Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

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

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

24.10.2023

Размер:

10.25 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 2122 / 2722 23 24 25 26 27 > Следующая >>>

температурах). У бетонов без добавок, твердевших	при
положительных температурах, абсолютная величина	удар
ной прочности во времени снижается (табл. 63).

Относительная величина ударной прочности, равная отно шению абсолютной величины ударной вязкости к пределу прочности при сжатии, у бетонов и растворов с противомо розными добавками выше относительной величины ударной прочности растворов и бетонов без добавок, твердевших при положительных температурах. Из этого следует, что бетоны с противоморозными добавками могут применяться в конструкциях, подвергающихся динамическим воздейст виям.

Коррозионная стойкость арматуры
Сохранность арматуры в бетоне определяет возможность
применения той или иной противоморозной добавки	при из
готовлении железобетонных конструкций, а также	бетон

ных конструкций с металлическими закладными деталями. В бетоне с добавками хлористых солей ионы хлора, со


прикасающиеся с арматурой, разрушают	пассивирующую
пленку на поверхности стали, как правило, в		отдельных

точках [2] . В результате образуются коррозионные галь

ванические пары с малым по площади анодом		(активи
рованная точка\|Поверхности) и значительно большим			ка
тодом (поверхность арматуры, покрытая	пассивирующей
пленкой).
Чтобы нарушить пассивность стали, т. е. поразить ее			в
отдельных точках, в насыщенном растворе		гидроокиси

кальция достаточно содержание 0,0035% хлористого каль

ция. Естественно, что чем больше в жидкой фазе		бетона
содержится ионов хлора, тем больше опасность г		коррозии
арматуры.
В бетоне не происходит полного связывания хлоридов			в
нерастворимые соединения. При понижении	щелочности
жидкой фазы бетона хлорид образуется из	разлагающихся
соединений, причем количество свободного хлора		зависит
от состава цемента. По данным С. Н. Алексеева, оно			тем

2 1 0

больше, чем меньше отношение			Fe20 3 к А120 3		,	больше
гипса и свободных щелочей в нем. С повышением темпера
туры количество связанного хлорида уменьшается.
Степень коррозии арматуры в бетоне определяется								не
только содержанием хлоридов, она во многом зависит								от
плотности бетона, поскольку процесс коррозии протекает с
участием кислорода воздуха. Так как в уложенном						бетоне
всегда могут быть некачественно уплотненные					участки,
другие дефекты производства работ или применен недоста
точно плотный бетон, никогда нет уверенности в том,								что
хлористые соли не вызовут коррозию арматуры.
Введение	в бетон	добавки	нитрита натрия не влияет
существенно	на	коррозию	арматуры		в			бетоне,
а в раде случаев даже замедляет ее. Нитрит натрия								яв
ляется пассиватором, так как он образует на				поверхности
металла защитные пленки [2] . При определенной концент
рации пассиваторы практичбски прекращают				процесс				кор
розии. Однако при малых концентрациях они не					образуют
сплошной защитной пленки, в результате чего коррозия со
средоточивается на отдельных участках арматуры с								-ин
тенсивным развитием ее в глубину.
По данным С. Н. Алексеева добавка 2% и более от								веса
цемента нитрита натрия является эффективным					ингибито
ром коррозии арматуры даже при эксплуатации					железобе
тонных конструкций в средах повышенной агрессивности.
Исследуя явление поташа на стойкость арматуры И.								А.
Токмакова установила, что е бетоне (возраст около								года)
не наблюдалось продуктов коррозии или очагов					глубокой
коррозии. Поверхностная к'оррозия отмечалась при заклад
ке стали в цементное тесто. Отсутствие коррозии							арма
туры в растворах и бетонах объясняется				нераствори
мостью поверхностной пленки FefOH)^ в щелочной								среде
(в растворах поташа pH = 12 -			1 4 ).
М. Г. Давидсон отмечает, что коррозия металла в бетоне
с добавкой поташа не превышает коррозии в бетонах								без
добавок, а по данным В. И. Овчарова, изучавшего							корро
зию стали	в растворах солей, при введении поташа						корро

зии значительно уменьшается.

2 1 1

Следует отметить, что если хлористые соли являются яв ными стимуляторами коррозии стали, а нитрит натрия, на оборот, ингибитором, то поташ в этом ряду занимает среднее положение, являясь "нейтральным". При хорошем


контакте арматуры с бетоном присутствие добавки			пота
ша в жидкой фазе последнего, как и всякого другого			сое
динения, повышающего щелочность среды,	способствует
увеличению сохранности арматуры. Однако при		наличии
около арматуры трещин и каверн, сообщающихся с		атмос
ферой, повышенная щелочность жидкой ‘фазы бетона с			до
бавкой поташа уже будет играть отрицательную			роль,
способствуя повышению концентрации углекислоты		возду
ха около арматуры, т. е. увеличению ее коррозии.		Конеч
но, в последнем случае поташ ни в коей мере нельзя			при
равнивать к хлористым солям, но следует помнить,			что
в неплотном бетоне с добавкой поташа, особенно при			не
удовлетворительном уплотнении смеси, повреждениях			за

щитного слоя бетона коррозия арматуры будет происходить

несколько интенсивнее, чем при применении обычного		бе
тона.
Работа железобетонных конструкций во многом	зависит
от прочности сцепления бетона с арматурой. Добавки		по
таша и нитрита натрия не уменьшают прочности	сцепления
бетона с арматурой [12; 40; 131] .

ГЛАВА У1. ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ БЕТОНОВ С ПРОТИВОМОРОЗНЫМИ ДОБАВКАМИ

Монолитные	к о н с т р у к ц и и и сооружения
из бетона с	добавками хлористых солей

Ф ун д ам енты и стен ы подвалов м н о го эта ж н ы х		зд ан и й .
Способ зимнего бетонирования рекомендуется		применять
прежде всего при возведении бетонных и	бутобетонных
конструкций, например в фундаментах зданий,		подпорных
стенок, оборудования и т л . [162; 167] .
Можно привести большое количество примеров		возведе
ния фундаментов под стены промышленных и жилых			зда
ний, под различного вида оборудование. В последнем			слу
чае рекомендовалось принимать меры зашиты от		коррозии

стали закладных частей, болтов и самого оборудования. На

пример, в зиму 195 2 г. на Волгодонстрое впервые	были
забетонированы плиты откосов и отдельные опытные	же

лезобетонные плиты с добавлением в бетонную смесь хло ристых солей в количестве 22,5% от веса воды затворения

[78] В зиму 1 9 5 3 /5 4	гг. по инициативе гл.	инженера
25-го Стройтреста Е. К. Грабинского в Воронеже			было
уложено несколько тысяч кубометров такого бетона и				бу
тобетона при возведении фундаментов под стены		промыш
ленных и жилых зданий, а также фундаментов под			дымо
вые трубы [37] . Работы	в 195 3 г. и в последующие			го
ды не прекращались при	любых морозах. Никаких		дефек
тов на протяжении последующих лет в фундаментах			обйа—
ружено не было.

2 1 3

В Ярославле трестом № 5 только за зимние периоды 1 9 5 6 -1 9 5 8 гг. было уложено 23 тыс. м бетона с добав кой хлористого натрия при возведении фундаментов жилых и культурно-бытовых зданий, промышленных объектов не фтеперерабатывающего завода. Были забетонированы так же стены подвалов жилых четырехэтажных домов поселка Нефтестрой, школы и технического училища [80] .

Характерной особенностью твердения бетона, уложенного в подземные конструкции, является то обстоятельство, что температура его всегда значительно превышает темпера туру наружного воздуха. Резкие понижения температуры воздуха мало влияют на температуру бетона (рис. 6 6 ),что создает условия для набора им заданной прочности.

Основания и дорохртые п о к р ы т и я . На Южном Урале рас

тут объемы строительства монолитных бетонных	автомо
бильных дорог. Только в одном г. Челябинске за	период
1 9 6 2 -1 9 6 5 гг. в дорожные покрытия уложено	около

165 тыс.м3 бетона, причем около 40% из них с добавка ми хлористых солей в зимнее время [142] .

Следует отметить, что районы Южного Урала характери зуются суровыми климатическими условиями. Темпѳратура воздуха понижается до - 4 0 С. Около 195 суток в году температура воздуха имеет отрицательные значения, при чем характерны резкие колебания ее, иногда даже знако-

а)

	Рис. 6 6 . Изменения температу
	ры наружного воздуха (1) и бе
	тона (2), уложенного в фунда -
	менты дома № 7 квартала 4 по
	селка Нефтестрой (а) и гарата
	(б), в начальный период выдер
	живания (по данным М . К. Мин-
Время В сутках	кова и Г. А. Тушина)

2 1 4

переменные. В этой связи .несомненный интерес представ ляет обследование дорожного покрытия из бетона с добав ками хлористых солей, уложенного в зимнее время [142] .

Обследованный участок дороги в г. Челябинске п£> ул.Ту

ристов протяженностью 5 0 0 м (площадь	8 3 2 0	м , объем
бетона 182 3 м3) забетонирован с ЗО /Х П -1962		по	5 /1
196 3 г. при температурах воздуха от -1	до - 2 4	С.	Бе
тонная смесь с температурой от 6 до.23	С,приготовленная

в заводских условиях, укладываясь на заранее подготов ленное песчано-щебеночное основание, температура кото рого была близка температуре воздуха. После уплотнения смеси поверхностными вибраторами поверхность бетона укрывали слоем пергамина и слоем опилок, толщиной 1 0 - 15 см.

Для бетонирования использовали бетон марки 40 0 соста ва 1 :1 ,3 9 :1 ,7 9 :0,43 с расходом шлакопортландцемента

марки 5 0 0	(в трамбованных, образцах) Магнитогорского
завода 520	кг/м3. Бетон приготовляли с добавками хло

ристого натрия и кальция в количествах 7 и 3,5% веса во ды затворения соответственно (подвижность смеси во вре

мя укладки была в пределах 3 -6 см стандартного		кону
са).
В процессе выдерживания бетона периодически	замеряли
температуру, в результате чего было установлено,		что
длительность понижения начальной температуры	бетонной
смеси до О С в большей степени зависит от	исходной
температуры смеси, чем от температуры наружного		воз
духа. В бетоне в возрасте до 28 суток температура		ко
леблется меньше, чем температура воздуха и		ниже
-1 2 С не опускалась.

Испытания высверленных из дорожного полотна образцов ( d = 11,2 см; /7 = 1 5 см) показали, что средний объем ный вес бетона по всему участку дороги, составивший 2 3 8 0 кг/м3, превысил расчетный (2 3 2 0 ) . Объемный вес колебался в пределах +_50 кг/м . Такая неоднородность объемных весов не могла не сказаться на других показа телях бетона и, в первую очередь, на его прочности. Сред

няя прочность бетона в возрасте двух лет	составила
4 2 0 кгс/см^, т. е. соответствовала марочной.	Однако

2 1 5

разброс еѳ был крайне велик - от 2 3 8 до 685 кгс/см^Лри

этом прочность и объемный вес находились, как	правило,
в прямой зависимости.
Большинство из испытанных образцов показали	высокую

водонепроницаемость - более 10 ат и значительно меньше-


3 -6 ат. Однако морозостойкость бетона оказалась		невы
сокой. Половина образцов, испытанных на	морозостой
кость в водонасыщенном состоянии при	температуре
- 2 0 С, начала интенсивно разрушаться после 2 0 -5 0		цик
лов. Прочность остальных образцов, испытанных на		сжа
тие после 50 и 10 0 циклов, снизилась до 50%.
Таким образом, бетон дорожного покрытия	исследован
ного участка оказался недостаточно морозостойким.		При

чина этого заключена в низкой морозостойкости бетона на

шлакопортландцементе. Возможно также, что при	вы
сверливании образцов частично нарушалась структура	бе
тона.

Начиная с зимы 195 275 3 г. Управление строительства


дорог, мостов и трамвайных путей Мосгорисполкома		в
больших масштабах применяет бетоны с добавками		хло
ристых солей ( по преимуществу хлористого натрия)		при
строительстве трамвайных путей на	цементно-бетонном
основании. При строительстве трамвайных путей по		Бау

манскому пер. и Свалочному шоссе бетон, уложенный с до


бавкой поваренной соли в количестве 5% от воды		затво-
рения, сверху утепляли опилками. Первые сутки	темпера
тура его сохранялась на уровне 1 0 -1 5 С, а затем		опус
тилась до О С. В дальнейшем она все время	превышала
температуру наружного воздуха, опускаясь лишь до		-6 ,

-10°С . Разрушений бетона от взаимодействия мороза не наблюдалось.

В 1 9 5 3 -1 9 5 4 гг. при строительстве дороги на	Хоро
шевском шоссе на мерзлый грунт укладывали слой	талого

песка толщиной 5 см, а по нему бетонное покрытие, кото

рое укрывали слоем опилок толщиной 1 0 -1 5	см.	Наблю
дения показали, что благодаря притоку тепла из		нижеле
жащих слоев в бетонном покрытии создаются	благоприят
ные условия для медленного остывания его.	В	зимних

2 1 6

условиях температура бетона на грунте длительное время

поддерживается около 0°С.
В зиму 1 9 5 4 /5 5 г. Управлением	дорожно-мостового

строительства для экспериментальных работ с постановкой наблюдений был выбран объект треста Гордорстрой № 1 .Ук ладку бетона вели с 2 6 ноября 1 9 5 4 по 26 апреля 1955 г.

спомощью бетоноукладочных и отделочных машин Д-181А

иД -18 2 А. Для устройства оснований применялся бетон на

портландцементах с В/Ц = 0 ,5 5 . В бетонную смесь вво дили 5%-ный хлористый натрий ( от веса воды затворения) или 1%-ный хлористый кальций (от веса цемента).

Бетон укладывали на подготовленное основание из су песчаного грунта или на слой талого, заранее подогретого песка толщиной 10 см и сверху утепляли слоем опилок толщиной 10 см. В течение зимнего периода было уложено 30 тыс.м^ бетонных дорожных оснований толщиной 20см.

Укладка и выдерживание бетона в покрытии производились

при температурах наружного воздуха не ниже		- 1 5		С.
Смесь во время укладки имела температуру от 2 до 10				С.
Температура в бетонном основании быстро снижалась				до
О и в течение месяца составляла от О до -2 С. При			этом
в пределах суток при изменениях температуры	наружного
воздуха от +1 до -1 5 С в бетоне она изменялась на				1 .
В этих условиях происходило медленное твердение		бетона,
каких-либо структурных нарушений в покрытии не		наблю
далось.
Опыты показали целесообразность применения		добавки
одного лишь хлористого натрия в разность	применения
добавки одного лишь хлористого натрия в	количестве
5-6% веса воды при устройстве дорожных покрытий в				ус
ловиях московского климата. Соль эта дешевая и		неде—
фицитная, а метод производства работ с применением				ее
в комбинации с термосным выдерживанием не	вызывает
больших затруднений.
На основании полученных результатов была	разработана
Инструкция по. приготовлению и применению	дорожного
бетона методом 'холодного термоса'. В последние			годы
в Москве в зимних условиях из бетона с добавкой		хлорис-

2 1 7

того натрия уложены сотни тысяч м2 бетонных оснований под трамвайные пути, тротуары, водостоки и коллекторы.

Зимой 1 9 5 6 /5 7 г. строительный трест в Ярославле		ис
пользовал бетон с добавкой хлористого натрия в	покрытии
магистральной автодороги [80] . Земляное полотно		было
подготовлено до заморозков, а основание под '	бетонное
покрытие (из песчано-гравийной смеси толщиной	15 см)
укладывали в зимних условиях.
При температурах наружного воздуха до -1 5 °С	бетон
ную смесь изготовляли с добавкой 12% соли веса		воды
затворения и уплотняли площадочными вибраторами,		виб

рорейкой. После уплотнения бетон укрывали слоем опилок толщиной 10 см. За зимний период он набрал необходи мую прочность, а летом 1957 г. по нему был уложен слой асфальтобетона.

Качество бетона контролировали по контрольным образ цам, а в летний период было обследовано квалифицирован ной комиссией. По средним показателям испытания бетон

ных образцов за зимний период было установлено, что		в
течение 90 суток бетон с добавкой соли набирал 70%		ма
рочной прочности. В дальнейшем прочность его	увеличи
лась до 100% и более от принятой марки. К	моменту
обследования через два года автодорога находилась в		«хо
рошем состоянии и успешно эксплуатировалась.
На основании своего опыта строители треста N° 5 также
пришли к выводу, что бетон, твердеющий на морозе,		мо
жет изготовляться на одном хлористом натрии,	который
является более дешевым и менее дефицитным. Такой		бе

тон может изготовляться на стационарных бетонных заво дах, а для ускорения приготовления рабочего раствора со ли следует пользоваться подогретой водой.

Бетоны с добавками хлористых солей, твердеюіДие на мо розе, использованы в дорожном строительстве в НовоКуйбышевске, Омске, Новокузнецке и многих других мес тах.

Кроме удобства работы с таким бетоном в зимнее время технологического порядка их применение дает значителъ-

2 1 8

ный экономический эффект: по сравнению с	электропро
гревом (по данным Е. Осадчего),применение добавок дает

7,8 руб. экономии на каждом кубометре уложенного бето

на.		строи
Искусственные сооружения железнодорожного
тельства. В зимнее время 195 4 —1 9 5 9 гг. на	Кольском
полуострове за полярным кругом на участках новых		же
лезнодорожных линий было возведено свыше 30	искусст

венных сооружений (рис. 6 8 ). Этот район характеризует ся суровыми климатическими условиями. Температура воз

духа в течение	зимы, продолжающейся 7 -9	месяцев,		опу
скается до - 4 5	С, а устойчивые температуры в зимний пе
риод составляет от - 2 0 до -2 8 С.
Бетон в основном приготовляли на портландцементах				и
гравийно-песчаной смеси, которую применяли без			подо
грева. Воду, расход которой уменьшался на 10-12%				за
счет пластифицирующего действия солей, подогревали				до
25 С, так как это несколько ускоряло		приготовление
растворов добавок. Концентрацию растворов солей			подби-

Рис. 6 7 . Трехпролетный железнодорожный мост через р. Кица с опорами из бетона с добавками хлористых

солей

2 1 9

<<< < Предыдущая 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 2122 / 2722 23 24 25 26 27 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ