А.Л. ВОРОБЬЕВ, канд. техн. наук, САИД МОХАМАД САИД, инж. (Российский ун-т дружбы народов), Деформативность растворов, пропитанных нефтепродуктами

Влияние индустриального масла И-20 на усадку и набухание бетона рассмотрено в работе . Ниже приводятся результаты исследований усадки и набухания раствора, пропитанного минеральным маслом И-30, топочным мазутом, дизельным топливом, осветительным керосином и бензином А-80.

Для проведения исследований из раствора состава 1:2 и В/Ц = 0,5 изготавливали образцы размером 4 х 4 х 16 см с забетонированными в торцах латунными реперами. После 4-месячного твердения в нормально-влажностных условиях и последующего 3-месячного выдерживания (высушивания) в лабораторных условиях до постоянной массы образцы распределяли на 7 партий, 5 из которых помещали в различные емкости для пропитки указанными выше нефтепродуктами, одна в воду, а одна хранилась в воздушных условиях.


Первоначальные замеры на установке с индикатором часового типа производились перед пропиткой образцов нефтепродуктами и водой, а последующие через каждые 30 сут в течение 9 мес. Результаты измерений приведены на рис. 1, 2.

Из рис. 1 видно, что при выдерживании образцов в воде происходит набухание, а при выдерживании в минеральном масле линейные размеры их не изменяются (прямая 2). Не изменяются они также, если после 4-месячного выдерживания в масле образцы затем без удаления масла поместить в воду (прямая 4). Однако если после 4-месячного выдерживания в масле последнее из образцов удалить сначала пропиткой осветительным керосином, а затем бензином, то при последующем помещении в воду они снова проявляют деформации набухания (кривая 3), т.е. ведут себя примерно так, как и образцы, которые не были пропитаны маслом. Но тем не менее относительных значений их они не достигают. Объясняется это, видимо, недостаточно полным удалением минерального масла из микро- и макропор цементного камня.

Из рис. 2 следует, что после 4-месячного выдерживания в минеральном масле образцы при последующем многомесячном выдерживании в воздушных условиях деформаций усадки не проявляют (прямая 2), тогда как образцы, которые не подвергались пропитке нефтепродуктами, их проявляют (кривая 1). Небезынтересно также, что отмеченное выше наблюдается и при пропитке раствора топочным мазутом, дизтопливом и осветительным керосином. Следовательно, причина данного явления состоит в том, что все перечисленные выше нефтепродукты, заполнив поровое пространство материала и являясь гидрофобизирующими и практически неиспаряющимися при обычных температурах веществами, исключают влагообмен продуктов гидратации цемента с окружающей средой. Вследствие этого при выдерживании образцов, пропитанных нефтепродуктами, в воздушных условиях не происходит усадка, а при нахождении в воде - набухание.

Для подтверждения этого проводились электронно-микроскопические и химические исследования, для чего из цементного теста нормальной густоты готовили образцы размером 1 х 1 х 3 см. После 7-су- точного твердения в нормальновлажностных условиях часть их подвергалась электронно-микроскопическим исследованиям, а другая часть перед проведением таких же исследований сначала в течение 3 сут высушивалась в эксикаторе над концентрированной серной кислотой, а затем в течение 7 сут выдерживалась в дизтопливе и вслед за ним в течение 30 сут в воде.

Просмотр микрофотографий, снятых с реплик образцов, показывает, что при выдерживании образцов, пропитанных дизтопливом, в воде при комнатной температуре процессы гидратации цемента практически не протекают. А это, как известно, возможно лишь при отсутствии контакта его с водой. Наглядным подтверждением отмеченному является следующее. Если образцы после удаления дизтоплива снова в течение месяца выдержать в воде, то в продуктах твердения цемента резко увеличивается содержание новообразований (гидроксида кальция, гидросиликатов и гидроалюминатов кальция) и уменьшается содержание непрореагировавших с водой частиц цемента.

Ниже приведены результаты исследований по определению содержания в продуктах твердения цемента химически связанной воды. Для этого из цементного теста нормальной густоты готовили образцы размером 1x1x3 см, которые после 3-, 7-, 28- и 90-суточного твердения в нормально-влажностных условиях пропитывались минеральным маслом И-30 до полного насыщения, а затем снова помещались в камеру нормального твердения. Общая продолжительность хранения образцов в таких условиях составила 9 мес. После этого масло удалялось, образцы разрушались и из них брался кусочек материала массой около 10 г, который после 2-часового выдерживания в абсолютном спирте растирали в агатовой ступке до полного прохождения через сито № 008. В дальнейшем высушенную до постоянной массы при температуре 105-110° С навеску прокаливали до постоянной массы в муфельной печи при температуре 1000° С.


Количество химически связанной воды подсчитывали как отношение потери массы при прокаливании к массе высушенной навески.

Приведенные на рис. 3 данные, с одной стороны показывают, что чем позднее после изготовления образцы пропитывались минеральным маслом, тем больше степень гидратации цемента, а с другой стороны, — что в пропитанных минеральным маслом образцах при последующем многомесячном выдерживании в нормально - влажностных условиях количество химически связанной воды не изменяется, т.е. гидратация цемента не происходит.

Таким образом, на основании проведенных исследований установлено, что раствор, пропитанный нефтепродуктами {кроме бензина), теряет способность к деформациям усадки и набухания. Объясняется это тем, что нефтепродукты, обладая большой проникающей способностью и являясь гидрофобизирующими и практически неиспаряющимися при обычных температурах веществами, исключают влагообмен продуктов твердения цемента с окружающей средой. При этом исключается обезвоживание и обводнение субмикрокристаплов гелевидной составляющей цементного камня, толщины водных пленок вокруг них остаются неизменными.

Что касается бензина и других легкоиспаряющихся нефтепродуктов, то отмеченное выше имеет место только в случае их непосредственного контакта с раствором, поскольку после его устранения материал снова приобретает способность к деформациям усадки и набухания.

Бетон и железобетон, 2004 №1