ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЦЕМЕНТНОГО КАМЕНЮ І БЕТОНУ

2.3.1.Удобоукладальність суміші. Загалом можна відзначити, що хлорид кальцію дещо підвищує зручноукладальність і зменшує водопотребу для одержання рівнопідвісної суміші. У поєднанні з повітровтягуючими добавками СаС12 також може іноді поліпшити цей показник і трохи збільшити кількість залученого повітря та максимальний розмір повітряних бульбашок.

2.3.2.Терміни схоплювання. Хлорид кальцію істотно скорочує час до початку і до кінця схоплювання, причому

1 0,5% 11,0'Л 7,5% 2,0%

І------ 1____ I____ I____ I____ I____ I

0 1 2 3 U 5 5 Терміни схоплювання, год

Мал. 2.14. Терміни до початку (а) та до кінця (б) схоплювання цементного тесту з різними дозами хлориду кальцію

Тим сильніше, що вище його дозування. Це важливо при бетонуванні в умовах нормальної та зниженої температури. Вплив хлориду кальцію на ці показники показано на рис. 2.14 [4].

Не спостерігається пряма кореляція між прискоренням термінів схоплювання цементу і подальшою міцністю бетону. Хлорид кальцію як прискорювач схоплювання можна застосовувати спільно з іншими добавками, наприклад з лігносульфоната-ми; він компенсує їх уповільнювальну дію, зберігаючи під - понижувальний ефект. За деякими даними, у малих дозах хлорид кальцію має сповільнювальну дію. Відповідно до [95], відношення міцності розчину з 0,0005; 0,005; 0,01; 0,05; 0,5 і 1% СаС12 до міцності розчину без дода-

20 40 60 80 100 120 140 1601,сут

Мал. 2.15. Вплив хлориду кальцію (/) та хлориду кальцію + лігносульфо - нат Са (2) на усадку при висушуванні

Кі склало відповідно 0,8; 0,6; 0,9; 2; 1,8 та 2,1.

2.3.3.Усадка при висушуванні. Загалом можна констатувати, що усадка вприсутності хлориду кальцію зростає (хоча є деякі відмінності у поглядах з цього питання); про це свідчать і дані рис. 2.15 [4, 96]. У часі цей процес має тенденцію до загасання. Аналогічна ситуація спостерігається і при спільному введенні хлориду та лігносульфонату кальцію. Велика усадка у ранньому віці може бути обумовлена підвищенням ступеня гідратації цементу у присутності хлориду кальцію. Усадку вдається зменшити шляхом введення сульфату натрію.

2.3.4.Водовідділення. Хлорид кальцію зменшує водовідділення внаслідок збільшення щільності та в'язкості рідкої фази. При введенні 1% хлориду кальцію водовідділення сумішей на цементах типу I, II, III за ASTM знизилося відповідно до 1,08; 1,35 та 1,47 рази [97].

Мал. 2.16. Залежність пористості цементного каменю від вмісту хлориду кальцію

Є 8 10 12 0 2 14 В Зміст вологи, що не випаровується., %

Мал. 2.17. Залежність кількості невипаровуваної вологи від пористості бетону для В/Ц = 0,25(а) та 0,4(б)

За даними [60], при введенні до 3,5 % СаС12 пористість зменшується відповідно до збільшення ступеня гідратації цементу (рис. 2.16), оскільки щільність гідратних фаз нижче, ніж безводних. Сильніше знижується пористість протягом перших 24 год, що збігається з найбільш інтенсивною гідратацією цементу. Після 28 діб у більшості спроб пористість зменшилася на 50%. З рис. 2.17 випливає, що існує лінійна залежність між пористістю та ступенем гідратації цементу, виміряної за кількістю невипаровуваної води [60], незалежно від дозування СаСЬ (до 3,5 %) та водоце - ментного відношення: від В/Ц = = 0,25 до В/Ц=0,4, причому аналогічна закономірність спостерігається і для цементу без добавок.

2.3.6.Питома поверхня. У присутності хлориду кальцію зростання питомої поверхні цементу, що гідратується, обумовлено аналогічним збільшенням питомої поверхні продуктів гідратації C3S. Введення СаСЬ призводить до збільшення питомої поверхні портландцементу, що гідратуються, пуццоланового і шлакопортландцементу з 43,2; 45,4 та 45 м2/г до 73,6; 61 та 198 м2/г відповідно [99]. При цьому СаСЬ більшою мірою впливає на зміну питомої поверхні при гідратації C3S, ніж цементу; його порівняно незначна дія на питому поверхню пуццо - ланового цементу пов'язана зі слабким впливом СаСЬ на реакцію між Са(ОН)г і пуццоланами, і, навпаки, сильний вплив на шлаки обумовлено активацією останніх у присутності хлориду кальцію. Як очевидно з даних табл. 2.4, питома поверхня зростає зі збільшенням дозування СаСЬ, у тому числі і за однакового ступеня гідратації цементу [60]; менша питома поверхня зразків при введенні 2 та 3,5 % СаСЬ та ступеня гідратації 70 % порівняно із зразками, ступінь гідратації яких лише 40 %, пояснюється їх старінням.

Таблиця 2.4 ПІДДІЛЬНА ПОВЕРХНЯ ЦЕМЕНТНОГО КАМІННЯ У ПРИСУТНІ ХЛОРИДУ КАЛЬЦІЯ

Добавка СаС % маси цементу

Питома поверхня, м2/р. при ступені гідратації, %

20,5 20,3 37,9 37,3

22,1 24,3 28,7 32,2

2.3.7. Морфологія Введення хлориду кальцію вносить особливості до структури цементного каменю: у присутності 2% СаСЬ у ньому зникають волокнисті новоутворення, у тому числі, як і з ширших і пласких гідратів, складається цементний камінь без добавок [98]. Крім того, у ранньому віці у цементному камені з хлоридом кальцію у більшій кількості представлені сітчасті структури.

За даними роботи [60], за ступенемгідратації цементу, що відповідає 8,2 % невипаровуваної води, в цементному камені без добавок добре помітні голчастий еттрингіт і C-S-H, а також стовпчасті частинки Са (ОН)2- Введення 1 % СаСЬ призводить до утворення тонких пластин C-S-H-фази, а з збільшенням до 2% структура каменю ущільнюється і складається з тонших частинок. За подальшого підвищення вмісту СаСЬ до 3,5 % структура цементного каменю стає губчастою. Однак і за допомогою електронної скануючої мікроскопії нелегко встановити особливості, властиві структурі цементного каменю в результаті введення СаСЬ, можливо через гелеподібний характер гідратних новоутворень.

У роботі [100] при використанні методу гарячого пресування цементного тесту з добавками хлориду кальцію, три - етаноламіну та лимонної кислоти була виявлена різниця в міцності зразків порівняно з еталоном (без добавки), проте не вдалося отримати жодної корисної інформації, що дозволяє пов'язати ці відмінності з мікроструктурою каменю.

2.3.8. Повзучість. Добавки хлориду кальцію та триетанолу – міна підвищують повзучість бетону. Автори роботи [101] розрізняють повзучість у вологих - 58 них і в сухих умовах у присутності 1,5% СаСЬ - Повзучість бетону з хлоридом кальцію, навантаженого у віці 7 і 28 діб, збільшилася в порівнянні з еталоном відповідно на 36 і 22%.

2.3.9. Вицвіти. Вплив хлориду кальцію на появу вицвітів зовсім ясно. У літературі є суперечливі дані щодо цього питання. Очевидно, можливість утворення плям і вицвітів пов'язані з високою гігроскопічності і розчинністю хлориду кальцію.

2.3.10. Морозостійкість. У ранньому віці бетони з добавкою 2% СаСЬ більш морозостійкі, ніж бетони без прискорювачів твердіння. У більш зріломувік картина змінюється. Відповідно до [102], у присутності повітровтягуючих добавок бетон менш схильний до лущення при поперемінному заморожуванні та відтаванні; введення 2% СаСЬ не знижує ефекту воздуховтягуючих добавок.