НЕОДНОРОДНОСТЬ БЕТОНА

Об неоднородности бетона молвят существенно пореже, чем об его прочности, деформативности, морозостойкости. Но это же свойство заслуживает не менее внимательного дела. Кто же не знает, что такое неоднородность и однородность?

Эти понятия используются в буквальном смысле слова в многих направлениях человеческой деятельности: неоднородные и однородные функции в математике, однородная атмосфера в физике, однородная деформация в технике, неоднородные и однородные смеси в технологии и химии. А какое количество затрачивается труда на то, для того, чтобы создаваемые материалы (сплавы, бетоны, керамика) вышли не менее однородными; для сего производят все не менее непростые смесители и гомогенизаторы. Однако однородность как оказалось недостаточной, и технологи со своим оборудованием и сырьем устремляются в космическое пространство, в невесомость, для того, чтобы сила тяжести не ухудшала однородности создаваемого материала.

Настолько что все-таки это за свойство, называемое однородностью, и что такое неоднородность? Попробуем сформулировать: однородность – это… Тем не менее, давайте заглянем в Огромную Советскую Энциклопедию. Ищем: «обзорность», «огнеупорность», «одаренность», «одушевленность» …всякие характеристики существуют, а «однородности» нет. Посмотрим на букву «н»: «необратимость», «неодолимость», «неодушевленность». Есть все, не считая «неоднородности». Нет этих определений и в иных энциклопедиях, – в Философской, Технической, Географической и других – включая Огромную Британскую Энциклопедию.

Определения «неоднородность», «неоднородное тело» и т. п. отсутствуют в Толковом словаре живого великорусского языка Владимира Даля. Нет них и в словаре Ожегова, нет в Политехническом словаре, не нашлось для их места и в десятитомном издании «Научно-техническая терминология», а еще в словарях, выпущенных Академией СССР: в Словнике толкового словаря естественнонаучных определений и в Логическом словаре-справочнике. Бесполезно а также рыться в Толковом словаре математических определений, в Философском словаре и почти всех, почти всех иных. Как в этой ситуации можно отдать определение такому явлению а как неоднородность бетона?

Ах так оценивается однородность бетона специалистами?

А. П. Меркин, очень глубоко исследовавший структуру ячеистых бетонов, писал, что, не взирая на очевидную значимость, в настоящее время нет единой трактовки понятия однородности и методов ее оценки.

Г. И. Горчаков отмечает значимость однородности распределения компонентов бетона.

И. А. Рыбьев рассматривает бетон а как искусственного происхождения строительный конгломерат и выделяет внутри него 5 масштабных уровней.

В. И. Соломатов считает бетоны материалами полиструктурными (структура в структуре).

А. Е. Шейкин отмечает хим и физическую неоднородность продуктов гидратации цемента.

И. А. Иванов пишет, что в бетоне заложены определенные противоречия, связанные с понятием однородности – в которой степени конгломератен материал, который является по своей природе неоднородным, относится ли это к его структуре либо лишь к свойствам.

П. Г. Комохов отобразил, что в нагружаемом конструктивном элементе неизбежно образуется зона начала разрушения, где и появляется 1-я магистральная трещина, приводящая к деструкции.

Невозможно перечислить любых ученых-исследователей, которые привлекали внимание на неоднородность бетонов и ее влияние (в первую очередь отрицательное) на эксплуатационные характеристики бетонных изделий. Тут как нельзя кстати будет русская поговорка: где тонко, там и рвется. Неоднородность и создает эти тонкие места.

В журнале «Пользующееся популярностью бетоноведение» (№ 1, 2004 г.) анализируются знаменитые труды Й. А. Хинта, по обработке бетонных консистенций в дезинтеграторе. При всем при этом получаемый полезный эффект практически полностью относят на счет тонкого измельчения и механической активации сырья. Не отрицая возможного влияния указанных обстоятельств, надо добавить, что определенное значение имела и повышенная однородность консистенций, достигаемая с помощью них обработки в быстроходном дезинтеграторе.

Такое утверждение подтверждается прямым экспериментом. Известно, что ингредиентами газобетонной смеси являются: вяжущие (цемент, известь), наполнитель (молотый песок, зола ТЭЦ), газообразователь (алюминиевая пудра) и вода. Труднее всего равномерно распределить по объему смеси газообразователь. В первую очередь, его чрезвычайно не достаточно (толики процента). Так же, частички алюминиевой пудры слипаются в гранулки разных размеров. Кроме того, каждая частица покрыта слоем парафина, что творит пудру гидрофобной. Каждая из указанных отличительных черт пудры вкладывает собственную долю неоднородности в газобетонную консистенция.

Сущность эксперимента состояла в следующем: готовили три общего вида газобетонной смеси с одними и теми же расходами вяжущего, наполнителя и влаги. В 1-м случае в консистенция вводили сухую (гидрофобную) алюминиевую пудру, во 2-м – пудру вводили в качестве гидрофильной суспензии (в данный момент настолько делают на любых заводах по производству пенобетона). В 3-м случае консистенция в добавок перемешивали в быстроходном турбулентном смесителе. Из любых 3-х видов смеси изготовили контрольные образцы, запарили них в одно и тоже время в некоем автоклаве, после этого выдержали на протяжении суток в помещении лаборатории и испытали на крепкость и герметичность.

В следствии при одной и той же плотности газобетона, крепкость образцов составила, в соответствии с этим, 100, 130, 190 процентов. Такая участие неоднородности.

Пристальное внимание к рассматриваемому феномену привело к выходу в свет нового подраздела науки – теории неоднородности. При всем при этом вскрылись достойные внимания вещи: в частности, существует аддитивная характеристика неоднородности, имеющая размерность единиц работы и, в отличие от статистических методов, дающая возможность суммировать разные облики неоднородности 1-го объекта; существует глобальная эволюционная тенденция движения от однородности к неоднородности, которая в масштабах живой природы характерна и для филогенеза, и для онтогенеза. Однако это отдельный разговор.

В масштабах же пользующегося популярностью бетоноведения представляют энтузиазм следующие частные выводы Теории неоднородности:
Совершенствование конструкционного материала не имеет возможности осуществляться лишь с помощью исключения из достигнутого арсенала воздействий каких-либо приемов либо ингредиентов. Неизбежно и расширение арсенала, а, таким образом, наращивание неоднородности.
Таким образом, неоднородность бетона является единственно возможной формой его существования, а не каким-то фатальным недостатком. К коварству неоднородности следует отнести то, что она включает в себя внутри себя и позитивные полномочия, необходимо лишь них разглядеть.
Неоднородность сама собой неоднородна. В частности, неравномерное распределение ингредиентов бетона в яром блоке приводит к снижению его прочности – это неоднородность объекта, однако и при самом тщательном дозировании составляющих, и при очень одном и том же перемешивании крепкость разных блоков будет неодинаковой – это неоднородность продукции; разные облики неоднородности настоятельно просят разных приемов реагирования.

Ежели внимательно разглядеть всю совокупа имеющих место быть бетонных частей, то реально заметить, что на определенном шаге возникли автоклавные изделия, в каких содержится новый ингридиент – молотый песок, а цемент заменен известью. После этого появились грунто-силикаты, содержащие вместо цемента едкую щелочь. Нет цифры появляющимся добавкам-ускорителям, пластификаторам. Это все наращивает неоднородность имеющейся совокупы бетонных изделий, однако не воспринимается насколько отрицательное явление.

Все бетонные элементы возникают, исчезают и есть в поле тяготения Почвы, в округе ее атмосферы, они воспринимают всевозможные внешние воздействия, среди которых и механические силы, и агрессивная среда, и колебания температур. Максимальным разрушающим воздействиям подвергается поверхность элемента, которых являются границей меж элементом и находящейся вокруг средой; внутренние же зоны, экранированные собственным телом элемента, подвергаются значительно меньшим воздействиям. Вследствие сего даже самый однородный элемент будет характеризоваться неоднородным напряженным состоянием.

Против сего явления найдено средство, названное вариатропией. Интересно то, что с неоднородностью напряженного состояния борются путем сознательного внесения неоднородности в структуру изделий, для чего разработаны достаточно эффективные и простые технологические приемы, создано необходимое промышленное оборудование, было совершено внедрение разработки в создание. Однако это – а также отдельный разговор.

Легкое отношение к неоднородности ложится тяжелым бременем на экономику бетонов, и в особенности это относится к ячеистым бетонам, у каких регламентирована не только лишь крепкость, однако и теплопроводимость. Оказывается, что проектировщики оперируют не фактическими, а настолько называемыми расчетными значениями теплопроводности и прочности бетонов, учитывающими вполне вероятные колебания параметров, то есть принимающими во внимание фактическую неоднородность изделий. При всем при этом расчетное значение прочности бетона близко к минимальной величине, а теплопроводности – к максимальной, и в девяносто пять процентов случаев фактические показатели изделий не соответствуют расчетным, а за это необходимо оплачивать.

Ежели с неоднородностью объекта можно бороться путем совершенствования методов перемешивания, то с неоднородностью продукции – сложнее, так как тут все больше оказывающих большое влияние причин: температура компонентов и находящейся вокруг среды, меняющиеся от замеса к замесу, погрешность дозы каждого из компонентов, колебания влажности воздуха и атмосферного давления и т. дюйма.

В особенности трудно бороться с неоднородностью ячеисто-бетонной продукции, так как буквально невозможно получить одну и ту же герметичность ячеистого бетона в 2-х разных замесах. В особенности это относится к газобетону, который вспучивается далеко не всегда на строго одну и ту же высоту, по причине чего же меняется его герметичность.

Неприятным следствием нестабильности вспучивания является вынужденное искусственного происхождения снижение буквально любых эксплуатационных параметров газобетона. От плотности хоть какого поризованного материала находятся в зависимости все его показатели, включая крепкость, теплопроводимость, стойкость, усадку и так далее; в частности, крепкость газобетона является кубической функцией его плотности, таким образом, уменьшение последней вдвое приводит к восьмикратному падению прочности.

Вероятность уменьшения колебаний плотности открывает широчайшие перспективы совершенствования технологии. Можно воплотить хоть какой из перечисляемых ниже путей. В частности, применять не менее экономичные составы и режимы при сохранении заданных характеристик газобетона. Либо принять не менее высокое значение расчетной прочности. А также можно понизить расчетную герметичность изделий, а, таким образом, сделать выше них теплозащитные параметры, сократить удельный расход сырьевых материалов, энергоемкость и трудозатратность них переработки. Можно уменьшить и расходы на перевозку сырья и готовой продукции, издержки на установка спостроек и расширить сырьевую основу газобетона с помощью полномочия применения тамошних материалов, которые считались неприемлемыми для технологии с огромными колебаниями плотности. Следует увидеть, что и тут найден метод борьбы с неоднородностью, который получил имя автофреттаж – и это тоже предмет отдельно взятого разговора.

Оставить комментарий