Г. В. ТОПИЛЬСКИЙ, канд. техн. наук, М. Н. КОРЯЖКИНА, И. В. ФИЛАТОВА, инженеры (ВНИИжелезобетон); М. Г. ЕЛИСТРАТОВ, инж. (ПО «Мостожелезобетонконструкция»), Применение вододисперсных пленкообразующих составов при обработке изделий в термоформах
Кондуктивный прогрев железобетонных изделий и конструкций в термоформах является одним из распространенных способов тепловой обработки сборного железобетона. Осуществляемый, как правило,без устройства соответствующей паро- и теплоизоляции верхней открытой поверхности бетона такой прогрев сопровождается интенсивными влагопотерями и развитием пластической усадок бетона, недобором его проектной прочности и образованием поверхностных трещин, снижающих долговечность изделий.
Для уменьшения неактивного влияния пересушивания бетона на строительно-техничесю.е свойства изделий и конструкций на практике вынуждены прибегать к перерасходу цемента и увеличению цикла тепловой обработки,хотя последнее лишь усиливает дополнительное обезвоживание бетона.
Наблюдающийся при прогреве в термоформах значительный температурный градиент по высоте изделий, достигающий, например, в мостовых конструкциях до 30... 40 °С, также усугубляет обезвоживание бетона за chit дополнительного переноса влаги в сторону более холодной [1], открытой поверхности изделия, контактирующей с окружающей воздушной средой. Интенсивное испарение этой влаги с открытой поверхности бетона, в свою очередь, замедляет прогрев изделия [2], разрыхляет структуру бетона и увеличивает его водопоглошенне вследствие преимущественного формирования в ней направленной капиллярной пористости.
Поданным [3]. прогрев изделий в термоформах при наличии паро- и теплоизоляции верхней испаряющей поверхности бетона повышает его прочность на 20—25 %. сокращает длительность теплового режима и расход теплоносителя иа 25 -30 %, ускорят оборачиваемость форм.
Для защиты бетона при прогреве изделий в термоформах ВНИИжелехобетоном предложены вододисперсные пленкообразующие составы, синтезируемые из продуктов депарафинизации масел и масляных дистиллятов. ВПС нетоксичны и дешевы, наносятся на поверхность свежеуложениого бетона серийными краскораспылительными устройствами, наиболее предпочтительны из которых безвоздушные (гидравлические) распылители с удочкой, отличающиеся минимальными туманообразованием и потерями распыляемого состава. Опытно-промышленные испытания ВПС проводили на некоторых заводах страны и за рубежом [4, 5].
ВПС типа ВДСВ, изготовленные из слоп-вокса (смеси мягких парафинов и минеральных масел) ПО «Пермнефтеоргсинтез» и Фергананефтеоргсинтез были апробированы при обработке двухскатных решетчатых балок БДР-12 и БДР-18 в термоформах на заводе ЖБК № 1 и Опытном заводе напорных труб и железобетонных изделий (Душанбе) [4], а ВПС на основе жидких парафинов (ВДЖГ1 по ТУ З-З.бОУбО-вв) — при тепло- обработке железобетонных свай [5] на строительстве объектов Нефтеюгстрой в Ираке.
Установлено, что преднапряженные железобетонные балки, защищенные ВДСВ, после прогрева в термоформах при 8СРС по режиму (3 ..8)-(-2+10+4) ч на полигоне Душанбинского завода ЖБК в осенне-зимний период при температуре окружающего воздуха 1... 10 °С й относительной влажности Ф=52...68 % набирают передаточную прочность (70 % марки /?м=400) — в суточном возрасте, а без защиты ВПС — через 2... 3 сут. При сохранении двухсуточной оборачиваемости форм, принятой из заводе, продолжительность тепловой обработки балок с ВПС была сокращена в 2 раза. Балки, защищенные ВПС, быстрее разогревались и медленнее остывали после прогрева, а открытая поверхность бетона не имела поверхностных трещин [4].
Сравнительные испытания различных способов ухода за свежеуложенным бетоном свай при обработке (55...70°С; 3-f-44-8-f-2 ч) в термоформах, проведенные на строительном полигоне в Ираке в зимнее время при температуре воздуха 5...11°С и относительной влажности <р = 75...88 %, подтвердили преимущество ВПС по сравнению с традиционным способом ухода за бетоном с помощью полиэтиленовой пленки и мешковины [5].
Применение ВПС позволило снизить стоимость ухода за бетоном свай в 4 раза, повысить его прочность на 20...30 % и уменьшить водопоглощение на 2...2,5 % по сравнению с бетоном, уход за которым осуществляли традиционным способом.
С учетом результатов этих испытаний для эффективного ухода за бетоном при обработке сборных железобетонных конструкций и изделий в термоформах были разработаны новые рецептуры функциональных ВПС на основе жидких и твердых парафинов (совместно с НПО «СннтезПАВ») и фильтрата обезмасливания ПО «Ярославнефтеоргсинтез» (совместно с ВНИИНП). предназначенных для централизованного промышленного производства. Испытания этих составов при обработке автодорожных железобетонных балок (18 м) в термоформах, проведенные на Исетском заводе мостовых железобетонных конструкций (Екатеринбургская обл.), подтвердили их высокую эффективность.
Автодорожные балки изготовляли из бетона класса В25. Для приготовления бетонной смеси использовали Сухоложский или Коркинский цементы М500 при расходе 400 кг/м3 бетона, добавки суперпластификатора С-3 и СНВ, строительный песок с =1,9...2,1 (640 кг/м3) н щебень фракции 5...20 мм (1190 кг/м3). В/Ц бетонной смеси составляло 0,45, а осадка конуса 5...9 см. Температура воздуха в цехе при формовании балок 26...27 °С, относительная влажность <р=34...36 %. ВПС наносили на открытую поверхность балок сразу после ее отделки. Прочность бетона определяли испытанием контрольных бетонных образцов-кубов с ребром 0,1 м, прогреваемых совместно с изделием в нишах термоформ. Влагозащитную способность ВПС исследовали на бетонных образцах-плитках (с модулем открытой поверхности М=25 м), установленных на верхней поверхности балок и прогреваемых совместно с ними. Из-за значительного температурного градиента, существующего по высоте балки при изотермическом прогреве (70 °С), температура ее верхних слоев, как и температура указанных образцов-плиток не превышала 40...42 °С. Такие условия прогрева контрольных образцов близки к тем, которые нормирует американский стандарт ASTM С-156 для определения влагозащитной способности пленкообразующих материалов (37 °С, ф=32 %).
Защитный коэффициент Кз покрытий из ВПС на бетоне после прогрева по режиму 4+4+18+4 ч при температуре 40...42°С и Ф=30...32 % приведен в табл. 1.
Как видно из этих данных, защитный коэффициент покрытий не ВПС даже при умеренном расходе состава (0,26...0,34 кг/м2), отвечает требованиям Инструкции 21-170-86 (Минстройматериалов СССР, М., 1987), предъявляемым к противоиспаряющим пленкообразующим материалам (К3>70 % в возрасте бетона 1 сут).
Прочностные характеристики бетонных образцов, защищенных ВПС и прогретых в нишах термоформы при температуре 90 °С по сокращенному (4+4+14+0 ч) и по принятому на заводе режиму (4+4+18+18 ч), приведены в табл. 2.
Испытания подтвердили, что покрытия из функциональных ВПС при сопоставимом расходе составов (по сухому веществу) практически не уступают по основным функциональным возможностям наиболее эффективному из известных пленкообразующих материалов — латексу бутилкаучука, хотя стоимость ВПС в 8... 10 раз меньше стоимости латекса. Соответственно прочность бетона балок с ВПС, прошедших теплообработку по заводскому режиму (4+4+18+4 ч) и испытанных после распалубки в возрасте 2 сут, достигала 91... 107 % марки, а прочность балок, прогретых без защиты —73 % (см. табл. 2).
Интенсифицирующее воздействие ВПС на кинетику твердения бетона позволило снизить температуру прогрева и сократить цикл их тепловой обработки. Распалу- бочная прочность бетона (50 % /?м) балок, защищенных ВПС, была получена после 8 ч их изотермического прогрева (3 + 4 + 8 + 4 ч) при температуре 50...60 °С (табл. 3).
По данным ртутной порометрии, применение ВПС для зашиты автодорожных балок при обработке в термоформах, обеспечивает формирование плотной микропористой структуры бетона за счет снижения на 25...30 % его суммарной структурной пористости и увеличения более чем в 2 раза содержания переходных и микропор (г = 1...100 н-м). Содержание же пор с эффективным радиусом более 100 н-м, оказывающих, как известно, неблагоприятное влияние на строительно-технические свойства бетона, снижается в нем на 50...55 %.
Таким образом, представленные данные свидетельствуют о том, что широкое применение функциональных ВПС для защиты от обезвоживания железобетонных изделий при кондуктивном прогреве в термоформах позволит повысить качество изделий н снизить энергозатраты на их тепловую обработку.
Бетон и железобетон, 1992