Конспект лекций 6 страница

По виду вяжущего бетоны разделяют на: цементные (наиболее распространенные), силикатные (известково-кремнеземистые), гип­совые, смешанные (цементно-известковые, известково-шлаковые и т.п.), специальные - применяемые при наличии особых требований (жаростойкости, химической стойкости и др.).

По виду заполнителя различают бетоны на: плотных, пористых, специальных заполнителях, удовлетворяющих специальным требова­ниям (защиты от излучений, жаростойкости, химической стойкости и т.п.).

В правильно подобранной бетонной смеси расход цемента состав­ляет 8-15%, а заполнителей - 80-85% (по массе). Поэтому в виде за­полнителей применяют местные каменные материалы: песок, гравий, щебень, а также побочные продукты промышленности (например, дробленные и гранулированные металлургические шлаки), характе­ризующиеся сравнительно невысоким уровнем издержек производст­ва.

В зависимости от средней плотности бетоны классифицируют особо тяжелые, тяжелые, облегчен­ные, легкие, особо легкие.

Особо тяжелые - плотностью более 2500 кг/м, изготовляемые на особо тяжелых за­полнителях (из магнетита, барита, чугунного скрапа и др.), применяют для специальных защитных конструкций и утяжелителей.

Тяжелые - плотностью 2200…2500 кг/м³, применяют во всех несущих конструкциях.

Облегчен­ные - плотностью 1800…2200 кг/м³ применяют преимущественно в несущих конструкциях.

Легкие - плотностью 500…1800 кг/м³, к ним относятся:

а) легкие бетоны на пористых природных и искусственных заполнителях;

б) ячеистые бетоны (газобетон и пенобетон) из смеси вяжущего, воды, тонкодисперсного кремнеземистого компонента и порообразователя;

в) крупнопористые (беспесчаные) бетоны на плот­ном или пористом крупном заполнителе, без мелкого заполнителя.

Особо легкие (ячеистые и на пористых заполнителях) - плотностью менее 500 кг/м³, используемые в качестве теплоизоляции.

Легкие бетоны менее теплопроводны по сравнению с тяжелыми, поэтому их применяют преимущественно в наружных ограждающих конструкциях. В несущих конструкциях используют более плотные и прочные легкие бетоны (на пористых заполнителях и ячеистые) плотностью 1200-1800 кг/м³.

Следовательно, плотность бетонов изменяется в широких преде­лах: от 400 до 4500 кг/м³ и более. Поэтому и пористость бетонов может быть очень большой у ячеистых теплоизоляционных бетонов (70…80%) и незначительной у плотных высокопрочных и гидротехнических бетонов (8…10%).

7.2.Технология

По способу изготовления конструкции подразделяют на моно­литные и сборные. При бетонировании монолитных конструк­ций (фундаментов, стен, перекрытий, гидротехнических соору­жений, дорожных покрытий) бетонную смесь приготавливают на строительной площадке или заводе (товарный бетон) и транс­портируют к месту укладки, где бетон твердеет в естественных условиях. Сборные конструкции (балки, плиты, колонны, панели, фермы и т.д.) получают на специализированных заводах (ЖБИ, ЖБК, КСМ), откуда их транспортируют на строительную пло­щадку для монтажа.

Б етонные смеси и их состав подбирают с использованием графиков и таблиц на основании следующих данных: условий эксплуатации будущей конструкции; показателей качества используемых компонентов; проектируемого класса бетона; требуемой подвижности бетон­ной смеси, которую выбирают в зависимости от размеров бетони­руемой конструкции, густоты армирования и способа уплотне­ния. Правильность выбора бетона проверяют в строительных лабораториях.

Для снижения усадочных деформаций при твердении, ползучести и для регулирования свойств искусственного камня в кра­сочные и мастичные составы вводят минеральные и органические компоненты в виде тонкомолотого порошка (наполнителя), в строи­тельные растворы и бетоны различного назначения — зернистые материалы более крупной фракции. При изготовлении бетонов ис­пользуют также природную песчано-гравийную смесь с содержа­нием песка 25...40 %.

На долю заполнителей в растворах и бетонах приходится до 80 % объема. Их введением можно значительно изменить свойства искусственного камня: повысить прочность, исполь­зуя плотные горные породы; снизить плотность и теплопровод­ность за счет применения пористого заполнителя; придать бето­нам и растворам декоративность заполнителями из природного камня.

Классификация заполнителей проводится по следующим по­казателям:

• размеру зерен (мелкий — до 5 мм, крупный — 5...70 мм);

• форме зерен (угловатая — щебень, окатанная — гравий, во­локнистая — древесные отходы, асбест, синтетическая минеральная и стальная фибра);

• структуре (при общей пористости менее 10 % — плотные, более 10 % — пористые);

• насыпной плотности, граница между тяжелым или легким крупным заполнителем равна 1000 кг/м³, для мелкого заполнителя— 1200 кг/м³).

Качество заполнителей оценивают по зерновому или гранулометрическому составу, насыпной плотности, пустотности, со­держанию вредных примесей и влажности. Кроме того, для крупного заполнителя определяют прочность и, в зависимости от условий работы будущей конструкции, такие специальные свой­ства, как морозо-, жаро- и кислотостойкость и т.д.

Гранулометрический состав является одной из важнейших характеристик, влияющих на свойства бетона. Так, для получения высокомарочного плотного бетона используют разнофракционный тяжелый заполнитель с минимальной пустотностью. Однофракционный плотный крупный заполнитель при отсутст­вии песка и ограничении расхода цемента применяют для полу­чения крупнопористого легкого бетона.

Качество щебня снижают пластинчатые (лещадные) и иглова­тые зерна, которые ухудшают удобоукладываемость, транспорти­ровку бетонной смеси и снижают прочность бетона. Для керамзита нормируемой вредной примесью являются зерна с отбитостью более 1/3 объема, обладающие низкой прочностью и высоким водопоглощением.

Для всех видов заполнителей ограничено содержание пылевидных частиц, снижающих прочность сцепления поверхности заполнителя с цементным камнем и повышающих водопотребность смеси, что приводит к уменьшению прочности и морозо­стойкости бетона.

Для регулирования свойств бетонной (растворной) смеси и бе­тона (раствора) вводят химические добавки, количество которых по сухому веществу назначают в процентах от расхода цемента. Добавки могут быть твердыми и в виде водных растворов опре­деленной концентрации, а в зависимости от количества входя­щих веществ — однокомпонентными и комплексными.

В строительстве принята основная классификация добавок по эффекту действия:

• регулирующие гидратацию цемента (ускорители и замедли­
тели твердения, противоморозные, обеспечивающие твердение
на морозе);

• улучшающие пластичные свойства цементных смесей (пластификаторы и суперпластификаторы);

• изменяющие поровую структуру искусственного камня (воздухововлекающие, пено- и газообразующие, уплотняющие);

• ингибиторы коррозии стальной арматуры в бетоне;

• биоцидные, повышающие стойкость материалов по отношению к микроорганизмам.

Приготовление бетонной смеси включает подготовку материалов, их дозирование и перемешивание в специальных бетоно­смесителях. Полученная бетонная смесь должна обладать связно­стью, однородностью и удобоукладываемостью.

Контроль удобоукладываемости проводят по двум показателям: подвижности и жесткости. Подвижность определяют для пластичных бетонных смесей, замеряя осадку под собственным весом отформованного усеченного стандартного конуса. В зависимости от величины осадки конуса (ОК) различают низкопластичные смеси (OK 1...9 см), пластичные (OK 10...20 см) и литые (ОК > 20 см). При ОК < 1 см удобоукладываемость характеризуется жесткостью. Жесткость — динамический показатель вязкости бетонной смеси, которая определяется при механическом воздействии вибрации, под действием которой отформованная в виде усеченного стандартного конуса бетонная смесь равномерно заполняет опреде­ленный объем. Если необходимое время воздействия составляет от 5 до 40 с — смесь жесткая, более 40 с — сверхжесткая.

Для получения бетонов высоких марок используют бетонные смеси с низким водосодержанием. Их качественную удобоукладываемость обеспечивают за счет увеличения крупности разнофракционных заполнителей, отсутствия лещадных и игловатых зерен в щебне, введения добавок пластификаторов и суперпластифи­каторов.

Формование изделий и конструкций производят путём подачи бетонной смеси в очищенную и смазанную форму или опалубку, в которую, согласно проекту, устанавливают арматуру. После за­полнения объема производят уплотнение бетонной смеси с целью равномерного распределения и придания заданных формы и раз­меров. Основные методы уплотнения связаны с вибрационным воздействием, под влиянием которого проявляются тиксотропные свойства смеси — способность снижать вязкость (разжижаться) в результате нарушения сцепления между компонентами под влия­нием вибрации и восстанавливать структурную целостность и прочность после снятия механического воздействия.

При бетонировании монолитных конструкций используют пластичные смеси, которые уплотняют глубинными и поверхностными вибраторами. Сборные железобетонные конструкции выполняют из бетона высоких классов, поэтому для уплотнения сверхжестких и жестких бетонных смесей применяют более мас­сированное воздействие с использованием пригруза: вибропрокат и виброштампование. Для низкопластичных и пластичных сме­сей используют два метода: вибрационный и ударный, основанный на циклическом подъеме и падении с за­данной высоты формы со смесью. Литые смеси заполняют форму под действием собственной массы (наливной метод). С целью ускорения твердения и повышения прочности используют допол­нительное вибровакуумирование, позволяющее отвести часть воды из бетона и тем самым повысить плотность и жёсткость уложенной бетонной смеси и прочность бетона. Для изготовления полых изделий (труб, колонн) применяют центробежный способ формовки: подаваемая бетонная смесь под действием центробежной силы равномерно распределяется по внутренней поверхности вращающейся формы и уплотняется.

Для защиты бетонной поверхности и производства прочных тонкостенных конструкций используют набивной метод, предусматривающий подачу бетонной смеси в форму или на защищае­мую поверхность конструкции под давлением (торкрет-бетон).

К бетонным дорожным изделиям (бордюрные камни, тротуар­ные плитки) предъявляют высокие требования по износостой­кости и морозостойкости. Для обеспечения заданных свойств их изготавливают из сверхжестких бетонных смесей или из сухих, укладываемых и уплотняемых прессованием в сухом состоянии с последующим минимальным водонасыщением паром или рас­твором химических добавок. Так получают изделия прочностью до 80 МПа, водопоглощением менее 2 %, морозо­стойкостью более F1000 и низкой истираемостью.

После формовки бетон твердеет и приобретает проектируемую прочность искусственного камня. Режим твердения зависит от способа получения конструкций: монолитные — в естественных условиях, или при термосном выдерживание в тёплой опалубке, или при искусственном прогреве; сборные — с использованием термовлажностной обра­ботки при нормальном и повышенном давлении в автоклавах.

В зависимости от климатических условий монолитные конструкции твердеют при низкой положительной и отрицательной температурах, положительной оптимальной (20 ± 5 °С) и при высокой температуре и низкой влажности. Так как интенсивность процесса твердения (гидратации) зависит от температурно-влажностных условий, то каждый из режимов имеет свои технологи­ческие особенности. При отрицательных температурах используют быстротвердеющие цементы, противоморозные добавки и искусственные способы нагрева бетона в конструкции. Основная задача состоит в обеспечение набора бетоном «критической» прочности (25...50 % марочной), которая позволит воспринимать последующее замораживание при понижении температуры без разрушения.

При изготовлении сборных железобетонных конструкций ускоре­ние набора прочности достигается применением термообработки в атмосфере насыщенного пара. При работе с бетоном на основе разновидностей портландцемента используют термовлажностную обработку (ТВО) при нормальном давлении и температуре до 95 °С; для силикатных бетонов на известково-кремнеземистом вяжущем— автоклавную обработку при температуре от 175°С до 250°С и давлении соответственно от 0.9 до 1,6 МПа.

7.3.. Применение

К тяжелым бетонам относят конструкционные бетоны на песке, гравии или щебне из тяжелых горных пород, применяют во всех несущих конструкциях, эксплуатируют при систематическом воздействии температуры от +50°С до -70°С, а также бетоны специального назначения.

В состав мелкозернистых бетонов входят минеральное вяжущее и мелкий заполнитель — песок определенной крупности. Эти бетоны обладают однородностью свойств, повышенной во­донепроницаемостью и морозостойкостью, прочностью на изгиб и растяжение.

Мелкозернистые цементные бетоны используют при получе­нии методом объемного сухого вибропрессования труб, дорожных покрытий, тротуарных плит и бортовых камней, а также таких тонкостенных конструкций, как перегородки и плиты пе­рекрытий. Используя сетчатое армирование, на их основе возво­дят пространственные армоцементные конструкции — оболочки сложной конфигурации для покрытия больших площадей.

Плотные силикатные мелкозернистые бетоны используют при производстве таких несущих конструкций, как колонны, балки, плиты перекрытия.

Легкие бетоны плотностью менее 2000 кг/м³ можно получить за счет использования пористых заполнителей (легкий бетон), поризации цементного камня (поризованный бетон), введения газо- и пенообразующих добавок при отсутствии заполнителя (ячеистый бетон), а также применением только однофракционного крупного заполнителя при ограниченном расходе цемента (крупнопористый бетон).

Вид и назначение легкого бетона определяют двумя показателями: пределом прочности на осевое сжатие в проектном воз­расте и средней плотностью. В зависимости от плотности легкие бетоны подразделяют на конструкционные, из которых изго­тавливают плиты перекрытий; конструкционно-теплоизоляци­онные, используемые в производстве ограждающих стеновых конструкций, плит покрытий, и теплоизоляционные, основное назначение которых — теплозащита зданий и сооружений, тру­бопроводов и технологического оборудования.

Для приготовления легких бетонов с плотной межзерновой структурой, пористость которой не превышает 7 %, используют все виды минеральных вяжущих и пористые заполнители.

Разновидностью легкого бетона является поризованный цементный бетон. Его получают путем насыщения газом (воздухом) цементного камня или цементно-песчаного раствора, заполняю­щего пустоты между крупным пористым заполнителем. Проч­ность поризованных бетонов в зависимости от объема пор (7...25 %) и пористости применяемого заполнителя составляет 5...10 МПа, плотность — 700... 1400 кг/м³.

Ячеистый бетон, содержащий по всему объему до 85 % пор размером 1...1.5 мкм, является разновидностью поризованного бетона, в котором отсутствует крупный заполнитель. Ячеистые бетоны по­лучают в результате твердения вспученной порообразователем смеси минерального вяжущего, тонкомолотого кремнеземистого наполнителя и воды. Название ячеистого бетона зависит от вида применяемого вяжущего (цемент, гипс, известково-кремнеземистое, шлаковое), характера вводимых добавок (пено-, газооб­разующие) и кремнеземистого мелкого наполнителя (молотый кварцевый песок или зола). Например, газосиликат, пенозолобетон, газозолошлакобетон.

По условию твердения ячеистые бетоны могут быть автоклав­ные (силикатные) и неавтоклавные, твердеющие при термовлажностной обработке (цементные) или в естественных условиях (гипсовые).

В состав беспесчаного крупнопористого бетона вводят гравий или щебень определенной крупности, портландцемент и воду. Отсутствие песка и ограниченный расход цемента позволяют получить пористый бетон низкой теплопроводности. Из крупно­пористого бетона на плотном заполнителе возводят монолитные наружные стены зданий, изготовляют крупные стеновые блоки, которые необходимо оштукатуривать с двух сторон, чтобы исклю­чить продуваемость. Крупнопористый бетон на пористом заполни­теле имеет небольшую среднюю плотность, его используют для получения теплоизоляционных изделий.

К разновидностям легкого бетона относится опилкобетон и арболит, ко­торые могут быть использован как для монолитного, так и для блочного возведения зданий жилого, гражданского и сельскохо­зяйственного назначения высотой до пяти этажей.

В производстве мелких стеновых камней, блоков и крупноразмерных панелей широкое применение нашел один из видов легкого бетона — гипсобетон, обладающий огнестойкостью, лег­костью, хорошими тепло- и звукоизоляционными свойствами. Снижение средней плотности и улучшение акустических свойств достигается применением пористых заполнителей и пенообразующих добавок. Для повышения прочности на изгиб и уменьшения хрупкости в пластичную массу вводят волокнистые компоненты: древесные или синтетические волокна, измельченную макула­туру. Вследствие высокой пористости изделий стальную арматуру защищают от коррозии лакокрасочными составами на основе битума или полимерных смол.

На основе портландцемента и асбестового волокна выпускают специальный класс тонкостенных изделий — асбестоцементные плоские и волнистые листы, экструзионные стеновые панели и перегородки, плиты перекрытий и покрытий, трубы и др.

Асбестоцементными называют искусственные каменные материалы, получен­ные затвердеванием отформованных изделий, состоящих из смеси цемента, асбеста и воды. Специальный бездобавочный (шифер­ный) портландцемент (до 85 %) должен иметь заданный минерало­гический состав и тонкость помола, обеспечивающие замедленное схватывание и быстрый набор прочности. Тонковолокнистый мине­ральный заполнитель — асбест (до 15 %) вследствие дисперсного объемного армирования повышает прочность изделий на удар, изгиб и растяжение. Применение этого заполнителя обеспечивает также огнестойкость, водонепроницаемость, тепло- и электрозащит­ные свойства.

В зависимости от вида производимых материалов и условий их эксплуатации применяют мокрый (влажность до 85 %) и сухой (влажность до 18 %) способы производства. При мокром изделия получают литьем на круглосетчатых машинах с использованием вакуумирования (водо-, нефте- и газопроводные трубы, плоские и профилированные кровельные и облицовочные листы), при сухом — экструзией производят крупноразмерные листы (до 6 м), применяемые для изготовления стеновых, кровельных много­слойных панелей; прессованием получают облицовочные изно­состойкие плитки для пола и стен.

7.4. Контроль качества

Бетон изготавливают в соответствии с классом бетона (В) с гарантией произво­дителями прочности на осевое сжатие в нормируемом проектном возрасте. На заводе при производстве сборных конструкций контроль прочности бетона проводят после ТВО и последующего твердения в естественных условиях в течение 28 суток, когда бетон должен набрать гаран­тированную прочность. На строительной площадке прочность бетона определяют перед нагружением конструкции и проектную после 28 суток естественного твердения. При возведении массивных монолитных сооружений на медленно твердеющих цементах (пуццолановом и шлакопортландцементе) контроль прочности проводят через 60, 90 и 180 суток твердения.

Определение прочности бетона при получении и возведении конструкций чаще всего проводят путем испытания на прессе специально отформованных образцов-спутников кубической формы определенного размера, твердевших вместе с бетонируемой конструкцией. Если оценивают несущую способность эксплуатируемых конструкций, то испытания проводят на выбуренных и выпиленных из бетон­ного массива образцах (кубах, цилиндрах) или используют неразрушающие методы контроля. Наиболее распространенными являются механический склерометический метод (по величине отскока) и ультразвуковой.

Под действием на бетон механических нагрузок в зависимости от их величи­ны, направления и времени действия в бетоне возникают дефор­мации, сначала упругие, а в случае превышения напряжения остаточные (пластические), сопровождаемые появле­нием микротрещин, приводящих в дальнейшем к разрушению бетона.

Наиболее опасны для хрупких материалов, каким является бетон, растягивающие напряжения и деформации в изгибаемой зоне конструкций, в которую для обеспечения на­дежной эксплуатации укладывают металлическую или стеклопластиковую проволочную, прутковую или канатную арматуру, а также, для повышения прочности бетона на изгиб по всему объему, примененяют дисперсное армиро­вание путем введения в бетонную смесь коротких (10...50 мм) и прочных тонких (0,1...0,5 мм) металлических, минеральных, полимерных, волокон (фибр). Ф ибробетон —также имеет повышенные показатели прочности на удар, ис­тирание и морозостойкость.

При изготовлении конструкций, условия работы которых связаны с действием больших растягивающих и изгибающих нагрузок (пролетные строения мостов, корпуса реакторов, телебашни и т.д.), применяют трещиностойкий преднапряженный железобетон, в котором наиболее полно используются несущие возможности бетона и арматуры. Бетон с аналогичными свойствами можно получить также за счет применения самонапрягающего цемента специально подобранного состава. Сжимающие напряжения в бетоне, ограниченном замкнутым объемом формы, возникают в результате образования крупнокристаллических продуктов гидратации цемента, приводящих к значительному расширению цементного камня. Марку по само­напряжению обозначают Sp и числом, выражающим значение самонапряжения в МПа, например Sp2,0. В обычных конструкциях (балки, перекрытия и т.д.) преднапряжение по­зволяет снизить материалоемкость и массу изделий, повысить их трещиностойкость и долговечность.

Возникающие в бетоне деформации являются следствием не только действия нагрузок, но и изменения температурно-влажностных условий эксплуатации. Наиболее чувствительным к ним является цементный камень, содержащий минералы как в кри­сталлическом, так и в менее устойчивом аморфном стеклообразном состоянии. Так называемые собственные деформации включают усадку при гидратации цемента (химическая контракция) и усадку в результате снижения влажности окружающей среды. Уменьшить собственные деформации можно за счет снижения объема цементного камня в бетоне, увеличения расхода крупно­го недеформируемого заполнителя и обеспечения влажного ре­жима твердения.

Температурные деформации в бетоне возникают из-за разных коэффициентов температурного расширения его составляющих. Колебания температуры в диапазоне 0...50°С не вызывают в сухом бетоне значительных деформаций, однако при наличии влаги в порах приводят к микроразрушениям. Рост деформаций при отрицательной температуре преимущественно связан с льдообразованием, сопро­вождаемым увеличением объема льда. При нагревании бетона во время ТВО, в связи с переходом воды в пар и увеличением его объема, происходит вспучивание недостаточно прочного «сырого» бетона. Для предотвращения деформаций в первом случае применяют технологические приемы по повышению морозостойкости бетона (увеличение плотности, создание микропористой замкнутой структуры). Во втором, ка­сающемся в большей степени технологии получения сборного железобетона, используют мягкие режимы с медленным нарас­танием и снижением температуры. Для уменьшения влияния температурных деформаций в массивных бетонных конструкциях и в конструкциях с большим модулем поверхности (дорожные покрытия) устраивают температурные швы, которые заполняют герметизирующими упругими проклад­ками или мастиками, воспринимающими и гасящими возникаю­щие деформации.

Повысить морозостойкость бетона можно или за счет повыше­ния его плотности и снижения объема открытых, капиллярных пор, или путем увеличения количества замкнутых воздухонаполненных резервных пор (до 4...6 %), которые уменьшают давление от замерзающей воды.

Для таких изделий, как напорные железобетонные трубы, емко­сти для хранения жидких продуктов, гидротехнические соору­жения (дамбы, мосты), условия эксплуатации которых связаны с односторонним действием жидкостей под давлением, водопро­ницаемость является важнейшим свойством бетона. Основное влияние на нее оказывают показатели структуры: общий объем пор, содержание замкнутых и капиллярных пор, их форма и раз­мер. Водоотделение и недоуплотнение бетонной смеси, появление микротрещин вследствие усадки бетона из-за действия нагрузки, попеременного увлажнения с последующим замораживанием или высыханием могут существенно снизить непроницаемость бетона.

Повысить водонепроницаемость бетона можно за счет:

• использования многофракционного заполнителя, обеспечивающего его плотную упаковку с минимальным объемом пустот, которые для обеспечения монолитности заполняются цементным камнем;

• сокращения расхода воды в сочетании с применением доба­вок — пластификаторов, суперпластификаторов — и интенсив­ным способом уплотнения бетонной смеси;

• использования расширяющегося цемента и уплотняющих добавок;

• пропитки и защиты бетонной поверхности полимерными со­ставами.

7.5. Коррозионная стойкость.

От состава и характера структуры бетона зависит его корро­зионная стойкость, так как чем больше пористость материала, тем глубже проникают жидкие и газообразные агрессивные сре­ды, вызывая серьезные разрушения и приводя к потере несущей способности конструкции.

Агрессивные среды могут быть в жидком, газообразном и твер­дом агрегатном состоянии. Степень агрессивности по отношению к бетонным и железобетонным конструкциям для жидких сред определяется наличием и концентрацией агрессивных по отношению к бетону и арматуре веществ, температурой, величиной напора и скоростью движения жидкости по отношению к бетон­ной поверхности. Газовые и твердые среды агрессивны только при наличии на поверхности конструкции слоя влаги вследст­вие гигроскопичности (гидрофильности) бетона и повышенной влажности воздуха. Поэтому степень их агрессивности оценива­ют по составу, растворимости в воде, концентрации в газовоз­душной среде, гигроскопичности твердого продукта, влажности и температуре окружающего воздуха.

Агрессивность воздействия на бетон оценивают специальными нормами по антикоррозионной защите строительных конструк­ций. В зависимости от глубины разрушения бетона в течение 50 лет эксплуатации различают слабо-, средне- и сильноагрессивные среды.

Наибольшей химической активностью в бетоне обладает цементный камень, поэтому стойкость всего конгломерата (бетона, железобетона) зависит от его состава, структуры и может рас­сматриваться с позиции трех основных видов коррозии цемент­ного камня: выщелачивания, кислотного и солевого.

Первый вид — выщелачивание — происходит в результате фильтрации воды через бетон. Этот вид коррозии наиболее опасен для тонкостенных железобетонных конструкций, контакти­рующих с водой, и конструкций, работающих под напором воды, таких как плотины, дамбы, молы (гидротехнические). Снижение щелочности бетона вследствие вымывания гидрооксида кальция вызывает коррозию стальной арматуры, накопление на ее по­верхности продуктов реакции, приводящих к отслоению бетона и разрушению всей конструкции. Интенсивность этого вида коррозии прямо пропорциональна проницаемости бетона, давле­нию потока воды и содержанию свободного гидрооксида кальция в цементном камне. Следовательно, повысить стойкость бетона можно или за счет перевода гидрооксида кальция в более устойчи­вые и менее растворимые соединения, или путем целенаправлен­ного повышения плотности бетона. Первое достигается приме­нением пуццоланового и шлакового портландцементов, в которых гидрооксид кальция связывается опокой, трепелом, золой или шлаком в малорастворимые соединения. Второе — путем рацио­нального подбора зернового состава заполнителей, уменьшением водоцементного отношения в сочетании с введением пластифи­цирующих и гидрофобных добавок, пропиткой и защитой поверх­ности бетона полимерными составами.

Ко второму виду коррозии относится снижение прочности бетона под действием кислотосодержащих сред. Разрушение и вымывание цементного камня, сопровождаемое обсыпанием несвязанного заполнителя, происходит в поверхностных слоях, постепенно распространяясь в глубь бетона. В большей степени этот вид разрушения бетонных конструкций (полов, стен, плит перекрытий) наблюдается на предприятиях химической и пищевой промышленности. При проектировании бетонных конструкций, эксплуатация которых связана с действием растворов кислот и солей с кислой реакцией, предусматривают использо­вание специального кислотостойкого цемента на основе жидкого стекла или полимерного связующего в качестве вяжущего, запол­нителей из кислотостойких горных пород (андезита, диабаза, ба­зальта, кварцита) и кислотостойкой стеклопластиковой арматуры. При действии концентрированных горячих кислот применяют защиту бетонной поверхности с помощью полимерных кислото­стойких красочных составов, рулонных материалов, а также плит и плиток из ситаллов, шлакоситаллов, каменного литья и кисло­тостойкой керамики.

Дата добавления: 2014-01-07