Основные представления морозостойкости пенобетона, газобетона.


 
 
 

ОСНОВНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О МОРОЗОСТОЙКОСТИ
пенобетона, газобетона
В.А. Пинскер, к.т.н., В.П. Вылегжанин, к.т.н.



Проблема долговечности стеновых конструкций связана прежде всего с их морозостойкостью, методами ее оценки и способами повышения. Все это требует раскрытия механизмов морозного разрушения.
Наиболее распространенным является представление о распирающем действии льда (даже через незамерзшую воду), образующеюся в порах. Это оказалось правдоподобным применительно к малопористым материалам, таким, как тяжелый бетон.
Исследования одного из новых и перспективных материалов – пенобетона, газобетона дали результаты, которые не укладываются в эту и другие гипотезы морозного разрушения. Известно, что пористость в пенобетоне, газобетоне во много раз превышает требуемую резервную. Значит, материал должен был бы обладать бесконечной морозостойкостью. Но этого не наблюдалось. Пенобетон и газодетон имели ограниченную, правда, достаточную по нормам, морозостойкость. Они оказались чувствительным к видам сырья, добавкам, режимам твердения и малочувствительным к такому фактору, как пористость. Замораживание при пониженных температурах ускоряет процессы разрушения в несколько раз, чего при большой пористости не должно было бы наблюдаться. Эти и другие данные потребовали пересмотра основных представлений о механизме морозного разрушения.
Это потребовало пересмотра предложенных механизмов, которые к тому же не могли объяснить и следующих закономерностей:
1. Наличие в узком интервале низких температур (-30-40°С) второго скачка
термического расширения влажного бетона.
2. Более сильное (в 8-10 раз) разрушающее влияние второго скачка по сравнению с
первым.
3. Отсутствие последующих скачков при дальнейшем охлаждении бетона, хотя
вода продолжает замерзать в мелких капиллярах и при температурах ниже -100°С.
4. Удлинение   бетона   вместо    его   сокращения    при    обратном    повышении
температуры после достижения второго пика расширения.
5. Невысокая корелляция между морозостойкостью и характеристиками макро- и
микропористости.
6. Снижение   морозостойкости    после   термической    обработки   бетона   и   с
увеличением ее интенсивности.
7. Понижение    морозостойкости    бетонов    на    пуццолановых,    алюминатных.
извеетково-песчаных цементах,
8. Увеличение   морозостойкости   ячеистых   бетонов   при   введении   алитового
портландцемента.
9. Снижение морозостойкости при добавках в бетон многих электролитов.
10.Равенство   остаточных   деформаций   после   одинакового   количества   циклов
замораживания и оттаивания при -5 и -45 °С.
11.Большая чувствительность неморозостойких ячеистых бетонов к испытанию увлажнением-высушиванием,
12.Резкое повышение морозостойкости при введении гидрофобных веществ.
13.Отсутствие влияния на снижение прочности температур ниже-45°С.
14.3начительное увеличение температурных пиков при замораживании вакуумированных или прокипяченных образцов. Все эти некоторые другие закономерности можно объяснить, если представить механизм замораживания следующий образом.
Замерзание воды в порах бетона начинается не со стенок, а с центра (оси) пор и капилляров, где льдонодобная гексагональная (тридимитовая) структура воды наименее искажается адсорбционными силами гидратов цементного камня. Пристенные слои воды не замерзают, т.к. они сжаты адсорбционными силами и не вписывается в решётку льда. Замерзание воды в капиллярах начинается при более низких температурах, чем свободной воды, из-за того же влияния стенок.
Об этом свидетельствует также тот факт, что при гидрофобизации бетонных смесей морозостойкость резко возрастает, а само явление сводится к устранению взаимодействия молекул воды со стенками.
Для оценки приемлемости выдвинутой гипотезы в ячеистый бетон вводились две различные полимерные добавки; одна - гидрофильная (суперплаетификагор С-3, представляющий собой продукт полимеризации нафталенсульфокислоты с формальдегидом), другая - гидрофобная (ГКЖ-94 - полиэтилгидридсшюкеановая жидкость). В результате получили, что с С-3 коэффициент морозостойкости снизился по сравнению с контрольными образцами на 15 %, а с ГКЖ-94 возрос на 10 %.
Образующийся в порах лед (первичный) передает растягивающие напряжения через слой диффузной воды, которая из-за своей подвижности несколько их уменьшает. Происходит первый морозный удар, соответствующий стандартному. При дальнейшем понижении температуры (минус 35 - 45°С) замерзает рыхлосвязанная вода, что вызывает наибольшее деструктивное действие, так как релаксация растягивающих стенки пор напряжений резко падает и в дальнейшем зависит только от нестабильности ледовой решетки. Отсюда становится ясным, почему более низкие температуры действуют гораздо разрушительнее, чем обычные.
Таким образом, морозное разрушение, на наш взгляд, объясняется растяжением льдом стенок капилляров, происходящим в две стадии: через слой диффузной воды - при стандартном и рыхло-связанной воды - при низкотемпературном замораживании (около минус 40°С).
Величина морозной деструкции определяется гидрофильностью стенок пор. При пониженных температурах эксплуатации она проявляется гораздо интенсивнее. Газосиликат является более гидрофильным материалом, чем газобетон. Нами было установлено, что при темперагуре -50°С газосиликат разрушается в 4,48 раза, а газобетон -в 2,17 раза быстрее, чем при -20°С.
Для повышения долговечности стеновых материалов из ячеистого бетона необходимо выбирать сырье и режимы твердения, обеспечивающие минимальную гидрофильность цементного камня. Наиболее эффективным может быть введение гйдрофобизующих добавок.

 
 

 

 
 
 
Пенобетон, пеноблоки, Санни, заводы, оборудование, производство, пенобетонные блоки