Техника - молодёжи 1953-06, страница 29

вакуума вода вместе с воздухом высасывалась из бетона, направлялась к водосборнику и по мере накопления удалялась. В бетоне вследствие разности давления в вакуум полости щита и на границе зоны вакуум ирования развивается давление около 7 т на каждый квадратный метр поверхности ва-куумирусмого бетона. В результате обезвоживания и под действием этого давления бетон спрессовывается так, что поверхностный слой его превращается в плотную кам-иеподобную корку, которая словно панцырь покрывает бетон плотины.

Вакуумирование сильно уплотняет бетон. Но это уплотнение происходит только с поверхности, а в гидротехнических сооружениях бетон должен быть защищен от различного рода агрессивных воздействий не только снаружи, но и внутри. Частично эту задачу можно решать уплотнением бетонной смеси глубинными вибраторами. Однако и после уплотнения вибраторами бетанная смесь редко сохраняет устойчивость, так как до начала затвердевания в ней может произойти внутреннее расслаивание. При этом вода отжимается наверх. В коллоидной химии аналогичное явление распада суспензий носит название «потери седи-ментационной устойчивости». Сущность этого явления заключается в том, что взвешенные в воде твердые частицы под действием силы тяжести оседают. Бетонная смесь — это тоже своего рода суспензия. В результате такого расслаивания под зернами крупного заполнителя и песка будет скапливаться вода. После ее испарения здесь окажутся пустоты, через которые будет проникать вода, разрушающая гидротехнические конструкции. Чтобы устранить расслаиваемость бетонной смеси, строители-технологи стали вводить в нее такие активные гидравлические добавки, как, например, трепел, имеющие сильно развитую удельную поверхность, связывающую свободную известь, выделяющуюся в процессе твердения бетона. В их присутствии расслаиваемость смеси и водопро-

При внутреннем расслаивании бетонной смеси под зернами крупного заполните-ля (1) сосредотачивается вода (2) и за* тем мелкие и крупные зерна песка (3А (4), а также мелкие зерна щебня или гравия (5). После испарения воды, скопив* шейся под заполнителями, образуются пустоты, через которые впоследствии из водохранилища будет фильтроваться вода.

} ПОВЕРХНОСТЬ \ ЗЕРНА

\ ЦЕМЕ НТАJ ^—

MOAEKVAbl ( .ПОВЕРХНОСТНО-' АКТИВНЫХ / ВЕЩЕСТВ (

Поверхностно-активные вещества, адсор-бируясь на поверхности твердого тела. проникают в микротрещины и развивают при этом большое давление. В результате облегчается разрушение поверхностной корки материала. Эти свойства по-верхностно-активных веществ особенно полезны для облегчения помола цементного клинкера. при токарной обработке металлов, при глубинном бурении нефтеносных скважин.

ницаемость бетона уменьшаются. Но введение этих веществ уменьшает морозостойкость бетона, что, конечно, плохо. Из положения, казавшегося безвыходным, нашли выход специалисты из области физической химии. Они предложили вводить в состав бетонной смеси так называемые поверхностно-ак-тивные вещества. Подобно тому как ничтожные примеси хрома, никеля, ванадия существенно повышают качество сплава стали, так и поверхностно-активные вещества в весьма малых, прямо-таки гомеопатических дозах, 0,01—0,2% от веса цемента, заметно улучшают свойства бетонной смеси и затвердевшего бетона.

ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА

Казалось бы, что поверхностные частицы тела ничем не отличаются от внутренних. Капля воды, кристалл металла, зерно цемента представляются нам внутри и снаружи одинаковыми. В действительности поверхностные слои и воды, и металла, и цемента обладают особыми свойствами. Частицы, находящиеся на поверхности тела, поскольку они не со всех сторон окружены себе подобными, ведут себя иначе, чем частицы, расположенные внутри» Поверхностные частицы тел обладают избытком свободной энергии, так как часть их сил остается неиспользованной. Они способны взаимодействовать с другими частицами, притягивать их. Такое явление носит название адсорбции.

Поверхностное натяжение воды очень чувствительно к присутствию в ней посторонних веществ. Если растворенное вещество понижает поверхностное натяжение жидкости, в этом случае обычно говорят о положительной адсорбции, а растворенное вещество называют поверхностно-активным. Вода, например, имеет довольно большое поверхностное натяжение - 72—75 дин/см. Поверхностное натяжение других жидкостей обыкновенно гораздо меньше - около 20 — 40 дин/см. Если примешать к воде эти жидкости, то молекулы примешанной жидкости частично заменят собой молекулы воды в ее поверхностной пленке. В результате поверхност-ное натяжение воды уменьшится. Примером поверхност*но-активного вещества является мыло. Вода, в которой растворено мыло, имеет незначительное поверхностное натяжение — около 45 дин/см. Пузырьки воздуха, вовлеченного в мыльную воду при ее взбалтывании, всплывая к ее поверхности, приподнимают над собой куполообразный тонкий слой жидкости. Совокупность большого числа таких пузырей образует пену.

Поверхностно-активные вещества—мылонафт, олеиновая кислота, сульфитно-спиртовая барда, абиетиновая смола — имеют довольно сложный химический состав. Их молекулы построены несимметрично. Они представляют собой как бы длинную цепочку из атомов углерода, обвешенную по всей ее длине атомами водорода. С одной стороны молекула цепочки оканчивается пучком из трех атомов водорода.

Примеры адсорбции в жизни чрезвычайно разнообразны. В палатке адсорбиро~ ванные тканью пузырьки воздуха, слоено пробочками, закупоривают все поры в ткани. Поэтому палатка при дожде не протекает. Но стоит только прикоснуться к намоченной палаточной ткани, как воз-душная пробка разрушается и палатка начинает протекать.