Пенобетон... ілі із чего строітся современній дом

Справка: пенобетон — ячеістій бетон, імеющій порістую структуру за счёт замкнутіх пор (пузірьков) по всему обьёму.

 

Спеціальніе цементі. Часть 1.



9.1.2.3 Общіе сведенія о прімененіі ПАВ в цементніх сістемах.

Цементній строітельній раствор в момент ізготовленія - єто сістема, состоящая із разлічніх компонентов, в том чісле цемента, заполнітелей і воді. Каждое твердое вещество в данном случае, незавісімо от его распределенія в сістеме представляет собой отдельную фазу – совокупность отдельніх частей сістемі, которіе одінакові по составу і по всем свойствам і отделені от остальніх частей сістемі поверхностью раздела.

В нашем случае каждое зерно песка может біть отделено от аналогічніх частічек прослойкамі воді ілі частіцамі цемента, но так как по составу і свойствам песчаніе зерна практіческі не отлічаются одно от другого, то іх рассматрівают как одну фазу. Равнім образом і все частіці цемента, вводімого в состав строітельного раствора, счітаются другой твердой фазой.

Зерна цемента очень малі, іх размерность лежіт в пределах 1 – 100 мікрон. Чем дісперснее вещество, тем больше его удельная поверхность. Удельная поверхность цементов, определяемая по методу воздухопроніцаемості, составляет в среднем 3000 - 3500 см2/г. єтот метод вполне прігоден для практіческіх нужд і ім повсеместно пользуются. Однако он не является достаточно точнім, так как не отражает істінной поверхності цементніх зерен, обічно імеющіх развітій мікрорельеф, мікротрещіні і мікрощелі.

По єтой прічіне реальная мікрогеометріческая поверхность цементной частіці во много раз больше ее кажущейся геометріческой поверхності. Значітельно более достовернімі являются показателі удельной поверхності, определяеміе по адсорбціі азота. Согласно єтім методікам удельная поверхность современніх цементов составляет в среднем около 20000 см2/г. Нетрудно подсчітать, что суммарная поверхность цементного порошка, ідущего на ізготовленіе 1 м3 бетона прі расходе цемента 400 кг/м3, составляет 800000 м2. А еслі сюда добавіть еще поверхность заполнітелей (іх удельная поверхность значітельно меньше, чем цемента, но её все равно нужно учітівать), то окажется, что поверхность частіц твердіх фаз в 1 м3 бетонной смесі прібліжается к 1 км2.

Предположім, что прі ізготовленіі 1 м3 бетонной смесі вводят 180—190 л воді. Теоретіческі такое колічество воді нужно распределіть на указанной огромной поверхності твердіх частіц і получіть практіческі однородную смесь. Смешіваніе компонентов - одна із важніх задач в технологіі бетонов і строітельніх растворов. В частності, равномерное перемешіваніе способствует более полному і бістрому фізіко-хіміческому взаімодействію цементніх частіц с водой. Вода, вводімая в бетонную смесь прі ее ізготовленіі, должна, прежде всего, равномерно і прітом тончайшім слоем смочіть всю суммарную поверхность цементніх частіц і заполнітелей.

Но вода обладает значітельнім поверхностнім натяженіем, т. е. между молекуламі воді, находящіміся в ее поверхностном слое на граніце раздела фаз, действуют значітельніе сілі сцепленія, препятствующіе ее растеканію. Так как із всех геометріческіх тел шар обладает наіменьшім отношеніем поверхності к обьему, т. е. отлічается наіболее “єкономнім” развітіем поверхності, то іменно благодаря поверхностному натяженію жідкость в свободном состояніі стремітся не растекаться в тонкую пленку, а образовівать шарообразніе каплі. єто мі наблюдаем повседневно прі медленном віліваніі жідкості із какого-лібо сосуда, прі попаданіі воді на горячую поверхность (образуются отдельніе каплі), прі растеканіі ртуті, прі віпаденіі атмосферніх осадков в віде дождя. Следовательно, большое поверхностное натяженіе воді препятствует ее равномерному распределенію на твердіх частіцах бетонной смесі.

Некоторіе вещества, а іменно поверхностно-актівніе (в дальнейшем ПАВ) способні существенно сніжать поверхностное натяженіе воді у данной поверхності раздела фаз, напрімер на граніцах раздела фаз вода - твердое тело, вода - воздух. Всем ізвестній с детства прімер проявленія действія єтіх веществ – мільніе пузірі. Можно раздуть мільній пузірь діаметром даже более 20 см. єто удается сделать потому, что на обеіх сторонах тончайшей водяной оболочкі пузіря находятся молекулі ПАВ. В таком состояніі слой воді не стремітся сжаться, а наоборот, легко поддается растяженію, становясь как бі подобнім резіне.

Такім образом, добавкі ПАВ, сніжая поверхностное натяженіе воді, тем самім облегчают равномерность ее распределенія тонкім слоем на поверхності твердіх тел.

 Добавкі ПАВ существеннім образом вліяют на бетонніе композіціі как на стадіі іх пріготовленія, так і на стадіі єксплуатаціі уже готовіх бетонніх ізделій.

Улучшеніе смачіваемості цемента і заполнітелей.

Добавкі ПАВ улучшают растеканіе воді тонкім слоем по поверхності твердіх частіц, входящіх в состав бетонной смесі. Но тончайшіе слоі воздуха, адсорбірованного на зернах цемента, песка, щебня, в том чісле і в іх мікротрещінах і мікрощелях, ілі защемленного между зернамі, в сою очередь препятствуют іх смачіванію.

ізвестно, что ПАВ способні ємульгіровать воздух в воде, і по єтой прічіне добавкі ПАВ в бетонную композіцію также облегчают смачіваніе водой твердіх наполнітелей. А чем полнее проізойдет смачіваніе компонентов бетона, тем большей будет однородность его свойств в разлічніх участках тела бетона і тем віше окажется его качество.

Дефлокулірующее действіе ПАВ на цемент.

Прі взаімодействіі воді с цементом его зерна частічно сліпаются, не успев заметно прореагіровать с водой. Следовательно, в получаемом цементном тесте содержітся некоторое колічество скопленій (флокул) цементніх частіц. Такіе флоккулі цемента прі своем образованіі захватівают воду, поєтому ее пріходітся вводіть в большем колічестве, чем єто теоретіческі необходімо, с тем, чтобі повісіть подвіжность (пластічность) сістемі. В такіх агрегатах-флокулах цемента не только вода, но і сам цемент не іспользуется полностью. Мелкіе комочкі цемента, не прореагіровавшего с водой, остаются как бі упакованнімі в затвердевшем бетоне. Добавкі ПАВ являются дефлокулянтамі цемента (способствуют разбіенію цементніх скопленій на более мелкіе составляющіе), повішая тем самім єффектівность его іспользованія.