Мы уже видели, что повышение температуры при твердении ускоряет химические реакции гидратации и таким образом благотворно воздействует на рост прочности бетона в ранние сроки без каких-либо отрицательных последствий, влияющих на последующую прочность. Однако более высокая температура при укладке и схватывании, хотяи повышает очень раннюю прочность, может неблагоприятно повлиять на прочность в возрасте от 7 суток и больше. Это объясняется тем, что при быстрой начальной гидратации образуются продукты с более плохой физической структурой, возможно более пористой, поэтому значительная часть пор всегда остается незаполненной. Из отношения гель: : пространство вытекает, что это может привести к более низкой прочности по сравнению с менее пористым цементным камнем, хотя в нем происходила медленная гидратация, в конечном счете в таком цементном камне достигается высокое отношение гель: пространство.
На рис. 5.29 приведены данные Прайса о воздействии температуры в течение первых двух час ...

Только небольшая часть от общего объема применяемого в строительстве бетона подвергается сильным химическим воздействиям. И это хорошо, так как стойкость бетона к действию химических агентов ниже, чем к другим воздействиям.

Наиболее часто встречающимися формами химической агрессии являются выщелачивание цемента, действие сульфатов, морской воды и природных слабокислых вод К
Стойкость бетона зависит от вида применяемого цемента. Установлено, что стойкость его повышается в такой последовательности:

1) обычный и быстротвердеющий портландцемент;

2) шлакопортландцемент или низкотермичный портландцемент;

3) сульфатостойкий портландцемент или пуццолановый портланд-цемент;

4) сульфатношлаковый (гипсошлаковый) цемент;

5) глиноземистый цемент.

Следует отметить, что в ряде случаев плотность и проницаемость бетона влияют на его долговечность значительно больше, чем вид применяемого ...

Рассмотрим теперь затвердевший бетон, подвергаемый попеременному замораживанию и оттаиванию в интервале температур, наиболее часто встречающемся в природе.
С понижением температуры насыщенного водой затвердевшего бетона вода, проникая в поры цементного камня, замерзает аналогично замерзанию в капиллярах горных пород и вызывает расширение бетона.

При повторном замораживании происходит дальнейшее расширение, так что повторные циклы замораживания и оттаивания имеют кум-мулятивный эффект. Большие поры в бетоне, образуемые при недостаточном уплотнении, обычно заполнены воздухом и поэтому не оказывают существенного влияния на действие мороза.
Замораживание — процесс постепенный вследствие небольшой скорости теплопереноса через бетон, увеличения концентрации щелочей в еще не замерзшей воде, а также вследствие изменения температуры замерзания в зависимости от размера пор.

Хотя поверхностное натяжение кристаллов льда в капиллярах создает в них давлени ...

Проникание в бетон жидких агрессивных веществ существенно влияет на его долговечность, например при вымывании Са(ОН)2 или при действии агрессивных растворов. Интенсивность проникания их определяется проницаемостью бетона, которая является важной характеристикой стойкости бетона, в том числе ее морозостойкости. В армированном бетоне проникание влаги и воздуха вызывает коррозию арматуры, что ведет к увеличению ее объема, растрескиванию и отслаиванию защитного слоя бетона.

Проницаемость бетона представляет интерес для оценки водопроницаемости емкостей для жидкостей и других конструкций, а также в связи с проблемой гидростатического давления в плотинах.
Следует отметить, что движение сквозь толщу бетона может обусловливаться не только давлением воды, но и градиентом влажности на противоположных поверхностях бетона или осмотическим эффектом.

Цементный камень и заполнитель имеют поры. Кроме того, в бетоне имеются пустоты в результате недостаточного у ...

Твердые соли не действуют на бетон, но, находясь в растворе, они вступают в реакцию с цементным камнем. Некоторые глины содержат щелочи, сульфаты магния и кальция, а грунтовые воды в таких глинах являются растворами сульфатов. Сульфаты вступают в реакцию с гидратом окиси кальция и гидроалюминатом кальция цементного камня.

Продукты реакции — гипс и сульфоалюминат кальция — имеют значительно больший объем, чем исходные компоненты, поэтому взаимодействие с сульфатами вызывает расширение и разрушение бетона, Реакцию сульфата натрия и Са(ОН)2 можно записать следующим образом:
Ca(OH)2+Na2SO4.10H2O->CaSO4.2H2O+2NaOH+10H2O.
Са(ОН)2 может полностью выщелачиваться фильтрующей водой, но если происходит накопление NaOH, устанавливается равновесие и только через S03 осаждается в виде гипса.

Гидроалюминат кальция реагирует по следующему уравнению
2(ЗСаО- А1203- 12H20)+3(Na2S04.10Н2О)-> ->3CaO.Al203-3CaS04.31H20+2Al(OH)3+6NaOH+17H20.

До сих пор мы рассматривали только проблему продолжительности ухода, но, как указывалось ранее, температура в период ухода также влияет на скорость реакции гидратации и соответственно влияет на развитие прочности бетона. Это влияние показано на рис. 5.26, данные которого получены из опытов на образцах, изготовленных, изолированных и выдержанных при разных температурах.Так как прочность бетона зависит как от возраста, так и от температуры, мы можем сказать, что прочность является функцией от 2 (время X Xтемпература). По экспериментальным данным бетон имеет начальную температуру 13° С; это объясняется тем, что при температурах от точки замерзания воды до —11° бетон показывает наибольшее увеличение прочности с течением времени, но, разумеется, недопустимо действие низкой температуры, пока не произойдет схватывание бетона и прочность не достигнет достаточной величины, чтобы противостоять разрушениям под действием мороза. Обычно требуется «выжидательный период» — 24 ч.

Зрелос ...

Огонь вызывает высокие температурные градиенты, и в результате горячие поверхностные слои отделяются от более холодной внутренней массы.Образование трещин наблюдается в местах швов, в плохо уплотненных частях бетона или в местах расположения арматурных стержней. Арматура, проводя тепло, усиливает действие нагревания.Влияние температуры ниже 250° С на прочность бетона незначительно, но при температуре выше 300° С наблюдается определенная потеря прочности, как показано на рис. 7.31. В тощих смесях потери прочности относительно меньше, чем в жирных. Прочность на изгиб меняется больше, чем прочность на сжатие. Потеря прочности значительно ниже, если заполнитель не содержит кремнезема, например известняк, основные изверженные породы, кирпичный щебень, доменный шлак.

Понижение теплопроводности бетона улучшает его огнестойкость, поэтому легкий бетон более огнестоек, чем обычный.
Бетоны, изготовленные на известняковом заполнителе или песчанике, меняют цвет с изменени ...

До сих пор мы не рассматривали прочность цемента как переменную в прочности бетона. Здесь рассматривается влияние на прочность
бетонов цементов одного типа. Различие в прочности обычных и быстротвердеющих портландцементов показано на рис. 5.37. Однако эти цементы почти всегда соответствуют требованиям BS 12: 1958. Прочность некоторых цементов иногда достигает значений, в 2,5 раза превышающих нормируемый минимум.
Хотя на строительной площадке трудно установить влияние цемента, все же несомненно, что естественные отклонения в прочности цемента отражаются на отклонениях прочности бетона, Таким образом, изменчивость свойств цемента имеет большое практическое значение, особенно ввиду того, что бетонная смесь должна быть заранее запроектирована для получения достаточной прочности даже в случае, если замес приготовлен на цементе низкой прочности. При этом более высокая средняя прочность цемента не дает никакого преимущества.Если цемент имеет более низкую изменчивость (но ту же с ...

Морская вода содержит сульфаты и механизм действия на бетон аналогичен рассмотренному выше. Кроме химического воздействия, кристаллизация солей в порах бетона может приводить к его разрушению вследствие давления кристаллов соли. Так как кристаллизация происходит там, где вода испаряется, этот вид воздействия наблюдается в надводной части бетона.

Хотя раствор соли перемещается в бетоне в результате капиллярного подсоса, он действует на бетон только, если вода может проникнуть в глубь бетона, следовательно, и в этом случае непроницаемость бетона наиболее надежное средство его защиты.

Бетон в зоне переменного уровня воды, подвергающийся попеременному увлажнению и высушиванию, разрушается быстрее, чем постоянно
увлажняемый бетон. Фактическое действие морской воды изменяется и замедляется вследствие осаждения в порах бетона гидрата окиси магния. В тропическом климате воздействие морской воды более интенсивно.

В ряде случаев воздействие мор ...

Стойкость бетона к воздействию сульфатов может быть определена в лабораторных условиях хранением образцов в растворах сульфата натрия, сульфата магния или смеси. Попеременное увлажнение и высушивание ускоряет разрушение, вызываемое кристаллизацией солей в порах бетона. О результатах можно судить по потере прочности образцов, изменению динамического модуля упругости, расширению и изменению внешнего вида образцов.На рис. 7.4 показано изменение динамического модуля упругости образцов из цементного раствора 1:3 (после 78 суток влажного хранения) в 5%-ном растворе сульфатов.

Результаты прочностных испытаний образцовбалочек из цементного раствора состава 1 : 3 в 0,15 молярного раствора Na2S04 приведены на рис. 7.5.
Испытания образцов состава 1:6 (цемент: песок) в аналогичных растворах сульфатов показали, что расширение 0,1% после четырех недель является граничной величидостатком лабораторных испытаний растворных образцов является то, что они более чувствительны к химиче ...