автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Влияние температуры бетонной смеси на параметры пористости и морозостойкость бетонов с добавками

ЛЕНИНГРАДСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА ИМЕНИ АКАДЕМИКА В. Н. ОБРАЗЦОВА

На правах рукописи

ШАДРИН Владимир Владимирович

УДК 691.32:666.072.53

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ БЕТОННОЙ СМЕСИ НА ПАРАМЕТРЫ ПОРИСТОСТИ И МОРОЗОСТОЙКОСТЬ БЕТОНОВ С ДОБАВКАМИ

Специальность 05.23.05 — Строительные материалы и изделия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ЛЕНИНГРАД 1990

/

Работа выполнена в Новосибирском ордена . Трудового Красного Знамени институте инженеров железнодорожного транспорта и Ленинградском орденов Ленина и Октябрьской Революции институте инженеров железнодорожного транспорта им. академика В. Н. Образцова.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор О. В. Кунцевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Ф. М. Иванов кандидат технических наук, доцент М. В. Воронцов

Ведущее предприятие: Мостостроительный трест № 6, Ленинград.

Защита диссертации состоится ¿^-^екльр* 1990 года в часов на заседании специализированного совета К 114.03.04 в Ленинградском орденов Ленина и Октябрьской Революции институте инженеров железнодорожного транспорта им. академика В. Н. Образцова по адресу: 190031, Ленинград, Московский проспект, 9, ауд. 8-108.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан

Ж коуьр^ 1990 г.

Ученый секретарь специализированного совета канд. техн. наук, доц.

Т. М. ПЕТРОВА

77'* | ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

л; _

>гдол I

¿т^^йУАЛШОСТЬ ТИМ ИССЛЕДОВАНИЯ. Одной из важнейших задач в области капитального строительства является повышение качества и долговечности бетонных и железобетонных конструкций и сооружений- Особенно существенное значение приобретает повышение долговечности сооружений, работающих в суровых климатических условиях, у которых долговечность определяется, преаде всего, морозостойкостью.

Высокая морозостойкость, как известно, может быть получена при ограничении величины капиллярной пористости цементного камня, в структуре которого имеется определенная система условно-замкнутых пор (УЗП).

Параметры системы условно-замкнутых пор зависят от многочисленных йакторов, среди которых наименее изученная - температурный. Имеются липь немногочисленные работы зарубежных исследователей, в которых показано, что влияние температуры на воздухо-вовлечение в бетонных смесях может быть значительным. В СССР -какие-либо данные по этояу вопросу отсутствуют, хотя в практике строительства широко используется подогретые смеси.

Температура бетонной смеси может оказывать значительное влияние на количество вовлекаемого и удерживаемого воздуха. Это влияние связано с изменением поверхностного натяжения жидкой Ьаэы бетонной смеси, растворимости воздуха и скорости его диффузии в воде, вязкости растворной составляющей и др.

Повышение температуры бетонной смеси способствует умень-пенито поверхностного натяжения и растворимости воздуха, что доЛ-кно привести к повьиенич содержания воздуха в смеси, однако фи* этом увеличивается скорость дй(Т^узии воздуха, уменьшается годвижность бетонной смеси, что, наоборот* должно способство--г-

вать уменьшению воздухосодержания. Оценить взаимосвязь этих факторов довольно трудно, поэтому решение задачи о влиянии температура на количество вовлеченного воздуха осуществлялось экспериментальным путем.

Однако общее содержание воздуха в бетонной смеси не может служить достаточным критерием морозостойкости, так как не учитывается размер и распределение воздушных пузырьков в цементном камке бетона, поэтому ЦЕЛЫ) НАСТОЯ^л РАБОТЫ была оценка влияния температуры бетонной смеси на параметры системы условно-замкнутых пор и морозостойкость бетонов. Для решения поставленной задачи были рассмотрены следующие вопросы:

оценка влияния температуры бетонноЯ смеси на воздухосодержание и параметры открытой и условно-замкнутой пористости;

исследование морозостойкости бетонов с комплексными добавками, изготовленных из смесей с различной температурой;

исследование влияния вида цемента на параметры системы условно-замкнутых пор и морозостойкость бетонов;-

сценка параметров системы условно-замкнутых пор, характеристик прочности и морозостойкости производственных бетонов с комплексными добавками.

НАУЩАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ:. исследовано изменение' величин воздухосодержания, открытой и условно-э&чкнутоЗ пористости от"температуры бетонной смеси, вида и расхода цемента, способа уплотнения и условий твердения;

исследована зависимость морозостойкости бетонов с комплексными добавками, приготовленных из бетонных смесей с различием температурой, от параметров системы условно-замкнутых пор;

установлено, что при одинаковой технологии производства бетонных работ добавка С-З+СНВ при различных температурах бетонной смеси обеспечивает более стабильные характеристики прочнос-

ти и морозостойкости, уем добавка СДЕиСНВ.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ. Поденные результаты могут быть использованы при подборе и корректировке в производственных условиях составов бетонов для обеспечения заданной прочности .и морозостойкости.

ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Результаты, полученные в диссертации, используются в строительных подразделениях Мосто-строя № 2 для получения бетонов заданной прочности и морозостойкости и увеличенным межремонтным сроком службы конструкций с общей экономической эффективностью 18000 руб. в год.

ПУБЛИКАЦИИ. Основные результаты диссертации опубликованы в б печатных работах и 9 научно-исследовательских отчетах по тематике работы.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты доложены на научно-технических конференциях: "Вопросы повышения надежности и эффективности работа железнодорожного транспорта" (ШИТ, 1982 г.), посвященной 40-летию Победы в Великой Отечественной войне (НКСИ, 1985 г.), "Вопросы ускорения научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте" (НИМ?, 1586 г.) и научно-техническом семинаре "Пути повышения эффективности сборного же-.лезобетона" (Челябинск, 1988 г.).

. НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ: результаты определения величины и характера открытой и условно-замкнутол пористости в зависимости от температуры бетонной смеси и некоторых технологических факторов;

зависимость параметров условно-замкнутых пор и морозостойкости бетонов от температуры бетонной смеси;

оценка параметров■системы условно-замкнутых пор, прочности, и морозостойкости производственных бетонов с добавками СДБ+СгШ

и с-э+снв.

основное содермив работы

фундаментальные исследования морозостойкости бетонов, выложенные С.В.шестоперовым,' Ф.М.Ивановым, О.В.Кунцевичем, Г.И.Горчаковым, В.Г.Батраковым, А.Е.ШеЛкиным, В.Б.Ратиновым, В.В.Граппом, Т.Пауэрсом, Б.Уаррисом, Р.Миленцем, И.Багстремом, Г.Фагерлундом и другими, сформулировали принципиальные положения механизма разрушения бетона морозом. По мнению этих авторов высокая и стабильная морозостойкость бетона может быть обеспечена при ограничении величины капиллярной пористости цементного камня, в структуре которого имеется определенная система условно-замкнутых пор.

Необходимо отметить, что. бетон, в котором параметры пористости цементного камня удовлетворяют требованиям по морозостойкости, можно получить при выполнении совокупности существующих в настоящее время рекомендаций в отношении качества цемента, величины водоцементного отношения, вида и количества добавок, технологии приготовления и укладки бетонной смеси и ухода'за бетоном. Физической основой этих рекомендации считается количество' и распределение замерзающей б порах вода и количество воздушных полостей в бетоне, которые могут уменьшить деформацию расширения цементного камня при наличии в нем замерзающей воды.

Общее содержание воздуха в бетонной смеси не учитывает влияния размера воздушных полостей на Морозостой кость бетона, тогда, как показано в работах многих авторов, это влияние

очень значительно. Поэтому при оценке морозостойкости бетона необходимо учитывать как общее содержание воздуха в бетонной смеси, так и размер и распределение воздушных пузырьков в цементном камне бетона.

В нашей стране для повышения морозостойкости бетонов предложен целый ряд органических добавок. Однако влияние этих добавок на систему условно-замкнутых пор изучено недостаточно. Обычно исследователи ограничивались только определением кх влияния на содержание воздуха в смеси.

Сравнительная оценка влияния добавок на морозостойкость бетона возможна при учете параметров условно-замкнутых пор, образующихся в бетоне и капиллярной пористости цементного камня. Можно предположить, что если применяемые добавки приводят к одинаковым значениям параметров условно-замкнутых пор*-а также не изменяют степень гидратации цемента, то эффективность их влияния на морозостойкость будет примерно равной.

Для проверки этого положения были определены параметры условно-замкнутых пор и морозостойкость бетонов без добавок и с добавками СДБ, С-3, СНВ, СДБ+СНВ и С-З+СНВ, проведены испытания 5-ти серий равноподвижных бетонов с расходом цемента 430 кг/м3. Из бетонных смесей изготавливались кубы с ребром 10 см и призмы размером 7x7x28 см. Уплотнение смесей осуществлялось на стандартном вибростоле. После 28 суток нормального хранения из образцов приготавливались аншлифы для определения параметров условно-замкнутых пор линейным методом при увеличен нии микроскопа х50. Измерения выполнялись на базе 200 см.

Морозостойкость бетонов определялась по ГОСТ 10060-76 при температуре замораживания -50 °С и по величине снижения квадратов резонансных частот ( J/J„ образцов-призм. При этом уточнение зависимости F - i Í'■О^ производилось по ре--7-

зультатаы испытаний образцов-гризм и кубов, полученных при распиловке этих призм. Призмы подвергались попеременному замораживанию и оттаивания с измерение« через кавдые 10 циклов резонансной частоты, а после 100 циклов распиливались на кубики, которые были испытаны на прочность. При такой методике зп&чзнкя коэффициента морозостойкости К соответствовали оп-сэдодс-ияой величине, отношения (з-р» )<;. Результаты испытаний приведены. в табл. I.' Там ке даны взличины параметров условно-оамкцу-тых пар, начальной прочности бетонов Я0 и факч-ора рас-с-толкия

К^к видно яа данных таблицы, величина В/Ц и параметры ус-ловяо-зшккутах пор ь бетонах япляйтся одними из решающих характеристик; определит их морозостойкость бетонов, изготовлен-на одном и том же цементе.

Бетон бог дсбасох МаЖЛ цаихудй'ле показатели системы услов-чо-озлпенутых пер к сказался оадкъ нестойким при замэракибании.

Сведение пластефщирукицих добавок СДБ и С.-3 позволили еккзм'гь Еодсцементной отношение в бетонных смесях при сохранена* ьх водпкйностй я повысить прочность бетона. Однако уерли-чзние прочности ^е сопровождается значительным .увеличением мо-ро?пстойкости, так как эти добавки не приводят к существенному ' улучшении параметров условно-замкнутых пор. Так, в бетонах с добавкой СДБ при Содержании условно-замкнутых пор (параметр А=4г02 %), фактор расстояния =0,255 мм, коэффициент морозостойкости после 100 циклов 1^3=0,79 и величина сниже-имя отношения

В бетонах с добавкой С-3 эти показатели слздугацие: А=2,0?, 1_ «>0,354 мм, К^ =0,50, (¿¡-¿о )2= 0,Ш<. Такие показатели условно-замкнутых пор и'низкую морозостойкость беконов можно объяснить образованием крупных (более

' ■ -а-

Таблица I

- йлияние добавок ПАВ на параметры УЗП и морозостойкость бетонов

Вид и количество МПа Параметры ^словно-замда утых ПО£ ( 1Ц f . ^мрз

добавки, % от массы В/Ц А,% J-Q, 1, мм

цемента

Без добавки 0,45. 36,1 1,14 24,83 0,405 0,31 0,44

СДБ«0,2 .0,42 45,5 4,02 22,30 " 0,356 0,63 0,79

С-3-0,5 0,39 • 56,0 2,02 20,36 0,354 0,44 0,59

СДБ4СНВ=0,2+0,01 0,41 41,5 6,37 25,03 0,181 0,52 0,96

C-34€HB«C,5f0,0I 0,38 ЭЭ.З 5,31 33,11 0,140 1,01 1,06

Состав бетона 1:2,14:3,21. Расход цемента 430 кг/м3. ОК = 4 ...5 см. Коэффициент морозостойкости после 100 циклов замораживания при -50 °С и оттаивания при 18 °С.

[

)

edo мкм) пор.

Комплексные добавки, содержащие воэдуховоэлекающую добавку СНВЬ позволяют получить бетоны с параметрами условно-замкнутых пор обеспечивающими высокую морозостойкость. Как видно из табл. I, в бетонах с комплексными добавками параметр А составлял в зависимости от вида добавки 5,3 ... 6,6 %t а параметр L был равен 0,14 0,18 мм. После 100 циклов-замораживания для бетонов с добавкой СДВнСНВ величина снижения отношения ( J jta не превышала 8 %, а потеря прочности - 4 д., а бетоны с добавкой С-Зч-СНВ имели прочность после 100 циклов дате. выше исходной.

Таким образом, получение бетонов с высокими показателями по прочности й морозостойкости возможно только при использовании комплексных добавок. Сравнительная-же оценка эффективности применения добавок СДБ-jGHB и С-З+СНВ может быть произведена. после определения влияния технологических факторов, включая и температуру бетонной смеси, на параметра-условно-замкнутых пор в бетонах с этими добавками.

В процессе приготовления бетонной смеси в нее ьсегда вовлекается воздух, имеющий полидисперсный пузырьки, большие пора могут быть удалена из смеси при вибрировании, а. маленькие исчезнуть вследствие повышенной растворимости воздуха из-за значительного давления в них. Поскольку растворимость газов з жидкости пряма пропорциональна их давлению, тс и концент— , рация в нйдкой фпзе вблизи маленьких пузырьков выше, чем вблизи более крупных» Поэтому, как показано в работах Р.Миленца и О.Б.Кунцевисга, происходит диффузионный. пс-ренос' газа б соответствии о градиентам концентрации, что б конечном и-rone приводит к перемещению воздуха от мелких пузырьков к более крупным. Скорость перекоса мокет быть описала уравнением, получен-

нш на основании законов диффузионной кинетики, Генри и Лапласа. Это уравнение позволяет качественно оценить влияние добавок ПАВ на размер пузырьков, сохраняющихся в бе тонной смеси.

I и аа

Добавки ПАВ, уменьшающие величину поверхностного натяжения, должны также снизить скорость растворения пузырьков,

I ^

так как величина -^г прямо пропорциональна величине V и, тем самым, способствовать их сохранении в бетонных смесях. Однако со снижением поверхностного натяжения С увеличивается количество пузырьков п единице объема смеси и умсньтае'1'-ся расстояние между пузырьками. Это должно увеличить скорость переноса воздуха из маленьких пузырьков в большие и тем самым уменьшить долю мельчайших пузырьков в бетонных смесях.

Для оценки влияния температуры бетонной смеси на общий , объем и распределение воздушных пузырьков по размерам были исследованы бетоны без добавок и с добавками СДБ+СНВ и С-З+СНВ. ■ Состав бетона 1:1,59:3,37 при ВД=0,40 и расходе цемента 380 кг/м3. Результаты исследования, приведенные в табл. 2, показывают, что введения добавок придает структуре бетона мелкопористый характер. ТакР если объем пор диаметром до 100 мкм для состава без.добавок составляет 6,5 ... 13,5 %, то для состава с добавкой С-ЗчСНВ - 15 ... 46 %, а для бетонов с СДБ+СНВ - 19 ... 38 % от общего объема условно-замкнутых пор.

Анализ кривых распределения по размерам условно-замкнутых пор с диаметром до 500 мкм (рис. I) в бетонах с добавкой С-З+СНВ, приготовленных из смесей с различной температурой, показывает, что повышение температуры смеси способствует удалению из смесей воздушных пор с диаметром 500 мкм и более и

-М- .

Таблица 2

Влияние температуры бетонной смеси на распределение по размерам условно-замкнутых пор

Вид и количество Темпе- Поверх- Подвиж- Содержа- _Распределение УЗП по размерам, %

добавки, % от ратура смеси, ностное натяже- ность, ние УЗП, до 100 до 200 до 500 >500

массы цемента °С ние, см % мкм мкм мкм МКМ '

5'-Юэ,Н/м

10 74,22 7,0 1,68 6,42 15,65 12,66 65,27

20 72,75 5,0 1,41 9,40 20,35 16,18 54,ОТ

Без добавки 30 71,18 /1,5 1,14 10,36 22,70 17,47 49,47

/ 40. 69,54 ,1,0 1,00 ■ 10,65 24,40 19,15 46,80

10 69,45 18,0 6,46 19,22 12,37 37,81 30,60

20 66,20 16,0 5,70 27,15 15,93 30,46 26,46

С~3+СНВ=0,5+0,01 30 64,56 10,0 4,81 34,71 28,16 17,00 20,13

40 63,84 7,0 2,23 48,30 32,86 7,38 И,46

10 64,72 12,0 5,25 34,38 30,96 19,75 14,91

20 60,56 10,0 5,34 30,76 25,01 20,36 23,87

СДБ+СКВ=0,2+0,01 30 58,04 .9,0 5,77 25,90 14,29 25,41 34,40

40 56,30 8,0 6,04 21,16 10,58 .29,23 39,03

а) 40.

3020 10-1

200 500

диаметр пор, мкм

б) 40-]

30

20 10

диаметр пор,

а) бетон с добавкой СДБ+СНВ

б) бетон с добавкой С-З+СНВ

_ температура бетонной смеси 10 °С

____ температура бетонной смеси 40 °С

Рис. I. Дифференциальные кривые распределения условно-замкнутых пор по размерам

смещению кривой распределения условно-замкнутых пор по объе-. му в область меньших размеров.

Для определения влияния температуры бетонной смеси на параметры, характеризующие систему условно-замкнутых пор и морозостойкость бетонов с комплексными добавками, было проведено три серии опытов. Из бетонной смзси состава 1:1,53:3,37 при В/Ц >=0,40 с расходом цемента 380 кг/м3 и различной,температурой изготавливались образцы-призмы размером 7x7x28 см и кубы с ребром 10 см. Определение параметров условно-замкнутых пор производилось по аншлифам на базе измерения 200 .см. Морозостойкость определялась по ГОСТ 10060-76 при температуре замораживания -50 °С, Результаты испытаний приведены в табл. 3. Там же помещены Сведения о показателе среднего размера пор к , определенного по кинетике водопоглощения и характеризующего капиллярную пористость цементного камня.

Из приведенных в табл. 3 данных видно, что между изменением величины А в бетонах без добавок .и с комплекйными добавками существует определенная взаимосвязь, так как величина X отражает уменьшение доли и количества капиллярных пор и увеличение доли микропор в растворной части бетонов. Уменьшение показателя А свидетельствует о снижении капиллярной пористости и, как следствие, повышении морозостойкости бетона. Зависимость морозостойкости бетона от показателя среднего размера пор А показана на рис. 2. Снижение показателя А при введении комплексных добавок объясняется тем, что воздуховов-лекащие добавки, увеличивая объем условно-замкнутых пор, прерывающих капиллярные поры,.делайт последние менее доступными для проникновения;в них воды при атмосферном давлении. Следует отметить, что при одинаковой температуре бетонной смеси,

Таблица 3

Влияние температуры бетонной смеси на параметры услоьно-замкнутых пор и

морозостойкость бетонов

Вид и количество добавки, % от массы цемента Температура смеси, °С Показатель среднего размера пор " А ___ А, % 1ара.М£тоы_ УЗП_ _ Ь , мм Исходная прочность Ка, МПа Р", циклы т

10 '1,335: 1,66 22,94 0,425 30,1 30

Без добавки 20 ГД95 ' • 1,41 22,37 0,405 30,6 30

30 1,025 1,14 24,21 0,348 30,4 40

10 0,620 6,46 Г7,32 0,247 31,7 85

С-3+СНВ-0,5К>,0Г 20 0,975 5,70 £4,76 0,183 33,2 95

30 0,370 4,81 36,30 0,138 36,6 150

10 0,281 5,25 42,01 0,112 34,8 200

СДБ+СНВ«0,2+0,01 20 0,319 5,34 35,64 0Д31 34,0 160

30 . 0,395 5,77 22,53 0,200 33,5 100

200 -150-

§ 100-1 ч

к &

о ч о

к &

50

0,4 0,6

0,6

1.0

1,2

1,4

показатель среднего размера пор Л

Рис. 2. Зависимость морозостойкости бетонов при температуре замораживания -50 °С от показателя среднего размера пор

200 ■

150

(О

§ 1СО

50 -

0,1

0,2 0,3 0,4

фактор расстояния I-бетон с добавкой С-З+СНВ бетон с добавкой СДБ+СНВ

Рис. 3. Зависимость морозостойкости бетонов при температуре замораживания -50 °С от величины фактора расстояния при А =0,4 46-

большей морозостойкости бетонов соответствует меньшее значение А . ■

\

Однако такая характеристика структуры цементного камня, как показатель средаего размера пор А , весьма информативна при оценке морозостойкости бетонов при следующем существенном ограничении: если при атом изменяется только один какой-то фактор (дозировка одной и той жз добавки, В/Ц и др.). Поэтому, хотя показатель среднего размера пор, тесно связанный с показателем капиллярной пористости, относится к числу таких структурных характеристик цементного камня, с помощью которых можно судить о морозобтойкости бетона, зависимость А - Г индивидуальна. Как видно из рис. 2, при одинаковых значениях А морозостойкость бетона, определенная с помощью непосредственного збмораживачия и оттаивания, оказывается различной. Это может быть связано с особенностями процессов льдообразования в бетонах, отличающихся структурой условно-замкнутых пор, которая формируется под влиянием добавок.

Поэтому для оценки морозостойкости бетонов в качестве ос- . новных параметров.его стойкости были приняты: объем условно-замкнутых пор, их размер и фактор расстояния.

При оценке влияния температуры бетонной смеси на параметры условно-замкнутых пор и; морозостойкость исследовались бетоны без добавок и с добавками ПАВ. Данные табл. 3 показывают, что в бетонах без добавок объем и удельная поверхность условно-замкнутых пор в 3 ... 6 раз меньше, а фактор расстояния в 1,5 ... 3 раза больше, чем у бетонов с добавками. Сравнительная оценка влияния добавок на морозостойкость показывает, что добавки, обеспечивающие одинаковые параметры условно-замкнутых пор, одинаково влияют на морозостойкость. Так, в бетонах с

С-З+СНВ система условно-замкнутых пор имеет следующие параметры: А«=5,3б %, <4 =35,26 мм, i- »=0,136 мм, а в бетонах с СДБ+СНВ - А«5,34 %, <4, =35,64 мм"1, L =0,131 мм при одинаковой ( F =160) морозостойкости.

Повышение температуры бетонной смеси влечет за.собой изменение параметров условно-замкнутых пор и морозостойкости бетонов. Это связано как с изменением общего объема условно-замкнутых пор, так и с распределением воздушных пузырьков по размерам. В литых смесях с добавкой С-3+GíiB удельная поверхность условно-замкнутых пор низкая, что привело к большой величине фактора расстояния к, как следствие, невысокой морозостойкости. С повышением температуры наблюдается увеличение удельной поверхности условно-замкнутых пор, снижение величины фактора расстояния и увеличение морозостойкости бетонов. В бетонах с добавкой СДБЛНВ наблюдается обратная картина: с повышением температуры уменьшается удельная поверхность условно-замкнутых пор, увеличивается величина фактора расстояния и снижается морозостойкость.

Применение добавки С-3 позволяет уменьшить расход цемента без снижения прочности бетона. Однако встает вопрос, возможно ли при этом обеспечить высокую морозостойкость. Для решения этого вопроса были изготовлены 2 партии бетонов с подвижностью б см. Бетон с добавкой СДБ+СНВ имел расход цемента 430 кг/м3, а в бетонах с добавкой С-34СНВ - 380 кг/мэпри сохранении В/Ц »=0,39. Данные о параметрах условно-замкнутых пор,

*

прочности и морозостойкости бетонов приведены в табл. 4.

При использовании определенного цемента для приготовления бетонов, иодоцементное отношение в которых не изменяется, количество химически несвязанной вода, будет пропорционально

-лег

подопотребности бетонной смеси - расходу вода на I м3 отформованной смеси заданной подвижности. Б данном случае величина водопотребности будет считаться одним из основных параметров, от которых зависит морозостойкость бетонов.

Рассмотрение данных, представленных в табл. 4, показывает, что снижение расхода цемента на 50 кг/м3 и связанное с -ним уменьшение расхода воды оо 168 до 148 л/и3 споссбстЕОва-,-)И улучшению параметров системы условно-замкнутых пор к позы- " тению морозостойкости бетонов.

Влияние минералогического состава цементов на морозостойкость являлось предметом многочисленных исследований. Однако полной ясности в !зтом вопросе нет, поэтому и имеются различные рекомендации в отношении оптимальных составов цемента для морозостойкого бетона. Они, и частности, допускаит широкий диа-, пазон колебания содержания клкикериого минерала СЭА ст 3 до 9 %.

В настоящей работе были проведены исследования параметров условно-замкнутых пор и морозостойкости бетонов, приготовленных на цементах Тонкинского .(С А«7 %) а Чернореченского (С А=9 %) заводов. Результата Исследований, приведенные в табл. 4,показывают, что бетоны, приготовленный на внсокоалими-катнсм цементе, при выполнении условий, сбеспечиващетс получение цементного камня с необходимыми параметрами его поржи ссти, имели достаточно высокие показатели по морозостойкости. Повч-шение допустимой величины содержания С^А до 9 %, как показано зо ниогих работах, позволит расширить круг заводов, с которых возможно поставлять цемент для получения морозостойких бетонов.

Отсутствие опыта по применении добавки С-З4СНВ в строительных подразделениях Моотосгроя 2 для получения морозостойких бетонов призело к необходимости выполнения ряда исследований* Одной из валнейжих задач являлось поучение паршегроа

. . Таблица 4

Параметры.условно-замкнутых пор и морозостойкость бетонов на разных цементах после- 200 циклов при -50 °С

Цемент

Расход цемента,

кг/м?

Добавка

_ Прочность

"А, К, ММ"1" Г 1, ™ " " П0Сле ТВ0>

МПа

I

§

I

Топкинс-

кий

430 380

СДБ+СНВ .

с-з+снв

6,23 6,70

26,69 28,50

0,172 •0,147

40,0 48,8

Черноре-ченский

430 380

СДБ»0НВ С-ЗчСНВ

5,87 6,08

25,03 27,70

0,193 0,158

41,5 49,7

условно-замкнутых пор, прочности и морозостойкости производственных бетонов с добавками С-З+СНВ и СД&СНБ. Ниже приводятся результаты проведенных исследований по етоку вопросу*

В качестве заполнителей использовались: песок Кривода-.новского-карьера с модуле* крупности 2,10 и диабазовый щебень Казанского'карьера крупность« 5 ... 20 км. Заполнители удовлетворяли требованиям'стандартов.

Для приготовления бетонов с маркой по морозостойкости 300 кспользозались портландцемента Теп.юсзерского М-600 к Тсп-кинского М-500 заводов с содержанием С^А -- 8 %s а также добавки СДЕк-СНВ и в количестге 0,2+0.005 % к 0,5:-0,01 % о? массы цемента соответственно. Бетонные емззи- прягот&алишгись па бетонном узле4 Дос-лроз-акие материалов оеу^зсталялооь о по» мощью дозаторов.

Содержание повлеченного воздуга опргдэ.тядоаь в произведенных стоял на мееле уивдзж, а щ»чкомь V*. исрсгостсй-•кость г лаборатории. Состав бетона по касса 1:25£1:3,Ш при Р'ДНЗ,39 и расходе цемеято, 431 кг/м3,

В табл. 5 приведены характеристики арочиосяя бетонов, а также результаты определения всадугосодвркания* полученные по результатам текущих выборок.

В результате обработки данных методами математической оратае тики получено, что геяичина. коэффициента вариации прочности бетона з 1,6 раза., а воэдухосодерканкя е 1,9 раза меньше а батонах с добавкой С-3-)СНВ, чем" в бетонах с добавкой СДБ+СНВ,

Оценка морозостойкости бетонов производилась по результа-тли испытаний контрольных образцов по .стандартной методика. Результаты анализ«^ приведенные в табл. 6,-показывав?, чго при использовании одних :* те:с же материалов я ирг; одетако-

Таблица 5

Прочность и воздухосодержание в образцах производственных бетонов по результатам текущих выборок

Показатель СДВчСНВ С-ЗчСНВ

Средняя прочность, МПа 48,5 . .52,6

Дисперсия, МПа 24,1 10.7

Коэффициент вариации, % 10 6

Среднее всздухосодержание, % 4,8 5,4

Дисперсия, % 1,5 0,7

Коэффициент вариации, % 26 15

Таблица 6 Результаты статистического, анализа морозостойкости производственных бетонов

Марка по Средний статисти- Вариация Число

Добавка морозостой- ческий коэффициент «црз, % серий

кости морозостойкости.

СДБ*СНВ 300 0,88 22,1 78

С-З+СНВ 300 0,96 10,2 52

вой технологии бетонных работ добавка С-3-»€НВ обеспечивает более стабильные характеристики морозостойкости бетонов, чем добавка СДБ+СНВ.

вывода

1. Исследование влияния температуры бетонной смеси'на параметры пористости бетона и на его морозостойкость позволили получить новые данные, подтверждающие необходимость учета размеров, количостра и распределения условно-замкнутых пор в структуре бетона.

2. Установлено, что повышение температуры бетонной смеси влечет за собой изменение параметров системы условно-замкнутых пор и морозостойкости бетонов. Это связано как с изменением общего объема условно-памкнутых пор, так и с распределением воздушных пузырьков по размерам.

3. Установлено существование зависимости между параметрами системы условно-замкнутых пор бетонов с комплексными добавками и температурой бетонной смеси. Такая зависимость может быть слпользована при подборе и корректировке составов бетонов в производственных условиях для бетонов высокой морозост--%ости.

4. Получена зависимость морозостойкости бетона от величин» фактора расстояния при одинаковых значениях показателя среднего размера пор А .

5. Показано, что при введении добавки С-З+СНВ снижение расхода цемента на 50 кг/м3 и связанное с ним уменьшение на 15 % расхода воды способствовало улучшению параметров системы условно- замкнутых пор и повышению морозостойкости бетонов.

6, Результаты проведенных исследований показывают, что бетоны, приготовленные на Чернореченском цементе (с содержанием СЭА = 9,%) обеспечивают необходимые параметры системы условно-замкнутых пор для получения бетонов высокой морозостойкости.

V. Установлено, что при одинаковой технологии производства бетонных работ, добавка С-З+СКВ при различных температурах бетонноЛ смеси обеспечивает более стабильные характеристики прочности и морозостойкости, чем добавка СД&+СНВ. Так величина коэффициента вариации прочности бетона в 1,6 раза, а коэффициента морозостойкости в 2,2 раза меньше в бетонах с добавкой . С-ЗчСНВ, чем в бетонах с добавкой СДБ*С11В.

8. Результаты исследований внедрены в подразделениях Мос-тсстроя № 2. Определен экономический эффект в размере 18000 руб. в год.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих^ работах автора:

1. Нижевясов В.В., Шадрин В.В. Сравнительная оценка способов определения объема вовлеченного в бетонную смесь воздуха //Вопросы повышения надежности и эффективности работы железнодорожного транспорта: Тез.науч.-техн.конф.- Новосибирск, 1982. С. 87-88.

2. Нижевясов В.В., Шадрин В.В. Влияние температуры бетонной смеси на морозостойкость бетонных и железобетонных конструкций, изготовленных на разных цементах //Исследование работы искусственных сооружений. Новосибирск, 1982. С. 64-66,

3. Шадрин В.В. Исследование влияния пластифицирующих доба-

. вок и температуры бетонной смеси на пористость и морозостойкость бетонов //Вопросы ускорения научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте: Тез.науч.-техн^сонф.- Новосибирск, 1966. С. 79.

~ -М- .

4. Шадрин B.B. Зависимость характера пористости бетонов от различных добавок //Повышение надежности и эффективности работы железнодорожного транспорта: Тез.конф.-Новосибирск, 1967. С. 132.

5. Нижевясов В.В., Шадрин В.В. Структура и морозостойкость бетонов с комплексными добавками //Изв.ВУЗов. Строительство и архитектура. 1987, № 12. С. 55-58.

6. Кунцевич О.В., Шадрин В.В. О влиянии состава и температуры воды затворения на воэдухосодержание и параметры условно-замкнутых пор в бетоне //Долговечность бетонных я железобетонных конструкций в климатических условиях Сибири и Крайнего Севера: Тез.региональной науч.-техн. конф.-Новосибнрск, 1990.

30.

-2,54