Зимнее бетонирование с использованием противоморозных добавок к бетону
Для дальнейшего совершенствования безобогревного метода зимнего бетонирования, основанного на затворении смеси растворами соединений, понижающими температуру замерзания- воды, необходимо прежде всего установить основные закономерности, обусловливающие эффективность их применения в качестве противоморозных добазок к бетону.
Такие добавки изменяют физико-химические свойства воды затворения, электрокинетнческне свойства цементных частиц, растворимость исходных и образующихся фаз, а также фазовый состав продуктов гидратации. Учитывая сравнительно большие их дозировки и специфические условия твердения бетона, наиболее вероятно, что степень влияния противоморозных добавок на ускорение твердения бетона при низких положительных и отрицательных температурах главным образом зависит от способности добавок участвовать в процессах гидратации с образованием новых фаз.
Известно, что введение противоморозных добавок при гидратации портландцемента в условиях отрицательной температуры способствует образованию в основном оксисолей и двойных солей-гидратов по уравнениям:
Поскольку трудно предположить использование какого-либо соединения, приводящего к образованию более труднорастворнмого продукта, чем СаСОзХ Х,6Н20, то большая интенсификация процесса твердения бетона при отрицательных температурах маловероятнее, чем при введении добавки поташа. Однако из-за быстрого загустевания смеси с добавкой этой соли, а также неблагоприятного ее воздействия на формирование структуры и свойства целесообразно не во всех случаях.
Эффективность применения в качестве противоморозных добавок соединений, заметно понижающих температуру замерзания воды и имеющих один и тот же анион, можно оценить по их влиянию на активность воды. при одной и тон же активности воды растворе ее взаимодействие с минералами портландцементного клинкера проходит быстрее, если ноны растворенного вещества изменяют активность воды преимущественно в результате вторичной гидратации. при этом наиболее вероятно, что чем больше объем вторичной гидратной оболочки, тем выше растворимость вещества.
Если выразим через число Авагадро число молекул воды, содержащихся в 100 г воды, и число молекул растворенного вещества, образующего насыщенным раствор при Дайной температуре, то получим уравнение
Таким образом, определив значение N по формуле (4), можно без проведения экспериментальных исследований оценить эффективность нового соединения, способного понижать температуру замерзания воды, в качестве противоморозной добавки к бетону в сравнении с известным соединением, имеющим такой же анион. Такие же расчеты можно выполнить и для различных сочетании добавок, например, с целью утилизации многотоннажных отходов промышленности.
Поскольку вряд ли возможно в большей степени, чем это известно, интенсифицировать процесс твердения бетона при отрицательных температурах путем разработки новых противоморозных добавок, то применение таких с получением распалубочной прочности в короткие сроки возможно при выдерживании конструкций по методу термоса либо с частичным обогревом (прогревом). Вторым направлением может быть завышение марки бетона против проектной. Такой прием при бетонировании конструкций в холодную погоду широко при , меняется за рубежом. В нашей стране он используется редко из-за неизбежного в этом случае перерасхода цемента.
Однако сократить время выдерживания бетона в настоящее время можно и без перерасхода цемента. Вводя в состав бетонной смеси добавку эффективного пластификатора, не замедляющего твердение бетона, можно снизить расход воды на 15—25% и за счет этого повысить марку бетона по сравнению с исходным составом на 1—2 ступени а главное— ускорить набор бетонам прочности на начальном этапе выдериживания.
Для наиболее интенсивного твердении бетона на морозе в его состав необходимо вводить оптимальное количеств во противоморозной добавки, которое сохраняет в бетоне достаточное для протекания процессов гидратации количество жидкой фазы и исключает увеличение ее объема при частично переходе воды в лед. при невыполнении этого условия структура бетона может нарушиться и ухудшить строительно-технические свойства материала. Уменьшение его прочности при введении в смесь избыточного количества добавки вызвано тем, что с повышением концентрации раствора активность молекул воды из-за гидратации уменьшается (рис. 2). Поэтому при отсутствии замораживания прочность бетона всегда обратно пропорциональна количеству введенной противоморозной добавки. У
При учете специфики замерзание водного раствора с исходной массовой концентрацией Ан при охлаждении его по линии ликвидуса до образована раствора массовой концентрации Ак количество образующегося льда i можно определить по уравнению
