Добавки в технологиях жестких бетонных смесей.

Цитата
Олег Семин пишет: Почему же? Нитрит натрия, наоборот, ингибирует коррозию.

Нитрит натрия в преднапряженку нельзя – коррозионное растрескивание.

Цитата
Олег Семин пишет: Вот только виброформовщики не переносят пластификаторы, им воздуховлекающие добавки нужны. А вот тут-то и сидит проблема, вовлёк воздух = уронил прочность.

Воздухововлекающие – это они в подвижных смесях. В жестких воздухововлечения практически не происходит.
Но воздухововлекающие (ИМХО) все равно нужны т.к. они повышают пластическую вязкость – должно произойти псевдоразжижение под воздействием вибрации. Там совершенно иной механизм, чем у водоредуцирующих. Такова теория, но нужно экспериментально проверять.

Цитата
Олег Семин пишет: по нитриту - не встречал.

Вот из украинского норматива. В российском аналогично лень искать. Нитрит натрия (НН) используют даже для тестового испытания на коррозионное растрескивание. Это где-то в книгах по химдобавкам есть.

На сколько я знаю сама механика работы добавок на жестких смесях вообще не изучена.
По этому "бетонный мир" наполнен различными слухами и предрассудками на этот счет.
Во всяком случае "химия" жесткого бетона мало чем отличается от привычной, а вот механика - совершенно различна.
Значит и добавки, в этом случае, нужно разделять по способу воздействия на смесь.
Вот например как сработала воздузововлекающая добавка при формовании крупнопористого керамзитобетона.
Был использован маломощный вибропресс, который не обеспечил бы хорошего уплотнения тяжелого бетона. Ну да это и не требовалось. Главных задачи было две.
- Получить высокую гомогенность
- Обеспечить некую прочность изделия при распалубке.
Так вот именно воздухововлекающая добавка помогла этого добиться.
Были проведены эксперименты по введению в такой состав вместо ВВД простого пенобетона в количестве достаточном для заполнения межзернового пространства. Результаты были похожими- то есть хорошими.
Естественно что при применении воздухововлекающих добавок при формовании дорожных изделий, ничего кроме вреда мы не получим.

С уважением, Николай Болховитин

Цитата
Олег Семин пишет: Цитата Николай Болховитин пишет: ... при применении воздухововлекающих добавок при формовании дорожных изделий, ничего кроме вреда мы не получим... Интересное заключение. Как Вы получили такой вывод?

Собственно это не тема этого раздела. Некий оффтоп.
Но этот вывод легко сделать понимая свойства жесткого бетона.
Собственно жесткие и особо жесткие бетоны используются там где нужно удалить из смеси все лишние включения (как воду так и воздух). А все технологии жестких бетонных смесей как раз и направлены на то чтобы уплотнить бетон до максимальной объемной массы.
С уважением, Николай Болховитин

Цитата

Николай Болховитин пишет: Цитата Олег Семин пишет: Цитата Николай Болховитин пишет: ... при применении воздухововлекающих добавок при формовании дорожных изделий, ничего кроме вреда мы не получим... Интересное заключение. Как Вы получили такой вывод? ..... Собственно жесткие и особо жесткие бетоны используются там где нужно удалить из смеси все лишние включения (как воду так и воздух). А все технологии жестких бетонных смесей как раз и направлены на то чтобы уплотнить бетон до максимальной объемной массы.

Верно, что удалив лишнюю воду и весь воздух из смеси мы добъемся уплотнения бетона. Однако, парадокс в том, что при применении воздуховолекающих добавок при виброформовании плотность как-раз растет. Даже немного не так, все намного сложнее.
При применении воздуховлекающих обычно удается увеличить В/Ц смеси. Не много, примерно с 0,3-0,32 до 0,33-0,34 без налипания пресс-массы к пуансону и деформаций изделий, хотя без добавки при таких В/Ц изделия уже не формуются. При этом плотность камня растет, в чем легко убедиться, проведя простейший капельный тест. Причем, чем "слабее" пресс, тем большего эффекта можно добиться при помощи добавок.
Почему это происходит, мы действительно можем только догадываться. Возможно, водный раствор добавки не создает пену, а играет роль разделительного средства, которое не позволяет смеси прилипать к стенкам формы и пуансону, и, также возможно, и снижает внутреннее трение.

Могу поискать презентацию проф. Мещерина из дрезденского университета по вибропрессованию, если желаете. Была такая на одной конференции в МГСУ году в 2010 или 2011. Может быть, там что-то было по теме.

Николай прав, тяжело получить отличные показатели бетона вибропрессрванием тяжело.

Где то в 60-х годах геологи исследовали механические свойства грунтов.
Вот они предложили считать их твердым телом, в том случае если нет смещения слоев друг относительно друга. То есть у такой среды существует предельное напряжение сдвига, которое больше чем удельная сила давления столба. В спокойном состоянии сила давления столба на кВ. см , равна силе тяжести действующий на площадь опоры.
А предельное напряжение сдвига, это примерно та сила которая необходима для того что бы сдвинуть слои в точке опирания. То есть она тоже имеет размерность давления, хотя вектор направлен на 90гр. УФ. Так вот если под своим весом столбик не расплывается то это твердое тело.
Что ему мешает расплываться если смесь сыпучая, то есть имеет дискретность частиц в структуре? Ясный пень, что силы трения и силы поверхностного натяжения.
Так вот они там в этих 60-х применяли такой приборчик: Коробочка из двух половинок заполненная сыпучей смесью. Сдвигая половинки в горизонтальной плоскости мы сдвигаем слой смеси относительно неподвижного. А силу сдвига измеряли. Просто и наглядно.
Что можно исследовать на таком приборе?
1. Силы трения. Берем сухой песочек, насыпаем и начинаем сдвигать. Каждый раз сверху кладем пригруз, все больше и больше по массе. И исследуем, как сила сдвига зависит от веса пригруза. Дёшево и сердито.
2. Надоело исследовать силы трения?, надо песочек замочить. Увеличиваем влажность и сдвигаем, опят же под пригрузом. Силы трения мы знаем, а разность в показания сухого и мокрого как раз покажут нам силу поверхностного натяжения.
Если Вы меня теперь спросите: "а на черта нам это надо знать?", то я вам скажу: "не торопитесь, так будет интереснее." Детектива однако.
Во всяком случае, мы с Вами уже создали модель сыпучей (ЖБС) среды в статическом состоянии слоев. И получили как раз то что нужно на первом этапе ; то есть эту хренову жесткость в зависимости от влажности. Это как раз то чем мучаются технологи определяя: «сколько, сколько воды ливануть?» А мы это с Вами можем в цифрах получить.
А вот для того чтобы эту смесь разжижить нам нужно приложить некоторое усилие, которое мы уже измерили. Но приложить его надо по объему.
В реальных грунтах разжижение (тиксотропия) происходит при сдвиге слоев, например при сходе горных лавин. Достаточно стронуть слои и они теряют сцепление друг с другом. Они уже могут под действием силы тяжести смещаться друг относительно друга, и чем больше суммарная скорость смещения слоев, тем жиже (или жижее) становится грунт ( или снег в лавине). И так до точки минимума потенциальной энергии, как и положено порядочной жидкости.
А что с сыпучкой? Мы воздействуем на нее вибрацией, причем желательно направлено вертикально вверх. Таким образом мы разрываем контакт частиц, и действуем так же как и в случае с горной лавиной. Создаем неньютоновскую жидкость. А у такой жидкость есть свойство, отличающее ее от классической жидкости.
Ее вязкость зависит от скорости смещения частиц, друг относительно друга. То есть от скорости смещения слоев в случае лавины, и от виброскорости в нашем случае. Чем выше скорость, тем жиже смесь. Напомню что виброскорость это частота на амплитуду. То есть количество смешений в единицу времени.
Ну вот мы с Вами уже идей на полторы диссертации наковыряли, а до воздухововлекающей добавки так и не добрались.
Есть терпение?

С уважением, Николай Болховитин

Что можно еще состричь с такой модели?. Я имею ввиду модель, описывающую поведение смеси в статическом состоянии.
Можно, например, рассчитать угол наклона бункера из которого эта смесь должна высыпаться. Ну наверное это все, так что пора переходить к динамическому состоянию смеси.
Чуток лирики, так как я сейчас устал, и до завтрого ничего путного не напишу. А вот всякую ерунду это пожалуйста.
Прежде всего зачем я стал использовать модель механики сыпучей среды для жестких смесей?. Вроде так до меня никто не поступал. Ну может я не внимательно смотрел.
Прежде всего хотелось найти такой расчетный механизм, который позволял бы не только рассчитывать поведение смеси, но и предсказывать поведение новых, спроектированных смесей. При этом модель не должна быть «жевательными соплями» то есть она должна быть такой что бы ее можно было либо доказать, либо опровергнуть, но ни как не обсуждать на основании «житейских воззрений кота Мура». То есть аргументы типа – мне кажется, или я тут получил, или я попой чувствую… не должны работать.

Ну и второе. Это конечно кризис бетона, который как раз совпал с началом нового тысячелетия. Начиная с 50-х годов прошлого века бетон наливали в формочки. Эта вполне детская технология отличалась от другой детской технологии – лепки куличиков.
Она (заливка в формочки) была более проста и доступна. Она была понятна малоквалифицированным работникам, доступна к эмпирическим, читай бессистемным исследования. К тому же требовала простых машин и механизмов, доступных уровню тогдашней гражданской техники.
А лепить куличики было намного труднее.
Вот что писали по этому поводу замечательные авторы Сорокер В.И., Довжик В.Г.
В своей книге:
Жесткие бетонные смеси в производстве сборного железобетона.
изданной в Стройиздате, в 1958 году
http://www.allbeton.ru/forum/messages/forum9/topic8444/message11002/#message11002

«Внедрение жестких бетонных смесей встречает ряд затруднений: необходимо более совершенное оборудование, тщательный контроль производства. Кроме того, серьезным препятствием является недостаточная изученность основных свойств жестких смесей, а также особенностей их приготовления и формования.
Жесткие бетонные смеси обладают рядом специфических свойств и особенностей, изучение которых требует большого времени.»
Ну вот вроде модель для изучения поведения жестких смесей мы нашли, и с оборудованием и технологиями тоже есть шанс разобраться.
Но с начала панегирик литым бетонам.
Как только бетон стали наливать в формочки, слегка притопывая и прихлопывая, то помимо радости, трудно было не заметить возникающие проблемы. Во первых бетон не хотел уплотняться. Во вторых укладываться в форму. Как считает химик в непосредственную реакцию с цементов вступает только вода по массе равной 15% от веса цемента. А остальная вода только мешает бетону уплотнятся. Но с другой стороны, без лишний воды, бетоны не хотят укладываться. По этой причине литой бетон это всегда водоцементный компромисс – много воды не дает бетону уплотняться и мало воды тоже не дает.
Чтобы не мучиться со сложными, на тот период технологиями, были придуманы способы улучшения бетона (Читай костыли)
Костылей, как водится, было два.
Для плохо-уплотненного бетона была придумана густая пространственная металлическая арматура, а для плохо-уложенного различные добавки.
Так как на тот момент других технологий использовать не предполагалось, то эти два направления выделились в самостоятельные подтемы.
Но времена менялись, менялись и технологии, совершений становились конструкции зданий и машины для формования бетона. Стала меняться и экономика – появились новые альтернативные материалы для строительства. Параллельно с этим совершенствовались и наши «костыли» пока ситуация не пришла к парадоксальному результату.
- с одной стороны появились легированные стали, цена которых, в сравнении с бетоном упала. Появилась возможность сделать конструкцию из стали, так что она будет легче и дешевле аналогичной конструкции из железобетона. Больше того, металлическая конструкция будет иметь меньший вес, чем вес арматуры заложенной в бетон.
- С другой стороны стоимость химических добавок стала столь высока, что проще было просто сыпануть цемента побольше и не мучится всякой там ерундой.
Ну вот так мы собственно и приплыли в 21-й век на технологиях 50-х годов двадцатого века.
Стыд бы нам и позор если бы НЕ!.

Не до завтра. Спать пойду.

В нашем случае это происходит под воздействием вибрации. Механизм такого разжижения простой. Частички смеси, под действием вибрации соударяются и разлетаются друг от друга на небольшое расстояние (равное примерно среднеквадратичной амплитуде) Если быть точным, то они приобретает равный по всему объему смеси момент количества движения. То есть собственная амплитуда (точнее смещение) у них у всех разная и зависит прежде всего от массы. Но не только от массы. Если соударение не упругое ( а оно такое и есть) то часть энергии в смеси потратится на разрыв связей и на преодоление сил трения. Тем не менее мы, с частотой колебания, получаем моментальное изменение плотности вещества. Именно в момент разлёта частиц и утраты взаимодействия между ними, мы получаем ожидаемое разжижение.
Из этой механики понятно, почему степень такого разжижения зависит от виброскорости. Но есть и еще один фактор, это плотность самой смеси. Чем выше плотность тем выше вязкость. Для нас это особенно важно потому что мы не только придаем смеси форму, но и заставляем ее уплотнятся. В нашем случае формование это двойной процесс, не просто получить куличик заданной формы, но и максимально уплотнить вещество из которого он состоит.
Почему постепенно возрастает плотность ЖБС при виброформовании?, ведь силы разжижения действуют вверх, а и им противостоит только сила тяжести. Рассмотрим это на уровне ускорения. На массу вещества действует сила тяжести равная g*m. здесь g это ускорение свободного падения., а супротив, действует виброускорение. В современных вибропрессах, оно в разы превышает g. Исследования показали что для "хорошего вибропресса" виброускорение должно быть где то 10g. Почему же тогда смесь не разлетается в пространстве навсегда? Потому что сверху мы на нее действуем пригрузом, направленным в сторону действия силы тяжести. Давление пригруза +сила тяжести должна быть равна виброускорению помноженному на массу. То есть задача пригруза не дать смеси разлететься, но и не мешать ей перераспределять частицы внутри себя. А процесс самого формования представляется нам как череда уплотнений, и разуплотнений, которые происходят с частотой вибрации. Я специально не пишу никаких формул, так как разъяснение "на пальцах " кажется мне очень увлекательным процессом. Попробовать словами сформулировать смысл процесса.
Если мне это удалось, то можно поговорить о том, что мы можем посчитать, исходя из представленной динамической модели.

Прошу прощения за задержку с ответом.
Спасибо Вам за просвещение. Очень интересно. Прошу, продолжайте.

Хочу заметить, что жесткие бетонные смеси все же массово использовались в СССР и используются сейчас. При изготовлении круглопустотных плит, коих в стандартной кирпичной пятиэтажке среди спецификации ж/б изделий около 90% по объему бетона.

Цитата
Николай Болховитин пишет: Вот теперь зачем нужно повышать плотность изделия.?

Боремся за долговечность?

Цитата
Николай Болховитин пишет: Коробочка из двух половинок заполненная сыпучей смесью. Сдвигая половинки в горизонтальной плоскости мы сдвигаем слой смеси относительно неподвижного. А силу сдвига измеряли. Просто и наглядно.

Я тут подумал. Для оценки свойств пресс-масс можно попробовать метод из EN 12350-4 "Коэффициент уплотнения".
Берется ящик заданного размера - 20*20*40 см, где 40см - высота. Ящик осторожно заполняется до верху бетонной смесью, избегая любого уплотнения, при этом смесь в емкость укладывается не броском сверху, а аккуратно ссыпается. Далее ящик устанавливается на виброплощадку и вибрируется до момента, когда уровень смеси в ящике не перестанет падать. После чего виброплощадка выключается, и измеряется высота смеси в ящике после уплотнения и сравнивается с высотой смеси до уплотнения. Результат деления второго на первое и есть коэффициент уплотнения.
Я еще думаю, что вместо ящика можно, а, может быть и нужно, использовать средний сосуд для отмучивания заполнителей, он близок по размерам - 20 см в диаметре и 35 см высотой. По нескольким причинам. Мы соорудили один ящик по EN, сварили из листа стали. Он очень тяжелый, а с учетом 16 л бетона, очень-очень. А сосуд для отмучивания существенно легче, поменьше объемом и он, самое главное, есть в каждой лаборатории.
Кстати, машины Техноспан и Тенсиланд работают только со смесями с КУ около 1,29...1,33, шаг в сторону приводит к деформациям изделий.

Ну, не знаю. Кроме того, что указанный EN вполне уже наш, потому как напрямую поименован в ГОСТ 7473-2010 для измерения помянутого КУ.
Параметры лабораторных виброплощадок стандартны - 50 Гц, 0,5 мм амплитуда. Кроме того метод прост, нагляден и под него имеется необходимое оборудование в любой строительной лаборатории. Я уже не говорю, что других методов, кроме столь же косвенного измерения жесткости/подвижности смеси, кою Вы раскритиковали, просто нет.
Метод же абсолютных объемов имеет один очень важный недостаток - неизвестность истиной плотности имеющихся здесь и сейчас заполнителей, которая к тому же еще и не постоянна. И, я Вас уверяю, погрешность при таких условиях получается поболе 1%. Метод КУ же, пускай даже криво, и с неизвестной погрешностью (кстати в EN об этой неизвестности прямо написано) измеряет параметр вот этой конкретной имеющейся на руках смеси.
Я не знаю, будет ли из него толк на сверхжестких смесях, но, почему бы не попробовать? На стыке Ж1/П1, где методы измерения жесткости/подвижности не показывают ровным счетом ничего, он работает.