Воздействие климата Узбекистана на свойства бетона с добавкой П-20
В '^АНИИРИ1 изучались свойства бе - ; токг с пластификатором П-20 в условиях непродолжительного воздействия
* сухого жаркого климата. Пластификатор П-20 приготовляется из СДБ пу - 1 тем его очистки от компонентов, за - ^ МеДЛЯЮЩИХ процессы гидрачпонного < твердения цементов.
; Н-!мн изучалось влияние П-20 на '( Комплекс свойств и структуру бетонов, подвергающихся продолжительному (от ^ К До.34 меС) воздействию климата Узбекистана.
*-войства изучались на стандартных Лабораторных образцах и образцах, ■Отобранных из натурных конструкций,
Курамбаев Б. Улучшение свойств бетона ii. Tiri °ГШЯХ сУхого жаркого климата с по-
• * 10 пластиФнкаторов II Бетон и железо - '■тон. — 1982. — № 3. _ С. 24—25.
Изготовленных с добавкой П-20 и из обь-чных бетонов Куйлюкского экспериментального завода МЖБК. Пластификатор П-20 вводили с водой затво - рения — 0,3% массы цемента.
Для изготовления конструкций прн использовании добавки расход цемента и воды снижали ил 10%. Жесткость бетонных смесей без добавки при этом составляла 25 с, с добавкой и снижением расхода цемента и воды — 20, с добавкой без снижения расходов цемента и воды — 7 с.
Сопоставлялись свойства бетонов с добавками н без добавкн. Образцы нз бетона с добавками, твердевшие под воздействием климатических условий, сравнивались с образцами, твердевшими в нормальных условиях.
Тепловлажностная обработка образцов и конструкций осуществлялась в камерах ямного типа по режиму (2+ +4+2-г7) ч при температуре 85...90°С. После распалубки их выдерживали в цеху в течение суток, конструкции — до
8 сут, затем вывозили на полигон для дальнейшего твердения. Часть образцов помещали в камеру нормального твердения.
При комплексных испытаниях образцов в различные сроки определялись кубиковая Я и призменная Яь прочности, модуль Еь и коэффициент V упругости, НИЖНЯЯ Р°сгс И верхняя условные границы микротрещинообра - зоваиия, водопоглощение №. Проводились также рентгенографические, .химические, дифференциально-термнческне п петрографические исследования. Основные характеристики бетона приведены в табл. I.
Результаты представленных в табл. 1 экспериментов показывают влияние добавки П-20 на чувствительность бетона к негативным воздействиям климата Узбекистана. Так, в возрасте 9 мес недобор кубиковой прочности при наличии добавки составил 43%, призменной — 23, а без добавки в тех же условиях— 29 и 17% соответственно.
При этом водопоглощение бетона без добавки под воздействием климата увеличилось и большей степени, чем бето - н.; с добавкой (2,60 против 1,50).
Анализ рентгенограмм показал, что н образцах с добавкой, твердевших в течение 1 мес в реальной климатической среде по сравнению с этими же образцами в возрасте 10 сут, наблюдается увеличение интенсивности линий, относящихся к гидрату окиси кальция и кальциту. При твердении в сухом и жарком климате в течение 6 мес при сопоставлении с твердением в течение 1 мес интенсивность линий негидрати- рованиых минералов портландцемент - кого клинкера С3Б и С2.8 практически не изменилось. У бетонов, твердевших в нормальных условиях, максимумы, характерные для негидрэтированных минералов цементного клинкера, с возрастом уменьшаются, а после 6 мес нормального твердения они незначительны.
Результаты дифференциально-термического анализа (ДТА) вяжущей части бетона с добавкой соответствуют результатам рентгенографических исследований. Так, кривые ДТА вяжущей части бетона с добавкой после б мес т:-ердення в климатической среде Г10 кптеиснвиостп идентичны кривым ДТА аналогичного бетона, твердевшего в И ЧС-НИе 1 мсс и тех же условиях.
Результаты химического анализа (табл. 2) показывают, что условия твердения оказывают значительное влияние на скорость п глубину гидрата - р. ни бетона с добавкой пластификатора П-20.
В пробе вяжущей части бетона с добавкой П-20, твердевшего в реальных условиях сухого жаркого климата, содержание свободной извести 11 связанной коды значительно меньше, чем в пробе аналогичного бетона, твердевшего н нормальных условиях (5,77 и 4,85 против 8,43 и 7,44). При этом содержание связанной воды бетонных образцов, твердевших 180 сут в реальных условиях климата, уменьшилось но сравнению с тем же бетоном после 30 сут.
Представленные в табл. 3 результаты петрографического анализа показывают, что реальные климатические воздействия оказывают существенное влияние на структуру бетона с добавкой П-20 в возрасте 2 г. 10 мес.
Пластифицированные бетоны, твердевшие иод воздействием сухого жаркого климата, отличаются от бетонов без добанкн и с добавкой П-20. тг-ер - Девших в нормальных условиях, меньшим количеством новообразований, увеличенным содержанием непрогндра- тировавшнх реликтов и размерами пор.
Микроскопические исследования реплик свежих сколов, снятых с цементного камня, показали, что в бетонах, твердевших под воздействием сухого жаркого климата, присутствует большое число зародышей кристаллизации. Возможно, это связано со спецификой воздействия климата на бетоны с добавкой П-20, которое повлекло за собой прекращение роста кристаллов и увеличение размеров пор, числа полых трещин.
Текстура цементного к, мня отлоги тельно пористая, трещиноватая. На
Таблица 1
Примечание. Над чертой — бетон с добавкой П-20 без экономии цемента, твердевший под воздействием сухого жаркого климата; под чертой — бетоны без добавки, твердевшие в нормальных уеловп ях. |
Контакте цементный камень — заполнитель наблюдается преимущественно
Гидросульфоалюмпнат, представленный зернами нитеобразной игольчатой формы размером I... 10 мкм. Контакты с заполнителем неплотные, наблюдаются зазоры шириной до 10 мкм. Нередко мнкротрещнны с контактов переходят в цементный камень, образуя трещиноватую текстуру. Наличие полых мнк - ротрещни, не заполненных новообразованиями, доказывает развитие дефектов структуры под воздействием климата.
1 аким образом доказано, что пластификация добавкой П-20 без снижения расхода цемента увеличивает чувствительность бетона к негативным воздействиям климата. Поэтому интерес пред-
Таблица 2 |
||
Содержание. %, пробы вяжу |
||
Возраст |
Щей части бетона |
|
Бетона, сут |
: |
|
Свободной |
Свободной ; связанной |
|
Извести |
Воды | воды |
|
10 |
5,00/5,88 |
3,01/3,71 1 4,09/5,06 |
30 |
5,66/8.80 |
1,59/3,28 5,02/6,56 |
180 |
5.77/8,43 |
1,81/2,78 , 4,85/7.41 |
Примечание. Перед чертой — для образцов бетона с добавкой, твердевших под воздействием климата: после черти — для образцов, твердевших в нормальны.', условиях. |
Т а б л и ц а 3
|
Примечание. Перед чертог. — для Сетона, твердевшего в нормальны.', условиях; после черты — то же, в ус. ЮВИКл '.ОГО жаркого климата. |
'! а 6 л и ц а 4
|
Я,• исследование свойств бетонок с цпбапкой, при изготовлении которых уменьшался расход цемента и воды. Такио исследования проводились ни. ,,!,Г1р кнпях — предпапряжениых до - р, >к.|ич плитах, изготовленных по проекту Киевского филиала иистнгута О. оздорг. роект. Характеристики свойств бетона плит приведены в табл. 4.
Ли::.,>13 показывает, что наблюдался спад прочности бетона, который сопро - иождался увеличением коэффициента нарт:,»ш прочности. При этом модуль -н|)> гости уменьшился, а коэффициент Пуассона увеличился, что является свидетельством развития дефектен структури материала под воздействием климата Узбекистана. В бетонах без добавки за тот же период увеличилась прочность на 24% при уменьшении коэффициента вариации прочности па
3,5%.
Выводы
Пластификация бетонов добавкой П-20 н условиях климата Узбекистана приводит к неполному использованию потенциальных возможностей цемента, что характеризуется увеличением числа пспрогидратировагшпх реликтов.
Введение добавки П-20 способствует
ве. нненню числа зародышей криоал - лпзации, замедлению процесса гидратации цемента II развитию микродефектов структуры бетона во времени. Увеличивается чувствительность бетонов к негативному воздействию климата.
Применение добавок подобного типа необходимо тщательно изучить не только по показателям прочности, но и по результатам физико-химических и петрографических исследований, а также по изменению свойств бетона во времени под воздействием негативных факторов климатической среды.
УДК 69.и22.2:1МЯ.82 А. С. ДМИТРИЕВ, канд. техн. наук, А. В. ШЕВЧЕНКО, инж. (НИИЖБ) |