Деформативные свойства монолитного бетона с повышенными дозировками СДБ
Известно, что добавка СДБ при повышенных дозировках (0,5—0,6% массы цемента) становится эффективным пластификатором, позволяющим уменьшить расход цемента и воды до 20% без снижения прочности бетона. При этом СДБ способствует изменению формы и уменьшению размеров кристаллов новообразований в цементном камне, а также увеличивает воздухововлечение в бетонную смесь, что изменяет пористую структуру бетона.
Необходимо отметить, что увеличение содержания вовлеченного воздуха с возрастанием дозировки СДБ в уплотненной бетонной смеси практически не повышает общей пористости затвердевшего бетона. Это вызвано тем, что с увеличением количества СДБ в бетонных смесях равной подвижности при неизменном В]Ц уменьшается масса цементного теста, а следовательно, сокращается и объем пористости, приходящийся количества СДБ (табл. 1). Это объясняет получение равнопрочных бетонов при введении СДБ не более 0,6%. Дальнейшее повышение дозировки СДБ повышает общую пористость бетона, снижая прочность бетона по сравнению с бетоном без добавки. Все это должно изменить деформативные характеристики бетона.
В связи с этим исследовали влияние различных дозировок добавки СДБ на деформативную способность бетона при кратковременном и длительном загружении (модуль упругости и ползучесть) и на деформации усадки. Изменение модуля упругости бетона с различным количеством добавки определяли на образцах-призмах размером 10Х10Х40 см в возрасте 28 сут нормального твердения. Призмы были изготовлены на Воскресенском портландцементе с добавкой СДБ Котласского ЦБК в количестве 0,2; 0,5 и 0,8% массы цемента при сокращении расхода цемента и воды в бетоне соответственно на 10, 18 и 28% по сравнению с бетоном без добавки.
Деформации призм измеряли индикаторами с ценой деления 0,002 мм на базе 200 мм, стационарно установленными по четырем сторонам. Призмы центрировали по физической оси, после чего загружали ступенями по 0,1 Rnр с выдержкой на каждой ступени в течение 5 мин.
Модуль упругости бетона с добавкой СДБ в возрасте 28 сут, определенный при о = 0,2 ДПр, приведен в табл. 2. Его величина у бетона с оптимальной добавкой 0,5% СДБ меньше на 5—7%, чем у бетона без добавки.
Снижение модуля упругости в бетонах с добавкой СДБ (0,2—0,5%) при равной прочности и пористости может быть объяснено только повышением способности цементного камия к пластическим деформациям, которое вызвано образованием в цементном камне более мелкокристаллической структуры цементирующего вещества (геля) [5].
Удельные деформации ползучести бе тона определяли на образцах размером 10Х10Х40 см на портландцементе Балаклейского завода с добавкой СДБ Котласского ЦБК в количестве 0,5% массы цемента при сокращении расхода цемента и воды на 18% по сравнению с бетоном без добавки. Образцы выдерживали в нормальных условиях 28 сут, после чего их тщательно изолировали добавки: 2 — 0,5% СДБ для устранения деформаций усадки бетона. Образцы загружали на пружинных установках постоянной нагрузкой, равной 0,4 /?пр- Деформапии измеряли индикаторами часового типа с ценой деления 0,002 мм на двух загруженных об- разцах-близнецах,
Изменение удельной ползучести показано на рис. 1. Наличие добавки СДБ повышает удельную ползучесть бетона на 8—9% по сравнению с удельной ползучестью бетона без добавки.
Параллельно с измерением деформации усадки бетона определяли скорость высыхания образцов путем взвешивания двух других образцов-близнецов. Из рис. 2 видно, что наиболее интенсивно деформации усадки нарастают в течение 40—60 сут, при этом усадка бетона без добавки развивается быстрее, чем усадка бетона с СДБ. По абсолютному значению деформации усадки бетона с добавкой в возрасте 125 сут на 6—17% меньше деформаций усадки бетона без добавки, при этом для бетона с добавкой 0,5% СДБ уменьшение составляет 15%. Это вызвано значительным сокращением массы цементного камня (до 18—207с) в единице объема бетона (без чего практически невозможны повышенные дозировки СДБ), хотя и непропорционально ему. Влагопотери бетона с добавкой СДБ на 2—9% меньше влагопотерь бетона без добавки.
Таким образом, исследования влияния повышенных дозировок добавки СДБ на деформативные свойства тяжелого бетона для монолитных конструкций естественного твердения при максимально возможном уменьшении расхода цемента с сохранением В/Ц, заданной подвижности и прочности бетона, позволили установить, что модуль упругости бетона с добавкой СДБ уменьшается на 5—7%; деформации ползучести бетона увеличиваются на 8—9%; усадочные деформации бетона с добавкой СДБ меньше усадочных деформаций бетона без добавки на 15%.
Выводы
Увеличение скорости нагружения примерно в 25 раз привело к повышению предела прочности бетона при срезе iB 1,19 раза.
Рекомендуется образцы-цилиндры на срез испытывать со скоростью нагружения РС = 1,2±0,8 кгс/(см2-с).
Пределы прочности бетона при срезе, определенные экспериментальным путем и по приведенной формуле, отличаются незначительно. Это дает возможность утверждать, что как и при других видах испытаний (сжатие, растяжение, изгиб, эту формулу можно применять также для нахождения предела прочности бетона на срез при различных скоростях нагружения.