Технологические операции при строительстве

Цементные растворы и бетоны на основе разнообразных минеральных вяжущих материалов являются типичными кристаллизационными структурами. Прочность материалов такой структуры, зависит от свойств и количества вяжущего, от соотношения компонентов и водоцементного отношения, регулирование которыми с обеспечением технологичности позволяет достичь требуемую прочность и плотность материала.

Свойства коагуляционных структур зависят от наличия тончайших «смазочных» водных прослоек в местах сцепления (контакта) частиц. Если же предельно уплотнять коагуляционную структуру, т. с. уменьшать объем жидкой фазы и толщину ее прослоек, и далее удалять остатки свободной воды подсушиванием без химических изменений, то коагуляционная структура постепенно переходит в конденсационную. Этот переход объясняется тем, что в таких случаях самым прочным клеющим веществом являются собственные силы сцепления между частицами мелких фракций, если возникает непосредственный контакт по достаточно большой площади сравнительно с общей удельной поверхностью частиц. Межмолекулярные силы, взаимодействуя, достигают большой величины, образуют монолит — каменную структуру, прочность которой находится на уровне кристаллизационных структур. Однако отличие конденсационной структуры от кристаллизационной состоит в том, что она неводостойка. Если такую высокопрочную структуру увлажнись, дать ей сорбировать воду, то ее прочность самопроизвольно упадет в момент полного размокания до нуля. Типично конденсационными Являются структуры органических пространственных полимеров отвержденных смол, битумов и материалов, изготовленных на их основе, при достаточно низкой температуре. При повышенной температуре битумы становятся коагуляционными структурами.

Таким образом, при изготовлении новых многофазных материалов различных структур исходные компоненты должны быть размельчены —диспергированы, что приводит к нарушению (уничтожению) слабых связей в исходных компонентах и увеличению удельной поверхности, способствующей повышению скорости химических реакций при образовании нового по качеству материала. Чтобы получить новый материал гомогенным (однородным), необходимо компоненты после их размельчения тщательно перемешать, а чтобы он был прочным с долговечной структурой минимальной пористости — уплотнить. Эти основные теоретические положения технологии строительства применимы ко всем типам аэродромных покрытий.

Размельчение — первая и одна из основных технологических операций при строительстве- покрытий из грунтов, обработанных вяжущими материалами, и приготовлении щебня, дробленого гравия, минерального порошка, цемента, битумных эмульсий и пр. Задача рамельчения — получить из исходного материала требуемое количество фракций заданных размеров и формы. От качества размельчения во многом зависит эффективность последующих технологических операций и прочность покрытия.

Перемешивание — важная и сложная технологическая операция, обеспечивающая однородность многокомпонентных материалов. Неоднородность приводит к очагам концентрированных напряжений в материале — местам начала разрушений. Эта операция особенно важна при приготовлении цементо- и асфальтобетонных смесей, при укреплении грунтов вяжущими материалами и скелетными добавками. Задача перемешивания — равномерно распределить один однофазный или многофазный материал в другом. Качество перемешивания значительно влияет на такие показатели, как коэффициенты однородности и надежности материала в целом, определяющие прочность и долговечность покрытий.

Уплотнение — завершающая технологическая операция, имеющая решающее значение на формирование структуры и прочности материала. Сущность уплотнения состоит в увеличении количества связей в материале и в упрочнении их. Чем выше насыщенность связями в единице объема и крепче эти связи, тем прочнее материал. Уплотнение достигается механическим воздействием на материал, приводящим к увеличению плотности и связей в материале. Эффект уплотнения зависит от правильного выбора метода уплотнения, типа машин и технологических режимов — скорости, числа и продолжительности воздействий уплотнителей, а также технологических условий — температуры, влажности и пр.