Файл: Черкасов, Г. И. Введение в технологию бетона.pdf

3.Определяем Щ и П по методу абсолютных объемов

тим, она оказалась равной 50 сек.

Вводим в смесь добавку ССБ в количестве 0,1% веса цемента. Полу­

чили Ж = 3 0 сек.

Проверяем возможность снижения водосодержания бетонной смеси; вводим 0,15% ССБ, получаем ту же жесткость—30 сек. Принимаем перво­ начально взятое количество добавки ССБ.

Изготовляем девять об-разцов ЮХЮХ10 см для проверки прочности

иморозостойкости после 28 суток твердения.

Взаключение раздела необходимо указать на крайнюю условность определения морозостойкости бетона при испыта­ нии по ГОСТ 10060-62. Морозостойкость бетонных конструк­ ций назначается по результатам испытания водонасыщенных

ния грубо ориентировочно связано с числом натурных циклов в том-или ином районе. В коэффициент запаса берется пол­ ное насыщение водой лабораторных образцов, чего многие сооружения могут не испытывать. В испытаниях совершенно не учитывают: 1) действующие в данном районе минимальные температуры, которые при соответствующих их значениях могут вызвать замерзание воды в мельчайших капиллярах и быстрое разрушение бетона; 2) скорость изменения темпера­ тур и их колебания без перехода через ноль, что также можег вызвать разрушение из-за различия коэффициентов темпера­ турного расширения материалов замерзшего бетона; 3) под­ верженность конструкций [различным силовым воздействиям, которые вызывают напряженное состояние в бетоне до замо­ раживания.

' Если ранее, когда основные объемы строительства выпол­ нялись в умеренных климатических условиях, можно было ориентировочно судить о морозостойкости по числу циклов замораживания и оттаивания согласно методике ГОСТ 10060-62, то сейчас в связи с интенсивным развертыванием строительства в северных районах вопрос испытания морозо­ стойкости бетона требует пересмотра.

Водонепроницаемость бетона

Некоторые конструкции по условиям работы должны быть водонепроницаемыми, в других водонепроницаемость препят­ ствует коррозионным процессам, развивающимся при филь­ трации воды через толщу бетона.

За показатель водонепроницаемости принимают величину давления воды в атмосферах, при которой образец стандарт­ ных размеров (цилиндр диаметром и высотой 15 см) из бето­ на исследуемого состава в условиях проведения опыта соглас­ но ГОСТ 4800-59 еще. видимым образом не пропускает воду.

Водонепроницаемость бетона зависит от количества откры­ тых макропор, вызванных испарением избыточной воды из межзерновых пространств цементного камня, седиментационных полостей, технологических и усадочных трещин в местах контакта цементного камня с заполнителем. Поры геля из-за их малого размера практически водонепроницаемы. Мелкие закрытые поры до определенного их количества в бетоне (3— 12%) не оказывают существенного влияния на водонепрони­ цаемость бетона. Таким образом водонепроницаемость зави­ сит от тех же факторов, что и морозостойкость1.

Снижение В/'Ц в бетонной смеси, обеспечение более пол­ ной гидратации цемента, применение фракционированных заполнителей и соответствующих эффективных уплотняющих средств позволяет получить бетоны высокой водонепроницае­ мости.

Увеличить водонепроницаемость бетона можно применяя заполнитель предельной наибольшей крупности, так как при этом уменьшается объем растворной части в бетоне и снижа­ ется водопотребность бетонной смеси. Пески желательны реч­ ные окатанные. Не следует опасаться повышенного, до 30---

40%, содержания в песке фракции 0,15—0,3, которая, наобо­ рот, полезна, так как служит уплотняющей добавкой в скелете заполнителей. По данным некоторых исследований, водоне­ проницаемый бетон должен содержать больше песка в смеси заполнителей, нежели обычные бетоны, подбираемые по принципу наибольшей прочности. В связи с этим при подборе составов бетона значения коэффициентов раздвижки зерен имеют повышенные значения (а= 1,4 —2,0).

О том, что целесообразнее применять для повышения во­

178

донепроницаемости — гравий или щебень, нет еще единого мнения, так как щебень обеспечивает повышение прочности контактной зоны с цементным камнем, а гравий позволяет получать хорошоуплотняемые смеси при меньших расходах воды и более низких значениях В/Ц. Бетоны высокой водоне­ проницаемости получают при применении карбонатного щеб­ ня вследствие отсоса седиментационной воды его микропорами и хемосорбционных явлений на границе щебня с цемент­ ным камнем.

Применение гидрофильных пластифицирующих добавок увеличивает подвижность бетонных смесей и, следовательно, снижает их водопотребность, что повышает водонепроницае­ мость бетона.

По данным ряда исследователей, введение в смесь гидро­ фобных и воздухововлекающих добавок весьма эффективно при малых напорах. Гидрофобизация капилляров при высо­ конапорном движении воды почти не препятствует ее про­ хождению через толщу бетона; положительно влияет на водонепроницаемость только пластифицирующее действие этих добавок. Недостаточно эффективны для увеличения во­ донепроницаемости бетонов и добавки кремнийорганических жидкостей.

Специфичным технологическим мероприятием для повы­ шенияводонепроницаемости бетонов является применение различных уплотняющих добавок — микронаполнителей и химических веществ.

В качестве микронаполнителей могут применяться камен­ ная мука, молотые шлаки, золы, пылевидные отходы промыш­ ленности, обычный мелкозернистый песок, а также активные минеральные добавки и известь. Введение таких добавок создает в межзерновых полостях бетона как бы микроскелеты, препятствующие возникновению седиментационных и усадоч­ ных явлений, развитию фильтрующих пор и каналов. Однако нельзя забывать, что многие микронаполнители снижают мо­ розостойкость бетона.

Применение добавок особенно эффективно для бетонов с пониженным содержанием цемента; при расходах цемента в бетоне свыше 500 кг/м3 вводить эти добавки уже нецелесо­ образно. Ориентировочное количество микронаполнителя с учетом количества цемента в водонепроницаемом бетоне можно назначить по данным табл. 32.

Для повышения водонепроницаемости бетонов нашли ши­ рокое применение химические уплотняющие добавки FeCl3,

А1С13, А120 3, Na20, вводимые в количествах 1—2% от веса цемента. Действие их основано на реакции с Са(ОН)2 и выде­ лении нерастворимых новообразований, закупоривающих поры в бетоне.

е>последние годы по предложению Г. П. Бовина в качест­ ве уплотняющей добавки успешно используют азотнокислый кальций Са(ЫОз)2, который в отличие от хлорного железа не вызывает коррозии арматуры и имеет меньшую стоимость.

Эффективность применения различных химических уплот­ няющих добавок по данным Г. П. Бовина приведена в табл. 33.

180

ческих уплотняющих добавок. Образцы-плитки толщиной 2 см испытывали на водонепроницаемость в возрасте 4—5 меся­ цев. Прочность на сжатие определяли по образцам-кубикам с ребром 5 см, твердевшим 28 суток во влажных условиях.

Водонепроницаемость бетонов можно значительно повы­ сить, применяя специальные расширяющиеся и безусадочные цементы. При использовании обычных цементов водонепро­ ницаемость повышается с повышением их активности, связан­ ным с увеличением количества гидросиликатного геля, запол­ няющего капилляры в цементном камне. При умеренной филь­ трации воды через бетон его водонепроницаемость может повышаться со временем вследствие кольматации (заилива­ ния) пор.

Химическая коррозионная стойкость бетона

Коррозия портландцементных бетонов под действием вод происходит в основном в результате растворения гидрата окиси кальция и выноса его из толщи бетона при фильтрации воды (коррозия выщелачивания), взаимодействия составных частей цементного камня с содержащимися в воде кислотами с образованием легкорастворимых соединений либо бессвяз­ ных аморфных масс (кислотная коррозия), обменных реак­ ций между гидратом окиси кальция и солями, находящимися в воде. Иногда обменные реакции дают новые вещества, крис­ таллизующиеся в цементном камне с увеличением объема и разрушающие его. Наиболее часто встречается коррозия под действием вод, имеющих растворимые сульфаты (сульфат­ ная коррозия).

Эффективным средством для борьбы с химической корро­ зией является повышение водонепроницаемости бетонов и в некоторых случаях их гидроизоляция. Эти мероприятия пока единственные для защиты бетона от кислотной коррозии. Дру­ гие виды коррозии могут быть ликвидированы или уменьше­ ны и в результате специальных мероприятий.

При коррозии выщелачивания извести происходит ослаб­ ление структурных связей цементного камня и снижение его прочности, что может быть приближенно охарактеризовано кривой (рис. 61), показывающей, что вымывание из цементно­ го раствора 25—30% извести снижает его прочность на

40—60%.

Как известно, гидросиликаты и гидроалюминаты кальция

181

Рис. 61. Снижение прочности образцов из цементного раствора при выщелачивании извести (по М. Ф. Иванову).

устойчиво существуют в цементном камне только при опре­ деленной равновесной концентрации СаО в водном растворе. После выщелачивания всей извести начинается гидролиз силикатов и алюминатов кальция с понижением их-основности.

Интенсивность выщелачивания извести зависит от того, является бетонное сооружение напорным или безнапорным. При простом омывании сооружения водой вымывание извести незначительно. При фильтрации воды через бетон скорость выщелачивания увеличивается; первое время она примерно пропорциональна величине напора, постепенно затухает по мере понижения концентрации растворенной извести и прак­

182