Jaká je zpracovatelnost betonové směsi a jakými metodami se zjišťuje?
Jedna z nejdůležitějších vlastností betonové směsi, která je vždy uvedena ve specifikacích pro tvorbu betonu, se nazývá zpracovatelnost.
ZPRACOVATELNOST – schopnost betonové směsi vyplnit formu nebo prostor omezený bedněním, při zvoleném způsobu formování (ukládání a hutnění) betonu.
Podle zpracovatelnosti se směsi dělí na pružné a tuhé. Mobilita a tuhost jsou veličiny, které kvantitativně charakterizují vlastnost zpracovatelnosti.
MOBILITA (SEDLENÍ KUŽELU) – Snížení výšky betonové hmoty vytvarované ve standardním zkušebním kuželu po odstranění kovové formy. Pohyblivost se měří v centimetrech.
(Použijte plakát k vysvětlení definice kuželového tahu)
TVRDOST – doba, za kterou betonový kužel, vytvarovaný stejným způsobem jako při určování pohyblivosti, uvnitř nádoby se dnem větším, než je základna kužele, vlivem vibrací zcela ztratí svůj tvar a nabude tvar nádoby určené k to. Tvrdost se měří v sekundách.
Reologicky je betonová směs modelována tělesem Shvedov-Bingham (viz přednášky z obecné nauky o materiálech). Pohyblivost a tuhost souvisí s hodnotami strukturální viskozity a minimální smykové síly. Dá se říci, že zpracovatelnost odráží reologické vlastnosti v technologii a praxi zkoušení betonových směsí.
Pohyblivost a tuhost také koreluje se strukturou betonové směsi. Pohyblivé směsi mají ve své makrostruktuře vždy výrazné vrstvy cementové pasty mezi částicemi kameniva. V tomto případě je kamenivo jakoby suspendováno v cementové pastě. (obr.) U tuhých směsí jsou nejčastěji vrstvy mezi částicemi plniva (v položené směsi) velmi tenké, v makrostruktuře často neviditelné. Zdá se, že částice agregátu jsou v přímém kontaktu. Po vytvrdnutí takové směsi bude téměř celá pojivová část konglomerátu kontaktními vrstvami, složením přechodným od plniv k cementu.
Pohyblivé směsi se snadno pokládají a zhutňují. Tuhé směsi vyžadují pro zhutnění dlouhodobé vibrace, které spotřebovávají hodně elektřiny. Při stejné spotřebě cementu tuhé směsi produkují pevnější a rychleji tvrdnoucí beton, ale pouze pokud je směs dostatečně dobře zhutněna. Při stejné pevnosti betonu bude spotřeba cementu menší, pokud je navržena tuhá směs.
Pevnostní zkoušky betonu z mobilních a tuhých směsí ukazují, že v prvním případě k lomu dochází vždy podél cementově pískové malty, tzn. mezi částicemi hrubého kameniva. Hrubé kamenivo nemá výrazný vliv
pro sílu. Při zkoušení dobře navrženého betonu z tuhých směsí dochází také k rozpadu drceného kamene nebo částic štěrku. Hrubé kamenivo tak přispívá k pevnosti betonu.
Čím lehčí je tedy betonová směs položena, tím je beton méně odolný. Kombinace výhod pružných a tuhých směsí – snadná hutnost a vysoká pevnost výsledného betonu – umožňuje použití plastifikačních přísad.
PLASTIKÁTORY jsou přísady do betonové směsi, které zvyšují její pohyblivost bez snížení pevnosti výsledného betonu.
Změkčovadla jsou povrchově aktivní látky (viz přednášky z obecné nauky o materiálech Například levné a často používané změkčovadlo LST (technický lignosulfonát) má molekuly skládající se z nepolárního radikálu a polární sulfonové skupiny –SO).3H. Když jsou adsorbovány na hranici mezi částicemi cementu a vodou, je radikál nasměrován do méně polární fáze, kterou bude v tomto případě voda. V důsledku toho se zdá, že částice cementu jsou mazány tenkou vrstvou maziva a směs se stává pohyblivější. Pro každé změkčovadlo existuje optimální dávkování odpovídající pokrytí povrchu všech pevných částic ve styku s kapalnou fází monovrstvou molekul hlavní látky změkčovadla. I mírné překročení optimální dávky vede ke snížení pevnosti betonu.
Pomocí změkčovadel můžete kromě přímého efektu zvýšení pohyblivosti získat i dva důležité nepřímé efekty.
Pokud se současně s přidáním změkčovadla sníží spotřeba záměsové vody, zvýší se pevnost betonu. Pohyblivost betonové směsi může zůstat stejná jako bez plastifikátoru.
Pokud se spolu se zavedením změkčovadla a snížením spotřeby vody sníží i spotřeba cementu (takže poměr voda-cement zůstane nezměněn, stejně jako u betonu bez přísady), pak mobilita a pevnost beton se nezmění, ale úspor na cementu, nejdražší složce, bude dosaženo betonové směsi.
Konvenční plastifikátory mají i vedlejší účinek: zpomalují tuhnutí a tvrdnutí betonu. To druhé (zpomalení tuhnutí) je obvykle nežádoucí. V současné době byly vyvinuty tzv. superplastifikátory, které silně zkapalňují betonovou směs, ale nemají absolutně žádný vliv na rychlost tuhnutí a tvrdnutí, ani na pevnost při přímém působení (bez snížení spotřeby vody). Po položení a zhutnění směsi mizí ztekucovací efekt v důsledku polymerace molekul superplastifikátoru.
Pomocí superplastifikátorů lze dosáhnout velmi výrazných nepřímých efektů – zvýšení pevnosti nebo úspory cementu.
Poznámka. Při studiu betonových směsí se doporučuje seznámit se s GOST 7473-94 Betonové směsi. Specifikace
Příklady označení betonových směsí z normy:
1) BSG V25 Zh1 F200 W4 GOST 7473-94
2) BSG V12,5 P2 F100 W2 D900 GOST 7473-94
Líbil se vám článek? Přidejte si ji do záložek (CTRL+D) a nezapomeňte ji sdílet se svými přáteli: