Техника - молодёжи 1953-06, страница 30

Поверхностно-активные вещества, располагаясь на поверхности составных частей бетонной смеси, увеличивают ее подвижность.

Этот конец молекулы неактивный, так как не обнаруживает заметного притяжения к другим атомам. Другой конец молекулы поверхностно-активных веществ называется полярным» активным. Он энергично притягивается, например, к атомам, входящим в состав электрически заряженной поверхности твердого тела, благодаря чему молекулы цепочки ощетиниваются своими неактивными хвостами в сторону раствора. Именно в этом кроется причина несмачиваемости жира. Именно поэтому трудно отмыть жир от посуды.

Когда поверхностно-активные вещества проникают в трещины, имеющиеся на поверхности твердого тела, то развивают там давление порядка тысячи атмосфер. В результате расклинивающего действия твердость поверхности тела снижается в 2-3 раза. Вот почему при сверлении металла применяется не простая, а мыльная вода.

Поверхностно-активные вещества лучше всего действуют в ничтожно малой концентрации. Адсорбируясь на поверхности цементных зерен пленкой толщиною в одну молекулу, они могут ухудшать или улучшать смачиваемость цементных частиц водой, повышать или понижать сцепляемость частиц цемента между собой или с заполнителями.

Если к приготовляемому бетону добавить вещества, содержащие смолы и жиры, то они, вступая во взаимодействие со щелочами, имеющимися в цементе, образуют растворимые в воде мыла. Мыла в процессе приготовления бетонной смеси вспениваются, отчего в бетонной смеси появляются пузырьки воздуха размером от 0,25 до 0,025 мм, окруженные прочными пленками поверхностно-активных веществ. Такие воздушные пузырьки, находясь в бетонной смеси, увеличивают ее подвижность,

уменьшают водопотребность и снижают расслаиваемость.

Как же так, спросит читатель. Только что говорилось, что через пустоты фильтруется вода, а тут советуют применять вещества, которые способствуют дополнительному вовлечению воздуха в бетон. Не заблуждение ли это?

Даем объяснение этому, на первый взгляд, парадоксальному явлению.

Как уже говорилось, строители при изготовлении бетонной смеси вводят значительно больше воды, чем это необходимо для твердения цемента. При этом в процессе затвердевания бетонной смеси цементные зерна слипаются, образуя хлопья, внутри которых удерживается значительная часть воды, испаряющейся после затвердевания бетона.

Образование хлопьев из цементных зерен с защемленной между ними водой объясняется неполным смачиванием цементных зерен водой. Под влиянием накапливания в растворе электролитов, образовавшихся в результате взаимодействия цемента с водой, происходит слипание (коагуляция) цементных ча~

Бетонная смесь с поверхностно-активными веществами лучше и плотнее укладывается в бетонируемую конструкцию.

стиц, которые, соединяясь между собой, образуют гроздья (флокулы) из цементных зерен.

Соприкасаясь друг с другом в отдельных точках — центрах коагуляции, флокулы составляют как бы непрерывную сетку, внутри которой удерживается большая часть воды затворения. Поскольку хлопья при своем образовании захватывают воду, то ее приходится вводить в лишних количествах, с тем чтобы повысить текучесть системы. Испаряясь, вода оставляет вместо себя пустоты, ведущие к снижению долговечности бетона. В таких агрегированных хлопьях не только вода, но и сам цемент используется не полностью, так как цементные зерна находятся как бы в запакованном виде. Поэтому в отвердевшем цементе даже через несколько месяцев обнаруживается значительное количество не прореагирующих с водой частиц цемента.

В бетонной смеси сравнительно быстро осаждаются крупные запол

нители, например гравий. Несколько медленнее идет осаждение частиц помельче — крупных и мелких зерен песка, и лишь за ними осаждаются зерна цемента. Происходит внутреннее расслаивание бетонной смеси. При этом в бетоне под крупными зернами скопляется наибольшее количество воды, а после ее испарения образуются воздушные поры. В этом месте бетон наименее прочен. Именно через эти пустоты и проникнет впоследствии вода.

При введении поверхностно-активных веществ в цементную смесь флокулы раздробляются. При этом высвобождаются заключенные в них цемент и вода. В результате представляется возможным уменьшить водосодержание в бетонной смеси, что увеличивает плотность бетона, повышает прочность, а также водонепроницаемость и морозостойкость бетона. Все это достигается при сниженном расходе цемента.

Движение агрессивных вод в теле бетонного сооружения обычно идет по капиллярам диаметром менее 0,1 мм. С уменьшением диаметра капилляра высота капиллярного подсоса растет и может достичь значительных величин. Так, при диаметре капилляра в 1 микрон (0,001 мм) вода может подняться на высоту 15 м. Воздух, введенный в бетонную смесь совместно с поверхностно-активными веществами в виде микроскопических пузырьков, равномерно распределен во всей бетонной массе. Благодаря этому в бетонной массе не возникает сообщающихся капилляров, обычно образующихся в результате водоотделе-

Обычный бетон после затвердевания вследствие повышенной расслаиоаемости приобретает слоистую структуру. Поэтому обычный бетон часто легко пропускает воду даже при незначительном давлении. Поверхностно-активные вещества затрудняют расслаиваемость бетонной смеси и, увеличивая ее удобоукладывае-мость, дают бетон более плотный, а следовательно, менее водопроницаемый, что особенно важно для бетона гидротехнических сооружений.

28