Натурные испытания цементов и бетонов

Зависимость морозостойкости бетона от характеристик пористости является закономерной. Исследования показали, что уменьшение капиллярной пористости всегда сопровождалось уменьшением деформаций и миграции влаги при замерзании бетона, а также способствовало уменьшению усадочных явлений, что в свою очередь повышало трещиностойкость.

Расчет характеристик пористости при условии соблюдения технологии изготовления бетона и ухода за ним обеспечивает получение бетона требуемой морозостойкости.

Выявление связи между морозостойкостью и характером пористости бетона дало возможность использовать теоретические положения для проектирования состава морозостойкого бетона.

I. Цель и условия испытаний

Натурные испытания проводились с целью выбора цементов и бетонов, стойких в суровых условиях службы. Вместе с тем результаты проведенных испытаний использованы для проверки зависимости морозостойкости бетона от характеристик пористости и учтены в рекомендациях по проектированию состава морозостойких бетонов.

Натурные испытания проводились в заливе одного из северных морей. Стенд для натурных испытаний был расположен в зоне переменного уровня морской воды. Находившиеся на стенде бетонные образцы в период одного цикла прилива-отлива в течение 5,5-б ч полностью затоплялись морской водой и в продолжение 6-7 ч находились на воздухе. Таким образом, условия службы бетона являются весьма суровыми. Бетон, расположенный в зоне переменного уровня воды, в холодное время года подвергается циклическому воздействию холодного воздуха (с температурой от -5 до -30° С) и относительно теплой морской воды (от +2 до +6° С), причем число таких циклов около 300 в год.

Ниже в виде примера приведено число обнажений образцов во время отлива при различных температурах воздуха в течение одной зимы:

Из этих данных видно, что в течение зимы происходит примерно 360 обнажений образцов, из них около 300 приходится на дни с отрицательной температурой воздуха.

Таким образом, основным фактором, характеризующим суровость условий службы бетона в зоне переменного уровня воды, является большое число циклов воздействия на поверхностный слой бетона холодного воздуха и относительно теплой морской воды. В летнее время бетон этой зоны многократно насыщается морской водой и высыхает. Действие этих факторов сочетается с агрессивным влиянием морской воды.

II. Сравнительное исследование цементов и бетонов

Впервые широкое исследование стойкости бетонов в подобных условиях было выполнено С. В. Шестоперовым. Программа наших натурных испытаний учитывала результаты этих экспериментальных работ, в частности пониженную морозостойкость бетонов на высокоалюминатных портландцементах. Поэтому мы применили цементы с умеренным содержанием трехкальциевого алюмината (до 5%), но с различным количеством трех-кальциевого силиката. Особое внимание было уделено испытанию сульфатостойких цементов и цементов с органическими добавками.

В натурных условиях изучалось влияние химико-минералогического состава цементов, добавок (активных минеральных и органических поверхностно-активных), водоцементного отношения, условий и срока предварительного твердения бетонов, а также их капиллярной пористости. Применялись цементы, полученные с заводов, и цементы, приготовленные размолом клинкеров в двухсекционной лабораторной шаровой мельнице.