добавками поташа с применением заполнителей, |
содержа |
щих кремнезем в активной форме. Это ограничение |
рас |
пространяется и на другие добавки, содержащие |
щелоч |
ной катион( Li , Na , К ). |
|
|
По иному стоит вопрос о возможности коррозии |
бетона |
на обычных заполнителях. Хотя и установлено, [98] |
, что |
на поверхности кварца при взаимодействии его со |
щелоча |
ми образуется гелеобразный і, активный) кремнезем, одна |
ко при введении в состав цемента тонкомолотых |
пуццола- |
новых добавок (которые можно условно приравнять к |
ге |
леобразному кремнезему, образующемуся при |
взаимо |
действии кварца со щелочью) предотвращается |
коррозия |
бетона на активных заполнителях [115] . |
|
|
Положительное влияние пуццолановых добавок |
обуслов |
лено их способностью поглощать натрий и калий из |
раст |
воров, в результате чего продукты реакции распределяют ся по всему бетону, а не концентрируются в виде скопле ний вокруг зерен заполнителя, способных вызвать давле ние при расширении, или связыванием гидрата окиси каль
ция, поскольку он способствует превращению |
продуктов |
реакции в набухающий гель. |
|
|
Н. С. Сальников и Ф.М. Иванов установили, что с |
добав |
кой поташа даже при применении заполнителей, |
классифи |
цируемых по номограмме Чейкина и Холстида [і7 І] |
как |
неактивные, объем растворных образцов увеличивается. |
Чтобы проследить развитие коррозии бетона |
вследствие |
взаимодействия щелочей с неактивными кремнеземисты |
ми заполнителями, О. Е. Королева исследовала |
деформа- |
тивность прессованных образцов. Прессованием как |
бы |
ускоряли процесс, так как давление образующихся продук тов коррозии должно сразу сказаться на размерах этих образцов, в то время как при использовании обычных (вибрированных) образцов их расширение может произой ти только после заполнени^ пор продуктами гидратации. Под давлением 200 кгс/см прессовали образцы разме ром 10x10x30 мм из раствора состава 1:2 с В/Ц = 0 ,3 5 .
В качестве вяжущих использовали синтезированные |
трех |
кальциевый силикат и алюминат, ^ также цементы, |
приго |
товленные помолом (до 3 0 0 0 см /г) клинкеров |
Нико- |
лаевского и |
Спасского заводов с добавкой гипса. Запол |
нителем служил |
кварцевый песок Вольского |
|
карьера |
фракции 0 ,2 -0 ,5 |
мм. При изготовлении образцов в |
воду |
затворения вводили поташ и нитрит |
натрия ( |
соответст |
венно 5, 10, |
15 |
и 5, 7 , 10% веса |
вяжущего). |
|
|
В результате введения поташа в растворы на |
трехкаль |
циевом алюминате и силикате изменяются линейные размеры образцов, особенно на трехкальциевом алюминате: к 30-суточному возрасту увеличение размеров достигает 30 мм/м (рис. 62). Видимо расширение С А при введении поташа,а также нитрита натрия,обусловлено действием едких щелочей или самих солей на гель алюминия, так как оно наблюдалось в образцах из С А без добавки песка [бб].
Что же касается расширения образцов из С S |
при |
вве |
дении 15% добавки, то оно может быть результатом |
взаи |
модействия щелочи с кремнеземом самого минерала |
(ско- |
ре всего) или заполнителя. |
|
|
Следует отметить, что деформаций расширения |
образцов |
с добавками поташа, хранившихся в воздушно-сухих |
усло |
виях, а также образцов с добавкой нитрита натрия (кроме
С А + NaNOg водного хранения) не наблюдалось. |
|
клинкерные цементы с добавками поташа |
характери |
зуются усадочными деформациями, а относительные |
де- |
|
|
|
*32а) |
|
|
|
|
|
*28 |
|
/ |
|
|
|
-5 *24 |
|
л |
|
|
|
s |
*16 |
|
[Л[ |
|
|
|
|
|
і |
|
|
|
5,*12 |
' / |
|
|
|
|
I*■в |
|
|
|
|
/ |
|
|
Рис. 62 . Относительные де |
|
|
|
|
|
формации растворных, образцов |
|
*2 |
|
.4 |
|
|
О |
|
|
( 1 , 2 ) из С 4 ( a ) иС 5 |
(б) |
|
— |
: 3“ |
_ |
|
−2 |
|
|
|
|
|
без добавки3( 1 ), с 5 (Ъ.), |
10 |
|
-4 |
|
- 1— |
|
(3) и 15% К СОз (4), хранив |
|
- 6 |
10 |
20 3040SO 90 WO 360 |
шихся над водой при 20°С |
|
|
|
|
Время 0 сутках (lg Т) |
|
формации образцов с добавками нитрита натрия мало отли
чаются от соответствующих эталонов. При хранении |
об |
разцов в воздушно-сухих условиях наблюдаются лишь |
де |
формации усадки (рис. 63, 64).
Щелочную коррозию бетона на неактивных заполнителях определяли также в образцах размером 7,07x7,07x21,^5
Рис. 63 . Относительные деформации растворных образ цов (1 :2 ) без добавки (1); с 5 (2); 10 (3) и 15%
К2СОз (4) |
на николаевском (а, б) и спасском (в, г) |
клинкерных |
портландце ментах при выдерживании |
над |
водой (а, в) |
ив воздушно-сухих условиях (б, г) |
при |
|
20°С |
|
+4,26) |
|
— |
|
7 |
|
и |
|
|
+1А |
|
|
|
|
|
О |
|
|
|
|
|
|
|
|
__ - — |
Уь |
|
У |
|
|
-ІА |
4* |
|
|
с.. |
|
|
-28 |
|
|
СГ'- |
|
|
|
~4,2 |
3 |
10 |
30 |
30 |
180 |
360 |
810 |
"Sftju.-» а------- |
z z |
Zf |
|
|
--- ■— |
|
Z |
|
3' |
|
|
/-=--- |
|
|
|
|
|
|
3 |
10 |
30 |
90 |
180 |
360 |
810 |
|
|
Время 6 сут ках (lg X) |
|
|
|
Рис. 64 . Относительные деформации растворных образ |
|
цов (1:2) без добавки (1); |
с 5 ( 2 ) ; 7 |
(3) и 10% Na N0, |
|
(4) на пикалевском (а, б) |
и спасском (в, г) |
клинкер |
|
ных портландцементах при выдерживании над |
водой |
|
(а , в) ив воздушно-сухих условиях |
(б, г) при 20 |
С |
|
см, приготовленных из смеси состава 1 :1 ,5 :3 :0 ,4 5 |
на |
известковом щебне, кварцевом песке, пикалевском |
и спас |
ском портландцементах с добавками поташа. Образцы |
в |
течение 90 суток выдерживали при -5 |
(5% К^СО ) |
и |
-15 ( 10 % 1<2СО ) |
С, после чего помещали в |
воздушно |
сухие условия, в воду, в пропарочную камеру с температу
рой 4 0 С, а также выдерживали над водой и при перемен |
ных условиях (7 суток пропаривания при 40 С, 7 |
суток |
выдерживания над водой). В результате установлено, |
что |
для всех образцов затвердевшего бетона характерна усад ка независимо от введенного количества поташа, минера логического состава цемента, температурновлажностных
условий твердения и последующего выдерживания, но |
ее |
величина определяется перечисленными факторами. |
|
Наименьшей усадкой обладают образцы, хранившиеся |
в |
воде и над водой. Усадка образцов с 5% поташа несколько меньше, чем для образцов с 10% К^СО и без него. На протяжении 1 -2 месяцев размеры образцов, хранившихся в воде и над водой, незначительно увеличились, после чего проявилась тенденция к усадочным деформациям. Величина
относительных деформаций для этих образцов в |
возрасте |
2 2 5 -2 7 5 суток почти одинакова и составляет |
0 ,0 9 - |
ОД О мм/м. |
|
Наибольшей усадкой характеризуются образцы, |
хранив |
шиеся в естественных и переменных условиях, |
Размеры |
образцов, подвергавшихся непрерывному пропариванию при 4 0 с , незначительно (менее 0,05 мм/м) увеличились в течение первых 2 -3 месяцев. Наибольшее увеличение раз
|
|
|
меров наблюдается у образцов на спасском |
портландце |
менте без добавок и с 5% поташа (рис. 6 5 ). |
|
Следует отметить, что бетонные образцы, |
изготовлен |
ные На |
основе спасского (высокоалюминатного) цемента |
во всех |
условиях твердения имели меньшие значения уса |
дочных деформаций или большие величины деформаций рас
ширения по сравнению с образцами ца пикалевском |
(сред- |
неалюминатном) цементе. |
|
|
Рассматривая вопрос щелочной коррозии бетона, |
необхо |
димо остановиться на следующем. Так как в |
результате |
взаимодействия поташа с Са(ОН)^ образуются |
нераство |
римые в воде карбонаты кальция, то равновесие |
|
реакций |
(8) и (9) сильно смещено вправо, в сторону образования
СаСО . При этом для взаимодействия 1% |
поѴаша с |
гидро |
окисью кальция необходимо 0,406% СаО. |
Всего же |
при |
гидратации трехкальциевого силиката при обычной степени
0>
ГО 258 542 520 702 942
Время б сутках (Lg X)
Рис. 6 5 . Относительные деформации бетонных образ цов на спасском портландцементе без добавки (1); с 5 (2) и 10% К СО (3), при выдерживании в пропа рочной камере Га), в воде (б), над водой (в), в пере менных условиях (г), и воздушно-сухих условиях (д)
гидратации цементов (около 40%) может выделиться око
ло 6,15% СаО.
Следовательно, чтобы поташ, в основном, взаимодейст вовал с гидролитической окисью кальция, заметно не раз рушая гидросиликаты и гидроалюминаты кальция, его мож-
но вводить в состав бетона (раствора) не более 15% веса цемента. В этом случае для полного прохождения реакции Са(ОН)^ + К^СО^ потРебуется 6,09% гидролитической
СаО. Это количество поташа следует рассматривать |
как |
максимально допустимое. |
|
Ударная п р о ч н о с т ь
Ударная прочность - одна из наименее исследованных ме ханических характеристик бетона вообще, а для бетонов с противоморозными добавками особенно. Именно из-за от сутствия исследований введено ограничение на примене ние бетонов с противоморозными добавками в конструк циях, подвергавшихся динамическим нагрузкам [171J .
В последнее время П. С. Костяевым (МИИТ)исследована ударная прочность бетонов с противоморозными добавками
по сравнению с аналогичными показателями обычного бе |
тона. На маятниковом копре (М К -0,5-1,0) он |
определял |
ударную вязкость при изгибе, а на копре Педжа - |
проч |
ность при сжимающем ударе соответственно на |
образцах |
20x20x120 и 20x20x20 мм мелкозернистого |
бетона |
(гранитный щебень фракции 5 -8 мм) состава 1 :2 ,2 6 :3 ,4 : :0,5 и растворов. Половинки балочек испытывал на сжа тие.
В результате было установлено, что абсолютная величина ударной прочности бетонов и растворов с противомороз ными добавками в начальный период твердения несколько ниже абсолютной величины ударной прочности бетонов и растворов без добавок, твердевших при положительной тем пературе. При более длительных сроках твердения удар ная прочность бетонов и растворов с противоморозными до бавками оказывается выше, чем у обычных бетонов и растворов.
Снижения во времени абсолютной величины ударной проч ности бетонов и растворов с противоморозными добавками
не наблюдается, как при твердениях в условиях |
отрица |
тельных температур, так и при двухстадийном |
твердении |
(сначала при отрицательных, а затем при положительных
