Морозостійкість пінобетону, газобетону
ОСНОВНІ Уявлення про морозостійкість пінобетону, газобетону В.А. Пінскер, к.т.н., В.П. Вилегжанин, к.т.н.
Проблема довговічності стінових конструкцій пов'язана насамперед із їх морозостійкістю, методами її оцінки та способами підвищення. Все це вимагає розкриття механізмів морозного руйнування. Найбільш поширеним є уявлення про розпираючу дію льоду (навіть через незамерзлу воду), що утворюється в порах. Це виявилося правдоподібним стосовно малопористих матеріалів, таких, як важкий бетон. Дослідження одного з нових і перспективних матеріалів – пінобетону, газобетону дали результати, які не вкладаються в цю та інші гіпотези морозної руйнації. Відомо, що пористість у пінобетоні, газобетоні у багато разів перевищує необхідну резервну. Отже, матеріал мав би мати нескінченну морозостійкість. Але цього не було. Пінобетон і газодетон мали обмежену, щоправда, достатню за нормами морозостійкість. Вони виявилися чутливими до видів сировини, добавками, режимами твердіння і малочутливими до такого фактору, як пористість. Заморожування при знижених температурах прискорює процеси руйнування у кілька разів, чого за великої пористості не мало б спостерігатися. Ці та інші дані зажадали перегляду основних уявлень про механізм морозного руйнування. Це зажадало перегляду запропонованих механізмів, які до того ж не могли пояснити і наступних закономірностей: 1. Наявність у вузькому інтервалі низьких температур (-30-40°С) другого стрибка термічного розширення вологого бетону. 2. Більш сильний (у 8-10 разів) руйнуючий вплив другого стрибка в порівнянні з першим. 3. Відсутність наступнихстрибків при подальшому охолодженні бетону, хоча вода продовжує замерзати в дрібних капілярах і при температурах нижче -100°С.4. Подовження бетону замість його скорочення при зворотному підвищенні температури після досягнення другого піку розширення. 5. Невисока кореляція між морозостійкістю та характеристиками макро- та мікропористості. 6. Зниження морозостійкості після термічної обробки бетону та з збільшенням її інтенсивності. 7. Зниження морозостійкості бетонів на пуцоланових, алюмінатних. звієтково-піщаних цементах, 8. Збільшення морозостійкості пористих бетонів при введенні алітового портландцементу. Зниження морозостійкості при добавках в бетон багатьох електролітів. 10.Рівність залишкових деформацій після однакової кількості циклів заморожування і відтавання при -5 і -45 °С. висушуванням, 12. Різке підвищення морозостійкості при введенні гідрофобних речовин. Усі ці деякі інші закономірності можна пояснити, якщо уявити механізм заморожування наступним чином. гідратів цементного каменю. Настінні шари води не замерзають, т.к. вони стиснуті адсорбційними силами і не вписуються в грати льоду. Замерзання води в капілярах починається при нижчих температурах, ніж вільної води, через той самий вплив стінок. Про це свідчить також той факт, що пригідрофобізації бетонних сумішей морозостійкість різко зростає, а саме явище зводиться до усунення взаємодії молекул води зі стінками. Для оцінки прийнятності висунутої гіпотези в пористий бетон вводилися дві різні полімерні добавки; одна - гідрофільна (суперплаетифікагор С-3, що є продуктом полімеризації нафталенсульфокислоти з формальдегідом), інша - гідрофобна (ГКЖ-94 - поліетилгідридсшюкеанова рідина). В результаті отримали, що з С-3 коефіцієнт морозостійкості знизився в порівнянні з контрольними зразками на 15%, а з ГКЖ-94 зріс на 10%. через свою рухливість дещо їх зменшує. Відбувається перший морозний удар, який відповідає стандартному. При подальшому зниженні температури (мінус 35 - 45 ° С) замерзає рихлозв'язана вода, що викликає найбільшу деструктивну дію, так як релаксація розтягують стінки пір напруг різко падає і в подальшому залежить тільки від нестабільності льодової решітки. Звідси стає зрозумілим, чому нижчі температури діють набагато руйнівніше, ніж звичайні. Таким чином, морозне руйнування, на наш погляд, пояснюється розтягуванням льодом стінок капілярів, що відбувається в дві стадії: через шар дифузної води - при стандартному і рихло-пов'язаному. води - при низькотемпературному заморожуванні (близько мінус 40 ° С). Величина морозної деструкції визначається гідрофільністю стін пір. При знижених температурах експлуатації вона проявляється набагато інтенсивніше. Газосилікат є більш гідрофільним матеріалом, ніж газобетон. Нами було встановлено, що за температури -50°С газосилікат руйнується в 4,48 раза, а газобетон - у 2,17 раза швидше, ніж при -20°С.підвищення довговічності стінових матеріалів з пористого бетону необхідно вибирати сировину та режими твердіння, що забезпечують мінімальну гідрофільність цементного каменю. Найбільш ефективним може бути введення гідрофобізуючих добавок.