ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ И БЕТОНА

2.3.1. Удобоукладываемость смеси. В целом можно отметить, что хлорид кальция несколь­ко повышает удобоукладывае­мость и уменьшает водопотреб — ность для получения равнопод — вижной смеси. В сочетании с воздухововлекающими добав­ками СаС12 также может иног­да улучшить этот показатель и немного увеличить количество вовлеченного воздуха и макси­мальный размер воздушных пу­зырьков.

2.3.2. Сроки схватывания. Хлорид кальция существенно сокращает время до начала и до конца схватывания, причем А

I о%

1 0,5% 11,0′Л | 1,5% 2,0%

Б)________________________

10%

10,5% 11,0% 11,5%

J2~0%

І—— 1____ I____ I____ I____ I____ I

0 1 2 3 U 5 5 Сроки схватывания, ч

Рис. 2.14. Сроки до начала (а) и до конца (б) схватывания цементного теста с разными дозами хлорида каль­ция

Тем сильнее, чем выше его дозировка. Это важно при бе­тонировании в условиях нор­мальной и пониженной темпе­ратур. Влияние хлорида каль­ция на эти характеристики показано на рис. 2.14 [4].

Не наблюдается прямой кор­реляции между ускорением сро­ков схватывания цемента и по­следующей прочностью бетона. Хлорид кальция как ускоритель схватывания можно применять совместно с другими добавками, например с лигносульфоната — ми; он компенсирует их замед­ляющее действие, сохраняя во- допонижающий эффект. По не­которым данным, в малых дозах хлорид кальция обладает замедляющим действием. Сог­ласно [95], отношение прочнос­ти раствора с 0,0005; 0,005; 0,01; 0,05; 0,5 и 1 % СаС12 к прочности раствора без добав-

! ? 11 ї I ‘?

1

_

I\

-\\>

> \

А ч.

— „ 1 , , і—і,

— UA_

20 40 60 80 100 120 140 1601,сут

Рис. 2.15. Влияние хлорида кальция (/) и хлорида кальция + лигносульфо — нат Са (2) на усадку при высуши­вании

Ки составило соответственно 0,8; 0,6; 0,9; 2; 1,8 и 2,1.

2.3.3. Усадка при высуши­вании. В целом можно кон­статировать, что усадка в при­сутствии хлорида кальция воз­растает (хотя имеются и неко­торые различия во взглядах по этому вопросу); об этом свидетельствуют и данные рис. 2.15 [4, 96]. Во времени этот процесс имеет тенденцию к за­туханию. Аналогичная ситуа­ция наблюдается и при сов­местном введении хлорида и лигносульфоната кальция. Большая усадка в раннем воз­расте может быть обусловлена повышением степени гидрата­ции цемента в присутствии хлорида кальция. Усадку уда­ется уменьшить путем введе­ния сульфата натрия.

2.3.4. Водоотделение. Хло­рид кальция уменьшает водо­отделение вследствие увеличе­ния плотности и вязкости жид­кой фазы. При введении 1 % хлорида кальция водоотделение смесей на цементах типа I, II, III по ASTM снизилось соот­ветственно в 1,08; 1,35 и 1,47 раза [97].

2.3.5. Поровая структура.


ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ И БЕТОНА

Рис. 2.16. Зависимость пористости цементного камня от содержания хлорида кальция

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ И БЕТОНА

—I—— 1—— 1—— Г

——— 0% CaCL2

А)

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ И БЕТОНА

12 14

60

50

О?

S 40 Є

…… 2%

0 Є

CJ

1

Зо

20

10

——— 3,5%

Є 8 10 12 0 2 14 В Содержание неиспаряемой влаги., %


Рис. 2.17. Зависимость количества неиспаряемой влаги от пористости бетона для В/Ц = 0,25 (а) и 0,4 (б)

По данным [60], при введении до 3,5 % СаС12 пористость уменьшается соответственно увеличению степени гидратации цемента (рис. 2.16), поскольку плотность гидратных фаз ниже, чем безводных. Более сильно снижается пористость в течение первых 24 ч, что совпадает с наиболее интенсивной гидра­тацией цемента. После 28 сут в большинстве проб пористость уменьшилась на 50 %. Из рис. 2.17 следует, что существует линейная зависимость между пористостью и степенью гидра­тации цемента, измеренной по количеству неиспаряемой воды [60], независимо от дозировки СаСЬ (до 3,5 %) и водоце — ментного отношения: от В/Ц = = 0,25 до В/Ц=0,4, причем
аналогичная закономерность наблюдается и для цемента без добавок.

Сравнительно большая по­ристость у образцов с В/Ц= = 0,4, чем с В/Ц=0,25 объя­сняется повышенным содержа­нием в них воды. Абсолютная плотность образцов с В/Ц= = 0,4 равна 2190 кг/м3, что со­ответствует их пористости, рав­ной 22,5 %. Это минимальная пористость, которая может быть получена при В/Ц=0,4 незави­симо от наличия или отсутствия добавок; чем выше содержа­ние СаСЬ (до 3,5 %), тем силь­нее снижается пористость об­разцов. Однако, согласно [98], при сопоставлении данных, по­лученных к 7 сут, большей по­ристостью характеризовались образцы с хлоридом кальция, в основном вследствие повы­шенного содержания микропор (размеры пор 1—5 нм). Уста­новлено также, что различие в пористости связано главным образом с абсолютной плот­ностью продуктов гидратации цемента с добавкой СаСЬ.

2.3.6. Удельная поверхность. В присутствии хлорида кальция возрастание удельной поверх­ности гидратирующегося це­мента обусловлено аналогич­ным увеличением удельной по­верхности продуктов гидрата­ции C3S. Введение СаСЬ приво­дит к увеличению удельной поверхности гидратирующихся портландцемента, пуццолано — вого и шлакопортландцемента с 43,2; 45,4 и 45 м2/г до 73,6; 61 и 198 м2/г соответ­ственно [99]. При этом СаСЬ в большей степени влияет на Изменение удельной поверхнос­ти при гидратации C3S, Чем цемента; его сравнительно нез­начительное воздействие на удельную поверхность пуццо — ланового цемента связано со слабым влиянием СаСЬ на реакцию между Са(ОН)г и пуц­цоланами, и, наоборот, сильное влияние на шлаки обусловлено активацией последних в присут­ствии хлорида кальция. Как Видно из данных табл. 2.4, Удельная поверхность возраста­ет с увеличением дозировки СаСЬ, в том числе и при оди­наковой степени гидратации цемента [60]; меньшая удель­ная поверхность образцов при введении 2 и 3,5 % СаСЬ и степени гидратации 70 % по сравнению с образцами, степень гидратации которых всего 40 %, Объясняется их старением.

Таблица 2.4 УДЕЛЬНАЯ ПОВЕРХНОСТЬ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ В ПРИСУТСТВИИ ХЛОРИДА КАЛЬЦИЯ

Добавка СаСЬ % массы це­мента

Удельная поверхность, м2/г. при степени гидратации, %

40

60

0 і 2

3,5

20,5 20,3 37,9 37,3

22,1 24,3 28,7 32,2

2.3.7. Морфология. Введение хлорида кальция вносит осо­бенности в структуру цементно­го камня: в присутствии 2% СаСЬ в нем исчезают волокнис­тые новообразования, из кото­рых, как и из более широких и плоских гидратов, состоит цементный камень без доба­вок [98]. Кроме того, в раннем возрасте в цементном камне с хлоридом кальция в большем количестве представлены сетча­тые структуры.

По данным работы [60], при степени гидратации цемен­та, соответствующей 8,2 % не- испаряемой воды, в цементном камне без добавок хорошо раз­личимы игольчатый эттрингит и C-S-H, а также столбча­тые частицы Са (ОН)2- Введе­ние 1 % СаСЬ приводит к образованию тонких пластинок C-S-H-фазы, а с увеличением добавки до 2 % структура камня уплотняется и состоит из более тонких частиц. При дальнейшем повышении содер­жания СаСЬ до 3,5 % струк­тура цементного камня стано­вится губчатой. Однако и с помощью электронной сканиру­ющей микроскопии нелегко ус­тановить особенности, прису­щие структуре цементного кам­ня в результате введения СаСЬ, возможно, из-за гелеобразного характера гидратных новообра­зований.

В работе [100] при исполь­зовании метода горячего прес­сования цементного теста с до­бавками хлорида кальция, три — этаноламина и лимонной кисло­ты была обнаружена разница в прочности образцов по сравне­нию с эталоном (без добавки), однако не удалось получить никакой полезной информации, позволяющей связать эти раз­личия с микроструктурой кам­ня.

2.3.8. Ползучесть. Добавки хлорида кальция и триэтанола — мина повышают ползучесть бе­тона. Авторы работы [101] различают ползучесть во влаж — 58 ных и в сухих условиях в присутствии 1,5 % СаСЬ — Ползучесть бетона с хлоридом кальция, нагруженного в воз­расте 7 и 28 сут, увеличи­лась по сравнению с эта­лоном соответственно на 36 И 22 % .

2.3.9. Выцветы. Влияние хлорида кальция на появление выцветов на совсем ясно. В литературе имеются противоре­чивые данные по этому вопро­су. По-видимому, возможность образования пятен и выцветов связана с высокой гигроскопич­ностью и растворимостью хло­рида кальция.

2.3.10. Морозостойкость. В раннем возрасте бетоны с до­бавкой 2 % СаСЬ более морозостойки, чем бетоны без ускорителей твердения. В более зрелом возрасте картина меня­ется. Согласно [102], в присут­ствии воздухововлекающих до­бавок бетон менее подвержен шелушению при попеременном замораживании и оттаивании; введение 2 % СаСЬ не сни­жает эффекта воздухововлека­ющих добавок.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *