Определение морозостойкости бетона по компенсационному фактору
Центральная лаборатория управления применяет компенсационный фактор как критерий морозостойкости бетона. Нами накоплен большой фактический материал, позволяющий оценить достоинства этого метода. Метод дает возможность еще на стадии кладки бетонной смеси оценить морозостойкость бетона, т. е. контролировать тот показатель на ранней стадии его приготовления.
В настоящее время способ узаконен ГОСТ 10000—76 как экспресс-метод контроля морозостойкости бетона, которого рапсе не было ни в отечественной, in в зарубежной практике.
Исследования показывают, что в большенстве случаев рассчитанная по фактору морозостойкость бетона ниже фактической, т. е. ITOT метод даст определенный запас, тогда очень значительный, что требует лишних затрат цемента. Необходимо выполнить дальнейшие теоретические исследования по разработке физической модели бетона при воздействии на него отрицательных температур и созданию надежного и достоверного метода определения эффективного объема газовой составляющей, особенно размера ее пузырьков, так как эта величина существенно влияет иа морозостойкость бетона.
В работе были предложены уточнения морозостойкости бетона по компенсационному фактору. Для этого объем вовлеченного воздуха разделяется па защемленный и эмульгированный, а в компенсационный фактор вводится только эмульгированный воздух. Но вводя новые понятия, авторы не дают им определения, поэтому не ясно, чем отличаются друг от друга защемленный н эмульгированный воздух ц как они проявляют себя при взаимодействии бетона с водой.
Ни в упомянутой статье, ни в работе не приводится методика разделения вовлеченного воздуха на составляющие. Метод планирования эксперимента, несмотря на его преимущество при обработке результатов экспериментов и сокращение их общего количества, как известно, не может заменить собой экспериментальную методику.
Известно, что при приготовлении бетонной смеси в нее вовлекается некоторый объем воздуха, который зависит от состава смеси, содержания в ней цемента и песка, его гранулометрии. При введении в смесь поверхностно-активных веществ, особенно воздухововлекающих добавок, объем вовлеченного воздуха увеличивается. После виброуплотисиия бетонной смеси в пей защемляется меньшего количества воздуха
Если размеры пор соединительных капилляров таковы, что создают капиллярно-пористое тело (когда капиллярный потенциал значительно больше потенциала сил тяжести), то в порах формируются пузырьки вовлеченного воздуха, которые не удаляются из него даже при погружении такого тела в воду. Если соотношение размера пор и капилляров таково, что потенциал сил тяжести превосходит капиллярный потенциал, образуется тело с открытыми порами, из которых при взаимодействии с водой воздух легко удаляется, а поры заполняются водой. Такая структура обычно образуется при недостаточном уплотнении смеси и особенно при недостаточном объеме растворной части в смеси.
Естественно, что в этих случаях общий объем воздуха в бетоне будет по- разному влиять на его морозостойкость, поэтому методика определения этого объема приобретает решающее значение при учете его в компенсационном факторе. По ГОСТ 4799—69 при определении весовым методом учитывается весь объем воздуха, что приводит к существенным ошибкам при расчете морозостойкости по компенсационному фактору. Это положение не было оговорено, что вызвало справедливую критику многих исследователей.
При определении объема вовлеченного воздуха компрессионным методом еще в процессе подготовки опыта из открытых пор воздух удаляется и не входит в общий объем, а определенный этим способом объем воздуха и будет соответствовать тому его объему, который должен входить в компенсационный фактор.
Авторы для определения общего объема вовлеченного воздуха пользовались компрессионным методом, следовательно, весь этот объем должен быть и величину фактора. Однако, как показали многие исследователи, в том числе, при использовании компрессионного метода занижается объем вовлеченного воздуха, так как не учитывается размер пузырьков. Этого недостатка лишен способ определения объема вовлеченного воздуха, рекомендуемый ГОСТ 10060— 76.
Получив общий объем вовлеченного воздуха, заниженный по сравнению с действительным, авторы (2) необоснованно уменьшили его на величину защемленного воздуха. Вместе с тем, как видно нз, объем защемленного воздуха составляет незначительную часть общего его объема, так что вводимая ими поправка не играет особой роли и существенно не влияет на величину компенсационного фактора.
Введение в состав бетона воздухововлекающей добавки не только увеличивает общий объем вовлеченного воздуха, но изменяет его структуру и размер пузырьков, что в основном и определяет повышение морозостойкости бетона. Как видно Из таблицы, в составах № 2 и 3 при почти одинаковом объеме вовлеченного воздуха и равной величине Фк морозостойкость бетона отличается почти и 2 раза. Это объясняется только структурой газовой составляющей, т. е. размером пузырьков вовлеченного воздуха. Добавка СНВ увеличивает размер пузырьков по сравнению с составом без добавки, а СДБ приводит к существенному уменьшению размеров пузырьков, что и отразилось па морозостойкости бетона )5).
Формула (G) в статье (2) представляет собой новую интерпретацию зависимости морозостойкости бетона от компенсационного фактора, наиболее важным элементом в которой является коэффициент К. Его введение должно быть строго обосновано специальными исследованиями по особой методике, по, к сожалению, он приводится авторами без каких-либо обоснований величины в ряде случаев противоречат известным литературным данным. Например, для щебня из известняка рекомендуется К, равный 80— 100, а для гранита Л=170, т. с. почти в 2 раза меньше. Отсюда следует, что морозостойкость бетона на известняковом щебне в 2 раза ниже, чём на гранитном, однако известно, что бетоны на щебне из многих известняков прн тех же условиях имеют морозостойкость в ряде случаев выше, чем на граните. То же можно сказать и о растворе.
По предложенной формуле (2) нами были обработаны результаты ряда опытов, проведенных в центральной лаборатории управления Крымканалстрой. Приведенные в таблице результаты показывают, что расчитанная по этой формуле морозостойкость бетона значительно выше фактической, что более опасно, чем при пользовании методикой ГОСТ 10060—76. Таким образом, предложение об уточнении методики компенсационного фактора нуждается в обосновании и, на наш взгляд, в настоящем виде не может быть использовано в практике строительства.