Добавки в бетон Справочное пособие
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЕТОНА
Хлорид кальция увеличивает прочность бетона и раствора в раннем возрасте, причем конкретные данные зависят от его дозировки, водоцементного отношения, температуры, условий хранения и типа цемента. СаСЬ повышает прочность бетона на цементах любого типа (табл. 2.5) [56]. Что касается прочности бетона в более позднем
Таблица 2.5. ВРЕМЯ, НЕОБХОДИМОЕ ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ БЕТОНОМ ПРОЧНОСТИ ПРИ СЖАТИИ, РАВНОЙ 13,8 МПа
|
Возрасте, то эти данные противоречивы.
Введение смеси СаО и А12 (SO-ib в качестве добавки восстанавливает прочность бетона [103]. Кинетика изменения прочности бетона зависит от количества первоначально введенного СаСЬ. Его оптимальные дозировки лежат между 1 и 4 %, однако большинство исследователей сходятся на 2 % СаСЬ (т. е. 1,5 % в расчете на безводную соль). Более высокое содержание хлорида кальция приводит обычно к снижению прочности бетона.
Ускорение твердения наблюдается и в тех случаях, когда бетон твердеет при температуре ниже обычной, причем относительный прирост прочности в этом случае часто даже возрастает [56] (рис. 2.18).
Применение ускорителей обеспечивает ряд преимуществ при производстве сборного железобетона. В СССР рекомендуют вводить большие дозы К2СО3 или NaN02 + CaCl2 в бетон для стыков при безобо - гревном бетонировании [104].
Обычно прочность сопоставляют при одинаковом времени выдерживания бетонов. Однако
Для более полной оценки эффективности хлорида кальция важны также данные по прочности бетонов при одинаковой степени гидратации цемента [60] (рис. 2.19). Из приведенных данных видно, что введение 3,5 % СаСІг приводит к снижению прочности бетона при одинаковой степени гидратации цемента — при любой полноте процесса гидратации, тогда как добавление 1—2 % СаСЬ обеспечивает бетону большую прочность при одинаковой с эталоном степени гидратации цемента, если она выше 60 %. Эти опыты подтверждают необходимость учета плотности, пористости и характеристик сцепления частиц, зависящих от
особенностей природы продуктов гидратации цемента.
В советской литературе приводится большой перечень комплексных добавок, например СаСЬ и Ni (NO3) 2, нитрата и нитрита кальция, а также сочетание последних с хлоридом кальция [105, 106]. По данным [105], максимальную прочность бетону обеспечивает смесь из 1,1% СаС12+1,2 % Ni(N03)2, что объясняется более полной гидратацией цемента, образованием более низкоосновных гидросиликатов кальция и комплексных солей этих добавок с составляющими цементного камня.
70 SO 50 |
20 ЗО 40 50 60 70 80 Степень гидратации, % |
Рис. 2.19. Зависимость прочности бетона от степени гидратации цементного камня, содержащего хлорид кальция |
J——I__ I________ L |
40 ЗО 20 10 О |
Прочность бетона нельзя считать линейной функцией степени гидратации цемента в присутствии комплексных добавок. Так, при 50 %-ной степени гидратации цемента прочность бетона с добавкой нитрит—нитрат—хлорида кальция составила 16—23 МПа, а для бетона без добавки—10 МПа [106].
Известны и результаты исследования бетонов с добавками хлоридов с другими катионами. Согласно [107], прочность бетона в возрасте 1 сут, содержащего 1,6 % ВаС12, была такой же, как с 2 % СаСЬ, однако к 28 сут прочность бетона с хлоридом бария была ниже, чем с хлоридом кальция. Как ускоритель ВаСЬ уступает СаСЬ при температуре 10—15 °С, что, по-видимому, связано с разной растворимостью этих солей.
По данным [108], повышение прочности бетона с добавкой 3 % СаСЬ в 28-суточном возрасте наблюдается и при его пропаривании при 70 °С в течение 20 ч.
2.4.2. Прочность при изгибе. В целом хлорид кальция в меньшей степени повышает прочность бетона при изгибе, чем при сжатии [109]. Долговременная прочность бетона при изгибе в присутствии этой добавки (при температуре 3,9— 12,8 °С) может быть даже несколько ниже, чем у эталона (рис. 2.20).
2.4.3. Прочность при растяжении. При введении до 2 % СаСЬ прочность бетона при растяжении возрастает, а при большей дозировке — снижается.
Присутствии хлорида кальция модуль упругости бетона изменяется так же, как и его прочность при сжатии: в раннем возрасте имеет большее значение модуль упругости, а в возрасте
80 |
Ризг, мпа 8 |
0 12 3 4 5 6 7 CaCl2,% |
Рис. 2.20. Развитие прочности в цементном камне, содержащем различные количества хлорида кальция |
90 сут этот показатель такой же, как у эталона [110].
Бетон с добавкой 2 % СаСЬ более стоек к истиранию, чем бетон без добавки, как при влажном хранении, так и в су: хих условиях [111]; он также меньше подвергается эрозии.