CC BY
54
объединение работы различных материалов и создание конструкции, включающие сначала процесс опытного её проектирования на основе имеющейся научно-технической документации, исследований и норм проектирования изделий, фрагментов конструкции и т.д. и проведения затем испытаний материаловедче-
ских свойств, а также физико-механических показателей уже опытного элемента.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Гусев Б.В. Бетоноведение - фундаментальное и прикладное. Бетон и железобетон пути развития. 5 - 9 сент. 2005., М
2. Усов Б.А. Химизация бетона. Учебн. Пособие.М,: Изд-во МГОУ, 2007.
Усов Борис Александрович, канд. технических наук, доцент кафедры Промышленное и гражданское строительство Университета машиностроения, [email protected]
Окольникова Галина Эриковна, канд. технических наук, заведующий кафедрой Промышленное и гражданское строительство Университета машиностроения
ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ БЕТОНА ПРИ ТВЕРДЕНИИ В РЕАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ
Исследована зависимость температурных деформации бетона с добавкой NaNO2 при длительном твердении в реальных условиях при знакопеременных температур.
Ключевые слова: бетон, температура, деформации, прочность, добавка, льдообразование.
The dependence of the thermal deformation of the concrete with the addition of NaNO2 after prolonged hardening in real conditions at alternating temperatures.
Keywords: concrete, temperature, strain, strength additive, ice formation.
При проведении опытов опреде- В процессе исследования темпера-
лялись относительные деформации тура бетонных образцов с небольшой
ненагруженных образцов, тверде- задержкой и несколько меньшей ам-
ющих при температуре наружного плитудой повторяла колебания тем-
воздуха. пературы наружного воздуха. При
Усов Б.А., Околъникова Г.Э. Температурные деформации бетона при твердении..
этом разница температуры бетона бетона, существенно изменяются и наружного воздуха не превышала его деформации.
5 °С, хотя абсолютные значения су- Но прочность бетона также явля-точных колебаний температуры были ется важным технологическим фак-существенны. Отклонения темпера- тором, определяющим величину де-туры образцов и наружного воздуха формаций и направление их разви-приведены на рис. 1. тия сжатие или растяжение.
Так на рис. 2, деформации бетонных образцов с добавкой нитрита натрия, с начальной эксперимента прочностью в 56 и 69 кг/см2, полностью зависели от колебанияй тем-
пературы и проявили себя обычным
Рис. 1. Изменения температуры бетонных образцов и наружного воздуха.
твердым телом со
Существенно, что в образцах не на- сформированной кристаллической блюдалось резкого повышениея темпе- решеткой. То есть, - с понижением ратуры вследствие экзотермических температуры происходило сжатие реакций твердения цемента и отсут- бетонных образцов, а с повышением ствовали горизонтальные температур- температуры - расширение. ные площадки, характерные для льдообразования или таяния воды в бетоне.
Известно, что с изменением температуры
Рис. 2. Деформации бетонных образцов с добавкой ЫаЫ02
твердения
при изменении температуры
В то же время существенное изменение деформаций бетона при меньшей прочности (И=24 кг/см2) свидетельствует о наличии в его составе свободной жидкой составляющей. Содержание противоморозной добавки ЫаЫ02 в составе бетонных образцов рассчитано на температуру фазовых превращений -5 °С, поэтому при колебании температуры выше минус пяти градусов, характер деформаций ничем не отличался от деформаций других образцов, имеющих большую прочность температуры.
Однако при более низких значениях наблюдаются деформации расширения бетона, соответствующие процессу интенсивного льдообразования в течение выдерживания: 60, 85 и 110 ч (рис. 2).
В то же время с повышением температуры выше температуры основных фазовых превращений бетона наблюдались деформации сжатия, характерные процессам таяния льда в бетоне при выдерживании соответственно: 70 и 95 ч (рис. 2).
То есть деформации имеют место при выдерживании бетона в течение первых 110 ч.
В дальнейшем, за счет структуроо-бразования (набора прочности и снижения количества свободной воды), деформации этих образцов согласуются с направлением колебаний температуры идентично образцам, имеющим более высокую начальную прочность.
Однако рассмотрении деформаций этих же образцов, но уже под нагрузкой важно оказалось влияние последней на сдерживание деформаций расширения, вызываемых переходом в бетоне свободной воды в лед.
У бетонных образцов, твердеющих без добавки, даже при небольших значениях прочности, при переходе температуры в период основных фазовых превращений деформации при образовании льда или его таянии, не наблюдались (рис. 3).
Объясняется это тем, в составе образцов содержится большое количество свободной воды, переходящей при отрицательных температурах неминуемо в лед. Однако отсутствие деформаций расширения бетона в этот момент можно объяснить тем, что параллельно при понижении температуры интенсивно протекают деформации сжатия воды, образовавшихся кристаллов льда и твердых компонентов бетона.
В работе [1] в лабораторных условиях при ступенчатом понижении температуры образцов на 1...2 °С и выдерживании несколько часов, деформации расширения при образовании льда отчетливо фиксировались.
В реальных же условиях, когда температура за счет суточного колебания существенно понижается (21 ч с начала выдерживания), вышеперечисленные деформации сжатия составляющих бетона, превосходят
Усов Б.А., Окольникова Г.Э. Температурные деформации бетона при твердении...
деформации расширения, вызван- ходе эксперимента в относительно ные образованием льда в его объеме непродолжительный промежуток (см. рис. 3). Протекание процессов времени резко понижается с 0 до перехода воды в лед в этот момент -7 °С, не задерживаясь в области проявляется в том, что деформации основных фазовых превращений сжатия образцов, имеющих мень- (0...-2 °С). шую прочность (19 кг/см2), проходят менее интенсивно с тенденцией к затуханию по сравнению с образцами, образцов в этот период не наблю-начальная прочность которых со- даются за счет интенсивного про-
Это приводит к тому, что деформации расширения бетонных
ставляла 37 кг/см2.
текания процессов сжатия его со-
В то же время при температурах, ставляющих. соответствующих процессам таяния В это же время температура бе-
льда, у бетона с меньшей прочностью тонных образцов с добавкой нитри-
деформации расширения также про- та натрия в ходе эксперимента не-
текают с меньшей интенсивностью намного отличается от температу-
(через - 106 и 177 ч) с начала выдер- ры основных фазовых превращений
живания (рис. 3).
жидкой составляющей, содержащей соли ЫаЫ02, процентное содержание
которой рассчитано на температуру замерзания -5 °С.
В результате деформации расширения бетона при образовании льда превосходят дефор-
Продолжигельность, xi Я=19кг/смг
-температура бетона И 37 кг/смг
Рис. 3. Зависимостъ деформаций бетона от его началъной прочности и изменения температуры в процессе выдерживании мации сжатия
его компонентов.
Отличия в прохождении де- Вследствие этого на графике рис. 2 формаций исследуемых образцов, при понижении температуры происхо-имеющих низкие значения прочно- дило расширение бетонных образцов, сти, с добавкой нитрита натрия и имеющих прочность 24 кг/см2. без добавки объясняется тем, что Отсутствие деформаций рас-температура бетона без добавки в ширения у бетона без добавки не
исключает негативное влияние на бетон жидкой составляющей при её переходе в лед. Просто это влияние в реальных условиях выдерживания, в случае резкого понижения температуры и переходе её через область основных фазовых превращений, менее выражено и, как следствие, труднее контролируемо.
Очевидно, что такой же эффект наблюдался бы и у бетонов с про-тивоморозными добавками, если бы его температура резко понизилась, пройдя в непродолжительные сроки через температуру, на которую рас-
считано содержание добавки, а не колебалась бы около неё.
Вывод
Деформации образцов в процессе замораживания или оттаивания бетона, устанавливаемы в лабораторных условиях при ступенчатом понижении температуры, практически не проявляются в реальных условиях в случае значительного суточного изменения температуры.
ЛИТЕРАТУРА
1. Головнев, С.Г. Технология зимнего бетонирования. Оптимизация параметров и выбор методов / С.Г. Головнев. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 1999.
Усов Борис Александрович, канд. техн. наук, МАМИ, кафедра промышленно-гражданского строительства, [email protected]
ТЕХНОЛОГИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ СЕРНЫХ БЕТОНОВ
Приведены результаты экспериментальных исследований основных физико-механических свойств серных композиций. Сравнение этих характеристик с аналогичными показателями традиционных материалов позволяет дать оценку предлагаемых решений. Приведены специальные свойства серных композиций.
Ключевые слова: серные композиции, бетон, сырьевые материалы.
The results of experimental studies of basic physical properties of mechanical sulfur compositions. Compare these characteristics with those shown telyami traditional materials allows to evaluate proposed solutions. Given the special properties of sulfur compositions.
Keywords: sulfur composition, concrete, raw materials.
