автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Бетоны стойкие в условиях воздействия солевых растворов при отрицательных температурах

РГ6 од 1 2 ДПР 1993

государствен!! lift паучно-ессягдоватедьсеей ,' проектяо-zokctpvktopcitcíí а технологнчхсепП янстатгт эктонл s гглкоопэтйяа

(eibsss)

Яд зрааах ругевяаа

Г.ТСХСС ünntxtc Dnvtrr*nx*

cea.!>7£

ШОШ СНШЕ i 7СЯ0ВВД БОЗЩСТЩ

Cû.iEBÎIS РАСТВОРОВ ПРИ ОТРЩТШПШ: ТЕМПЕРАТУРА!

CHKtaАЕЫГОСТЫ СЗ.Е^.СЗ - СТРОгТЕЯЫГКП натернаяй S ЕЗДЫЗКЯ

лягояг^г^г

ЕЕвсертацпа se сеггсгякз® рчссей гтекеас: Сегпгипптя тчгЕИГтчеоягг пхуТ

USfa 1«.{3гг».

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНО -ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИ» . ПРОККТНО -КОНСТРУЕТОРСКШЙ Я ТЕХИОЛОГПЧБСКЯЯ ИНСТИТУТ ВС-ТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

(ннажв)

Ж правая ррвояяея

rvPCZBC Вяацас Ватаггввач

удк евв.ртг

ЕЕТ0НН СТОЙКИЕ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ C0SEBM РАСТВОРОВ ЙРЕ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕИПЕРАТУРА!

СПЕЦПЛЛЫКХт.1 CS.23.C3 - СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ з ИЗДЕЛИЯ

Â&TOPSÇEPAT

йнгеертгщня es яексЕвспв гчеаоД »«неся ■авдвдата пначм№ ваги

Иоеяаа lmr.

Работа выполнена ■ Государственном научно-исследовательском, • вроектио-конструкторском и технологическом институте Овтона и ' жевезОетона (НИХХВ).

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ - Кандидат технических наук, старокй научный сотрудник НЛ.ГАПИ5Н

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ - доктор технических наук, профессор

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ • Государственный дороапий научно -исследовательский институт (СоюзДорНИИ)

специализированного совета с оз^.оз.ог по присуждение ученой степени кандидата технических наук в Государственном научно •исследовательском, проектно-конструкторском и технологической институте оетона и желеэооетона со адресу:

10942а, Москва, 2-я Институтская ул., д.6

С диссертацией можно озкоконнться в библиотеке института.

Автореферат разослан ^ апреля 1953г.

Учений секретарь специализированного совета,

А.ВЛАГОЛДА

кандидат технических наук, старший

научный сотрудник

В.С.ГЛАДЕОВ

Защита состоится

кандидат технических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

. Актуальность работы. Повывение долговечности бетонных л железобетонных конструкций - одна из самых важных проблей строительства. Ряд бетонных и железобетонных конструкций не выдеряи-.вает заданного срока службы из-за ниэкой стойкости бетона, что приводит к необходимости неоднократного их ремонта в процессе зкспл; эксплуатации. Ущерб народному хозяйству от недостаточной долговечности железобетона исчисляется миллиардами рублей в год. Наиболее опасные условия для эксплуатации бетона, приводящие к быстрому разрушению бетонных и железобетонных конструкций, создают воздействия солевых растворов и отрицательных температур. Такие условия встречаются в северных районах России (Тюменская область, полуостров Ямал), а также при эксплуатации бетона дородных и аэродромных покрытий, тротуарных плит, когда для борьбы с гололедом применяют соли. В настоящее время нет единого мнения о причинах быстрого разрушения бетона при воздействии солевых растворов и отрицательных температур, что создает сложности при разработке долговечных бетонов. Поэтому проблема создания долговечного и прочного бетона для подземных конструкций в северных районах страны, объектов нефте- и газодобычи в районах шельфа северных морей, для дорожных бетонных покрытий становится актуальной.

Работа выполнялась в соответствии с планом научно-исследовательских работ НИИХБ по темам: 04-0487-88 "Провести исследования и разработать рекомендации по областям применения бетонов повышенной морозостойкости и мороэосолестойкости на основе отходов ферросплавных производств (ОФП)" и 05-0067-87 "Разработать метод определения морозосолостойкости бетона" при научной консультации д.т.н..профессора Ф.М.Иванова.

Цель работы. Целью диссертационной работы является разра-

боткя состава и способов получения бетонов, стойсих к воздействии растворов солей и замораживания в условиях отрицательных температур при различных температурных режимах.

Дм достижения поставленной цели в работе решались след?пине научно-исследовательские задачи:

- установление механизма процессов деструкции цементных бетонов в условиях еоздействия солевых растворов различной концентрации при стационарных и циклических отрицательных температурах;

- разработка метода оценки ыорозосолестойкости бетона;

- проведение сравнительной оценки эффективности различных добавок по степени юс влияния па морозосолестойкость и другие исследуешо свойства бетонов ва различных цементах;

- получение бетонов высокой шрозосолестойкости и шрозостой-кости.

Натчяая новизна таботн:

- установлены причины ускоренного развития деструктивных процессов в батона в условиях стационарного воздействий отрицательных температур, в сочетании с воздействием водных солевых растворов различных концентраций; . "

- разработан метод определения иорозссолестойкоств цементных бетонов;

- выявлены особенности изменения прочности в дофорштивнвх характеристик бетонов, подвергаемых воздействию водных солевых растворов и отрицательных температур.

Ятзактяческоо значение работа. На ооноваяиз проведенных нсслз-довааиЗ:

- шявлено влияние высокоактивной ыгаеральной добавки конденсированного шжрокреынззеыа разка ферросплавных производств и зшиачвсянх дооавоа - суперпластифшагора С-3, возгдхОЕовлока»-

- о -

щей ПЦЗ на стойкость бетона при воздействии растворов HaCI различных концентраций и отрицательных, колеблвщнхся отрицательных, а тыхлв заалоабременных температур;

- разработана технология создания ввсокоиорозосолестоПких .цементных бетонов, предназначенных для эксплуатации в конструкциях дородных и аэродромных покрытий, фундаментов зданий и сооружений, возводимых в районах вечномерзлых засоленных грунтов Крайнего Севера, нефтегазодобывающих объектов, возводимых на шельфе северных море";

- показано, что применение высокоактивных химических tсу— перпласти^икатора С-3, воздуховоЕлекавдеП UHw) и высокоактивной [генеральной (конденсированного микрокрепнезема) добавок при их оптимальном сочетании позволяют получать высокоморозостоСкие (до РЗССО) а Еысокоиорозосолесто&спе бетоны.

АхгеоОагатя работе. Результаты работы докладывались и обсуждались на УШ Всесоюзной научно-практической конференции по бетону и железобетону "Коррозия и защита строительных конструкций производственных зданий и сооруяенпй" 1990 г. 1г.,1онецк) а на Региональной научно-технической конференция "долговечность бетонных и гелезобетонных конструкций з ишиатических условиях Сибири и Крайнего Севера" 1990 г. 1г.Новосибирск).

Дубликата. Основное содержание работы опубликовано в шести отатьях в двух научно-технических отчетах.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, вести глав, общих выводов, списка использованной литературы аз 172 наименований, приложений а изложена па <138 страницах, а ген числе оодерхит 43 таблицы и 70 рисунков.

ССЦЕИЙНИЕ РАБОТЫ

Состояние вддпоса. В настоящее время в развитии техника повышения долговечности бетона и железобетона в агрессивных внешних условиях приоритет отдается так называемым методам первичной запита - повышению стойкости бетона. С этой целью исследуется роль различных технологических приемов (подбор составов, уплотнение,уход в т.п.) на скорость коррозионных процессов цементного яашя я бетона. Однако, разработать способы првданш стойкости бетона легче в тш случае, когда известны причины деструкции. Последовали*) причин разрушения бетона от воздействия солевых растворов и отрицательных температур посвящены работы К.А.Ддаычака, С.Н.Длексеева, В.В.Андреева, В.И.Бабушкина, В.Г.Батракова, Н.Д.Го-лубых, Ф.М.Иванова, Ц.и.Кашсина, А.Г.Коренша, О.В.Кунцевича, А.З.Лагойда, 0.И.Матвеевой, В.Ы.Иосквина, А. 11.Подвального, М.С. Садыкова, Л.Л.Сзшоненко, Б.Д.Тралкера, л.М.Пейшша, Н.Н.Янбыха и др.

Результаты этих исследований позволяют утвервдать, что основными факторами оказывающими деструктивное воздействие на бетон могу» быть:

- кристаллизационное давление льда;

- гидравлическое давление отаиыаемой поровой хидаоста;.

- химические процессы (образование твердых фаз, стабильных при покигенных температурах, выщелачивание за счет повышений растворимости гидроксада кальция дрл отрицательных температурах);

- осмотическое давление.

Тем не менее целый ряд вопросов (в силу ах противоречивости) требует уточнения. В частности: причины ускоренного развития деструктивных процессов в бетоне в условиях воздействия стационарных отрицательных температур в сочетании о воздействием водных солевых растворов; не выявлены особенности изменения прочности и дефор-

ативных характеристик бетонов, подвергаешх этим воздействиям; тсутствует метод определения стойкости бетона от воздействия сиговых растворов и стационарных отрицательных температур (ые-од определения морозосолестойкости).

В основу рабочей гипотезы, обьяснялцей ускоренное разрушение етона при воздействии солевых растворов и отрицательных теипера-ур положено предложение о влиянии более высокого уровня напряжен-ого состояния по сравнение с водояасыщенныы замороженный бетоном.

Исходя из выше сказанного, была поставлена цель изучить влия-ие изменения прочности насыщенного растворами солей бетона в за-ороженном состоянии на деструкцию бетона и разработать бетоны, в вторых протекание как физических, тах и химических деструктивных роцессов было сведено к шшщуцу.

Для достижения этой цели и получения высокоыорозосодестсагасс втонов необходимо было решить следующие задачи:

- определить прочность в замороженном состоянии бетона, найденного водой и растворами солей различных концентраций;

- разработать методику испытания бетона при воздействии со-эвых растворов и отрицательных температур;

- выявить роль различных добавок на стойкость Оетона при воз-вйствии солевых растворов и отрицательных температур.

Результата исследований. Работа выполнена как экспериыентаяь-э-теоретическая. В экспериментальной части использовались чисто шнкерные портландцемент Старооскольского и Себряковского це-знтных заводов (Щ 500-Д0), портландцемент завода "Гигант" ЛИЦ Х)-Д5) и ВНВ-100 на основе портландцемента Старооскольского ааво-а, гранитный щебень фракции 5-15мм, кварцевый песок о модулем рупкости 1,9, химические добавки С-3 и Шй, высокоактивная минетная добавка-коцденсированный ыикрокремнезем 4-х ферросплавных

1БОДОВ.

Учитывая многообразие солевых сред, воздействию которых во время эксплуатации подвержены бетоны, экспериментальные исследования влияния всех этих сред на их иорозосолестойкость в рамках диссертационной работы является затруднительным. Поэтому при лабораторных исследованиях бетонов в качестве солевых растворов испсда зовались растворы хлорвда натрия (как наиболее типичной и представительной соли в яидких агрессивных средах).

Так как процессы, проходящие в норовой структуре бетона, зависят от свойств растворов, которыми насыщен бетон, то вначале были определены льдистость и дилатометрические характеристики растворов хлорида натрия. Расчетным и экспериментальным путем было установлено, что фазовые превращения в растворах при замораживании и вызванные этим объемные деформации зависят от начальной концентрации растворов, и повышением концентрации льдистость и объеы-ныа температурные деформаций снижавтся. Такаа установлено, что прн заморааиванип растворов невысоких концентраций основные фазовые превращения проходят при температуре, близкой к 0°С, а при замо-рааввании растворов высоких концентраций, но недостигающих концентрации насыщенного раствора 123,3 т>) - при температурах близких к эвтектической, которая дои раствора КаС1 составляет -21,2°С Растворы с концентрацией 23,3% и более переходит в твердую фазу при -21,2°С (рис. I).

Эти исследования показали, что при замораживании бетона, насыщенного раствором НаС1, основные деструктивные процессы будут проходить при температурах непревьгаахщих эвтектической, зли с учетом капиллярных явлений в возможного переохлаздешш при более низких температурах. Нми такаа было косвено подтверждено, что уп-рочнакие бетона, заморогенвого до температур ваше -21,2°С будет меньва, чем в бетоне Еасыяешгом водой, так как из-за неполных фазовых ярзврасеааЗ б порах к капиллярах остается прослойка более

РкоЛ. Расчетные объемные изменения охлаждаемых водных растворов ИаС1 разных началь-пах концентраций.

Начальные концентрации: ♦ -0,5%, ♦ - 1%, » ---2%, • - 5%,

„--10%, * - 15%, » - 20%, . -- 23,3%, . - 25%.

концентрированного раствора, которая препятствует упрочнению Сетона,

Для прямых исследований возможного различного упрочнения за-уороханного бетона, насыщенного водой & растворами были проведены экспериментальные исследования, бетонные образцы трех и-Л; соо-тавов ^см.табл. 1) - призш размером 4х4х1Ьсм в возраото 2а суток ошш высушены до постоянной массы при температуре ♦60°С в под вакууыоы насыщены водой и растворами ЛаС1 5, 15 и ¡¿бя-ных концентрация. насыщенные образцы закорашшалЕ до тешератур -10, -40 и ~50°С а определяли шс прочность (.па езгио и на сяатно) а эа-иорояепноа состоянии. Лспытапил показали, что при заиорагивания до -2и°С упрочнение ооразцов существенно аашовт от среди насыщения: (тксюдальиоо повыеснио прочности наблэддвтся у водокаснщоншх ооразцов, о повыаендец концентрации раствора упрочнение оотош спн-аается, а ара концентрациях Солее 15^, практически, отсутствует. Пря температурах ней -30°С степень уп>^чненвя из за вне кг аг кон-аднграцпя раствора (см.рно. 2).

Соотношение разшц прироста прочности аа изгиб водокзеыцен-бетонных образцов с соответствующими для 5£-пого раствора НаС1 арп температуре выше эвтектической, оказалось большэ, чем анало- • ГЕЧноа соотношение изменения объемов (д д , что

говорит о более высоком уровне напряженного состояния а заыоро-гзвяом бетоне, насыщенном 5%-ш;и раствором Май. Расчета доказали, что шксшдуыа эта разница достигает при температуре около -15°С, Ио!лну,о этого испытаниями такгл установлено, что относительный пра~ рос? прочности зависит от начальной прочности бетона, о вовшво-шеи которой упрочнение снижается.

СладуюдаВ этап рабоги был посвящен определению влияния на стойкость бетона высокогффвктпшых химическая н высокоактивной шшеральяой добавил при воздействии стационарных отрппагвльшлс чекператур к растворов МаС1 различных концентраций. Эти нсследо-

- и -

Составы и прочность бетонов

Габлнна I

- ....... ... -ум

й Состав бетона, кг/ы

сое- ...........

тава ~Ц лыК П ПГ~

Хям. добавки, 3 0.1С. .Сбъем ^ь-от Ц-нОЖ " ц + аш, см. воз- лПа С-3 " ииЗ д^ха,

Г ж • 228 636 1273

2. 293 _ 636 1218

3. 423 - 558 1186

4. 421 31 610 1154

5. 410 620 1100

6. 428 _ 649 1172

7. 433 _ 656 1185

а. 450 600 ИБО

450 - 6С0 1160

'Л 360 720 1145

15; 315 35 7С5 1140

Т Т XX, 280 70 690 1135

315 35 7С5 1140

тп 280 70 690 1135

Т 1 «4» *» * 215 35 705 1140

15. 280 70 690 1135

16. 350 802 1150

17.. 350 „ 749 1150

13. ЗзО 596 1150

19. ЗЗЙ 14 002 115 и

20. 336 14 749 1150

21. 336 Г4 НоО

22. 322 28 ьег иьо

23. 322 28 749 1150

24. 322 28 «55 1X50

25. 420 770 1070

26. 420 33 750 1070

1,00 0,023

о,ео о.озо 0,82 0 010 0^8

0,50 0,60

0 70

1 20 1 50 0,50 0,60

0,У0

0 60 и,ою

0,55 О С20

1 00

0,70 0,010 0,65 0 022 I 10

О 80 0,010 О 70 0,025

0,75 О 62

О „42

0,26 О 30 0,32 0,33 0.40 0,40

0,40 0,40 0,39 0,40 0,40 о!40 0,40

0,40 0,40 0,40 0,40 О 40 0,39 0^40

о'зэ

0,40

0,31

0,29

3,7 3*0

" т

т'а

о #

ь°

2,0 3,0 4,0 2,5 4,0 2,0 2,5

1,5

?:?

Э,0 2 7 2 8

5,0 5,2

3,0 18,2 1,6 34,2 14 ■ 58 С

7.5

3,0

4.6

3.3

И

3.4

оч

3,3 3,0 3,3

21а

3,0

2,3

5,0

61 &

5,о 7^0

О к

52 6^5

2,6 2;4

65,0 40 2 49 I

51 4 48 О 44,2

43.8

49.5

53.9

51.2

49.6

45.3 Ь3,0

44,6 28,6 35 а

46.0 44 I 43'2 49,6 4.7,4 43^5

71.4

90.1

Дршотанка. Состав« 1...Ц - га основа 1!Ц 50С-Д0 Себрлковского завода ,

а» - та основа ПЦ 4.00-Д5 завода "Гигант",

~ 1>а основа ЭД 500-Д0 Старооскольского завода, . ,26 - да основа ЕНВ-100.

ou J Я..,,:

•5 CG

' 2.= 13 МПа 1 Г—'

1

m 200

-10

-чО y OQ -30

53 ИПа

-20

-30

"40

t,°C ~S0

Рис^. ûïKocaieBbHoa изаенение прочности при нагиба бомныых образное ^aIScüí яасыиваяш; зодой к зодьыыл расг^ораш: îlaCl, а завкскносги ог тевпараг^ри заиораЕкганкя, С?э;а насьшения: « - sota, »• - 5?,-ныГ. рас;зор * - ¿5>~ний

расгвор ШС1, а •> расгзор í£Ci..

ваши проводились на бетонных образцах призмах 4х4хХбсм. Для изготовления использовали три вида цемента: ДЦ 400-Д5 завода "гигант" и чистоклинкерные цементы нормированного химического состава Щ бОО-ДО Старооскольского и о'ебряковского заводов. В качестве' химических добавок применяли суперпластификатор С-3, воздуховов-лекащую добавку 11115 (продукт производства фитостерина)в качестве минеральной добавки - конденсированный шкрокремнезем Ш'л) ' Актюбинского, Ёрааковского, Новокузнацкого и Челябинского ферросплавных заводов.

Вначале определяли стойкость бетона без дооавок Iсостав я см.табл.1) при воздействии воды и растворов НаСХ различных концентраций, выдерганного при различных температурах. Испытания показали, что наибольшим разрушением подвержены образцы, выдерганные в 5^-нш раствора НаСХ при температуре -15°С. Здесь же было выявлено влияние химического состава цемента на стойкость оетона в указанных условиях - батон на основе Себряковского цемента, со-, держащего 0,1 % водорастворишх щелочей (состав й 8), был более стойким по сравнению с аналогичным на основе цемента завода "Га-гант", в котором щелочи составляют и,У2* (состав № 8').

Исследовалось также влияние добагок СП С-3 и ЮДС т стойкость бетона при воздействии ¡астворов НаС1 и стационарных отрицательных температур. Оценка влияния осуществлялась на семи (Л У-15,сы. табл.1) различных по составу бетонах. Этим экспериментом установлено, что добавки КЖ значительно (в Ь-10 раз) повыпают стойкость бетоЁа, 'что объясняется связыванием менее стабильного компонента цементного камня бетона гядроксвда кальция а оолсв стабильный ко?.ь понент - низкоосновшй гздросилшсат кальция С-Й-НС!) н преостанов-лением химических процессов (выщелапивания и образования иовнх соединений, стабильных лра понзхепвых тетшературах). 2ти зспыта-пгя также выявшш, что КЖ разках ссэрросплавгшх Ерокзводств надли-

накого повышают стоИкость оетона. ¿Максимальный эффект получен от применения КПК ¿ваковского и Новокузнецкого заводов (образцы без снижения прочности выдержали двухлетнее воздействие растворов На(Я и отрицательных температур), что позволяет утверждать, что главную роль здесь играет дисперсность КМК и содержание 3102« за счет чего повышается прочность и непроницаемость бетона.

Очередная серия исследований была выполнена с целью оценки дополнительного воздухововлечения на столкость бетона, замороженного при температуре -15°С в растворе НаС1 5£-ноЗ концентрации. Испытания бетонных образцов составов й 16-24 (см.табл. I) показали, что дополнительное воздухоновлечение практически не влияет на стойкость бетона, ввиду быстрого обводнения условно замкнутых пор.

Испытаниям при постоянных отрицательных температурах были подвергнуты бетонные образцы, изготовленные из бетонных смесей (я 4-7 см.табл. I; с оолее высоким содержанием цемента и о ограниченным водовяяущим отношением. После выдергивания в среде 5 и 25*-ных растворов НаС1 при температуре -15°С в течение I года выявлено, что эти. бетоны характеризуется высокой стойкостью.-Они практически не насыщались, поэтому процессы, вызывающие деструкцию, не проходили.

И очередной этап работы вошли испытания бетона в водных растворах НаС1 при термоциклировании в интервале отрицательных температур -5=г-к!0оС. Выбор этого интервала обусловлен'двумя основными причинами: во-первых это наиболее распространенные отрицательные температуры жидких сред, находящихся в природных условиях, во-вторых такие температуры исключает полное замерзание -раствора, окружающего бетон, и норовой жидкости. Иопытания по »тому температурному реяицу показали, что макоимальные разрушения оетона проходит в растворе 5;>ной концентрации и разрушение бет о-

в при терыоцикларованин в интервале температур -й=г=-¿и°С ироис-:одит значительно интенсивнее (в Ъ-а раз) по сравнению с рехшмом гостояняой отрицательной температуры. Параллельно такае выявлено, :то дополнительное воздухововлечение оетонноа смеси при данном ■еыпературном режиме оказывает больше влияние на стойкость оето-:а, чем в испытаниях о постоянными отрицательными температурами, .е. процессы при таком решше являются оолее близкими в процес-ам, происходящим при знакопеременных циклических испытаниях (ис-ытания на морозостойкость).

Наряду с вышеуказанными исследованиями ошш проведены пспн-ания оетонов при'попеременном замораяиванш-оттаивании по теше-атурночу-злагност ному реятид 2-го и 3-го методов ГОСТ 10060-87. ак как ГОСТ предназначен для контроля морозостойкости а предус-атрпвает пстштание ограниченного количества образцов, то для оп-еделеяия марок по морозостойкости количество образцов-кубов увенчали и кроме того оценку стойкости (как и в предыдущих испытани-:) проводила неразигшавдими методами по изменению остаточных де-эрыаций а дпяашческого модуля упругости образцов-призм 4х4х16сы. взультаты испытания даля неудовлетворительную корреляцию мезду эрозостойкостьа и стойкостью бетона при воздействии растворов 1С1 и постоянной отрицательной температуры -15°С (см.рас.З). По гзкагд влияет на эти показатели и различные добавки: так если шолнительное воздухововлечение, как отмечалось выше, почти не шзнвает влияния па стойкость бетона при полном погружении в сотой раствор з воздействии постоянной отрицательной температуры, > морозостойкость (при прочих равных условиях) повивается в 2-5

13.

Таким обрззоа проведенные исследования показали, что яо мо-»зостойкоота бетона нельзя прогнозировать его стойкость пра соб-ютном воздействии солевых растворов и отрицательных температур.

Рис. 3. Связь между морозостойкостью н морозо-солестойкостью бетонов.

На основании проведенных экспериментальных исследования была зработала методика оценки морозосолестойкости цементных бетонов, рминоы ыорозосолестоЗкость обозначила сопротивление цементных тонов воздействии водных солевых растворов при стационарных или лоизменявдихся отрицательных температурах. Оценивать морозосо-стойкость предлагается парками морозосолестоЗкости, показываю-ш время (сутками) внредяивания образцов призм 4x4x16см в сре-раствора НаС1 5%-яой концентрации ори температуре -15 - I°С. тон статается соответствующим данной марке, если потеря массы коеных образцов я снижение прочностных характеристик по сравне-» с прочностью контрольных образцов соответствует требованиям: 1 Таблица 2

ш по могюзосолестойкости К 30 Е 60 Гс £0 Ге 180 Ге 360

теря массы, не более, % 3 изеяие средней прочности:

< изгиб, не более, % 15

. сжатие, не более, % 10

В диссертационной работе цетодом водопоглощения (ГОСТ 12730.4:) изучали параметры поровой структура бетонов. Установлено, что •бавка КЖ сокралгает объем открытых капиллярных пор в бетоно.од-1X0. общей пористости практически па снижает. Такяе показано, что аюрозосолестсйЕосги а морозостойкости бетона косвенно иояно су-дь по показатели среднего размера открытых капиллярных пор (X), донааенпв которого ыорозостсЁзость а морозосолвстойкость бето-I совшавтся. Наиболее высохой морозостойкостью и морозосолв-■ойкостьп характеризовался бегов о 0,33.

Часть исследований с цельв наиболее близко моделировать уело- ' я эксплуатация бетош дорегннх п азродромшсс вскрытий было про-дено при одностороннем воздействии солевого растЕора ва бетон-

ные образцк-длитки размером 14x16x4 см. Было выявлено, что добавка КЖ, особенно Ериаковского завода ферросплавов, повышают стойкость бетона к разрушению поверхностного слоя.

Результаты всшхтаенных исследований внедрены на комбинате ИЙ1-2, треста "Павлодарпромстрой" г.Иавлодара при изготовлении конструкций, к которым предъявляются повышенные требования по морозостойкости. Получен фактический экономический эффект за К91г. - 151,6 тыс.руб. Кроме того результаты исследований использованы при разработке ГОСТ 19а04-91 "иваи гвлезобетонныв". Технические условия" в части назначения марок бетона по морозостойкости в зависимости от агрессивности яддкой среды по суммарному содержанию солей и значений расчетных температур наружного воздуха в районе строительства.

основные вывода

На основа обобщения и анализа литературных данных по механизму разрушения Оетона от совместного воздействия отрицательных температур и солевых растворов, а такае данных по исследованию особенностей поведения тяжелого цементного бетона в этих условиях сфорцу дарованы основные выводы о причинах ускоренного развития деструктивных процессов в бетоне и разработаны предложения о получении стойких к таким воздействиям бетонов.

1. Расчетным и экспериментальным методами получены данные по дилатометрическим характеристикам водных растворов НаС1 в зависимости от значения отрицательной температуры.

2. Испытанием бетона, насыщенного ¡»створами На01 в замороженном до температур, прввышавдих эвтектическую 1-21,2°С), состояний установлено, что относительный прироот прочности меньше, чем в водонасыщэнком бетоне. Поэтому в бетоне, насыщенном раствором сроднах концентраций, уровень напряженного состояния ьоегда

- 1У -

выше, чем в бетоне, насыщенном водой шш раствораш более высоких концентраций, Максимальный уровень напряженного состояния получается при температуре замораживания -1Ь°С.

3. Установлено, что максимальное развитие деструктивных процессов в бетоне при воздействии растворов На01 и стационарных отрицательных температур происходит в сочетании раствора Ь^-яой концентрации и температуры -1Ь°С. При повышении или понижении концентрации и температура вышеуказанных значений агрессивность воздействия среды по отношению к бетону снидается.

■4.'.Бетоны, предназначенные дая эксплуатации в условиях воздействия солевых растворов а отрицательных температур необходимо проектировать не только с учетом морозостойкости, но и ыорозосо-лестойкости. Разработана методика определения морозосолестойкоо-ти цементных бетонов.

Ь. Доказано, что для получения бетонов высокой морозосоле-стойсости и морозостойкости (Ре 360 и Г 3000) необходимо применять комплексные добавки, вкдючавдие высокоэффективные поверхностно-активные (ШЭ я супераластифакатор С-3) и высокоактивную минеральную (конденсированный мипрокремнезем).

6. Установлено, что добавки КЖ разных ферросплавных производств придают различную морозо- и морозосолестоЗкость бетона. При увеличении дисперсности и содержания ЭЮ^ эффективность НЖ повышается, а при увеличении содержания На20, ^0, Сг ¿Од - онй-хается.

Повышение шрозосолесхойкости бетона с добавкой КМК ыояет быть объяснено но только повышением прочности и 'снижением проницаемости бетона, но и связыванием метастаоильЕОГО кошднента цементного камня - гцдрокецда кальция в более стабильный й стойкий компонент - низкоосйовныЗ гвдросмикат каяьпяя С-5-Н II), а также изданеизшм структурных характеристик г,о?;внтнэго к^/л?я 2 бстсь

- zv -

не я улучсеннем структурных характеристик контакта цементного камня и заполнителя е оетоне.

7. Дополнительное воздухововлечение оетонной смеси (до b-'fy) за счет применения добавки ПШ> значительно повышает 1в 2-Ъ раз) морозостойкость и практически не оказывает влияние на морозосоле-стойкость оетона.

и. Установлено испытаниями оетона, насыщенного водными растворами NaCl различных концентраций и заиороаенного при различных те?лгературах, что по изменению прочности бетонных ооразцов, насыщенных под вакуумом водным раствором Had, в замороженном при температуре ниже -30°С состоянии, можно судить о шрозосолестойкостн бетона. Бетоны, имеющие не морозосолестойкуа структуру, повышают при замораживании прочность на изгиб в 2-5 раз. Бетош, незначительно повышающие (30-4С£) прочность на изгиб при зашражнвашш, являются высокоиорозосолестойкими. Установленная пришхшшальшш закономерность моает служить надедной основой для разработки экспресс-метода оценки шрозосолестойкости бетона.

9. Вягущее БИВ—100 на основе портландцемента Старооскольского завода в сочетании с добавкой конденсированного шкрокреьшезеыа позволяет получить бетоны высокой морозостойкости и морозосолестой-кости (Г IC00 и S 360).

10. Результаты проведенных исследований использованы при разработке ГОСТ 19804-91 "Сваи железобетонные. Технические условия"

в частя назначения марок по морозостойкости в завясгшостн от агрессивности аидкоЁ среды я значений температур наружного ьоздухя, а также при изготовлении конструкций в изделий, в которвд предъявляет,1 ся ¿овкиенные требовання по морозостойкости и которые в процессе эксплуатации контактируют о оолевша раствораш.

Осяовнго положит диссертации опубликованы в работах:

I. Г7тлкио В.В. Метода испытания бетонов на мороэосолестой-

кость //Сб.тр./ Ш2Ш>. и., 1990. - Защита бетона и железобетона от коррозии. - С. 152-15У.

2. Гурскис В.В. Стойкость бетонов при воздействии водных растворов солей и стационарных отрицательных температур //Сб. тр./ НИШдБ. Ы., 1990. - Расчет, конструирование и технология изготовления бетонных и железобетонных изделий. - С. 47-51.

3. Горские В.В. Влияние добавки конденсированного микрокрем-неэема и суперпластификатора на морозосолестойкость бетона //Коррозия и защита строительных конструкций производственных зданий и.сооружений: Материалы Л1 Всесоюз. научно-практической конф. по бетону и железобетону. I часть - Донецк, 1990. - С.66-67.

4. Капкин Ю., Гурскис В.В. Методика испытания бетона ш морозосолестойкость //Долговечность бетонных и железобетонных конструкций в климатических условиях Сибири и Крайнего Севера: Тез.дохл, региональной научно-технической конф,- Новосибирск, 1990. -С.21-23.

5. Капкин ¡Л.Ц., Розенталь Э.К., Гурокис В.В. Способ получения морозосолестойкого бетона /Дай же. - С.23-24.

6. Гурскис В.В. Ыорозосолестойкие бетоны // Бетон и железобетон. 1992. - » 4. - С.18-20.

Подл, к печати а эз« Тираж , 00 экз. Заказ.й/Л7

Отпечатано в типографии кн-та Селт.з.чергопрсек'±