На протяжении многих лет строителей мучил один и тот же вопрос – почему бетонная смесь ведёт себя совершенно по-разному практически в одних и тех же условиях? И действительно, этот вопрос очень важен, так как бетонная смесь очень непредсказуемый материал. До недавнего времени этот вопрос оставался открытым, пока в дело не вступила наука, называемая реология. Что же это такое?
Реология – это абсолютно новое направление в механике, изучающее поведение под нагрузкой влажных материалов, не относящихся ни к жидкости, ни к твёрдым телам. Собственно, к подобным материалам и относится бетонная смесь, представляющая, по сути, упруго-вязкую среду.
Чтобы установить, каким образом деформируется упруго-вязкий материал, в реологи применяют так называемые структурные механические модели. Структурные модели позволяют имитировать внутреннюю структуру материала и состоят из комбинаций двух элементов, имитирующих два основных свойства любого твёрдого тела – упругость и вязкость. Благодаря этому можно получить необходимую информацию об изменениях внутренней структуры упруго-вязкого тела под нагрузкой – коэффициенты внутреннего трения, сцепления и вязкости.
Что касается бетонной смеси, то реологам удалось выяснить несколько интересных моментов, которые, так или иначе, влияют на удобоукладываемость. Во-первых, поведение бетонной смеси во многом зависит от внутреннего трения, работы разрушения при сдвиге и сцепления. Во-вторых, реологи установили, что цемент и заполнители, из которых и состоит бетонная смесь, обычно находятся на границе упруго-вязких и пластичных фаз. Следовательно, разнообразные соотношения цементного теста и заполнителя могут существенно сказываться на характеристиках различных бетонных смесей.
Реологические исследования помогли ответить на многие важные вопросы, касающиеся бетонной смеси. Так, например, выяснилось, что внутреннее трение бетонной смеси можно определить, исходя из коэффициента внутреннего трения. Причём вязкость смеси прямо пропорциональна коэффициенту внутреннего трения и напрямую зависит от содержания воды.
