Файл: Методика определения реакционной способности заполнителей для бетона проект..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.04.2024
Просмотров: 17
Скачиваний: 0
М И Н И С Т Е Р С Т В О ПРОМЫШЛЕННОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ СССР
Всесоюзный научно-исследовательский институт нерудных строительных материалов и гидромеханизации
ВНИИНЕРУД
П р о е к т
М Е Т О Д И К А ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ
ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ ДЛЯ БЕТОНА
Тольятти
1966
J L
5 Н Ч З
П р е д и с л о в н е
Под реакционной способностью горных пород и заполни телей для бетона подразумевается потенциальная возможность коррозии заполнителей в бетонах щелочами цемента. 3 общих чертах коррозия объясняется растворением активного кремне зема и образованием гелеобразных продуктов силикатов на трия и кальция. Бетон, в котором происходят эти явления, расширяется, в нем появляются беспорядочно ориентированные трещины, вследствие чего сооружение может разрушиться,
Взависимости от активности заполнителя, содержания щелочей в цементе и других факторов, разрушение бетона но* жет быть обнаружено через 10 и более лет, хотя первые при знаки коррозии, в виде выделений гелеобразных продуктов, могут наблюдаться значительно раньше. Следует отметить, что реакция "щелочь - заполнитель" не всегда вызывает раз рушение бетона.
Внастоящее время отсутствуют действенные мероприя
ти я, предупреждающие разрушение бетона вследствие корро зии заполнителей щелочами цемента. Действующие стандарты ГОСТ 4797-64- "Бетон гидротехнический, материалы для его приготовления. Технические требования"; ГОСТ 10268-62 "Заполнители для тяжелого бетона. Технические требования"; ГОСТ 8267-64 "Щебень из естественного камня для строитель ных работ. Общие требования" и другие требуют проводить специальные исследования при наличии в заполнителе аморф ных разновидностей кремнезема. Между тем , методика таких исследований не разработана, а термин "аморфные разновид ности кремнезема" при всей его неопределенности далеко не охватывает всего перечня реакционноспособных пород и минералов, которые могут быть использованы в качестве за полнителей для бетона.
Известно, что реакционноспособные породы широко рас пространены на территории Союза. Примеромч этою можно на звать гравийные месторождения Центра, содержащие окрем-
ненные известняки и кремни, песчаники с опало-халцедоно-
2
зыы цементом, встречающиеся в Поволжье, кислые эффузивные породы Кавказа, Казахстана и т .д . Исследования, проведен ные ВНИИНерудлм , ЦНИИСом, Гидропроектом и другими институ тами, показали, что используемые в качестве заполнителей для бетона породы многих месторождений являются потенциаль но реакционноспособными. В связи с этим, шестым Всесоюзным координационным совещанием» по гидротехническому бетону ( г . Тбилиси,1964 г . ) было принято решение о необходимости
унифицированной методики определения реакционной способно сти заполнителей для бетона. Этим решением определено уча стие в разработке методики ВНИИНеруда, ЦШШСа, НЙИЖБа и других институтов.
Существующие методы определения реакционной способно сти заполнителей не могут быть рекомендованы для пользова ния из-за сложности и длительности испытаний или из-за игно рирования конкретных усл^зий применения заполнителей. Это вызвало необходимость разработки экспресс методов, косвенно ' оценивающих потенциальную способность заполнителей к взаимо действию со щелочами, и создания условий, ускоряющих ход реакции при испытанни образцов бетона.
В 1965 г . ВНШНерудом была разработана и разослана для обсуждения первая редакция проекта методики определе ния реакционной способности заполнителей для бетона.-В со ответствии с полученными замечаниями она была переработана при участии ЦНИИСа и НИМБа и в апреле. 1966 г . рассмотрена
на координационном совещании в НИИЖБе. Основные предложения и замечания участникбв этого совещания учтены в настоящем проекте методики.
|
3 - |
Министерство промыш |
Методика определения |
ленности строительных |
реакционной способ |
материалов СССР |
ности заполнителей |
|
для бетона |
Настоящей методикой устанавливаются единые методы опре деления потенциальной способности исходных горных пород, ис пользуемых для получения щебня, гравия, щебня из гравия, природного и дробленого песков к коррозионному взаш одей- . стзию со щелочами цемента в бетоне. Методика распространя ется на крупный и мелкий заполнители для тяжелого бетона сборнях а монолитных бетонных и железобетонных конструкций и деталей промышленных, транспортных, гидротехнических и других сооружений. Испытания проводятся при оценке качества исходных горных пород, гравия и песка из разведываемых ме сторождений и материалов, ранее неисподьзовавкнхся в каче стве заполнителей для бетона, а также в тех случаях, когда в стандартах ч технических условиях имеются указания о необ ходимости проведения специальных исследований для опредшения пригодности заполнителей, содержащих опал и другие аморфные видоизменения кремнезема.
Едиными методами определения реакционной способности заполнителей являются:
-минералого-петрографический анализ,
-химический метод определения растворимого кремнезема,
-метод измерения деформаций расширения.
Внесена Всесоюзным научно- ; |
Утверждены приказом |
||
исследовательским институ- |
: |
Министерства промыш |
|
том нерудных строительных |
: |
ленности строитель |
|
материалов и гидромеханж- |
: |
ных материалов СССР |
|
з а дни (ВШ Ш еруд), Всесо- |
: |
■ |
1966 г . |
юным научно-исследователь-: |
|||
скип институтом транспорт- |
X * |
|
|
ного строительства (ЦНЙИС) |
|
||
и научно-исследовательским : |
|
|
|
институтом бетона и железо-: |
|
|
|
бетона (ШШХБ) |
: |
|
|
Спок введения - I января
1967 г .
4
Минепядаго-петрограФическМ анализ
а) Назначение метода
йинералого-петрографический анализ является предваритель ным методом определения потенциальной способности к коррози йному взаимодействию со щелочами цемента горных пород и за полнителей для бетона из раз ведываемых месторождений и мате риалов, ранее не использовавшихся в качестве заполнителей для бетона. На основании минералого-петрографического анализа устанавливается необходимость проведения испытаний химическим методом или делается заключение об отсутствии реакционной спо собности.
К коррозионному взаимодействию со щелочами способны сле дующие породы и минералы
О п а л - |
минерал |
состава |
-аморфный, содержит |
6-15 %и более |
Н20 , бесцветный, |
иногда белый, серый. Твердость |
|
5 ,0 - 5 ,5 , удельный вес |
1 ,9 - 2 ,5 , |
показатель преломление |
1,406 -1,460 . Образуется при низких температурах из гидротер мальных растворов (чаще всегс в миндалинах, вулканических по род) и в отложениях горячих источников (кремнистый туф ); мо жет иметь биогенное происхождение (диатомиты). При раскристаллизации переходит в халцедон. Встречаются в виде отдельных зе рен в песке и гравии, цементе песчаников, в туфах, в окремненных породах
Х а л ц е д о н - р L<JZ - скрытокристаллическая разно видность кварца тонковолокнистого строения. Цвет молочно-се рый, голубой, желто-красный, иногда наблюдается полосчатость или пятнистость. Твердость 6 ,5 -7 , удельный вес 2 ,5 7 -2 ,6 4 .
Под микроскопом видно обычно радиально-лучистое строение. По казатель преломления 1,531 -1,539, оптически положительный.
дбразуетия при раскристаллизации опала. Встречается обычно в кремнях (смесь опала, халцедона и кварца), в виде желваков, линз или неправильных образований в осадочных по родах.
|
|
|
5 |
|
|
Т р и д и м и т - |
(показатель преломления 1,469- |
||||
1,473) |
и |
к р и с т о б а л и т |
(показатель |
преломления |
|
1,485) |
- |
минералы состава |
$cOt |
. От кварца |
отличаются бо |
лее низкими удельными весами и показателями преломления. Тридимит кристаллизуется в псевдогексагональной сингонии, кристобалит - в ромбической. Образуется из кислых вулкани ческих стекл ь кайнотипных эффузивах. Часто переходят в кварц. Встречаются исключительно в кислых излившихся поро дах .
К р е м н и плотная, часто сланцеватая масса оса дочного происхождения, сложенная опалом, халцедоном и квар цем. В виде примесей могут присутствовать карбонаты, глини стые минералы и пр.
К р е м н и с т ы е п. о р о д и - породы осадочного и метаморфического происхождения, имеющие в своем составе кремни. К ним относятся кремнистые (окремненные)известняки,
кремнистые сланцы, |
кремнистые туфы, опока, трепелы. яшма |
|
И Т.Л - |
|
|
Г . и д р о с л ю д ы тип® серицита и идлита. |
хлорит. |
|
Ф и л л и т ы |
- глинисто-слюдистые сланцы, |
образую |
щиеся в основном при перекристаллизации глинистых сланцев и близких к ним пород.
В у л к а н и ч е |
с к о е с т е к л о |
- стекловатая |
|
вулканическая порода. Реакционной способностью обладают |
|||
кислые и промежуточные |
стекла типа перлита, |
обсидиана и |
|
т.Д . |
|
|
|
Л и п а р и т ы |
(риолиты) и |
к в а р ц е в ы е |
|
п о р ф и р ы - эффузивные аналоги |
гранитов. |
Д а ц и т ы и к в а р ц е в ы е п о р ф и р и т ы -
эффузивные аналоги гранодиоритов и кварцевых диоритов.
А н д е з и т ы и п о р ф и р и т ы |
- -эффузивные |
аналоги диоритов. |
|
Т у ф ы и т у ф о л а в ы указанных |
типов пород. |
6
б) Применяемая аппаратура:
Микроскоп поляризационный. Шлифовальный кр уг.
Весы торговые и технические.
Набор стандартных сит. Сушильный шкаф.
Лупы минералогические. Микроскоп бинокулярный. Муфельная печь.
Набор реактивов.
в ) Подготовка пробы.
Для минералого-петрографического анализа отбирают не менее 3-х образцов весом около 100 г от каждой петрографи ческой разновидности горной породы. Для анализа щебня (гра вия) материал рассеивают на стандартные фракции и от каждой фракции отбирают пробу в соответствии с ГОСТом 8269-64 "Щебень из естественного камня, гравий и щебень из гравия для строительных работ. Методы испытаний" (Табл. I ) .
Таблица I
Размер фракции в мм |
5-10 10-20 |
20-40 |
40-70 |
св . 70 |
|
Вес пробы в кг |
0,25 |
1,0 |
5 ,0 |
15,0 |
35 |
При анализе песка пробу отбирают с таким расчетом, чтобы количество зерен в каждой стандартной фракцш было не менее 500 шт. Ориентировочный вес фракций в соответ ствии с ГОСТом 8735-65 "Песок для строительных работ. Мето ды испытаний" приводится в табл. 2»
|
|
|
|
Таблица 2 |
|
Размер фракции в нм |
0 ,1 5 -0 ,3 :1 ),3 -0 ,6 :0 ,6 -Г ,2 :1 ,2 - 2 ,5 :2 ,5 -5 ,8 |
||||
Вес пробы в г ________ 0,02 |
:0 ,Г |
:1 ,0 |
:5,С |
:2 5 ,0 |
|
г ) Проведение |
испытания |
|
|
|
|
Петрографический состав определяют нутен внешнего |
|
||||
осмотра с помощью лупя ил* |
бинокулярного микроскопа с |
кс - |
|
|
7 |
пользованием |
набора |
реактивов для минералогического анали |
з а , а также |
другими, |
принятыми в петрографии, методами. Зер |
на пробы каждой фракции разделяют на группы пород и минера лов по генетическим признакам и определяют процентное содер жание каждой из выделенных разновидностей по фракциям в со ответствии с указаниями ГОСТ 8269-64 и ГОСТ 8735-65. Зерна пород и минералов, способные к коррозионному взаимодействию со щелочами цемента, выделяют в отдельные группы по каждой предположительно реакционноспособной разновидности раздель но по каждой фракции. Форма журнала для записи результатов петрографического анализа приводится в приложении I .
Образцы исходных горных пород и выделенные в результате петрографической разборки зерна щебня (гравия) и песка, со мнительные по содержанию вышеперечисленных пород и минералов, изучают в плоско-параллельных шлифах с помощью поляризацион ного микроскопа. (Для изготовления шлифов из зерен песка, последние предварительно цементируют). Состав порода опреде ляют, обращая главное внимание на наличие изотропной, тем ной, не действующей на поляризованный св е т , массы опала, вулканического стекла, гидрослюд, аргиллита и поляризующего тонковолокнистого халцедона. Указанные образования распре деляются в цементирующей массе породы или в порах между ос новными породообразующими минералами.
Часть зерен, сомнительных по наличию в них примесей реакционноспособных пород и минералов, прокаливают в му фельной печи при температуре 700-800°С в течение 2-3 минут. Растрескивание зерен в течение этого времени указывает на присутствие аморфных разновидностей кремнезема.
В отдельных случаях для выделения зерен реакционноспо собных пород и минералов используются специальные методы: микрохимический, термографический, рентгеноструктурный и ДР»
д) Оценка результатов
Горная порода или заполнитель для бетона относится к потенциально реакционноспособным, если при минералого-пе-