А. В. ЛАГОЙДА, канд. техн. наук, А. В. РУБАНОВ, инж. (НИИЖБ), Комплексная противоморозная добавка на основе поташа
Метод универсален, т. е. пригоден для расчета как среднеотраслевых, так и производственных НЧП.
Недостатки НЧП, рассчитанных по методу, в том, что применение их обусловливает одинаковые темпы роста производительности труда и средней заработной платы. Этот недостаток присущ и НЧП [2]. Устранить его можно введением понижающего коэффициента, который следует применять при расчете планового фонда заработной платы предприятия по показателю НЧП. На НЧП через расчетную себестоимость изделий, по которой рассчитывается нормативная прибыль, влияет материалоемкость изделий.
Можно полагать, что применение в планировании предприятий НЧП, рассчитанных по этому методу, исключает разновыгодность изготовления продукции. кроме обусловленной разными уровнями рентабельности ее производства, принятыми за основу при расчете среднеотраслевых и внутрипроизводственных НЧП.
Беспрогревный метод зимнего бетонирования с противоморознымн добавками находит все более широкое распространение. Поташ по интенсивности твердения бетона является наиболее эффективной добавкой. Бетонные смеси с ней целесообразно использовать в конструкциях малой массивности, температура бетона которых быстро достигает значений температуры воздуха. К недостаткам бетонных смесей с добавкой поташа относится быстрое схватывание, что делает невозможным ие только качественную их укладку, но и централизованное приготовление, особенно важное в условиях индустриализации строительства.
Многочисленные замедлители, предложенные для бетонных смесей с добавкой поташа, по принципу действия можно разделить на два вида: адсорбирующиеся на клинкерных минералах и продуктах их гидратации лигиосульфонаты технические и др., и создающие буферный эффект (ТБН-тетраборат натрия и др.). Однако вследствие избирательного действия эти добавки не всегда существенно замедляют процесс схватывания цемента, поэтому широкого применения в строительстве они не нашли
При совместном использовании замедлителей, характеризующихся различным механизмом действия, например, ТБН+ЛСТ, последний, адсорбируясь на поверхности минералов портландцемента и препятствуя их гидратации увеличивает буферный эффект тетрабората натрия. что удлиняет время схатываиня цемента и, следовательно, замедляет потерю подвижности смеси во времени (рис. 1). Поэтому применение комплексной добавки ТБН+ЛСТ позволяет приготовлять бетонные смесн с добавкой поташа, практически не отличающиеся по потере подвижности от бетонной смеси без добавки. Действие рассматриваемого замедлителя мало зависит от химико-минералогического состава цемента.
В монолитных конструкциях, бетон которых остывает до температуры наружного воздуха через некоторое время, необходимо правильно определить среднюю температуру за период выдерживания бетона, поскольку именно она является главным фактором при назначении количества противоморозиой добавки. Дозирование противоморозиой добавки по температуре наружного воздуха приводит к ненужному ее перерасходу и, кроме удорожания бетона, к ухудшению его свойств. Из рис. 2 видно, что при увеличении количества поташа с 10 до 12% (при назначении его по средней и конечной температурам) при отрицательной температуре прочность возрастает не более чем на 10% 28-суточной прочности бетона без добавок (Rap). Однако после дополнительного выдерживания в течение 28 сут при положительной температуре прочность бетона составила 95 и 84% R28. В общем случае, при отсутствии замораживания, чем меньшее количество поташа вводят в бетон, тем в более короткие сроки выдерживания при положительных температурах он приобретает проектную прочность.
Большое значение для практики зимнего бетонирования имеет прогнозирование прочности бетона, приобретаемой им в процессе выдерживания. Наибольший интерес представляет метод, основанный на вычислении приведенного возраста (зрелости)
Исследованиями установлено, что данная зависимость удовлетворительно описывает процесс твердения бетона с противоморозными добавками при различных температурах. Исключением является бетон с добавкой поташа, для которого вместо одной имеются две кинетические кривые (рис. 3). Это явление объясняется различным характером гидратации и формирования структуры цементного камня с добавкой поташа в зависимости от температурных условий при положительной температуре образуется мелкокристаллический карбонат кальция, экранирующий поверхность у минералов и препятствующий проникновению воды к ним; при отрицательной образуется гидрокарбоиат кальция (3 крупные кристаллы которого не затрудняют доступ воде к поверхности минералов.
Электронно-микроскопические исследования образцов из цемента, гидратированного в растворе поташа, показал (рис. 4) что при гидратации в условия положительных температур не установлено образования крупнокристаллически фаз. кроме гидроксида кальция, а пр отрицательных температурах появляются крупные кристаллы кальцита, скорс всего из гидрокарбоната кальция, a Tai же столбчатые кристаллы.
Поскольку бетон, укладываемый зимнее время, может подвергаться по переменному замораживанию в водонасыщенном состоянии л приобретения им проектной прочности определяли его морозостойкость пр прочности к моменту испытания равнс 10, 50 и 100% этого образец бетона с добавкой П+ТБН+ЛСТ удерживали по режиму 2 (см. рис. 2) приобретения указанной прочности, а добавки — в нормальных условиях. Г ускоренной методике образцы замор, живали до — 50С и оттаивали в вод
Внешний вид образцов при всех значениях прочности до испытаний не отличался от внешнего вида образцов без добавок, испытывавшихся со 100%-ной прочностью. Потеря массы не превышала 2%.
На рис. 6 показано изменение прочности бетона с добавкой в эквивалентных образцах и в образцах, подвергавшихся циклическому замораживанию и оттаиванию, что объясняет влияние добавки на морозостойкость бетона. На начальном этапе замораживания и оттаивания активизируется твердение бетона с добавкой, вследствие чего отмечается превышение прочности этих образцов по сравнению с твердевшими в нормальных условиях. На втором этапе прирост прочности полностью покрывает отрицательное воздействие замораживания, вследствие чего прочность образцов в течение некоторого времени остается практически постоянной. Затем внутренние напряжения, вызванные замораживанием II оттаиванием, снижают прочность.
Интенсификация твердения бетона с добавкой на первом и втором этапах, видимо, связана с разрушением гидратпых оболочек, покрывающих зерна цемента, в результате чего жидкая фаза проникает к негидратированиой части зерна, что вызывает ускоренное твердение. Причем, чем меньше начальная проность образцов, тем больше прирост чх прочности в процессе замораживания и оттаивания, что, видимо, связано с различной прочностью оболочек. В экспериментах на образцах бетона без добавки ускорения твердения не отмечалось
При замоноличивании стыков сборных Конструкций и изделий необходимо обеспечить сцепление бетона заделки с затвердевшим бетоном, которое является основным фактором определяющим сооружения. Сцепление нового бетона со старым оценивали по прочности на растяжение при изгибе. К заранее изготовленным и охлажденным Салочкам размером 7X7X14 см добетонировали другую. Полученные составные образны размером 7X7X28 см после выдерживания при положительных и отрицательных температурах испытывали в установленные сроки (табл. 2). С повижением температуры выдерживания, вследствие замедления твердения бетона, прочность монолитных образцов уменьшается. Прочность составных балочек бетона с добавкой значительно выше
Выводы
Замедлитель ТБН+ЛСТ позволяет организовать централизованное приготовление бетонных смесей с добавкой поташа. По темпу твердения бетой с добавкой П+ТБН+ЛСТ не уступает бетону с индивидуальной добавкой поташа и характеризуется заметным твердением при температурах до —35 С.
Прочность бетона целесообразно прогнозировать в зависимости от приведенного возраста (зрелости) по температурному режиму выдерживания бетона.
Установлена возможность попеременного замораживания и оттаивания в водонасыщенном состоянии бетона с добавкой П+ТБН+ЛСТ после достижения им 50% проектной прочности. Бетон с такой добавкой характеризуется высоким сцеплением с затвердевшим бетоном.
Показано влияние температурных условий па характер гидратации и кинетику твердения бетона с добавкой поташа.
Бетон и железобетон, 1988