Влияние хлоридов на иные показатели бетона
В начале 50-х годов проводились также комплексные исследования по влиянию хлоридных ускорителей, в частности, соляной кислоты в дозировках от 1 % до 2 % совместно с 10-20 % извести-кипелки на бетонах марки «140» и «200». Толщину защитного слоя принимали равной 1, 2.5 и 7 см.
Коррозия арматуры и закладных деталей изучалась на образцах из арматурной стали (Ст. 3) длиной 10 см и диаметром 1 см, заделанных в образцы бетона (кубы) с ребром 15 см. Испытания проводились через 30, 90 и 365 дней твердения бетона при различных режимах его хранения: нормальном (во влажных опилках), водном, воздушном и переменном. В каждый образец бетона закладывались 2-3 стальных стержня, выточенных на токарном станке и обработанных ацетоном для удаления следов жира и загрязнений. Всего было испытано 199 образцов. Характер коррозии арматуры в трещинах изучался на балках 9-месячного возраста.
Опыты показали, что стальные стержни, заложенные в образцы бетона, изготовленного с добавкой соляной кислоты и извести-кипелки, с боковых поверхностей коррозией не затронуты, а на торцах оказались пятна и точки небольших размеров, не увеличивающиеся в течение года. Добавка в бетон одной соляной кислоты в количестве 1, 1.5 и 2 % вызвала несколько большую коррозию стержней, чем одновременная добавка этой кислоты и извести-кипелки.
При этом ни различная толщина защитного слоя плотного бетона, ни различные режимы хранения образцов не оказали влияния на коррозию стержней. В железобетонных балках с раскрытыми трещинами шириной до 0.5 мм совместная добавка соляной кислоты и извести-кипелки не привела к коррозии арматуры вообще.
Если учесть, что нормативное строительное законодательство разрешает вводить в отдельные виды железобетонных изделий хлористые соли, то совместные добавки соляной кислоты и извести-кипелки, создающей большую щелочность среды, следует признать тем более допустимым.
Были проведены также испытания на сцепление арматуры с бетоном без добавок и с добавками-ускорителями. Для этого вытаскивали стержни диаметром 16 мм из бетонного куба с ребром 15 см. Было испытано 90 образцов. Опыты проводились на бетонах марки «140» и «250» при 50-, 70- и 100 %-ной прочности от величины марки. Бетон без добавок приобретал такую прочность за 7, 12 и 28 суток, а бетон с добавками 2 % HCl + 15 % извести-кипелки - через 2, 3 и 7 суток.
Опыты показали, что при одинаковой прочности на сжатие бетона с добавками и без добавок, прочность на сцепление с арматурой бетона, содержащего добавку соляной кислоты и извести-кипелки, оказалась на 10-15 % выше. Причем бетон с этими добавками набирал прочность в 4 раза быстрее, чем без добавок.
Деформативные свойства бетона без добавок и с добавками изучались на 45 призмах размером 15х15х45 см, изготовлявшихся из бетона тех же замесов, что и образцы для испытания на сцепление. Призмы испытывались методом ступенчатого нагружения в 5, 10, 15 и 20 кг/см2 с выдержкой на каждой ступени по 10 минут. Деформации измерялись рычажными тензометрами, установленными по граням призм. Модули полных и упругих деформаций определялись при половинном напряжении от призменной прочности. Ползучесть бетона без добавки и с добавкой 2 % соляной кислоты и 15 % извести-кипелки определялась на призмах 10х10х40 см при половинном напряжении от призменной прочности. Деформации замерялись индикатором, а прочность определялась испытаниями контрольных кубов с ребром в 15 см и контрольных призм.
Результаты этих опытов показали, что деформативность бетона с 2 % соляной кислоты и 15 % извести-кипелки на 5-10 % выше, чем у равнопрочного бетона без добавок. Такими же оказались и результаты определения модуля упругости бетона. Практически же, однако, это не играет роли, так как бетон без добавок достигает определенной прочности в четыре раза медленнее, чем бетон с добавками.
Что же касается ползучести бетона с добавкой 2 % соляной кислоты и 15 % извести-кипелки, то при напряжении, составляющем половину от призменной прочности, в первое время она была на 30-50 % больше, чем у бетона без добавок. Однако вследствие быстрого роста прочности бетона с добавками ползучесть его быстро уменьшается, так что конечные значения этого параметра становятся примерно одинаковыми.
Прочность железобетонных балок на изгиб из бетона без добавок и с добавками-ускорителями исследовалась на балочках размерами 250х25х15 см, армированных стержнями диаметром 14 мм. Для предупреждения разрушений от скалывания через каждые 7 см ставились хомуты и отгибался средний стержень. Балки изготовлялись из бетона марки «250» при температуре 8-18 °С, причем часть балок с добавкой 2 % соляной кислоты и 15 % извести-кипелки изготавливали и хранили при температуре +2 °С и +4 °С.
Для бетона без добавок испытания проводили через 12 и 30 суток, а с добавками - через 1, 2, 3 и 7 суток. Вели их на балочном прессе с пролетом балок в 2 м при девятиступенчатой загрузке двумя сосредоточенными силами, с выдержкой по 10 минут на каждой ступени. Испытания продолжали до разрушения.
Результаты показали, что разрушающая нагрузка для балок одинаковой прочности одна и та же, хотя возраст бетона без добавок и с добавками-ускорителями к моменту испытания был различным. Прогибы балок в момент разрушения у бетона с добавками оказались на 10-12 % больше. Характерно, что прочность двух балок суточного возраста, изготовленных из бетона с добавками 2 % соляной кислоты и 15 % извести-кипелки и хранившихся при +2-4 °С, составляла 70 кг/см2. Это указывает на возможность скоростного ведения работ из монолитного железобетона в условиях пониженных температур.
Вышеприведенные данные свидетельствуют о том, что применение изве - сти-кипелки вкупе с соляной кислотой придает бетону и железобетону новые свойства, которые приобретают большую ценность при скоростном строительстве из монолитного железобетона, а также при заводском и полигонном производстве железобетонных изделий.