже гидрофобизированным. Автоматически.

Соответственно при водонасыщении эти микропоры уже не может заполнить вода в силу реализации капиллярного эффекта (мениск теперь уже выпуклый) – так формируется т.н. «резервная пористость». В бетоне, даже полностью насыщенном водой теперь уже остаются незаполненные микрополости – т.н. «резервные полости».

При похолодании образующийся лед отжимает еще незамерзшую воду в эти воздушные поры, преодолевая капиллярные силы, сравнительно незначительные (на многие порядки м/ше) чем концентрация сил вследствиии исполнения закона Паскаля.
«Поршень» из замерзающего льда давит на еще незамерзшую воду. А той теперь есть куда деться!!! – в воздушную полость.
В результате в бетоне теперь уже не возникают огромные напряжения (газ в воздушной полости сжимаем, в отличии от жидкости). Итог – кардинально повышается морозостойкость бетона.

Но…

Но все это справедливо для т.н. «литого» бетона – т.е. достаточно подвижного. Настолько подвижного, что ПАВ (микропенообразователь) способен в процессе перемешивания вовлечь в бетон воздух и сформировать микропористость.

Если бетонная смесь жесткая – в случае вибропрессования то данный механизм НАРУШАЕТСЯ. Из-за жесткости не происходит воздухововлечения. В т.н. «жестких смесях» нужно реализовывать другой механизм формирования микропористости – базирующийся уже на хим. процессах газовыделения в щелочной среде. Поэтому в жестких бетонных смесях в целях повышения морозостойкости нужно применять не воздухововлекающие добавки (их эффект будет нулевым в этом случае) а гидрофобизаторы, способные в щелочной среде (бетон) выделять газ.
Такая добавка – кремнийорганическая гидрофобизирующая жидкость – ГКЖ-94, (-94М) давно испытана и широко применяется при изготовлении бетонов повышенной морозостойкости из жестких и сверхжестких смесей.

ГКЖ-94 - достаточно дорогое удовольствие, но в свете возросших цен на цемент, и на оборудование, вполне приемлемое решение. А может быть и единственно экономически целесообразное в нынешних реалиях - оказывается возможным использовать пресса, не обеспечивающие нужный уровень уплотнения (Ку), но компенсировать этот недостаток с другой стороны – уменьшением водопоглощения бетона вообще, - в переводе его природы из гидрофильной в гидрофобную.


-------------

P.S. Я данный аспект морозостойкости вибропрессованных бетонов поднимаю тут на Форуме уже кажется в 3 или 4 раз. И я конечно понимаю, что вибропрессовальщикам данного вида соображения – что нож к горлу.

P.P.S. Алексей – все что я выше понаписал – это не я такой умный. Это просто сокращенно-популиризированный пересказ 768 стр. Владимира Григорьевича Батракова «Модифицированный бетоны» - и Вы догадались о чем я опять веду речь. :)

Цитата
Суть данной рекомендации – чем менее проницаем бетон для воды, тем менее негативно воздействие на его (бетона) прочность попеременное замораживание/оттаивание (т.к. вода при замерзании увеличивается в объеме примерно на 9% и это увеличение её объема и способствует возникновению огромных внутренних напряжений в бетоне при его замораживании).

Сергей, мне кажется что все-таки не это суть рекомендации. Для плитки важно ее соответствие нескольким параметрам, оговоренным в ГОСТе. Одни из них прочность и морозостойкость.

Ка пишет К.И. Львович:

Цитата

При вибропрессовании изделий с фиксированной высотой опускания пуансона это будет означать, что вовлеченный воздух в разном количестве будет в каждом изделии. Однако этот воздух уже оказывается не случайно размещенным в виде крупных пор, а равномерно распределенным по массе в виде мелких пор воздухововлечения по всему объему изделия. Известно, что такой воздух для бетонов, изготовленных из особо жестких цементно-песчаных смесей, в количестве 5–6 % практически не снижает несущей способности изделий, значительно увеличивая их морозостойкость.

То есть получается, что важно не только хорошо уплотнить смесь, но и обеспечить в ней правильную систему пор. Когда я наткнулся на статью немецкого автора (была приложена выше), то и решил обсудить здесь.

Из немецкой статьи:

Цитата

Уже в 90-е годы проводились интенсивные работы по усовершенствованию рецептуры бетона нижнего слоя с целью снижения затрат. Вследствие того, что всё больше и больше использовался мелкозернистый инертный материал, наряду с идеальной кривой просеивания было получено значительное повышение прочности. Таким способом было снижено содержание цемента на более чем 50%. Отход от традиционных и испытанных землисто-влажных бетонных смесей очень сильно отразился на системе пор. Поскольку при следовании этим рецептурам из смеси почти полностью удаляется воздух и при этом не предпринимаются контрмеры, у бетона нижнего слоя в последние годы наблюдается всё больше повреждений, возникших в результате попеременного замораживания и оттаивания.

Насчет того что ПАВ в жестких смесях работать не будет полностью согласен, спасибо за подсказку. Однако хочу еще прочитать статью К.И. Львовича "Повышение прочности песчаных бетонов введение воздухововлекающей добавки", быть может там будет дополнительная информация.

Насчет книги Владимира Григорьевича Батракова «Модифицированный бетоны» намек понял. Попробуем еще раз, о результатах сообщу.

Не к столу будет сказано, но!В технологии Третьего пути полностью и однозначно решена проблема равномерности засыпки и разновысотности изделий.Жаль тоько, что найденное решение невозможно применить в обычных прессах.Но если начинать конструировать пресс с целью устранения всех имеющихся принципиальных недостатков свойственных обычным вибропрессам, то конструкция такого пресса будет совершенно иной нежели те, которые сейчас имеются на рынке.И вообще пресс для плитки и пресс для стеновых камней -это должны быть разные пресса.Что касается морозостойкости, убежден только пескобетон с минимальным содержанием цемента и максимальным уплотнением может обеспечить высокую морозостойкость, но тут проблемы с истираемостью, но при наличии возможности делать двухслойку, эта проблема решается легко.
P.S.Алексей!Мне кажется, что Вам необходимо в качестве жеста доброй воли вернуть Б.Н.В. его Ф.И.О, это было бы правильно.
P.S.S.В качестве демонстрации реальных характеристик изделий изготовленных на немецком оборудовании, хотел выставить на форум результаты испытаний брусчатки на объёмный вес.Но пока не буду.

Цитата
То есть получается, что важно не только хорошо уплотнить смесь, но и обеспечить в ней правильную систему пор. Когда я наткнулся на статью немецкого автора (была приложена выше), то и решил обсудить здесь.

Ну да.
Важна не тоько микропористость но и характер расположения пор а также их размерность, расстояние между ними.

В вопросах морозостойкости - мы впереди планеты всей, поверьте.
Все зарубежные авторы - пересказывают отечественных ученых.

И это не потому что отечественные бетоноведы такие умные, - просто во всем остальном мире перед бетоноведами попросту не возникает подобных задач в столь глобальных масштабах.


Короче если волнуют вопросы морозостойкости - труды Батракова в наипервейшую очередь.

(А Вы думаете почему Американский Биографический Институт внес Владимира Григорьевича в список 500 наиболее влиятельных лидеров планеты?) :)

Еще труды Файнера - это ученик Батракова с Украины. У него очень интересный взгляд на вопросы морозостойкости. Очень оригинальный и по своему новый. В чем то даже противоречащий "каноническому Батракову".

Цитата
До вас, конечно, над этим никто не работал... А кто это "МЫ"? Вы ведь не конструктор...

К счастью я не конструктор по этой причине я и работаю над этой проблемой.
Много раз замечал, что если за проект пресса берется конструктор, то ни чего путного из этого не выходит. Пресс это продукт творчества нескольких людей, один из которых должен быть конструктор.
Все что Вами написано ниже - тому подтверждение

Цитата
2.Горизонтальный вектор вибрации от вибростола на матрицу через поддон в обычном вибропрессе не передается. Не надо, по-крайней мере, меня грузить. Готов доказать сказанное.

Ну не получилось у вас чего то и вы хотите это доказать?
Да я Вам и так верю.

Цитата
1.Вы не имеете опыта работы с виброударным столом.

Я еще и много чего не умею, например самолет водить, но летаю на нем регулярно.
Но книги то я читать умею, понимать их тоже умею.
Разве этого мало?


С уважением Николай Болховитин

На тему топика.
Мы подошли к вопросу, который будут обсуждать только новички и теоретики.
Матерые профессионалы-производственники, найдя решение (вне зависимости от способа - теория, приктика) будут держать это на замке. Потому, что даром это не дается, и, соответственно, даром не отдается.

БНВ!

Я имел ввиду не проектирование вибропресса.
По теме обсуждался вопрос влияния макропор на морозостойкость при достаточно большом водопоглощении, и как этого достигнуть.
Только и всего... :roll:

2 S.R. Новый вариант книги Владимира Григорьевича Батракова «Модифицированный бетоны» будет готов примерно через 2 года. В свете этого решили пока просто переиздать старый вариант. Думаю в течение полугода издадим.

Цитата
Важна не только микропористость но и характер расположения пор а также их размерность, расстояние между ними.

Сергей, а какие исследования на эту тему есть у Российских авторов? С немецкой статье, которую я выложил пишут

Цитата

Уже в 90-е годы проводились интенсивные работы по усовершенствованию рецептуры бетона нижнего слоя с целью снижения затрат. Вследствие того, что всё больше и больше использовался мелкозернистый инертный материал, наряду с идеальной кривой просеивания было получено значительное повышение прочности. Таким способом было снижено содержание цемента на более чем 50%. Отход от традиционных и испытанных землисто-влажных бетонных смесей очень сильно отразился на системе пор. Поскольку при следовании этим рецептурам из смеси почти полностью удаляется воздух и при этом не предпринимаются контрмеры, у бетона нижнего слоя в последние годы наблюдается всё больше повреждений, возникших в результате попеременного замораживания и оттаивания.

То есть уплотняют идеально, прочность высокая, а морозостойкости нет.

Цитата
То есть уплотняют идеально, прочность высокая, а морозостойкости нет.

Алексей - Вы совершенно точно подметили – при очень хорошем уплотнении и высокой прочности бетона, его морозостойкость может быть неудовлетворительной. И мне не совсем понятен акцент производителей прессов именно на Ку т.к. качество уплотнения непременное но вовсе не достаточное условие получения долговечных бетонов.

Гидратация портландцемента всегда сопровождается его контракцией. Как бы мы не уплотняли сырьевую смесь, следом обязательно идет этап гидратации цемента (и собственно синтез прочности бетона). На этом этапе возможно формирование микропор в цементном камне (в результате контракции). Если не предпринимать специальных мер эти микропоры обводняются уже на начальных этапах гидратации. В такой способ формируются зародыши будущих дефектов – при замораживании они как раз и проявятся в форме разрушений бетона.

Поэтому для морозостойких бетонов при любой степени уплотнения нужно обязательно предусматривать механизмы формирования дополнительных пор, которые НЕ БУДУТ ОБВОДНЕНЫ. Этого достичь достаточно просто путем ввода в состав бетона микропенообразователей-гидрофобизаторов типа СНВ, СДО – в ходе вымешивания бетона они вовлекают дополнительный воздух в бетон в форме микропены. Внутренняя поверхность таких микропор гидрофобна – следовательно не может быть обводнена уже на стадии гидратации.

В жестких смесях воздухововлечения не происходит, поэтому формировать резервные поры нужно в другой способ – при помощи гидрофобизаторов, способных в щелочной среде выделать газ (ГКЖ-94)


Все учение о бетонах высокой морозостойкости базируется на исследованиях Шестоперова («Долговечность бетонов», «Долговечность бетонов транспортных сооружений»). Последующие исследователи только уточняли и детализировали его выводы, гипотезы и предположения. В частности весьма интересна гипотеза М.Ш.Файнера («Новые закономерности в бетоноведении и их практическое приложение») касательно морозостойкости.

Детальные исследования по влиянию на морозостойкость бетонов природы микропенообразователя-гидрофобизатора а также влияние размера и распределения микропор были выполнены Кунцевичем («Бетоны высокой морозостойкости для сооружений Крайнего Севера).


Обобщающее-собирающий труд, с акцентом на кремнийорганику и высокоморозостойкие бетоны сделан Батраковым («Модифицированные бетоны»).

Сергей - спасибо за столь полный ответ! Будем изучать.

2 Desiner - я с вами согласен, что это вроде бы не дело производителя вибропресса. Однако в современных условиях при продаже строительного оборудования зачастую подразумевается, что производитель не только поставит станок и периферию (короче железо), но и наладит технологию.
А технолог Покупателя потом будет просто потом ее соблюдать и понемногу модифицировать (по мере желания работать и учиться).
То есть, с моей точки зрения, просто продажа ПРАВИЛЬНОГО пресса проблем по качеству плитки не решит...