Справочная энциклопедия дорожника (том III) Дорожно-строительные материалы. Под редакцией Быстрова Н.В

Подождите немного. Документ загружается.

Образующийся в результате взаимодействия солей магния с

Ca(OH)

брусит (Mg(OH)

) представляет собой рыхлую несвязную

массу, не обладающую прочностью. Помимо этого при магнезиальной

коррозии по мере израсходования портландита возможно и

разложение гидросиликатов кальция, в первую очередь

высокоосновных, менее стабильных.

Вторая из приведённых реакций соответствует сульфатно-

магнезиальной коррозии.

Бетон может разрушаться под действием минеральных

удобрений. Особенно вредны аммиачные удобрения (аммиачная

селитра, сульфат аммония). Из фосфорных удобрений агрессивен

суперфосфат.

В том случае, если бетон контактирует с водами, содержащими

ион SO

, он подвергается сульфатной коррозии, которая относится к

коррозии III вида (коррозии, вызываемой образованием новых

соединений с увеличением объёма). Сульфатная коррозия

подразделяется на гипсовою и сульфоалюминатную.

При гипсовой коррозии SO

взаимодействует с Са(ОН)

образованием CaSO

H

O, что приводит к увеличению объёма

приблизительно в 2,5 раза по сравнению с объёмом исходного

портландита.

Сульфоалюминатная коррозия происходит при взаимодействии

сульфатов на гидроалюминаты кальция (продукты гидратации

минерала С

А) с образованием вторичного эттрингита (т.н.

«цементной бациллы») с увеличением объёма приблизительно в 4,5

раза:

3СaOAl

6H

O + 3CaSO

+ 25H

O =

= 3СaOAl

3CaSO

31H

К образованию вторичного эттрингита приводит действие на

бетон растворов таких солей, как CaSO

, MgSO

, Na

, (NH

)

(SO

)

661

Для защиты от сульфатной коррозии следует применять

сульфатостойкие цементы.

Классификация агрессивных сред и меры по защите бетона от

коррозии приведены в СНиП 2.03.11-85.

В том случае, когда бетон изготавливается на

реакционноспособном заполнителе, а цемент содержит повышенное

количество щелочей, возникает щелочная коррозия бетона. Она

заключается во взаимодействие щелочей, содержащихся в цементе

O), с активным кремнезёмом, содержащимся в заполнителе

(SiO

nH

O), что приводит к образованию комплексного

гидратированного геля, вызывающего внутреннее давление и

растрескивание бетона. К реакционноспособным заполнителям

относят те, которые содержат аморфный кремнезём в количестве

свыше 50 ммоль/л – в первую очередь это опал, халцедон и др. Для

предотвращения щелочной коррозии следует исключить применение

реакционноспособных заполнителей и ограничить содержание

щелочей в цементе до безопасного уровня – не более 0,6% R

5.8 Особенности производства бетонных работ при высоких

положительных температурах

При высоких положительных температурах принимаются

специальные меры к предотвращению преждевременной потери

подвижности бетонной смесью, по защите бетона от потерь воды

затворения и ограничению саморазогрева массивных бетонных

конструкций.

662

Для увеличения сохраняемости удобоукладываемости бетонной

смеси применяют химические добавки, обладающие замедляющим

действием. Подобным действием обладает ряд пластифицрующих и

водоредуцирующих добавок, вводимых в определённых дозировках,

например ЛСТ, ЛПМ. Имеются и специальные добавки-замедлители.

Для повышения сохраняемости удобоукладываемости важное

значение имеют свойства цемента (сроки схватывания, наличие

признаков ложного схватывания) и обеспечение возможно более

низкой температуры бетонной смеси. Снижение начальной

температуры бетонной смеси достигается как правило путём

уменьшения температуры её компонентов. Склады щебня и песка в

этих целях защищают от прямого попадания солнечных лучей (крытые

склады), щебень в штабелях увлажняют поливом. В особых случаях

температуру бетонной смеси снижают путём добавления дроблёного

льда.

При бетонировании в условиях повышенных температур

особенно важное значение имеет уход за бетоном. Свежеуложенный

бетон содержит больше воды, чем необходимо для гидратации

цемента, но в производственных условиях значительное количество

этой воды будет потеряно, если не принять мер предосторожности.

Потери влаги в свежеуложенном бетоне приводят к образованию

трещин и особенно неблагоприятно сказываются на морозостойкости

и долговечности бетона. Влагу в бетоне можно сохранить несколькими

способами: задержкой распалубки, поливкой или устройством запруд,

применением влагоудерживающих покровов или с помощью

нанесения плёнкообразующих веществ. В жаркую, сухую погоду

деревянные формы быстро высыхают, поэтому их следует сохранять

влажными с помощью полива.

Во время ухода поверхности бетона следует предохранять от

высыхания и в промежутках между поливами. Попеременное

663

увлажнение и высыхание свежеуложенного бетона приводит к

образованию волосяных трещин и к растрескиванию поверхности.

Для укрытия поверхности бетона применяется

водонепроницаемая плёнка. В швах полотнища плёнки должны

перекрывать друг друга, швы должны быть проклеены.

Для ухода за плоскими поверхностями, такими как покрытия

дорог и аэродромов, применяются защитные плёнкообразующие

составы.

Бетонировать дорожные покрытия и основания при

максимальной суточной температуре воздуха свыше 30

С и

относительной влажности воздуха менее 50% следует, как правило, в

вечерние и ночные часы (СНиП 3.06.03-91).

Согласно СниП 3.03.01 при производстве бетонных работ при

температуре воздуха выше 25 °С и относительной влажности менее

50% должны применяться быстротвердеющие портландцементы,

марка которых должна превышать марочную прочность бетона не

менее чем в 1,5 раза. Для бетонов класса В22,5 и выше допускается

применять цементы, марка которых превышает марочную прочность

бетона менее чем в 1,5 раза при условии применения

пластифицированных портландцементов или введения

пластифицирующих добавок.

Не допускается применение пуццоланового портландцемента,

шлакопортландцемента ниже М400 и глиноземистого цемента для

бетонирования надземных конструкций, за исключением случаев,

предусмотренных проектом. Цементы не должны обладать ложным

схватыванием, иметь температуру выше 50

С, нормальная густота

цементного теста недолжна превышать 27 %.

Температура бетонной смеси при бетонировании конструкций с

модулем поверхности более 3 не должна превышать 30-35 °С, а для

массивных конструкций с модулем поверхности менее 3 - 20 °С.

664

При появлении на поверхности уложенного бетона трещин

вследствие пластической усадки допускается его повторное

поверхностное вибрирование не позднее чем через 0,5—1 ч после

окончания его укладки.

Уход за свежеуложенным бетоном следует начинать сразу

после окончания укладки бетонной смеси и осуществлять до

достижения, как правило, 70 % проектной прочности, а при

соответствующем обосновании — 50%. Уход за дорожными и

аэродромными покрытиями и основаниями осуществляется до

достижения 100% проектной прочности, но не менее 28 суток.

Свежеуложенная бетонная смесь в начальный период ухода

должна быть защищена от обезвоживания.

При достижении бетоном прочности 0,5 МПа последующий уход

за ним должен заключаться в обеспечении влажного состояния

поверхности путем устройства влагоемкого покрытия и его

увлажнения, выдерживания открытых поверхностей бетона под слоем

воды, непрерывного распыления влаги над поверхностью

конструкций. При этом периодический полив водой открытых

поверхностей твердеющих бетонных и железобетонных конструкций

не допускается.

Для интенсификации твердения бетона следует использовать

солнечную радиацию путем укрытия конструкций рулонным или

листовые светопрозрачным влагонепроницаемым материалом,

покрытия их пленкообразующими составами или укладывать

бетонную смесь с температурой 50-60 °С.

Во избежание возможного возникновения термонапряженного

состояния в монолитных конструкциях при прямом воздействии

солнечных лучей свежеуложенный бетон следует защищать

саморазрушающимися полимерными пенами, инвентарными

тепловлагоизоляционными покрытиями, полимерной пленкой с

665

коэффициентом отражения более 50 % или любым другим

теплоизоляционным материалом.

5.9 Особенности производства бетонных работ при пониженных

температурах

5.9.1 Общие требования

В период производства бетонных работ при ожидаемой

среднесуточной температуре наружного воздуха ниже 5

С и

минимальной суточной температуре ниже 0

С следует применять

специальные меры по обеспечению качества бетона (СНиП 3.03.01-

87). Требования СНиП 3.03.01-87 распространяются также и на

покрытия и основания автомобильных дорог.

При бетонировании в условиях пониженных температур (зимнее

бетонирование) необходимо обеспечить твердение бетона в тёплой и

влажной среде в течении срока, обеспечивающего набор бетоном

критической прочности, гарантирующей сохранение структуры бетона

и его удовлетворительное твердение после оттаивания.

Это достигается как использованием внутреннего запаса

теплоты бетона (в массивных конструкциях), так и, как правило,

дополнительной подачей бетону теплоты извне. Существует также

способ холодного бетонирования, при котором в бетонную смесь

вводятся противоморозные добавки в количестве, достаточном для

предотвращения замерзания воды затворения в бетоне при его

выдержвании без обогрева. Противоморозные добавки часто вводятся

в бетонную смесь и при выдерживании уложенного бетона с

подогревом – это делается для предотвращения замораживания

бетонной смеси во время транспортирования и укладки, а также на

случай аварийных ситуаций. Следует, однако, иметь в виду, что

большинство таких добавок снижают морозостойкость.

666

Ориентировочные дозировки противоморозных добавок указаны в

табл. 5.43.

Таблица 5.43

Ориентировочные дозировки притивоморозных добавок

Наименование

противоморозн

ой добавки

Дозировка (% от массы цемента) при температуре

окружающего воздуха

выше минус

от минус 5

до минус 10

от минус 11

до минус 15

Формиат

натрия

1,5 – 2,5 2,5 – 3,5 3,5 – 4,0

Нитрит натрия 4 - 6 6-8 8-10

Ориентировочная прочность бетона с различными

противоморозными добавками приведена в табл. 5.44.

Таблица 5.44

Ориентировочные данные по прочности бетона с различными

противоморозными добавками

Противомор

озная

добавка

Ожидаемая

расчетная

температур

а, минус °С

Прочность бетона, %, через число сут

7 14 28 90

Формиат

натрия,

нитрит

натрия

5 30 50 70 90

10 20 35 55 70

15 10 25 35 50

5 50 65 85 100

10 30 50 70 90

Поташ 15 25 40 60 80

20 23 35 55 70

25 20 30 50 60

Примечание. Прочность бетона принимается равной 100 % прочности

образцов бетона того же состава, но без противоморозной добавки,

твердевших 28 сут в нормальных условиях.

Для увеличения запаса теплоты в бетоне составляющие

бетонной смеси подогревают: воду для бетона можно подогревать до

667

С, а воду и заполнители – до 50

С; температура бетонной смеси,

выходящей из смесителя, однако, не должна превышать 40

С, т.к. при

повышении температуры смесь быстро густеет. Минимальная

температура бетонной смеси при укладке в массивы должна быть не

ниже 5

С, а при укладке в тонкие конструкции – не ниже 20

С.

Поверхности основания и опалубки, а также арматура перед укладкой

бетонной смеси должны быть отогреты до положительных

температур.

В зимнее время следует применять цементы, обеспечивающие

повышенное тепловыделение твердеющего бетона за счёт протекания

процессов гидратации цемента (быстротвердеющие цементы).

Для массивных конструкций может применяться способ

термоса, при котором свежеуложенная бетонная смесь (как правило,

подогретая) тщательно изолируется тепловлагозащитными покровами

с таким расчётом, чтобы внутреннего тепловыделения бетона было

достаточно для поддержания положительных температур твердения.

Тонкие конструкции, а также конструкции, возводимые при

сильных морозах, следует бетонировать с подачей теплоты извне.

Обогрев бетона часто производят с помощью хорошо изолированного

электрического греющего провода или кабеля, греющей сетки,

устанавливаемых в опалубку перед бетонированием. Греющие

провод, кабель или сетка нагреваются от проходящего через них

электрического тока и передают тепло бетону, а окружающая их

изоляция предотвращает перегрев бетона в слое, непосредственно к

ним прилегающем. Возможен наружный обогрев бетона греющей

опалубкой, в которой предусмотрены электронагревательные

усторойства. Существует также электропрогрев, осуществляемый

пропусканием через бетона переменного электрического тока, для

этого в опалубку закладывают стальные пластины - электроды.

Обогрев бетона может, кроме этого, осуществляться паром,

668

пропускаемым между двойной опалубкой или по трубам, находящимся

внутри бетона или установленным в опалубке.

Другой приём бетонирования с подачей теплоты извне –

обогрев воздуха, окружающего бетон (способ тепляка). Для этого

устраивается временное сооружение - брезентовый или фанерный

тепляк, в котором устанавливаются калориферы, специальные

газовые горелки, временные печи. При этом бетон в тепляке должен

быть защищён от потерь воды затворения.

На практике обычно сочетаю сразу несколько мер,

обеспечивающих твердение бетона при низких температурах,

например, введение противоморозных добавок вместе с устройством

тепляка или применением греющего провода и теплозащитных

покрытий.

Приготовление бетонной смеси следует производить в

обогреваемых бетоносмесительных установках, применяя подогретую

воду, оттаянные или подогретые заполнители, обеспечивающие

получение бетонной смеси с температурой не ниже требуемой по

расчету. Допускается применение неотогретых сухих заполнителей, не

содержащих наледи на зернах и смерзшихся комьев. При этом

продолжительность перемешивания бетонной смеси должна быть

увеличена не менее чем на 25 % по сравнению с летними условиями.

Способы и средства транспортирования должны обеспечивать

предотвращение снижения температуры бетонной смеси ниже

требуемой по расчету.

Состояние основания, на которое укладывается бетонная

смесь, а также температура основания и способ укладки должны

исключать возможность замерзания смеси в зоне контакта с

основанием. При выдерживании бетона в конструкции методом

термоса, при предварительном разогреве бетонной смеси, а также при

применении бетона с противоморозными добавками допускается

укладывать смесь на неотогретое непучинистое основание или старый

669

бетон, если по расчету в зоне контакта на протяжении расчетного

периода выдерживания бетона не произойдет его замерзания.

Согласно СНиП 3.03.01, при температуре воздуха ниже минус 10 °С

бетонирование густоармированных конструкций с арматурой

диаметром больше 24 мм, арматурой из жестких прокатных профилей

или с крупными металлическими закладными частями следует

выполнять с предварительным отогревом металла до положительной

температуры или местным вибрированием смеси в приарматурной и

опалубочной зонах, за исключением случаев укладки предварительно

разогретых бетонных смесей (при температуре смеси выше 45

С).

Продолжительность вибрирования бетонной смеси должна быть

увеличена не менее чем на 25 % по сравнению с летними условиями.

При бетонировании элементов каркасных и рамных конструкций

в сооружениях с жестким сопряжением узлов (опор) необходимость

устройства разрывов в пролетах в зависимости от температуры

тепловой обработки, с учетом возникающих температурных

напряжении, следует согласовывать с проектной организацией.

Неопалубленные поверхности конструкций следует укрывать паро- и

теплоизоляционными материалами непосредственно по окончании

бетонирования.

Выпуски арматуры забетонированных конструкций должны быть

укрыты или утеплены на высоту (длину) не менее чем 0,5 м.

Перед укладкой бетонной (растворной) смеси поверхности

полостей стыков сборных железобетонных элементов должны быть

очищены от снега и наледи.

Рекомендуемые способы выдерживания бетона при зимнем

бетонировании монолитных конструкций в соответствии со СНиП

3.03.01 приведены в табл. 5.45.

Контроль прочности бетона следует осуществлять, как правило,

испытанием образцов, изготовленных у места укладки бетонной

670