Морозостойкость дорожных бетонов с химическими добавками при действии хлористых солей-антиобледенителей

• Автор: Янбых, Николай Никитович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1982
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 291 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕПЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Общие сведения о состоянии цеыентобетонных покрытий, подвергающихся действию замораживания и солейантиобледенителей . . II

1.2. Частота образования гололеда на автомобильных дорогах и способы его удаления 2Ь

1.3. Краткий обзор отечественных и зарубежных исследований поповышению коррозионной стойкости долговечности цементного бетона дорожных покрытий

1.4. Цель и задачи исследований .

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПОЛУЧЕНИЯ ДОРОДНЫХ БЕТОНОВ ПОВЫШЕННОЙ СТОЙКОСТИ К ДЕЙСТВИЮ зморшшмт и ХЛОРИСТЫХ ССЛЕЙАШИОШдаШТЕЛЕЙ
2.1. Разрушение бетона при одновременном действии замораживания и хлористых солейантиобледенителей .

2.2. Коррозия бетона при действии водных растворов

хлористых солей

2,3. Способы повышения стойкости бетона при совместном воздействии хлористых солей и мороза Выводы .
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МОРОЗОСТОЙКОСТИ И
КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ ДОРОДНЫХ БЕТОНОВ С ПОВЕРХНОСТНОАКТИВНЫМИ И КРШШОРГАШЧЕСКИЫИ ДОБАВКАМИ
3.1. Исследование структуры бетона с поверхностноактивными и кремнийорганическими добавками
3.2. Исследование морозостойкости бетонов с пластифицирующими, воздухововлекающими и газообразующими добавками .
3.2.1. Обоснование методики испытания бетона на морозостойкость
3.2.2. Исследование морозостойкости бетона при частичном погружении испытуемых образцов в растворы солей
3.2.3. Исследование стойкости бетона на гранитном и известняковом щебне при замораживании на воздухе и оттаивании в 5ном растворе хлористого натрия . . .
3.3. Исследование коррозионной стойкости бетона
в растворах хлористых солей
3.3.1. Стойкость бетона в условиях постоянного действия солевой среды .
3.3.2. Стойкость бетона в условиях капиллярного подсоса и испарения солевых растворов .
3.4. Исследование прочности бетонов с пластифицирующими, воздухововлекающими, газообразующими и комплексными добавками . .
Выводы . .
4. ИССЛЕДОВАНИЯ СТОЙКОСТИ БЕТОНА В ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЯХ
4.1. Изготовление опытных образцов плит и подготовка их к испытанию
4.2. Методика испытаний . . . . .
4.3. Обсуждение результатов экспериментальных исследований
Выводы
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ВДУХ0С0ДЕРЖАНИЕ ГАЗООБРАЗОВАНИЕ В БЕТОННЫХ СМЕСЯХ И ХАРАКТЕРИСТИКУ ПОРОВОЙ СТРУКТУРЫ БЕТОНА
5.1. Исследование влияния состава бетона, дисперсности песка и других факторов на воздухосодержание газообразование в бетонных смесях
5.2. Исследование пористости и структуры пор в затвердевшем бетоне .
Выводы
6. ОШТНОЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
6.1. Строительство, испытание и обследование опытных участков
6.2. Экономическая эффективность применения добавок ПАВ и кремнийорганических полимеров в дорожном бетоне и внедрение работ .
Выводы .
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Несмотря на многочисленные исследования и большой практический опыт теоретического объяснения причины повреждений бетона при воздействии противогололедных солей окончательно еще не создано. Рассмотрим выдвинутые различными авторами гипотезы и степень их доказанности. Наиболее распространена точка зрения4,8,9,0,что разрушение бетона при применении солей антиобледенителей вызывается кристаллизацией солей в порах и капиллярах бетона. Соли выделяются из раствора в виде кристаллогидратов со значительным увеличением объема твердой фазы, что вызывает появление разрушающих напряжений в стенках пор и капилляров. Как известно, кристаллизация солей с образованием кристалловидратов в порах бетона происходит, когда концентрация раствора соответствует составу эвтектической смеси и температура достигает эвтектической точки. Эвтектические концентрации растворов для аСЕ составляют ,4, дляСйСЕ2 ,8, дляМдСЕ1,6. Температура эвтектических точек соответственно составляет для аСЕ около С, СаСЕг0с,НдСЕ2ззс . Как видно из приведенных данных разрушение бетона в результате образования кристаллогидратов вполне возможно при накапливании в порах солей, особенно при применении хлористого натрия. В работах 1,2,5 появление повреждений, наблюдаемых при использовании солейантиобледенителей объясняется химическим воздействием солей на цементный камень. Хлориды взаимодействуя с трехкальциевым алюминатом образуют гидратированные кристаллические хлоралюминаты кальция, при этом увеличивается объем твердой фазы, что вызывает давление на стенки пор и капилляров и разрушение бетона. Возможность химического разрушения бетона при применении солей на дорогах не исключена. Как известно,при замерзании влаги происходит повышение концентрации солей в агрессивном растворе и оттеснение его вглубь структуры распространяющимся льдообразованием, где они вступают в химическое взаимодействие с цементным камнем. По мнению Т. Пауэрса 9 разрушающее действие противогололедных солей носит скорее физический, чем химический характер. Имеется мнение , что повреждения, наблюдаемые при использовании солейантиобледенителей вызываются химическим воздействием на бетон содержащимися в солях примесями МдС2 7 Мд БО и т. При зимнем содержании дорог наряду с технической поваренной солью применяют соли сольвинитовых отвалов, содержащие различные примеси хлористого калия, сернокислого кальция, хлористого магния. Поэтому разрушение бетона содержащимися в солях примесями возможно. Однако повреждения на дорогах вызывают и химические вещества этиловый спирт, этиленгликоль, которые не содержат никаких примесей, вредно влияющих на бетон 4. Некоторые исследователи например, в СССР, В. И.Бабушкин 6, за рубежом Т. Пауэрс 9 ускоренное разрушение бетона при замораживании в растворах солей объясняют дополнительным воздействием сил осмотического давления. Т.К. Расчеты величины осмотического давления Р по формуле Р СЯТ где Я газовая постоянная в кг. С концентрация раствора в мольл Т абсолютная температура раствора в град. Однако несколько предлагаемая схема действия осмотических сил действительно реализуется в бетоне можно только судить на основании результатов тщательного анализа процесса развития осмотического давления. Некоторыми исследователями 4 в качестве возможной причины разрушений, вызываемых солями антиобледенителями называется кристаллизация солей в порах и капиллярах бетона. При высыхании соляного раствора проникшего в поры бетона может возникнуть давление кристаллизации. Однако измерения Б. Д.Кузнецова, В. Я.ХаимоваМалькова, А. В.Щубникова показывают 8, что давление развивающееся в пористых телах при кристаллизации различных солей незначительно, составляет от долей атмосферы до кгссм и поэтому не может служить основной причиной разрушения такого прочного материала, каким является бетон. В работах ,8 высказывается предположение, что повреждения наблюдаемые при использовании солейантиобледенителей могут быть вызваны резким перепадом температуры на поверхности покрытия в результате поглощения потребления теплоты плавления льда. В работе 4 показано, что резкое снижение температуры может служить причиной разрушения бетона.