Blandningsvatten - vatten som behövs för att erhålla en murbruk eller betongblandning eller cementpasta med önskad konsistens.
Blandning av vatten är en väsentlig komponent i cementbetong, gipsbetong, silikatbetong och en rad andra betonger, vilket ger härdning av oorganiska bindemedel till följd av kemiska reaktioner mellan bindemedlet och vattnet, såsom cementhydrering .
Till exempel ligger förbrukningen av blandningsvatten för tillverkning av tung betong i intervallet 80-240 l / m3 [1] , för murbruk - 150-250 l / m3. Att blanda vattenförbrukningen beror både på mängden vatten som krävs för bindemedlets reaktion med vatten och på betongblandningens erforderliga konsistens.
Att blanda vattenegenskaper kan påverka alla kvalitetsparametrar för betong- och murbruksblandningar och cementpasta. Att blanda vatten utför funktionerna av ett lösningsmedel och det huvudsakliga kemiska reagenset som interagerar med cementmineraler. Men samtidigt, som ett aktivt lösningsmedel, kan vatten införa många föroreningar i betongens sammansättning, av vilka några kan klassificeras som skadliga [2] .
Förorenat vatten som används vid tillverkning av betong kan orsaka betongsättningsproblem eller för tidigt konstruktionsfel [3] . Graden av vattenförorening bestäms i första hand av dess färg, lukt, smak, inneslutna suspenderade partiklar och skum som finns eller härrör från en kraftig påverkan. Dessa kriterier är subjektiva och otillräckliga för att bedöma graden av vattenförorening – instrumentella kontrollmetoder kan krävas [4] .
Möjliga vattenkällor för blandning kan delas in i grupper:
1. Dricksvatten . Kräver inte tidigare lämplighetsprövning. Det är ett riktmärke för jämförelse med andra vattenkällor.
2. Vatten från underjordiska källor. Lämplig efter provning.
3. Vatten naturligt ytvatten, industriellt avloppsvatten. Lämplig efter provning.
4. Vatten efter tvättutrustning för beredning och transport av betongblandningar. Lämplig efter testning [5] [6]
5. Havsvatten eller vatten med saltföroreningar (saltlösning). Kan användas för att förbereda murbruk, betong utan armering; i allmänhet är det inte lämpligt för armerad betong, och ännu mer för betong med förspänd armering, eftersom saltföroreningar (särskilt klorider) orsakar armeringskorrosion. Ej lämplig för gipsbruk, eftersom utslag kan uppstå [7] .
6. Avloppsvatten . Ej lämplig för användning.
7. Träsk- och torvvatten. Ej lämplig att använda på grund av det höga innehållet av humusämnen och andra organiska föroreningar.
Vattnet som tillåts för användning bör inte innehålla kemiska föreningar och föroreningar i mängder som kan påverka cementets härdningstid, härdningshastighet, hållfasthet, frostbeständighet och vattenbeständighet hos betong, armeringskorrosion.
Förutom att bestämma innehållet av enskilda föroreningar, utförs jämförande tester av kompositionerna på det vatten som föreslås för användning och på dricksvatten. Om, jämfört med resultaten av tester utförda på dricksvatten, härdningstiden för cement ändras med högst 25 %, betongens hållfasthet efter 7 och 28 dagars normal fukthärdning, samt frostbeständighet och vattenbeständighet av betong, minskar inte, och armeringsstål är i betong i ett stabilt passivt tillstånd, då tillåts vatten användas.
Klorider leder till snabb korrosion av armering, vilket är särskilt farligt på förspänd betong ; i närvaro av klorider accelereras alkalisk korrosion av ballast [8] . Kloridhalten bör inte överstiga 500 mg/l för armerad betong med förspänd armering; 1000-1200 mg / l - med konventionella beslag; för betong som inte armeras med armering kan mängden klorider, som inte leder till negativa konsekvenser, nå upp till 4500 mg/l [9] .
Sulfatjoner SO 4 2- kan leda till sulfatkorrosion av cementsten, maxhalten av sulfatjoner kan vara upp till 600 mg/l för förspänd betong, upp till 2000-2700 mg/l för annan betong och murbruk [10] .
Väteindex bör vara minst 4, optimalt 6-8. Om det är avsett att använda aggregat som kan reagera med alkalier, bör vattnet testas för alkalier, som regel bör deras mängd när det gäller natriumhydroxid inte vara mer än 1500 mg / l. Om denna gräns överskrids, används vatten endast om åtgärder vidtas för att förhindra att skadliga alkali-kiseldioxidreaktioner inträffar mellan alkalier och reaktiv kiseldioxid. Värdet på väteindex för blandningsvatten har praktiskt taget ingen effekt på cementhärdningstiden [11] .
Föroreningar som sockerarter och fenoler kan bromsa härdningen av cement. Det rekommenderade innehållet av sockerarter i blandningsvatten överstiger inte 100 mg/l. Sådana populära betongtillsatser som lignosulfonater (LST) innehåller vissa sockerarter, som av denna anledning måste avlägsnas under produktrening [12] . Kvaliteten på vattnet som används påverkar även betongens härdningstid [13] .
Petroleumprodukter, oljor och fetter kan sorberas på cementpartiklar, vilket saktar ner hydratiseringen och följaktligen härdning och härdning av betong och murbruk; de kan också sorberas på aggregatpartiklar, vilket minskar deras vidhäftning till cementsten och hållfastheten hos materialet som helhet. Oljeprodukter i blandningsvatten är endast tillåtna i form av spår (regnbågsfilm) på ytan.
Närvaron av ytaktiva ämnen, som bestäms av skummet på ytan, är oacceptabel på grund av den möjliga överdrivna indragningen av luft i materialet, vilket leder till en minskning av styrkan.
Färgat vatten, såväl som vatten med humusämnen (visas genom en ökning av färgintensiteten i ett test med alkali) bör användas med försiktighet i tekniken för dekorativ betong, såväl som vid tillverkning av produkter för installation på de yttre ytorna av byggnader och strukturer.
Inblandningar av karbonater och bikarbonater av natrium och kalium påverkar betongens härdningstid, medan natriumbikarbonat kan orsaka snabb härdning. Bikarbonater kan påskynda eller sakta ner härdningstiden beroende på saltet som finns med bikarbonaterna [14] .
Föroreningar av salter av mangan, tenn, koppar och bly orsakar en minskning av betongens hållfasthet.
Vattnets totala hårdhet påverkar cementens härdningshastighet - ju högre hårdhet vattnet har, desto snabbare härdar cementen [11] .
Bindemedlets härdningshastighet och härdning beror på temperaturen på cementpastan, murbruket eller betongblandningen och därmed på blandningsvattnets temperatur. Den optimala temperaturen som används i Ryska federationen vid testning av cement är blandningsvattentemperaturen på 18-22 °C [15] [16] . Vid avvikelser i vattentemperatur måste man ta hänsyn till att en temperaturökning påskyndar härdningen av cement, en temperaturminskning saktar ner härdningen av cement [17] .
Inom betongteknik låter temperaturen på blandningsvattnet dig styra betongens temperatur.
Vid varmt väder kyls blandningsvattnet (upp till att en del av blandningsvattnet ersätts med is) [18] .
När den genomsnittliga dygnstemperaturen utomhus är under 5°C och den lägsta dygnstemperaturen är under 0°C, värms blandningsvattnet upp, eftersom det är tekniskt lättare att värma vatten än ballast. Temperaturen på blandningsvattnet bör inte överstiga 70 °C [19] , annars är cement "bryggning" möjlig - ett skarpt förlopp av strukturbildningsprocesser i cementpastan med förlust av rörlighet för betongblandningen.
För cellbetong, i synnerhet icke-autoklaverad skumbetong, är blandningsvattentemperaturen ett effektivt sätt att kontrollera strukturen hos skumbetong , vilket gör att du kan justera hållfasthetsegenskaperna [20] .
Genom att ändra temperaturen på blandningsvattnet är det möjligt att reglera tidpunkten för svällning av den cellulära betongformsanden och uppnå den planerade maximala temperaturen för matrisen [21] .
Stora ansträngningar görs för att hitta sätt att aktivera blandningsvatten med olika lågkostnadsmetoder. Syftet med blandningsvattenaktivering är att minska bindemedelsförbrukningen och öka den ekonomiska effektiviteten i betongproduktionen. Känt vetenskapligt arbete om aktivering av blandningsvatten med fysiska, mekaniska metoder, forskare ägnar särskild uppmärksamhet åt den elektro- och magnetiska aktiveringen av vatten [22] [23] [24] , samt ultraljudsaktivering [25] . Trots den effekt som uppnås under laboratorieförhållanden används dessa metoder inte i stor utsträckning i praktiken.