все о цементе, цементных бетонах и растворах

Воздухововлекающие добавки адсорбируются на поверхности раздела вода —воздух, ориентируясь полярными группами в сторону воды, а углеводородными радикалами — в сторону воздуха. При перемешивании происходит захват воздуха и образование пены, подобно мыльной. Внутренняя поверхность оболочки пузырьков образована неполярными частями молекул ПАВ.
Воздухововлечение хотя и немного снижает прочность бетона, в то же время повышает его морозостойкость, водонепроницаемость и стойкость к коррозии. Это связано с возрастанием доли замкнутых пор и снижением капиллярной пористости.

Кроме того, возможен еще один механизм пластифицирующего действия добавок. Гидрофобные радикалы в адсорбционных оболочках частиц занимают значительно большую суммарную площадь, чем гидрофильные сульфогруппы. Поэтому общим итогом адсорбции является гидрофобизация поверхности частиц. Приобретая водоотталкивающие свойства, частицы цемента перестают удерживать молекулы воды на своей поверхности и последние получают возможность перемещения, увеличивая текучесть воды и подвижность бетонной смеси. 

Противоморозные добавки при растворении в воде сильно понижают температуру ее замерзания, но усложняют процессы, при этом происходящие, что нельзя не учитывать на практике. Как известно, чистая вода переходит в лед при О °С. Это обстоятельство отражается на кривой охлаждения в виде перелома графика — критической точки . Задержка в понижении температуры происходит из-за того, что переход веществ из жидкого состояния в твердое сопровождается высвобождением внутренней энергии — выделением теплоты, благодаря которой температура остается постоянной до конца процесса.

Применение химических добавок позволяет существенным образом влиять на цементные растворы и бетоны, повышая их качество и придавая им специфические свойства. Использование добавок практикуется в настоящее время настолько широко, что этот вопрос заслуживает особого внимания для избежания возможных ошибок.
Применяемые добавки могут иметь природное происхождение или могут быть получены искусственным путем в качестве основного или побочного продукта производства. По химическому составу они подразделяются на минеральные и органические. 

Водонепроницаемость бетона характеризуется его маркой по водонепроницаемости (ГОСТ 26633-91): W2; W4; W6; W8; W10; W12; W14; W16; W18 и W20. Число в марке обозначает наиболшии перепад давления воды, кгс/см2, который выдерживают бетонные образцы.
Для испытаний изготавливают шесть образцов-цилиндров диаметром 150 мм и высотой не менее 100, 50 или 30 мм при наибольшей крупности зерен соответственно 20, 10 и 5 мм.
Образцы после 28 сут твердения в нормальных условиях в течение суток выдерживают на воздухе в лаборатории, а затем заключают в стальную обойму. Зазор между образцом и обоймой заливают парафином или воском.

Прочность бетона при растяжении определяют на образцах-восьмерках квадратного сечения, сторона которого может быть равна 7, 10, 15 или 20 см. Предел прочности при растяжении вычисляют по формуле (9.2), как и в случае центрального сжатия. Бетон хорошо сопротивляется сжатию и плохо сопротивляется растяжению.
Для обычных бетонов значения R^JR^ = 9…20. Поэтому бетон без армирования используют там, где нет растягивающих напряжений. 

Прочность бетона прямо пропорциональна активности цемента . Применение щебня вместо гравия или горного песка вместо морского повышает прочность бетона в среднем на 10 %. При этом снижается ОК, так что равноподвижные смеси дают примерно равнопрочные бетоны.
Из трех параметров состава (В/Ц, г, Ц) лишь водоцементное отношение существенно влияет на прочность бетона; от двух других параметров (г и Ц) прочность бетона почти не зависит. Это обстоятельство является настолько важным для проектирования состава бетона, что его назвали законом водоцементного отношения, который формулируется следующим образом: прочность бетона, приготовленного из неизменных материалов, зависит только от водоцементного отношения и не зависит от остальных параметров состава.

Предел прочности образца при сжатии определяют по формуле
R = aF/Ao, (9.2)
где а — масштабный коэффициент ; F— максимальная нагрузка, МН; А0 — расчетная площадь образца, м2.
Прочность бетона вычисляют как среднее арифметическое значение результатов испытаний (в серии из трех образцов — по двум, из четырех — по трем, из шести — по четырем наибольшим значениям).
Прочность бетона зависит от следующих факторов:
1) вид и качество применяемых в бетоне цемента и заполнителей;
2) состав бетона; 

Прочность бетона при сжатии определяют по результатам испытания серии образцов-кубов, твердевших в нормальных условиях (температура воздуха — (20 ± 2) °С; относительная влажность воздуха — не ниже 95 %) в течение 28 дней (для бетона речных сооружений — 180 дней).
За базовый образец принят куб с длиной ребра 150 мм. Прочность образцов иных размеров умножают на масштабный коэффициент .
При изготовлении образцов бетонную смесь укладывают в форму слоями высотой не более 100 мм. Каждый слой уплотняют штыкованием стальным стержнем диаметром 16 мм с закругленным концом.

С увеличением Ц (при постоянных В/Ц и г) ОК также увеличивается, так как растет количество теста при неизменной его густоте. Влияние параметра (при постоянных В/Ц и Ц) характеризуется наличием максимума, которому соответствует значение г, называемое оптимальным (гопт). При г = гопт требуется минимальное количество цемента, чтобы обеспечить заданную подвижность. Снижение ОК с ростом г (при г > гопт) вызвано ростом суммарной поверхности зерен при замене крупного заполнителя песком, что уменьшает толщину прослоек теста между зернами.