Добавки-регуляторы структуры и свойств бетона
Управление процессом структурообразования бетона позволяет сознательно создавать определенное состояние системы твердеющего бетона, соответствующее принятым способам обработки, выбирать целесообразные технологические приемы и достигать при этом максимального экономического эффекта производственного процесса.
В процессе твердения вяжущего образуется система, состоящая из кристаллогидратов новообразований, непрореагированных с водой зерен цемента, оставшейся жидкой фазы воды и пор. Новообразования в структуре микробетона представлены, в основном, в виде двух структур – коагуляционной и кристаллизационной.
Важным элементом структуры цементного камня, играющим большую роль в формировании физико-механических свойств бетона, являются поры. Пористость в значительной степени предопределяет экономичность применения бетона в конструкциях.
Как известно, общая пористость бетона зависит в основном от количества воды затворения, вида и расхода вяжущего, от количества вводимого порообразователя, времени перемешивания смеси и других факторов. Сам процесс твердения цемента является источником образования пор. Различают следующие группы пор микробетона: гелевые, контракционные, капиллярные, воздушные ("условно замкнутые"). Кроме перечисленных в бетоне могут создаваться и другие виды пор и пустот, которые условно можно отнести к "структурным". Образующаяся в результате взаимодействия вяжущего с водой контракционная и гелевая пористость имеет размеры 1•10-6..10•10-6 мм для контракционных пор 15•10-8..40•10-8 мм и для гелевых пор при общем их объеме порядка 1,5..2,5%. Объем таких пор зависит от минералогического и вещественного состава цемента и его расхода. Гелевая и контракционная пористость, не оказывая существенного влияния на физико-механические свойства бетонов, может выполнять роль резервной, что способствует повышению морозостойкости бетона.
Размер "условно замкнутых" пор, образующихся в результате воздухововлечения и микрогазообразования, колеблется в достаточно широких пределах: от 1•10-3 мм до 300•10-3 мм и более. Их размеры зависят от характеристик исходных материалов и состава бетона, времени перемешивания бетонной смеси и других факторов. Такие поры могут существенно снизить среднюю плотность бетона. Вместе с тем, благодаря блокированию капилляров и образованию резервной пористости, такие микропоры способствуют повышению морозостойкости и водонепроницаемости бетона, а также его трещиностойкости, так как они являются своеобразными демпферами ("поглотителями") развивающихся микротрещин.