Строительство. Справочные пособия

Добавки в бетон

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Долговечность бетона при определенных условиях эксплуатации — одна из его наиболее важных характеристик. Разрушение бетона может произойти при действии мороза, щелочной коррозии заполнителя, карбонизационной усадке, при химическом воздействии агрессивных сред и т. д. Развитие этих процессов можно изменить с помощью добавок.

1.10.1. Щелочная коррозия заполнителя

Этот вид коррозии особенно опасен при повышенном содержании щелочей в цементе (что становится весьма типичным, поскольку такие способы производства цементов самые экономичные), большом расходе цемента (что требуется для получения высокопрочных бетонов) и использовании реакционноспособных заполнителей.

Для этого вида коррозии (как и для некоторых других) характерно разрушение в результате расширения бетона при эксплуатации.

Существуют несколько методов определения склонности бетона и его составляющих к щелочной коррозии: петрографический, согласно ASTM C295, необходим для характеристики заполнителя; метод ASTM C586, с помощью которого определяют реакционную способность (к воздействию щелочей) карбонатного сырья, используемого в качестве заполнителя; методы ASTM C227 и ASTM С289 (химические, с целью определения потенциальной реакционной способности, вызванной кремнеземистым заполнителем), а также метод испытания бетонных призм (CSA А.23.2-14А) отражающий поведение бетона.

Щелочи могут содержаться в портландцементе в водорастворимой и нерастворимой формах. Водорастворимые щелочи определяют, согласно методу ASTM С114-77. Их содержание находится в пределах 10—60 % общего количества щелочей; они часто попадают в цемент в виде сульфатов, а также с топливом при его производстве.

Нерастворимые формы щелочей могут оказаться в цементе с глинами и некоторыми силикатами. В целом общее количество КгО и Na20 в цементе (в пересчете на Na20) не превышает 1 %. При содержании щелочей до 0,6 % (в расчете на Na20) цемент считается низкощелочным.

Возможны три типа реакций, приводящих к щелочной корр&зии заполнителя: кремне-земно-щелочная [70—72], кар-бонатно-щелочная [73—75] и си-ликатно-щелочная [76].

Способы предотвращения щелочной коррозии заключаются в том, что в цемент вводят 20—30 % пуццолана или заменяют часть цемента шлаком. Механизм действия пуццолана недостаточно ясен: предположительно, он связывает щелочи и, возможно, образует нерасширяюшиеся известково-щелочно-кре-мнеземистые комплексы [77]. Однако введение пуццолана неэффективно при карбонатно-щелочных реакциях. Есть данные о том, что объемные расширения удается снизить с помощью литийсодержащих добавок (1 %) [78]. Полезны также фосфаты [79] и некоторые другие вещества [80], включая соли бария [81]. Кроме того, для снижения опасности этого вида коррозии используют смешанные цементы (уменьшение содержания щелочей) и смешанные заполнители (уменьшение реакционноспособных фаз) и т. д.