Добавка в бетон для морозостойкости: Добавки в бетон для морозостойкости

Автор

Содержание

Добавки в бетон для морозостойкости


Какие морозостойкие добавки для бетона лучше?

Коренные вопросы, на которые должен быть дан ответ перед выбором добавки — каким бетоном Вы пользовались при строительстве? Что за тип сооружения и в каких условиях оно будет функционировать? Используется арматура и какого сечения или нет? Есть ли металлические закладные элементы и если есть, то с каким покрытием? При какой температуре планируется использовать бетон с морозоустойчивыми добавками? Все это крайне важно. В регионах с низкими температурами изначальная марка бетона уже должна быть высокой.

И все морозоустойчивые добавки — по составу совершенно разные. Самые простые — поташ и мочевина, первый помогает твердеть бетонной смеси при минус 25-30 градусов, вторая может значительно увеличить скорость схватывания. Посложнее использовать нитрат и нитрид натрия, и нужна осторожность при работе с ними — опасны для здоровья.

Есть добавки, работающие при минус 5 градусах для строений с арматурой сечением выше 5 мм, если она тоньше — из списка потенциально возможных для использования добавок «вычеркиваем» ХК (хлорид кальция)+НН (нитрид натрия) и ХК (поскольку это соль кальция от воздействия на него соляной кислотой, то вызовет коррозию).

То же самое — нельзя использовать ХК (хлорид кальция), если это, скажем, промышленный объект, работающий в агрессивной газовой среде.

Еще насчет выбора добавок: неплохо было бы пользоваться добавками того же производителя — так они лучше будут «дружить». Но зачастую это сделать трудно, покупают добавки от другого производителя. Не покупайте неизвестно что, притом самое дешевое — в лучшем случае это окажется добавка против затвердевания бетона при транспортировке, в худшем — абсолютно не подходящая Вашей конструкции добавка, которая ухудшит качество бетона и арматуры.

А насчет того, какие морозоустойчивые добавки лучше — те, которые наиболее часто применяются в строительстве и хорошо себя зарекомендовали, например вот эта

и вот эта

Их очень много, хороших добавок на рынке, от серьезных производителей. Просто выбирать надо, учитывая все. Для новичка в строительстве это сделать будет трудно. Поэтому хотелось бы порекомендовать лучший путь: найти технолога с завода ЖБИ (ближайшего), посоветоваться с ним, он Вам посоветует то, что будет для Вас оптимальным решением, и, возможно, на месте проконтролирует процесс смешивания и затвердевания — раньше так делали. Это вариант получения идеального качества.

www.remotvet.ru

Морозостойкие добавки в бетон – характеристики и применение

Бетон – один из самых важных строительных материалов. От того, насколько качественно сделан раствор и точно соблюдена технология его применения, зависит надежность и безопасность различных строительных объектов. Данный материал будет посвящен специальным добавкам, которые помогают процессу твердения материала в зимний период.

Если большинство строительных работ раньше останавливались в зимний период, сегодня возведение различных объектов можно осуществлять даже при низких температурах. Заливка зимой конструкций стала обычным делом.

На фото — добавка в бетон для морозостойкости Neomid Stopmoroz

Для этого только необходимо использовать определенные материалы, к примеру, антиморозные добавки в бетон и специальное оборудование, чтобы работы были выполнены также качественно и надежно, как и в обычный период.

Зимнее бетонирование: особенности, методы

Так как понижение температуры в растворе ниже 0°С останавливает процесс его затвердевания, работа ним при температуре от +5 °С и ниже имеет ряд своих нюансов. Инструкция требует, чтобы материал набрал определенную прочность, иначе при повышении температуры строительные объекты могут разрушиться.

Заливка при минусовой температуре

Для того чтобы бетон затвердевал в оптимальных температурно-влажных условиях, используют разные средства. Чаще всего применяются различные методы прогрева раствора, включающие его последующее выдерживание до достижения необходимых прочностных значений. Они зависят от вида конструкции, для которой используется раствор, и температуры окружающей ее среды.

Выделяют:

  • метод «термоса»;
  • способ предварительного разогрева бетона перед его заливкой в опалубку;
  • электрический нагрев для монолитных конструкций с помощью нагревательных проводов;
  • использование теплого бетона;
  • создание термоопалубки;
  • применяются специальные морозоустойчивые добавки в бетон или ускорители затвердевания.

В нашем случае нас интересует последний пункт. Рассмотрим подробнее добавки для бетона в мороз и ускорители твердения.

Как защитить бетонную смесь в мороз

Чтобы разобраться, для чего нужны морозостойкие добавки для бетона и ускорители, необходимо изучить процесс застывания такого раствора. Схватывание и затвердевание материала называют гидратацией цемента.

Это процесс кристаллизации разных минералов, входящих в его состав, в результате их взаимодействия с водой:

  • готовый раствор схватывается в течение первых суток после создания смеси. Начальная стадия этого процесса произойдет уже спустя 2 часа, если температура окружающей среды достигает +20 °С.
  • бетонный раствор схватывается полностью еще через 1 час при той же температуре. Если температура составляет 0 °С, время схватывания увеличивается до 10-20 часов.
  • следующая стадия готовности – твердение. По расчетам на данный этап уходит 28 дней, хотя по-настоящему этот процесс может идти годами, но в первые дни и месяцы он гораздо интенсивнее.

Применение нитрата кальция

Совет: вам необходимо обработать готовые ж/б конструкции или демонтировать старые, вам поможет услуга — резка железобетона алмазными кругами профессиональным оборудованием.

Марка бетона по морозостойкости

Морозостойкость – это максимально возможное число циклов заморозки и оттаивания, которые способны выдержать образцы определенного размера. При этом масса их не должна уменьшиться более чем на 5%, а потеря прочности на сжатие не более чем на четверть.

Применение морозостойкого бетона

Исходя из конкретных климатических условий того или иного региона, в котором осуществляется строительство объекта, определяется степень морозостойкости бетона (например, для Краснодара и Мурманска этот показатель будет разным). Данный показатель регулируется ГОСТом 1006(0-4)-95.

Совет: в готовой ж/б конструкции вам поможет сделать канал алмазное бурение отверстий в бетоне профессиональными коронками нужного диаметра.

Добавка для фундамента

Этот параметр особенно важен для бетонных растворов, используемых при возведении наиболее ответственных объектов (например, опоры мостов). Чаще всего этот показатель напрямую зависит от плотности материала, так как более плотный обладает большей морозостойкостью. На упаковках данный показатель обозначен буквой F с цифрой от 25 до 1000, чем выше марка бетона, тем больше этот показатель.

Область применения марок от F25 до F100 – строительство жилых домов. Раствор с более высоким значением применяется при возведении сооружений гидротехнического назначения.

Виды и область применения

При возведении строительных объектов в зимний период (при температуре до -25 °С, при более низких показателях работать не стоит) специалисты рекомендуют применять бетон с морозостойкими добавками.

Такие присадки на производстве добавляют при температуре от -5 °С и ниже. Если температура выше, при замешивании бетонного раствора используют только горячую воду и не вводят никакие добавки.

Морозные добавки в бетон бывают двух видов:

  • ускоряющие процесс схватывания раствора;
  • способствующие понижению температуры замерзания воды (понижают температуру с 0°С до -10°С и ниже, не дают воде превратиться в лед, благодаря чему, процесс схватывания бетона происходит в те же сроки, что и при положительных температурных значениях).

К последним относится и антиморозная добавка для бетона, где в качестве присадок выступают аммиачный раствор, карбамиды, спирты многоатомные, нитрит натрия.

Присадка Nitcal для бетонов и растворов

Совет: при изготовлении раствора своими руками с помощью бетономешалки или без нее, использование противоморозных присадок является обязательным. Они вводятся в раствор бетона строго в соответствии с рекомендациями производителя.

Запомните, что экономить на стоимости присадок нельзя, их цена – залог нужного результата.

Также недопустимо использовать добавки низкого качества:

  1. Такая ложная экономия ухудшит характеристики бетонного раствора.
  2. Такие присадки нельзя добавлять в большом количестве.
Ответы на вопросы

Некоторые застройщики считают, что использование противоморозных присадок способствует снижению прочности бетонного материала, однако это не совсем так. В первые дни после заливки затвердевание бетона происходит медленнее, чем у бетона, не содержащего присадки, но через эталонные 28 дней прирост прочности раствора начнет увеличиваться.

Антифризная присадка для бетонной смеси

Также существует мнение, что добавка в бетон при морозе усиливает коррозийные процессы на арматуре железобетонных конструкций. Действительно, если она содержит хлориды, это может способствовать развитию таких процессов на металле. Но присадки, имеющие в своем составе нитрит натрия, наоборот, замедляют их.

Совет: специалисты рекомендуют в зимнее время, несмотря на использование противоморозных присадок, при заливке бетонных конструкций дополнительно их обогревать.

Вывод

Бетонные работы в зимнее время без использования специальных антиморозных присадок не дадут необходимого результата. Кроме того, нельзя экономить на таких материалах, приобретая некачественный продукт. Применение добавок строго регламентируется инструкцией производителя.Видео в этой статье поможет найти вам дополнительную информацию по этой тематике.

загрузка. ..

masterabetona.ru

Готовим противоморозную добавку в бетон своими руками

Когда строительство ведется в холодную пору, раствор становится менее пластичным и вода в нем подмерзает. Противоморозная добавка в бетон своими руками поможет справиться с этой проблемой.

Противоморозные добавки, их функции и состав

В бетонный раствор добавляется до 10% воды, в зависимости от того, с какой целью используется раствор — для кирпичной кладки, фундамента или заливки стяжки пола.

Отвердевание бетонного раствора значительно замедляется при снижении температуры. Если температура доходит до минусовых показателей, даже не очень низких (- 3-5◦ С), вода в растворе начинает замерзать. Вследствие этого бетон практически перестает застывать. Вместо этого он просто замерзает. При размораживании он все же затвердевает, но становится рыхлым и значительно утрачивает свои прочностные характеристики.

Чтобы сохранить возможность набора бетоном прочности, необходимо обеспечить наличие в нем жидкого компонента. Антиморозные добавки способствуют этому.

В продаже есть целый ряд добавок-пластификаторов для бетонных растворов. Они улучшают диспергирование твердых компонентов раствора. Это означает, что повышается рассыпчатость цемента, песка, гравия и превращение раствора в суспензию. При этом устойчивость раствора к замерзанию повышается до -15◦ С, а также ускоряется процесс затвердевания бетонного раствора.

Антиморозные добавки (антифризные), пластификаторы производятся как отечественными предприятиями, так и зарубежными фирмами. Из российских продуктов можно назвать Реламикс, Полипласт и другие. Также на рынке можно найти множество продуктов китайского производства.

Проблемой антиморозных добавок в большинстве случаев является то, что они содержат хлориды, способствующие коррозии армирующих деталей. Например, когда идет закладка фундамента или стяжки с армирующей сеткой.

Некоторые производители, например швейцарская компания Sika, предлагают антифризные добавки без содержания хлоридов.

Как сделать антифризную добавку пластификатор своими силами

Иногда нет возможности приобрести готовое средство, а стройку останавливать не хочется. В этой ситуации приходится изготавливать такую добавку пластификатор для бетона своими руками.

Самый простой и доступный способ — добавление в бетонный раствор обычной поваренной соли.

Научным языком ее называют хлоридом натрия. Соли, если вспомнить школьный курс химии, вообще способствуют понижению температуры замерзания растворов.

Но хлорсодержащие добавки способствуют разрушению металлических элементов конструкции (если таковые присутствуют).

Как же поступить, если нужно защитить металлические детали? В такой ситуации придут на помощь так называемые ингибиторы коррозии. Это вещества, которые в значительной мере замедляют ржавение металлических элементов. В такой роли чаще всего выступает нитрит нитрат калия (ННК) — промежуточный продукт производства калиевой селитры.

Чтобы приготовить незамерзающий пластификатор для бетона своими руками, в раствор вместе с водой добавляют 3-4% от объема сухого цемента поваренную соль или хлористый калий и ННК. Соотношение NaCl или КCl и нитрита нитрата калия должно быть 1:1. Для улучшения пластичности бетона к раствору также добавляют мочевину в объеме 7-10%.

Противоморозный пластификатор для бетона своими руками можно приготовить и с помощью аммиачной воды. Это, пожалуй, самый бюджетный способ сделать бетонный раствор более пластичным и не теряющим прочностных характеристик в холодную погоду.

Аммиачная вода имеет значительно меньший коэффициент расширения, чем, например, водный раствор солей. Кроме того, это вещество не только не способствует коррозии металла, а, наоборот, замедляет его. Еще одно преимущество этой добавки состоит в том, что высолы на кладке появляются гораздо реже или вообще отсутствуют.

Концентрация аммиачной воды напрямую зависит от температуры, при которой ведутся бетонные работы. Она может составлять от 5 до 20%. Чем ниже температура воздуха, тем аммиачная вода должна быть более концентрированной.

При изготовлении пластифицирующих антифризных добавок к бетону своими руками стоит помнить, что для разных бетонных работ нужны различные добавки в различном количестве. Для этого есть специальные таблицы. В них представлены расчеты добавок при разных температурных режимах работы.

Однако специалисты строительной отрасли говорят, что для самостоятельного застройщика лучше приобретать готовые антифризные пластифицирующие смеси и добавлять их, четко следуя инструкции.

В то же время сами строители предпочитают не пользоваться готовыми смесями и растворами-незамерзайками, поскольку знают все секреты прочности и пластичности бетона.

tvoygarazh.ru

Морозостойкие добавки в цементный раствор

Главная|Цемент|Морозостойкие добавки в цементный раствор

Дата: 30 января 2017

Просмотров: 1496

Коментариев: 0

Производя строительство, ремонтируя здания в зимнее время, строители сталкиваются с серьезными проблемами, связанными с отрицательной температурой. Она затрудняет твердение бетонного массива. Это связано с повышенной концентрацией содержащейся воды, начинающей замерзать при -3 градусах Цельсия. На ранней стадии затвердевания бетона замерзшая вода расширяется, разрушает массив, нарушает целостность, снижает прочность, что сказывается на долговечности.

При необходимости зимой выполнить бетонирование в цементный раствор вводятся специальные противоморозные добавки, обеспечивающие необходимое время гидратации. Их введение повышает однородность смеси, прочностные характеристики, затрудняет растрескивание, сокращает продолжительность твердения.

Противоморозные добавки в раствор содержат соляную кислоту, натриевый и кальциевый хлорид, другие компоненты. Они повышают пластичность состава, положительно влияют на морозостойкость, ускоряют процесс твердения, качество монолита. Рассмотрим назначение применяемых добавок, влияние на цементную смесь, специфику применения.

Как правило, при значительном понижении температуры окружающей среды строители начинают испытывать дополнительные трудности в ходе работы с бетоном и всевозможными растворами

Область применения

Противоморозные добавки в раствор бетона используются при выполнении работ в зимний период года. Естественно, зима затрудняет производство строительных мероприятий, вносит ряд серьезных ограничений на производство работ, связанных с бетонированием.

Профессиональные строители нашли выход из создавшейся ситуации и вводят морозостойкие добавки в состав цементных смесей, позволяющие производить строительство, ремонт при снижении температуры до минус 25 градусов Цельсия. Сфера использования достаточно широка:

  • строительство монолитных конструкций из бетона;
  • изготовление железобетонных изделий, сборной бетонной продукции на заводах ЖБИ;
  • возведение сооружений с применением стальной арматуры;
  • формирование элементов и отдельных частей сборных строительных конструкций;
  • герметизация стыков монолитно-сборных объектов;
  • выполнение стяжки;
  • выполнение штукатурки поверхности;
  • подготовка смесей для кладки с улучшенными технологическими характеристиками;
  • приготовление сухих строительных составов для фиксации облицовочных элементов;
  • изготовление вспененных блоков, изделий на основе шлаков, обладающих требуемыми эксплуатационными характеристиками.

Пластификаторы позволяют зимой выполнять спектр работ, начиная с традиционной кладки кирпичных или блочных стен, и заканчивая возведением монолитных бетонных конструкций с использованием технологи несъемной опалубки.

Используя противоморозные добавки в бетон, вы сможете осуществлять бетонные работы на строительной площадке даже в зимний период времени

Влияние добавок

Вводимая в бетонную смесь, согласно рекомендациям предприятия-изготовителя, противоморозная добавка положительно влияет на эксплуатационные характеристики:

  • Повышает устойчивость цементного раствора к влиянию отрицательных температур.
  • Сохраняет целостность бетонного монолита при многочисленных циклах глубокого замерзания с последующим оттаиванием.
  • Увеличивает стойкость бетона к проницаемости массива водой.
  • Значительно повышает прочностные характеристики после твердения.
  • Существенно сокращает время схватывания, твердения при отрицательных температурах.
  • Замедляет коррозионные процессы, связанные с повышенной концентрацией хлоридов.

Противоморозные добавки в раствор готовят самостоятельно, используя предлагаемые на строительном рынке пластификаторы, или заказывают специально подготовленные для работы при отрицательных температурах составы.

Обеспечение повышенных эксплуатационных свойств цементного состава связано со следующими особенностями вводимых компонентов, которые:

  • уменьшают температурный порог замерзания воды;
  • увеличивают пластичность раствора, уменьшая объем воды, необходимой для затворения;
  • повышают плотность бетона, который после укладки сохраняет физические свойства, успевает затвердеть;
  • обеспечивают однородность цементной смеси;
  • улучшают коэффициент сцепления бетона со стальной арматурой.

Добавка в раствор может сочетаться со специальными пластификаторами, которые влияют на повышение отдельных характеристик смеси. Возможность совместного применения регламентирована производителями противоморозных ингредиентов. Использование специальных растворов обеспечивает возможность снижения температуры замерзания воды в бетонном растворе с 0 °С до -25 °С.

Специфика использования

Добавки в раствор обеспечивают необходимый эффект при условии соблюдения процентной концентрации. При несоблюдении рецептуры, введении добавок с отклонениями от рекомендаций изготовителей процесс гидратации приостановится, произойдет замораживание цемента.

При возрастании температуры на 4-5 градусов Цельсия процесс гидратации возобновится, но структура бетонного массива изменится, что отразится на прочностных характеристиках.

Благодаря высокой прочности изделий, изготавливаемых с использованием противоморозных добавок в бетон, их можно использовать в промышленных целях

Введенные в необходимых количествах противоморозные добавки улучшают водонепроницаемость, увеличивают плотность, замедляют коррозионные процессы, а также повышают прочность массива.

Важной особенностью применения противоморозных ингредиентов является соблюдение требования техники безопасности. Используемые при отрицательных температурах натриевый нитрат, поташ – ядовитые и опасные для здоровья человека компоненты. Недопустимо их попадание на кожный покров, а также на слизистую оболочку.

Применяя морозостойкие добавки в бетонной смеси, используйте специальные комбинезоны, перчатки для защиты рук, очки. Обеспечивайте хранение веществ в закрытых помещениях.

Экономическая целесообразность применения

Введение в цементный раствор морозостойких ингредиентов экономически выгодно, достаточно просто с технологической точки зрения.

Предотвратить замерзание смеси для формирования прочной структуры можно следующими способами:

  • Осуществить обогрев бетонной массы с помощью воздушных пушек до момента набора эксплуатационной прочности, что является достаточно энергоемкой процедурой и технологически проблематично.
  • Произвести нагрев с помощью строительных фенов, нагнетающих поток горячего воздуха под предварительно нагретую поверхность бетонного массива.
  • Использовать сварочные аппараты, нагревающие находящуюся в растворе стальную проволоку. Процесс требует соблюдения специальных требований техники безопасности, не отличается экономичностью.
  • Применить морозостойкие компоненты комплексного действия, позволяющие с минимальными финансовыми затратами обеспечить технологический режим твердения бетона и достижение им эксплуатационной прочности.

Противоморозная добавка обеспечивает в два раза больше экономии денежных средств по сравнению с прогревом паром и в полтора раза экономнее, чем электрообогрев. Введение в цементный раствор специальных присадок обеспечивает сокращение сроков ввода в эксплуатацию бетонных конструкций.

Разновидности вводимых ингредиентов

Специальные морозостойкие компоненты, вводимые в бетонный раствор, снижают порог замерзания воды, не позволяют ей заледенеть.

Используя противоморозные добавки, вы значительно снизите риск усадочных деформаций бетонной монолитной конструкции

В качестве противоморозных добавок используют:

  • натриевый нитрит, который, также, называют азотистокислым натрием. Он используется при выполнении строительных мероприятий при снижении температурного режима до -15 градусов Цельсия;
  • углекислый калий, который известен как поташ, применяемый во время бетонирования при температуре до — 30°С. Введение компонентов не вызывает коррозионных процессов на арматуре и появления солей на поверхности затвердевшего бетона;
  • хлорсодержащие натриевые и кальциевые составы, обеспечивающие возможность зимнего бетонирования, но ускоряющие коррозионное разрушение стальных элементов арматуры.

При подготовке морозостойкого состава учитывайте рекомендации производителя, температуру окружающей среды, концентрацию добавок, соответствующую доли цемента.

Например, при изменении температуры воздуха с -5°С до -15°С расход поташа, вводимого в цементный состав, увеличивается с 5% до 10%, а нитрата натрия – с 4% до 8%. Согласно виду противоморозных добавок, их концентрация в цементной смеси изменяется от 2% до 10%.

Наряду со специальными добавками для обеспечения противоморозных характеристик вводят пластификаторы. Их введение способствует увеличению пластичности раствора, характеризующегося уменьшенной концентрацией воды. Концентрация пластифицирующих веществ изменяется в зависимости от вида выполняемых работ:

  • При выполнении кирпичной или блочной кладки концентрация составляет 5-10% от массы цемента.
  • Для бетонирования концентрация пластификаторов возрастает до 10-15%, что позволяет бетону превратиться в монолит до того, как замерзнет содержащаяся влага.

Пластификаторы значительно повышают текучесть и не применяются для выполнения штукатурных работ, при которых они могут раньше стечь с поверхности стен, чем успеют схватиться. Комплексное применение различных ускорителей твердения значительно повышает качество бетона, эксплуатационные характеристики.

Использование готовых составов

Применение готовых сухих смесей с противоморозными ингредиентами широко используется при выполнении строительных работ в зимнее время. Произведенные по промышленной технологии готовые составы применяются для следующих работ:

  • выполнения кладки с помощью тяжелых смесей, а также цементных составов (с введением извести) объемным весом более 1,5 т/м3;
  • производства отделочных мероприятий с применением цементно-известковых смесей плотностью менее 1,5 т/м3.

Использование предварительно подготовленных промышленным образом противоморозных составов намного удобнее, чем самостоятельный замес специального назначения. При этом отпадает необходимость учитывать совместимость ингредиентов и подбирать рецептуру. Однако готовые составы отличаются высокой ценой, повышающей сметную стоимость строительства в зимний период.

Подготовка к использованию готового противоморозного состава в бытовых условиях требует разведения смеси теплой водой, тщательного перемешивания с использованием специально одетой на дрель насадки.

Заключение

Понимая актуальность выполнения строительных мероприятий в зимнее время, целесообразно использовать морозостойкие добавки в бетонные растворы, обеспечивающие возможность выполнения работ при значительном снижении температуры. Квалифицированный подход к выбору противоморозных компонентов, соблюдение рецептуры позволят не только значительно ускорить строительные работы, но и обеспечить сокращение сроков мероприятий, повысить качество бетонных конструкций.

pobetony.ru

Добавки в бетон: морозостойкие, воздухововлекающие, увеличивающие прочность

Химические добавки в бетон улучшают технические характеристики бетонного покрытия, делают его устойчивым к воздействию негативных внешних факторов. Но, кроме этого, помогают раствору быстрее застыть, а также сделать его более податливым. Каждая добавка имеет определенные качества, поэтому прежде чем начать их использовать, следует внимательно изучить классификацию и предназначение материала.

Зачем используются?

Добавляемые химические вещества в смесь песка, цемента и воды, обладают определенными свойствами. Добавки для бетонов и строительных растворов предназначены для следующих целей:

Определенные компоненты не дают высолам выступить на поверхности материала.
  • улучшить технические характеристики;
  • повысить антикоррозийность смеси;
  • защитить поверхность стены или пола от негативного воздействия природных факторов;
  • избежать появления на поверхности высолов;
  • сэкономить цемент, потому что некоторые добавляемые вещества способны улучшать качество смеси, делая ее более пластичной, податливой;
  • преобразить внешний вид покрытия.

Классификация

Пластификаторы

Такие компоненты повышают пластичность и эластичность смеси. Но, кроме этого, производятся поверхностно-активные компоненты, которые добавляют в бетоносодержащие смеси. Это стабилизирующие добавки, главное предназначение которых — уменьшить количество влаги в растворе. Свойства пластификаторов такие:

  • повысить подвижность на 3—4 класса;
  • снизить расход воды;
  • устранить водоотделение, из-за которого смесь расслаивается и прочность бетона существенно снижается.
Довольно популярным является средство суперпластификатор М5 plus.

Производством качественных бетонных пластификаторов занимается компания «СкайТрейд», имеющая в ассортименте различные виды пластифицирующих добавок, например, T Rapid R1. Для материала подходят цементы различных марок, рекомендуемый диапазон дозирования — 0,5—1,17% от общей массы цемента. Другие разновидности пластифицирующих добавок:

  • суперпластификатор M5plus;
  • пластификатор для теплых полов M5plus;
  • «Мувикрит»;
  • «Вибро»;
  • «Люкс».

Морозостойкие

Антиморозные добавки для бетона придают жидкости, входящей в состав смеси, свойства антифриза, поэтому вода начинает замерзать не при 0 °C, а при —25. Благодаря такому взаимодействию бетонные строительные растворы способны отвердевать даже при низких температурах, что позволяет продолжать строительство даже в холодное время года.

Морозостойкая добавка в бетон в составе содержит такие компоненты:

  • нитрит натрия;
  • нитрат кальция;
  • хлорид натрия.
Средство Полипласт повышает устойчивость материала к низким температурам.

Популярные добавки в бетон для повышения морозостойкости товарного бетона такие:

  • «Криопласт 30»;
  • «Криопласт Альфа»;
  • «Криопласт Люкс»;
  • «Полипласт» Nord.

Ускорители отвердения

Присадки для бетона, увеличивающие скорость затвердевания, способствуют более активному процессу схватывания смеси. Зачастую такие компоненты добавляются в бетон во время монтажа сборных конструкций из железобетонных элементов. Кроме этого, рекомендуется добавлять ускорители при возведении густоармированных сооружений или тонкостенных перегородок. В качестве ускорителя отвердевания используются водные растворы таких химических составляющих:

  • хлорид кальция;
  • хлорид натрия;
  • нитрат кальция;
  • тринатрийфосфат;
  • нитрит-нитрат кальция;
  • нитрит-нитрат-хлорид кальция;
  • нитрат натрия.

Новые ускорители, хорошо зарекомендовавшие себя на строительном рынке:

  • «Реламикс-М»;
  • «Реламикс Торкрет».

Воздухововлекающие

Это компоненты, усиливающие химическую реакцию цементного раствора, благодаря чему смесь обогащается воздушными пузырьками, создающими микропористую структуру. Благодаря такому эффекту возрастает показатель морозостойкости бетонной поверхности. Кроме этого, воздухововлекающие добавки увеличивают водонепроницаемость конструкции. Улучшенный бетон прослужит дольше и будет более устойчив к воздействию негативных погодных факторов. Популярными считаются такие марки:

  • «Аэропласт»;
  • «Полипласт Аэро».

Замедлители твердения

Если возникла необходимость в замедлении отвердения, то можно воспользоваться средством Линамикс П-120.

Применение добавок для бетона, замедляющих твердение, зачастую требуется при перевозке готового раствора на большие расстояния. Кроме этого, компоненты используются в строительстве, когда во время возведения конструкции требуется непрерывное бетонирование с отсутствием рабочих швов, снижающих прочность монолита. Затвердители тормозят химические процессы гидролиза и гидратации, благодаря чему раствор схватывается намного медленнее. Качественные марки:

  • «Линамикс П120»;
  • «Линамикс СП-180».

Модификаторы

Существенно улучшают технические характеристики материала, продлевают долговечность конструкции, усиливают прочность, повышают коэффициент влагонепроницаемости, улучшают качество защитного покрытия. Отлично справляется с этими функциями модификатор бетона МБ 01. Это материалы нового поколения, повышающие реологические свойства бетонов.

Гидроизолирующие

Во время заливки фундамента без бетона не обойтись, поэтому немаловажно защитить подвальное помещение и полы в нем от проникновения влаги. Для этих целей используются добавки, придающие бетонной поверхности водоотталкивающие свойства.

Средство Кальматрон Д служит альтернативой другим гидроизолирующим средствам.

Повышающая гидрофобные качества бетона добавка «Кальматрон Д» позволяет надежно уберечь бетон от влаги, при этом отпадает необходимость дополнительно защищать покрытие рубероидом или битумной обмазкой. Принцип действия материала простой: проникая в раствор, примесь кристаллизуется, закупоривая микропоры и трещины, благодаря чему риск проникновения влаги внутрь конструкции равен нулю.

Увеличивающие прочность

Материал предназначен для увеличения плотности бетона. При взаимодействии с компонентами смеси, добавка заполняет образовавшиеся внутри пустоты. Благодаря такому эффекту конструкция становится более морозо- и водоустойчивая. Максимальную прочность, долговечность и гладкость поверхности из бетона обеспечит укрепляющая добавка в раствор HLV-15. Материал прост в применении и способен существенно улучшить технические характеристики изделия.

Красящие пигменты

Чтобы окрасить материал, нужно использовать очень устойчивые пигменты.

Производство цветного бетона — сложный процесс, для осуществления которого химия — главный помощник. Дело в том, что при изготовлении материала происходят мощные щелочные реакции, под влиянием которых обычные красители моментально обесцвечиваются. Поэтому чтобы окрасить бетонный кирпич, применяются устойчивые к щелочи и ультрафиолетовым лучам окиси железа и хрома. На строительном рынке хорошо зарекомендовали себя пигменты от таких производителей:

  • Bayferrox Lanxess;
  • Precolor AS;
  • Cathay Industries.

Применение

Зачастую такие материалы необходимы при наличии высоких требований к железобетонным конструкциям, касаемых гидрозащиты и морозостойкости. Кроме этого, добавки используются, если в раствор добавляют нестандартные заполнители, например, мелкий песок. Еще без добавок не обойтись, если на готовое сооружение планируется воздействие повышенных нагрузок. Используется материал и при устройстве монолитных конструкций, в состав раствора которых входят минеральные расширяющие примеси.

Добавки в бетон MasterAir

Как работает MasterAir?

Воздухововлекающие добавки MasterAir способствуют образованию системы мелких закрытых пор внутри бетона, что увеличивает его морозостойкость и долговечность.

Что делает MasterAir уникальным решением?

Использование MasterAir для транспортных бетонов

Использование добавок MasterAir от Master Builders Solutions приводит к увеличению морозостойкости бетона и стойкости к износу от циклических замораживаний. 

Согласно требованиям ГОСТ 26633 п 4.4.3 «Бетонные смеси для бетонов марки по морозостойкости F1 200 (F2 100) и выше следует изготовлять с применением воздухововлекающих (газообразующих) добавок. Содержание вовлеченного воздуха в бетонной смеси должно быть не менее 4 %. »

Воздушные поры служат в качестве пространства для снижения гидравлического давления, возникающего при замерзании поровой жидкости. Поры в бетоне становятся достаточно эффективными в бетоне, если они распределены по всей матрице. 

Добавки MasterAir создают мелкие поры диаметром менее 300 мкм, которые наиболее полезны для повышения морозостойкости. Также, характерным значением является так называемый «фактор расстояния», статистически рассчитанное значение для расстояния точки в затвердевшем цементе от края следующей воздушной поры (<300 микрон).

Эффективность добавок MasterAir подтверждается исследованиями Master Builders Solutions и многолетним опытом применения. 

Добавки MasterAir для применения в транспортных бетонах

MasterAir 125 / MasterAir 126 — добавки на основе водного раствора специальных натуральных поверхностно-активных веществ, для создания идеальной поровой системы из мелких пор. Опыт на рынке – более 10 лет.

MasterAir 105 — добавка на основе синтетического сырья, для эффективной работы при применении трудных заполнителей включая мелкие пески и отсевы.

Область применения

  • Для плотин и гидротехнических сооружений
  • Для мостовых и дорожных сооружений
  • Для портов, доков, пирсов и других морских сооружений
  • Для резервуаров, водонапорных башен и очистных сооружений
  • Для парковок и гаражей
  • Для взлетно-посадочных полос аэропорта​

Преимущества применения MasterAir для транспортного бетона

  • ​Мелкие поры от 10 мкм до 300 мкм, способствующие повышению морозостойкости
  • Более равномерное распределение воздушных пор в бетоне (система воздушных пор) по сравнению с классическими воздуховолекающими добавками
  • Стабильное воздухововлечение
  • Лучшая пластичность и формуемость смеси
  • Уменьшение расслоения и водоотделения смеси

Использование MasterAir для кладочных растворов

​Комплексные добавки MasterAir позволяют производить строительные и кладочные растворы с отсроченным началом схватывания.

 

Благодаря применению MasterAir получается пластичный клейкий раствор, идеально подходящий для кладки. Задержка схватывания позволяет использовать раствор до 36 часов.

Особенности растворов с комплексными растворными добавками MasterAir

  • Хорошая адгезия раствора к поверхности кирпича
  • Хорошую работоспособность благодаря длительной задержке схватывания
  • Большое количество вовлеченного воздуха, который улучшает изоляционные свойства
  • Расширение диапазонов заполнителей — растворная смесь обладает требуемыми реологическими свойствами даже при использовании средних и крупных песков

Область применения комплексных растворных добавок MasterAir


  • Цементные растворы для кладки и штукатурки
  • Растворы, используемые при высоких температурах окружающей среды​​​

Комплексные добавки MasterAir для строительных и кладочных растворов с эффектом замедления схватывания


MasterAir 81, MasterAir 85 и MasterAir 86 – для кладочных растворов с сохраняемостью до 6 часов. Преимущества – низкие дозировки, наилучшее соотношение цена/качество.

​​ MasterAir 87 и MasterAir 90 – для строительных и кладочных растворов с повышенной прочностью на сжатие. Преимущества – добавляют до +50% к прочности раствора на сжатие в 7 и 28 суток.​

ВСН 150-93 Указания по повышению морозостойкости бетона транспортных сооружений

АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО КОРПОРАЦИЯ «ТРАНССТРОЙ»

УКАЗАНИЯ
ПО ПОВЫШЕНИЮ МОРОЗОСТОЙКОСТИ
БЕТОНА ТРАНСПОРТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

ВСН 150-93

МОСКВА 1993

Разработаны ордена Октябрьской революции научно-исследовательским институтом (НИИТСом) — канд. техн. наук В.С. Гладков.

Внесены ордена Октябрьской революции научно-исследовательским институтом транспортного строительства (НИИТСом).

Подготовлены к утверждению научно-техническим центром Акционерного общества Корпорация «Трансстрой».

Согласованы фирмами «Морречстрой». «Трансстройиндустрия» и «Мостострой».

С введением в действие Указаний по повышению морозостойкости бетона транспортных сооружений ВСН 150-93 теряют силу «Технические указания по повышению морозостойкости бетона транспортных сооружений» (ВСН 150-68 Минтрансстроя СССР).

Акционерное общество Корпорация «Трансстрой»

Ведомственные строительные нормы

ВСН 150-92

Указания по повышению морозостойкости бетона транспортных сооружений

Взамен
ВСН 150-68

1. 1. Указания предназначены для применения в производстве бетонных работ как при возведении транспортных сооружений, так и при изготовлении сборных бетонных и железобетонных конструкций транспортного назначения с использованием тяжелого бетона.

Указания могут быть применены при возведении сооружений и изготовлении сборных конструкций другого назначения.

1.2. Применение Указаний обязательно во всех случаях, когда к бетону транспортных сооружений и конструкций предъявляются требования по морозостойкости 100 и выше.

1.3. Все вновь составляемые ведомственные технические нормативные документы должны учитывать требования настоящих Указаний.

1.4. Указания с целью надежного обеспечения требуемой морозостойкости предусматривают обязательное выполнение комплекса технических мероприятий, разработанного с учетом условий эксплуатации бетона и включающего:

1) выбор материалов для бетона:

2) назначение состава бетона с ограничением В/Ц и введением в него химических добавок для регулирования поровой структуры;

3) качественное приготовление бетонной смеси и эффективный способ ее укладки;

4) благоприятный и достаточно длительный режим твердения бетона.

Отклонения от требования Указаний в сторону их смягчения могут быть допущены только на основании специальных исследований и с разрешения организации, утвердившей настоящие Указания.

Внесены Всесоюзным научно-исследовательским институтом транспортного строительства (ЦНИИС)

Утверждены Акционерным обществом Корпорация «Трансстрой»
Приказ № МО-20 от 28.01.93

Срок введения в действие
1 октября 1993 г.

1.5. Более высокие и жесткие требования к технологии бетона, содержащиеся в действующих нормативных документах по производству бетонных работ и изготовлению сборных бетонных и железобетонных конструкций для отдельных видов транспортных сооружений, настоящими Указаниями не отменяются, а должны строго выполняться.

1.6. Указания не распространяются на производство бетонных работ при строительстве бетонных покрытий и оснований аэродромов и автомобильных дорог и при изготовлении железобетонных плит сборных покрытий аэродромов и автомобильных дорог. Требования к технологии бетона для указанных сооружений и конструкций приведены в ГОСТ 26633-85, СНиП 3.06.03-85, СНиП 3.06.06-85, BCH 139-80 Минтрансстрой, ГОСТ 25912.0-91, ТУ 35-1215-83, ТУ 35-871-83.

2.1. В качестве вяжущего для бетонов в зависимости от требований морозостойкости и назначения конструкций применяются следующие виды цементов:

для бетонов марки F 100 - портландцемент и его разновидности по ГОСТ 10178-85, для бетонов марок F 200 к F 300 — портландцемент и его разновидности по ГОСТ 10178-85, в клинкере которых содержание трехкальциевого алюмината (С3А) не превышает 10%, а для бетона мостов и труб, стоек опор контактной сети и автоблокировки — не превышает 8%; для бетонов марок F 400 и F 500 - портландцемент и его разновидности по ГОСТ 10178-85, в клинкере которых содержание С3А не превышает 8%.

Содержание активных минеральных добавок в цементе, используемом для бетона марки F 400 и выше, не должно превышать 5% по массе.

При действии на морозостойкий бетон агрессивной воды — среды выбор цемента необходимо осуществлять в соответствии с требованиями главы СНиП 2.03.11-85.

При предъявлении к бетону или бетонной смеси для отдельных видов конструкций специальных требований (например, нерасслаиваемости при центрифугировании) выбор цемента должен производиться с учетом требований соответствующих нормативных документов на изготовление этих конструкций.

2.2. В морозостойких бетонах, насыщаемых при оттаивании неагрессивной водой, разрешается при технико-экономическом обосновании применять сульфатостойкие портландцементы по ГОСТ 22256-76*.

2.3. В морозостойких бетонах рекомендуется применять пластифицированные или гидрофобные портландцементы, удовлетворяющие требованиям, пп. 2.1, 2.2 настоящих Указаний.

2.4. Заполнители бетонов должны соответствовать требованиям ГОСТ 10268-80.

2.5. Для повышения морозостойкости и водонепроницаемости бетона, улучшения технологических свойств бетонной смеси и экономного расходования цемента следует вводить в бетонную смесь химические добавки пластифицирующего, пластифицирующе-воздухововлекающего, воздухововлекающего или газообразующего действия. Перечень рекомендованных добавок приведен в таблице 1.

Таблица 1

Вид добавок

Наименование добавок

Обозначение

Стандарты и технические условия на добавки

Пластифицирующие:

суперпластификаторы

Разжижитель С-З

С-З

ТУ 6-14-625-80**

сильнопластифицирующие

Лигносульфонат технический модифицированный

ЛСТМ-2

ОСТ 13-287-85

среднепластифицирующие

Лигносульфонат технический

ЛСТ

ОСТ 13-183-83

Пластифицирующе-воздухововлекающие

Щелочной сток производства капролактама

ЩСПК

ТУ 113-03-488-84

Этиленликонат натрия

ГКЖ-10

ТУ 6-02-696-76

Метилсиликонат натрия

ГКЖ-11

ТУ 6-02-696-76

Воздухововлекающие

Смола нейтрализованная воздухововлекающая

СНВ

ТУ 81-05-75-74*

Смола древесная, омыленная

СДО

ТУ 13-05-02-83

Клей талловый пековый

КТП

ОСТ 13-145-82

ОСТ 31-12-77

Синтетическая поверхностно-активная добавка

СПД

ТУ 38-101253-77

Газообразующие

Полигидросилоксан 136-11 (кремнийорганическая жидкость ГКЖ-94)

ГКЖ-94

ГОСТ 10834-76*

2.6 Вода для затворения бетонной смеси и приготовления растворов химических добавок должна соответствовать ГОСТ 23732-79.

3.1. Проектирование и подбор составов бетона марок F 100 ¸ F 300 осуществляют в соответствии с пп. 3.2 — 3.17 настоящих Указаний и приложением 1 .

Проектирование и подбор составов марок F400 н F500 для сборных конструкций, насыщаемых пресной водой, производят в соответствии с приложением 2.

Рекомендации по подбору состава бетона особовысокой морозостойкости для морских сооружений и по технологии изготовления тонкостенных железобетонных конструкций из этого бетона приведены в приложении 3.

3.2. При проектировании состава морозостойких бетонов следует учитывать ограничения максимального водоцементного отношения и назначение необходимого объема вовлеченного воздуха в бетонной смеси, устанавливаемых в зависимости от проектной марки морозостойкости бетона, условий эксплуатации конструкции (состав воды-среды) и условий твердения бетона в соответствии с пп. 3.3 — 3.6 .

3.3. Максимально допустимые значения водоцементного отношения для бетонов марок F 100 ¸ F 300 принимаются по таблице 2 (для бетонов, оттаивающих в пресной или слабоминерализованной воде при общем содержании солей 5 и менее г/л) и по таблице 3 (для бетонов, оттаивающих в морской или минерализованной воде при общем содержании соли более 5 г/л) при содержании в бетонной смеси вовлеченного воздуха в соответствии с пп. 3.4 — 3.7 .

Таблица 2

Mарка морозостойкости

Максимально допустимые В/Ц для бетона, оттаивающих в пресной или слабоминерализованной воде

твердевших в естественных условиях

подвергшихся тепловой обработке

F100

0,60

0,55

F150

0,57

0,52

F200

0,55

0,50

F300

0,47

0,45

Примечания 1. Применение воздухововлекающих и пластифицирующе-воздухововлекающих добавок обязательно в бетонах марок F200 и F300.

2. В бетонах марок F100 и F150, приготовленных без добавок, повышающих морозостойкость, значение В/Ц должно быть уменьшено на 0,05.

Таблица 3

Марка морозостойкости

Максимально допустимые В/Ц для бетонов, оттаивающих в минерализованной и в морской воде с общим содержанием солей более 5 г/л

твердевших в естественных условиях

подвергшихся тепловой обработке

F100

0,55

0,50

F150

0,52

0,47

F200

0,50

0,45

F300

0,43

0,40

Примечание. Применение воздухововлекающих и пластифицирующе-воздухововлекающих добавок в бетонах марок F100 ¸ F300 обязательно.

3.4. Воздухосодержание уплотненной бетонной смеси для морозостойких бетонов марок F100 ¸ F300, насыщаемых в условиях эксплуатации пресной или слабоминерализованной водой, должно составлять в среднем 3-5% по объему, но быть не меньше 2%.

Воздухосодержание уплотненной бетонной смеси для морозостойких бетонов марок F100 ¸ F300, насыщаемых в период эксплуатации морской или минерализованной водой при общем содержании солей более 5 г/л, должно соответствовать таблице 4.

Таблица 4

Наибольшая крупность крупного заполнителя, км

Воздухосодержание в % по объему при В/Ц

менее 0,40

0,41-0,50

более 0,50

10

2-4

3-5

5-7

20

2-3

2-4

4-6

40

2-3

2-3

3-5

70

2-3

2-3

2-4

3.5. Объем вовлеченного воздуха в бетонных смесях для мостовых конструкций должен составлять 2-4%, а для одежды проезжей части мостов — 5-6%.

3.6. Указанное в п. 3.4 , 3.5 воздухосодержание бетонных смесей должно достигаться при обязательном введении в них воздухововлекающих или пластифицирующе-воздухововлекающих добавок, соответствующих табл. 1 , или комплексных на их основе с целью распределения нормируемого объема вовлеченного воздуха в виде замкнутых пузырьков мельчайших размеров.

3.7. Комплексные добавки, состоящие из пластификатора и воздухововлекающего или пластифицирующе-воздухововлекающего компонентов, следует применять для повышения морозостойкости бетона и одновременного улучшения свойств бетонной смеси и уменьшения расхода цемента.

3.8. Рекомендованные дозировки добавок, в том числе комплексных, приведены в таблице 5.

Таблица 5

Условное обозначение добавок

Количество добавок в расчете на сухое вещество, %, массы цемента

ЛСТ+(СКВ, СДО, КТП, СПД)

(0,1 ¸0,2) +(0,003 ¸0,05)

ЛСТ+ГКЖ-94

(0,1 ¸0,2) + 0,15 кг

С-3+ (СНВ, СДО, КТП, СПД)

(0,3 ¸0,7) + (0,002 ¸0,05)

лстм-2+(Снв, сдо, ктн)

(0,1 ¸0,3)+(0,003 ¸0,03)

с-з+лст

0,45 + (0,07 ¸0,2)

с-з+щспк

(0,3 ¸0,7)+(0,15 ¸0,30)

щспк

0,15 ¸0,35

гкж-10

0,05 ¸0,2

гкж-11

0,05 ¸0,2

Примечания. 1. Из компонентов, указанных в скобках, применяется только один.

2. Кремнийорганическая жидкость ГКЖ-94 вводится в бетонную смесь только в виде 50%-ной водной эмульсин в количестве 0,3 кг на 1 м3 смеси.

3.9. При применении пластифицированного портландцемента в бетонную смесь следует вводить одну из воздухововлекающих добавок, соответствующих табл. 1. При применении гидрофобного портландцемента в бетонную смесь следует вводить добавку ЛСТ. Применение добавки С-3 в бетонах на пластифицированном или гидрофобном цементе не допускается.

Применение добавки ЛСТМ-2 в бетонах на пластифицированном или гидрофобном цементе допускается только после экспериментального исследования.

3.10. Дозировки добавок, в том числе и компонентов комплексных добавок, уточняются при подборе состава бетонной смеси на конкретных материалах с обеспечением минимальной водопотребности бетонной смеси, необходимого воздухосодержания у места ее укладки, достижения заданной прочности бетона и отсутствия повреждения структуры бетона при принятом в производстве режиме тепловлажностной обработки.

3.11. Воздухосодержание бетонной смеси следует регулировать при подборе состава изменением дозировки воздухововлекающей или пластифицирующе-воздухововлекающей добавки в пределах, указанных в таблице 5.

При этом должны быть учтены возможные потери вовлеченного воздуха бетонной смесью в зависимости от условий и длительности ее транспортирования, от интенсивности виброуплотнения. Должно быть также учтено, что:

а) воздухосодержание бетонной смеси увеличивается с возрастанием дозировки добавки, с ростом подвижности бетонной смеси, с увеличением доли песка в смеси заполнителей, при более эффективном перемешивании бетонной смеси;

б) воздухосодержание понижается с увеличением расхода цемента и с повышением температуры бетонной смеси.

Окончательно дозировка воздухововлекающей или пластифицирующе-воздухововлекающей добавки, в том числе в составе комплексной добавки, должна быть уточнена в пробном замесе, приготовленном в производственном смесителе.

3.12. Добавки ГКЖ-10 и ГКЖ-11 рекомендуется применять в бетонах марок не выше F 200, оттаивающих в пресной воде. Добавку ЩСПК рекомендуется применять в бетонах марок не выше F300, оттаивающих в пресной воде.

3.13. При выборе вида добавок следует исходить из целесообразности применения на одном бетонном заводе только одного вида добавки (или одной комплексной добавки) с учетом возможности ее использования для всей продукции, к бетону которой предъявляется требование морозостойкости.

3.14. Назначаемая подвижность бетонной смеси должна соответствовать принятому в производстве способу ее уплотнения. При этом должна быть учтена повышенная удобоукладываемость бетонных смесей с вовлеченным воздухом в количестве более 2% по объему, позволяющая снижать осадку конуса по сравнению со смесью без добавок или содержащей вовлеченный воздух до 2% в соответствии с таблицей 6 .

3.15. С целью предупреждения водоотделения в бетонных смесях и снижения морозостойкости бетона рекомендуется ограничивать подвижность смесей осадкой конуса не более 6 см для бетонов марки F300 и для бетонов зоны переменного уровня морских гидротехнических сооружений.

Таблица 6

Подвижность бетонной смеси без воздухововлекающих добавок или с содержанием вовлеченного воздуха до 2% по объему, см

Подвижность бетонной смеси, см, при содержании вовлеченного воздуха в % по объему

2-4

4-6

2-4

1-3

1-2

4-6

3-4

2-4

6-8

4-6

3-5

8-10

6-8

4-6

10-12

8-10

5-7

12-14

10-12

6-8

При соответствующем обосновании подвижность бетонной смеси для морозостойких бетонов может быть более 6 см по осадке конуса.

Допускается применение высокоподвижных и литых бетонных смесей с комплексными добавками по таблице 5.

3.16. Для уменьшения расхода цемента в морозостойких бетонах следует снижать водопотребность бетонных смесей путем:

1) введения в них комплексных добавок, содержащих наиболее эффективные пластификаторы;

2) использования пластифицирующего действия вовлеченного воздуха, каждый процент которого в объеме бетона позволяет снизить расход воды на 3-4 л.

3.17. Необходимая прочность морозостойких бетонов должна быть обеспечена соответствующим выбором соотношения количества цемента, объемов воды и вовлеченного воздуха при использовании линейной зависимости:

R б = f ,

где Ц — расход цемента, кг/м3, В — расход воды, л/м3, Д — объем вовлеченного воздуха в уплотненной бетонной смеси, %.

Указанная зависимость может быть получена путем предварительного испытания бетонов на выбранных для применения цементах и заполнителях, в том числе приготовленных без воздухововлекающих добавок.

3.18. Подбор состава морозостойкого бетона с химическими добавками следует производить путем установления оптимального соотношения между компонентами бетонной смеси, обеспечивающего выполнение требований, предъявляемых к бетонной смеси (подвижность, воздухосодержание) и к бетону (морозостойкость, пpочнocть, водонепроницаемость) и требований пп. 3.1- 3.17 настоящих Указаний.

Примеры подборов составов бетона с разными химическими добавками приведены в приложении 1.

4.1. Приготовление, транспортирование, укладку и формование бетонных смесей следует производить в соответствии с указаниями главы СНиП 3.03.01-87 и пп. 4.2- 4.12 настоящих Указаний.

4.2. При назначении рабочих составов бетона должны обязательно учитываться влажность заполнителей, а также вода, вводимая с растворами добавок, с целью обеспечения заданного водоцементного отношения.

4.3. Приготовление бетонных смесей следует производить в бетоносмесителях периодического действия.

Жесткие и малоподвижные смеси с осадкой конуса 2 см и менее следует приготавливать в бетоносмесителях принудительного действия.

Бетонные смеси с добавкой ГКЖ-94 при любой подвижности следует приготавливать в бетоносмесителях принудительного действия.

4.4. Химические добавки следует вводить в бетонную смесь в виде водного раствора определенной концентрации. Водный раствор добавок следует подавать в бетономешалку, как правило, вместе с водой затворения.

4.5. Предварительное приготовление водных растворов химических добавок следует производить в соответствии с приложением 4.

4.6. Дозирование химических добавок разрешается производить по массе или объему. Используемые для этой цели дозаторы должны обеспечивать точность дозирования в соответствии с ГОСТ 7473-85.

4.7. При применении комплексных добавок следует, как правило, применять раздельные установки для приготовления растворов добавок и отдельные дозаторы.

Допускается заблаговременное приготовление совмещенных в одном водном растворе комплексных добавок СПД+ЛСТ, ГКЖ-94+ЛСТ, ЩСПК+С-3, если в бетонах, приготавливаемых на одном БСУ, применяются комплексные добавки при постоянном количественном соотношении ее компонентов.

При заблаговременном приготовлении совмещенной добавки СНБ+ЛСТ требуется стабилизация приготавливаемого совмещенного раствора с помощью альгината натрия. Приготовление такого раствора осуществляют в соответствии с приложением 4. Дозирование комплексной добавки в виде совмещенного раствора следует производить через один дозатор.

4.8. Объемную дозу водного раствора добавки на один замес А следует определять по формуле:

A = , л,

где Ц — расход цемента на замес, кг; С — дозировка добавки, % массы цемента, установленная при подборе состава бетона; К - концентрация рабочего раствора добавки, %; П — плотность рабочего раствора добавки, г/см3.

4.9. Уплотнение бетонных смесей следует производить вибрированием. Применение вакуумирования для уплотнения бетонных смесей с воздухововлекающими добавками запрещается. Разрешается уплотнять бетонные смеси с воздухововлекающими добавками центрифугированием.

4.10. Длительность и интенсивность виброуплотнения бетонных смесей с воздухововлекающими добавками должны обеспечить сохранение в бетоне количества вовлеченного воздуха не менее значений, установленных в пп. 3.4- 3.5.

4.11. Рекомендуется бетонировать изделия и конструкции так, чтобы поверхности, подвергающиеся в условиях эксплуатации влиянию внешних воздействий, были обращены при формировании к бортовой опалубке или днищу.

4.12. Замерзание приготовленной бетонной смеси и свежеуложенного бетона не допускается.

При приготовлении в зимнее время теплой бетонной смеси температура ее в случае применения добавки ГКЖ-94 не должна превышать 30°С.

5.1. Твердение бетона должно происходить в условиях и в течение сроков, достаточных для формирования долговечной структуры, с соблюдением требований пп. 5.2- 5.10 настоящих Указаний.

5.2. Твердение монолитного бетона в естественных условиях при сохранении им положительной температуры и с соблюдением правил влажного ухода должно продолжаться не менее 14 суток.

5.3. Разрешается ускорять процесс твердения бетона путем тепловлажностной обработки в пропарочных камерах или другими способами, создающими условия, установленные пп. 5.4- 5.9 настоящих Указаний.

Запрещается применение электропрогрева для бетона с добавкой ГКЖ-94.

5.4. Прогреву бетона должна предшествовать предварительная выдержка не менее 2 часов. Для бетонов с добавками ЛСТ, ЛСТМ-2, ГКЖ-10, ГКЖ-11 или приготовленных на пластифицированном и гидрофобном портландцементах предварительная выдержка должна составлять не менее 4 часов.

Предварительная выдержка бетонов с добавкой ГКЖ-94 должна составлять не менее 4 часов при температуре окружающей среды выше +20°С и не менее 6 часов при температуре окружающей среды ниже +20°С.

5.5. Режим тепловлажностной обработки конструкций и изделий из морозостойких бетонов следует назначать с учетом следующих ограничений:

скорость подъема температуры среды — не более 20 град/ч, а при марке бетона F 200 н выше и во всех случаях применения бетонов с добавкой ГКЖ-94 -не более 10 град/ч, температура среды в период изотермического прогрева не должна превышать 80°С, а при марке бетона F200 и выше — 70°С;

скорость снижения температуры среды — не более 20 град/ч, а для бетонов марки F200 и выше — не более 10 град/ч.

Температура среды в период изотермического прогрева массивных конструкций с минимальным размером сечения более 500 мм не должна превышать 70°С.

5.6. Возможно применение ступенчатого режима тепловлажностной обработки с выдерживанием изделий и конструкций при температуре +50°С в течение 1,5-2 ч.

Подъем температуры среды при этом следует осуществлять со скоростью до 10-15 град/ч.

5.7. Продолжительность изотермического прогрева конструкций следует установить опытным путем из расчета достижения бетоном к концу пропаривания заданной прочности, но не менее 70% проектной.

5.8. Относительная влажность среды при тепловой обработке бетона должна составлять 90-100%.

5.9. Предварительная выдержка, скорость подъема и снижения температуры, уровень изотермической температуры при тепловлажностной обработке бетонных и железобетонных конструкций мостов и труб должны соответствовать требованиям главы СНиП 3.06.04-91 .

5.10. Прочность морозостойких бетонов с воздухововлекающими добавками, в том числе комплексными, к моменту замерзания бетона должна составлять не менее 70% от проектной.

Прочность морозостойких бетонов без воздухововлекающих добавок должна к моменту замерзания достичь не менее 100% от проектной.

Прочность бетона бетонных и железобетонных конструкций мостов и труб ко времени выдачи их на склад, в том числе в зимнее время, должна соответствовать требованиям главы СНиП 3.06.04-91.

5.11. Сборные бетонные и железобетонные конструкции для морских гидротехнических сооружений должны быть после тепловой обработки выдержаны при положительной температуре в течение сроков, установленных главой СНиП 3.07.02-87.

Срок выдержки указанных конструкций может быть сокращен при подтверждении проектной марки морозостойкости и необходимой прочности испытанием образцов производственного бетона, при регулярном контроле воздухосодержания бетонной смеси и по согласованию с проектной организацией.

Отпускная прочность бетона несущих железобетонных и бетонных конструкций, включая массивы для морских сооружений в тяжелых и средних условиях эксплуатации, устанавливаемых по СНиП 3.07.02-87, должна быть не менее 100% проектной.

6.1. Подбор составов бетонов требуемой морозостойкости должен производиться заблаговременно на материалах, которые намечено использовать при возведении сооружения или при изготовлении конструкций и которые отвечают требованиям настоящих Указаний и соответствующих нормативных документов.

Проверка морозостойкости бетона должна быть произведена путем испытания по ГОСТ 10060-87 образцов бетона, изготовленных в соответствии с подобранным составом и твердевших в условиях, выбранных в соответствии с данными Указаниями и условиями производства,

6.2. Повторные испытания производственного бетона на морозостойкость следует производить не реже одного раза в 6 месяцев, а также при изменении состава бетона, замене материалов или изменении условий и сокращении сроков твердения.

6.3. Цементы и заполнители, применяемые для приготовления бетонной смеси, должны иметь полные паспортные данные. По запросу завода-изготовителя цемента должен быть установлен минералогический состав используемого клинкера и его соответствие требованиям настоящих Указаний.

6.4. По истечении гарантийного срока хранения применяемых химических добавок необходимо проверить их соответствие требованиям действующих на них технических условий или стандартов.

6.5. Соответствие морозостойкости бетона сооружений или конструкций проектной достигается тщательным соблюдением требований по качеству используемых в бетоне материалов, по составу бетона и точности дозирования составляющих, по подвижности и воздухосодержанию бетонной смеси, по режиму твердения.

6.6. Выданный лабораторией на БСУ рабочий состав бетона должен регулярно корректироваться с учетом влажности заполнителей и содержания воды в рабочем растворе применяемых химических добавок.

6.7. Контроль подвижности и воздухосодержания бетонной смеси следует осуществлять на месте ее укладки не реже одного раза в смену в условиях стабильного производства (при неизменных рабочем составе бетона, качестве материалов, режиме приготовления и уплотнения бетонной смеси) и 2 раза в смену в других условиях.

Контроль подвижности бетонной смеси следует производить по ГОСТ 10181.1-81, а воздухосодержания бетонной смеси — по ГОСТ 10181.3-81.

6.8. Температурно-влажностный режим твердения бетона сооружения или сборных конструкций должен контролироваться с момента укладки (формования) бетонной смеси и до приобретения бетоном проектной морозостойкости,

6.9. Контроль за качеством рабочих растворов химических добавок должен состоять в проверке их плотности.

Не допускается расходование рабочих растворов добавок, концентрация которых отличается от заданной, без соответствующей корректировки.

При проверке плотности раствора необходимо учитывать ее изменение в зависимости от температуры раствора.

7.1. При производстве работ необходимо строго соблюдать правила техники безопасности согласно требованиям главы СНиП III-4-80 «Техника безопасности в строительстве» и пп. 7.2- 7.12 настоящих Указаний.

7.2. Водные растворы суперпластификатора С-3 непожароопасны. Образующиеся после их высыхания продукты могут образовывать взрывоопасную смесь, поэтому места их проливов в помещении, а также тара и лабораторная посуда должны быть промыты водой.

7.3. Добавка СПД относится к слабогорючим веществам. Для ее тушения следует применять химическую или воздушно-механическую пену, распыленную воду. При небольших очагах возгорания можно применять пенные огнетушители ОП-3 или ОП-5.

7.4. Остальные добавки, применяемые в соответствии с Указаниями, в пожарном отношении не опасны.

Однако в месте хранения концентрированного раствора ЩСПК и работы с ним следует запретить курение и применение открытого огня.

7.5. Запрещается принимать пищу в помещениях, где хранят добавки или приготовляют их водные растворы.

7.6. В помещениях приготовления водных растворов добавок следует осуществить приточно-вытяжную вентиляцию.

7.7. Рабочие перед допуском к работе с добавками должны пройти соответствующий инструктаж по технике безопасности.

7.8. К работе с добавками могут быть допущены рабочие, обученные методам работы с добавками.

К работе с добавками ЩСПК и СПД не следует допускать лиц моложе 18 лет.

Не следует допускать к работе с этими добавками и добавкой С-3 лиц с повреждением кожного покрова в виде ссадин, царапин и т.п., с поражением (воспалением) век и глаз.

7.9. Рабочие на приготовлении водных растворов добавок должны быть в спецодежде из водоотталкивающей ткани, защитных очках, резиновых сапогах и перчатках.

7.10. Добавка ЩСПК относится к умеренно токсичным веществам. При попадании добавки на кожу ее необходимо промыть теплой водой, а при попадании в глаза — слабым раствором борной кислоты. Предельно допустимая концентрация в помещениях не должна превышать: циклогексана — 80, циклогенсанона — 10 и циклогенсанола — 10 мг/м3.

7.11. Добавка СПД относится к 3-му классу умеренно опасных веществ. Предельно допустимая концентрация паров (по высшим жирным спиртам С610) в воздухе рабочей зоны — 10 мг/м3. Работающие с добавкой СПД должны обеспечиваться фильтрующим противогазом марки А. При проливе СПД обезвреживание следует производить засыпкой песком с выносом его из помещения в специально отведенное место.

7.12. Добавка С-3 относится к умеренно опасным веществам. Ее пары и пылевидные частицы после высыхания раствора вызывают раздражение при воздействии на слизистую оболочку глаз и носоглотки. Рабочие, работающие с добавкой С-3, должны пользоваться резиновыми перчатками и фартуками, защитными очками и респираторами.

1.1. Бетоны с комплексной добавкой типа CHB CT

1.1.1. К добавкам типа СНВ+ЛСТ относятся добавки СПД+ЛСТ, СДО+ЛСТ, КТП+ЛСТ.

1.1.2. При подборе конкретного состава бетона предварительно определяют оптимальную дозу ЛСТ. Для бетонов естественного твердения дозировка ЛСТ выбирается в диапазоне от 0,07 до 0,4% от массы цемента, а для бетонов, подвергающихся тепловой обработке — от 0,07 до 0,2%.

Оптимальная дозировка выбирается путем испытания бетонных смесей и бетонов с В/Ц, выбранным в соответствии с п. 3.3 Указаний при 3-4 значениях дозировки ЛСТ. Бетонные смеси при этом должны иметь заданную подвижность, а прочность образцов бетона контролируется в заданные сроки (например, в возрасте 7 и 28 суток или сразу после ТВО).

Для всех приготовленных смесей определяют содержание вовлеченного воздуха. По контролируемой объемной массе бетонной смеси расчетным путем определяют расход воды.

Оптимальная дозировка ЛСТ соответствует минимальному расходу воды и достижению наибольшей прочности при одинаковом расходе цемента.

1.1.3. При расчете состава бетона с комплексной добавкой СНВ+ЛСТ определяют по табл. 1 ориентировочную водопотребность бетонных смесей с учетом примечаний к таблице.

Таблица 1

Наибольший размер крупного заполнителя, мм

Расход воды на 1 м3 при осадке конуса 5 см, в л

бетон на гравии

бетон на щебне

10

190

200

20

165

175

40

145

160

70

140

150

Примечания. 1. Расход воды установлен для бетонных смесей с добавкой 0,15% ЛСТ при воздухосодержании уплотненной смеси 2% и с осадкой конуса 5 см.

2. При осадке конуса больше или меньше принятой расход воды соответственно увеличивают или уменьшают на 3 л на каждый сантиметр осадки конуса.

3. При назначении содержания вовлеченного воздуха более 2% расход воды уменьшают на 3 л на каждый дополнительный процент воздуха.

1.1.4. С учетом заранее установленной для применяемых материалов зависимости прочности бетона от состава бетона в виде:

R б = А R ц ,                                                      (1)

где R ц — активность цемента, кгс/см2; Ц и В — расход цемента и воды, кг/м3; Д воздухосодержание бетонной смеси, % по объему; А и a — коэффициенты, зависящие от качества заполнителей, определяют расход цемента

Ц = ,                                                  (2)

При построении зависимости ( 1), подученной на бетонах без воздухововлекающей добавки, принимается Д = 0.

При отсутствии заранее полученных данных о прочности бетона в зависимости от его состава принимаются следующие ориентировочные значения коэффициентов: А=0,55, a =0,5.

1.1.5. Сверяют ожидаемое водоцементное отношение, полученное при использовании данных, полученных в пп. 1.1.3 и 1.1.4 настоящего приложения, с максимальным значением, установленным п. 3.3 Указаний.

Если ожидаемое В/Ц больше значения, установленного Указаниями, то расход цемента изменяют в соответствии с формулой:

Ц1 = ,                                                       (3)

где Ц1 — расход цемента, откорректированный с учетом требования морозостойкости бетона, В - водопотребность бетонной смеси, установленная по п. 1.1.3 настоящего приложения, (В/Ц)мрз — максимально допустимое водоцементное отношение, соответствующее п. 3.3 Указаний.

1.1.6. Дальнейший расчет состава бетона производят в соответствии с методом абсолютных объемов. Определяют объем заполнителей:

А = 1000- ,                                                 (4)

где А — абсолютный объем заполнителей, л/м3; Ц1, В — расход цемента и воды, кг/л; g ц — удельная масса цемента; Д — воздухосодержание уплотненной бетонной смеси, %

1.1.7. По табл. 2 определяют ориентировочную долю песка от общего количества заполнителей (по объему).

Таблица 2

Наибольший размер крупного заполнителя, мм

Объемная доля песка в смеси наполнителей, %

в бетоне на гравии при воздухосодержании, %

в бетоне на щебне при воздухосодержании, %

1

4

6

8

2

4

6

8

10

53

52

51

52

56

53

51

53

20

42

41

39

40

46

43

41

42

40

35

33

32

33

33

36

35

36

70

31

30

29

30

34

32

31

32

Примечания. 1. Процент песка установлен для бетонных смесей на природном песке с модулем крупности 2,5 при В/Ц=0,55.

2. При увеличении или уменьшении модуля крупности песка на 0,1 содержание песка соответственно увеличивается или уменьшается на 0,5%.

3. При увеличения или уменьшении В/Ц на 0,05 содержание песка соответственно увеличивается или уменьшается на 1%.

1.1.8. Определяют количество песка и щебня (гравия) в бетонной смеси:

П =                                                                   (5)

Щ =                                                              (6)

где П и Щ — расход песка и щебня (гравия) на 1 м3 бетонной смеси, кг; r — процент песка в смеси заполнителей по п. 1.1.7 приложения; А — абсолютный объем заполнителей по п. 1.1.6, л; g п , g щ — удельные массы соответственно песка и щебня (гравия), кг/л.

1.1.9. Путем пробных замесов в лабораторном смесителе при оптимальной дозе ЛСТ и при изменяющейся дозе СНВ от 0,003 до 0,03 % от массы цемента выбирают дозу СНВ, обеспечивающую необходимое воздухосодержание бетонной смеси.

1.1.10. В случае необходимости корректируют расход воды с целью получения заданной подвижности бетонной смеси.

1.1.11. После уточнения расхода воды производят повторный расчет по пп. 1.1.4- 1.1.7 настоящего Приложения

1.1.12. Кроме принятого по п. 1.1.7 количества песка, назначают еще отличающиеся на ± 1-2 % доля песка и аналогично рассчитывают еще 2 состава бетона для опытных замесов. При этом расход воды и дозу СНВ принимают как в первом составе.

1.1.13. Путем пробных замесов выбирают состав с наибольшей подвижностью при хорошей связности и нерасслаиваемости бетонной смеси.

1.1.14. Осуществляют пробные замесы бетона выбранного состава в производственном смесителе с целью уточнения дозы воздухововлекающего вещества для получения необходимого воздухововлечения. При этом добавка ЛСТ вводится в оптимальной дозе.

1.2. Бетон с комплексной добавкой ГКЖ-94+ЛСТ

1.2.1. Вначале путем пробных замесов на смесях с В/Ц, принимаемым по п. 3.3 Указаний, выбирают дозировку ЛСТ, обеспечивающую наилучший пластифицирующий эффект. При этом руководствуются п. 1.1.2 настоящего приложения. При этом вместе с ЛСТ бетонную смесь вводится добавка ГКЖ-94 в количестве 150 г/м3 (или 300 г 50%-ной эмульсии ГКЖ-94).

1.2.2. Предварительно эмульсия ГКЖ-94, приготовленная заблаговременно в соответствии с «Пособием по применению химических добавок при производстве сборных железобетонных конструкций и изделий» (Стройиздат, М., 1989) или поступающая в готовом виде от промышленности (марки КЭ-30-64 по ТУ-П-154-69) проверяется на стабильность в соответствии с упомянутым Пособием.

1.2.3. Эмульсия должна храниться в таре из полиэтилена, белой жести или стекла с закрытыми крышками.

Температура помещения, в котором хранится эмульсия ГКЖ-94 должна быть не ниже 0°С и не выше 30°С.

1.2.4. Водоцементное отношение определяют по принятым расчетным формулам, например ( 1), как для бетона без добавок. Оно не должно превышать значений, установленных по п. 3.3 Указаний.

1.2.5. Установив по табл. 1 настоящего приложения или по пробным замесам необходимый для заданной подвижности расход воды, рассчитывают по известным методам проектирования состава бетона расходы цемента и заполнителей.

1.2.6. Осуществляют пробный замес бетона, состав которого определен в соответствии с пп. 1.2.1- 1.2.5 настоящего Приложения.

Откорректировав расход воды и цемента с целью достижения заданной подвижности смеси при сохранении назначенного В/Ц, формуют опытные образцы для контроля прочности бетона в установленные сроки (после ТВО и в возрасте 28 суток).

1.2.7. При заниженных значениях прочности корректируют состав бетона с уменьшением В/Ц.

1.3. Бетон с комплексной добавкой типа СНВ+С-3

1.3.1. К добавкам типа СНВ+С-3 относятся добавки СДО+С-3, КТП+С-3, СПД+С-3.

1.3.2. При подборе конкретного состава бетона предварительно определяют оптимальную дозу С-3 в диапазоне от 0,3 до 0,7% от массы цемента.

Оптимальная дозировка выбирается путем испытания бетонных смесей и бетонов с В/Ц, выбранным в соответствии с п. 3.3 Указаний при 3-4 значениях дозировки С-3. Бетонные смеси при этом должны иметь заданную подвижность. Прочность образцов бетона контролируется в заданные сроки. Бетонные смеси при этом должны быть нерасслаиваемыми. Для всех приготовленных смесей определяют содержание вовлеченного воздуха. По контролируемой объемной массе расчетным путем определяют расход воды.

Оптимальная дозировка С-3 соответствует минимальному расходу воды и достижению наибольшей прочности при одинаковом расходе цемента.

1.3.3. При оптимальной дозировке C -3 и установленном экспериментальном расходе воды, соответствующем заданной подвижности бетонной смеси, определяют расход цемента по формуле ( 2) настоящего приложения при значении воздухосодержания бетонной смеси, соответствующем требованиям пп. 3.4, 3.5 Указаний.

1.3.4. Дальнейшие расчеты состава бетона по методу абсолютных объемов и его подбор производят в соответствии с пп. 1.1.5- 1.1.14 настоящего Приложения.

1.3.5. Для снижения водоотделения и предупреждения расслоения бетонных смесей рекомендуется повышать долю песка в смеси заполнителей на 3-15% по сравнению с принимаемой по п. 1.1.7 настоящего приложения. При этом приращение доли песка увеличивается с ростом назначаемой подвижности бетонной смеси.

1.4. Бетон с добавкой ЩСПК

1.4.1. Состав бетона с добавкой ЩСПК назначается путем корректировки состава без добавок, подобранного проверенным способом, обеспечивающим заданную подвижность бетонной смеси и получение требуемой прочности.

1.4.2. Дозировку ЩСПК выбирают в диапазоне от 0,15 до 0,35% от массы цемента. При этом расход воды может быть уменьшен на 3-6%.

1.4.3. В составах требуемой морозостойкости величина В/Ц должна быть не выше значений, приведенных в п. 3.3 Указаний, а величина воздухосодержания бетонной смеси — соответствовать требованиям пп. 3.4, 3.5 Указаний.

1.4.4. При выбранных параметрах бетонной смеси (расход воды, В/Ц, содержание вовлеченного воздуха) и заданной прочности бетона может быть определен расход цемента в соответствии с пп. 1.1.4 настоящего приложения.

1.4.5. Дальнейший расчет состава бетона производят по методу абсолютных объемов, а правильность его проверяют испытанием бетонной смеси и бетона.

2.1. В качестве вяжущего следует применять портландцементы марки не ниже М400, отвечающие требованиям п. 2.1 Указаний.

2.2. В качестве крупного заполнителя рекомендуется применять щебень изверженных пород марки не ниже 1000 с содержанием слабых зерен не более 5%.

По остальным показателям качества щебень должен соответствовать требованиям ГОСТ 10268-80.

2.3. В качестве комплексных химических добавок в бетонах следует применять добавки, состоящие из пластифицирующего компонента ЛСТ и воздухововлекающих компонентов СНВ, СДО, СПД или КТП.

2.4. Соотношение между величиной В/Ц, расходом воды и воздухосодержанием уплотненной бетонной смеси для получения бетонов марок F 400 и F 500 следует выбирать по графикам рисунка.

Рекомендуется применять бетонные смеси с расходом воды до 180 л.

Выбор состава бетона должен соответствовать достижению заданной прочности и морозостойкости при минимальном расходе цемента и обеспечении заданной подвижности бетонной смеси.

2.5. Для повышения удобоукладываемости бетонной смеси при минимальном расходе воды следует использовать пластифицирующую добавку ЛСТ в оптимальной дозе, не вызывающей в то же время ухудшения свойств бетона и осложнений при принятом режиме ТВО. Обычно дозировку ЛСТ принимают в количестве 0,1-0,15% от массы цемента.

2.6. При выборе расхода воды следует использовать эффект пластификации бетонной смеси за счет воздухововлечения в соответствии с п. 3.16 Указаний.

2.7. При выборе необходимой подвижности смеси следует учитывать п. 3.14 Указаний.

2.8. Воздухосодержание свежеприготовленной бетонной смеси должно назначаться с учетом его потерь в процессе транспортирования и уплотнения смеси, установленных опытным путем.

2.9. Ориентировочная водопотребность и объемная доля песка в смеси заполнителей для бетона с комплексной добавкой определяется по таблице 1 и 2 приложения 1 .

2.10. По графикам на рисунке для трех значений воздухосодержания бетонной смеси (от 2 до 7%) и при выбранной по п. 2.9 водопотребности определяют 3 значения В/Ц.

По значениям В и В/Ц определяют вероятные расходы цемента Ц и величину Ц/(В+10Д), где Д — количество вовлеченного воздуха в %. Затем строят график зависимости величины Ц/(В+10Д) от воздухосодержания смеси Д%.

2.11. По заданной прочности бетона и активности цемента определяют расчетное значение (Ц/(В+10Д))расч, необходимое для достижения требуемой прочности по формуле ( 2 ) приложения 1 .

Соотношение между величиной В/Ц, расходом воды и
воздухосодержанием уплотненной бетонной смеси:

а — для получения бетона марки Мрз 400; б — для получения бетона марки Мрз 500

По значению (Ц/(В+10Д))расч к графику Ц/(В+10Д) = f (Д), построенному в соответствии с п. 2.10 Приложения, выбирают значение воздухосодержания Д.

2.12. Для выбранных значений В (п. 2.9) и Д (п. 2.11) выбирают по графику на рисунке значение В/Ц.

2.13. Дальнейший расчет состава бетона производят по способу абсолютных объемов с учетом воздухосодержания бетонной смеси.

2.14. Дозировку воздухововлекающего компонента определяют экспериментально в соответствии с требуемым воздухосодержанием бетонной смеси.

2.15. Путем пробных замесов уточняют расход вод. При необходимости заметного изменения расхода воды повторяют расчет состава бетона в соответствии с пп. 2.10- 2.14 настоящего Приложения.

2.16. Приготовление производственного бетона, введение добавок, уплотнение бетонной смеси осуществляют в соответствии с пп. 4.2- 4.12 Указаний

2.17. Тепловлажностной обработке изделий должна предшествовать предварительная выдержка не менее 4 ч для бетонов с осадкой конуса до 3 см и не менее 5 ч для более пластичных смесей.

2.18. Тепловлажностную обработку изделий рекомендуется производить по мягким режимам (изотермическая температура не выше 70°С, скорость подъема температуры и охлаждения — не более 10 град/ч).

2.19. Продолжительность изотермического прогрева устанавливают в соответствии с п. 5.7 Указаний.

После ТВО изделия должны выдерживаться во влажных условиях в цехе или на складе не менее 100 град-суток при температуре не ниже +5 ° C . Возможность сокращения указанного срока выдерживания изделий должна быть подтверждена испытанием на морозостойкость образцов конкретного бетона.

3.1. Рекомендации распространяются на изготовление тонкостенных железобетонных конструкций морских сооружений из бетона особовысокой морозостойкости (F 1000), предназначенных к эксплуатации в тяжелых условиях эксплуатации на побережье северных и дальневосточных морей.

3.2. Рекомендации являются дополнением к настоящим указаниям и распространяются на изготовление сборных конструкций и возведение сооружений из монолитного бетона.

3.3. Меры по защите конструкций от истирающего действия льда и других предметов, а также от температурных напряжений должны быть предусмотрены в проекте и настоящими рекомендациями не регламентируются.

3.4. Для приготовления бетона должны применяться сульфатостойкие портландцементы, в т. ч, с минеральными добавками по ГОСТ 22266-76*.

3.5. В качестве крупного заполнителя должен применяться щебень из изверженных горных пород марки не ниже 1000.

3.6. В состав бетона должна обязательно вводиться комплексная химическая добавка, состоящая из СНВ или ее заменителей и ЛСТ. Дозировка СНВ выбирается в диапазоне от 0,005 до 0,03% от массы цемента с целью вовлечения в бетонную смесь 3-5% воздуха (по объему). Дозировка ЛСТ принимается в количестве 0,1-0,2% от массы цемента.

Возможно применение совмещенного, заранее приготовленного раствора СНВ и ЛСТ, стабилизированного альгинатом. Приготовление указанного раствора производят в соответствии с приложением 4.

3.7. При проектировании состава бетона учитывают следующие ограничения: водоцементное отношение не более 0,40, подвижность бетонной смеси в момент укладки — не более 4 см по осадке конуса, содержание вовлеченного воздуха после транспортирования и укладки бетонной смеси — 2-4% по объему.

3.8. Твердение бетона должно происходить при температуре не менее +5°С и регулярном увлажнении его пресной водой.

3.9. Разрешается изготавливать конструкции с применением ТВО. Температура изотермического прогрева должна быть не выше +40°С.

Скорость подъема и снижения температуры не должна превышать 10 град/ч. Влажность паровоздушной смеси в камере должка быть не менее 95%.

3.10. Элементы конструкций, предназначенные для работы в переменном уровне, должны выдерживаться при положительной температуре и регулярном увлажнении до приобретения 100%-ной проектной прочности, но не менее 30 суток.

4.1. Для введения в бетонную смесь необходимого количества водорастворимых добавок заранее приготавливают их родные растворы рабочей концентрации. При объемном дозировании концентрация раствора добавки должна быть такой, чтобы обеспечить необходимую точность ее дозирования с учетом конструкций дозатора.

4.2. Растворы добавок рабочей концентрации готовятся в емкостях путем растворения и последующего разбавления исходных продуктов.

Для повышения скорости растворения исходных продуктов рекомендуется применять воду с температурой 40-70°С и перемешивать растворы.

Твердые продукты следует при необходимости дробить. Концентраты ЩСПК, ГКЖ-10(11) можно растворять в холодной воде.

4.3. Растворы добавок из твердых или пастообразных продуктов готовят их растворением в заданном количестве воды.

После полного растворения продукта проверяют ареометром плотность полученного раствора и доводят его до заданной концентрации добавлением продукта или воды.

Соотношение плотности и концентрации водных растворов добавок приведено в таблице 1.

4.4. При приготовлении раствора добавки из жидкого продукта необходимое соотношение исходного продукта и получаемого объема приготавливаемого раствора устанавливают по формуле ( 1):

,                                                             (1)

где q — количество исходного продукта, кг; Q — количество приготовленного раствора, кг; d — содержание (концентрация) безводного вещества в исходном продукте, %; d1 - содержание (концентрация) безводного вещества в приготовленном растворе, %.

Количество воды для разбавления исходного концентрата может быть определено по формуле:

D B = Q-q,                                                            (2)

где Q — количество приготовленного раствора, кг; q - количество концентрата добавки, кг.

4.5. При приготовлении совмещенного раствора ЛСТ+СНВ следует с целью предупреждения коагуляции и выпадения осадка ввести в качестве стабилизатора альгинат натрия в количестве 0,005-0,01% массы цемента. Альгинат натрия — продукт переработки водорослей (Архангельский водорослевый комбинат) в виде порошка или пластинок — легко растворяется в воде.

Водный раствор добавки ЛСТ+СНВ+альгинат натрия может быть приготовлен двумя способами:

последовательным растворением компонентов добавки в одной емкости;

смешением концентрированных растворов веществ, составляющих комплексную добавку.

Приготовление комплексной добавки по первому способу заключается в последовательном растворении в подогретой до 70°С воде добавки СНВ, альгината натрия и в последнюю очередь — добавки ЛСТ.

Соотношение добавок СНВ и ЛСТ устанавливается при подборе состава бетона в соответствии с приложением 1.

Таблица 1

Концентрация раствора, %

Плотность растворов добавок при 20 °С, г/см3

Добавки

С-3

ЛСТМ-2

ЛСТ

ЩСПК

ГКЖ-11

ГКЖ-10

СПД

СНВ

СДО

КТП

2

1,010

1,008

1,009

1,006

1,012

1,002

1,005

1,003

3

1,013

1,012

1,013

1,015

1,019

1,003

1,009

1,005

4

1,017

1,016

1,017

1,024

1,025

1,005

1,012

1,007

1,001

5

1,020

1,021

1,021

1,031

1,031

1,009

1,015

1,008

6

1,025

1,025

1,025

1,037

1,038

1,012

1,018

1,010

7

1,030

1,029

1,029

1,046

1,044

1,044

0,021

1,012

1,002

8

1,035

1,033

1,033

1,053

1,050

1,016

1,023

1,014

1,003

9

1,040

1,038

1,038

1,059

1,057

1,019

1,027

1,015

1,004

10

1,045

1,043

1,043

1,066

1,063

1,021

1,030

1,017

1,005

12

1,055

1,051

1,053

1,079

1,076

1,026

1,036

1,021

1,006

15

1,069

1,068

1,068

1,099

1,094

1,032

1,045

1,025

1,008

20

1,090

1,091

1,091

1,132

1,127

1,041

1,060

1,034

1,012

25

1,116

1,117

1,117

1,165

1,157

1.051

1,075

1,043

1,017

30

1,148

1,144

1,198

1,190

1,061

1,089

1,052

1,022

СОДЕРЖАНИЕ

1. Общие положения . 1

2. Материалы для бетона . 2

3. Проектирование и подбор состава бетона . 2

4. Приготовление бетонной смеси. Укладка и формование . 5

5. Твердение бетона . 6

6. Контроль за производством .. 7

7. Техника безопасности и охрана труда . 8

Приложение 1 Подборы состава морозостойкого бетона с химическими добавками . 9

Приложение 2 Рекомендации по приготовлению бетонов марок f400 и f500 для сборных конструкций, насыщаемых пресной водой . 12

Приложение 3 Рекомендации по технологии изготовления тонкостенных железобетонных конструкции морских сооружений из бетона особовысокой морозостойкости ( f 1000) 13

Приложение 4 Приготовление водных растворов химических добавок, вводимых в бетонную смесь . 14

Отходы ильменитового шлама как добавка для морозостойкости устойчивого бетона

Материалы (Базель). 2020 июл; 13 (13): 2904.

Поступила 22 мая 2020 г .; Принято 24 июня 2020 г.

Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья представляет собой статью в открытом доступе, распространяемую в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Эта статья цитировалась другими статьями в PMC. .

Abstract

Устойчивое развитие ведет к производству строительных материалов, более безопасных для окружающей среды.Один из способов добиться устойчивости материалов — это добавление промышленных отходов и побочных продуктов, особенно в бетон. Однако добавление отходов в бетон часто снижает его долговечность, и необходимо уменьшить степень агрессивности окружающей среды, в которой используется бетон. Изготовить экологичный бетон, который также устойчив в более агрессивных средах, довольно сложно. В данной статье представлены результаты испытаний, проведенных на бетоне, содержащем отходы ильменитового раствора производства диоксида титана, который подвергался морозной агрессии с применением противообледенительных солей и без них.Результаты показали, что можно изготавливать устойчивый и морозостойкий бетон. После 200 циклов замораживания-оттаивания прочность испытанных бетонов на сжатие снизилась менее чем на 4%. Бетоны обладают высокой устойчивостью к образованию накипи, и после 112 циклов замораживания-оттаивания в воде с противообледенительной солью полученная масса составила менее 0,02 кг / м 2 . Также было проанализировано распределение воздушных пустот. Результаты соответствовали требованиям, предъявляемым к бетону по морозостойкости, и были аналогичны результатам, полученным для эталонного бетона с летучей золой.Исследование микроструктуры с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM) не показало никаких потенциальных рисков, которые могли бы повлиять на долговечность бетона. Частицы отходов были тщательно смешаны в связующем, и некоторые из его компонентов, по-видимому, являются активной частью цементной матрицы. Длительные испытания на усадку (360 дней) не показали каких-либо чрезмерных значений, которые отличались бы от эталонного бетона с летучей золой. Представленные результаты показали, что экологически чистый бетон, содержащий отходы ильменитового шлама производства диоксида титана, также может быть устойчивым к морозной агрессии.

Ключевые слова: ильменитовый раствор, отходы, бетон, диоксид титана, морозостойкость

1. Введение

Согласно седьмому пункту Основных требований к строительным работам CPR-EU 305/2011, опубликованным в марте 2011 года, Европейский Союз декларирует «устойчивое использование природных источников» своим приоритетом [1,2]. В соответствии с этим постановлением, поощряя развитие, количество природных ресурсов, используемых в производстве строительных материалов, должно уменьшаться, поскольку количество используемых побочных продуктов и промышленных отходов должно увеличиваться.Второй аспект устойчивого развития — более эффективное использование природных источников за счет производства более качественных материалов с использованием того же количества компонентов, только улучшая их качество; например, повышение реакционной способности связующего путем измельчения его до более мелких частиц [3,4]. Третий способ сделать строительные материалы более экологичными — это использование вторичных строительных материалов после сноса [5]. Другой аспект заключается в том, что строительные материалы и целые конструкции будут более устойчивыми, если время использования будет увеличено более чем на 50 лет, что является сроком службы большинства бетонных конструкций [6].

Добавление промышленных отходов или побочных продуктов может снизить долговечность бетона. Во многих случаях это действительно так, и новый материал приходится использовать для менее агрессивных сред. Таким образом, по крайней мере, некоторые части отходов повышаются, чтобы использовать менее естественные источники [7]. Если возможно и безопасно использовать промышленные отходы в качестве добавки к бетону, предназначенному для более агрессивных сред, было бы проще использовать их в больших количествах. Одним из наиболее агрессивных явлений для бетона в умеренном климате является морозостойкость.Бетон, предназначенный для таких сред, должен содержать большее количество цемента, что делает их еще менее экологически чистыми материалами. Вот почему важно также использовать отходы в этих типах бетонов.

Мировое производство диоксида титана в 2019 году оценивается в 7,2 млн тонн [8]. TiO 2 в основном производится двумя способами — сульфатным и хлоридным. Около 45% мирового производства приходится на сульфатный метод, при котором образуются различные количества различных побочных продуктов и отходов.Каждая тонна TiO 2 , произведенная этим методом, дает около 2,3 тонны FeSO 4 · 7H 2 O, 1,5 тонны FeSO 4 ∙ H 2 O, 0,7 тонны красного гипса и 0,35 тонны отходов ильменитового шлама [9,10,11]. Сульфат железа — это побочный продукт, который в основном используется в качестве восстановителя хрома (VI) при производстве цементного клинкера и в качестве флокулянта на очистных сооружениях. Красный гипс используется при производстве гипсовых штукатурок [10,11,12]. Имеется всего несколько публикаций о потенциальных способах повышения ценности отходов ильменитового шлама [13,14,15,16], но даже когда они были успешными, они не могли использовать большие количества, учитывая, что мировое производство этих отходов оценивается на 1.1 миллион тонн ежегодно [8,17,18].

Эта статья направлена ​​на подтверждение теории о том, что отходы, такие как ильменитовый шлам, могут быть использованы в качестве добавки для бетона, устойчивого к коррозии при замерзании и таянии. Это потенциально повысит ценность этих промышленных отходов и сделает бетон более экологичным и, следовательно, более экологичным. Поскольку отходы ильменитового шлама содержат некоторое количество невыщелоченного TiO 2 , бетон, содержащий эти отходы, может также иметь фотокаталитический эффект, помогающий снизить уровень NOx в воздухе [19,20].Отходы, вероятно, также содержат некоторое количество наночастиц кремнезема, которые могут повлиять на реологию цементного теста [21,22]. Есть два основных способа сделать бетон устойчивым к морозам. Оба они требуют относительно большого количества цемента (более 320 кг / м 3 ) и низкого водоцементного отношения, но один из способов, предпочитаемых стандартом EN 206 [23], также требует подачи воздуха в бетонную смесь. Воздушные пустоты предотвращают повреждение структуры затвердевшего бетона увеличивающимся объемом замерзающей воды [24,25,26,27,28].Другой способ улучшить устойчивость бетона к морозным воздействиям — это сделать его структуру более уплотненной, что предотвращает проникновение воды в бетон и его повреждение в результате замерзания. Это может быть сделано с использованием еще большего количества цемента (более 380 кг / м 3 ) и низкого водоцементного отношения (0,30 или даже меньше) и без использования каких-либо веществ, попадающих в воздух. Этот способ защиты бетона от воздействия мороза является более дорогим и довольно сложным, как показывают результаты испытаний, проведенных Portland Cement Association [29] и другими [30], поскольку этот тип бетона имеет высокую автогенную усадку и может иметь раннюю усадку. склонность к растрескиванию при возрастной усадке [31].Этот вид морозостойкого бетона используется при производстве сборных железобетонных элементов в виде брусчатки и плит, которые изготавливаются по технологии вибропрессования [32,33,34].

В данной статье представлен новый способ повышения ценности отходов ильменитового шлама в качестве добавки к морозостойкому бетону. Предыдущие статьи [21,35] показали, что отходы ильменитового раствора могут быть полезным материалом в качестве добавки для типичных недорогих бетонов с низким классом сжатия и изготовленных из обычных материалов.В этой статье представлены результаты испытаний, проведенных на более высоких классах прочности на сжатие, которые устойчивы в более экстремальных условиях, включая морозостойкость с помощью противообледенительных солей.

В статье представлены результаты следующих испытаний:

  • свойства свежих бетонных смесей

  • прочность на сжатие и изгиб

  • усадка

  • морозостойкость

  • масштабирование

  • анализ воздушных пустот

  • исследование структуры с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM)

В качестве эталонного бетона была приготовлена ​​та же бетонная смесь но вместо RMUD было добавлено такое же количество летучей золы (FA) класса A согласно стандарту EN 450-1 [36].

Бетонная конструкция в зависимости от ее типа может быть возведена с армированием или без него, что влияет на свойства используемого бетона. Существуют также различные типы армирования, и перед использованием новых отходов в железобетоне необходимо провести соответствующие испытания [37,38]. Данная статья посвящена лабораторным испытаниям бетонов без армирования.

2. Материалы и методы

Ильменитовый шлам — отходы производства диоксида титана серным методом.Сырье, состоящее в основном из ильменита и ильменитового шлака, выщелачивается с использованием концентрированной серной кислоты. Часть сырья солюбилизируется и после фильтрации перерабатывается. Остаются нерастворимые части, которые называются отходами ильменитового шлама. Эти отходы, классифицируемые как опасные в соответствии с европейской классификацией [38], полезны в качестве добавки к бетону в основном из-за высокого содержания остаточной серной кислоты (около 14%). В результате эти отходы дополнительно промываются водой и фильтруются на заводе.После таких модификаций отходы содержат менее 1% остаточной серной кислоты, которая дополнительно нейтрализуется с помощью оксида кальция в лаборатории. Нейтрализацию проводят до тех пор, пока pH не станет слабокислым (около 4–5), чтобы избежать инициации пуколановой реакции, как показано в [39]. Затем нейтрализующий материал сушат в печи при 105 ° C до постоянной массы. Затем его просеивают через сито 0,50 мм. Приготовленный таким образом материал называется РМУД (промытый шлам). Результаты предыдущих испытаний показали, что тяжелые металлы, присутствующие в отходах, иммобилизуются в цементном вяжущем на удовлетворительном уровне [40].Кроме того, концентрация радиоактивных нуклидов, как предполагают некоторые авторы [9,13], находится на безопасном низком уровне.

2.1. RMUD, летучая зола и цемент

и представляют содержание основных компонентов, полученных в результате испытаний XRF (рентгенофлуоресценции), а также характеристики RMUD, летучей золы (FA) и портландцемента. В качестве цемента для испытаний использовался портландцемент CEM I 42.5R в соответствии со стандартом EN 197-1 [41].

Таблица 1

Концентрация (%) основных компонентов в RMUD, FA и цементе [42].

2,51
Элемент SiO 2 TiO 2 Fe 2 O 3 MgO Al 2 O Na 3 CaO O MnO K 2 O P 2 O 5 SO 3 Класс
RMUD 35,07 33,0565 7,26 5,53 3,09 1,10 0,53 0,26 0,01 0,98
FA
FA 9016,53 9016,51 3,82 1,37 0,10 2,73 0,31 0,48 0,02
Цемент 20,06 3,38 0.89 4,13 64,41 0,24 0,56 2,97 0,07

Таблица 2

Физико-механические характеристики цемента [, RMUD].

Характеристика Значение
Цемент
Потери при возгорании (%) 4,74
Нерастворимый остаток (%) 0.89
Плотность (г / см 3 ) 3,05
Соответствующая поверхность (см 2 / г) 4060
Прочность на сжатие (МПа) в соотв. согласно EN 196-1 [43]:
−2 дня 29,2
−28 дней 54,2
Прочность на изгиб (МПа) в соотв. согласно EN 196-1 [43]:
−2 дня 5,4
−28 дней 7.9
RMUD
Потери при воспламенении (%) 2,70
Соответствующая поверхность (см 2 / г) 8,390
Плотность (г / см 3 3 3,13 FA
Потери при возгорании (%) 1,43
Соответствующая поверхность (см 2 / г) 4020
Пуццолановая активность (%) в соотв.согласно EN 450-1 [36]:
−28 дней 77,4
−90 дней 93,3
Плотность (г / см 3 ) 2,20

2.2. Бетон

Для приготовления морозостойкого бетона параметры границ были взяты из стандарта EN 206 [23]. Согласно этому документу, бетон, устойчивый к циклам замораживания-оттаивания в воде с противообледенительными солями, должен удовлетворять требованиям агрессивных сред XF4 и XD3, где XF — это воздействие замораживания / оттаивания с или без противообледенительных агентов, и XD коррозия, вызванная другими хлоридами, кроме морской воды.Граничные параметры для выполнения данных классов экспозиций:

  • минимальное содержание цемента в бетонной смеси: 340 кг / м 3

  • минимальный класс прочности: C 35/45

  • максимальное водоцементное отношение (в / ц): 0,45

  • минимальное содержание поступающего воздуха: 4,0%

  • морозостойкие заполнители

В качестве заполнителя амфиболитовая крупа выполняющие требования к морозостойким заполнителям.показывает кривую просеивания заполнителя, используемого в бетонах. Границы кривых (зеленые) рекомендуются в соответствии с польским стандартом PN-B-06265 [44].

Кривые просеивания смесей заполнителей для бетонов.

Согласно предыдущим тестам и процессам оптимизации [45], содержание RMUD в бетоне должно составлять 10,8% от массы вяжущего. В качестве эталонного бетона использовалась та же смесь, но вместо RMUD была добавлена ​​летучая зола (FA). Авторы выбрали эталонный бетон с летучей золой вместо бетона с только портландцементом в качестве связующего, поскольку предыдущие испытания показали [21,40], что RMUD имеет такой же уровень пуццолановой активности, что и летучая зола.

Состав бетонных смесей представлен в.

Таблица 3

Состав исследуемых бетонов.

Составляющая Количество (кг / м 3 )
Портландцемент CEM I 42.5R 350
RMUD или FA 42 (10,8000% 900 bm)
Заполнитель 0/2 (промытый горный песок) 478
Заполнитель 2/8 (измельченный амфиболит) 511
Заполнитель 8/161610 амфибит Вода 176 (ш / ш = 0.45)
Воздухововлекающая добавка 1,37 (0,35% bm) 1
Пластифицирующая добавка 0,67 (0,17% bm) 1

Количество 3 цемента было недостаточно или соотношение вода / вяжущее было слишком высоким для выполнения требований класса прочности стандарта EN 206 [23] для обоих бетонов. Повышение прочности бетона на сжатие может быть достигнуто за счет увеличения количества цемента или уменьшения водоцементного отношения в бетоне и добавления большего количества пластифицирующей добавки.В этих испытаниях прочность на сжатие была увеличена за счет добавления дополнительных 10 кг / м цемента 3 (до 350 кг / м 3 ).

2.3. Свойства Fresh Mix

После смешивания бетонов свойства свежих смесей были протестированы следующим образом:

  • консистенция методом потери осадки в соответствии с EN 12350-2 [46]

  • плотность свежей смеси согласно EN 12350-6 [47]

  • содержание воздуха методом давления согласно EN 12350-7 [48]

2.4. Прочность на сжатие и изгиб

Смешанные бетоны помещали в кубические и призматические формы размером 100 мм с размерами 100 × 100 × 500 мм в соответствии с EN 12350-1 [49]. На следующий день после извлечения из формы образцы выдерживали в воде при температуре 20 ± 2 ° C в соответствии с EN 12390-2 [50] до дня испытания. Испытания на сжатие и изгиб были проведены через 28 и 90 дней отверждения в соответствии с результатами предыдущих испытаний, которые показали, что RMUD является пуццолановым реактивным материалом, прочность композита которого увеличивается даже после 28 дней отверждения [35,40].

Прочность на сжатие была испытана в соответствии с EN 12390-3 [51], а испытание на прочность при изгибе было выполнено в соответствии с EN 12390-5 [52]. При испытаниях нагрузка прикладывалась к двум точкам образцов.

2.5. Усадка

Чтобы проверить стабильность бетона с течением времени на случай, если в вяжущем возникнут какие-либо реакции расширения, было проведено испытание на усадку с использованием метода Амслера в соответствии с польским стандартом PN-B-06714-23 [53], который аналогичен новый европейский стандарт EN 12390-16 [54].Три призматических образца размером 100 × 100 × 500 мм, изготовленные из испытуемого бетона, были измерены после извлечения из формы до 360-го дня. Во время испытания образцы были отверждены при постоянной температуре (20 ± 2 ° C) и влажности (65 ± 5%), чтобы избежать влияния окружающей среды на усадку.

2.6. Морозостойкость

Испытания на замораживание – оттаивание проводились в соответствии с польским стандартом PN-B-06265 [44]. Было приготовлено двенадцать образцов кубической формы 100 мм. После отверждения в течение 90 дней в воде при температуре 20 ± 2 ° C шесть из них были взяты на циклы замораживания-оттаивания, а остальные оставлены в воде в качестве контрольных образцов.Всего было выполнено 200 циклов замораживания – оттаивания. Каждый цикл включал стадию замораживания до температуры -18 ± 2 ° C в течение не менее четырех часов и стадию оттаивания при температуре 18 ± 2 ° C в течение двух-четырех часов. После завершения циклов образцы были исследованы на предмет повреждений на их поверхности. Затем было проведено испытание на прочность при сжатии для всех 12 образцов бетона (включая контрольные образцы) для каждого типа бетона. Согласно PN-B-06265 [44], морозостойкий бетон в строительстве с расчетным сроком службы 100 лет при переменных уровнях воды или контакте с антиобледенительными солями должен пройти испытания после 200 циклов замораживания-оттаивания.

2.7. Окалывание

Испытания на устойчивость к замораживанию-оттаиванию с помощью противообледенительных солей (образование накипи) проводили в соответствии с PKN-CEN / TS 12390-9 [55]. Четыре образца бетона кубической формы 150 мм были выдержаны в воде при 20 ± 2 ° C в течение 21 дня. По истечении этого времени от середины каждого нарезали по 50 мм ломтик перпендикулярно поверхности затирания. Нарезанные ломтики снова помещали в воду до 90-го дня отверждения. На 90-й день образцы готовили, как показано на. На открытую бетонную поверхность заливали воду с 3% NaCl и помещали датчик температуры (уровень воды контролировался на протяжении всего испытания).Образцы помещали в морозильную машину на 112 циклов. Каждый цикл включал стадию замораживания до температуры -20 ° C в течение двух часов и стадию оттаивания при температуре до 20 ° C. Один полный цикл длился 24 часа. После 7, 14, 28, 42, 56 и 112 циклов образцы были извлечены, и покрытый окалиной материал был собран с их поверхности. Затем образцы снова помещали в морозильную машину с новой порцией раствора NaCl. Собранный материал с отложениями промывали водой, фильтровали, сушили в печи и взвешивали.

Образец бетона, подготовленный для циклов замораживания – оттаивания.

2,8. Характеристики воздушных пустот

Соответствующая структура пор в бетоне является одним из основных аспектов морозостойкости бетонов [56,57]. Испытания на распределение пор по воздуху проводились в соответствии с EN 480-11 [58]. Эти испытания требуются стандартом EN 934-2 [59] для воздухововлекающих добавок. Два образца бетона кубической формы 150 мм после извлечения из формы выдерживались в воде в течение 14 дней. Затем из середины каждой нарезали по 10 мм ломтик перпендикулярно поверхности затирания с размером поверхности 100 × 150 мм.Поверхность каждого среза полировалась и контрастировалась после сушки. показывает, как выглядел образец, подготовленный для тестирования.

Образец бетона, подготовленный для испытаний на распределение пор по воздуху.

Каждый образец сканировали пять раз с помощью автоматической системы анализа воздушных пустот Rapid Air 457.

2.9. Сканирующая микроскопия

Наблюдения за структурой были выполнены с использованием сканирующего электронного микроскопа (SEM) производства Zeiss, модель Sigma 500 VP (Carl Zeiss Microscopy GmbH, Кельн, Германия).Были получены изображения вторичных электронов (SE) и электронов, рассеянных обратно (BSE). Фазовый состав и отображение были проанализированы с использованием модели детектора EDS Oxford Ultim Max 40 (Oxford Instruments, High Wycombe, UK).

Образцы бетона для исследования под микроскопом были приготовлены из бетона 90-дневной давности. Сначала из кубических образцов размером 100 мм вырезали меньшие куски (20 мм × 20 мм × 5 мм). Затем их сушили в печи при температуре 40 ° C и помещали в эпоксидную смолу под вакуумом для лучшего заполнения воздушных пустот.Завершающим этапом подготовки образцов была полировка их поверхности. Перед исследованием под микроскопом образцы были испарены золотом. Наблюдения за конструкцией были изучены только для бетона RMUD.

3. Результаты и обсуждение

3.1. Свойства Fresh Mix

представляет свойства бетонных свежих смесей. В оба бетона добавляли одинаковое количество пластифицирующей добавки для достижения необходимой консистенции для формования образцов (класс консистенции S2 – S3 в соотв.согласно EN 206). Содержание воздуха в обоих бетонах превышало 4%, что соответствует пограничным требованиям.

Таблица 4

Свойства бетонной смеси.

Свойство RMUD Бетон FA Бетон
Потери при оседании (мм) 110 ± 10 (S3) 1 80 ± 10 (S2)

09 1

(класс консистенции согласно EN 206)
Плотность бетонной смеси (кг / м 3 ) 2,340 ± 20 2390 ± 20
Содержание воздуха (%) 5.4 ± 0,5 4,8 ± 0,5

3,2. Прочность на сжатие и изгиб

представляет результаты испытаний на сжатие и изгиб бетона, содержащего RMUD, и бетона, содержащего FA. Оба образца бетона достигли проектного класса прочности (C35 / 45) после 90 дней отверждения. Класс прочности был рассчитан в соответствии с EN 206, согласно первоначальным производственным испытаниям [23].

Таблица 5

Прочность бетонов на сжатие.

Бетон Средняя прочность на сжатие (МПа) Стандартное отклонение (МПа) (коэффициент вариации) Класс прочности на сжатие В соотв. согласно EN 206
РМУД 28 дней 36,2 ± 2,0 2,1 (0,06) C25 / 30
РМУД 90 дней 51,2 ± 2,0 1,7 (0,03) C353 / 45 901 FA 28 дней 35.7 ± 2,0 2,3 (0,06) C25 / 30
FA 90 дней 49,5 ± 2,0 0,7 (0,01) C35 / 45
Средняя прочность на изгиб (МПа)
РМУД 28 дней 6,6 ± 0,3 0,2 (0,03)
РМУД 90 дней 7,0 ± 0,3 0,1 (0,02)
FA 28 дней 6.3 ± 0,3 0,3 (0,04)
FA 90 дней 6,9 ± 0,3 0,4 (0,06)

Результаты показывают, что значения обоих значений прочности на сжатие увеличиваются между на 28-й и 90-й день выдержки примерно на 40% для обоих испытанных образцов бетона. Прочность на изгиб увеличилась примерно до 6% и 9% для бетона RMUD и FA соответственно. Относительно высокое увеличение прочности на сжатие, связанное с прочностью на изгиб, может быть вызвано эффектом уплотнения микроструктуры бетонов пуццолановыми продуктами реакции, что увеличивает прочность на сжатие, но меньше влияет на когезионное связывание.Если бы цемент (CEM I) был единственным активным компонентом в бетоне, прочность на сжатие оставалась бы почти постоянной после 28-го дня [60,61]. Это наблюдение доказывает, что RMUD, как и летучая зола, является активным материалом и играет роль в повышении прочности бетона. Эта теория также была доказана в предыдущих тестах [35,40].

3.3. Усадка

представляют результаты испытаний на усадку. Через 120 дней оба бетона практически перестали давать усадку, включая погрешности проведенного испытания (± 0.03 мм / м). Никакого расширения образцов не наблюдалось. Достигнутое значение около 0,5 мм / м и почти одинаковое для обоих типов бетонов характерно для бетонов, содержащих такое количество цемента [35,62].

Результаты испытаний на усадку.

3.4. Морозостойкость

После завершения циклов замораживания образцы бетона были взвешены, и их поверхности были исследованы на наличие трещин или других повреждений. Шесть образцов из каждого бетона, подготовленного для циклов замораживания, были взвешены до и после завершения циклов замораживания.Все 12 образцов для каждого типа бетона (шесть из которых прошли циклы замораживания и шесть эталонов) были испытаны на прочность при сжатии. Результаты испытаний на замораживание – оттаивание представлены в.

Таблица 6

Результаты испытаний на замораживание – оттаивание (200 циклов).

Образцы Средняя прочность на сжатие (МПа) Стандартное отклонение (коэффициент вариации) Средняя прочность на сжатие (МПа) Стандартное отклонение (коэффициент вариации)
FA бетон
Контрольные образцы 56.8 0,96 (0,02) 59,6 1,59 (0,03)
Образцы после циклов замораживания – оттаивания 54,7 1,19 (0,02) 56,5 1,91 (0,03)
Потеря прочности на сжатие после 200 циклов замораживания – оттаивания (%)
3,7 5,2
Потеря массы после 200 циклов замораживания-оттаивания (%)
0.1 0,03 (0,37) 0,1 0,04 (0,38)

Согласно польскому стандарту PN-B-06265, требования к морозостойкости бетона следующие [44]:

  • отсутствие видимых повреждений на поверхности любого испытуемого образца

  • изменение массы любого образца после циклов замораживания не может превышать 5,0% от начальной массы

  • средняя потеря при сжатии прочность образцов после замораживания не может быть выше 20% по сравнению со средним значением эталонных образцов

Результаты испытаний на морозостойкость, представленные в, показали, что оба испытанных бетона соответствуют указанным выше требованиям и устойчивы к замерзанию. –Теплые среды.После 200 циклов замораживания-оттаивания на поверхности образца не было ни трещин, ни каких-либо других видимых повреждений. Потеря прочности на сжатие испытанного бетона была очень низкой — 3,7% и 5,2% для бетона RMUD и FA соответственно. Изменение массы обоих бетонов составило 0,1%, что является очень хорошим результатом. Это показывает, что материал должен быть долговечным в условиях мороза в течение его расчетного срока службы не менее 100 лет, как и эталонный бетон.

3.5. Накипь

Результаты морозостойкости с солями для защиты от обледенения (накипь) представлены в.

Масштабирование испытанного бетона.

После 112 циклов замораживания-оттаивания масса окалины обоих типов испытанных бетонов составила менее 0,02 кг / м 2 , что является очень низким значением по сравнению с требованиями, приведенными в EN 1338 [32] , согласно которому в верхнем слое бетонных блоков мощения не должно быть более 1,0 кг / м 2 2 окалины после 56 циклов замораживания – оттаивания. Зарегистрированные значения доказывают, что испытанный бетон, содержащий RMUD, также долговечен в условиях замораживания-оттаивания с противообледенительными агентами, такими как NaCl, и не уступает эталонному бетону, содержащему летучую золу.

3.6. Характеристики воздушных пустот

, представляет собой пример изображений, собранных и проанализированных программным обеспечением автоматической системы анализа воздушных пустот. Результаты представлены в.

Сканирующая линия автоматической системы анализа воздушных пустот.

Таблица 7

Результаты испытания на распределение пор по воздуху.

Характеристики Среднее значение Стандартное отклонение (коэффициент вариации) Среднее значение Стандартное отклонение (коэффициент вариации)
РМУД Бетон FA Бетон
Коэффициент расстояния l (мкм) 152.9 9,1 (0,1) 151,7 15,0 (0,1)
Содержание воздуха (%) 2,77 0,33 (0,12) 3,51 0,65 (0,18)
Микросодержание воздуха A 300 (%) 1,19 0,14 (0,11) 1,64 0,42 (0,26)

Значения содержания воздуха, полученные в этом испытании, ниже, чем значения, полученные при испытаниях свежей смеси.Это вызвано тем, что при анализе воздушных пустот не учитываются очень большие поры (от нескольких миллиметров и выше), что не увеличивает морозостойкость бетона. Наиболее важными воздушными пустотами, влияющими на морозостойкость бетона, являются пустоты диаметром от 300 мкм. Общее содержание воздуха в этих порах (A 300 ) более 1% является подходящим значением для морозостойких бетонов. Основным результатом испытания характеристик воздушных пустот является значение коэффициента зазора, который связан с максимальным расстоянием любой точки в цементном тесте от периферии воздушной полости.Это показывает распределение воздушных пустот в цементной матрице. Согласно требованиям к воздухововлекающим добавкам, приведенным в EN 934-2 [59], коэффициент зазора не должен превышать 200 мкм, а в соответствии с ASTM C 457 [63] — 230 мкм. Значения, полученные в результате испытаний, представлены в. Оба протестированных типа бетонов удовлетворяют обоим этим требованиям. Согласно вышеизложенному, оба испытанных бетона должны быть морозостойкими.

3,7. Сканирующая микроскопия

В образце бетона РМУД были обнаружены выщелоченные зерна ильменита и рутила.Кроме того, наблюдались частицы практически непрореагировавших плагиоклазов и пироксенов, поверхность которых была выщелочена щелочами из цемента. Некоторые из кремнеземистых частиц сильно прореагировали. Также наблюдалась кремнистая стекловидная фаза со следами магния, алюминия, натрия, кальция и титана. В качестве реликтов клинкера чаще всего наблюдались фазы CA и C 4 AF. Ионы магния, которые могли образовывать расширяющиеся фазы, образующие зерна ортопироксена, не влияют на долговечность цементной матрицы.Никаких нежелательных реакций, которые могли бы повлиять на долговечность бетона, замечено не было.

представляет собой изображение выщелоченного зерна ильменита и зерна клинкера, полученное с помощью SEM / BSE (идентифицированного с помощью EDS-анализа). Область между клинкером и зерном ильменита была исследована на предмет миграции ионов между зерном ильменита и фазой CSH, окружающей зерно клинкера.

представляет площадь фазы CSH между клинкером и зерном ильменита. Картирование EDS показывает диффузию ионов титана и железа из зерна ильменита в фазу CSH и ионов кальция в обратном направлении — из фазы CSH в зерно ильменита.Это показывает, что выщелоченные зерна ильменита из RMUD являются реактивными в цементной матрице и являются активной частью вяжущего в бетоне.

Миграция ионов между фазой C-S-H и ильменитом.

4. Выводы

В результате анализа результатов проведенных испытаний и сравнения их с результатами эталонного бетона были сделаны следующие выводы:

  • Отходы РМУД — активная составляющая, повышающая прочность бетона на сжатие. между 28-м и 90-м днями отверждения на 40%, как и летучая зола в эталонном бетоне.

  • В течение 360 дней измерения усадки бетона не было отмечено никаких измерений, которые могли бы указывать на то, что имеют место какие-либо реакции сильного расширения или увеличения усадки. Зарегистрированные значения были практически такими же, как и для эталонного бетона FA, который является многообещающим с точки зрения долговечности бетона.

  • Исследование микроструктуры бетона не выявило каких-либо участков, которые могли бы указывать на реакции, которые могли бы повлиять на долговечность бетона.Большинство частиц RMUD в виде частично выщелоченных зерен ильменита и диоксида кремния хорошо удерживаются в цементной матрице. Ионы магния, присутствующие в RMUD, входят в состав ортопироксенов и не должны влиять на долговечность цементных композитов.

  • Испытанный бетон РМУД обладал высокой устойчивостью к замерзанию-оттаиванию в воде, а также в воде с антиобледенительными солями. Параметры распределения воздушных пустот также были удовлетворительными, что позволяет прогнозировать, что бетон, содержащий RMUD, может быть долговечным в условиях мороза в течение прогнозируемого периода в 100 лет.Результаты испытаний на морозостойкость оказались на уровне эталонного бетона ТВС. Это подтверждает гипотезу данной статьи, а именно, что устойчивый бетон, содержащий отходы ильменитового раствора, также может быть морозоустойчивым.

Вклад авторов

Концептуализация, F.C. и К.К .; Расследование, F.C. и К.К .; Методология, F.C. и К.К .; Управление проектом, F.C .; Resources, F.C .; Письмо — подготовка оригинального черновика, F.C .; Визуализация, F.C .; Написание — просмотр и редактирование, F.C .; Надзор, F.C. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Финансирование

Это исследование не получало внешнего финансирования.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Ссылки

1. Регламент Европейской комиссии (ЕС) № 305/2011 Европейского парламента и Совета. Выключенный. J. Eur. Союз. 2011; 88: 5–43. [Google Scholar] 2. Михаловский Б., Марцинек М., Томашевска Ю., Черник С., Пясецки М., Герило Р., Михалак Ю. Влияние типа штукатурки на экологические характеристики композитной системы внешней теплоизоляции на основе пенополистирола. Здания. 2020; 10:47. DOI: 10.3390 / Buildings10030047. [CrossRef] [Google Scholar] 3. Янкович А., Валерий В., Дэвис Э. Оптимизация помола цемента. Шахтер. Англ. 2004; 17: 1075–1081. DOI: 10.1016 / j.mineng.2004.06.031. [CrossRef] [Google Scholar] 4. Дворкин Л., Житковский В., Сонеби М., Марчук В., Степасюк Ю. Улучшение бетона и раствора с использованием модифицированных золошлаковых цементов.CRC Press Taylor & Francis Group; Бока-Ратон, Флорида, США: 2020 г. [Google Scholar] 5. Струбл Л., Годфри Дж. Насколько устойчив бетон? Международный семинар по устойчивому развитию и бетонным технологиям; Пекин, Китай: 20–21 мая 2014 г. [Google Scholar] 6. Чарнецки Л., ван Гемерт Д. Инновации в области инженерии строительных материалов против устойчивого развития. Бык. Pol. Акад. Sci. Tech. Sci. 2017; 65: 765–771. DOI: 10.1515 / bpasts-2017-0083. [CrossRef] [Google Scholar] 7. Чарнецки Л. Станет ли переработанный пластик движущей силой в технологии производства бетона? Дж.Zhejiang Univ. 2019; 20: 384–388. DOI: 10.1631 / jzus.A19BR003. [CrossRef] [Google Scholar] 9. Боливар Ю.П., Гаскес М.Дж., Перес-Морено С.М., Тенорио Р.Г., Вака Ф. Повышение ценности отходов НОРМ производства диоксида титана с помощью коммерческих продуктов; Материалы 4-го семинара EAN NORM по транспортировке NORM, измерений и стратегий NORM, строительных материалов; Хасселт, Бельгия. 29 ноября — 1 декабря 2010 г. [Google Scholar] 10. Гаскес М.Дж., Боливар Ю.П., Вака Ф., Лосано Р.Л., Барнето А.Г. Превращение двух промышленных отходов титановой промышленности в огнестойкие строительные материалы; Материалы 3-й Международной конференции CEMEPE и SECOTOX; Остров Скиатос, Греция.19–21 июня 2011 г. [Google Scholar] 11. Гаскес М.Дж., Мантеро Дж., Боливар Дж. П., Гарсия-Тенорио Р., Галан Ф. Характеристика и оценка отходов НОРМ; применение в промышленности по производству TiO2; Труды 1-й испанской национальной конференции по достижениям в переработке материалов и экоэнергетике; Мадрид, Испания. 12–13 ноября 2009 г. [Google Scholar] 12. Вондруска М., Беднарик В., Сильд М. Стабилизация / отверждение отработанного сульфата железа при производстве диоксида титана продуктами сгорания в псевдоожиженном слое.Waste Manag. 2001; 21: 11–16. DOI: 10.1016 / S0956-053X (00) 00075-1. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 13. Гарсиа-Диас И., Гаскес М.Дж., Боливар Ю.П., Лопес Ф.А. Характеристика и оценка стандартных отходов строительных материалов. Manag. Опасность. Отходы. 2016; 13: 13–37. [Google Scholar] 14. Контрерас М., Гаскес М.Дж., Гарсиа-Диас И., Альгуасил Ф.Дж., Лопес Ф.А., Боливар Ю.П. Повышение ценности отработанного ильменитового раствора при производстве серно-полимерного цемента. J. Environ. Manag. 2013; 128: 625–630. DOI: 10.1016 / j.jenvman.2013.06.015. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 15. Контрерас М., Мартин М., Газкес М., Ромеро М., Боливар Дж. Производство керамических тел с использованием грязевых отходов производства пигментов TiO2. Key Eng. Матер. 2015; 663: 75–85. DOI: 10.4028 / www.scientific.net / KEM.663.75. [CrossRef] [Google Scholar] 16. Льянес М.К., Гонсалес М.Дж.Г., Морено С.П., Рая Дж. П. Б. Восстановление ильменитового раствора в качестве добавки к коммерческим портландцементам. Environ. Sci. Загрязнение. Res. 2018; 25: 24695–24703. DOI: 10.1007 / s11356-018-2498-9.[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 17. Саху К.К., Алекс Т.К., Мишра Д., Агравал А. Обзор производства диоксида титана пигментного качества из богатого диоксидом титана шлака. Waste Manag. Res. 2006; 24: 74–79. DOI: 10.1177 / 0734242X06061016. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 18. Миддлмас С., Фанг З.З., Фан П. Новый метод производства пигмента на основе диоксида титана. Гидрометаллургия. 2013; 131: 107–113. DOI: 10.1016 / j.hydromet.2012.11.002. [CrossRef] [Google Scholar] 19. Сюй М., Бао Ю., Ву К., Ся Т., Клак Х.Л., Ши Х., Ли В. Влияние методов включения TiO 2 на снижение выбросов NOx в инженерных цементных композитах. Констр. Строить. Матер. 2019; 221: 375–383. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2019.06.053. [CrossRef] [Google Scholar] 20. Сюй М., Клак Х., Ся Т., Бао Ю., Ву К., Ши Х., Ли В. Влияние TiO 2 и летучей золы на фотокаталитическое снижение выбросов NOx в технических цементных композитах. Констр. Строить. Матер. 2020; 236: 117559. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2019.117559. [CrossRef] [Google Scholar] 21.Бобрович Я., Чилински Ф. Сравнение пуццолановой активности отходов ильменитовых ГРМ с другими пуццоланами, используемыми в качестве добавки для производства бетона. J. Therm. Анальный. Калорим. 2020 DOI: 10.1007 / s10973-020-09740-6. [CrossRef] [Google Scholar] 22. Хаят К.Х., Мэн В., Валлурупалли К., Тенг Л. Реологические свойства сверхвысокопроизводительного бетона — обзор. Джем. Concr. Res. 2019; 124: 105828. DOI: 10.1016 / j.cemconres.2019.105828. [CrossRef] [Google Scholar] 23. CEN. EN 206 + A1: 2016-12 Бетон — Технические характеристики, характеристики, производство и соответствие.Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2016 г. [Google Scholar] 24. Уилберн Ф. Справочник по термическому анализу строительных материалов. Термохим. Acta. 2003; 406: 249. DOI: 10.1016 / S0040-6031 (03) 00230-2. [CrossRef] [Google Scholar] 25. Чжоу Ю. Исследование морозостойкости бетонных материалов дорожного строительства; Материалы Международной конференции по образованию, менеджменту, компьютеру и обществу 2016 г .; Шэньян, Китай. 1–3 января 2016 г. [Google Scholar] 26. Голубь М., Маршан Дж., Пло Р. Морозостойкий бетон. Констр. Строить. Матер. 1996. 10: 339–348. DOI: 10.1016 / 0950-0618 (95) 00067-4. [CrossRef] [Google Scholar] 27. Чарнецкий Л. Исследование морозостойкости бетонных материалов дорожного строительства. Бык. Pol. Акад. Sci. Tech. Sci. 2016; 65: 1328–1331. [Google Scholar] 28. Чжоу М., Лю З., Чен Х. Морозостойкость и прочность бетона, приготовленного из измельченного песка с различными характеристиками. Adv. Матер. Sci. Англ. 2016; 2016: 2580542. DOI: 10.1155 / 2016/2580542.[CrossRef] [Google Scholar] 29. Пинто Р.С.А., Ховер К.С. Бюллетень исследований и разработок. PCA; Скоки, Иллинойс, США: 2001. Морозостойкость высокопрочного бетона при оттаивании. [Google Scholar] 30. Глиницкий М.А., Яскульски Р., Домбровски М. Принципы проектирования и испытания внутренней морозостойкости бетона для дорожных конструкций: критический обзор. Дороги Мосты. 2016; 15: 21–43. [Google Scholar] 31. Чарнецкий Л. Морозостойкость бетона в мостовых сооружениях. Строить. Technol. Archit. 2015; 69: 66–69. (На польском языке) [Google Scholar] 32.CEN. EN 1338: 2003 / AC: 2006 Бетонные блоки для мощения — Требования и метод испытаний. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2006. [Google Scholar] 33. CEN. EN 1339: 2003 Бетонные флаги для мощения — Требования и методы испытаний. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2003. [Google Scholar] 34. CEN. EN 1340: 2003 / AC: 2006 Бетонные бордюры — Требования и методы испытаний. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2006. [Google Scholar] 35. Хилински Ф., Кучиньски К., Луковски П. Применение отходов ильменитового шлама в качестве добавки к бетону. Материалы (Базель) 2020; 13: 866. DOI: 10.3390 / ma13040866. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 36. CEN. EN 450-1: 2012 Зола-унос для бетона — Часть. 1: Определение, технические характеристики и критерии соответствия. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2012 г. [Google Scholar] 37. Форабоски П. Кладка не ограничивается только одним структурным материалом: взаимосвязанная кладка против связной.J. Build. Англ. 2019; 26: 100831. DOI: 10.1016 / j.jobe.2019.100831. [CrossRef] [Google Scholar] 38. Форабоски П. Прогнозирующая многомасштабная модель замедленного отсоединения бетонных элементов с адгезионным внешним армированием. Compos. Мех. Comput. Прил. 2012; 3: 307–329. DOI: 10.1615 / CompMechComputApplIntJ.v3.i4.20. [CrossRef] [Google Scholar] 39. Вальстрём М., Лайне-Юлийоки Дж., Вик О., Оберендер А., Хьельмар О. Классификация опасных отходов. Норден; Копенгаген, Дания: 2016 г. [Google Scholar] 40.Бобрович Ю., Хилински Ф. Влияние отходов ильменитового шлама на процесс гидратации портландцемента. J. Therm. Анальный. Калорим. 2016; 126: 493–498. DOI: 10.1007 / s10973-016-5598-0. [CrossRef] [Google Scholar] 41. Хилински Ф., Жуковски П. Обращение с опасными отходами производства диоксида титана вместо части цемента в цементных композитах. Матер. Бутон. 2016; 530: 18–20. (На польском языке) [Google Scholar] 42. CEN. EN 197-1: 2012 Цемент — Часть. 1: Состав, спецификации и критерии соответствия для обычных цементов.Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2012 г. [Google Scholar] 43. CEN. EN 196-1: 2016-07 Методы испытаний цемента — Часть. 1: Определение силы. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2016 г. [Google Scholar] 44. PN-B-06265: 2018-10 / Ap1: 2019-05 Бетон — Технические характеристики, характеристики, производство и соответствие — Национальное приложение к PN-EN 206 + A1: 2016-12. Польский комитет по стандартизации; Варшава, Польша: 2019. (на польском языке) [Google Scholar] 45. Хилински Ф., Жуковски П.Zastosowanie modelu materiałowego do optymalizacji składu zaprawy stoneowej z dodatkiem odpadu z produkcji bieli tytanowej. Przegląd Bud. 2017; 10: 1–13. [Google Scholar] 46. CEN. EN 12350-2: 2011 — Испытание свежего бетона — Часть. 2: Тест на просадку. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2011 г. [Google Scholar] 47. CEN. EN 12350-6: 2019-08 — Испытание свежего бетона — Часть. 6: Плотность. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2019. [Google Scholar] 48. CEN. EN 12350-7: 2019-08 Тестирование свежего бетона — Часть.7: Содержание воздуха — методы давления. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2019 г. [Google Scholar] 49. CEN. EN 12350-1: 2019-07 — Испытание свежего бетона — Часть. 1: Отбор проб. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2019 г. [Google Scholar] 50. CEN. EN 12390-2: 2019-07 — Испытание затвердевшего бетона — Часть. 2: Изготовление и отверждение образцов для испытаний на прочность. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2019 г. [Google Scholar] 51. CEN. EN 12390-3: 2019-07 — Испытание затвердевшего бетона — Часть.3: Прочность на сжатие образцов для испытаний. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2019 г. [Google Scholar] 52. CEN. EN 12390-5: 2019-08 — Испытание затвердевшего бетона — Часть. 5: Прочность на изгиб образцов для испытаний. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2019 г. [Google Scholar] 53. PN-B-06714-23: 1984 Минерал. Агрегаты — Тестирование — Определение изменений объема методом Амслера. Польский комитет по стандартизации; Варшава, Польша: 1984. (на польском языке) [Google Scholar] 54.CEN. EN 12390-16: 2020-03 Испытания затвердевшего бетона — Часть. 16: Определение усадки бетона. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2020 г. [Google Scholar] 55. CEN. PKN-CEN / TS 12390-9: 2017-07 Испытания затвердевшего бетона — Часть. 9: Сопротивление замораживанию-оттаиванию с помощью противообледенительных солей — масштабирование. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2017. [Google Scholar] 56. Грубеша И.Н., Маркович Б., Врацевич М., Тункевич М., Сенти И., Куковец А. Структура пор как ответ на сопротивление замораживанию / оттаиванию строительных растворов.Материалы. 2019; 12: 3196. DOI: 10.3390 / ma12193196. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 57. Ван Ю., Уэда Т., Гонг Ф., Чжан Д., Ван З. Экспериментальное исследование электрических характеристик для оценки повреждения заморозками портландцементного раствора. Материалы. 2020; 13: 1258. DOI: 10.3390 / ma13051258. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 58. CEN. EN 480-11: 2006 Добавки для бетона, строительного раствора и раствора — испытание. Методы — Часть. 11: Определение характеристик воздушных пустот в затвердевшем бетоне.Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2006. [Google Scholar] 59. CEN. PN-EN 934-2 + A1: 2012 Добавки для бетона, строительного раствора и раствора — Часть. 2: Добавки в бетон — определения, требования, соответствие, маркировка и маркировка. Европейский комитет по стандартизации; Брюссель, Бельгия: 2012 г. [Google Scholar] 60. Голашевский Ю., Поникевский Т., Циган Т. Влияние типа суперпальстикаторов на удобоукладываемость и прочность на сжатие. Int. J. Adv. Англ. Technol. 2010; 17: 37–44. [Google Scholar] 61.Голашевский Ю., Поникевский Т., Циган Г. Влияние температуры на удобоукладываемость и прочность на сжатие обычного бетона с содержанием летучей золы с высоким содержанием кальция. Пер. VŠB Tech. Univ. Ostrava Civ. Англ. Сер. 2017; 17: 37–44. DOI: 10.1515 / tvsb-2017-0005. [CrossRef] [Google Scholar] 62. Цзян Ф., Мао З., Дэн М., Ли Д. Деформация и прочность на сжатие бетона MgO, армированного стальной фиброй. Материалы. 2019; 12: 3617. DOI: 10.3390 / ma12213617. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 63. ASTM.ASTM C457-98 Стандартный тест. Метод микроскопического определения параметров системы воздух-пустота в затвердевшем бетоне. Американское общество испытаний и материалов; Вашингтон, округ Колумбия, США: 1998. [Google Scholar]

Образование льда как индикатор морозостойкости бетона, содержащего шлаковый цемент, в условиях замерзания и оттаивания

[1] Горчаков, Г.I. et. др .: Влияние образования льда в порах бетона на морозостойкость Ж. Бетон и железобетон №2 (1977), стр.16-18.

[2] Трофимов, Б.Дж., Крамар, Л.Ю., Шулдяков, К.В .: Влияние количества шлака в цементе на морозостойкость тяжелого бетона // Строительные материалы №9 (2013), с.96-101.

[3] Трофимов, Б.Ж., Киль П.Н., Шулдяков К.В .: Активность шлака и обеспечение морозостойкости бетона на цементе, содержащем гранулированный доменный шлак / Наука ЮУрГУ [Электронный ресурс]: Тр. 66-й научной конференции. Секция технических наук, Челябинск: Издательский центр Южно-Уральского государственного университета, 2014. С. 1043-1059.

[4] Трофимов, Б.Ж .: Регулирование морозостойкости бетона по шлаку. Ж. Популярный бетон №5 (2009), стр.34-44.

[5] Трофимов Б.Дж., Крамар Л.Я .: Механизм старения гидратных фаз цементного камня при циклическом замораживании. Популярный бетон №3 (2009), с.69-83.

[6] Ушеров-Маршак, А.В .: Калориметрия цемента и бетона, Харьков: Факт, 2002, с.89-98.

[7] Троян В.В., Москаленко А.А .: Разработка методики определения льдообразования для оценки мерзлого бетона Ю.EUREKA: Физические науки и техника, No1 (2016), стр.73-81.

DOI: 10.21303 / 2461-4262.2016.00029

[8] Троян, В.В .: Морозостойкость бетона в зависимости от совместимости цемента и добавок Ж. Полоцкого государственного университета №16 (2014), с.49-53.

[9] Троян, В.В .: Моделирование прочности бетона Ж. Современные научные исследования и инновации №2 (2015) [Электронный ресурс]. URL: http: / web. snauka. ru / issues / 2015/02/46976 (дата обращения: 10. 19. 2015).

[10] Троян, В.В., Сова Н.О .: Моделирование морозостойкости бетона. Строительные материалы и сантехническое оборудование. 49 (2013), стр 139-144.

Глава 2 — Долговечность блоков сегментных подпорных стенок: окончательный отчет, апрель 2007 г.

ГЛАВА 2: ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2.1 ВВЕДЕНИЕ

В данной главе представлен краткий обзор литературы на сегодняшний день по морозостойкости блоков ТРО.Для краткости здесь представлена ​​только сокращенная версия гораздо более всеобъемлющего обзора Чана (2006), и читатели могут обратиться к обзору Чана (в его докторской диссертации 2006 г.) для более подробного освещения механизмов замораживания-оттаивания (для как обычный бетон, так и ТРО), включая вопросы, связанные с отложениями солей и сопутствующим повреждением. В следующем разделе этой главы кратко обсуждается некоторая новейшая литература, касающаяся повреждений от замерзания и образования солей для обычного бетона, за которым следует более подробный обзор опубликованной литературы по морозостойкости (и солеустойчивости) блоков ТРО и других отлитых сухим способом. вяжущие материалы.Из этих обсуждений должно быть совершенно ясно, что механизмы разрушения от замерзания и образования солей в обычном бетоне довольно сложны и не до конца поняты, и, кроме того, очень мало известно о замораживании и оттаивании блоков ТРО. Обзор доступной литературы подтверждает важность и необходимость исследований морозостойкости блоков ТРО, результаты которых обсуждаются в главе 4.

2.2 ПОВРЕЖДЕНИЯ БЕТОНА МОРОЗОМ

2.2.1 Механизмы морозостойкости бетона

Пауэрс (1949) был одним из первых исследователей, которые подробно остановились на механизмах воздействия мороза и повреждений бетона. Пауэрс предположил, что расширение воды при замерзании (расширение объема на 9% при замерзании) в критически насыщенных капиллярных порах отталкивает незамерзшую воду от мест замерзания. Эта вытесненная вода должна проходить под давлением через цементное тесто, и в результате могут возникать разрушительные напряжения в зависимости от величины сопротивления этому потоку.Роль воздушных пустот заключается в обеспечении границ «выхода», через которые текущая вода может вытечь и замерзнуть, не нанося ущерба. Поскольку эта теория была основана на потоке воды через проницаемую цементную пасту, закон Дарси был использован для моделирования процесса. Пауэрс считал одиночный пузырь воздуха и часть пасты в «сфере влияния» пузырька, показанную в виде оболочки на рис. 10. Эта часть пасты содержит капиллярные поры, которые вытесняют незамерзшую воду в воздушный пузырь во время замерзания.Следовательно, толщина оболочки (L) будет представлять максимальное расстояние, которое вода должна пройти, прежде чем достигнет границы воздушной пустоты. На основе анализа Пауэрса было определено, что максимальная толщина оболочки (L max ), выше которой гидравлического давления, создаваемого потоком воды, достаточно, чтобы вызвать растрескивание пасты, определяется по формуле:

Уравнение 1

Уравнение 1

, где r b = радиус пузыря

η = коэффициент вязкости

K = коэффициент проницаемости пасты

T = предел прочности пасты

U = количество замерзающей воды при падении температуры на градус

R = скорость замораживания

Здесь видно, что увеличение вязкости жидкости, увеличение скорости замерзания, уменьшение проницаемости пасты или уменьшение прочности пасты более критичны, поскольку любое из этих условий требует меньших значений L max (т.е.е., более короткие пути).


Рисунок 10. Схема. Изображение воздушного пузыря и его «сферы влияния» Пауэрса (Пауэрс, 1949).

Однако вышеприведенная теория была разработана для одного пузыря со своей собственной сферой влияния. Чтобы распространить этот анализ на реальные системы пасты, состоящие из пузырьков различных размеров, Пауэрс разработал гипотетическую модель, состоящую из сферических пузырьков одинакового размера, и вывел выражение для оценки среднего значения L для всех воздушных пустот в пасте.Это среднее значение было названо фактором расстояния (), который представляет собой приблизительное половинное расстояние между двумя соседними воздушными пустотами. Два выражения для коэффициента зазора были получены на основе относительной пропорции пасты к воздушным пустотам. Определенные таким образом уравнения были в конечном итоге приняты ASTM C 457 (2004) в качестве стандартного метода для характеристики системы воздушных пустот в затвердевшем бетоне. Полный набор уравнений можно найти либо в Powers (1949), либо в ASTM C 457 (ASTM 2004).

Кроме того, Пауэрс использовал экспериментальные данные, доступные в то время для различных бетонов, с намерением оценить максимально допустимые коэффициенты зазора для прочных при замораживании-оттаивании бетонов.Эти бетонные смеси содержали около 3 процентов воздушно-бетонных смесей, удельную поверхность (α) около 600 квадратных дюймов / кубических дюймов и подвергались замораживанию со скоростью [Tf = 9/5 * Tc + 32] градусов Цельсия в час (° C / час)] (20 градусов по Фаренгейту в час (° F / час)). Пауэрс определил, что коэффициенты распределения между смесями, способными выдерживать установленные условия замораживания, составляли примерно 0,254 мм (0,010 дюйма) или меньше. Это значение коэффициента интервала в целом соответствовало значениям L max , вычисленным для различных цементных паст, упомянутых ранее.

Основное преимущество этой теории состоит в том, что она демонстрирует важность расстояния между воздушными пустотами для устойчивости пасты к замораживанию и оттаиванию. Эта теория также является единственной, которая устанавливает математические отношения между свойствами пасты, скоростью замерзания и расстоянием между воздушными пустотами, а также тем, как они соотносятся с внутренним давлением (Pigeon and Pleau, 1995). Однако, как будет показано в следующих частях, после развития теории гидравлического давления появилось все больше экспериментальных доказательств того, что вода на самом деле движется к местам замерзания, а не от них.В результате возникли сомнения в отношении реальных механизмов и допущений, вытекающих из работы Пауэрса 1949 года. Тем не менее, разработанные в нем концепции и уравнения до сих пор широко используются для оценки и сравнения различных систем воздушных пустот.

За годы, прошедшие после развития теории гидравлического давления, Пауэрс вместе с Хельмутом сделали несколько важных выводов, касающихся возможных механизмов, возникающих при замораживании паст (Пауэрс и Хельмут, 1953).Эти новые идеи, которые продвинули понимание повреждений от мороза, также были подтверждены экспериментальными данными. Два основных аспекта, предложенных этими авторами, касались следующего:

  1. Не вся испаряемая вода в порах пасты замораживается. Пауэрс объяснил, что количество образующегося льда обычно намного меньше, чем количество, которое термодинамически замораживается при данной температуре. Например, он процитировал другие ссылки, где было показано, что при -15 ° C (5 ° F) примерно половина воды в порах, достаточно больших, чтобы заморозиться при этой температуре, оставалась незамерзшей.Он объяснил это разными причинами. Одна из предполагаемых причин заключалась в том, что из-за поверхностного натяжения вода в порах капилляров будет иметь тенденцию к переохлаждению, если она не засеяна кристаллом льда, на котором она может зародиться. В то же время вода в порах геля не может замерзнуть при температуре выше -78 ° C (108 ° F), потому что она адсорбируется на поверхности гидрата силиката кальция (CSH). Фактически, при каждой заданной температуре ниже нормальной точки замерзания воды существуют поры определенного размера, ниже которых замерзание воды не может произойти.В результате в насыщенной пасте всегда будет незамерзшая часть воды, и большая часть ее, вероятно, содержится в более мелких порах (включая поры геля).
  2. Поровая вода не чистая и содержит растворенные химические вещества, например щелочи. Образование льда в этом растворе сопровождается увеличением концентрации растворенных химических веществ в незамерзшей воде. Следовательно, существуют различия в концентрации в пасте между областями, где образовался лед, и областями без льда.

В результате описанных выше явлений была разработана новая гипотеза о механизмах промерзания и морозостойкости паст. Когда температура опускается ниже нормальной точки замерзания воды, в ряде капиллярных пор начинает образовываться лед, в то время как вода в порах геля остается незамерзшей. Более низкая свободная энергия (или химический потенциал) льда в более крупных порах по сравнению с жидкой водой в более мелких порах создает термодинамически несбалансированное состояние. Это может быть восстановлено только потоком жидкой воды к участкам образования льда.Рост льда в этих более крупных порах может создать достаточное давление, чтобы повредить пасту. Пауэрс назвал это давление кристаллическим давлением (Powers, 1975). Кроме того, возрастающая химическая концентрация незамерзшей воды в более крупных порах по сравнению с концентрацией в более мелких порах создает градиент концентрации между этими двумя областями. Это также может быть уравновешено только осмотическим потоком жидкой воды из геля в капиллярные поры (осмотическое давление). Как следствие, в пасте могут возникать большие внутренние напряжения из-за осмотического давления этого потока воды.Однако Пауэрс указал, что между этими двумя случаями нет принципиальной разницы, и их можно просто назвать осмотическим давлением (Powers, 1975).

Из этих процессов также следует, что разбавление незамерзшего раствора в капиллярных порах возможно из-за непрерывного потока воды в поры. Следовательно, более низкая концентрация этого раствора повышает его температуру плавления, тем самым способствуя большему образованию льда. Таким образом, описанные выше механизмы усиливаются.Более того, если температура продолжает снижаться, все более мелкие поры становятся склонными к замерзанию, и вышеуказанные явления становятся более выраженными по всему объему пасты.

Пауэрс описал экспериментальные наблюдения, которые согласуются с вышеуказанными механизмами. Было отмечено, что пасты, не содержащие воздух, будут постоянно расширяться, пока температура остается постоянной. Однако пасты с воздухововлекающими добавками демонстрировали усадку при замораживании. Более того, в других экспериментах было показано, что слегка обезвоженная паста, не содержащая воздух, будет давать усадку во время охлаждения вскоре после начала замораживания, но затем резко расширяется после прохождения некоторой низкой температуры.Эти явления можно объяснить с учетом только что описанных механизмов: паста имеет тенденцию к усадке, когда вода вытягивается из более мелких пор в более крупные, но затем будет иметь тенденцию расширяться после заполнения капиллярных пустот водой, которая замерзает и расширяется (Cordon, 1966). . Однако эти наблюдения нельзя было объяснить с помощью концепций теории гидравлического давления. Далее следует отметить, что эти наблюдения за изменением длины замерзающих образцов бетона также стали основой для стандартного метода испытаний, ASTM C 671 «Испытание на критическое расширение» (ASTM, 2002), в котором измерения изменения длины используются для сравнения морозостойкости разные бетонные смеси.

Что касается воздушных пустот, то их роль здесь состоит в том, чтобы конкурировать с капиллярными порами за текущую воду. У этих пузырьков воздуха больше места для образования льда, и, если они расположены достаточно близко друг к другу, пузырьки воздуха обеспечивают пути выхода текущей воды и снижают повышение давления.

Вслед за ранними работами Пауэрса (1949) и Пауэрса и Хельмута (1953), был предпринят значительный объем работы для углубления понимания механизмов замерзания и повреждений от замерзания пористых материалов, особенно бетона.Хотя механизмы гидравлического давления и осмотического давления все еще упоминаются в различных ссылках для объяснения повреждений от замерзания, очевидно, что другие процессы могут иметь значение. Применение термодинамических принципов было жизненно важным для выяснения многих из этих процессов. Например, выражения, связывающие депрессию точки замерзания с размером пор, и уравнение Кельвина, описывающее капиллярную конденсацию в порах, пролили свет на поведение при замерзании в порах различных размеров (Penttala, 1998). Эти концепции заложили основу для многих последующих исследований морозных процессов.Кроме того, использование низкотемпературной калориметрии предоставило полезный способ отслеживать образование льда и таяние льда. Этот метод позволил наблюдать изменения образования льда с изменением микроструктуры пасты. Например, было показано, что увеличение водоцементного отношения и повторяющиеся циклы замораживания-оттаивания повышают температуры при первом замораживании (т.е. лед сначала образуется при более высокой температуре). Однако более зрелые пасты и более высокие скорости охлаждения снижают температуру при первом замораживании. Образование льда также было обнаружено при температурах до -20 ° C (68 ° F), что соответствует замерзанию более мелких пор.На основе таких испытаний также была выяснена гистерезисная природа замораживания и оттаивания.

Что касается механизмов замерзания в микроструктуре пасты, в обзорной литературе предлагается ряд гипотез для объяснения различных стадий, происходящих во время замораживания и оттаивания паст и бетонов. Кауфманн (2002) дал качественное последовательное описание этих механизмов. Когда температура опускается ниже точки замерзания объемной воды, лед сначала образуется в более крупных порах или на внешних поверхностях бетона.Большая часть воды в крупных порах не взаимодействует со стенками пор и, таким образом, удерживается как объемная вода. Быстрое охлаждение также может вызвать большое гидравлическое давление. Затем, когда температура дополнительно снижается, обычно считается, что вода в порах меньшего размера мигрирует в поры большего размера из-за термодинамического дисбаланса, существующего между незамерзшей водой в порах меньшего размера по сравнению со льдом в порах большего размера. Это было основой выводов Пауэрса и Хельмута (1953), в которых наблюдались различные тенденции изменения длины пасты без и с воздухововлекающими добавками.В то время как пасты без воздухововлекающих добавок расширялись при замораживании, пасты с воздухововлекающими добавками уменьшались при замораживании. Эти результаты были также подтверждены Пенттала (1998). Было определено, что управляющие давления, вызывающие эту миграцию воды, составляют около 1,22 МПа / ° C (34,2 МПа / ° F) в порах геля (Setzer, 1999) и 1,3 МПа / ° C (34,3 МПа / ° F) (Scherer and Valenza , 2005). Как видно, переохлаждение на несколько градусов Цельсия может вызвать достаточное давление движения для перераспределения воды в системе пор.

Шерер и Валенца (2005) затем указали, что по мере роста льда в более крупных порах (путем «осушения» воды в более мелкие поры) этот лед в конечном итоге оказывает давление кристаллизации на стенки пор.Это давление является функцией формы и кривизны рассматриваемых пор, а также угла контакта между льдом и стенкой поры. Шерер объяснил, что это давление кристаллизации является причиной повреждения материала. Величина давления, создаваемого в порах, была определена теоретически Шерером и Валенцой (2005) и экспериментально Пенттала (1998), которые рассчитали поровое давление на основе относительной влажности испытательной камеры. В обоих случаях поровое давление может достигать нескольких МПа при нескольких градусах Цельсия ниже нормальной точки замерзания (например,г., при температуре около -5 ° C (23 ° F)). Однако, как указал Шерер, расчетное давление применяется только к одной поре, и высокое напряжение в одной поре вряд ли приведет к растрескиванию или разрушению материала, поскольку объем, на который воздействует напряжение, слишком мал. Серьезного материального ущерба не ожидается до тех пор, пока кристаллы не начнут распространяться через поровое пространство.

Концепция образования корки (Scherer, 1993) и захваченной воды (Chatterji, 1999a и 1999b) нечасто упоминалась в литературе. Он заслуживает внимания из-за величины напряжений, которые могут возникнуть в этих условиях.Такая ситуация может возникнуть, когда преобладают быстрые скорости охлаждения, когда присутствует широкий диапазон размеров пор (Scherer, 1993) или когда растворенные вещества постоянно снижают точку замерзания раствора (Scherer, 2005). Высокое давление в капиллярной воде из-за высоких скоростей охлаждения также упоминалось в Harnik et al. (1980). Давление, создаваемое в этих условиях, может достигать 13,5 МПа / ° C (56,3 МПа / ° F).

Контейнер закрытой модели Фагерлунда (1995), связанный с концепцией захваченной воды, показал, что для повреждения требуется очень мало замораживаемой воды.Напоминаем, что максимально допустимое содержание замерзающей воды было оценено как 5 процентов от объема цемента при -5 ° C (23 ° F), 2 процента при -10 ° C (50 ° F) и 0,7 процента при — 20 ° С (68 ° F). Как упоминалось ранее, эта модель очень консервативна из-за предположения, что вся вода содержится внутри сферы. Однако в отдельных расчетах Фагерлунд также продемонстрировал, что значительные количества замораживаемой воды потенциально могут присутствовать в пастах, даже в тех, которые считаются плотными, например, с низким водоцементным отношением.Таким образом, всегда существует вероятность повреждения от замораживания-оттаивания, пока есть вода. Следует также отметить, что пасты, подвергнутые циклам замораживания-оттаивания, потенциально могут поглощать больше воды с каждым циклом из-за эффекта микронасоса (Setzer, 1999). Это поглощение воды экспериментально наблюдалось различными исследователями, которые пришли к выводу, что поглощение, вызванное замораживанием и оттаиванием, может быть даже выше, чем поглощение только за счет капиллярного поглощения. Таким образом, степень насыщенности пасты постепенно увеличивается.Поэтому было бы неудивительно наблюдать долговечность цементных паст во время ранних циклов замораживания-оттаивания, но затем наблюдать все более высокую уязвимость с увеличением количества циклов.

2.2.2 Роль противообледенительной соли в повреждении от мороза

Вышеупомянутые обсуждения были сосредоточены на классических и современных теориях повреждения бетона от замерзания; тем не менее, эти дискуссии еще не касались роли и важности противообледенительных солей для ухудшения качества в холодном климате.Хорошо известно, что присутствие противообледенительных солей в бетоне может сильно повлиять на его устойчивость к замораживанию-оттаиванию. Harnik et al. (1980) указали, что бетон обычно проявляет более низкую устойчивость к комбинированному воздействию мороза и солей по сравнению с одним морозом. Причины худших характеристик в присутствии солей до конца не изучены. Тем не менее признано, что присутствие солей в растворе имеет три основных эффекта: оно снижает давление пара раствора, снижает температуру замерзания раствора (Pigeon and Pleau, 1995) и увеличивает вязкость раствора.Эти эффекты, вероятно, ответственны, по крайней мере частично, за более серьезные повреждения бетона. Более того, с феноменологической точки зрения было показано, что соли наиболее вредны для бетонных поверхностей при концентрациях от 3 до 4 процентов в зависимости от конкретного антиобледенителя (Verbeck and Klieger, 1957).

Были предложены различные теории для объяснения вредного воздействия солей. Они были представлены в Harnik et al. (1980) и в Pigeon and Pleau (1995) и кратко изложены здесь.

Усиление осмотического давления

Присутствие противообледенительных солей может вызвать локальные градиенты концентрации, вызывающие осмотический дисбаланс. Результирующее осмотическое давление будет усиливать уже существующие из-за термодинамического дисбаланса ледяной воды (согласно теории осмотического давления Пауэрса и Гельмута). Соли на поверхности бетона также увеличивают перепад давления пара между поверхностным льдом и переохлажденной пористой водой. Основываясь на теории десорбции Литвана, поровая вода, таким образом, будет иметь большую тенденцию к миграции из бетона.В обоих случаях осмотическое давление, скорее всего, увеличено.

Степень насыщения

Присутствие солей в растворе снижает равновесное давление пара раствора. В результате молекулы воды вблизи раствора имеют большую тенденцию перемещаться к раствору по сравнению с чистой водой. Это основа гигроскопичности солевых растворов. Таким образом увеличивается степень насыщения бетона.

Переохлаждение

Из-за пониженной точки замерзания кристаллы льда не образуются на поверхности бетона при температурах около 0 ° C, вызывая переохлаждение поровой воды.Когда эта вода в конечном итоге замерзает, эффекты фазового перехода более разрушительны, чем при обычном замерзании. Harnik et al. (1980) экспериментально продемонстрировали, что большие переохлаждения приводят к более быстрому распространению ледяного фронта и, следовательно, к увеличению гидравлического давления.

Тепловой удар

Когда соли тают лед на поверхности бетона, эндотермический фазовый переход может отобрать большое количество тепла, в первую очередь от самого бетона. Внезапный отвод тепла может вызвать резкое охлаждение с последующими высокими растягивающими напряжениями на поверхности бетона.Эти растягивающие напряжения могут быть достаточно большими, чтобы разрушить внешние слои бетона.

Послойный эффект

Присутствие солей снижает температуру замерзания раствора. Если концентрация соли в бетоне неоднородна, также может наблюдаться неравномерное промерзание по всему бетону. Таким образом, эти различные области будут иметь разные свойства расширения, из-за которых могут развиваться напряжения. Вариации расширения могут возникать из-за различий в образовании льда или из-за сжатия пасты (если она защищена воздушными пустотами).

Кристаллизация соли

Рост кристаллов соли в больших порах бетона может происходить, если раствор соли становится перенасыщенным. Перенасыщение может возникать из-за испарения воды из раствора, переноса ионов соли из более мелких пор к кристаллам соли в более крупных порах, концентрации раствора соли при замораживании или достижения раствора эвтектическими условиями. Продолжающийся рост кристаллов соли в порах может оказывать достаточное давление на стенки пор, чтобы вызвать повреждение.

Вышеописанные механизмы могут, по крайней мере частично, учитывать серьезность повреждений, вызванных солевыми растворами (то есть любое из вышеперечисленного или их комбинация может быть причиной повреждения). Также отмечается, что из-за пониженной точки замерзания растворов соли полезны для бетона, задерживая образование льда. Противодействие положительным эффектам (то есть замедленному образованию льда) и отрицательным эффектам (описанным выше) может быть причиной пессимальных концентраций соли, наблюдаемых Вербеком и Клигером (1957) (около 3-4 процентов).При высоких концентрациях положительные эффекты могут перевешивать потенциал повреждения солей, в то время как при низких концентрациях влияние солей может быть незначительным. Независимо от механизмов повреждения, было продемонстрировано, что вовлечение воздуха может значительно улучшить сопротивление бетона противообледенительной коррозии (Pigeon and Pleau, 1995).

2.3 ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЗАМЕРЗАНИЯ СУХИХ СМЕСЕЙ БЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

2.3.1 Введение

Блоки

ТРО обычно считаются типом сухого бетонного продукта.Другие типы изделий из сухого бетона могут включать бетонные блоки, бетонные брусчатки и бетоны, уплотненные роликами. Pigeon и Pleau (1995, стр. 206) определяют сухие бетоны как « [бетоны], в которых количество воды или цементного теста в смеси значительно ниже, чем в обычных бетонах. » В этих смесях количество воды тщательно контролируется, поскольку жесткость смеси играет важную роль в процессе укладки. Например, блоки ТРО извлекаются из формы сразу после их уплотнения, и поэтому требуется высокая жесткость, чтобы блок сохранил свою форму после извлечения из формы (рис. 11).


Рисунок 11. Фото. Извлечение блоков ТРО из формы в процессе производства.

Из-за низкого содержания пасты в сухом бетоне пустоты между частицами заполнителя не могут быть заполнены полностью. Следовательно, создается сеть пустот неправильной формы, как было ранее показано на рисунке 7, где сравнивается внутренняя структура обычного бетона и бетона ТРО. Эти пустоты называются «пустотами уплотнения», поскольку они образуются в процессе уплотнения (Pigeon and Pleau, 1995).Роль этих пустот в морозостойкости сухих бетонов остается неясной, что будет описано в следующих разделах. Интересно отметить, что торкретбетон сухой смеси, который также имеет низкое водоцементное соотношение и уплотняется пневматически, имеет очень низкий объем пустот уплотнения. Содержание цемента в шроткретах находится в диапазоне от 400 до 500 килограммов на кубический метр (кг / м 3 ) (от 674 до 843 фунтов / ярд 3 ) в партии (Morgan, 1995), что выше, чем у От 250 до 380 кг / м 3 (от 421 до 641 фунт / ярд 3 ) для морозостойких сухих бетонных смесей (см. Следующие разделы).Пиджен и Пло (1995) также объясняют, что из-за низкого водоцементного отношения в сухих бетонах происходит меньшее перемешивание и диспергирование зерен цемента. Наличие негидратированных частиц цемента может влиять на морозостойкость сухих бетонов (MacDonald et al., 1999).

Литература по морозостойкости ТРО на сегодняшний день довольно ограничена, поскольку строительство ТРО стало популярным только в последние годы, а проблемы, связанные с морозостойкостью, всплыли только недавно (SEM, 2001). Существует большое количество литературы по другим более известным изделиям из сухого бетона, например, упомянутым ранее.Таким образом, в этом разделе обзора литературы рассматриваются исследовательские работы, связанные с морозостойкостью, выполненные на различных типах сухих бетонных смесей.

2.3.2 Механизмы замораживания-оттаивания в сухих бетонных смесях

Теории механизмов образования льда и повреждений, вызванных морозом, представленные в разделах 2.2.1 и 2.2.2, были разработаны в первую очередь для обычных конструкционных бетонов. Для этих бетонов обычно предполагалось, что лед образуется в капиллярных пустотах, а роль более крупных воздушных пустот заключалась в обеспечении границ выхода, где лед мог свободно расти.Неизвестно, применимы ли эти механизмы аналогично к бетонам с сухим смешиванием, в основном из-за разной микроструктуры, которую демонстрируют бетоны с сухим смешиванием по сравнению с обычными бетонами.

Подробный обзор существующей литературы по морозостойкости сухих смесей бетонов содержится в Haisler (2004), Hance (2005) и SEM (2001). Поскольку объем литературы по этому вопросу не обширен по сравнению с обычными бетонами, в этих обзорах есть много совпадений, включающих примерно 25 отдельных исследований различных типов бетонных изделий с сухим смешиванием.Краткое изложение результатов представлено здесь.

В рассматриваемой литературе был охвачен широкий спектр изделий из сухого бетона, в первую очередь обращено внимание на влияние состава смеси и свойств материала на морозостойкость этих материалов. Среди различных типов исследуемых бетонных изделий были бетоны, уплотненные валками (RCC), бетонные блоки для каменной кладки, блоки бетонных мощений и блоки SRW, которые были оценены с использованием различных методов испытаний на замораживание-оттаивание. Например, в некоторых исследованиях образцы ПКР оценивались с использованием методов ASTM C 666 (2004), Процедура A (2004).Этот метод предполагает быстрое замораживание и оттаивание образцов, полностью погруженных в воду. В других исследованиях единицы ТРО оценивались с использованием методов ASTM C 1262 (2003), которые включают замораживание и оттаивание образцов, частично погруженных в воду. Другие исследования могли включать испытания бетонных блоков кладки с использованием методов ASTM C 672 (2004), которые также включают замораживание частично погруженных образцов. Однако время замораживания намного больше (20 ± 1 час) по сравнению с тем, что требуется в ASTM C 1262 (2004).В результате неудивительно, что в результате этих исследований был получен довольно большой диапазон результатов, наблюдений и критериев эффективности.

Несмотря на то, что в рассматриваемой литературе не указывается на единый механизм морозостойкости сухих бетонов или на какой-то один параметр прогнозирования морозостойкости, существует некоторое общее согласие в отношении некоторых факторов, влияющих на морозостойкость. Более высокая прочность на сжатие, более низкое водоцементное соотношение и более низкая абсорбция обычно наблюдаются для снижения уязвимости к замерзанию-оттаиванию.Конкретные значения этих параметров во многом зависели от конкретного испытуемого материала и используемого метода замораживания-оттаивания. Например, минимальная прочность на сжатие 21 МПа (3040 фунтов на квадратный дюйм) была предложена для бетонных блоков каменной кладки при «сильном» воздействии, в то время как минимальная прочность на сжатие 50 МПа (7250 фунтов на квадратный дюйм) была предложена для «прочных» бетонных блоков мощения. Для тех же блоков мощения требовалось водоцементное соотношение ниже примерно 0,30 для морозостойкости. В отдельном исследовании бетонных брусчатки минимальная прочность на сжатие в диапазоне от 55 до 67 МПа (от 8000 до 9700 фунтов на квадратный дюйм) с сопутствующим поглощением менее 4 процентов по массе была рекомендована для морозостойкого материала.В других исследованиях блоков ТРО было показано, что блоки, показывающие водопоглощение ниже 176 кг / м 3 , имели больше шансов соответствовать критерию замораживания-оттаивания ASTM C 1372 (2001) в 1 процент максимальной потери массы. В этом же исследовании блоки с прочностью на сжатие выше 62 МПа (9000 фунтов на квадратный дюйм) также с большей вероятностью соответствовали этому критерию максимальной потери массы в 1 процент. Несмотря на наблюдаемые общие тенденции в долговечности сухих бетонных изделий в отношении вышеописанных свойств материала, как Haisler (2004), так и Hance (2005) согласились с тем, что эти свойства слабо коррелируют с морозостойкостью.Таким образом, адекватность любого из этих свойств как надежного предиктора характеристик замораживания-оттаивания сомнительна. Однако из проанализированной литературы эти авторы обнаружили, что содержание цемента является важным параметром морозостойкости. Рекомендуемые минимальные значения варьировались от 252 до 395 кг / м 3 .

В литературе, рассмотренной SEM (2001), другие факторы также исследовались на предмет их влияния на морозостойкость. Что касается состава смеси, то были получены противоречивые результаты.Хотя сообщалось, что тип вяжущего и соотношение воды и вяжущего мало влияют на морозостойкость бетонных плит, было обнаружено, что использование минеральных добавок (например, микрокремнезема) улучшает морозостойкость бетонных блоков. Отбор заполнителя и правильное отверждение также были важны для морозостойкости сухих бетонов. В частности, сообщалось, что для блоков ТРО большее количество негидратированных частиц цемента существовало в чувствительных к морозу блоках по сравнению с более прочными блоками.В результате было сообщено, что степень гидратации (в зависимости от методов отверждения) является критической для блоков ТРО.

2.3.3 Роль солей в морозостойкости сухих бетонных смесей

В своем обзоре литературы по морозостойкости сухих бетонов компания SEM (2001) также охватила несколько исследований, связанных с устойчивостью этих бетонов к противообледенительным солевым отложениям. Этот сборник SEM включал пять отдельных исследований, касающихся бетонных брусчатки, бетонных блоков и блоков ТРО.Одним из ключевых моментов, выявленных в этом обзоре, был тот факт, что производственные процессы могут сильно повлиять на устойчивость блоков дорожного покрытия к образованию отложений. В одном исследовании было отмечено, что «было чрезвычайно сложно точно оценить долговечность блоков для мощения, поскольку все производства страдали от больших различий в свойствах блоков для мощения». В аналогичном исследовании было отмечено, что следует уделять особое внимание «адекватной консолидации» всех асфальтоукладчиков, поскольку на их характеристики могут «сильно повлиять операции заливки».«

Что касается корреляции с другими свойствами, в одном исследовании было отмечено, что сопротивление образованию отложений у блоков мощения хорошо коррелирует с капиллярным водопоглощением, но в меньшей степени с прочностью на сжатие и изгиб. Однако в другом исследовании не было обнаружено никаких полезных корреляций между долговечностью образцов и такими параметрами, как прочность на сжатие, динамический модуль упругости и водопоглощение. Другие исследования также указали на важность определения минимального содержания цемента, которое, как было установлено, находится в диапазоне от 320 до 380 кг / м 3 для обеспечения долговечности блоков мощения.Для этих же агрегатов средняя прочность на сжатие составляет 65 МПа (9400 фунтов на квадратный дюйм), средняя прочность на разрыв 6 МПа (870 фунтов на квадратный дюйм), средний удельный вес около 2275 кг / м 3 и среднее водопоглощение 4 процента. были типичными для прочных агрегатов. Это же исследование показало, что соотношение цемент-заполнитель сильно влияет на морозостойкость, хотя значения этого параметра не приводятся. Более того, максимальное водоцементное соотношение 0,35 было продемонстрировано как обычное качество среди прочных блоков.

2.3.4 Роль воздуха и пустот уплотнения

В обычных бетонах хорошо известно, что наличие микроскопических, дискретных и хорошо диспергированных воздушных пустот помогает уменьшить ущерб, причиняемый повторяющимися циклами замораживания и оттаивания. Однако в случае бетонных изделий с сухим смешиванием использование смесей, отличающихся от смесей обычных бетонов, а также методов дозирования, заливки и отверждения дает материал, который демонстрирует довольно непохожую микроструктуру по сравнению с обычным бетоном.В результате возникают две проблемы:

  • Сложность создания системы воздушных пустот в сухих бетонных изделиях.
  • Роль воздуха и пустот уплотнения в защите от замерзания.

В этом разделе содержится краткий обзор нескольких недавних исследований и исследований, посвященных этим двум вопросам. Будет показано, что возникают противоречивые результаты и что нет простых ответов на вышеуказанные вопросы.

2.3.4.1 Характеристики воздушных пустот в бетоне с низкой оседанием (Whiting, 1985)

Whiting исследовал характеристики воздушных пустот в свежем и затвердевшем, малопосадочном плотном бетоне (LSDC), который использовался в качестве перекрытий для настилов автомобильных мостов. Этот тип бетона номинально включает содержание цемента приблизительно 490 кг / м 3 3 , водоцементное соотношение от 0,30 до 0,32 по весу и содержание воздуха 6,5 ± 1,0 процента. Эти смеси требуют сильной вибрации либо вибрацией, либо стержнями для их уплотнения.Хотя содержание цемента около 250-400 кг / м 3 выше, чем в сухих бетонных изделиях, трудно увлечь воздушные пустоты в жесткую смесь LSDC. Таким образом, исследование Уайтинга было сосредоточено на двух задачах: установлении дозировок различных воздухововлекающих добавок, необходимых для достижения заданного содержания воздуха в свежезамешанном LSDC, и исследовании системы воздушных пустот в смесях LSDC, соответствующих заданному содержанию воздуха.

Что касается улавливания воздушных пустот, Уайтинг обнаружил, что при использовании нейтрализованной винзольной смолы и воздухововлекающих агентов типа алкилбензилсульфоната для достижения заданного содержания воздуха (6 ± ½ процента) в LSDC требовались большие дозировки.Требуемые дозировки этих добавок были до 10 раз выше, чем требуемые для обычных бетонов. После достижения целевого значения содержание воздуха становилось менее чувствительным к изменениям дозировки добавки. С другой стороны, попытки использовать другие типы воздухововлекающих добавок (стабилизированная щелочью, омыленная натуральная древесная смола и соль органической кислоты, состоящая из производных таллового масла) не увенчались успехом в достижении целевого содержания воздуха, независимо от дозировки.

Параметры воздушных пустот в затвердевшем бетоне были исследованы для смесей, соответствующих указанным 6 ± ½ процента в свежем состоянии.Для этих смесей частота пустот более 10 на дюйм, удельная поверхность более 39 мм 2 / мм 3 (1000 квадратных дюймов / кубический дюйм) и коэффициенты интервала менее 125 микрон (мкм) (0,005 дюйма). Конкретный тип используемой воздухововлекающей добавки, по-видимому, не повлиял на эти результаты (для смесей, достигающих 6 ± ½ процента содержания воздуха). Уайтинг также сообщил, что в этих смесях содержание затвердевшего воздуха было примерно на 1-2 процента ниже, чем в свежем состоянии.Распределение размеров этих воздушных пустот также оказалось более мелким по сравнению с таковым в обычном бетоне.

2.3.4.2 Устойчивость ПКР к образованию отложений мороза и солей (Marchand et al., 1990)

Marchand et al. (1990) провели исследование морозостойкости и характеристик воздушно-пустотной системы ПКР. Всего на полигоне полевых испытаний было произведено 20 нагрузок RCC, включая следующие переменные в составе смеси:

  • Тип связующего, включая ASTM Тип I, ASTM Тип III и добавление микрокремнезема.
  • Водоцементное соотношение 0,27, 0,33 и 0,35.
  • Содержание цемента в диапазоне от 12 до 16 процентов.

Для воздухововлекающих смесей в качестве воздухововлекающей добавки использовали водный раствор нейтрализованного сульфированного углеводорода. Его добавляли в дозировке, вдвое превышающей рекомендованную производителем, и поддерживали общее время перемешивания 5 минут. Для всех смесей были проведены тесты быстрого замораживания-оттаивания ASTM C 666 (Процедура A, ASTM 2004), тесты на образование солей ASTM C 672 (2004) и анализ воздушных пустот в затвердевшем бетоне ASTM C 457 (2004).

Marchand et al. обнаружили, что добавление воздухововлекающей добавки не способствует улавливанию пузырьков воздуха даже при более высоких, чем обычно, дозировках. Большинство обнаруженных пустот имели уплотняющий характер. Однако из этой статьи не ясно, как воздушные пустоты и пустоты уплотнения отличаются друг от друга. Были определены большие колебания общего содержания воздуха, от 2–3% до 10%. Значения удельной поверхности для большинства смесей были ниже 25 мм -1 , в то время как коэффициенты интервала, как правило, были меньше 250 мкм (0.010 дюймов). Маршан поставил под сомнение правомерность применения параметров ASTM C 457 (2004) к этому типу бетона в свете наблюдаемой неправильной формы пустот уплотнения.

Что касается морозостойкости, то все протестированные образцы ПКК выдержали 300 циклов замораживания и оттаивания в воде без каких-либо значительных повреждений. Следовательно, Маршан предположил, что некоторые полости уплотнения могут действовать как воздушные пустоты, но на это положительное влияние пустот уплотнения не следует полагаться слишком сильно.Устойчивость смесей RCC к образованию накипи против обледенения оказалась низкой. Причины, предусмотренные для этого, включают взаимосвязанные пустоты уплотнения, которые способствуют насыщению бетона, неоднородность пасты и отсутствие пузырьков воздуха. Исходя из этих результатов, Маршан также предположил, что вполне возможно, что устоявшаяся взаимосвязь между коэффициентом расстояния и стойкостью к замерзанию-оттаиванию в обычных бетонах не применима к RCC.

2.3.4.3 Вовлечение воздуха в смеси без оседания (Marchand et al., 1998)

В отдельном лабораторном исследовании Marchand et al. исследовали 21 различную бетонную смесь с нулевой осадкой на их воздухововлекающие свойства и параметры затвердевших воздушных пустот. Во всех смесях содержание цемента было зафиксировано на уровне 13 процентов от общей массы сухих материалов, а водоцементное соотношение поддерживали на уровне 0,37. Использовали два типа смесителей: противоточный тарельчатый смеситель и барабанный смеситель с вращающимся барабаном. Использовали четыре типа воздухововлекающих агентов: синтетическое моющее средство, нейтрализованную сульфированную углеводородную соль, смолу винсола и экстракт растительного масла.Их добавляли в дозах от 1 до 4 миллилитров на килограмм (мл / кг) (от 1,5 до 6,1 жидких унций / 100 фунтов цемента, что в некоторых случаях более чем в 10 раз превышало рекомендованную производителем дозировку. Эти смеси были оценены ASTM C. 457 Метод модифицированного точечного подсчета (ASTM 2004), испытания на насыщение давлением (для измерения объема капиллярных пустот и количества несвязанных пустот) и сканирующая электронная микроскопия.

Что касается анализа воздушных пустот ASTM C 457 (2004), было проведено различие между сферическими воздушными пустотами и пустотами уплотнения.Было определено, что содержание сферических воздушных пустот в целом было низким (менее примерно 1,5 процента). Смеси, демонстрирующие более высокое содержание сферических воздушных пустот, соответствовали смесям, смешанным в тарельчатом смесителе и использующим синтетический детергент или экстракт растительного масла в количестве 4 мл / кг цемента. Общее содержание воздуха в смесях варьировалось от 5,4 до 10,8% (по объему). Авторы пришли к выводу, что улавливание пузырьков воздуха в непросадочных смесях затруднено из-за низкого содержания воды в смеси. Даже в этом случае захват воздуха возможен, в зависимости от типа смесителя и используемого воздухововлекающего агента.Наблюдения с помощью сканирующей электронной микроскопии показали наличие микроскопических пузырьков (менее 50 мкм (0,002 дюйма)) в смесях с воздухововлекающими добавками. Роль этих микроскопических пузырьков в обеспечении морозостойкости бетона оставалась неясной. Что касается абсорбции, было обнаружено, что капиллярное всасывание обычно составляет менее 5 процентов, несмотря на наличие пустот уплотнения. Результаты испытаний на насыщение давлением показали, что определенный процент (от 3 до 4 процентов) пустот не соединен.Следовательно, авторы предположили, что часть несвязанных пустот может действовать как пузырьки воздуха во время замерзания.

2.3.4.4 Воздухововлечение в сухой кладочный бетон (Хазрати и Керкар, 2000)

Хазрати и Керкар изучали морозостойкость бетонных блоков, содержащих водоотталкивающую добавку и «новую добавку при замораживании-оттаивании». Было произведено несколько смесей, в которых соотношение цемент-заполнитель составляло от 11 до 18 процентов, а дозировка вышеупомянутых добавок варьировалась.Эти смеси были оценены с использованием следующих методов испытаний: ASTM C 1262 (2003) морозостойкость в воде и 3-процентном растворе хлорида натрия (NaCl), прочность на сжатие ASTM C 140 (2000), водопоглощение и удельный вес, а также ASTM C 457 (2004) Модифицированный метод подсчета точек.

В ходе испытаний на замораживание-оттаивание в целом было замечено, что смеси, содержащие только встроенную водоотталкивающую добавку, демонстрировали раннее разрушение, независимо от содержания цемента. Образцы, испытанные в воде, превзошли потерю массы на 1 процент после примерно 30 циклов, в то время как образцы, испытанные в солевом растворе, показали значительную потерю массы (> 5 процентов) только после 10 или менее циклов.Однако, когда была добавлена ​​«новая смесь замораживания-оттаивания», смеси показали значительно улучшенную долговечность. Образцы, испытанные в воде, показали потерю массы менее 1 процента даже после 120 циклов, в то время как образцы, испытанные в физиологическом растворе, показали потерю массы менее 1 процента даже после 80 циклов. Что касается систем с воздушными пустотами, Хазрати и Керкар сообщили о коэффициентах интервала от 450 до 550 мкм (от 0,018 до 0,022 дюйма) для смесей без воздухововлекающих материалов и от 200 до 300 мкм (от 0,008 до 0,011 дюйма) для смесей с воздухововлекающими добавками.Исходя из этого, авторы предложили максимальные коэффициенты зазора 300 мкм (0,011 дюйма) для морозостойкости в воде и 200 мкм (0,008 дюйма) для морозостойкости в физиологическом растворе. Анализ изображений на тонких шлифах с флуоресцентной пропиткой показал, что степень гидратации смесей, содержащих только водоотталкивающую добавку, была ниже 50 процентов. С другой стороны, смеси, содержащие «новую смесь замораживания-оттаивания», показали степень гидратации около 70 процентов. Возраст образцов или методы отверждения в этой ссылке не приводятся.

На основании своих результатов и наблюдений авторы пришли к выводу, что «новая смесь замораживания-оттаивания» значительно улучшает морозостойкость в воде и в солевом растворе. Благоприятный эффект от использования этой добавки был даже больше, чем от увеличения содержания только цемента. Это преимущество, вероятно, было результатом захвата воздушных пустот в бетоне и диспергирования зерен цемента для обеспечения дальнейшей гидратации. Что касается более низкой прочности смесей с водоотталкивающими добавками, Хазрати и Керкар (2000) предположили, что «условия, которые снижают проницаемость без резкого уменьшения пористости, могут отрицательно сказаться на долговечности материалов на основе цемента при замораживании-оттаивании.«

2.3.4.5 Другие исследования (Pigeon and Pleau, 1995 и SEM, 2001)

Pigeon and Pleau (1995) представили краткую сводку работ, проделанных несколькими другими исследователями по проблеме вовлечения воздуха в сухой бетон. Они процитировали три отдельных исследования, в которых было возможно ввести пузырьки воздуха в такие бетоны. В одном исследовании по RCC последовательность дозирования пришлось изменить, сначала смешав цемент, воду, воздухововлекающий агент и часть заполнителя.После того, как перемешивание было выполнено достаточно долго, чтобы образовались воздушные пустоты, добавляли остальные агрегаты. В двух других исследованиях для обеспечения вовлечения воздуха в смесь использовались высокоэнергетические смесители, состоящие из вращающихся лопастей.

SEM (2001) также охватил несколько других исследований, связанных с защитой от замерзания в сухих бетонных смесях. Что касается RCC, испытанного в соответствии с ASTM C 666 (Процедура A, Быстрое замораживание и оттаивание в воде, ASTM 2004), одно исследование показало, что добавление воздухововлекающих агентов положительно влияет на морозостойкость, хотя значительного влияния не наблюдается. от конкретного типа используемого агента.В другом исследовании был сделан вывод о том, что морозостойкость RCC напрямую связана с коэффициентом расстояния между воздушными пустотами с максимальным рекомендуемым значением 250 мкм (0,010 дюйма). Это же исследование также показало, что безвоздушный ПКР может быть в определенной степени устойчивым к морозу. Следовательно, был сделан вывод, что пустоты уплотнения могут обеспечивать аналогичную защиту бетона от замерзания, как и пустоты с увлеченным воздухом.

2.3.4.6 Сводка исследований воздухововлекающих и уплотняющих пустот

В целом очевидно, что вопросы, связанные с воздухововлечением и защитой от замерзания, для сухих бетонов отличаются от обычных бетонов.Было показано, что в обычных бетонах использование воздухововлекающих средств улучшает морозостойкость и устойчивость к образованию отложений против обледенения и солей. Однако необходимость воздушных пустот для защиты от замерзания в сухом бетоне все еще оспаривается. Сама проблема с воздухововлечением привела к противоречивым взглядам. В то время как некоторые исследования показали, что воздухововлечение чрезвычайно сложно достичь независимо от дозировки используемой добавки, другие исследования показали, что воздухововлечение возможно при определенных условиях. Похоже, что конкретный тип используемого воздухововлекающего агента, состав смеси, тип используемого смесителя и, возможно, даже используемые процедуры дозирования и смешивания сыграли важную роль в определении успеха в захвате воздушных пустот.С другой стороны, Хазрати и Керкар (2000) показали, что с номинальными количествами «новой добавки для замораживания-оттаивания» можно получить хорошие системы воздушных пустот и получить морозостойкие каменные блоки.

Роль воздуха и пустот уплотнения в обеспечении защиты сухого бетона от замерзания до сих пор остается невыясненной. Marchand et al. (1998) сообщили, что в то время как некоторые полевые и лабораторные исследования, как правило, указывали на то, что некоторые уплотняющие пустоты могут действовать как воздушные пустоты и обеспечивать защиту от замерзания, другие отчеты продемонстрировали, что безвоздушный бетон без оползания уязвим для повреждений от замерзания.Связность этих пустот уплотнения была названа критическим параметром, поскольку некоторые исследователи предположили, что изолированные пустоты уплотнения могут действовать как воздушные пустоты. С другой стороны, соединенные пустоты могут увеличить насыщение и усугубить повреждение от мороза.

Достоверность параметров ASTM C 457 (ASTM 2004) для характеристики системы пустот в сухом бетоне также подвергалась сомнению несколькими авторами. Это связано с тем, что уравнения в ASTM C 457 (ASTM 2004) были разработаны с учетом сферических пустот, равномерно распределенных в цементном тесте.Эта гипотетическая форма пустот и пространственное распределение даже менее актуальны для сухого бетона, чем для обычного бетона. В бетонах с сухим смешиванием могут преобладать связанные между собой уплотняющие пустоты. Следовательно, отношения, разработанные между коэффициентом расстояния и стойкостью к замерзанию-оттаиванию для обычных бетонов, могут быть неприменимы для сухих бетонов. Следовательно, было высказано предположение, что фактическая роль пустот уплотнения в условиях замораживания-оттаивания должна быть сначала понята, прежде чем устанавливать какие-либо отношения между параметрами ASTM C 457 (ASTM 2004) и морозостойкостью в сухих бетонах.

2.4 КРАТКАЯ ИНФОРМАЦИЯ

В этой главе обобщены некоторые из основных опубликованных на сегодняшний день работ по морозостойкости обычного бетона, блоков ТРО и других бетонных изделий с сухим смешиванием. Из этого обсуждения совершенно очевидно, что механизмы разрушения от замерзания и образования солей не полностью поняты для обычного бетона, и это понимание еще меньше при рассмотрении блоков ТРО и других продуктов сухого литья. Непонимание долговечности блоков ТРО можно объяснить несколькими факторами, в том числе относительной новизной рынка ТРО (по сравнению с обычным бетоном), уникальной природой микроструктуры блоков ТРО и общим отсутствием научных публикаций по этой теме.Исходя из этого обзора, необходимость в комплексных исследованиях морозостойкости блоков ТРО становится очевидной, и усилия, подробно описанные в остальной части настоящего отчета, направлены на удовлетворение этих потребностей.

Что такое цикл замораживания-оттаивания в бетоне?

Зима, особенно подальше от экватора, приравнивается к белоснежным пейзажам и тому времени года, когда можно уютно устроиться у камина. Для нас, людей, зима — это просто еще одно время года. Но для зданий, дорог, мостов и многих других типов бетонных конструкций зима — время, когда они испытывают наихудшие бедствия: эффект цикла замораживания-оттаивания.

Что такое цикл замораживания-оттаивания и как он происходит?

Это явление встречается в природе двумя способами. Первый — это повторяющийся цикл таяния и замерзания воды в естественных трещинах и бороздках скал, например, в горах, тундре и т.п.

Второе явление происходит, когда поверхностный слой породы обжигается прямым солнечным светом, например, в пустынных регионах. Этот верхний слой будет многократно расширяться и сжиматься, вызывая повреждения и, в конечном итоге, трещины.

Не можете представить себе конечный результат многих лет бедствий и эрозии? Пример: представьте, что Гранд-Каньон невероятно красив, но мы хотим, чтобы наши созданные руками человека сооружения оставались гордыми и сильными в течение многих лет.

Гранд-Каньон в Аризоне, США, является прекрасным примером силы воды и тепла во времени. Эти силы разрушили и создали огромные ландшафты, которые мы знаем сегодня. Природа прекрасна, но мы хотим, чтобы наши искусственные сооружения выдерживали все это годами.

С какими типами разрушаются бетонные конструкции из-за погодных условий?

Сухой бетон может страдать от обоих типов повреждений: от замерзания и оттаивания воды или от ее расширения и сжатия при экстремальных суточных колебаниях температуры.Из-за географического расположения некоторых городов, таких как Дубай и Торонто, подобных бедствий невозможно избежать. Однако бетон может лучше противостоять воздействию обоих явлений с небольшой помощью добавок.

Что такое цикл замораживания-оттаивания в бетоне?

Явление замораживания-оттаивания возникает, когда бетон насыщается водой и температура падает, замораживая молекулы H 2 O. Поскольку замерзшая вода расширяется на 9% от своего первоначального объема, она вызывает повреждение бетонной конструкции.Когда наступают более теплые месяцы, молекулы H 2 O тают и обнаруживают крошечные трещины в поверхностном слое структуры. Следующей зимой, когда эти крошечные трещины снова заполняются водой и температура падает, молекулы H 2 O расширяются, освобождая для себя больше места и вызывая больше повреждений в бетонной конструкции.

Постоянное замерзание и оттаивание воды приводит к тому, что эти крошечные трещины со временем становятся больше. Если не отремонтировать или предотвратить добавление добавок на этапе смешивания бетона, это приведет к необратимому повреждению конструкции.

Выше представлена ​​инфографика, в которой резюмируется роль воды в цикле замораживания-оттаивания и ее влияние на бетонную поверхность. Основная идея здесь заключается в понимании того, что вода комнатной температуры и замороженная вода имеют разные объемы. Когда вода замерзает, она занимает на 9% больше объема и образует микротрещины. Тает при повышении температуры. Цикл повторяется, и вода может проникать в микротрещины.

Почему эффект замораживания-оттаивания повреждает бетон?

Разрушение и повреждение бетона в результате этого явления происходит, когда бетон сильно насыщен водой, что происходит, когда более 90% его пор заполнено H 2 O.В дополнение к тому факту, что замороженная вода занимает на 9% больше объема, чем вода при комнатной температуре, а пространство для увеличения объема в сухом бетоне ограничено, замерзание воды вызывает микротрещины. Это повреждение начинается с первого цикла замерзания и оттаивания воды и при постоянном воздействии зимних сезонов приведет к многократной потере бетонной поверхности.

Вкратце, это явление представляет собой процесс бедствия, который испытывает бетон из-за циклического замерзания и таяния воды, просочившейся в него.Со временем и без надлежащего ухода этот цикл может вызвать полное растрескивание и необратимое повреждение бетонной конструкции.

Как определить повреждения бетона, вызванные циклом замораживания-оттаивания?

Часто диагностика последствий этого явления сложна. Осложнения возникают из-за того, что могут быть задействованы другие механизмы, такие как щелочно-кремнеземная реакция (ASR). Но если исключить все другие механизмы, то типичными признаками цикла замораживания-оттаивания могут быть:

  • Отслаивание и образование накипи на поверхности,
  • Поверхностное параллельное растрескивание,
  • Большие куски отходят от поверхности бетона, видимые невооруженным глазом,
  • Обнаружение агрегатов без трещин,
  • Зазоры вокруг агрегата.

Выше приведено изображение, иллюстрирующее растрескивание и образование накипи на бетонной поверхности. Это один из нескольких типов повреждений, которые цикл замораживания-оттаивания вызывает на бетоне.

Как избежать повреждения бетона циклом замораживания-оттаивания?

Короткий ответ: воздух. Это звучит так просто, но если бы в бетоне были встроенные «расширительные камеры», в конструкции было бы место, чтобы вместить 9% -ное увеличение объема замерзшей воды.Таким образом, повреждение, повреждение и трещины на бетонной поверхности будут минимизированы за счет захвата воздуха в бетоне с помощью добавок.

Что такое воздухововлечение в бетоне?

В бетоне есть два вида воздуха: захваченный и захваченный. Захваченный воздух возникает естественным образом в результате процесса перемешивания, при этом примерно 1,5% воздуха остается захваченным при изготовлении бетона. Захваченные пузырьки воздуха неправильной формы хорошо видны невооруженным глазом. Захваченные пузырьки из-за своей формы и большего размера не помогают защитить бетон от повреждений, вызванных замерзанием и таянием воды.

В отличие от захваченного воздуха, захваченный воздух создается конструктивно. Вовлеченные пузырьки воздуха противоположны захваченному воздуху, поскольку они многочисленны, имеют сферическую форму и микроскопические размеры. Обычно хорошо распределенные пузырьки находятся на расстоянии примерно 0,25 мм друг от друга. Таким образом, в зависимости от области применения в бетоне требуется примерно от 4% до 6% воздуха по объему для достижения необходимых пузырьков воздуха, которые действуют как расширительные камеры, чтобы приспособиться к действию воды при замораживании-оттаивании.

Итак, чтобы защитить бетон от повреждений, воздухововлекайте бетон, добавляя в его смесь воздухововлекающий агент.

Следующая инфографика суммирует ключевые элементы того, что такое воздухововлечение, и различия между захваченным и захваченным воздухом. Вовлеченный воздух — это воздух, который полезен для бетона из-за его однородных, сферических и обильных пузырьков воздуха. Воздухововлекающие агенты вызывают улавливание воздуха, что, в свою очередь, увеличивает долговечность бетонных конструкций.

Какие коммерческие воздухововлекающие агенты доступны на рынке?

На рынке представлены различные воздухововлекающие агенты с разными химическими и физическими свойствами.Воздухововлекающие агенты, которые Polytrade имеет в своем портфеле для применения в бетоне, входят в линейку продуктов Carbofen. Наши продукты совместимы с другими материалами и используются отдельно или в сочетании с другими веществами в рецептурах добавок к бетону. Линия продуктов Carbofen для добавок в бетон состоит из:

Зачем вкладывать средства в воздухововлекающий агент для бетона?

Воздухововлекающие агенты могут снизить затраты на ремонт трещин в бетоне, вызванных циклом замораживания-оттаивания, и увеличить общую долговечность конструкции.Не ограничиваясь двумя преимуществами, эти мощные материалы используются по трем основным причинам:

  • Создайте бетон, устойчивый к замораживанию и оттаиванию,
  • Предотвратить кровотечение в бетоне и
  • Уменьшите соотношение вода / цемент.

1) Создание морозостойкого бетона

Первая и основная причина — это вовлечение воздуха в бетон и обеспечение его морозостойкости. Или, другими словами, сделать бетон более устойчивым к воздействию многократного замерзания и таяния воды в более холодном климате.Кроме того, воздухововлекающие агенты являются ценным дополнением к дизайну бетонной смеси в тропическом климате, поскольку они минимизируют нагрузки на бетонные поверхности с экстремальной температурной дисперсией.

2) Предотвращение кровотечения

Во-вторых, воздухововлечение предотвращает кровотечение. Кровотечение происходит, когда вода быстро поднимается на поверхность свежеуложенного бетона, а медленное испарение воды необходимо для правильного отверждения бетона. Таким образом, правильное распределение воды в заливном бетоне имеет важное значение для долговечности конструкции.

3) Уменьшение водоцементного отношения

Наконец, воздухововлекающие агенты снижают водоцементное соотношение бетона. Как правило, бетон с высоким содержанием воды и высоким водоцементным отношением менее морозостойкий, чем бетон с более низким содержанием воды.

Вопросы?

Дайте нам знать, комментируя ниже, или свяжитесь с нашей командой экспертов!

Не забудьте прокомментировать и поделиться этим сообщением в блоге с коллегами на странице нашей компании в LinkedIn.

Опубликовано 21 декабря 2018 г. Последнее обновление 7 апреля 2021 года.

Преимущества бетона с воздухововлекающими добавками

Одним из величайших достижений в технологии производства бетона является разработка воздухововлекающего бетона. Это включает в себя включение мелких пузырьков воздуха в бетонную смесь в момент перемешивания бетона. Это достигается добавлением в бетонную смесь цементной добавки при смешивании компонентов бетона.Таким образом, бетон с воздухововлекающими добавками содержит крошечные пузырьки воздуха, равномерно распределенные по всей цементной пасте.

Этот процесс настоятельно рекомендуется почти для всех типов бетона, и он служит в первую очередь для улучшения сопротивления замораживанию-оттаиванию бетона, когда он подвергается воздействию воды и льда. Использование технологии воздухововлечения также позволяет бетону быть более обрабатываемым, пока он еще находится в форме пасты.

Однако добавление пузырьков воздуха в бетон имеет ряд других преимуществ как для свежего, так и для затвердевшего бетона.В этой статье мы расскажем лишь о некоторых из таких преимуществ.

Преимущества воздухововлекающего бетона

Основной причиной использования бетона с воздухововлекающими добавками является повышенная устойчивость бетона к чередующимся циклам замерзания и оттаивания воды, которые могут происходить в те периоды, когда температура окружающей среды опускается ниже 0 ° C. Во время таких событий увлеченный воздух Пузырьки в бетоне действуют как камеры расширения против увеличения объема, возникающего при превращении воды в лед.

Это снижает гидравлическое давление и, следовательно, внутренние напряжения, которые впоследствии возникают. Таким образом, он предотвращает прогрессирующее разрушение бетона, не содержащего увлеченного воздуха.

Воздухововлечение придает бетонным смесям дополнительную пластичность. Очевидно, что чем выше содержание воздуха, тем выше степень пластичности. Пузырьки воздуха, образующиеся в свежем бетоне, действуют как жидкость, увеличивая его удобоукладываемость и позволяя им лучше скользить с меньшим трением.

Он также оказывает заметное положительное влияние на общую удобоукладываемость свежего бетона и, таким образом, снижает количество случаев расслоения и «просачивания» в бетон, что облегчает его использование в строительных целях.

Воздушная тренировка значительно увеличивает прочность бетона. Это особенно верно в случае бетона, который часто подвергается регулярным циклам замораживания-оттаивания. Включенный воздух помогает сохранить затвердевшую структуру твердого бетона с течением времени, делая его более долговечным.

Воздухововлечение снижает вероятность образования накипи на поверхности в бетоне, которая возникает из-за использования антиобледенительных продуктов, таких как антифриз.

Бетон, подвергшийся воздухововлечению, в значительной степени устойчив к морозу. Их морозостойкость делает их пригодными для использования в холодном климате и в строительных проектах, где бетон должен быть погружен в воду.

ДРУГИЕ ИЗВЕСТНЫЕ ВЫГОДНЫЕ СВОЙСТВА БЕТОНА В ВОЗДУХЕ;
  • Увеличивает пористость бетона и в то же время снижает его проницаемость для воды и жидкостей в целом.
  • Повышение консистенции бетона аналогично тому, как это достигается при добавлении мелкозернистой формы.
  • Повышает уровень текучести бетона.
  • Уменьшает вытекание воды для бетонирования.
  • Повышает устойчивость бетона к циклам смачивания и высыхания, что делает его восприимчивым к растрескиванию и растрескиванию.
  • Снижение возможности усадки и образования трещин на поверхности бетона
  • Воздухововлечение снижает общую плотность бетонной смеси, а также увеличивает выход смеси
  • Повышена устойчивость бетона к образованию отложений.
  • Улучшена их общая устойчивость к сульфатным атакам

Из вышесказанного видно, что включение микропузырьков в бетонную смесь за счет использования воздухововлекающих добавок является очень полезным процессом.Полученный бетон, свежий или затвердевший, будет намного более долговечным, чем другие смеси, не содержащие этих добавок.

Морозостойкость ремонтных растворов и пористого известняка: проблемы совместимости | Progress in Earth and Planetary Science

  • Al-Omari A, Beck K, Brunetaud X, Török Á, Al-Mukhtar M (2015) Критическая степень насыщения: фактор контроля повреждения пористых известняков замораживания-оттаивания в замке Шамбор , Франция. Eng Geol 185: 71–80

    Статья Google ученый

  • Arizzi A, Cultrone G (2012) Разница в поведении кальцитовой и доломитовой известковых растворов, затвердевших в сухих условиях: взаимосвязь между текстурными и физико-механическими свойствами.Cem Concr Res 42: 818–826

    Статья Google ученый

  • Айе Т., Огучи К.Т. (2011) Устойчивость простых и смешанных цементных растворов к сильным сульфатным атакам. Constr Build Mater 25: 2988–2996

    Статья Google ученый

  • Бенавенте Д., Куэто Н., Мартинес-Мартинес Дж., Гарсиа дель Кура М. А., Каньяверас Дж. К. (2007) Влияние петрофизических свойств на солевое выветривание пористых строительных пород.Environ Geol 52: 215–224

    Статья Google ученый

  • Бенавенте Д., Гарсия дель Кура, Массачусетс, Форт Р., Ордонес С. (2004) Оценка долговечности пористых строительных камней на основе пористой структуры и прочности. Eng Geol 74: 113–127

    Статья Google ученый

  • Бенавенте Д., Санчес-Мораль С., Фернандес-Кортес А., Канаверас Дж. К., Элес Дж., Саис-Хименес С. (2011 г.) Повреждения от солей и микроклимат в гробнице Постумиуса, римский некрополь Кармона, Испания.Environ Geol 63: 1529–1543

    Google ученый

  • Cárdenes V, Maetos FJ, Fernándet-Lorenzo S (2013) Анализ корреляции между тестами на замораживание-оттаивание и кристаллизацию соли. Environ Earth Sci 71: 1123–1134

    Статья Google ученый

  • Chen X, Wu S (2013) Влияние водоцементного отношения и периода отверждения на пористую структуру цементного раствора. Constr Build Mater 38: 804–812

    Статья Google ученый

  • Чен Х, Ву С., Чжоу Дж. (2013) Влияние пористости на прочность на сжатие и растяжение цементного раствора.Constr Build Mater 40: 869–874

    Статья Google ученый

  • Duran A, Navarro-Blasco I, Fernández JM, Alvarez JI (2014) Долгосрочная механическая стойкость и долговечность строительных растворов из воздушной извести с большими добавками нанокремнезема. Constr Build Mater 58: 147–158

    Статья Google ученый

  • Гарбалинска Х., Выгоцка А. (2014) Модификация микроструктуры цементных растворов: влияние на капиллярность и морозостойкость.Constr Build Mater 51: 258–266

    Статья Google ученый

  • Giosuè C, Yu QL, Ruello ML, Tittarelli F, Brouwers HJH (2018) Влияние структуры пор на характеристики фотокаталитического легкого финишного раствора на основе извести. Constr Build Mater 171: 232–242

    Статья Google ученый

  • Gökçe MV, Ince I, Fener M, Taşkıran T., Kayabali K (2016) Влияние циклов замораживания-оттаивания (F-T) на травертин Гедене, используемый в исторических сооружениях в Конье (Турция).Cold Reg Sci Technol 127: 65–75

    Статья Google ученый

  • Гуди А. (1999) Сравнение относительной устойчивости известняков к морозу и солевому выветриванию. Permafrost Periglac Process 10: 309–316

    Статья Google ученый

  • Грило Дж., Фариа П., Вейга Р., Сильва А.С., Сильва В., Велоза А. (2014) Новые природные гидравлические известковые растворы — физические и микроструктурные свойства в различных условиях отверждения.Constr Build Mater 54: 378–384

    Статья Google ученый

  • Griswold J, Uricheck S (1998) Методы компенсации потерь для камня. J Am Inst Conserv 37: 89–110

    Статья Google ученый

  • Hassine MA, Beck K, Brunetaud X, Al-Mukhtar M (2018a) Использование измерения электрического сопротивления для оценки профиля водонасыщенности в пористых известняках во время капиллярного впитывания.Constr Build Mater 165: 206–217

    Статья Google ученый

  • Hassine MA, Beck K, Brunetaud X, Al-Mukhtar M (2018b) Измерения деформации во время капиллярной инфильтрации воды в пористые известняки. Constr Build Mater 165: 439–447

    Статья Google ученый

  • Husillos-Rodríguez N, Carmona-Quiroga PM, Martínez-Ramírez S, Blanco-Varela MT, Fort R (2018) Жертвенные растворы для опреснения поверхности.Constr Build Mater 173: 452–460

    Статья Google ученый

  • Isebaert A, Van Parys L, Cnudde V (2014) Требования к составу и совместимости минеральных ремонтных растворов для камня — обзор. Constr Build Mater 59: 39–50

    Статья Google ученый

  • Klisińska-Kopacz A, Tišlova R, Adamski G, Kozłowski R (2010) Структура пор исторических и ремонтных римских цементных растворов для определения их совместимости.J Cult Herit 11: 404–410

    Статья Google ученый

  • Корат Л., Мирти Б., Младенови А., Пранджи А.М., Крамар С. (2015) Состав и оценка микроструктуры туфового ремонтного раствора. J Cult Herit 16: 705–711

    Статья Google ученый

  • Lanas J, Sirera R, Alvarez JI (2006) Изучение механического поведения строительных растворов на основе извести, отвержденных и выдержанных в различных условиях.Cem Concr Res 36: 961–970

    Статья Google ученый

  • Laycock EA, Spence K, Jefferson DP, Hetherington S, Martin B, Wood C (2008) Проверка прочности известняка для реставрации панцирного фасада. Environ Geol 56: 521–528

    Статья Google ученый

  • Linnow K (2007) Солевые повреждения в пористых материалах: исследование RH-XRD, докторская диссертация. Диссертация Zur Erlangung des Doktorgrades vorgelegt im Department Chemie der Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften Universität, Гамбург, стр. 167

    Google ученый

  • Мартинес-Мартинес Дж., Бенавенте Д., Гомес-Херас М., Марко-Кастаньо Л., Гарсиа-дель-Кура М. (2013) Нелинейный распад строительных камней во время процессов выветривания при замораживании-оттаивании.Constr Build Mater 38: 443–454

    Статья Google ученый

  • Nunes C, Slízková Z (2016) Устойчивость к замерзанию и оттаиванию строительного раствора из воздушной извести с метакаолином и традиционной водоотталкивающей добавкой. Constr Build Mater 114: 896–905

    Статья Google ученый

  • Ordonez S, Fort R, García del Cura MA (1997) Распределение пор по размерам и долговечность пористого известняка.Q J Eng Geol 30: 221–230

    Статья Google ученый

  • Pápay Z, Török Á (2010) Физические изменения пористых венгерских известняков, связанные с обработкой отвердителем на основе эфира кремниевой кислоты. Geol Soc Lond, Spec Publ 331: 147–155

    Статья Google ученый

  • Папай З., Торок Á (2015) Микроткань, распределение пор по размерам и водопоглощение консолидированного пористого известняка.В: Lollino G, Giordan D, Marunteanu C, Christaras B, Yoshinori I, Margottini C (eds) Инженерная геология для общества и территории — Том 8: Сохранение культурного наследия. 12-й Конгресс МАЭГ. Springer, Швейцария, Турин, стр. 553–556

    Google ученый

  • Pápay Z, Török Á (2018) Влияние термического напряжения и напряжения замораживания-оттаивания на механические свойства пористого известняка. Период Политех Civ Eng 62: 423–428

    Google ученый

  • Папайянни И., Стефаниду М. (2006) Взаимосвязь прочности и пористости известково-пуццолановых растворов.Constr Build Mater 20: 700–705

    Статья Google ученый

  • Павия С., Хэнли Р. (2010) Прочность сцепления на изгиб природного гидравлического известкового раствора и глиняного кирпича. Mater Struct 43: 913–922

    Статья Google ученый

  • Rivas T, Alvarez E, Mosquera MJ, Aljeano L, Taboada J (2010) Модификаторы кристаллизации, применяемые при опреснении гранита: роль пористой структуры камня.Constr Build Mater 24: 766–776

    Статья Google ученый

  • Ruedrich J, Kirchner D, Siegesmund S (2011) Физическое выветривание строительных камней, вызванное действием замораживания-оттаивания: долгосрочное лабораторное исследование. Environ Earth Sci 63: 1573–1586

    Статья Google ученый

  • Русин З., Сверч П. (2017) Морозостойкость горных материалов. Constr Build Mater 148: 704–714

    Статья Google ученый

  • Sadowski L, Czarnecki S, Hola J (2016) Изменение параметров высотной 3D шероховатости бетонной основы и адгезии к эпоксидной смоле.Int J Adhes Adhes 67: 3–13

    Артикул Google ученый

  • Sadowski L, Hola J (2015) ANN моделирование сцепления бетонных слоев отрывом. Adv Eng Softw 89: 17–27

    Статья Google ученый

  • Садовски Л., Матиа Т.Г. (2016) Многомасштабная метрология морфологии бетонной поверхности: основы и специфика. Constr Build Mater 113: 613–621

    Статья Google ученый

  • Schaffer RJ (1932) Выветривание природных строительных камней.Канцелярия Его Величества, Лондон, стр. 149

    Google ученый

  • Schueremans L, Cizer Ö, Janssens E, Serré G, Van Balen K (2011) Характеристика ремонтных растворов для оценки их совместимости в проектах восстановления: исследования и практика. Constr Build Mater 25: 4338–4350

    Статья Google ученый

  • Scrivano S, Gaggero L, Aguilar J (2018) Влияние микропористости и микропетрографических характеристик на распад: экспериментальные данные для четырехмерных камней.Constr Build Mater 173: 342–349

    Статья Google ученый

  • Siline M, Elhem G, Mekki B (2017) Влияние циклов замораживания-оттаивания на физико-механические свойства пуццоланового раствора. Constr Build Mater 134: 32–38

    Статья Google ученый

  • Steiger M (2005a) Рост кристаллов в пористых материалах — I. Давление кристаллизации крупных кристаллов.J Cryst Growth 282: 455–469. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2005.05.00

    Артикул Google ученый

  • Steiger M (2005b) Рост кристаллов в пористых материалах — II. влияние размера кристаллов на давление кристаллизации. J Cryst Growth 282: 470–481. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2005.05.008

    Артикул Google ученый

  • Szemerey-Kiss B, Török Á (2011a) Зависимые от времени изменения прочности ремонтного раствора, используемого для компенсации потерь камня.Environ Earth Sci 63: 1613–1621

    Статья Google ученый

  • Szemerey-Kiss B, Török Á (2011b) Испытания на солевую стойкость ремонтных растворов, используемых при восстановлении пористых известняков. В: Иоанну I, Теодориду М. (ред.) Выветривание зданий и каменных скульптур из-за соли, SWBSS, Лимассол, стр. 323–330

    Google ученый

  • Szemerey-Kiss B, Török Á (2012) Пористость и совместимость ремонтных растворов и венгерских пористых известняков.Central Eur Geol 52 (2): 123–133

    Статья Google ученый

  • Szemerey-Kiss B, Török Á (2017a) Механизмы разрушения поверхности раздела ремонтных растворов и камней, оцененные с помощью испытаний на прочность на отрыв. Bull Eng Geol Environ 76: 159–167

    Статья Google ученый

  • Szemerey-Kiss B, Török Á (2017b) Влияние различных условий отверждения и роль добавленного заполнителя в прочности ремонтных растворов.Environ Earth Sci 76: 284

    Статья Google ученый

  • Szemerey-Kiss B, Török Á, Siegesmund S (2013) Влияние соотношения связующее / заполнитель на свойства и прочность ремонтных растворов. Environ Earth Sci 69: 1439–1449

    Статья Google ученый

  • Thomachot-Schneider C, Gommeaux M, Fronteau G, Oguchi CT, Eyssautier S, Kartheuser B (2010) Сравнение свойств и подверженности солевому выветриванию природных и восстановленных камней аббатства Орваль (Бельгия).Environ Earth Sci 63: 1447–1461

    Статья Google ученый

  • Thomachot-Schneider C, Gommeaux M, Fronteau G, Oguchi CT, Eyssautier S, Kartheuser B (2011) Сравнение свойств и подверженности солевому выветриванию природных и восстановленных камней аббатства Орваль (Бельгия). Environ Earth Sci 63: 1447–1461

    Статья Google ученый

  • Thomachot-Schneider C, Gommeaux M, Lelarge N, Conreux A, Kamel M, Bodnar JL, Vázquez P (2016) Взаимосвязь между концентрацией Na2SO4 и термической реакцией восстановленного камня в лаборатории и на месте.Environ Earth Sci 75: 762

    Статья Google ученый

  • Török Á (2003) Поверхностная прочность и минералогия коры выветривания на известняковых зданиях в Будапеште. Build Environ 38: 1185–1192

    Статья Google ученый

  • Торок А., Розгоньи Н. (2004) Морфология и минералогия кор выветривания на высокопористых оолитовых известняках, тематическое исследование из Будапешта.Envir Geol 46: 333–349

    Статья Google ученый

  • Торок А., Розгоньи Н., Прикрыл Р., Прикрылова Ю. (2004) Лейтакалк: декоративный и строительный камень Центральной Европы, обзор. В кн .: Прикрыл Р (ред.) Камень измерений. Balkema, Роттердам, стр. 89–93

    Google ученый

  • Ван Бален К., Папайянни И., Ван Хис Р., Бинда Л., Валдум А. (2005) Введение в требования, функции и свойства ремонтных растворов.Mat Struct 38: 781–785

    Статья Google ученый

  • Васкес П., Менендес Б., Денекер М., Томахот-Шнайдер, К. (2015) Сравнение петрофизических свойств, долговечности и использования двух известняков региона Парижа. В: Přikryl R, Török Á, Gomez-Heras M, Miskovsky K, Theodoridou M (eds) Устойчивое использование традиционных геоматериалов в практике строительства. Геологическое общество, Лондон, специальные публикации 416: 203–216

  • Yu S, Oguchi CT (2010) Роль распределения размеров пор в поглощении соли, повреждении и прогнозировании восприимчивости к соли восьми типов японских строительных камней.Eng Geol 115: 226–236

    Статья Google ученый

  • Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


    Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

    Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

    • В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
    • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
    • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
    • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
    • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

    Почему этому сайту требуются файлы cookie?

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


    Что сохраняется в файле cookie?

    Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

    Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

    Ответить

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *