Старение автоклавных ячеистых бетонов и методика испытания их долговечности

СТАРЕНИЕ АВТОКЛАВНЫХ ЯЧЕИСТЫХ БЕТОНОВ И МЕТОДИКА ИСПЫТАНИЯ ИХ ДОЛГОВЕЧНОСТИ
Термин старение применительно к бетонам употребляется редке п не имеет однозначного объяснения. Его используют в случаях когда происходят процессы перекристаллизации, завершающиеся увеличением размеров кристаллов, образованием фаз повышенной стабильности, процессы, связанные с уменьшением содержания химически связанной воды, переходом гидроксида кальция в карбонаты, огрубление микроструктуры бетона и др. Эти процессы в бетонах обычного твердения протекают параллельно с продолжающейся длительное время гидратацией минералов портландцемента.
Гидратацию можно рассматривать как процесс, свидетельствующий о запасе жизненных сил в материале. Прекращение этого np несса говорит о том, что в жизни материала наступил период, когд разрушение каких либо связей в нем вследствие эксплуатационных воздействий не будет ничем компенсироваться. Лишь с момента завершения гидратации цемента процесс старения бетона, характеризующийся физико химическими превращениями новообразований цементного камня до состояния стабильности, будет самостоятельно определять характер изменения свойств бетона. Разграничить процесс гидратации цемента и процесс старения новообразований цементирующего камня бетонов обычного твердения затруднительно или даже невозможно. Поэтому трудно установить сам стоятельное влияние процесса старения бетона обычного твердени нз его физико механические свойства.Иная картина наблюдается у бетонов автоклавного твердения, особенно у бетонов на извести и песке. У этих бетонов взаимодействия кремнекислоты песка и гидроксида кальция после завершения тепловлажностной обработки практически не происходит. У автоклавных портландцементных бетонов и бетонов на смешанном вяжущем процессы гидратации после завершения автоклавной обработки хотя и имеют место, но в таком незначительном объеме, что практически их не представляется возможным учитывать. Поэтому для автоклавных бетонов процесс старения может быть характеризован более четко, чем для бетонов обычного твердения.Под старением бетонов автоклавного твердения понимается процесс изменения фазового состава и микроструктуры цементного камня от взаимодействия его с углекислотой воздуха и обезвоживания. Вследствие процесса старения фазовый состав и микроструктура цементного камня бетонов становятся стабильными в атмосферных условиях. Окончание старения материала свидетельствует о том, что дальнейшие его преобразования будут характеризоваться лишь изменениями механического состояния, но не коснутся фазового состава и структуры его составляющих.
Основные процессы, обусловливающие старение бетона — карбонизация и высыхание. Это следует из того, что новообразования цементного камня неустойчивы в атмосферном воздухе, а потеря влаги является обязательным условием стабилизации объема бетона. Окончание процесса старения автоклавных ячеистых бетонов наступает задолго до окончания срока эксплуатации здания. Свойства ячеистого бетона вследствие старения могут серьезно изменяться. Поэтому эксплуатационные показатели ячеистого бетона (прочность, плотность, теплопроводность и др.) должны нормироваться с учетом возможного их изменения вследствие старения бетона. В настоящее время нормы проектирования конструкций из автоклавного ячеистого бетона не учитывают влияния старения ячеистых бетонов на их эксплуатационные показатели. Между тем. в процессе, например, карбонизации средняя плотность ячеистого бетона может увеличиваться на 5—20%, прочность может уменьшаться на 20—30%. Деформации ячеистого бетона вследствие высыхания и карбонизации приводят к появлению в бетоне сети микро и макротрещин, т.е. к повышению его проницаемости. Эти примеры показывают необходимость корректировки начальных показателей ячеистого бетона, заложенных в существующих нормах проектирования (усадка, прочность, плотность, теплопроводность, сорбшюнная активность, проницаемость и др.) с учетом их изменения или развития вследствие старения бетона.Естественно, что критериями оценки долговечности ячеистого бетона должны быть его свойства, наиболее подверженные изменениям в процессе старения, а именно воздухопроницаемость, прочность, плотность. В перечень процессов ядя испытания долговечности бетона, кроме воздействий обусловливающих его старение, т.е. высыхания и карбонизации, целесообразно включить замораживание и оттаивание. Замораживание и оттаивание традиционно используется для испытаний стеновых материалов. Как было показано ранее, замораживание и оттаивание ис оказывает заметного влияния на долговременную работу ограждающих конструкций из ячеистых бетонов ввиду специфически высокой морозостойкости ячеистых бетонов, особенно повышающейся при пониженной его влажности в условиях эксплуатации. Увлажнение поверхностных слоев ячеистобетонных стен атмосферными осадками не достигает опасного уровня. Видимо, в этом основная причина того, что не армированные изделия из ячеистого бетона, эксплуатирующиеся более 40 лет без какой либо защиты от увлажнения атмосферными осадками в стенах жилых зданий, не имеют признаков морозного разрушения.В то же время действие замораживания и оттаивания может иметь серьезное значение для ячеистого бетона при эксплуатации в условиях крайнего Севера.
Для карбонизации, высушивания, определения воздухопроницаемости и плотности используют образцы размером 20x 6x4 см. После карбонизации их распиливают на призмы размером 6х4х x см и испытывают на замораживание и оттаивание. Прочность при сжатии определяют испытанием половинок призм.
Карбонизацию осуществляют при действии атмосферной углекислоты. Образцы с влажностью 5% по массе устанавливают в окошко герметичной камеры, в которую подается сжатый воздух под давлением 0,0 —0,0 5 МПа. Относительная влажность воздуха в камере поддерживается на уровне 75%±3 насыщенным раствором NaC. Перед определением воздухопроницаемости образцы высушивают до влажности 5% по массе для бетонов на кварцевом песке и 8% по массе для бетонов на золе.Предложенная схема учитывает фактически наблюдающиеся в ячеистых бетонах деструктивные процессы. Поэтому она позволяет оценить необходимость изменения свойств ячеистого бетона с точки зрения его долговечности.

02.08.2008

Добавить комментарий