Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Миронов С.А. Бетоны, твердеющие на морозе

.pdf
Скачиваний:
14
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
10.25 Mб
Скачать

Прочность ß% K2Q(Z06нгс/см2)

Время

твердения при-ІО°Свсутках

E Z ^ -3 % K zCD3

- ТвердениеS стандарт­

K ^ -5 %

»

ных.условиях

(28суток) после

 

 

мороза

Рис. 4 7 . Влияние добавок поташа на нарастание прочности бетона при помещении образцов (10x1 Ск хІО см) на мороз сразу после изготовления (а ) и

суточного выдерживания при 2 0 °С (б)

1 4 0

(С А ( 7%) брянского портландцемента лучшие

резуль­

таты получены при введении 7% поташа, в то время

как

для бетона на николаевском портландцементе (С

А >7%) -

с 5% добавки.

 

 

Для бетона с добавкой нитрита натрия оптимальная дози­

ровка соли также зависит от минералогического

состава

цемента. Для бетона на брянском портландцементе

(табл.

36) при температуре -1 0 С из числа изученных

опти­

мальной является добавка 7% этой соли, а на спасском - 10%. Таким образом, при одной и той же отрицательной температуре в бетоны на основе высокоалюминатных портландцементов нитрита натрия необходимо вводить больше при использовании низкоалюминатных портландцементов.

В производственных условиях бетон с противоморозными

добавками можно укладывать в конструкции

различной

массивности, т. е. охлаждать с различной скоростью, хотя

потом бетон может твердеть при одной и той же

средней

температуре.

 

Чтобы установить оптимальные дозы поташа и

нитрита

натрия для бетонов, быстро остывающих до температуры

среды, в НИИЖБ в металлических формах изготовляли бе­

тонные образцы размером 7 ,07x7,07x7,07 см,

которые

сразу же после уплотнения выносили на мороз.

Медленное

охлаждение бетона иммитировалй, выдерживая

образцы

(10x10x10 см) в стандартных условиях до помещения их

в холодильные камеры.

 

Скорость охлаждения наиболее заметно влияет на бето­ ны с добавками поташа и нитрита натрия, видимо, вслед­

ствие их однокомпонентности. Например для

бетонных

образцов на брянском портландцементе, хранившихся

при

-1 0 С без предварительного выдерживания,

наибольшая

прочность зафиксирована при введении 7% поташа

(рис.

4 7 ). При помещении образцов на мороз через 1 сутки луч­

шие прочностные показатели получены при введении

5%

поташа.

 

При быстром охлаждении образцов прочность их, как пра­ вило, тем выше, чем больше поташа или нитрита натрия было введено (табл. 3 7 ). Однако при изменении дозировок этих солей на 2-3% при одной и той же температуре твер-

1 4 1

Т а б л и д а 37. Нарастание прочности бетона с добавками

 

 

Темпера­ Коли­

Прочность образцов

 

 

тура

чество

(7,07x7,07x7,07

см)

Характеристи­ тверде­

добавки в %

от R28

через пе~

ка бетона

 

ния в

в % от

риод времени в сутках

 

 

°С

веса

7

14

28

-

 

 

 

цемента

56

Бетон на спасском портландцементе с добавкой

 

 

 

поташа

 

 

 

 

 

1 :1 ,5 :3 :0 ,4 5 ;

 

5

32

44

49

 

 

Я п =

 

-1 0

 

75

= 452 кгс/см

 

 

7

32

‘ 44

54

 

63

 

 

 

10

41

43

56

 

66

 

 

-2 0

10

27

34

40

 

62

 

 

12

32

38

42

 

71

 

 

 

15

40

44

53

 

68

1 :2 :3,5:0,55;

 

5

33

43

51

 

77

R2 8 =

2

-1 0

7

38

44

58

 

70

 

10

"4 4

54

66

 

69

= 318 кгс/см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

30

38

45

 

64

 

 

-2 0

12

28

42

51

 

80

 

 

 

15

32

42

57

 

77

Бетон на чернореченском портландцементе с

 

 

добавкой нитрита натрия

 

 

 

 

1:1,5:3:0,45;

 

 

2

23

33

37

68

R2 8 =

2

-5

3

21

43

50

86

 

5

30

47

62

96

- 401 кгс/см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

11

22

31

49

 

 

-1 5

10

11

14

28

56

 

 

12

9

11

28

39

1 4 2

П р о д о л ж е н и е т а б л . 37

Характеристика

бетона

1 :2 :3 ,5 :0 ,5 5 ;

R = 28

= 3 0 9 кгс/см

Темпе­

Коли­

Прочность образцов

 

ратура

чество

(7,07х 7,07x7,07 см)

тверде­

добавки

в % от

 

через

пе—

ния в

в % от

DHon воемени в сутках

 

веса

 

14

28

56

°С

цементеL-7

66

 

2

18

26

38

 

3

20

38

46

93

-5

5

18

43

56

97

 

7

9

18

24

51

 

10

9

18

23

47

 

12

6

18

19

39

28 суток на морозе, затем 28 суток в стандартных ус­ ловиях.

дения прочностные показатели образцов не столь

заметно

отличаются, как, например, при изготовлении

образцов

больших размеров, при предварительном их выдерживании

в нормальных условиях до помещения на мороз.

 

На основании данных табл. 37 можно сделать вывод, что

при быстром охлаждении уложенного бетона

(малый

объ­

ем, низкая начальная температура бетонной смеси)

опти­

мальные дозировки поташа должны быть на

2-3%

боль­

ше, чем при медленном охлаждении бетона. Однако увели­ чение дозировки соли с 12 до 15% (табл. 37) при выдер­ живании бетона на морозе в лучшем случае повышает про­

чность на 11%, но в дальнейшем при положительных

тем­

пературах твердение несколько замедляется.

Увеличение

количества добавки нецелесообразно и с

экономической

точки зрения.

 

 

 

Таким образом, оптимальное количество

противомороз­

ной добавки определяется ее видом, температурными

ус­

ловиями твердения, а также минералогическим

составом

цемента или В/Ц бетона в зависимости от скорости

его

охлаждения. С учетом этих факторов на основании анализа экспериментальных данных установлены оптимальные до-

1 4 3

зировки солей для медленного охлаждения бетона,

т. е.

при использовании оттаянных или подогретых

заполните­

лей или при бетонировании массивных (М ^

12)

конст­

рукций (табл. 3 8 ).

П

 

 

Т а б л и ц а

38.

Оптимальные количества противомороз-

ных добавок

 

 

Температура

Количество безводной соли в % веса це-

твердения бе-

 

мента при содержании в нем_________

т о н а в

о . -

N a C l + C a C L 2

N a

С

 

 

 

 

оР>Л 0"« С 3 А > 7 ?о С 3А ^ 7 /0

N O 2

к * c o s

С 3 А >7% С5А+77о C -jA > 7%

От +5 до -5

 

3+2

3+0

4

6

6

5

' -5

'

-1 0

4+2,5

3,5+1,5

6

8

8

6

"-10

"

-1 5

'

 

 

 

 

Гю

8

"-10"

 

-2 0

-

3,5+5

3+4,5

8

10

I 1 2

10

"-20"

 

-2 5

 

 

 

 

 

І15

12

При укладке небольшого объема бетона, а также при ра­ боте на холодных материалах, т. е. когда возможно быст­ рое охлаждение бетона до температуры среды, меньшее из

указанных в табл. 38 колотеств добавок при той или

иной

температуре следует вводить в бетон с В/Ц < 0 ,4 5 ,

а

большее - с В/Ц = 0,45 и более.

 

Поскольку в табл. 38 количество добавок дано в % от ве­ са цемента, то чтобы не ввести в состав бетонной смеси при высоких расходах цемента избыточного количества со­ ли, выпадающего в твердую фазу до замерзания раствора

(по кривой AB рис. 3 0 ), количество добавки

необходимо

уменьшить настолько, чтобы процентная

концентрация

раствора затворения (с учетом влажности заполнителей)

не превышала эвтектическую (23% для NaCL , 31%

для

СаСІ , 28% для NaNO,, , 40% для К C O j.

 

Следует отметить, что количества дооавок (табл. 38) с

точки зрения интенсивности твердения являются

опти­

мальными в большинстве случаев, в том числе и при

из­

готовлении бетона на смешанных ( шлаковых и пуццолано - вых) портландцементах. Но в целом ряде случаев целе-

1 4 4

сообразность применения того или иного количества до­ бавки может определяться и особенностями производства работ - длительностью транспортирования смеси, спосо­ бом ее укладки и др. [37, 40, 80, 108] .

Твердение бетона при расчетных температурах

Для определения влияния температурных условий тверде­

ния и вида противоморозной добавки на прочность

бетона

Е. Н. Ухов статистически обработал

экспериментальные

данные, полученные при испытании прочности на

сжатие

бетонов двух составов (1 :1 ,5 :3 :0 ,4 5

и 1 :2 :3 ,5 :0 ,5 5 ),

приготовленных на трех цементах (табл. 39, рис. 4 8 -5 0 ). Прочность образцов без добавок через 28 суток твердения

в стандартных условиях составляла 4 0 1 -4

3 2

и

3 0 7 -3 1 8 кгс/см^ при В/Ц = 0,45 и 0,55

соответствен­

но в зависимости от цемента.

 

 

Из рис. 48 видно, что с понижением температуры твер­ дения прочность бетона уменьшается, причем наиболее значительно при введении хлористых солей: при понижении

температуры на

10

С прочность бетона с этими

солями

уменьшается на

2 3 0

кгс/см 2, в то время как у бетона с

добавками нитрита натрия на 120, а у бетона с

поташом

лишь на 7 0. Таким образом, если при -5 С более высокую

прочность бетона можно получить при введении

хлористых

 

 

 

 

у

 

 

 

 

 

 

300

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

Е

 

 

Рис. 4 8 . Прочность бетона

с

о

 

 

3200

——

 

добавками хлористых солей (1,4),

 

 

нитрита натрия (2 ,5 )

и поташа

I 100

 

 

(3 ,6 ) через 28 суток твердения

 

 

 

 

 

на морозе (1 -3 ) и после допол­

 

 

 

нительного 2 8 —уточного выдер­

-5

-10

-15

живания при

20°С

( 4 - 6 )

Температура

тВердения і °С

10 767

145

Т а б л и ц а 39. Прочность бетона с пр

1 4 6

О) ю т—і

со ю о СО гЧ 11

со со СЧ ю гі гЧ

СО со о о СО со

ю СЧ гЧ

1" сч 031—100 сч

03 03 СО

03 СЧ СЧ гЧ

СО о ю СО со

тН тЧ

со 03 со СО СО со СО СЧ

о г- о 03 н см СЧ 11

со

03

to СО сч СО сч сч

СО

ю

ю

со о

СЧ

і—і гЧ

03

г~ ю

СО СЧ со СО сч

со 1—\ со СЧ 1ісо

СО СЧ н

о Ю

ю1 t4 гЧ

1 1

ю

t"

03

03

ю

гЧ

СО сч

СЧ

t" со

со

со 03

со

гЧ

 

 

со тЧ со

03 со СЧ

 

со со

гЧ

 

о

00

г- г~-

і-Ч іЧ

 

СО гЧ о г- со СО СО сч сч

Г'

СО

 

СО

со о

сч іЧ гЧ

ю

 

сч

со гЧ

 

СО со СЧ

тЧ

г-

со

00

 

СО

тЧ т-Ч

сч

СО

 

03

г- сч

СО сч сч

 

о

г-

СО СО

г~

СЧ сч тЧ

со

со

о

*4

03

 

со

СЧ

со со ■ч*

о

г- .—1

со сч сч

 

о

со

СО гЧ

гЧ

1

1

1

со 03 М4 г- тЧ СЧ со СЧ *->

со С'~ о

со со

11

г~ СЧ г- сч 03

сч тЧ

г- СО сч СО со со СЧ

со

ю

со

г- ю

сч

СО

СЧ сч

95

N

со

со

СЧ

 

03

 

2 4

СЧ04

 

4

3

 

о

ю

 

СО

03

СО гЧ

 

о

со

 

со •г СЧ сч СЧ

.—1тЧ 00

СЧ г~ со СО

СЧ

 

Т1

тЧ со

СЧ

ю

СО

СО

сч СО

f-

о

сч

г-

 

гЧ

 

 

о

со

со

»4

1

т1

1

1

 

 

 

 

 

 

со.

ю

10

ю

т о

15

 

гЧ со

t—1

ч-

 

 

 

 

 

+

со ч-

оС\1

 

 

ю

 

 

СО*СО

 

 

 

 

OJ

г

 

 

и

 

У

1

а*

 

 

осо

 

о

2

 

 

X.

 

z

ч- о

28 суток в стандартных условиях после твердения на морозе.

Рис. 4 9 . Прочность бетона е

 

противоморозными добавками на

 

спасском (1 ,4 ) и чернореченском

 

(2,5) портландцементах, новокуэ-

 

ненком (3,6) шлакопортландце -

 

менте через 28 суток твердения

 

на морозе (1 -3 ) и после допол­

 

нительного 28-суточного

вы­

 

держивания при 2 0 °С

(4 - 6 )

 

солей, а эффективность нитрита натрия и поташа

примерно

одинакова, то при более низких температурах

наиболее

эффективной добавкой становится поташ. Следует

отме­

тить, что некоторое понижение прочностных показателей

бетона с добавками хлористых солей вызвано

введением

не оптимальных их количеств (табл. 3 8 ).

 

 

Из данных рис. 4 9 видно, что при применении

цементов

одной и той же марки более высокая прочность при

не­

больших отрицательных температурах может быть получе­ на для бетона на высокоалюминатных портландцементах. При температурах ниже - 1 0 С различие минералогическо­ го состав не сказывается, но влияние вещественного сос­ тава весьма существенно. Бетон на шлакопортландцементе характеризуется наименьшими прочностными показате­ лями (прочность такого бетона даже после 2 8 - суточного твердения в стандартных условиях составляет около 50% его марки, если до этого он твердел при температурах ни­ же ~10°С ).

Зависимость прочности бетона от его состава

(рис. 50)

свидетельствует, что, как и для обычного бетона,

проч­

ность его тем выше, чем меньше В/Ц. Однако

выдержи­

вание при пониженных отрицательных температурах

более

неблагоприятно для плотного бетона вследствие

больших

структурных нарушений. Это видно из того, что при

пони-

1 4 7

тШ \

3 ЗОО

Б

і

о 200

 

--cL

 

100

 

 

£

 

 

О

-10

-15

-5

Температура,

твердения в °С

Рис. 50 . Прочность бетона 1:

: 1 ,5 :3 :0 ,4 5

(1 ,3 ) и 1:2:3,5:

: 0,55 (2,4)

с противомороз­

ными добавками через 28 суток твердения на морозе (1,2) и после дополнительного 2 8 - суточного выдерживания при

20°С (3,4)

Рис. 5 1 . Прочность бетонов с

10% К^СО^ (1 ,3 )

и без доба­

вок (2,4), твердевших

при

-1 5 (1 ,3 ) и 2 0 (2,4)

°С в те­

чение 7 (1 ,2 ) и-2 8

суток (3,4)

жении температуры твердения на 10°С прочность бетона

с В/Ц = 0 ,4 5 после последующего твердения в

стандарт­

ных условиях снижается на 1 7 0 кгс/см ^, в то время

как

у бетона с В/Ц = 0 ,5 5 лишь - на 70 кгс/см^.

 

 

При этом следует отметить, что исследования,

выпол­

ненные П. С. Костяевым и др. [61] , показали, что с

уве­

личением водоцементного отношения характер уменьше -

ния прочности как на сжатие, так и на изгиб бетонов

с

противоморозными добавками (К^СО^) остается

 

таким

же, как и для обычного бетона, твердеющего при

положи­

тельной температуре (рис. 5 1 ).

 

 

В табл. 4 0 приведены данные по влиянию вида

добавки,

В/Ц, минералогического и вещественного состава цемента на интенсивность твердения бетона при -5 и -1 5 С.

1 4 8

-1 я Н д

X ф

Э 2 гч S

X■» CQS-

п

о

Й

S

 

X

Яг 3

 

с

 

*

Юh g*

I

О

g

 

 

н

со

 

у

 

см

 

Sec

 

 

л

 

 

 

а 59

 

я

«

 

с

 

ф1 СО щ

с

Ь

а

2

Ф

со

 

Н

о- ь

 

 

 

я

 

 

 

о

 

 

 

я

 

 

 

Ен

 

 

 

У

ф

 

 

 

я

 

 

 

и

 

Я

СП

 

ь

 

я

 

о

 

я

 

со

«

 

а

я

 

 

со

 

 

X

СО

 

 

 

 

О

и*

S

 

я

 

СО

Q, Ä

ф

 

о

Яё s

я

яа

ю

ѵо

со

я

X

 

 

 

нЕ-

Я

Ф

2

ф

Я

о

Т*Чаз

ю С М

ю

ю

г-

со

СО

СО03

Г- UJ

г Ч

00

о

СО

аз г-

о

03

О СОя)- w

О)

г Н

 

г Ч

 

со С О

гЧ

со

см

03

to r>

тазЧ

со’ - І

о

со г--

аз аз

 

О Г-

О)

оо со

СОсо

t'- Ю

СОю

03

ю

г- ю

 

 

оо

1—1 т Н

г-

см

г- 03

03 о ю

г-

C O т Ч

о

Юсо

О Г-

см

СО

 

со

 

ю С М

г- С О

СО

С О

гН

 

 

 

 

 

Т- t О

СОСО ^

СО

 

 

 

н

аз

о

£

С М Т С

т г

,

 

а> см

00 Ш

to СМ СОСМ СО

см

ю см

со

 

 

см

см

о

СО

г- г-

ю

to

03

тЧ

о СО с-

1

 

 

 

СМ

со

4J*

гЧ

 

<N

СО

ю

 

я U

я

я

1

15-

to

1

 

о

ІО

ч-

+

со

со

УК и

<0 <Й

Z и

to

to

to

ю

 

 

 

 

 

to

 

 

1—1

to

15

ю

15

to

IQ

15

1

1

к

гЧ

н

ю to

1

1

1

1

1

1

1

1

1

V

 

 

 

ю

ю

to

 

 

 

ІО

о” о*

 

 

о

о*

t^

 

 

о

со

о

+

o“

 

о

+

+

+

4“

+

+

 

+

ю со

 

гЧ

СОсо

ю

со

со гЧ СОСО

 

 

 

oJ

 

 

 

 

 

сГ1

 

 

 

 

 

о

 

и О

о ” Ю

Z

 

и,и

о ” W

Z

 

я

 

ев

 

<0+Я

О

я

 

<в+ ч5

О

 

О

Z

 

Z

О

 

 

 

 

Z

Ü

 

см U

 

 

 

 

Xе" *

 

 

 

 

X

 

+СМ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ю

СМ2

 

 

 

ю

 

 

2

 

 

 

ю

 

и

 

 

 

•'t

 

о

 

 

 

 

У

 

 

 

о" II

 

 

 

о

ш о

 

 

 

со’

 

I-,

 

 

 

ю

 

ч

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЮСО со

тНП СС

II

см

см

ем to

 

 

со

ь

я

А|*X ф

AА S' 2 Е § ф

X >я §

CL Д Д

° я 3

Ш у я

1 4 9

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ