Вся бібліотека >>>

Зміст книги >>>

 

Будівництво та ремонт

 Високоміцний бетон


Побут. Господарство. Техніка

 

2. МОРОЗОСТІЙКІСТЬ БЕТОНУ

 

 

Міцність і деформативність затверділого бетону залежить в основному від його водонасичення, різниці температур та кількості циклів заморожування і відтавання. Із збільшенням водонасичення понад граничну величини замерзаюча в порах вода кристалізується. Через аномальну розширення води при переході в лід і особливо з-за неможливості її віджимання у вільні обсяги пор в бетоні з'являється надлишковий внутрішній тиск. Такий тиск може створювати граничні розтягуючі напруження в стінках часу і приводити до істотних змін структури бетону, знижує його міцнісні властивості.

Зниження міцності бетону після його відтавання спостерігається лише при його водонасичення вище певної величини, яка, в свою чергу, має закономірну зв'язок зі ступенем зниження негативної температури. В. М. Москвін, М. М. Капкин і Л. Н. Антонов пропонують називати найменшу величину водонасичення об'єму пор бетону, при якій виявляється відносне зниження його міцності в замороженому стані і абсолютне зниження міцності відталого після заморожування бетону, критичним водонасыщением. Передбачається, що ця величина може бути досягнута не тільки при водонасиченні бетону перед заморожуванням, але і в внаслідок перерозподілу порової води в замерзаючий бетоні у вигляді пари рідини за законами міграції.

Згідно з даними тих же авторів вплив ступеня водонасичення на міцність бетону при його заморожуванні і відтаванні можна простежити на рис. 72, з якого видно, що із збільшенням водонасичення міцність Охолоджених до -40 і -60° С зразків зростає лише до певної величини і потім відносно знижується. Максимальне значення міцності є функцією кількості міститься в порах бетону води і ступеня зниження температури. Після відтавання міцність бетону істотно зменшується.



Прозвучивание призм, водонасичених і заморожених до температури - 10 -30° С, також свідчить про наявність деструктивних змін в бетоні цих призм.

Н. Н. Губонін, В. М. Каган і Б. В. Пинус також відзначають, що тривале дію змінних негативних температур призводить до поступового зниження міцності бетону. За даними цих авторів, за час дії тільки негативних температур протягом зимового періоду зниження міцності бетону марки 300 склало близько 10%, а у бетону марок 500-700-5%. Відзначається, що бетони, мають більшу міцність і меншу вологість перед заморожуванням, краще чинять опір тривалій дії змінних негативних температур.

Можливість водонасичення бетону в основному залежить від його будови. У свій час СВ. Перначів [107] висунув гіпотезу про так званому «направленому струк-турообразовании». Морозостійкість бетону він пов'язує з виникненням повітряних «буферних» просторів в капілярах цементного каменю, які є результатом контрактації.

В. о. Стольников також вважає, що основний шлях проникнення води в бетон залежить від системи капілярів. Тому слід покращувати структуру бетону за рахунок зменшення загальної пористості і формування у ньому закритої пористості замість відкритої.

О. Я. Берг [12] зазначає, що в процесі руйнування бетону при заморожуванні і відтаванні істотну роль грає кордон мікроруйнування RT і верхня

умовна межа появи мікротріщин RX - Тому в бетоні, напруги в якому перебувають у зоні між параметричними точками R® R?, структура порушується і морозостійкість знижується.

З метою перевірки цього положення в ЦНИИС [66] проведені спеціальні досліди. Призми-близнюки з бетону марки 600 розміром 10x10x40 см були розділені на дві групи: одні призми завантажували до напруг Rl, а інші не завантажували. Після циклічного заморожування і відтавання зразків встановлено, що призми, послідовно завантажені до виникнення в них кордони

Rr, починаючи приблизно з 100 циклів заморожування, руйнувалися більш інтенсивно, ніж незавантажені. Це свідчить про те, що мікротріщини, що виникли при попередньому навантаженні, сприяли при циклічному заморожуванні і відтаванні більш інтенсивному руйнуванню бетону.

Пізніше А. А. Гончаров і Ф. М. Іванов, вивчаючи морозостійкість бетонів, прийшли до висновку, що в зразках, навантажених до напружень R°r, морозостійкість вище (див. рис. 15), ніж еталонних (ненавантажених), і в кілька разів менше при завантаженні зразків до напруг, близьких до Rl.

В. М. Москвін і А. М. Підвальний також відзначають істотна зміна морозостійкості бетону під впливом силових впливів від зовнішнього навантаження.

Високоміцні бетони, виготовлені з оптимальною технології, як правило, мають більш рівномірну структуру, мінімальну пористість і внаслідок цього знижену водопроникність. При роботі таких бетонів під навантаженням, R® R% виникають при великих напругах, ніж у звичайних бетонах і особливо низкомарочных. У зв'язку з цим високоміцні бетони мають підвищену морозостійкість.

Як і в звичайних бетонах, в яких пори утворюються при надлишковій кількості води в цементному тесті, у високоміцних бетонах можна створювати штучні замкнуті пори шляхом залучення повітря в процесі перемішування бетонної суміші. Для цього в бетонну суміш додають органічні структуроутворюючі добавки у вигляді смоли, нейтралізованої повітровтягучої СНО. Останнім часом набули поширення комплексні добавки, що містять крім СНО і ССБ стабілізуючий компонент ДК [25] і кремнійорганічні сполуки ГКЖ-94. Застосування ГКЖ-94 сприяє залученню повітря в бетонну суміш і утворення замкнутих пір дуже малого діаметра.

Штучне утворення такого виду пір збільшує довговічність бетону при багаторазовому заморожуванні та відтаванні. Застосування як першої, так і другої добавки значно підвищує водонепроникність і морозостійкість бетонів і в той же час не знижує їх міцності [25].

Бетони з добавкою СНО і ГКЖ-94 були використані при зведення споруд у зоні Баренцева моря [59] і конструкцій Красноярської ГЕС [50]. Досить тривалий термін служби цих конструкцій свідчить про їх підвищеної морозостійкості. Оскільки такі добавки не знижують міцнісних і деформативних властивостей високоміцних бетонів, їх слід застосовувати в конструкціях, що зводяться в суворих кліматичних умовах.

    

 «Високоміцний бетон» Наступна сторінка >>>

 

Дивіться також: Бетон і будівельні розчини Вихідні матеріали 1.1. Мінеральні в'яжучі речовини 1.2. Заповнювачі 1.3. Вода 1.4. Визначення необхідної кількості матеріалів Будівельні розчини 2.1. Властивості будівельних розчинів 2.2. Види будівельних розчинів 2.3. Приготування будівельних розчинів 2.4. Склади Бетони 3.1. Види бетону 3.2. Властивості бетону 3.3. Приготування бетонного розчину 3.4. Склади 3.5. Шлакобетон 3.6. Опілкобетон