Соленая вода как добавка для увеличения морозостойкости бетона


Добавка в бетон морозостойкая (для морозостойкости)

Морозостойкие добавки в бетон – это специальные составы, которые тем или иным образом способны сделать бетон пригодным для работы при минусовой температуре без потери основных технических характеристик. Современные производители предлагают множество противоморозных добавок, которые выполняют определенные функции и тем или иным способом решают проблему невозможности заливать обычный бетон при температуре ниже +5 градусов.

Бетон является универсальным строительным материалом, который сегодня используется в самых разных сферах. Заливка разнообразных конструкций и выполнение элементов, строительство зданий и других объектов – все эти работы осуществляются круглогодично, поэтому возможность использовать раствор при минусовых температурах очень важна.

Обычный раствор при температуре ниже +5 градусов перестает схватываться и застывать, а даже если реакция и проходит, то с повреждением внутренних кристаллических связей и существенным ухудшением свойств материала. Так, залитый на морозе бетон может покрываться трещинами, сколами, менять форму, крошиться и деформироваться.

Оптимальные условия для правильного схватывания и застывания бетонного раствора – это температура в районе +20 градусов и высокая влажность. Если же есть необходимость осуществлять работы с бетонной смесью в мороз, важно использовать специальные присадки. Особенности применения составов указываются в инструкции, работы проводятся по правилам, указанным в ГОСТах и СНиПах.

Преимущества применения

Любая добавка в бетон морозостойкая призвана дать возможность замешивать и заливать смесь при минусе без риска замирания процесса схватывания/застывания и ухудшения характеристик монолита.

Основные достоинства противоморозных присадок:
  • Повышение уровня пластичности готового раствора – с ним легче работать.
  • Отсутствие риска коррозии арматуры в железобетонной конструкции за счет ингибиторов коррозии, которые есть в добавках.
  • Жидкость в бетонном растворе замерзает при значительно более низких температурах в сравнении с бетоном без присадок.
  • Значительное повышение водонепроницаемости.
  • Набор прочности при морозе происходит активнее.
  • При условии верного подбора добавок они способны улучшать адгезию компонентов в растворе, что положительно сказывается на качестве смеси.
  • Продление срока эксплуатации благодаря уплотнению бетона.
  • Застывший бетон в конструкции более морозостойкий в сравнении с обычным монолитом.
  • Уменьшение процента усадки в процессе застывания при полном сохранении целостности всей конструкции.

Работы с бетоном можно выполнять круглый год, не останавливая производство на 6 месяцев, когда существенно понижается температура окружающей среды. Из недостатков добавления присадок в цемент стоит отметить такие: чрезвычайная важность верного применения добавки (точные пропорции при добавлении, особенности работы) и возможность при несоблюдении технологии ухудшить характеристики бетона, некоторые добавки являются ядовитыми и пожароопасными.

Также стоит помнить о том, что при отрицательных температурах даже при условии введения противоморозных добавок бетон твердеет медленнее (кроме случаев применения ускорителей), а для достижения положенной прочности в работах в зимний период нужно брать больше цемента (что существенно повышает стоимость ремонтно-строительных работ).

Где используют

Любая добавка в бетон для морозостойкости – это настоящая находка для современного строительства. Присадки используются в самых разных ситуациях там, где нужно выполнить работы при низких температурах не в ущерб качеству.

Где применяют противоморозные добавки для бетона:
  • При заливке монолитных железобетонных конструкций, частей зданий.
  • В преднапряженном железобетоне.
  • С нерасчетной арматурой, где слой раствора должен быть больше 50 сантиметров.
  • В легких типах бетонов.
  • Для замешивания штукатурных смесей.
  • При заливке дорожек и разных поверхностей частного домостроения.
  • При выполнении важных конструкций и сооружений – мосты, плотины, дамбы, платформы добывания газа, нефти и т.д.

Независимо от сферы применения, до начала работ с бетоном обязательно проводят испытания для определения уровня прочности, скорости схватывания, особенностей окисляющего воздействия на бетонную смесь, наличие «солей» и т.д.

Присадки в бетон добавляют самые разные – все зависит от материала, условий проведения работ и будущей эксплуатации. Все виды присадок вводятся в раствор с водой, в соответствии с инструкцией. Потом смесь тщательно перемешивают, выжидают определенное время и используют.

СП 70.13330.2012 указывает, что для приобретения составом необходимого уровня прочности нужно, чтобы до момента достижения температурой состава отметки, указанной на присадке, смесь набрала минимум 20% запланированной прочности.

Обычно расход добавок на кубический метр раствора зависит не столько от вещества, сколько от среднесуточной температуры окружающей среды. Так, при температуре до -5 рекомендуют добавить не больше 2% присадки от веса раствора, при -10 градусов можно 3%, при -15 – максимум 4%. Если морозы очень сильные, рассчитывают в индивидуальном порядке.

Для улучшения результатов рекомендуют придерживаться таких правил: температура заливаемого раствора должна быть от +15 до +25 градусов, присадки растворяют в подогретой воде, предварительно прогревают также щебень и песок, но не цемент.

Виды добавок

Качественные присадки для работы при отрицательных температурах позволяют работать с бетоном на морозе до -35 градусов. Видов присадок множество – это могут быть ускорители, пластификаторы, регуляторы подвижности, модификаторы, комплексные вещества. Их можно приобрести в готовом виде или сделать самостоятельно. Второй вариант более рискованный, так как точных рецептов и свойств разных веществ с эффектом антифриза точно не известно.

Многие мастера используют обычную соль (хлорид натрия) – она понижает температуру замерзания жидкости, понижает время критичного затвердевания раствора. Для приготовления такой добавки соль растворяют в воде, вводят в смесь. Для -5 градусов концентрация составляет 2% от массы раствора, -15 – 4%. Минус данного решения – коррозионная активность в отношении металла, поэтому железобетонные конструкции заливать такой смесью нельзя.

Пластификаторы

В качестве пластификаторов используют органические полиакрилаты, сульфат меламиновой смолы или нафталина. Данные присадки обладают пластифицирующим действием на смесь, большого расхода воды не предполагают. Монолит становится более водонепроницаемым, прочным, концентрированным (плотным).

Смесь с добавкой намного проще укладывается, заливается равномерно, существенно экономя воду и энергозатраты. Благодаря введению в состав пластификаторов удается смесь качественно укладывать в формы, исключать вероятность образования пустот. Микрочастицы смеси эффективнее удерживают влагу.

Упрочняющие

Такие добавки для бетона называют еще ускорителями твердения – в группу входят нитрат и хлорид кальция, сульфат железа и алюминия. Присадки работают, уменьшая время твердения смеси. В момент схватывания бетон теряет пластичность, а в процессе затвердевания становится прочным.

Воздействие добавок происходит в первые 3 дня застывания бетона – добавка наиболее эффективна именно в этот период. Также удается повысить прочность бетона по классу.

Регуляторы подвижности

Это специальные вещества, которые дают возможность продлить период работы с готовым уже раствором. Делятся на 2 типа: добавки, которые вводятся в минимальных объемах и регулируют характеристики (0.1-2%) и тонкомолотые лигатуры (5-20%) для сокращения расхода цемента и без изменения свойств.

Особенности применения регуляторов подвижности:
  • Самые эффективные – химические пластификаторы и суперпластификаторы.
  • Присадки повышают подвижность растворов, понижают водопотребность.
  • Лигатуры одного и того же класса могут по-разному влиять на раствор.
  • Лучшими считаются суперпластификаторы, которые: повышают строительно-технологические свойства смеси, увеличивают подвижность раствора, понижают расход цемента.

Морозоустойчивые

Данные присадки позволяют осуществлять работы при отрицательных температурах без изменения технологии и ухудшения характеристик бетонного раствора.

Главные виды морозоустойчивых добавок:
  • НК – нитрат кальция, оказывает влияние на скорость затвердевания раствора.
  • П – поташ, карбонат кальция, который способен ускорить твердение раствора при -30 градусах.
  • М – мочевина.
  • ХК – сочетание соляной кислоты, кальция, которое окисляет металл, поэтому не применяется в железобетоне.
  • М НК – сочетание мочевины и нитрата кальция.
  • НН, ННК – нитрат натрия и нитрит нитрат кальция, которые ускоряют процесс твердения, обладают антикоррозийным воздействием, но ядовиты (требуют применения средств индивидуальной защиты).

Коррозионностойкие

Данные модификаторы используют там, где нужно защитить железобетонные конструкции от окисления, что существенно продлевает срок их службы, препятствует разрушениям и негативному воздействию внешних факторов.

Комплексные

Есть добавки, которые оказывают сразу несколько эффектов на бетонную смесь – могут одновременно положительно влиять на арматуру и защищать ее, улучшать эксплуатационные свойства бетона, повышать прочностные характеристики железобетонной конструкции.

Советы по выбору

При выборе присадок в бетон учитывают обстоятельства эксплуатации будущей конструкции, условия заливки, используемый метод работ, марку и состав цемента, температуру окружающей среды, качество присадки и т.д. Чаще всего выбирают такие вещества, как: хлористый натрий для быстрого затвердевания, нитрит натрия, поташ для портландцемента.

Обычно присадку выбирают по действию и потребностям – после тщательного изучения свойств конкретной добавки выбирают ту, что отвечает условиям и требованиям. В особых случаях обращаются к специалистам.

Особенности выбора вещества:
  • В конструкциях с ненапрягаемой арматурой сечением больше 5 миллиметров можно применять любые добавки, кроме тех, что вызывают коррозию.
  • Если сечение арматуры меньше 5 миллиметров, нельзя применять ХК, НН и ХК.
  • Когда есть выпуск арматуры и закладные элементы, а сталь без защиты, подойдут НКМ, П, НН, НК, СН. При условии наличия у стали комбинированного покрытия запрещено использовать ХК и НН.
  • При условии эксплуатации с постоянным погружением бетонной конструкции используют все типы добавок.
  • СН, НК, НКМ, НН подходят для условий переменного влияния на конструкцию агрессивных вод.
  • Для конструкции, эксплуатируемой в агрессивной газовой среде постоянно, не применяют ХК.

Противоморозные добавки в бетон позволяют проводить работы в любых условиях без ущерба качеству и прочности монолита. При условии верного выбора присадки и соблюдения технологии удается добиться высоких результатов.

Добавки в бетон для морозостойкости: виды и применение

2 505 просмотров

Шлак – это вторичное сырье, отходы металлургической промышленности или зола от сжигания ископаемых горючих:

2 581 просмотров

Покраска бетонного пола в гараже является очень важной процедурой, так как она влияет на

1 361 просмотров

Железобетонные конструкции традиционно укрепляются металлическим прутом, но все популярнее становится альтернативный вариант – стеклопластиковая

4 177 просмотров

Характеристики бетонных монолитов во многом зависят от качества армирования, которое распределяет статические и динамические

Добавка в раствор противоморозная: описание и свойства

Дата: 1 января 2019

Просмотров: 4159

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.

На сайте: Автор и редактор статей на сайте pobetony.ru
Образование и опыт работы: Высшее техническое образование. Опыт работы на различных производствах и стройках – 12 лет, из них 8 лет – за рубежом.
Другие умения и навыки: Имеет 4-ю группу допуска по электробезопасности. Выполнение расчетов с использованием больших массивов данных.
Текущая занятость: Последние 4 года выступает в роли независимого консультанта в ряде строительных компаний.

ВСН 150-93 «Указания по повышению морозостойкости бетона транспортных сооружений»

Искать все виды документовДокументы неопределённого видаISOАвиационные правилаАльбомАпелляционное определениеАТКАТК-РЭАТПЭАТРВИВМРВМУВНВНиРВНКРВНМДВНПВНПБВНТМ/МЧМ СССРВНТПВНТП/МПСВНЭВОМВПНРМВППБВРДВРДСВременное положениеВременное руководствоВременные методические рекомендацииВременные нормативыВременные рекомендацииВременные указанияВременный порядокВрТЕРВрТЕРрВрТЭСНВрТЭСНрВСНВСН АСВСН ВКВСН-АПКВСПВСТПВТУВТУ МММПВТУ НКММПВУП СНЭВУППВУТПВыпускГКИНПГКИНП (ОНТА)ГНГОСТГОСТ CEN/TRГОСТ CISPRГОСТ ENГОСТ EN ISOГОСТ EN/TSГОСТ IECГОСТ IEC/PASГОСТ IEC/TRГОСТ IEC/TSГОСТ ISOГОСТ ISO GuideГОСТ ISO/DISГОСТ ISO/HL7ГОСТ ISO/IECГОСТ ISO/IEC GuideГОСТ ISO/TRГОСТ ISO/TSГОСТ OIML RГОСТ ЕНГОСТ ИСОГОСТ ИСО/МЭКГОСТ ИСО/ТОГОСТ ИСО/ТСГОСТ МЭКГОСТ РГОСТ Р ЕНГОСТ Р ЕН ИСОГОСТ Р ИСОГОСТ Р ИСО/HL7ГОСТ Р ИСО/АСТМГОСТ Р ИСО/МЭКГОСТ Р ИСО/МЭК МФСГОСТ Р ИСО/МЭК ТОГОСТ Р ИСО/ТОГОСТ Р ИСО/ТСГОСТ Р ИСО/ТУГОСТ Р МЭКГОСТ Р МЭК/ТОГОСТ Р МЭК/ТСГОСТ ЭД1ГСНГСНрГСССДГЭСНГЭСНмГЭСНмрГЭСНмтГЭСНпГЭСНПиТЕРГЭСНПиТЕРрГЭСНрГЭСНсДИДиОРДирективное письмоДоговорДополнение к ВСНДополнение к РНиПДСЕКЕНВиРЕНВиР-ПЕНиРЕСДЗемЕТКСЖНМЗаключениеЗаконЗаконопроектЗональный типовой проектИИБТВИДИКИМИНИнструктивное письмоИнструкцияИнструкция НСАМИнформационно-методическое письмоИнформационно-технический сборникИнформационное письмоИнформацияИОТИРИСОИСО/TRИТНИТОсИТПИТСИЭСНИЭСНиЕР Республика КарелияККарта трудового процессаКарта-нарядКаталогКаталог-справочникККТКОКодексКОТКПОКСИКТКТПММ-МВИМВИМВНМВРМГСНМДМДКМДСМеждународные стандартыМетодикаМетодика НСАММетодические рекомендацииМетодические рекомендации к СПМетодические указанияМетодический документМетодическое пособиеМетодическое руководствоМИМИ БГЕИМИ УЯВИМИГКМММНМОДНМонтажные чертежиМос МУМосМРМосСанПинМППБМРМРДСМРОМРРМРТУМСанПиНМСНМСПМТМУМУ ОТ РММУКМЭКННАС ГАНБ ЖТНВННГЭАНДНДПНиТУНКНормыНормы времениНПНПБНПРМНРНРБНСПНТПНТП АПКНТП ЭППНТПДНТПСНТСНЦКРНЦСОДМОДНОЕРЖОЕРЖкрОЕРЖмОЕРЖмрОЕРЖпОЕРЖрОКОМТРМОНОНДОНКОНТПОПВОПКП АЭСОПНРМСОРДОСГиСППиНОСНОСН-АПКОСПОССПЖОССЦЖОСТОСТ 1ОСТ 2ОСТ 34ОСТ 4ОСТ 5ОСТ ВКСОСТ КЗ СНКОСТ НКЗагОСТ НКЛесОСТ НКМОСТ НКММПОСТ НКППОСТ НКПП и НКВТОСТ НКСМОСТ НКТПОСТ5ОСТНОСЭМЖОТРОТТПП ССФЖТПБПБПРВПБЭ НППБЯПВ НППВКМПВСРПГВУПереченьПиН АЭПисьмоПМГПНАЭПНД ФПНД Ф СБПНД Ф ТПНСТПОПоложениеПорядокПособиеПособие в развитие СНиППособие к ВНТППособие к ВСНПособие к МГСНПособие к МРПособие к РДПособие к РТМПособие к СНПособие к СНиППособие к СППособие к СТОПособие по применению СППостановлениеПОТ РПОЭСНрППБППБ-АСППБ-СППБВППБОППРПРПР РСКПР СМНПравилаПрактическое пособие к СППРБ АСПрейскурантПриказПротоколПСРр Калининградской областиПТБПТЭПУГПУЭПЦСНПЭУРР ГазпромР НОПРИЗР НОСТРОЙР НОСТРОЙ/НОПР РСКР СМНР-НП СРО ССКРазъяснениеРаспоряжениеРАФРБРГРДРД БГЕИРД БТРД ГМРД НИИКраностроенияРД РОСЭКРД РСКРД РТМРД СМАРД СМНРД ЭОРД-АПКРДИРДМРДМУРДПРДСРДТПРегламентРекомендацииРекомендацияРешениеРешение коллегииРКРМРМГРМДРМКРНДРНиПРПРРТОП ТЭРС ГАРСНРСТ РСФСРРСТ РСФСР ЭД1РТРТМРТПРУРуководствоРУЭСТОП ГАРЭГА РФРЭСНрСАСанитарные нормыСанитарные правилаСанПиНСборникСборник НТД к СНиПСборники ПВРСборники РСН МОСборники РСН ПНРСборники РСН ССРСборники ценСБЦПСДАСДАЭСДОССерияСЗКСНСН-РФСНиПСНиРСНККСНОРСНПСОСоглашениеСПСП АССП АЭССправочникСправочное пособие к ВСНСправочное пособие к СНиПСправочное пособие к СПСправочное пособие к ТЕРСправочное пособие к ТЕРрСРПССНССЦСТ ССФЖТСТ СЭВСТ ЦКБАСТ-НП СРОСТАСТКСТМСТНСТН ЦЭСТОСТО 030 НОСТРОЙСТО АСЧМСТО БДПСТО ВНИИСТСТО ГазпромСТО Газпром РДСТО ГГИСТО ГУ ГГИСТО ДД ХМАОСТО ДОКТОР БЕТОНСТО МАДИСТО МВИСТО МИСТО НААГСТО НАКССТО НКССТО НОПСТО НОСТРОЙСТО НОСТРОЙ/НОПСТО РЖДСТО РосГеоСТО РОСТЕХЭКСПЕРТИЗАСТО САСТО СМКСТО ФЦССТО ЦКТИСТО-ГК "Трансстрой"СТО-НСОПБСТПСТП ВНИИГСТП НИИЭССтП РМПСУПСССУРСУСНСЦНПРТВТЕТелеграммаТелетайпограммаТематическая подборкаТЕРТЕР Алтайский крайТЕР Белгородская областьТЕР Калининградской областиТЕР Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕР Краснодарского краяТЕР Мурманская областьТЕР Новосибирской областиТЕР Орловской областиТЕР Республика ДагестанТЕР Республика КарелияТЕР Ростовской областиТЕР Самарской областиТЕР Смоленской обл.ТЕР Ямало-Ненецкий автономный округТЕР Ярославской областиТЕРмТЕРм Алтайский крайТЕРм Белгородская областьТЕРм Воронежской областиТЕРм Калининградской областиТЕРм Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕРм Мурманская областьТЕРм Республика ДагестанТЕРм Республика КарелияТЕРм Ямало-Ненецкий автономный округТЕРмрТЕРмр Алтайский крайТЕРмр Белгородская областьТЕРмр Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕРмр Краснодарского краяТЕРмр Республика ДагестанТЕРмр Республика КарелияТЕРмр Ямало-Ненецкий автономный округТЕРпТЕРп Алтайский крайТЕРп Белгородская областьТЕРп Калининградской областиТЕРп Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕРп Краснодарского краяТЕРп Республика КарелияТЕРп Ямало-Ненецкий автономный округТЕРп Ярославской областиТЕРрТЕРр Алтайский крайТЕРр Белгородская областьТЕРр Калининградской областиТЕРр Карачаево-Черкесская РеспубликаТЕРр Краснодарского краяТЕРр Новосибирской областиТЕРр Омской областиТЕРр Орловской областиТЕРр Республика ДагестанТЕРр Республика КарелияТЕРр Ростовской областиТЕРр Рязанской областиТЕРр Самарской областиТЕРр Смоленской областиТЕРр Удмуртской РеспубликиТЕРр Ульяновской областиТЕРр Ямало-Ненецкий автономный округТЕРррТЕРрр Ямало-Ненецкий автономный округТЕРс Ямало-Ненецкий автономный округТЕРтр Ямало-Ненецкий автономный округТехнический каталогТехнический регламентТехнический регламент Таможенного союзаТехнический циркулярТехнологическая инструкцияТехнологическая картаТехнологические картыТехнологический регламентТИТИ РТИ РОТиповая инструкцияТиповая технологическая инструкцияТиповое положениеТиповой проектТиповые конструкцииТиповые материалы для проектированияТиповые проектные решенияТКТКБЯТМД Санкт-ПетербургТНПБТОИТОИ-РДТПТПРТРТР АВОКТР ЕАЭСТР ТСТРДТСНТСН МУТСН ПМСТСН РКТСН ЭКТСН ЭОТСНэ и ТЕРэТССЦТССЦ Алтайский крайТССЦ Белгородская областьТССЦ Воронежской областиТССЦ Карачаево-Черкесская РеспубликаТССЦ Ямало-Ненецкий автономный округТССЦпгТССЦпг Белгородская областьТСЦТСЦ Белгородская областьТСЦ Краснодарского краяТСЦ Орловской областиТСЦ Республика ДагестанТСЦ Республика КарелияТСЦ Ростовской областиТСЦ Ульяновской областиТСЦмТСЦО Ямало-Ненецкий автономный округТСЦп Калининградской областиТСЦПГ Ямало-Ненецкий автономный округТСЦэ Калининградской областиТСЭМТСЭМ Алтайский крайТСЭМ Белгородская областьТСЭМ Карачаево-Черкесская РеспубликаТСЭМ Ямало-Ненецкий автономный округТТТТКТТПТУТУ-газТУКТЭСНиЕР Воронежской областиТЭСНиЕРм Воронежской областиТЭСНиЕРрТЭСНиТЕРэУУ-СТУказУказаниеУказанияУКН

Что такое морозостойкость бетона, и как она определяется

Бетон является одним из самых широко применяемых в строительстве материалов. Наряду с такими свойствами, как прочность и долговечность, морозостойкость — важная характеристика бетона.

Это качество особенно важно в России, где для многих регионов характерны суровые климатические условия: перепады температур и влажности, очень низкие температуры, в связи с чем бетон может насыщаться водой, растворами солей, а затем подвергаться многократному замораживанию и оттаиванию.

Рассмотрим, что такое морозостойкость, какими методами она определяется, и можно ли ее повысить.

Почему важна морозостойкость бетона

Бетон, являясь прочным материалом, все же имеет пористую структуру; в нем всегда есть поры и капилляры, способные поглощать влагу.

Осенью, а также зимой, во время оттепелей, бетонные конструкции насыщаются водой с растворенными в ней минеральными веществами (при контакте с влажным грунтом и атмосферными осадками, которые могут содержать агрессивные вещества от техногенных выбросов). Затем наступают заморозки, и вся оставшаяся в порах бетона влага замерзает, увеличиваясь в объеме.

В итоге возникают микротрещины, и с каждым циклом замораживания-оттаивания эти трещины становятся больше, пока бетон не начинает крошиться.

Что называется морозостойкостью

Согласно ГОСТ 10060-2012 «Бетоны. Методы определения морозостойкости», морозостойкостью называется способность бетона в состоянии, насыщенном водой или раствором соли, подвергаться замораживанию и оттаиванию без признаков разрушения, таких, как образование сколов, трещин, шелушения ребер.

В зависимости от того, сколько циклов замораживания и оттаивания образец выдерживает без повреждений, ему присваивается марка по морозостойкости.

Какие методы используются для испытания на морозостойкость

Образцы, которые подвергаются испытаниям, представляют собой бетонные кубики с размером стороны 10 или 15 см. Они отбираются из каждой партии бетона в стандартные формы в соответствии с ГОСТ 22685. Каждая серия образцов изготавливается из одной партии бетона.

ГОСТ определяет, каким образом отбирается бетон, и как хранятся образцы.

Важно!

Определение морозостойкости начинают только после того, как образцы достигли проектной прочности.

Образцы в течение 24 часов выдерживают в воде или растворе соли, погруженными на 1/3 от высоты. Через сутки уровень жидкости повышается вдвое, и образец снова выдерживают в течение суток. Следующие 48 часов кубики оставляют погруженными в раствор или воду полностью.

Испытания ведутся непрерывно.

Методы испытания делятся на две группы:

  1. базовые,
  2. ускоренные.

1. Первый

Первый метод используют для любых видов бетона, кроме бетонов для аэродромных и дорожных покрытий, а также бетонов, которые будут эксплуатироваться в условиях воздействия насыщенной минералами воды (эти виды бетонов испытываются вторым базовым методом).

Первый метод заключается в замораживании насыщенных влагой образцов на воздухе и последующем оттаивании их в воде (температура воды 20+/–2°С).

При использовании второго базового метода, насыщенные раствором хлорида натрия образцы замораживают на воздухе и размораживают в растворе NaCl (поваренной соли).

После проведения запланированного количества испытаний измеряют изменение массы образцов и их прочности и, с помощью расчетов по специальным формулам, определяют марку бетона по морозостойкости.

2. Второй

Второй метод используется для всех видов бетонов, кроме предназначенных для аэродромов и дорожных покрытий и легких бетонов, которые будут эксплуатироваться в условиях воздействия минерализованной воды.

3. Третий

Используется для всех видов бетонов, кроме легких бетонов.

Ускоренные методы используют образцы, насыщенные раствором NaCl. Их замораживают на воздухе и размораживают в 5-процентном растворе соли.

Затем обрабатывают результаты испытаний так же, как при использовании базовых методов.

К базовым методам относят первый и второй, а к ускоренным — второй и третий.

Какими бывают бетоны по морозостойкости, и где они используются

Для эффективного строительства важно точно знать, какова морозостойкость бетона. Именно поэтому бетонам присваивается марка по морозостойкости. Она обозначается литерой F и числовым показателем в диапазоне от 25 до 1000:

  1. Бетоны с морозостойкостью до F50 применяются, в основном, для внутренних и подготовительных работ.
  2. F50– F150 показывает средние значения морозоустойчивости. Такие бетоны подходят для строительства объектов, которые будут эксплуатироваться в условиях умеренного климата.
  3. Бетоны F150– F300 предназначены для строительства в холодных регионах.
  4. Марки выше F300 применяются для строительства в экстремально холодных условиях, а также для объектов специального назначения.

От чего зависит морозостойкость бетона

Очевидно, что слабая устойчивость бетона к низким температурам связана с его способностью насыщаться водой, которая впоследствии замерзнет. А насыщаемость водой тем выше, чем больше в бетоне пор и капилляров.

Поры и капилляры оказывают влияние также на водопроницаемость и прочность бетона.

Прослеживается прямая зависимость: чем плотнее бетон, чем меньше и меньшего диаметра в нем поры и капилляры, тем он более прочный, водостойкий и морозостойкий. А значит, что наиболее морозостойким будет плотный и прочный бетон.

Как повысить морозостойкость бетона

Чтобы получить плотный и прочный бетон, необходимо соблюдать следующие условия:

  1. Использовать качественный цемент высокой марки. Если планируются бетонные работы при пониженных температурах, или к бетону предъявляются повышенные требования по морозостойкости, прочности, водостойкости, применяют цемент более высокой марки.
  2. Для повышения водонепроницаемости бетона применять глиноземистые цементы.
  3. Выбрать правильное водоцементное соотношение.
  4. Обеспечить правильную укладку и уплотнение бетонной смеси, чтобы в готовом бетоне не было пустот.
  5. Обеспечить уход за бетоном и оптимальные условия твердения, чтобы бетон качественно набрал прочность (температура воздуха +18–22°С, влажность воздуха, близкая в 100%).
  6. Использовать различные добавки для бетона.

Какие добавки используют для бетона

Чтобы получить безупречный бетон, разрабатываются специальные химические добавки, позволяющие придать материалу те или иные желаемые свойства. Для повышения морозостойкости бетона необходимо повысить его плотность и водостойкость. С этой целью применяют пластификаторы и гидрофобизаторы.

Советуем изучить: Пластификаторы для бетона

Пластификаторы, например, Plastix от Cemmix, действуют следующим образом:

  1. Позволяют сэкономить до 10–20% цемента без потери прочности либо, не увеличивая количество цемента, получить более прочный бетон.
  2. Повышают подвижность бетонной смеси на 1–2 ступени без увеличения количества воды замеса. Дело в том, что количество воды, которое необходимо для протекания реакций гидратации, гораздо меньше, чем количество воды, необходимое для замеса пластичной и удобной в укладке бетонной смеси. Однако, если повысить водоцементное соотношение, в смеси будет лишняя вода. Она не вступит в реакции с частицами цемента, со временем испарится, но оставит лишние поры в бетоне, которые негативно отразятся как на его прочности, так и на водостойкости и морозостойкости. Добавление пластификатора полностью решает эту проблему, ведь с ним бетон становится более подвижным и удобным в работе без потери прочности.
  3. Бетонная смесь с пластификатором, благодаря повышенной подвижности, лучше укладывается. С одной стороны, это позволяет экономить трудозатраты и затраты электроэнергии на обработку уложенного бетона, с другой стороны, бетон укладывается более плотно, вытесняется лишний воздух, благодаря чему уменьшается количество и диаметр пор и капилляров в готовом изделии.
  4. Бетонная смесь с пластификатором дольше остается готовой к работе и не расслаивается, что повышает удобство работ.

В свою очередь, добавки, предназначенные для объемной гидрофобизации бетона (гидрофобизаторы) повышают прочность и морозостойкость бетона, защищают арматуру, а в некоторых случаях повышают подвижность бетона, позволяя обойтись без пластификатора.

Важно!

Пластификаторы и гидрофобизаторы иногда применяются совместно.

Советуем изучить: Гидрофобизаторы для бетона

Как заливают бетон в мороз

Рассматривая морозостойкость бетона, нельзя обойти вниманием такой вопрос, как производство бетонных работ в условиях пониженных температур. Ведь в России во многих регионах отрицательные температуры держатся более половины года, а строительные работы не ждут.

Но твердение бетона требует определенных условий. Чем ниже температура по сравнению с оптимальной, тем медленнее идут процессы набора прочности; при температуре ниже +5°С они почти прекращаются.

Являясь вяжущим веществом водного твердения, цемент вступает в реакции гидратации при смешивании с водой, но эти реакции протекают не одномоментно. Поэтому в бетонной смеси довольно длительное время есть свободная вода. При температурах ниже 0°С она замерзает. В результате прекращаются реакции гидратации и, даже если позже бетон оттаивает, его прочность все равно будет ниже запланированной.

В этих условиях разработаны различные методики ведения бетонных работ, которые позволяют не допустить замерзания бетонной смеси во время ее транспортировки и укладки, а также обеспечить правильный уход за уложенным бетоном.

Важно!

При проведении бетонных работ зимой наиболее важно обеспечить оптимальные условия твердения до набора бетоном критической прочности. Критическая прочность отличается от распалубочной, она задается проектной документацией и обычно составляет 30–50% от проектной прочности. После того, как критическая прочность набрана, бетон можно подвергать замораживанию без ущерба для его прочности.

Методы зимних бетонных работ делятся на две большие группы:

  1. «теплый» бетон,
  2. «холодный» бетон.

Важно!

Для зимнего бетонирования рекомендуется использовать бетон маркой не ниже, чем М400 (класс 32,5).

Теплым называют бетон, который так или иначе подогревают. Здесь возможны следующие варианты:

  1. Метод термоса. Бетонная смесь замешивается на теплой воде и прогретых заполнителях. Прогревается опалубка, а залитый бетон укрывается теплоизолирующими материалами. Если конструкция достаточно массивная, с толстыми стенками, то тепла, которое выделяется в процессе реакций гидратации, достаточно, чтобы обогреть ее и не допустить чрезмерного снижения температуры. Частный случай метода термоса — метод горячего сухого термоса, при использовании которого бетон можно укладывать даже на промороженное основание, предварительно засыпанное горячим (200–300°С) керамзитом.
  2. Устройство тепляков. В этом случае над залитым бетоном устанавливаются шатры, внутри которых ставят тепловые пушки, что позволяет поддерживать нужную температуру.
  3. Прогрев бетона различными методами (электродами, инфракрасным излучением, кондуктивным, индукционным методом и пр.)

У каждого из этих методов есть свои достоинства и недостатки. Так, метод термоса подходит только для крупных массивных конструкций, прогрев и обогрев бетона требуют расходов электроэнергии и дополнительного оборудования, а также постоянного контроля температуры в толще бетона, чтобы не допустить большого температурного градиента.

«Холодный» бетон — это метод ведения бетонных работ без прогревающих или обогревающих мероприятий. В этом случае используются противоморозные добавки и ускорители твердения бетона.

Важно!

В качестве противоморозных добавок в течение многих десятилетий используют электролиты, растворы солей калия и натрия. Однако эти добавки уместны далеко не всегда:

  1. хлорид натрия может приводить к коррозии металлической арматуры и закладных элементов;
  2. высокощелочные цементы и некоторые другие виды портландцементов не совместимы с электролитами;
  3. использование солей может привести к образованию высолов на поверхности изделия.

Вот почему оптимальный вариант — использование специальных противоморозных добавок для бетона, которые разработаны и проверены в лаборатории. Они не имеют тех недостатков, которые присущи солям и позволяют проводить бетонные работы даже в сильные морозы.

Противоморозные добавки часто сочетают в себе свойства пластификаторов и ускорителей твердения бетона. Они позволяют:

  1. Проводить бетонирование даже при очень низких температурах (до –20°С).
  2. Обходиться без тепловой обработки уложенного бетона.
  3. Снизить расход воды.
  4. Увеличить прочность бетона, как минимум, на 10%.
  5. Увеличить сцепление с арматурой.
  6. Повысить водонепроницаемость и морозостойкость бетона.

Важно!

Противоморозные добавки могут применяться и в «теплом» бетоне, позволяя экономить электроэнергию на прогрев бетона.

Советуем изучить: Для проведения работ в морозы

Добавки в раствор для повышения морозостойкости бетона: общая информация, правильное применение

С момента открытия и по сегодняшний день бетон является самым важным и наиболее часто используемым строительным материалом. Обуславливается это тем, что он имеет высокие показатели эксплуатационных свойств. Но раньше он имел большое количество недостатков: невозможность возводить большие сооружения на мягких и плывущих грунтах, слабая адгезия и, главное, разрушение от минусовых температур. Добавки в бетон для морозостойкости решили эту проблему.

Виды добавок в бетон

Благодаря присадкам для бетона можно изменить любые свойства и эксплуатационные характеристики этого строительного материала. Они позволяют адаптировать бетон практически под любые погодные условия. Различают такие виды:

  1. Суперпластификаторы. Эти добавки позволяют увеличить подвижность готовой бетонной смеси. Также они позволяют сделать материал прочнее, твёрже и менее водопроницаемым.
  2. Ускорители. Благодаря этим химическим добавкам можно сократить время затвердевания бетона. На начальном этапе есть возможность сделать необходимую для проекта твёрдость. Недостаток таких присадок — ухудшение пластичных свойств.
  3. Регуляторы пластичности. Они позволяют регулировать время использования готового материала. Полезно при больших объёмах заготовления или при транспортировке.
  4. Морозостойкие присадки. Используются в условиях пониженных температур.
  5. Модификаторы. Улучшают физические свойства бетона: делают его прочнее, морозоустойчивее и увеличивают сопротивление коррозии.
  6. Комплексные. Используются для улучшения сразу нескольких показателей.

Перечень существующих добавок очень широкий. Изготавливают их как из синтетических веществ, так и из природных материалов. Добавляют даже самую обычную поваренную соль. Она увеличивает морозостойкость готовой смеси.

Нужно помнить, что присадки, имеющие в своём составе хлорид, ускоряют коррозию арматуры в железобетонных конструкциях. Добавки, в основе которых, например, нитрит натрия, замедляют этот процесс.

Лучше не использовать цемент и присадки от одного производителя. Эффект может оказаться ниже ожидаемого.

Морозостойкие присадки

Морозостойкие добавки для бетона применяются не очень часто. Их используют при строительстве в условиях низких температур. Летом они не требуются. Но даже такие добавки не могут обеспечить требуемое качество в зимний период.

Если значение на термометре опустилось ниже -25°С, нужно сразу прекратить работы. Правильный бетон в таких условиях не удастся сделать.

Благодаря морозоустойчивым добавкам в бетон можно работать даже при -15°…-20°С. Если температура около пяти градусов ниже нуля, то можно обойтись и без них, используя тёплую воду. На физические свойства бетона это никак не повлияет. Можно использовать и дополнительные присадки (для увеличения подвижности, прочности, пластичности) в зависимости от ситуации или же воспользоваться комплексными добавками.

Правильное применение

Добавка в раствор для морозостойкости может не улучшить характеристики смеси, а, напротив, значительно их снизить. Обусловлено это конкретными условиями в каждой отдельной ситуации. Применение присадок:

  1. Если в железобетонных конструкциях используется арматура (диаметр больше 5 мм), не подверженная различным напряжениям, то никаких ограничений в применение присадок нет. Физические свойства строительного материала можно изменять так, как требует ситуация.
  2. В случае если толщина ненапрягаемой арматуры меньше 5 мм, то использовать присадки не рекомендуются. Особенно это касается добавок, содержащих в своём составе продукты окисления кальция под воздействием соляной кислоты. Присадки с содержанием нитрита натрия тоже могут пагубно воздействовать на тонкие стержни.
  3. Если железобетонная конструкция имеет выходящие элементы, то в раствор нужно добавлять нитраты кальция и натрия, карбонат калия, смесь мочевины и нитрата калия. Эти вещества можно добавлять к раствору в процессе замешивания.
  4. Если железобетон будет эксплуатироваться в агрессивной газовой среде, то присадки на основе окисления кальция категорически противопоказаны: они лишь ускорят процесс коррозии.

Нельзя использовать присадки для бетона, который был сделан на основе глинозёмного цемента. Они не только не улучшат характеристики раствора, но могут и значительно их снизить.

Изготовить всевозможные пластификаторы можно и в домашних условиях. Но, приобретая их в магазине, можно быть уверенным в качестве, так как все материалы проходят проверку на производстве, где определяется точное процентное содержание каждого элемента. Используя качественные добавки, можно значительно продлить срок эксплуатации бетонной или железобетонной конструкции.

Влияние дисперсии оксида графена на морозостойкость бетона

Для изучения влияния различных количеств дисперсии оксида графена на стойкость бетона к солевому замерзанию была исследована пластинчатая дисперсия оксида графена с концентрацией 5 мг / мл. приготовлено усовершенствованным методом Хаммерса и методом ультразвукового диспергирования. Оксид графена (GO) охарактеризован методами инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR) и дифракции рентгеновских лучей (XRD). Были исследованы механические свойства и долговечность замороженного бетона с различным содержанием ОГ, а его механизм сопротивления замораживанию был проанализирован с помощью микроскопических испытаний.С увеличением времени замерзания соли, разрушение бетона GO происходило в сочетании различных режимов, таких как осыпание раствора, распространение микротрещин, денудация и массивное осыпание. Оптимальное содержание ГО определено как 0,03%. По сравнению с эталонным образцом прочность на сжатие ОГ-бетона увеличилась на 34,83% после 200 циклов замораживания соли, и, следовательно, коэффициент потерь и динамический модуль упругости оказались самыми низкими. Результаты микроскопических испытаний показали, что оптимальное содержание ОГ способствовало гидратации цемента, регулировало его микроструктуру, эффективно препятствовало разрушению микроморфологии бетона при замерзании соли, а также замедляло зарождение и распространение внутренних микротрещин.Таким образом, механические свойства и долговечность бетона GO значительно улучшились после замораживания соли.

1. Введение

В суровых холодных районах севера, под совместным воздействием хлористой соли и замораживания-оттаивания, поверхности большинства бетонных конструкций (мосты, аэропорты и стены для защиты от столкновений) серьезно оголены. Это явление снижает долговечность этих конструкций, увеличивает стоимость обслуживания и вызывает огромные экономические потери [1, 2]. Поэтому обеспечение долговечности этих структур в такой замороженной соляной среде стало основным направлением исследований ученых.

Как правило, используются две общие технические меры для улучшения долговечности бетона в такой среде с замерзанием соли: (i) использование разумного содержания песка, введение воздухововлекающих агентов и минеральных добавок и уменьшение водоцементное соотношение [3–6] и (ii) гидроизоляция и герметизация бетонной поверхности [7–9]. В последние годы наноматериалы из-за их уникального небольшого размера, границы раздела и квантовых эффектов включаются в материалы на основе цемента, чтобы улучшить механическую прочность бетона и сделать микроструктуру более компактной, уменьшить глубину проникновения ионов хлорида и препятствовать коррозия стальных стержней [10–13].Графен привлек значительное внимание ученых из-за его большой удельной поверхности, гибкости и отличных механических свойств. В качестве продукта окисления графита оксид графена (GO) содержит различные функциональные группы, включая гидроксил, карбоксил и эпоксид; таким образом, GO легко диспергируется в воде с образованием нанодисперсных ламелей [14]. Лу и Цзя [15] приготовили наноламеллы GO с помощью ультразвукового диспергирования и обнаружили, что добавление GO улучшает микроструктуру и механические свойства материала на основе цемента и заставляет матрицу цемента формировать многогранные кристаллы за счет переплетения и заделки.Lei и Ye [16] отметили, что механические свойства микроструктуры и морозостойкость переработанного строительного раствора, смешанного с 0,6% GO, были значительно улучшены. Zhang Zirui и Wu [17] исследовали механические свойства и долговечность самовыравнивающегося раствора с различным содержанием GO, приготовив дисперсию GO с концентрацией 7,4 г / л, и обнаружили, что дисперсия GO регулирует гидратацию цемента и улучшает долговечность и механические свойства. свойства самовыравнивающегося материала на цементной основе.Предыдущие исследования [18–20] свидетельствуют о том, что добавление GO к полимерам, керамике и другим материалам матрицы может значительно улучшить прочность и ударную вязкость матрицы.

Несмотря на то, что в области исследования материалов на основе цемента GO был достигнут некоторый прогресс, данные о стойкости бетона GO к замерзанию еще не сообщались. Таким образом, в настоящей работе были изучены механические свойства и долговечность бетона GO с различным содержанием GO при совместном действии хлористой соли и замораживания-оттаивания, а механизм устойчивости к замерзанию соли был исследован с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM), X -дифракция лучей (XRD) и энергодисперсионная спектроскопия (EDS).

2. Экспериментальная
2.1. Сырье

Аналитически чистый графит (размер частиц <10 мкм), нитрат натрия (NaNO 3 ), концентрированная серная кислота (98%), перманганат калия (KMnO 4 ), фосфат (H 3 PO 4 ), перекись водорода (H 2 O 2 ) и соляная кислота (HCl) были предоставлены компанией Shenyang Chemical sample Co., Ltd. Суперпластификатор SPC-100 был произведен компанией Liaoyang Cologne Company. В качестве восстановителя воды использовали коричневую и желтую жидкость, степень уменьшения воды = 35% и содержание твердого вещества = 40%.Химический состав портландцемента PO 42,5 R обычный представлен в таблице 1.


Химический состав CaO SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 MgO SO 3

Содержание (%) 59,31 21,90 6.26 3,79 1,63 2,41

2.2. Приготовление ламеллярной дисперсии оксида графена

Раствор непрерывно перемешивали на водяной бане при 40 ° C в течение 2 часов до тех пор, пока он не превратился в вязкую жидкость коричневого цвета. К раствору добавляли всего 230 мл дистиллированной воды и перемешивали в течение 0,5 ч при 98 ° C. Затем раствор охлаждали до комнатной температуры и добавляли к нему 50 мл H 2 O 2, ; в результате раствор превратился в ярко-желтую жидкость [21].Полученный раствор промывали на центрифуге 10% -ной HCl и дистиллированной водой до тех пор, пока его значение pH не достигло значения, близкого к 7. Полученный GO растворяли в дистиллированной воде и обрабатывали в аппарате ультразвуковой очистки мощностью 300 Вт в течение 60 мин. Наконец, была приготовлена ​​водная дисперсия ГО с содержанием твердого вещества 5 мг / мл, и ее технические показатели представлены в таблице 2.


Название pH Толщина (нм ) Единая ставка (%) Содержание кислорода (%) Содержание серы (%)

GO 6.8 0,05–1,0 ≥99 ≤49 ≤3

2.3. Подготовка образца

Четыре различных содержания GO (0%, 0,01%, 0,03% и 0,05%) были использованы для подготовки бетонных образцов (обозначенных как GO0, GO1, GO3 и GO5, соответственно). Были подготовлены двенадцать образцов коробчатого бетона размером 100 мм × 100 мм × 400 мм (по три образца в каждой группе), которые использовались для определения относительного динамического модуля упругости и потери массы бетона GO во время испытания на цикл быстрого замораживания-оттаивания. .Всего было приготовлено 64 стандартных куба размером 100 мм × 100 мм × 100 мм (по три образца в каждой группе), которые были использованы для определения прочности на сжатие и параметров пористой структуры ОГ-бетона. Пропорции смеси GO-бетона представлены в Таблице 3. Чтобы предотвратить неравномерное диспергирование GO в цементе, перед заливкой GO в бетонные образцы раствор дисперсии оксида графена был равномерно смешан с водой и добавлено определенное количество восстановителя воды. к нему.Приготовленный раствор GO затем был диспергирован в аппарате ультразвуковой очистки (300 кГц) в течение 30 минут и равномерно смешан с цементом, крупными и мелкими заполнителями в соответствии со стандартом JTG E30 / 2005. Образцы были извлечены из формы через 24 часа, и, наконец, испытание было проведено после 28 дней обслуживания в стандартном контейнере для отработанных чернил.


Номер Цемент Вода Песок Камень GO ПК

GO0 420 168 782 1080 0 2.1
GO1 420 168 782 1080 0,042 2,1
GO3 420 168 782 1080 0,126 2,1
GO5 420 168 782 1080 0,210 2,1

2,4. Экспериментальный метод

(1) Метод быстрого замораживания-оттаивания был проведен в соответствии со стандартом GB / T50082-2009 (метод испытания на долговечность и долговечность обычного бетона).Испытание цикла замораживания-оттаивания соли выполняли в приборе для быстрого замораживания-оттаивания TDR-16, произведенном заводом по тестированию источников в порту Тяньцзинь, а относительные динамические модули упругости бетона GO при различных циклах замораживания соли измеряли с помощью прибора DT- 12. Тестер динамического модуля упругости. (2) Прочность на одноосное сжатие бетона GO измерялась с помощью электрогидравлической машины для испытания давлением с сервоприводом, оснащенной микрокомпьютером YAW-YAW2000 A 200 т. Контроль осевого смещения был принят во время испытания, и скорость нагружения 5 мм / мин была приложена в осевом направлении образца до его разрыва.(3) Параметры пористой структуры GO-бетона до и после замерзания соли измеряли с помощью анализатора пор затвердевшего бетона MIC840-01. (4) Высушенный образец GO испытывали с помощью инфракрасного спектрометра с преобразованием Фурье Nicolet 6700 (Thermo Fisher, США). ), а его минеральный состав определяли на автоматическом порошковом рентгеновском дифрактометре D / max-2500PC (Rigaku.). Морфологию продуктов гидратации после замораживания соли анализировали с помощью растрового электронного микроскопа S4800 (Hitachi.). Перед испытанием измельченный образец сушили в вакуумной печи при 45 ± 5 ° С в течение 5 ч.Подходящий образец был выбран и закреплен на круглом металлическом основании, и испытание на сканирующем электронном микроскопе было выполнено после напыления золота.

3. Результаты и обсуждение
3.1. Структурные характеристики оксида графена

FTIR-спектры GO и графита показаны на рисунке 1, и заметно, что FTIR-спектр GO отличается от спектра графита. Из-за компактной агрегации, большой толщины и слабого светопропускания пластин графита в ИК-Фурье-спектре графита появилось слабое поглощение C = C и карбонила (C = O).В ИК-Фурье-спектре GO пики поглощения валентных колебаний O – H, C = O и C = C появляются при 3420,25 см −1 , 1733,20 см −1 и 1621 см −1 соответственно. . Кроме того, пики поглощения C – O – C наблюдались при 1507,53 см –1 , 1384,45 см –1 , 1224,44 см –1 и 1052,66 см –1 . Следовательно, можно сделать вывод, что GO содержал разные функциональные группы, такие как гидроксил, карбоксил и эпоксид.


Рентгенограммы GO и графита представлены на рисунке 2, и очевидно, что характеристические пики GO отличаются от пиков графита.Пики рядом с (рис. 2 (а)) и (рис. 3 (б)) представляют собой характерные пики для GO и графита, соответственно. Расстояние между листами GO увеличилось с 3,61 нм до 8,32 нм, поскольку окисление графита привело к введению кислородсодержащей группы, чтобы ослабить силу Ван-дер-Ваальса между слоями. После ультразвуковой дисперсионной обработки слои GO разделялись, и, в свою очередь, расстояние между слоями увеличивалось.


3.2. Макроскопические характеристики разрушения замороженного в соли циклического образца

Поскольку бетон представляет собой гетерогенный композитный материал, его характеристики разрушения при замораживании соли тесно связаны с микроспорами и микротрещинами.После испытания на замерзание соли было обнаружено, что разрушение бетона GO происходило при сочетании различных режимов, таких как осыпание раствора, расширение микротрещин, денудация и массивное осыпание. После 50 циклов замораживания соли мелкие частицы цементного раствора (размер 2–3 мм) отваливались от поверхности каждого образца до тех пор, пока поверхность плавающего раствора не отваливалась на большой площади. После 100 циклов замораживания соли поверхность образца стала шероховатой из-за наличия мелких агрегатов, и интенсивность денудации еще больше увеличилась.Произошла осыпь на локальных краях и углах, начали появляться крупные агрегаты, а на стыке крупных и мелких агрегатов появилась небольшая трещина. После 150 циклов замораживания соли потеря вяжущего материала на поверхности образца была серьезной, мелкие и крупные агрегаты постепенно отпадали, частицы становились крупнее (размером в несколько сантиметров), а количество внутренних микротрещин и пор увеличивалось. После 200 циклов замораживания соли на поверхности образца появилось большое количество крупного заполнителя, потеря цементирующего материала стала значительной, края и углы частично выпали, структура стала хрупкой и рыхлой, сила сцепления на стыке крупных и мелкие агрегаты стали слабыми, и повреждения от замерзания соли были серьезными.

Внешний вид бетона GO после разного времени замерзания соли показан на рис. 3. После 200 циклов замораживания соли на поверхности образца бетона появилось большое количество крупного заполнителя с 0%, 0,01% и 0,05% GO, цементный материал был потерян, поверхность была неровной, а в нижнем левом углу образца появился очевидный блок падения. Однако для образца бетона с 0,03% GO на поверхности появилось очень мало ямок замерзания и крупных заполнителей, меньше падающих блоков было по краям, и на стыке крупных и мелких заполнителей не было явления отслаивания.Таким образом, бетон имел наилучшую стойкость к солевому замерзанию при содержании ОГ 0,03%.

3.3. Механические свойства замороженного солевым циклическим образцом

После процесса солевого замораживания структура внутренних пор GO-бетона сильно изменилась, и появились новые трещины, что привело к изменению его механических свойств. Чтобы изучить влияние различных циклов замерзания соли на механические свойства бетона GO, показатели потери прочности на сжатие образцов бетона GO после различных циклов замерзания соли были рассчитаны по формуле, где скорость потери прочности на сжатие бетона GO после солевого замерзание (%), - прочность на сжатие бетона GO после n количество циклов замерзания соли (МПа), и прочность на сжатие бетона GO перед замерзанием соли (МПа).

Тенденции изменения прочности на сжатие образцов бетона GO при различных циклах замораживания соли показаны на рисунке 4. Перед замораживанием соли добавление соответствующего количества GO улучшило прочность бетона на сжатие. Бетон 0,03% GO имел самую высокую прочность на сжатие (на 14,01% выше, чем у образца без GO). Когда было добавлено 0,05% GO, прочность бетона на сжатие значительно снизилась. Соответствующее количество GO увеличивало химическую способность связывать воду в цементном растворе, способствовало реакциям гидратации, формировало гидратированный гель силиката кальция и улучшало прочность бетона на сжатие.Однако, когда содержание GO было слишком большим, он не мог хорошо диспергироваться в бетоне из-за обогащения C, что приводило к снижению прочности на сжатие. После процесса замораживания соли прочность бетона ГО на сжатие снизилась. По сравнению с обычным образцом прочность на сжатие ОГ бетона после замораживания соли улучшилась. Бетон 0,03% GO имел лучшую прочность на сжатие, и у него была самая низкая скорость потери прочности на сжатие после 200 циклов замораживания соли.Таким образом, добавка 0,03% GO значительно снизила повреждение бетона при замерзании соли [22].

3.4. Потери массы и относительные динамические модули упругости замороженных солью циклических образцов

Во время замерзания соли микротрещины и пустоты в бетоне GO расширяются с увеличением времени замерзания соли; это явление привело к разной степени денудации и изменило качество поверхности бетонных образцов. Чтобы проверить качество поверхности образцов бетона GO после различных циклов замораживания соли, их скорость потери массы была рассчитана по формуле где - скорость потери массы образца во время замораживания соли (%), - масса образца после n количество циклов замораживания соли (кг); - масса образца до замораживания соли (кг).

Изменения в скорости потери массы образцов бетона GO во время замерзания соли представлены на рисунке 5. Очевидно, что скорость потери массы бетона GO увеличивается с увеличением времени замерзания соли. Интенсивность денудации каждого конкретного образца на ранней стадии промерзания соли была одинаковой. После 100 циклов замораживания соли тенденция к росту кривых скорости потери массы усилилась, количество сколов образцов увеличилось, и внутреннее повреждение замораживания соли усилилось.Во время 200-го цикла замораживания соли массы образцов GO0, GO1 и GO5 составляли около 94% от их исходных масс, тогда как скорость потери массы GO3 составляла около 4,89%, а наклон кривой скорости потери массы был ниже. чем у других экземпляров; следовательно, это означает, что коэффициент потери массы бетона GO на 0,03% был наименьшим, а его стойкость к солевой коррозии - наилучшей.


Рисунок 6 иллюстрирует тенденции изменения относительных динамических модулей упругости образцов бетона GO во время замерзания соли.Заметно, что относительный динамический модуль бетона GO уменьшался с увеличением времени замерзания соли. На ранней стадии замерзания соли относительный динамический модуль упругости каждого образца бетона GO медленно снижался, и тенденции их изменения были такими же. Когда цикл замораживания соли превышал 75 раз, относительный динамический модуль упругости образца GO5 значительно снизился. Тенденция к уменьшению относительного динамического модуля упругости других образцов была GO0> GO1> GO3.На 150-м цикле замораживания соли относительные динамические модули упругости GO0 и GO1 составили 62,97% и 66,1% соответственно (эти значения близки к эталонному состоянию разрушения бетона), и образец GO5 разорвался. На 200-м цикле замораживания соли относительный динамический модуль упругости GO3 составил 60,95%, что близко к стандартному состоянию разрушения.


3.5. Параметры пузырьков циклических образцов, замороженных солью

Для изучения влияния различных циклов замораживания соли на микроскопические свойства бетона GO содержание воздуха в образцах бетона GO после замораживания соли было рассчитано с помощью

.

Сопротивление замораживанию и оттаиванию нормальных и высокопрочных бетонов, изготовленных из летучей золы и микрокремнезема

Это исследование основано на определении сопротивления замораживанию-оттаиванию воздухововлекающих и не воздухововлекающих смесей бетона нормальной прочности (NC) и высокой прочности. прочный бетон (HSC), изготовленный из летучей золы и микрокремнезема в соответствии с масштабированием поверхности Процедура позволяет нам измерить количество отложений на единицу площади поверхности из-за ряда четко определенных циклов замораживания и оттаивания в присутствии противообледенительной соли.Потеря веса, образование отложений на поверхности, поглощение влаги и внутреннее повреждение измеряли после 0 и после каждого 4-го цикла замораживания-оттаивания. Результаты испытаний показали, что сопротивление замораживанию-оттаиванию напрямую зависит от прочности бетона на сжатие. Пары кремнезема значительно снизили сопротивление бетона нормальной прочности против замораживания-оттаивания без пластификатора. Покрытие поверхности кварцевого бетона без добавок было на 22% выше, чем у стандартного нормального бетона.

1. Введение

Бетон - один из наиболее широко используемых строительных материалов для различных конструкций, таких как здания, дома, плотины, дороги и мосты. Характеристики бетона, как правило, зависят от конструкции смеси, свойств материала в смеси, условий отверждения и условий окружающей среды в течение срока службы конструкции. Важнейшей проблемой прочности бетона в условиях холодного климата является эффект замораживания-оттаивания. В частности, дамбы, поверхности настила мостов и бетонные дорожные покрытия с широко открытыми поверхностями подвержены риску заморозков в холодном климате.Это условие может вызвать замерзание воды внутри капиллярной пористой структуры бетона с 9% -ным объемным расширением. Растрескивание и скалывание бетона - наиболее частые повреждения, вызываемые расширением матрицы цементного теста под действием циклов замораживания-оттаивания [1].

Было предложено несколько теорий для объяснения этого типа повреждений, таких как гидравлическое давление [2], осмотическое давление [3] и модель микроледяной линзы [4], которые являются наиболее важными. Ущерб от мороза в основном изучается в лабораторных условиях с помощью ускоренных циклов замораживания-оттаивания.Степень повреждения, вызванного повторяющимися циклами замораживания-оттаивания, колеблется от скалывания поверхности до полного разрушения по мере образования слоев льда, начиная с открытой поверхности бетона и простираясь внутрь под поверхностью. Тем не менее, повреждение из-за воздействия мороза может быть уменьшено либо за счет уменьшения объема капиллярных пор в бетоне за счет использования более низкого отношения воды к цементу, либо за счет применения подходящей добавки [5]. Jin et al. [6] пришли к выводу, что фрактальная размерность распределения воздушных пустот по размеру имеет более значительное влияние на сопротивление замораживанию-оттаиванию бетона, чем расстояние между воздушными пустотами.Воздушные пустоты в бетоне можно уменьшить, используя мелкие пуццолановые добавки, такие как микрокремнезем, летучая зола и измельченный гранулированный доменный шлак. Меньший размер капиллярных пор в бетоне, содержащем микрокремнезем, снижает общее количество замерзающей воды. Однако количество углерода, содержащегося в микрокремнеземе и летучей золе, может вызвать проблемы со стабилизацией воздушных пустот в бетонах с воздухововлекающими добавками [7]. Исследователи исследовали морозостойкость бетонов, содержащих разную долю кремнезема по массе цемента.Результаты этих исследований показали, что используемые бетоны на основе кварцевого стекла имеют более высокую морозостойкость, чем традиционные бетонные смеси. Также водоцементное соотношение смесей от 0,35 до 0,45 оказывает положительное влияние на образование накипи на поверхности образцов, подвергнутых циклам замораживания-оттаивания [8–10].

Летучая зола - еще одна широко используемая минеральная добавка для бетона. Тем не менее, эта добавка может оказывать отрицательное воздействие на затвердевшие бетоны с воздухововлекающими добавками при воздействии замораживания-оттаивания [11–13], как это происходит с дымом кремнезема.В качестве основного качественного параметра летучей золы, определяющего морозостойкость бетона с минеральной добавкой, указано количество потерь при прокаливании. Исследователи изучали влияние потерь на возгорание и содержание летучей золы на снижение прочности после замораживания и оттаивания. Полученные результаты однозначно подтверждают отрицательное влияние высоких потерь на возгорание в золе на морозостойкость бетона с их добавкой [14]. Некоторые исследователи также доказали, что летучая зола не сильно влияет на устойчивость бетона к замерзанию и оттаиванию [15, 16].Кроме того, холодные погодные условия ограничивают процент летучей золы, которая может использоваться в бетоне, из-за потенциального замедления схватывания и медленного развития прочности, особенно при воздействии высоких уровней противообледенительных солей [17, 18]. Целью данного исследования является определение влияния летучей золы и микрокремнезема на морозостойкость бетонов различной прочности и содержания воздуха. Капиллярное отсасывание антиобледенительного раствора и метод замораживания-оттаивания (CDF) (тест) используются для определения поверхностного отложения образцов [5].

2. Материалы и методы
2.1. Материалы

Сырье бетонных смесей поступало из разных источников. Цемент типа CEM I 42.5R был получен на цементном заводе CIMSA в Эскишехире (Турция) в соответствии с нормами по цементу TS EN 197-1 [19]. Летучая зола и микрокремнезем использовались в качестве минерала для дополнительного вяжущего материала. Летучая зола, использованная в данном исследовании, поступала с Ятаганской ТЭЦ в районе Муглы. Использование летучей золы в бетоне делает его менее проницаемым, чем обычный бетон.Еще одна минеральная добавка кремнеземная пыль была получена на заводе ETI Electrometallurgy в Анталии. Пары кремнезема - это промышленные отходы, которые можно использовать в качестве минеральной добавки для производства высококачественного бетона. Средняя крупность микрокремнезема (~ 200000 см 2 / г) примерно в 100 раз выше, чем тонкость обычного портландцемента. Эта более высокая крупность помогает заполнить микропоры в затвердевшем бетоне. Это делает бетон непроницаемым, но мы знаем, что микрокремнезем увеличивает пластическую усадку и потребность бетона в воде.Пластическая усадка вызывает микротрещины и снижает долговечность [20]. Химический состав этих связующих приведен в Таблице 1.


Основные оксиды (%) CEM I 42.5R Летучая зола Дым кремнезема

SiO 2 19,96 51,07 92,20
Al 2 O 3 5.03 22,65 0,65
Fe 2 O 3 2,88 5,83 0,34
CaO 63,60 11,34 0,75
MgO 2,48 0,38
K 2 O 0,80 2,40 0,70
Na 2 O 0,27 0.80 0,31
SO 3 2,79 1,69 1,05
Cl - 0,005 0,004 0,003
LOI 3,02 1,20 0,95

Заполнитель - это гранулированный материал, такой как песок, гравий, щебень, доменный шлак и легкие, которые обычно занимают от 60 до 75% объема бетона.В данном исследовании щебень был поставлен бетонным заводом Cimsa в регионе Эскишехир, Турция. Агрегатные свойства существенно влияют на удобоукладываемость пластичного бетона, а также на долговечность, прочность, термические свойства и плотность затвердевшего бетона. По этой причине для адекватной градации бетонных смесей использовались три типа заполнителей (0–5, 5–15 и 15–22 мм). Воздухововлекающий агент и суперпластификатор, используемые в бетонных смесях, были получены от SIKA Turkey, названного Sika AER и Sikament RCM 310 соответственно.Бетонные смеси изготавливались на водопроводной воде Эскишехир.

2.2. Метод

Были изготовлены образцы бетона: нормальный бетон (NC), высокопрочный бетон (HSC), кварцевый бетон (SFC) и бетон из летучей золы (FAC). Кроме того, эти бетоны были изготовлены с воздухововлекающими добавками, чтобы определить влияние воздухововлекающих материалов на эффект замораживания-оттаивания. Перед бетонным смешанным дизайном градация и физические свойства заполнителей определяются с помощью ситового анализа, испытаний на удельный вес и водопоглощение.Использовались микрокремнезем и летучая зола с заменой цемента в минерально-бетонных смесях 15% по весу. Использование микрокремнезема более 15% может увеличить потребность бетонной смеси в воде. По этой причине оптимальное соотношение минеральных добавок было выбрано 15%. Состав смеси безвоздушных бетонов можно увидеть в Таблице 2. Суперпластификатор используется только в смеси HSC для 1,5% от веса цемента. Воздухововлекающий агент использовали в качестве 0,15% от веса цемента в образцах воздухововлекающего бетона.


Тип бетона Цемент (кг) Вода (кг) w / c Агрегат (кг) Летучая зола (кг) Дым кремнезема (кг)

NC 358 165 0,46 1897 - -
HSC 407 122 0.30 1977 - 102
SFC 358 165 0,46 1897 - 53,7
FAC 358 165 0,46 1897 53,7 -

Стойкость к замораживанию-оттаиванию образцов бетона, определенная в соответствии с методом капиллярного всасывания, внутренних повреждений и замораживания-оттаивания (CIF) (испытание).Тест CIF основан на тесте CDF, в котором были определены точные данные для масштабирования, которые дополняют этот тест [21, 22]. В этом методе высокая скорость замораживания более выражена при внутреннем повреждении, чем при масштабировании, и при масштабном повреждении; низкая скорость замораживания более разрушительна по сравнению с высокой скоростью замораживания [23]. Процедура испытания состоит из трех этапов: сухое хранение, предварительное насыщение капиллярным отсасыванием и циклы замораживания-оттаивания. Процедура испытания начинается сразу после периода отверждения [5].Для теста требуется четыре куба диаметром 150 мм. В течение первых суток после отливки кубики хранятся в формах и защищаются от высыхания полиэтиленовым листом. Через 24 ч кубики вынимают из форм и помещают в водяную баню с температурой () ° C. По истечении периода отверждения образцы необходимо герметизировать на их боковых поверхностях. Герметизация алюминиевой фольгой с бутилкаучуком; бутилкаучук плотно наклеивается на боковые поверхности с нахлестом 20 мм. Необходимо обеспечить прочное соединение.

После сухого хранения образцы помещают в контейнеры для испытаний на распорки высотой 5 или 10 мм так, чтобы испытуемая поверхность находилась внизу. Тестирование замораживания-оттаивания - это циклическая атака. Образцы подвергаются циклу замораживания-оттаивания в термостате с контролируемой температурой (рис. 1).


Температура охлаждающей и нагревательной бани регулируется с помощью соответствующего устройства. Для этого используется автоматическая испытательная машина Schleibinger CDF / CIF для замораживания-оттаивания, чтобы применять соответствующие температурные циклы.Типичное изменение температуры 12-часового цикла замораживания-оттаивания показано на рисунке 2. Температурный цикл отслеживается в контрольной точке. Допускается постоянный временной сдвиг между тестовыми контейнерами. Параметры повреждения измеряются при температуре выше 15 ° C (заштрихованная область на рисунке 2). Машина производит замораживание и оттаивание в течение 14 дней (28 циклов). Ультразвуковая водяная баня используется для получения герметичного материала с поверхности бетонных образцов, которые подвергаются циклам замораживания-оттаивания.


Механические свойства бетонных образцов определяют с помощью прибора для испытания на одноосное сострадание на образцах кубической формы 150 мм. Поверхностная твердость образцов бетона определяется с помощью испытательного прибора Schmidt Hammer. Качество образцов затвердевшего бетона также контролируется с помощью ультразвуковой импульсной машины для измерения скорости. Этот тест может дать представление о жесткости, компактности и внутреннем повреждении материала из-за передачи ультразвуковых волн внутри твердого материала.

3. Экспериментальное исследование
3.1. Испытание на прочность при сжатии

Прочность на сжатие является основным важным свойством для определения качества бетона. Прочностная способность бетона в основном зависит от свойств ингредиентов смеси, водоцементного отношения, пористости и условий твердения. Изготовленные как воздухововлекающие, так и не воздухововлекающие смеси бетонные смеси высокой и нормальной прочности были подвергнуты испытанию на прочность при сжатии в возрасте 3, 7 и 28 дней.Результаты испытаний на прочность на сжатие представлены на рисунке 3.


Результаты испытаний на прочность в раннем возрасте за 3 дня показали, что образец HSC достиг значения прочности на сжатие 69 МПа с эффектом более низкого водоцементного отношения (0,3), более высокого цемента и Дозировка микрокремнезема с пластификатором в смеси. Показатель прочности за 28 суток с воздухововлекающим агентом HSC снизился со 120 МПа до 88,90 МПа. На значения серийной прочности бетона NC, SFC и FAC также влияет воздухововлечение внутри бетона.Значения прочности использованных образцов кремнеземной пыли без пластификатора ниже, чем у образцов FAC, использованных в зольной пыли. Несмотря на это, при использовании большого количества микрокремнезема смесь HSC с более низким водоцементным соотношением и пластификатором (Таблица 2) показала самую высокую прочность на сжатие. Эта разница вызвана поглощением воды свежей бетонной смеси более мелкими частицами микрокремнезема в непластифицирующей добавке, используемой в смеси SFC. Снижение прочности можно объяснить снижением удобоукладываемости и неправильным уплотнением свежей смеси SFC с более высокой пористостью.Однако сферические частицы летучей золы повысили удобоукладываемость и компактность образцов FAC без какого-либо пластификатора.

3.2. Испытание молотком Шмидта

Испытание молотком Шмидта включает в себя удар по бетону на месте с помощью штифта с пружинным приводом с определенной энергией, а затем измеряется отскок. Отскок зависит от твердости поверхности бетона и измеряется испытательным оборудованием. Ссылаясь на некоторые таблицы преобразования, результат испытания на отскок можно использовать для определения прочности бетона на сжатие.Результаты испытаний бетонных образцов молотком Шмидта приведены на Рисунке 4.

.

Оценка взаимосвязи между водопоглощением и долговечностью бетонных материалов

Окружающая среда оказывает значительное влияние на водопоглощение бетонных материалов. В данной статье представлено экспериментальное исследование влияния водопоглощения на долговечность бетонных материалов. Также представлен подробный анализ, чтобы установить полезные отношения между ними. Образцы бетона с разным водопоглощением были приготовлены в разных условиях отверждения, и результаты показали, что условия отверждения могут значительно повлиять на водопоглощение поверхности.Фотографии SEM также показали, что разные условия отверждения вызывают разную микроструктуру. После 28-дневного отверждения были исследованы прочность на сжатие, проницаемость, сульфатная атака и диффузия хлорид-ионов бетонных образцов. В результате как поверхностная сорбционная способность, так и внутренняя сорбционная способность не имеют четкой связи с прочностью на сжатие. Полученные результаты также показали, что только поверхностное водопоглощение связано с характеристиками бетона, включая проницаемость, сульфатную атаку и диффузию хлорид-ионов.Кроме того, как непроницаемость, так и устойчивость к воздействию сульфатов были линейно связаны с поверхностной сорбционной способностью, и оба коэффициента корреляции были не менее 0,9. Кроме того, коэффициент диффузии хлорид-иона имеет экспоненциальную зависимость от поверхностного водопоглощения с более высоким коэффициентом корреляции. Однако не было обнаружено явной взаимосвязи между внутренним водопоглощением и долговечностью, такой как непроницаемость, устойчивость к сульфатной атаке и диффузия хлорид-ионов.

1. Введение

Прочность бетона играет решающую роль в контроле над его эксплуатационной пригодностью.Кроме того, долговечность бетона в основном зависит от способности жидкости проникать в микроструктуру бетона, которая получила название проницаемости. Высокая проницаемость привела к введению молекул, которые вступают в реакцию и разрушают его химическую стабильность [1]. Кроме того, низкая проницаемость бетона может повысить устойчивость к проникновению воды, ионов сульфата, ионов хлора, ионов щелочных металлов и других вредных веществ, вызывающих химическое воздействие [2]. Проницаемость бетона была тесно связана с характеристиками его пористой структуры в цементном тесте и интенсивностью микротрещин на границе раздела заполнитель-цементное тесто, а также внутри самого теста [3].Здесь структура пор в основном включает объем и размер связанных между собой капиллярных пор. Как известно, в результате реакции гидратации цемента образуется продукт, состоящий из твердой и пористой систем. Сеть пор матрицы цементного теста обеспечивает проход для переноса жидкости в бетон, и ее развитие зависит от ряда факторов, включая свойства и состав материалов, составляющих бетон, начальные условия отверждения и его продолжительность, возраст при испытании, климатическое воздействие при сушке и кондиционировании бетона [4, 5].Температура отверждения и продолжительность влажного отверждения являются ключевыми факторами для правильной структуры пор. Эффективность начального отверждения становится более важной, когда минеральные добавки, такие как летучая зола, используются в качестве частичной замены цемента в бетоне. Многие исследователи сообщают, что минеральные добавки требуют относительно длительного периода отверждения для того, чтобы проявился благоприятный пуццолановый эффект на характеристики бетона [6, 7].

Сорбционная способность - это показатель переноса влаги в ненасыщенные образцы, а в последнее время он также был признан важным показателем прочности бетона [8].Во время процесса сорбции движущей силой проникновения воды в бетон является капиллярное всасывание внутри порового пространства бетона, а не напор [9]. Подробная характеристика пористой структуры бетона может быть проанализирована с помощью многих методов, но передовые методы громоздки, недоступны и непригодны для повседневной конкретной практики [3]. Тестирование сорбционной способности также более репрезентативно для типичных полевых условий. Некоторые эксперты предположили, что этот метод также можно использовать для измерения общего объема пор капилляров и пор геля в бетоне [10].Мартис и Феррарис показали, что коэффициент сорбционной способности необходим для прогнозирования срока службы бетона как конструкционного материала и улучшения его характеристик [11]. Водопоглощение при погружении также считается важным параметром характеристик бетона. Несколько экспериментальных исследований показали, что проницаемость капилляров существенно зависит от условий отверждения [12]. Достаточное отверждение важно для бетона, чтобы обеспечить его потенциальные характеристики [13].

Теоретические соотношения между сорбционной способностью и проницаемостью установлены в литературе [14, 15]. Однако эти отношения не получили обширной экспериментальной оценки. В этом исследовании общий объем капилляров и пор геля не измерялся напрямую, а оценивался с использованием поглощения воды при испытании на замачивание. Основная цель настоящей работы - изучить влияние водопоглощения на долговечность бетона, такую ​​как прочность на сжатие, проницаемость, сульфатное воздействие и диффузия хлоридов.В рамках этих испытаний проводятся механические испытания, испытания на непроницаемость, испытания на сульфатную стойкость и испытания на миграцию хлоридов. Также представлен подробный анализ, чтобы установить полезную взаимосвязь между этими параметрами.

2. Материалы и методы
2.1. Материалы

В экспериментальных исследованиях использовался OPC 42.5. Химический состав этого цемента приведен в таблице 1. В испытаниях использовались щебень и кварцевый песок с модулем крупности 2,4.Максимальный размер частиц агрегатов - 20 мм. По результатам экспериментов удельный вес песка и щебня составил 2650 и 2800 соответственно. В качестве добавки к бетону использовали поликарбоксилатные водоредукторы.


Образец Химический состав (%)
CaO SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 MgO SO 3 Na 2 Oeq

Цемент 63.6 23,74 5,56 3,96 1,45 0,71 0,45

2,2. Методы

Все бетонные смеси готовились в лабораторных условиях. Были использованы два вида отношения воды к цементу ( w / c ), и подробные пропорции смеси исследуемого бетона приведены в таблице 2. Для определения прочности на сжатие были отлиты кубики мм. Керны диаметром мм были подготовлены для испытания на проницаемость, а бетонные цилиндры мм также были подготовлены для испытания диффузии ионов хлора.Все образцы отливали в стальные формы и уплотняли на вибростоле.


Номер Цемент Песок Щебень Вода Примесь

A 420 635 1149 168 5,21
B 420 635 1149 189 5.21

Для достижения различного водопоглощения образцы подвергали различным методам отверждения следующим образом: Отверждение a: образцы погружали в воду (° C) после извлечения из формы до проведения испытаний; Отверждение b: после извлечения из формы образцы отверждали на воздухе (° C, относительная влажность 90 ± 5%) до испытания; Отверждение c: образцы отверждали на воздухе (° C, относительная влажность 60 ± 5%) до испытания; Отверждение d: образцы погружали в воду на 7 дней после извлечения из формы и затем помещали в условия воздуха (° C, относительная влажность 90 ± 5%) до испытания; Отверждение е: образцы погружали в воду на 7 дней после извлечения из формы, а затем помещали в условия воздуха (° C, относительная влажность 60 ± 5%) до испытания.

Сорбционную способность бетона оценивали по высоте проникновения и водопоглощению, и введение этого метода испытаний показано на рисунке 1. Все эти образцы были высушены при 60 ° C в течение 24 часов, чтобы минимизировать повреждение микроструктуры из-за чрезмерного высыхания. Для высоты проникновения поверхность образца длиной 3-5 мм контактировала с водой, как показано на рис. 1. Поскольку поверхность образца становилась темной, когда она впитывала воду, высота проникновения на стороне образцов составляла наблюдается во время тестирования.Для водопоглощения поверхностный и средний сегменты были вырезаны из образцов соответственно, и, таким образом, также были измерены поверхностное водопоглощение и внутреннее водопоглощение. Перед испытаниями образцы герметизировали сверху и по бокам и помещали в водяную баню так, чтобы открытое дно постоянно погружалось на глубину 3–5 мм. Через 4 дня измеряли вес образцов и измеряли водопоглощение.


Проницаемость бетона была оценена в соответствии с Кодексом испытаний бетона для строительства портов и водоводов (JTJ 270-98).Давление воды 1,2 МПа ± 0,5 МПа было приложено к бетону в течение 24 часов, а затем была измерена высота проницаемости путем раскалывания бетона, как показано на рисунке 2. Коэффициент проницаемости был рассчитан с использованием где - коэффициент относительной проницаемости (мм / ч), - средняя высота проницаемости (мм), - поглощение бетона (0,03), - время испытания (ч), - это давление воды (мм). Устойчивость к сульфатной атаке оценивалась с помощью циклов сухого-влажного тестирования.Образцы выдерживали в растворе сульфата в течение 12 ч, затем сушили при 60 ° C в течение 12 ч, а затем помещали в раствор сульфата на 12 ч в цикле. Использовали сульфат натрия с концентрацией 5%. Прочность на сжатие измеряли во время испытаний.


Тест быстрой миграции - это нестационарная миграция с использованием внешнего электрического поля для ускорения проникновения хлоридов. Тест является относительно простым и быстрым, продолжительность теста в большинстве случаев составляет 24 часа.Образцы бетона диаметром 100 мм и толщиной 175 мм были разрезаны на срезы толщиной 50 мм, соответственно, от поверхности и центра образцов. К образцу прикладывали внешний потенциал 30 В, при этом испытуемая поверхность подвергалась воздействию 10% раствора NaCl, а противоположная поверхность - 0,3 М раствору NaOH в течение определенного времени, затем образец раскалывали, и глубина проникновения хлоридов могла быть уменьшена. измеряется колориметрическим методом.

3. Результаты и обсуждение
3.1. Водопоглощение

Высота проницаемости может быть измерена путем испытания на пропитку, и результаты этого представлены на рисунке 3. Можно показать, что высота проникновения, очевидно, увеличивалась со временем в течение 12 часов. Для разных методов отверждения высота проникновения не была одинаковой. Напротив, образцы, отвержденные в условиях b (° C, относительная влажность 90 ± 5%), показали самую низкую высоту проникновения, а образцы отверждения c - самую высокую. Образцы с более низким w / c также показали меньшую высоту проникновения.Это указывает на то, что разные условия отверждения вызывают различную проницаемость образцов.

Сорбция зависит как от капиллярного давления, так и от эффективной пористости. Капиллярное давление связано с размером пор посредством уравнения Юнга-Лапласа, а эффективная пористость относится к поровому пространству в капиллярах и порах геля. Кроме того, разный размер пор приводит к разному капиллярному давлению, и капиллярное давление бетона можно рассчитать по среднему размеру пор. Чтобы учесть поверхностный эффект, были исследованы как поверхностное водопоглощение, так и внутреннее водопоглощение.Водопоглощение измеряется путем измерения увеличения массы в процентах от сухой массы. На рисунке 4 представлены результаты поверхностного и внутреннего водопоглощения. Видно, что у всех образцов поверхностное водопоглощение выше, чем внутреннее. Это связано с быстрой потерей воды в покрывающем бетоне во время отверждения. Как и следовало ожидать, более высокое водопоглощение соответствует большей высоте проникновения. Что касается водопоглощения поверхности, результаты показали, что образец, подвергнутый отверждению на воздухе (° C, относительная влажность 90 ± 5%), показал низкие свойства водопоглощения по сравнению с другими образцами.Очевидно, что условия воздуха (° C, относительная влажность 60 ± 5%) вызывали наибольшее водопоглощение. Это может быть связано с более высокой пористостью бетона, выдержанного на воздухе (° C, относительная влажность 60 ± 5%). В этих условиях отверждения бетонная поверхность быстро теряет гидратационную воду. С другой стороны, для внутреннего водопоглощения образцы, подвергшиеся различным условиям отверждения, показали аналогичные результаты. Таким образом, методы отверждения имеют большое влияние на свойства поверхности. Для образцов с разными значениями w / c видно, что водопоглощение поверхности образцов с w / c равно 0.45 лишь немного выше, чем 0,4. Кроме того, между обоими образцами было очень мало различий по внутреннему водопоглощению, а w / c , по-видимому, мало влияет на внутреннее водопоглощение. Чтобы исследовать влияние отверждения на микроструктуру бетона, микроструктура образцов бетона, подвергшихся различным условиям отверждения, также была проанализирована с помощью SEM. Поскольку имелась большая разница в водопоглощении поверхности, микроструктура поверхности бетона была дополнительно изучена.На рисунке 5 показаны фотографии поверхностного бетона, полученные с помощью SEM, а на рисунке 5 (а) показан образец, подвергнутый воздействию условия b, а на рисунке 5 (b) показан образец, подвергшийся воздействию условия d. На Рисунке 5 можно увидеть разные структуры. Для образца, отвержденного в состоянии b, микроструктура была более компактной. Однако для образца, отвержденного в состоянии b, имелись отверстия и рыхлая структура. Это соответствует результатам водопоглощения.

3.2. Соотношение между водопоглощением и прочностью на сжатие

После отверждения в течение 28 дней была измерена прочность на сжатие, и на Рисунке 6 представлены результаты прочности на сжатие.Образцы, отвержденные на воздухе (° C, относительная влажность 90 ± 5%), демонстрируют самую высокую прочность, а образцы, отвержденные на воздухе (° C, относительная влажность 60 ± 5%), имеют самую низкую прочность. Влияние сорбционной способности на прочность при сжатии показано на Рисунке 7. Рисунки показывают, что как поверхностная, так и внутренняя сорбционная способность не имеют четкой связи с прочностью на сжатие. Хотя образцы различаются по водопоглощению на поверхности, разница во внутреннем водопоглощении незначительна. Кроме того, высокое водопоглощение поверхности только снизило прочность облицовочного бетона на сжатие.Вся прочность бетона зависит как от поверхности, так и от внутренней конструкции. Итак, прочность бетона не может быть оценена по водопоглощению.


3.3. Отношения между водопоглощением и водопроницаемостью

Были измерены коэффициенты проницаемости образцов с различными условиями отверждения, и результаты представлены на рисунке 8. Была также проанализирована взаимосвязь между коэффициентом проницаемости и водопоглощением, как показано на рисунке 9. Из рисунков мы можем видим, что не было четкой взаимосвязи между коэффициентом проницаемости и коэффициентом внутренней проницаемости.Однако, по-видимому, существует линейная корреляция между коэффициентом проницаемости и коэффициентом проницаемости поверхности. Коэффициент проницаемости увеличивался с увеличением водопоглощения поверхности. Как мы знаем, и на проницаемость, и на водопоглощение влияла пористая структура цементного теста и переход жидкости с поверхности во внутрь. Таким образом, это указывает на то, что поглощение воды на поверхности оказывает большое влияние на проницаемость. Кроме того, высокие коэффициенты корреляции 0.90 показали, что существует значительная линейная корреляция между проницаемостью и поверхностным водопоглощением. Кроме того, очевидно, что внутреннее водопоглощение мало влияет на проницаемость.


3.4. Взаимосвязь между водопоглощением и сульфатной атакой

Устойчивость к сульфатной атаке оценивается по потере прочности. Во время испытаний на сульфатную коррозию прочность образцов на сжатие и изгиб измерялась после различных циклов «сухой-влажный». Относительная прочность после 30 циклов «сухой-влажный» представлена ​​на рисунке 10.Из рисунка 10 видно, что прочность на сжатие снизилась после сульфатной атаки, и образец с w / c 0,45 показал большую потерю прочности, чем 0,45. Высокое значение w / c привело к более слабой устойчивости к сульфатной атаке. Результаты, показанные на Фигуре 11, продемонстрировали влияние водопоглощения на устойчивость к сульфатной атаке. Более высокая относительная сила указывает на большую устойчивость к сульфатной атаке. Ранее обсуждалось, что непроницаемость уменьшается с увеличением значения поглощения воды на поверхности.Эта характеристика была очень похожа на поведение, демонстрируемое сопротивлением сульфатной атаке. На основании рисунка 11 существует линейная корреляция между водопоглощением на поверхности и потерей прочности на сжатие из-за воздействия сульфатов. Кроме того, потеря прочности на сжатие показала более высокую скорость уменьшения, о чем свидетельствуют крутые наклоны кривой. Напротив, потеря прочности на сжатие, по-видимому, не зависела от внутреннего водопоглощения, как показано на рисунке 11 (b). Были рассчитаны отношения между двумя параметрами, и результаты их корреляции представлены на рисунке 11 (а).


3.5. Связь между водопоглощением и атакой хлоридов

Тест быстрой миграции дает значение, которое также находится в предположении постоянной способности связывать хлориды во время теста. был выведен согласно (2): где - коэффициент диффузии хлорид-иона, м 2 / с; - среднее значение начальной и конечной температуры анолита, К; - высота образца, м; - глубина диффузии хлорид-иона, м; - время тестирования, с; α - вспомогательная переменная.

Капиллярное поглощение - важный механизм, связанный с попаданием хлоридов в бетон. Ненасыщенный бетон при контакте с солевым раствором будет поглощать этот раствор за счет капиллярных сил [16]. На рисунке 12 показан коэффициент диффузии ионов хлора в бетоне. Из Рисунка 12, для w / c 0,4 коэффициент диффузии хлорид-ионов был ниже, и это может быть связано с более высоким водопоглощением бетона, у которого w / c было 0,45. На рисунке 13 показано соотношение между водопоглощением и коэффициентом диффузии хлорид-ионов.На основании результатов можно увидеть, что коэффициент диффузии хлорид-ионов, связанный с водопоглощением поверхностного бетона, и коэффициент диффузии хлорид-ионов увеличиваются с водопоглощением. Образец с наименьшим поглощением по-прежнему показал лучшее сопротивление диффузии хлорид-ионов. В отличие от предыдущих результатов, коэффициент диффузии хлорид-иона имеет экспоненциальную зависимость от водопоглощения, а коэффициент корреляции равен 0,91. Таким образом, одновременное действие диффузии и капиллярного всасывания вызывает смешанный режим транспортировки.После проникновения хлорида первоначальным механизмом является всасывание, когда поверхность становится сухой, и раствор хлорида быстро абсорбируется сухим бетоном. Далее, транспортный механизм преобладает над диффузией, а не с капиллярным движением раствора хлорида. Оба этих механизма зависят от структуры пор, которая здесь оценивается по водопоглощению.


4. Выводы

На основании результатов и обсуждения механических характеристик, проницаемости, сульфатного воздействия и диффузии хлорид-ионов в бетоне с различным водопоглощением можно сделать следующие выводы.

Условия отверждения могут сильно повлиять на водопоглощение бетона. Исходя из условий отверждения в этой статье, бетон, который подвергался отверждению на воздухе (° C, относительная влажность 90 ± 5%), показал низкое водопоглощение. Кроме того, поверхностное водопоглощение было выше, чем внутреннее водопоглощение, независимо от условий отверждения. Как поверхностное водопоглощение, так и внутреннее водопоглощение не имеют четкой связи с прочностью на сжатие, что указывает на то, что прочность не может быть оценена просто по водопоглощению.Проницаемость в основном зависела от поверхностного водопоглощения бетона, и была значительная линейная корреляция между проницаемостью и поверхностным водопоглощением. Однако внутреннее водопоглощение мало связано с проницаемостью. Более высокое водопоглощение снизило стойкость бетона к сульфатному воздействию, и соотношение между поверхностным водопоглощением и сопротивлением сульфатному воздействию было приблизительно линейным. Точно так же он показал плохую корреляцию между внутренним водопоглощением и сопротивлением сульфатной атаке.Кроме того, коэффициент диффузии хлорид-иона имеет экспоненциальную зависимость от поверхностного водопоглощения, а коэффициент корреляции составляет 0,91. В целом, поверхностное водопоглощение можно применять для прогнозирования некоторых характеристик бетона, включая прочность на сжатие, проницаемость, устойчивость к воздействию сульфатов и диффузию хлорид-ионов.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Это исследование было поддержано Национальным фондом естественных наук Китая (No.51108231), проекты научно-технологического плана Министерства жилищного строительства и городского и сельского развития Китая (грант № 2013-K4-20) и проект молодых преподавателей-основателей Нанкинского технологического института.

.

% PDF-1.4 % 1516 0 объект > endobj xref 1516 87 0000000016 00000 н. 0000002095 00000 н. 0000002384 00000 н. 0000003282 00000 н. 0000003680 00000 н. 0000003767 00000 н. 0000003915 00000 н. 0000004074 00000 н. 0000004242 00000 п. 0000004306 00000 н. 0000004432 00000 н. 0000004495 00000 н. 0000004615 00000 н. 0000004678 00000 п. 0000004812 00000 н. 0000004875 00000 н. 0000004996 00000 н. 0000005059 00000 н. 0000005174 00000 н. 0000005236 00000 п. 0000005367 00000 п. 0000005429 00000 п. 0000005631 00000 н. 0000005693 00000 п. 0000005879 00000 п. 0000005941 00000 н. 0000006050 00000 н. 0000006112 00000 н. 0000006248 00000 н. 0000006310 00000 н. 0000006447 00000 н. 0000006509 00000 н. 0000006645 00000 н. 0000006707 00000 н. 0000006820 00000 н. 0000006882 00000 н. 0000006998 00000 п. 0000007060 00000 п. 0000007237 00000 н. 0000007299 00000 н. 0000007427 00000 н. 0000007489 00000 н. 0000007671 00000 н. 0000007733 00000 н. 0000007959 00000 н. 0000008022 00000 н. 0000008204 00000 н. 0000008267 00000 н. 0000008416 00000 н. 0000008479 00000 п. 0000008605 00000 н. 0000008668 00000 н. 0000008809 00000 н. 0000008871 00000 н. 0000008996 00000 н. 0000009059 00000 н. 0000009224 00000 н. 0000009286 00000 н. 0000009396 00000 н. 0000009459 00000 н. 0000009588 00000 н. 0000009650 00000 н. 0000009780 00000 н. 0000009842 00000 н. 0000009958 00000 н. 0000010021 00000 п. 0000010083 00000 п. 0000010145 00000 п. 0000010263 00000 п. 0000010382 00000 п. 0000010424 00000 п. 0000010447 00000 п. 0000011058 00000 п. 0000011080 00000 п. 0000011205 00000 п. 0000011325 00000 п. 0000011452 00000 п. 0000011572 00000 п. 0000011687 00000 п. 0000011810 00000 п. 0000011940 00000 п. 0000012058 00000 п. 0000012182 00000 п. 0000012305 00000 п. 0000012431 00000 п. 0000002450 00000 н. 0000003259 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 1517 0 объект > / OpenAction 1518 0 R / Метаданные 1513 0 R >> endobj 1518 0 объект > endobj 1601 0 объект > ручей Hb```g` "01

.

Использование вторичной кристаллизации и летучей золы в гидроизоляционных материалах для повышения устойчивости бетона к агрессивным газам и жидкостям

В этом документе описывается использование гидроизоляционной стяжки на цементной основе и гидроизоляционного покрытия, в которых 10% первоначального количества цемента было заменено на зола-унос и 2% добавки для кристаллизации добавлялись от веса цемента в качестве средства защиты бетона от агрессивных сред. Модифицированные материалы были нанесены на подстилающий бетон и подверглись испытаниям физико-механических свойств после воздействия агрессивных сред на срок до 18 месяцев.Результаты анализа показали, что после нанесения гидроизоляционных материалов в нижележащем бетоне наблюдается достаточное развитие кристаллов для повышения его прочности. Таким образом, можно функционально и эффективно использовать летучую золу в системах полимерного цемента в качестве замены цемента вместе с добавкой для кристаллизации

.

Морозостойкость | Статья о морозостойкости по The Free Dictionary

(строительных материалов), способности строительных материалов во влажном состоянии выдерживать многие циклы замораживания и оттаивания без разрушения. Основная причина разрушения материалов под действием низких температур заключается в том, что вода, заполняющая поры материала, расширяется при замерзании. Морозостойкость зависит в первую очередь от структуры материала: чем больше поры, в которые может проникнуть вода, тем ниже будет морозостойкость.

Понятие о морозостойкости и методы ее испытаний впервые были предложены в 1886 г. профессором Н. А. Белелюбским.

Степень морозостойкости определяется на основании лабораторных испытаний образцов материала. Значение морозостойкости - это количество циклов замораживания и оттаивания, которое может пройти материал, прежде чем он потеряет 25 процентов своей первоначальной прочности или 5 процентов своего веса.

Морозостойкость строительных материалов повышается за счет уменьшения их водопоглощения - например, за счет увеличения доли закрытых пор, увеличения плотности внешних слоев материала или гидроизоляции поверхности материала.Морозостойкость во многом определяет долговечность наружных стен и элементов кровли зданий и сооружений.

у растений - способность переносить кратковременные и продолжительные морозы; вид зимостойкости. Зимующие растения ежегодно развивают морозостойкость в результате длительной и сложной подготовки к зиме. В теплое время года, когда растения разрастаются, их морозостойкость незначительна; в зимние морозы максимально. Во время оттепелей морозостойкость резко падает, а затем, если нарастание заморозков происходит медленно, снова повышается.Опасны резкие перепады температур, ведь растения не успевают пройти повторные закаливания.

Морозостойкость определяется физическими и химическими процессами, происходящими в клетках, которые препятствуют замораживанию внутриклеточной воды и повышают устойчивость клеток к обезвоживанию протопластов и механическим деформациям внеклеточным льдом. Эти процессы развиваются путем закаливания растений при низких температурах в несколько этапов, начиная с периода покоя.Если необходимые процессы не происходят в клетках растений на каком-либо этапе, растения недостаточно морозоустойчивы и могут погибнуть.

Морозостойкость в первую очередь определяется наследственностью. Некоторые виды растений погибают при умеренных морозах (например, лимонные деревья погибают при температуре от −5 ° до −12 ° C), другие же способны пережить самые суровые зимы (например, некоторые яблони переносят заморозки до −40 ° C). ° С). Лиственницы, березы и другие деревья Восточной Сибири выдерживают морозы до -70 ° C.

Различные сорта одного и того же вида растений могут различаться по морозостойкости; например, одни сорта озимой пшеницы погибают при температуре ниже –15 ° С, а другие погибают только ниже –23 ° С. Таким образом, одним из эффективных методов повышения морозостойкости является выведение морозостойких сортов для определенных регионов. На морозостойкость влияют также почвенно-климатические условия и агротехнические приемы, обеспечивающие оптимальные условия питания растений, водоснабжения и аэрации почвы.

Культурные растения обычно не достигают максимальной морозостойкости в естественных условиях (поле или сад), так как условия для подготовки к зиме часто неблагоприятны. Озимая пшеница, например, промерзает при температуре ниже –15 ° С на глубине узла кущения; после застывания в лабораторных условиях переносит морозы до −30 ° C. Абрикос незначительно повреждается при температуре −60 ° C после лабораторного закаливания однолетних сеянцев, тогда как сорт яблони Антоновка еще способен цвести после таких морозов.После лабораторной закалки черенки черной смородины европейской могут укореняться и развиваться даже после воздействия низких температур до −253 ° C.

Оценка морозостойкости растений проводится в полевых условиях (по количеству перезимовавших растений на единицу площади) или в лаборатории, где можно определить температуру, при которой растения в холодильных установках начинают замерзать, и где замерзать. сопротивление можно изучать в течение длительного периода.

СПРАВКА

Туманов, И.I. «О физиологическом механизме морозостойкости растения». Физиология растений , 1967, т. 14, вып. 3.

Г.А. С АМЫГИН и И. И. Т УМАНОВ

Большая Советская Энциклопедия, 3-е издание (1970-1979). © 2010 The Gale Group, Inc. Все права защищены.

.

Смотрите также

Новости

Скидки 30% на ремонт квартиры под ключ за 120 дней

Компания МастерХаус предлагает качественные услуги по отделке, которые выполнены в соответствии с вашими пожеланиями. Даже самые невероятные фантазии можно воплотить жизнь, стоит только захотеть.

29-01-2019 Хиты:0 Новости

Подробнее

Есть вопросы? Или хотите сделать заказ?

Оставьте свои данные и мы с вами свяжемся в ближайшее время.

Индекс цитирования