Giới thiệu giáo trình ” Giáo Trình Công Nghệ Bê Tông Xi Măng Tập 1 “
Chương 2. HỖN HỢP BÊ TÔNG
2.1. TÍNH CHẤT CƠ LÝ VÀ ĐẶC TRƯNG LƯU BIẾN CỦA HỖN HỢP BÊ TÔNG
2.1.1. Hai yêu cầu cơ bản của hỗn hợp bê tông
Các thành phần tạo nên bê tông (cốt liệu, chất kết dính, nước, các phụ gia) được phối hợp theo một tỷ lệ hợp lý, được nhào trộn đồng đều nhưng chưa bắt đầu quá trình nính kết và rắn chắc được gọi là hỗn hợp bê tông.
Việc xác định tỷ lệ cấp phối và yêu cầu chất lượng của hỗn hợp bê tông không những nhằm bảo đảm các tính năng kỹ thuật của bê tông ở những tuổi nhất định mà còn phải thỏa măn những yêu cầu công nghệ sản xuất, liên quan đến việc lựa chọn thiết bị tạo hình, đổ khuôn, đâm chặt và các chế độ công tác khác.
Bất cứ loại hỗn hợp bê tông nào và việc tạo hình sản phẩm theo phương pháp công nghệ nào, hỗn hợp bê tông cũng cần thỏa mãn hai yêu cầu cơ bản sau.
1. Tính đồng nhất của hỗn hợp bê tông có được khi nhào trộn phải được duy trì trong quá trình vận chuyển, đổ khuôn và đầm chặt. Nó đảm bảo cho hỗn hợp bê tông có sự liên kết nội bộ tốt, không bị phân tầng tách nước.
2. Tính công tác tốt (hay tính dễ đổ khuôn) phù hợp với phương pháp và điều kiện thành hình sản phẩm. Hỗn hợp bê tông có tính công tác tốt sẽ dễ dàng và nhanh chóng lấp đầy khuôn, giữ được sự liên kết toàn khối và sự đồng nhất về mặt cấu tạo của bê tông.
Tính công tác của hỗn hợp bê tông thể hiện khả năng lưu động (chảy) và mức độ dẻo của hỗn hợp tức là khả năng chảy lấp đấy khuôn một cách liên tục và không rạn nứt bề mặt hỗn hợp.
2.1.2. Thành phần và nội lực tương tác
Hỗn hợp bê tông mới nhào trộn, khi mới bắt đầu các tác dụng hóa học giữa chất kết dính và nước là một hệ phân tán nhiều thành phần phức tạp khác nhau về kích thước, hình dáng và tính chất:
Những hạt phân tán của chất kết dính.
Những hạt tương đối lớn của cốt liệu.
Nước.
Chất phụ gia.
Không khí.
Trong hệ thống tồn tại những nội lực tác dụng lẫn nhau giữa những hạt phân tán của pha rắn và nước : lực dính phân tử, sức căng bề mặt của nước trong mao quản (lực mao dẫn), lực ma sát nhớt, ma sát khô, nên hỗn hợp bê tông có thể được xem là một thể vật lý thống nhất có những tính chất cơ lý và những đặc trưng lưu biến nhất định, phụ thuộc vào thành phần hỗn hợp cũng như cấu tạo và tính chất của vật liệu tạo nên hỗn hợp.
Hệ thống này không ngừng biến đổi kết cấu nội bộ, đo quá trình thủy hóa các chất kết dính, làm giảm lượng nước tự do và thay đổi dạng liên kết trong hệ. Các sản phẩm thủy hóa xuất hiện ban đầu dưới dạng hạt keo, sau đó kết tụ lại tạo nên những mẩm kết tỉnh và hỗn hợp sẽ đặc dẫn lại. Quá trình biến đổi này dẫn đến sự thay đổi không ngừng tính chất và đặc trưng lưu biến của hỗn hợp bê tông.
2.1.3. Sự hình thành độ nhớt kết cấu và tính xúc biến của hỗn hợp bê tông
Thành phần cơ bản tạo nên cấu trúc trong hỗn hợp bê tông là hồ xi măng. Hồ xi măng là hỗn hợp giữa nước với chất kết dính và những hạt rắn phân tán khác của các chất phụ gia vô cơ nghiền mịn cho vào hỗn hợp bê tông và cả những hạt sét, bụi bám vào cốt liệu. Hồ xi măng cũng là hệ phân tán, cùng với sự phát triển của quá trình thủy hóa, bể mặt phân chia pha phát triển nhanh, sẽ sinh ra một số lượng lớn những hợp chất mới làm tăng độ phân tán của những hạt pha rắn trong hồ xi măng, dẫn đến sự tăng lượng nước hấp phụ trong hệ, sự phát triển lực dính phân tử giữa các hạt xi măng làm tăng năng lực dính kết và tính dẻo của hồ xi măng, tăng cường vai trò liên kết của nó trong hỗn hợp bê tông. Mặt khác, do tác dụng của lực dính phân tử giữa những hạt được màng nước bao bọc tạo nên kết cấu không gian liên tục tạo cho hồ xi măng có một cường độ kết cấu ban đầu và được gọi là độ nhớt kết cấu.
Cường độ kết cấu ban đầu này phụ thuộc vào nồng độ hạt xi măng trong hỗn hợp, thời gian kể từ lúc nhào trộn xi măng với nước và nhiệt độ môi trường.
Một hỗn hợp bê tông với một lượng hồ xi măng đủ để tạo nên một môi trường liên tục trong đó các hạt cốt liệu nhỏ và lớn được phân bố sao cho chúng không tiếp xúc nhau sẽ có được những tính chất của thể nhớt, dẻo và những đặc trưng lưu biến như hồ xi măng.
Một hỗn hợp bê tông dẻo là trung gian giữa vật thể rắn và lỏng (nhớt). Nó khác với vật thể rắn ở chỗ không có tính đàn hồi dưới tác dụng của những tải trọng không lớn và khác với thể lỏng ở chỗ có cường độ kết cấu (độ nhớt kết cấu) nhờ nội lực ma sát nhớt mà thể lộng thực không có.
Độ nhớt kết cấu khác về thực chất với độ nhớt thực của thể lỏng. Độ nhớt của thể lỏng không thay đổi theo thời gian và không phụ thuộc vào trị số ứng suất cắt hay áp lực tác. dụng lên nó (độ nhớt này chỉ có thể thay đổi khi biến đổi nhiệt độ) còn độ nhớt kết cấu thay đổi phụ thuộc vào ứng suất cất tác dụng lên hệ và vận tốc biến dạng cất.
