АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 9
1.1 Структура бетона 9
1.2 Исследование особенностей гидратации цемента и твердения бетона
при различных температурах 16
1.3 Методы зимнего бетонирования 18
1.3.1 Современные противоморозные добавки и их совместимость с
другими активаторами и модификаторами 20
1.3.2 Совместимость противоморозных добавок с другими добавками ... 22
1.3.3 Влияние противоморозных добавок на свойства бетонной смеси и
бетона 23
1.3.4 Влияние противоморозных добавок на долговечность бетона 29
1.4 Стойкость бетона к агрессивным воздействиям окружающей среды . 29
1.4.1 Общая характеристика сульфатной коррозии 32
1.5 Морозостойкость бетона 34
1.5.1 Факторы, определяющие морозостойкость бетона 41
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1 47
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ 48
2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 49
2.1 Характеристики сырьевых материалов 49
2.2 Методы исследования 54
2.2.1 Рентгенофазовый анализ (РФА) 55
2.2.2 Термические методы анализа 57
2.2.3 Исследование на сульфатостойкость 59
2.2.4 Определение пористости 60
2.2.5 Исследование на морозостойкость 60
3 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ 63
3.1 Формирование структуры и прочности бетона твердевшего в
нормальных условиях после замораживания 63
3.2 Исследование влияния противоморозной добавки на
сульфатостойкость цементного камня 67
3.2.1 Определение коэффициента стойкости исследуемых материалов ... 68
3.2.2 Влияние сульфатной среды на фазовый состав цементного камня.. 73
3.3 Изучение влияния ПМД на морозостойкость бетонов 76
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3 80
4 РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ 81
5 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 85
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ 98
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 99
ПРИЛОЖЕНИЕ 103
Основными строительными материалами в современном строительстве являются бетон и железобетон. Производство этих материалов, особенно в нашей стране предпочтительно осуществляется в заводских условиях и это требует значительных затрат энергии. В последние десятилетия в строительстве стали активно применять монолитное возведение зданий и сооружений не только летом, но и в зимний период. В зимнее время чаще всего применяют различные виды обогрева, чтобы обеспечить твердение бетона и ускорить набор прочности. Однако и такое бетонирование требует значительного расхода энергии. Для проведения бетонирования в зимних условиях без дополнительного расхода энергии в настоящее время введено понятие «холодный бетон», т.е. бетон, получаемый в зимнее время без обогрева с введением специальных противоморозных добавок.
Однако, при низких температурах окружающего воздуха гидратация цемента и твердение бетона значительно отличается от этих процессов, протекающих в «нормальных» условиях, т.е. при плюсовых температурах близких к 20 °С.
При температурах ниже 4 °С бетон не твердеет, так как вода в нем замерзает. Соответственно, крайне важно не допустить замерзания воды, находящейся внутри бетонной смеси, так как замерзание бетона в раннем возрасте и понижение температуры окружающей среды ведет к остановке процесса твердения бетона и вызывает значительное снижение прочности конструкций. Для снижения затрат на твердение бетона в зимнее время вместо различных способов обогрева предлагается использовать арсенал противоморозных добавок, которые, как утверждают производители, способствуют протеканию процессов гидратации цемента и твердению бетона при отрицательных температурах практически до - 25 °С.
Производителями противоморозных добавок утверждается, что их применение обеспечивает возможность проводить работы по укладке бетона в зимний период без использования дополнительных мероприятий направленных на обогрев конструкции, что в свою очередь сокращает затраты и время на проведение строительных работ.
Для России, территория которой располагается в природных условиях с «зимним» периодом до 6 - 7 месяцев особенно важно соблюдать технологию выполнения работ, а также применять специальные материалы и технологии.
Под «зимним» периодом в строительстве считается время, когда среднесуточная температура устанавливается на уровне +5 °С, а минимальная суточная температура - ниже 0 °С [1].
Однако воздействие таких добавок на гидратацию цемента и структурообразование бетона при отрицательных температурах является довольно сложным физико-химический процессом, который требует глубокого изучения с целью формирования общей картины их воздействия для получения высококачественных материалов.
Но в результате активной деятельности человека, окружающая среда активно загрязняется сульфатами, хлоридами, отходами разных производств, что влияет на долговечность бетона, вызывая его разрушение при эксплуатации. Ущерб от коррозии в нашей стране достигает примерно 4,1 % от национального дохода, а в наиболее развитых странах - более 5 % [42].
В результате проблема повышения коррозионной стойкости строительных материалов из бетонов является одной из самых важных проблем, и поиск путей ее решения имеет огромное народно-хозяйственное значение.
Следовательно, снижения потерь от коррозии можно добиться, если при изготовлении бетонных и железобетонных конструкций учитывать особенности эксплуатации и правильно выбирать сырьевые материалы и соблюдать технологию производства.
1. Особенностью «холодного» бетона с противоморозными добавками является отсутствие процессов гидратации цемента и твердения бетона при отрицательных температурах.
2. Предварительное замораживание снижает стойкость бетона к агрессивным воздействиям. Такой бетон имеет в марочном возрасте, пониженные прочностные характеристики, является не сульфатостойким.
3. Зимнее бетонирование «холодным» бетоном способствует снижению морозостойкости.
4. С экономической точки зрения применение противоморозных добавок необходимо проводить совместно с электропрогревом бетона, что позволит уменьшить время прогрева, снизить энергозатраты на обогрев и получить бетон с требуемыми свойствами.
