Добавки в бетон Справочное пособие
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЕТОНА
Положительное влияние большинства противоморозных добавок на микроструктуру цементного камня, его поровую структуру и зону контакта с заполнителем проявляется в улучшении физико-механических показателей бетона. Однако в связи с тем, что процессы гидратации цемента вскоре после укладки бетонной смеси в течение длительного срока протекают при пониженной или низкой температуре, бетон твердеет медленно, и улучшение его прочностных показателей выявляется через отдаленные промежутки времени, нередко после оттаивания.
Из данных табл. 8.16 видно, что такие противоморозные добавки, как, например, ННХК, НКМ и смесь нитрита натрия с хлоридом кальция, повышают прочность бетона при сжатии, осевом растяжении и растяжении при изгибе, а также его ударную прочность по сравнению с эталоном — бетоном нормально-влажного твердения без добавок. Существенно, что при этом не ухудшаются или улучшаются коэффициенты, характеризующие отношение прочности бетона при растяжении к его прочности при сжатии.
Важно также, что даже резкие переходы от низких температур—от — 20 до —30 °С (вплоть до —50 °С) к температуре + 20 °С не вызывают в бетоне деструктивных процессов при условии, что такие переходы осуществляются после того, как бетон приобрел необходимую критическую прочность (см. п. 8.2). Об этом свидетельствуют данные рис. 8.10, из которого следует, что кривые, отражающие рост прочности образцов после оттаивания, идут параллельно друг другу и через 28 сут превышают прочность эталонных образцов.
Введение противоморозных добавок в пониженных дозах, отвечающих их сочетанию с методом раннего замораживания бетона, не приводит также к снижению его прочности при сжатии и растяжении при замораживании до —30... —35° С (табл. 8.17 и 8.18). Если же температура понизится до — 50 °С, то конечная прочность после твердения бетона при
температуре выше О °С снижается на 20 %.
Статистическая обработка накопленного за многие годы экспериментального материала по традиционному применению противоморозных добавок позволила свести кинетику нарастания прочности бетона в зависимости от температуры (и соответственно от дозировки добавок, см. п. 8.2) в табл. 8.19. В этой таблице нашли отражение также температурные пределы использования противоморозных добавок. Данными табл. 8.19 руководствуются при назначении добавок и минимальных сроков выдерживания бетона до начала возможной эксплуатации конструкций и сооружений. Эти же данные при температуре не ниже — 10° С распространяются и на кинетику нарастания прочности бетона с противоморозными добавками, вводимыми в сочетании с ранним замораживанием или методом термоса.
Усредненные данные по продолжительности твердения бетона на портландцементе с
Таблица 8.16. ПРОЧНОСТЬ БЕТОНОВ С ДОБАВКАМИ, ТВЕРДЕВШИХ В ТЕЧЕНИЕ 28 СУТ ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ — 20°С + 28 СУТ НОРМАЛЬНО-BJIАЖНОСТНОГО ХРАНЕНИЯ |
Добавки |
Количество добавки, % массы воды за творения |
Предел прочности при сжатии, МП< |
Предел прочности на растяжение при изгибе, МПа |
Предел прочности прн осевом растяжении, МПа |
ННХК |
10 |
38,8 |
4,3 |
2,4 |
15 |
35,7 |
4,4 |
2,4 |
|
Ннхкм |
10 |
40 |
4,7 |
2,65 |
15 |
38,5 |
4,6 |
2,6 |
|
Нн+хк |
10 |
36 |
4,5 |
2,5 |
15 |
43,2 |
4,2 |
2,4 |
|
Нкм |
15 |
36 |
4,4 |
2,5 |
Без добавок |
-- |
36 |
4,3 |
2,4 |
14* противоморозными добавками до достижения им критической прочности приведены в табл. 8.20.
8.5.2. Упругие характеристики бетона. Улучшение боль-
R/R!8-700,% |
Рис. 8.10. Кинетика роста относительной прочности R/Rn (в процентах от прочности при сжатии в возрасте 28 сут бетона без добавки) бетона с добавкой 15% ННХК при температуре от — 2 до +4 °С после замораживания в течение 56 сут при температуре —30 °С. На кривых указана прочность бетона до замораживания |
T, сут |
419
00 |
— |
Со |
Ся |
_ |
СТ5 |
|||
О |
О |
О |
||||||
О" |
О |
О" |
О" |
О |
О" |
О" |
О" |
О" |
СО |
Ь |
Со |
00 |
00 |
Со |
|||
О |
О |
О. |
О |
О |
О_ |
О |
О |
О |
О" |
О |
О |
О |
О |
О" |
О |
О" |
О |
Eel* |
Я Я |
Таблица 8.18. прочность бетонов, твердеющих при различных темп ер атурных режимах
|
Шинством противоморозных добавок структурных характеристик бетона благоприятно сказывается и на его упругих свойствах, о чем свидетельствуют данные табл. 8.21.
Модуль упругости — достаточно структурно-чувствитель - ный показатель бетона. Это подтверждается тем, что бетон с добавкой поташа, ухудшающего структуру цементного камня, имеет и более низкий модуль упругости, чем бетон с другими распространенными противоморозными добавками.
8.5.3. Сцепление арматуры с бетоном. Противоморозные добавки либо практически не изменяют сцепления арматуры с бетоном (поташ, нитрит натрия) , либо несколько повышают его (на 10—20%). Особенно велика разница в значении сил сцепления при сравнении бетона с противоморозными добавками с бетонами без добавок, подвергшимися замораживанию в раннем возрасте. В последнем случае в связи с деструктивными процессами сцепление арматуры с бетоном снижа-
Таблица 8 20 продолжительность выдерживания бетона с противоморозными добавками до набора им критической прочности
|
Таблица 8.19. нарастание прочности бетона на портландцементе с противоморозными добавками |
Добавка |
Температура твердения бетона, °С |
Прочность при сжатии, % марочной, при твердении на морозе, сут |
|||
7 |
14 |
28 |
90 |
||
Нн, ннк |
—5 |
30 |
50 |
70 |
90 |
—10 |
20 |
35 |
55 |
70 |
|
— 15 |
10 |
25 |
35 |
50 |
|
Хк+хн |
—5 |
35 |
65 |
80 |
100 |
— 10 |
25 |
35 |
45 |
70 |
|
— 15 |
15 |
25 |
• 35 |
50 |
|
—20 |
10 |
15 |
20 |
40 |
|
Нкм, нк+м, |
—5 |
35 |
50 |
80 |
100 |
Ннк+м |
— 10 |
20 |
35 |
60 |
80 |
— 15 |
15 |
25 |
35 |
60 |
|
—20 |
10 |
20 |
30 |
50 |
|
Хк+нн |
—5 |
40 |
60 |
90 |
105 |
—10 |
25 |
40 |
65 |
90 |
|
—15 |
20 |
35 |
45 |
70 |
|
-20 |
15 |
30 |
40 |
60 |
|
—25 |
10 |
15 |
25 |
40 |
|
Ннхк, ннхк+м |
—5 |
50 |
70 |
95 |
105 |
— 10 |
30 |
45 |
70 ' |
90 |
|
— 15 |
20 |
35 |
45 |
70 |
|
-20 |
15 |
30 |
40 |
60 |
|
-25 |
10 |
15 |
25 |
40 |
|
Поташ |
—5 |
50 |
65 |
75 |
100 |
-10 |
30 |
50 |
70 |
90 |
|
-15 |
25 |
40 |
65 |
80 |
|
—20 |
20 |
35 |
55 |
70 |
|
—25 |
15 |
30 |
50 |
60 |
Примечание. При использовании высокомарочного шлакопортландцемента значение прочности получают умножением указанных в таблице значений на коэффициент 0,8. Марочная прочность—прочность после 28 сут нормально-влажност - ного твердения бетона. |
Продолжение табл. 8.20
|
Таблица 8.21. МОДУЛЬ УПРУГОСТИ И УСЛОВНАЯ ПРЕДЕЛЬНАЯ РАСТЯЖИМОСТЬ БЕТОНОВ С ПРОТИВОМОРОЗНЫМИ ДОБАВКАМИ
|
Ется на 50—70 %, тогда как противоморозные добавки (в том числе вводимые в пониженной дозировке для применения в сочетании с методом раннего замораживания, см. п. 8.2) исключают деструкцию и способствуют сохранению хорошего сцепления арматуры с бетоном.