Одна из основных задач двенадцатой пятилетки — экономия всех видов ма­териальных и топливных ресурсов при максимальном ускорении темпов и уве­личении объемов строительства. В свя­зи с этим использование вторичного сырья и отходов промышленности для производства строительных материалов приобретает особо важное значение.

Все более широкое применение находят в строительстве отходы металлургичес­кой и топливной промышленности (шла­ки, золошлаковые смеси). Их можно использовать в качестве заполнителя для бетона и в составе цемента. Раз­дельная струйная технология изготов­ления бетона, а также многокомпонент­ные вяжущие позволяют получать эко­номию цемента при сохранении проект­ного класса бетона или повышать проч­ность бетона без увеличения расхода цемента.

Жидкой фазы бетона, а следовательно, вызывает коррозию арматуры. Анало­гичная картина наблюдается в бетонах при использовании зол и золошлаковых смесей вместо заполнителя или части цемента. Потеря первичного защитного действия таких бетонов по отношению к арматуре связана в первую очередь со способностью заполнителей связывать гидроксид кальция, а также присутст­вие в их составе агрессивных по отно­шению к стали веществ (соединений се­ры, несгоревшего угля). Повышенное содержание железистых соединений вызывает образование гальванических пар со сталью в бетоне, при этом воз­никают локальные коррозионные по­вреждения арматуры. Проведенные в НИИЖБе исследования сохранности арматуры в бетонах с применением золы и золошлаковых смесей свиде­тельствуют о том, что коррозия арма-

Туры зависит от хиуи^ского сосгава, удельной поверхности и расхода золы. Основным фактором, как показала ста­тистическая обработка результатов кор­розионных испытаний (см. рисунок), является удельная поверхность матери­ала 5 при неизменном содержании сер­нистых соединений. Ее повышение с 4000 до 6000 см2,/г увеличивает корро­зионные потери в 4 раза при прочих равных условиях. Надежная первичная защита арматуры в таких бетонах до­стигается назначением правильного со­отношения золы н массы цемента. Вве­дение в состав бетона до 40 % золы (б =£ 4000 см2/г, П. п.п. ^ 30 %) мас­сы цемента обеспечивает первоначаль­ную пассивность стали в бетоне. Полу­ченные результаты нельзя распростра­нять на преднапряженные конструкции, особенно при армировании их термичес­ки упрочненным« сталями. Высокопроч­ные термоупрочненные стали (классов Ат-1У, Ат-У, Ат-У1) подвержены хруп­кому разрушению без предварительных признаков коррозии, что может вызвать мгновенное разрушение конструкции. НИИЖБ совместно с Фнзнко-механиче - ским институтом АН УССР изучают возможность повышения коррозионной стойкости таких сталей в Сетонах с пониженными защитными свойствами, вводя ингибиторы коррозионного рас­трескивания.

Использование многокомпонентных вяжущих прн производстве железобе­тонных конструкции также связано с подбором оптимальных соотношений клинкера и минеральных добавок с целью получения заданных физико-меха­нических характеристик бетона, обеспе­чения его морозостойкости и коррозион­ной стойкости в агрессивных средах и сохранности в нем арматуры. При этом придание пассивности стали в бетоне сразу после изготовления не гарантиру­ет длительную надежную эксплуата­цию конструкции. Продолжительность защитного действия бетона по отноше­нию к стали в газовоздушной среде оп­ределяется его диффузионной проницае­мостью для углекислого газа. Бетоны на многокомпонентных вяжущих, актив­ных заполнителях при равной проница­емости с бетоном на портландцементе быстрее теряют защитные свойства по отношению к арматуре. Следовательно, для длительной надежной защиты ар­матуры необходимо снижать проницае­мость бетона н повышать его защит­ные свойства по отношению к армату­ре введением комплексных пластифи­цирующих, уплотняющих и ингибирую­щих добавок. Однако внедрение таких бетонов сдерживается из-за дефицита

Ингибиторов (№М02, ННК и т. п.) и ограниченной области применения кон­струкций с такими добавками.

Рассматривая вопросы экономии ма­териальных ресурсов, необходимо отме­тить намечающуюся тенденцию к ис­пользованию цемента низкотемператур­ного синтеза (алинитового), получаю­щегося обжигом в расплаве хлористого кальция. Интенсивная коррозия арма­туры в таком бетоне наблюдается уже в процессе твердения. В результате ис­следования коррозии арматуры в бето­нах на алинитовом цементе установле­ны рациональные области применения железобетонных конструкций иа их ос­нове — в малоармированных конструк­циях зданий и сооружений с сухим ре­жимом эксплуатации. Расширение облас­ти применения цементов низкотемпера­турного синтеза возможно вследствие снижения содержания хлор-иона в клин­кере введением алюминатных добавок на стадии изготовления.

Рассматривая вопрос о долговечности конструкций из бетонов на природных пористых заполнителях, нельзя ие учи­тывать такие их свойства, как высо­кую стойкость в некоторых жидких аг­рессивных средах, а также способность интенсивно связывать iипроксид каль­ция, снижая pH жидкой фазы бетона, что приводит к развитию коррозии. Так, вулканический шлак Козельского месторождения поглощает 24, а Совет­ского — 21...37 мгуг СаО.

Отличительная особенность бетонов на природных пористых заполнителях Дальнего Востока, используемых для гидротехнического строительства, за­ключается в повышенном содержании мелкого заполнителя (до 70 % фрак­ции 0...5 мм). Вулканический шлак применяют в бетоне совместно с обыч­ным морским песком. Рекомендуемый зерновой состав смеси вулканического шлака с морским песком следующий: полные остатки на стаидартиом наборе сит с отверстиями 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14 мм составляют 0...10, 10...40,

15.. .60, 40...75 и 70...80.

В качестве вяжущего используют портландцемент Спасского завода с со­держанием С3А 9...12 %. По сравнению с плотными заполнителями вулканичес­кие шлаки имеют низкую прочность, высокую пористость и водопоглощение. Способность пористого заполнителя ак­кумулировать влагу положительно влия­ет на формирование структуры цемент­ного камня, контактной зоны, что поз­воляет получить бетоны высокой моро­зостойкости и малой проницаемости. Содержание хлоридов в бетоне при этом не должно превышать 0,5 % мас­сы цемента для обычных конструкций и 0,1 % для преднапряжеииых при ус­ловии их равномерного распределения.

Многолетним опытом эксплуатации железобетонных конструкций из бето­нов на природных заполнителях Даль­него Востока установлена возможность создания долговечных конструкций по­ниженной матернало - н энергоемкости с использованием технологических при­емов в качестве первичной защиты кон­струкций от коррозии.

Применение шлакопортландцементов и пуццолановых портландцементов сни­жает морозостойкость бетонов. Однако широкое использование пластифицирую­щих и воздухововлекающих добавок позволило разработать составы бетонов

Таблица 1

Т

бетона и железобетона пониженной энерго - и материалоемкости"/>

Высокой морозостойкости. Эффектив­ность таких добавок для придания морозостойкости бетонам на шлако­портландцементе видна из табл. I. Мно­гочисленные эксперименты показали, что воздухововлечение понижает моро­зостойкость в 2...5 раз. Рекомендуемые значення содержания вовлеченного воз­духа для повышения морозостойкости можно распространить и на бетоны на смешанных вяжущих (табл. 2).

Интенсивно изучается возможность введения добавок золы-уноса от сжи­гания пылевидного угля.

Сравнительными испытаниями мо­розостойкости и сульфатостойкости бе­тонов на цементе без добавок золы и с введением ее до 150 кг|/мЗ при од­новременном снижении расхода порт­ландцемента на 50 кг/м3 установлена возможность получения бетонов, выдер­живающих с повышением прочности 100 циклов замораживания и оттаива­ния, и значительно более сульфатостой­ких, чем без добавки. После 12 мес выдерживания образцов в 5 %-ном растворе сульфата натрия и после 100 циклов замораживания и оттаивания прочность бетона не снизилась. Отме­чалась высокая эффективность от ис­пользования зоны Ладыжинской ТЭС в керамзитозолобетоне. При введении золы вместо песка и суммарном расхо­де вяжущего 360 кг^м3 с содержани­ем цемента 150... 180 кг/мЗ получен ке­рамзитобетон классов В3,5 и В5 сред­ней плотностью 950... 1000 вместо

1100.. .1150 кг/м3 на бетоне без золы. Легкий бетон с добавкой золы, исполь­зуемый для изготовления стеновых па­нелей. испытали на морозостойкость (РЮО) и на стойкость в климатической установке.

В вопросе о количестве вводимых добавок, характеристиках смешанных Цементов и о допустимости введения в состав бетонной смеси тех или иных минеральных добавок до сих пор нет единой точки зрения. Не установлены нормативы на предельно допустимое количество неактивных и активных ми­неральных добавок в цементы или раз­личные бетоны в зависимости от облас­ти их применения, нет единого мнения

О гранулометрии минеральных добавок,

О возможности одновременного введе­ния минеральных добавок и активиза - торов твердения бетонов на смешан­ных цементах.

Область применения цементов пони­женной энергоемкости определяется стойкостью бетонов в различных усло­виях. Например, при исследовании кор­розии 1 вида (выщелачивание) уста­новлено, что скорость коррозии цемент - нсго камня и цементного раствора на

Алинитовом цементе выше примерно в

2 раза, чем на обычном портландцемен­те. Это свидетельствует о необходимос­ти обращать особое внимание на при­дание пониженной проницаемости тако­му бетону в условиях, когда коррозия 1 вида определяет долговечность соору­жений, например в гидротехнических сооружениях.

Исследования сульфатостойкости

(табл. 3) свидетельствуют о практиче­ски одинаковой стойкости образцов цементного раствора с равным водо­цементным отношением на алинитовом цементе и обычном портландцементе.

Свойства бетонов пониженной энер - го - и материалоемкости определяются характеристиками цементов, добавок к ним и технологией производства. При­веденные примеры показывают, что долговечность может быть достигнута различными способами, одиако во всех

На ВДНХ СССР на межотраслевой выставке «Изобретательство и рациона­лизация-88» представлена гелиоустанов­ка, разработанная КТБ Стройиндустрия совместно с ВНИИжелезобетоном, для производства железобетонных ребрис­тых плит покрытий или других изде­лий. Установка работает по двухкон­турному замкнутому циклу с принуди­тельной циркуляцией теплоносителя.

Теплоносителем первого контура яв­ляется жидкость с антикоррозионной защитой, теплоносителем второго конту­ра — горячая вода. В первом контуре установлены гелиоприемникн общей площадью 240 м2. Теплообмен между первым и вторым контурами осуществ­ляется с помощью бака-аккумулятора объемом 25 м3. Горячая вода из него поступает в блок камер ТВО изделий. При необходимости ее нагревают до

90.. .95°С. Для ТВО изделий используют камеры пузырькового типа, в которых теплоносителем является аэрированная горячая вода. В таких камерах подго­товка параметров паровоздушной сме­си осуществляется при диспергировании парогазовой фазы в воде в две стадии.

Случаях необходима экспериментальная проверка.

При исследовании стойкости бетона и арматуры в бетонах пониженной энерго - и материалоемкости долговеч­ность конструкций является определя­ющей для оценки их прочности в раз­личных условиях эксплуатации. Широ­кому внедрению железобетона на эко­номичных цементах, составах. бетона и при новой технологии должно пред­шествовать детальное изучение его стойкости к воздействиям внешней среды.