Морозостойкость цементного бетона во взаимосвязи с искусственно создаваемой пористостью

Аннотация

В статье рассматривается влияние знакопеременных температур на физико-механические свойства бетона, приготовленного с использованием разных химических добавок для повышения морозостойкости. Представлены результаты лабораторных исследований по повышению морозостойкости цементного бетона, показывающие возможность обеспечения высокой морозостойкости без применения воздухововлекающих добавок за счет увеличения плотности и непроницаемости структуры.

Экспериментально показано, что введение воздухововлекающих добавок, обладающих дополнительным эффектом гидрофобизации, эффективно с позиции обеспечения морозостойкости бетона относительно низких классов (до С30/37), прочностью на сжатие до 50 МПа и водопоглощением по массе более 4,0 %. Морозостойкость бетона большей непроницаемости и прочности целесообразно повышать, наращивая эти показатели, в частности, за счет максимального снижения начального водосодержания и качественного уплотнения. Этот вывод экспериментально подтверждают приведенные в статье данные, так как «механизм» морозной деструкции цементного бетона многофакторный, а рост его плотности (непроницаемости) и прочности обеспечивают более высокую способность сопротивляться «силовым» воздействиям, связанным с многократно повторяющимися знакопеременными деформациями, накоплением усталостных явлений, гидродинамики фильтрации жидкости под влиянием изменяющихся температурных полей и пр.

В исследованиях для оценки морозостойкости применялся стандартный 3-й метод по ГОСТ 10060.1-95 ... ГОСТ 10060.4-95; другие испытания выполнены по действующей нормативно-технической документации. В результате исследований показано, что использование в бетоне воздухововлекающих добавок совместно с пластификаторами способно обеспечить его морозостойкость вплоть до марок «F200» … «F300» при испытаниях в солевой среде. Однако для дальнейшего повышения морозостойкости бетона необходимо добиваться одновременного повышения его плотности и непроницаемости наряду с высокой прочностью. Оптимальное сочетание этих факторов способно обеспечить устойчивость цементного бетона к комплексному воздействию деструктивных эксплуатационных факторов.

Ключевые слова: бетон, добавка, морозостойкость, пористость, плотность, непроницаемость, прочность.

Для цитирования: Корсун, А. М. Морозостойкость цементного бетона во взаимосвязи с искусственно создаваемой пористостью / А. М. Корсун, Э. И. Батяновский // Проблемы современного бетона и железобетона : сб. науч. тр. / Ин-т БелНИИС; редкол.: О. Н. Лешкевич [и др.]. – Минск, 2018. – Вып. 10. – С. 169–184.
https://doi.org/10.23746/2018-10-11

Полный текст статьи на русском языке

Список использованных источников

1. Powers, T. С. Working hypothesis for further studies of frost resistance of concrete / T. С.Powers // J. Am. Coner. Inst. 1945. – N 4. – V. 16.
2. Powers, T. С. Theory of volume changes in hardened portland сemеnt paste during freezing / T. С. Powers, R. А. Helmuth // Proceedings Higway Research Board. – 1953. – V. 32.
3. Горчаков, Г. И. Повышение морозостойкости бетона в конструкциях промышленных и гидротехнических сооружений / Г. И. Горчаков, М. М. Капкин, Б. Г. Скрамтаев. – М.: Стройиздат, 1965. – 195 с.
4. Шестоперов, С. В. Цементный бетон в дорожном строительстве / С. В. Шестоперов. – М.: Дориздат, 1950. – 132 с.
5. Стольников, В. В. Исследования по гидротехническому бетону / В. В. Стольников. – М.: – Л.: Госэнергоиздат. 1953. – 330 с.
6. Шейкин, А. Е. Цементные бетоны высокой морозостойкости / А. Е. Шейкин, Л. М. Добшиц. – Л.: Стройиздат, 1989. – 128 с.
7. Попов, Н. Д. К вопросу об усталости бетона при многократных циклах чередующихся воздействий окружающей среды / Н. Д. Попов, В. А. Невский // Тр. МИСИ им. В. В. Куйбышева. Сб. № 15. – М., 1957. – С. 73–90.
8. Конопленко, А. И. К вопросу теории морозостойкости бетона / А. И. Конопленко // Сб. тр. Ростовского инженерно-строительного института. Вып. ХII. – Ростов-на-Дону, 1958.
9. Мощанский, Н. А. Повышение стойкости строительных материалов и конструкций, работающих в условиях агрессивных сред / Н. А. Мощанский – М.: Госстандарт, 1962. – 235 с.
10. Collins, A. The destruction of concrete by frost / A. Collins // Institute of Civil Engineers, 1944. – P. 5412.
11. Цытович, Н. А. Основания механики мерзлых грунтов / Н. А. Цытович, М. И. Сумгин. – М.: Изд. АН СССР, 1937. – 432 с.
12. Лыков, А. В. Тепло- и массообмен в процессах сушки / А. В. Лыков. – М.: – Л.: Госэнергоиздат, 1956. – 464 с.
13. Батяновский, Э. И. Особо плотный бетон сухого формования / Э. И. Батяновский. – Mн: НП ООО «Стринко», 2002. – C. 103–108.
14. Москвин, В. М. Коррозия бетона и железобетона, методы их защиты / В. М. Москвин, Ф. М. Иванов, С. Н. Алексеев. – М.: Стройиздат, 1980. – 536 с.
15. Ахвердов, И. Н. Механизм разрушения пористых материалов при насыщении их солями / И. Н. Ахвердов, И. В. Станишевская // ДАН БССР. – 1967. – Т. 11. – № 4. – С. 320–323.
16. Алексеев, С. Н. Коррозионная стойкость железобетонных конструкций в агрессивной промышленной среде / С. Н. Алексеев, Н. К. Розенталь – М.: Стройиздат, 1976. – 205 с.
17. Иванов, Ф. М. Защита железобетонных транспортных сооружений от коррозии / Ф. М. Иванов. – М.: Транспорт, 1968. – 175 с.
18. Путан, А. А. Оценка кристаллизационных давлений в пористых средах методом фотоупругости / А. А. Путан, А. А. Барташевич // Методы исследований стойкости строительных материалов и конструкций. – Мн.: Выш. Шк., 1969. – С. 60–69.
19. Гузеев, Е. А. Расчет железобетонных конструкций с учетом кинетики коррозии бетона третьего вида / Е. А. Гузеев, Н. В. Савицкий // Сб. научн. трудов НИИЖБа. под общ. ред. С. Н. Алексеева. – М.: НИИЖБ Госстроя СССР, 1988. – С. 16–20.
20. Шалимо, М. А. Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии / М. А. Шалимо. – Мн.: Выш. Шк., 1986 г. – 200 с.
21. Москвин, В. М. Морозостойкость бетона в напряженном состоянии / В. М. Москвин, А. М. Подвальный // Бетон ижелезобетон. – 1960. – № 2. – С. 58–64.
22. Батяновский, Э. И. Оценка эксплуатационной долговечности тяжелого бетона по критерию «остаточной» морозостойкости / Э. И. Батяновский, А. И. Бондарович // Автомобильные дороги и мосты. – 2010. – № 2 (6). – С. 49–59.

ISSN 2076-6033