Главная
Новости
Ремонт
Каркасный дом
Несущие конструкции
Металлические конструкции
Прочность дорог
Дорожные материалы
Стальные конструкции
Воздухоопорные сооружения
Грунтовые основания




25.04.2019


23.04.2019


23.04.2019


22.04.2019


22.04.2019


21.04.2019


21.04.2019


19.04.2019


17.04.2019


09.04.2019





Яндекс.Метрика

Контакты | Карта сайта
         » » Морозостойкость шлакощелочного бетона

Морозостойкость шлакощелочного бетона

31.03.2016

Под морозостойкостью бетона понимают его способность сохранять или изменять в ограниченных пределах свои свойства под действием попеременного замораживания или оттаивания. Одни ученые связывают морозостойкость только с механической прочностью бетона, другие — с использованием минимального расхода цемента при приготовлении бетонной смеси, третьи — с характером структуры. При разрушении бетона под действием низких температур большое значение имеет не только общая пористость материала, но и ее характер.
Известно, что морозная деструкция водонасыщенного портландцементного камня происходит, в основном, в период скачкообразного замерзания микрокапиллярной воды в диапазоне от начала льдообразования до температуры 253 К.
По данным, приведенным С.П. Мухаметгалиевой, морозная деструкция водонасыщенного шлакощелочного камня возникает в период замерзания остатков микрокапиллярной влаги при температуре ниже 223 К.
При T = 243 К шлакощелочной камень не имеет остаточных деформаций; при охлаждении до T = 233 К остаточные деформации — 0,03 мм/м, при охлаждении до T = 213 К — 0,15 мм/м (рис. 4.6), что составляет около 10% остаточных деформаций после замораживания до 173 К и оттаивания.
Морозостойкость шлакощелочного бетона

Различие в механизмах температурных деформаций водонасыщенного портландцементного, а также шлакощелочного камня объясняется наличием в капиллярах последнего истинных растворов сильных электролитов, понижающих температуру замерзания и способствующих постепенному вымерзанию воды. Механизм замерзания жидкости в поровом пространстве шлакощелочного камня отличается от механизма замерзания воды в портландцементном, что определяет различие скорости их деформаций при охлаждении и нагревании. Поровая жидкость в капиллярах портландцементного камня замерзает скачкообразно с устранением мениска, а в капиллярах шлакощелочного камня — постепенно, с сохранением мениска в замороженном состоянии, за счет чего снижается температура выпадения электрических смесей.
Температура замерзания порового раствора в значительной степени определяется видом щелочного компонента. Например, в случае применения в качестве последнего поташа температура замерзания эвтектической смеси составляет 237 К, а при использовании соды — только 270,9 К. Другая причина, обусловливающая различие в поведении замороженных водонасыщенных образцов портландцементного и шлакощелочного бетонов, связана с особенностями их поровой структуры, в частности, шлакощелочной камень характеризуется повышенным содержанием объема микрокапиллярных пор.
В шлакощелочном бетоне наблюдается смещение температуры льдообразования в сторону более низких температур, поскольку содержание мелких пор размером 3—8 нм в шлакощелочном камне в несколько раз больше, чем в портландцементном.
Наиболее высокой морозостойкостью характеризуется бетон с использованием натриевых растворимых стекол, отличающийся высокой плотностью и прочностью. Его морозостойкость составляет 300—1300 циклов и более в зависимости от технологии приготовления и других факторов, предопределяющих прочностные характеристики.
В частности, по данным, морозостойкость шлакощелочного бетона повышается при увеличении плотности раствора щелочного компонента, применении жестких бетонных смесей, твердении бетона в нормальных условиях, использовании заполнителей оптимального гранулометрического состава, обеспечивающих максимальную плотность бетона.
Однако нарушение технологических норм при изготовлении шлакощелочного бетона, испытание его в ранние сроки твердения (до достижения марочной прочности), применение неоптимальных режимов тепловлажностной обработки могут снизить плотность, прочность, а следовательно, и морозостойкость образцов.
Бетон оптимального состава на содощелочном плаве также отличается высокой морозостойкостью (200—700 циклов и более) и превосходит в этом отношении бетон аналогичных классов на портландцементе. Морозостойкость шлакощелочного бетона после тепловлажностной обработки практически не зависит от типа шлака, а морозостойкость бетона нормального твердения в значительной степени определяется основностью используемого шлака, из рассматриваемых наименее стоек бетон на основе кислых шлаков. Эти выводы подтверждаются результатами испытания морозостойкости шлакощелочного бетона на некондиционных заполнителях — отходах горнообогатительных комбинатов.
Особый интерес представляет повышенная морозостойкость легкого шлакощелочного бетона на пористых заполнителях (вспученном перлите, керамзите, известняке-ракушечнике) по сравнению с морозостойкостью бетона аналогичного класса на портландцементе, что может быть объяснено особенностями их структур. Так, по данным, структура легкого шлакощелочного бетона отличается меньшей общей пористостью и повышенным содержанием мелких пор, по сравнению со структурой портландцементного бетона аналогичного класса, что приводит к понижению его морозной деструкции. С другой стороны, согласно исследованиям, названные особенности структуры шлакощелочного бетона обусловлены высокой плотностью микроконгломерата контактных зон между вяжущим и заполнителем, однородностью их фазового состава с новообразованиями вяжущего, представленными преимущественно гидросиликатами кальция и смешанными щелочно-щелочноземельными гидроалюмосиликатами.
Морозостойкость шлакощелочного бетона, по аналогии с портландцементным, в значительной степени зависит от присутствия в воде растворенных солей, скорости замораживания, условий твердения.
Морозокоррозионная стойкость шлакощелочного бетона на силикатных щелочных компонентах независимо от основности шлака и вида агрессивной среды значительно превышает стойкость бетона на карбонатных щелочных компонентах, а также бетона на портландцементе. Это объясняется как стойкостью продуктов гидратации и твердения, так и специфическим характером пористости шлакощелочного бетона. Различия в плотности цементного камня и особенности проникновения агрессивного раствора в его поровое пространство определяют характер разрушения образцов на силикатных и карбонатных щелочных компонентах. Растворы солей быстрее проникают внутрь структуры бетона на карбонатном щелочном компоненте, поскольку последние характеризуются повышенной капиллярной пористостью, большим средним размером пор, а также значительным преобладанием крупных пор над мелкими по сравнению с бетоном на силикатных щелочных компонентах, отличающихся повышенной плотностью. В связи с этим, разрушение первых наблюдается по всему объему образцов, после снятия их с испытаний они отличаются падением прочности, особенно при изгибе. Образцы бетона на силикатных щелочных компонентах разрушаются значительно медленнее и только по поверхности.
При испытании бетона на основе метасиликата натрия в 5 %-х растворах солей NaCl, MgSO4 и CaCl2 образцы выдерживают соответственно 45, 60 и 100 циклов без видимых следов нарушения структуры материала.
В случае повышения концентрации солей морозокоррозионная стойкость шлакощелочного бетона уменьшается, однако в начальный период более разрушительное влияние оказывают низкоконцентрированные растворы ввиду более быстрого проникновения в структуру бетона.
Следовательно, высокие физико-механические показатели шлакощелочного бетона, характеризующие его долговечность и эксплуатационные свойства, в том числе и морозостойкость, связаны с особенностями структуры материала, его плотностью и проницаемостью, определяемыми в первую очередь фазовым составом гидратных новообразований вяжущего, прочностью контактной зоны «цементный камень — заполнитель» и характером поровой структуры материала.