Структура и морозостойкость гидротехнического бетона с добавкой ГКЖ-94
В практике гидротехнического строительства нашей страны нашли широкое применение пластифицирующие (СДБ, ССБ), воздухововлекающис (СНВ) добавки и их комплексы. Однако их использование неполностью решает задачу улучшения качества и морозостойкости бетона.
Проведенные в НИИЖБ, ЛИИЖТ, ЦНИИС Миитрансстроя исследовательские работы выявили, что значительное повышение морозостойкости бетона может быть достигнуто при введении добавки кремнийорганнческого полимера ГКЖ-94. В НИИЖБ в течение ряда лет исследовали морозостойкость бетонов, модифицированных соединениями ряда полигидросилбксаиов. Испытывались бетоны нормального твердения и пропаренные, приготовленные из смесей различной консистенции (O.K. от 2 до 20 см), на цементах разного минерального состава.
Результаты лабораторных экспериментов, подтвержденные 20-летними натурными»испытаниями бетона и железобетона в условиях Баренцева моря, убедительно доказали возможность создания монолитных и сборных конструкций высокой стойкости, модифицированных ГКЖ-94. Значительное повышение морозостойкости бетона объясняется образованием мелкой равномерно распределенной пористости за счет выделения водорода при разрыве связи Si—Н в среде Са(ОН)2, а также частичной гидрофибизацией внутренней поверхности пор и капилляров, образующимися нами.
Оценка реальной технико-экономической эффективности этой добавки i практике гидротехнического строительства может быть сделана по результатам ее использования на Зейской ГЭС где была отработана производственна технология приготовления и введетц эмульсии ГКЖ-94 в бетонные смеси. настоящему времени в основные сооружения гидроузла с этой добавкой о более 250 тыс. м3 морозостойкого бетона.
На протяжении ряда лет лаборатория строительства совместно с ЛИИЖТ НИИЖБ ведет исследования структры и свойств производственных бел нов на гравии с этой добавки (табл. 1).
Приближенная оценка строения капиллярной пористости бетона производилась по показателям X и а, рассчитываемым по кривым водонасыщения образцов в соответствии с методике [1], и свидетельствует об удовлетворительных характеристиках структуры кернов уложенного в сооружении бетона (табл. 2). Интегральная (кажущаяся) пористость всех испытанных образцов Немане колеблется в я больших пределах от 4,02 до 4.64. 3 возраст образцов — 28 сут. Низкие из-за величины X по всем образцам свидетельствуют о небольших средняя размерах пор и капилляров. Все образцы имеют небольшую вариацию в pssj. мерах пор и показатель а колеблется в пределах 0,6—0,8 (при а=1 все капилляры имеют постоянные размеры).
Как видно из данных табл. 3, при введении 0,1% добавки ГКЖ-94 от массы цемента и относительно невысоком общем содержании выделяющегося газа поры равномерно распределяются в объеме бетона, что обеспечивает его высокую морозостойкость.
Параллельно с изучением структуры морозостойкость бетона оценивали sno результатам испытания контрольных образцов и выбуренных из тела плотины кернов. Их испытывали по стандартному методу в соответствии требованиями ГОСТ 4800- 59 и по жесткому режиму при температуре замораживания — 50°С. Контрольные образцы-кубы имели размер ребра 150 мм. Керны диаметром 150 мм перед испытанием распиливали алмазной пилой через 150 мм по высоте и торцы полученных образцов тщательно пришлифовывали.
Показатели прочности на сжатие контрольных образцов (табл. 4) и кернов (табл. 5), не подвергавшихся RK и подвергавшихся 500 циклам замораживания и оттаивания П?Мрз5001, коэффициенты морозостойкости ранения упругих волн в образцах до испытания (Ц) и после 500 циклов (К мрз) позволяют сделать важные выводы.
О высокой морозостойкости бетона контрольных образцов и кернов свидетельствуют высокие коэффициенты стойкости и результаты измерения скорости распространения упругих волн. После выполнения всех циклов испытания на морозостойкость каких-либо разрушений в структуре бетона не обнаружено.
Часть образцов-кернов была подвергнута испытанию на морозостойкость по жесткому режиму при температуре замораживания до —50°С. Для кернов, прошедших 50 циклов замораживания и оттаивания по жесткому температурному режиму, средняя прочность бетона, приведенная к кубкко- вой, была равна 604 кгс/см2, а для контрольных кернов — 610 кгс/см2. Коэффициент морозостойкости при этом равен Кмрз = 0,98.
По стандартной методике были произведены сравнительные испытания контрольных образцов производственного бетона при большом количестве циклов замораживания и оттаивания. Коэффициент морозостойкости контрольных образцов-кубов после 1400— 1500 циклов замораживания и оттаивания по ГОСТ 4800—59 находится в пределах 0,89—1,01.
Выводы
Экспериментальные исследования кинетики водопоглощення образцов и микроскопические исследования аншлифов производственных бетонов показывают, что добавка ГКЖ—94 0,1% массы цемента стабильно обеспечивает необходимые параметры условно-замкнутых пор в бетоне. Применение кремнийорганической добавки ГКЖ-94 позволило получить бетоны высокой стабильной морозостойкости.