Файл: Михайлов В.В. Расширяющийся и напрягающий цементы и самонапряженные железобетонные конструкции.pdf

Образцы из цементного камня расширяющегося це­ мента 1 сутки хранили на воздухе, а затем в воде. На­ блюдения вели в течение 28 суток. Показатели расшире­ ния расширяющихся цементов различных составов при­ ведены на рис. 2.24. Как видно, наибольшее расширение равно 0,6—0,85%. Прочность расширяющихся цементов была на 12—34% ниже, чем прочность исходного расши­ ряющегося цемента. При применении вместо глины обожженных горелых пород показатели расширения при­ мерно вдвое меньше, чем при обожженной глине, и со­ ставляют 0,32—0,45%.

В оценке этого расширяющегося цемента весьма су­ щественным является то, что для его приготовления ис­ пользуются дешевые недефицитные материалы, имеющие­ ся повсеместно. Поскольку молярное отношение C S : А, не считая алюминатов клинкера, составляет 1,3, можно ожидать образования трисульфата кальция, который затем по мере гидратации клинкера может перейти в моноалюминат кальция. Применение этого цемента име­ ет местное значение.

2.3.3. Расширяющиеся цементы за рубежом

Г. Лоссье, состава портландцемент + расширяющий ком­ понент (сульфоалюминатный клиикер+гипс+известь-т-

+ 8 С , где C 4 A 3 S — сульфоалюминат кальция, получаемый путем обжига при температуре 1350°С смеси.южноаме­ риканского боксита (23%), гипса (29%), известняка ( 4 8 % ) .

Составляющие К-цемента обеспечивают быстрое об­ разование трисульфата кальция, поскольку соотношение окислов в расширяющем компоненте составляет С : А : : C S = 1,6 : 1 : 4. К-цемент производится в США пятью специализированными фирмами, которые входят в Кор­ порацию химического преднапряжения железобетона. Фирмы корпорации одновременно выполняют строитель-

78

ные работы возведения железобетонных сооружений на К-цементе.

Цементная промышленность США производит К-це- мент по техническим условиям. В соответствии с их тре­

Главнейшим и интереснейшим свойством К-цемента является способность в процессе твердения расширяться и напрягать заключенную в бетоне арматуру, вызывая небольшое самонапряжеиие конструкции. Степень рас­ ширения в первую очередь может регулироваться соста­ вом цемента. Большое влияние на степень расширения оказывает гранулометрический состав расширяющегося цемента: чем тоньше его помол и, следовательно, боль­ ше удельная поверхность, тем меньше расширение во влажной среде. Так, бетон на К-цементе с удельной по­ верхностью, по Блейну, 2700 см2]г дает на 7-е сутки сво­ бодное расширение 0,26%, а с удельной поверхностью 4500 см2]г почти не дает расширения.

Величина свободного расширения тесно связана с расходом расширяющегося цемента в бетоне. Исследо­ вания показывают, что с увеличением в бетоне расхода

79

К-цемента вдвое (с 250 до 490 кг]мг) на 7-е сутки влаж­ ного хранения расширение увеличивается почти в 3 ра­ за. Оптимальными условиями выдерживания бетона для

после его трехсуточного водного выдерживания и твер­ деющего под полиэтиленовой пленкой. В первом случае наибольшее расширение примерно в 1,5 раза больше, чем во втором. В условиях последующего сухого хране­ ния уменьшение величины расширения практически оди­ наково для обоих условий выдерживания.

С повышением температуры выдерживания образцов бетона на К-цементе размеры полного свободного рас­ ширения существенно увеличиваются: при повышении температуры с 5 до 37° С его расширение увеличивается вдвое. Однако при самом незначительном ограничении расширения при р,=0,01 обнаруживается не рост, а не­ которое уменьшение расширения. Было установлено, что с увеличением размеров конструкций, и особенно их се­ чений, степень расширения бетона несколько понижает­ ся, как предполагается, вследствие неравномерности гидратации цемента по глубине изделия.

Как правило, основные качества расширяющихся це­ ментов нормируются по связанному расширению, так как прочность в связанном состоянии получается более ста­ бильной. Это соответствует условиям применения рас-

80

железобетонов с компенсированной усадкой в пределах 0,1—0,7% и для бетонов, предназначенных для самона­ пряженного железобетона, 3—5%.

На графике (рис. 2.26) дано максимальное расшире­ ние в 7-суточном возрасте легкого бетона на К-цементе, выдерживаемого в воде и в полиэтиленовой изоляции. Для бетона водного хранения увеличение одноосного армирования от р,=0 до р,=0,8% показывает уменьше­ ние расширения с 0,95 до 0,29%. В полиэтиленовой изо­ ляции к 7-суточному возрасту расширение изменялось только с 0,3 до 0,2%- На рис. 2.27 графически представ­ лены результаты исследования расширения бетонных призм на К-цементе размером 15X15X50 см, связанных арматурой в количестве от 0,1 до 6%. В этом случае на 18-е сутки водного выдерживания связанное расширение изменяется с 0,4 до 0,04%.

Изучение степени достигаемого самонапряжения же­

напряжение уменьшается вследствие большого попереч­ ного расширения образцов и их пластического раздав­ ливания силами самонапряжения. |Возникает необходи­ мость осуществления поперечного армирования.

На степень самонапряжения, конечно, большое влия­ ние оказывает количество взятого цемента. Это нагляд­ но видно на графике (рис. 2.29), построенном для бето­ на, компенсирующего усадку, при изменении количества К-цемента с 285 до 385 кг/ж3 : увеличенный расход це­ мента существенно повысил расширение.

Прочность бетонных образцов на К-цементе зависит от степени стеснения деформаций только при малых ог­ раничениях расширения в пределах до 1 % армирования (рис. 2.30). При дальнейшем увеличении ограничений (до 3—4%) прочность остается неизменной, а выше 4% наблюдается тенденция к ее спаду. Это обстоятельство показывает, что при большом продольном армировании конструкцию необходимо снабжать поперечной армату­ рой для предупреждения слишком большого поперечно-