к. т.н., доц.
Карагандинский государственный технический университет
магистр, преп.
Карагандинский государственный технический университет
к. т.н., доц.
Карагандинский государственный технический университет
Водопоглощение монолитного бетона, модифицированного добавкой СС-3ТН
В последние годы возросла популярность строительства из монолитного железобетона. Значительному повышению долговечности монолитных бетонов, особенно при твердении в естественных условиях, способствует гидрофобизация внутренней поверхности пор и капилляров. Особо важным фактором в повышении стойкости бетонов является снижение его капиллярного подсоса и испарения растворов солей с поверхности [1].
Для гидрофобизации бетонов можно использовать растительные и животные жиры, продукты нефтехимического синтеза и битумы [2], а также кремнийорагические соединения (КОС) [3]. Общим свойством для тех и других гидрофобизаторов является их химическая фиксация на поверхностях гидратирующих цементных частиц и новообразованиях. Однако, образующиеся гидрофобные слои из адсорбировавшихся молекул имеют значительную структурную разницу. КОС образуют гидрофобизирующие покрытия пор и капилляров и могут полимеризоваться в сплошные пленки, жестко закрепленные на их поверхности, образуя как бы остеклованную поверхность на открытых частях бетона.
В отличие от КОС гидрофобизаторы, имеющие в составе смесь высокомолекулярных жирных кислот и их соли, образуют при хемсорбции сплошные покрытия, а смешанную сетчатую структуру из молекул с различной длиной углеводородной цепи. Кроме того, эти покрытия обладают определенной эластичностью бетона, когда в этих порах и капиллярах происходит замерзание воды, которая имеет аморфно-кристаллическую структуру с сильно дефектной решеткой льда. Полученные данные показывают, что более эффективными гидрофобизаторами бетона являются КОС, которые снижают водопоглощение бетона в 2,5 раза (рисунок 1, кривая 3). В то время, как с гидрофобизующим компонентом СС-3ТН (рисунок 1, кривая 2) водопоглощение снижается в 1,8…2,2 раза. Контрольный бетон в результате капиллярного подсоса в течение 90 суток поглощает 9,9% воды от массы бетона (рисунок 1, кривая 1) [4].
Длительные наблюдения показывают, что гидрофобизированные покрытия из КОС, выполненные в виде пленок на поверхности бетонов (фасады зданий), при действии на него в осеннее-весенний период косых дождей, особенно в местах, выступающих частей зданий, таких как колонны, пилястры, откосы оконных и дверных проемов, претерпевают шелушение поверхности, растрескивание и полное разрушение штукатурных покрытий [2,3].
Рисунок 1 – Кинетика водопоглощения при капиллярном подсосе
бетонов с гидрофобизирующими добавками
1 – без добавки; 2 – с СС-3ТН (2,8%); 3 – ФЭС-50 (1,0%)
В гидрофобизированных бетонах важнейшим свойством является редуцирующая способность, проявляющаяся после сушки увлажненного бетона. Это приводит к восстановлению водоотталкивающих свойств бетона после его сушки. Как показали опыты, такими свойствами обладают бетоны, гидвофобизированные соапстоком (рисунок 2), в то время как у бетонов, гидрофобизированных КОС эти свойства не проявляются.
Гидрофобизованный бетон после 90 суток водопоглощения взвешивали и после его высушивали в сушильном шкафу при 105oС до постоянной массы. После охлаждения бетона до температуры окружающей среды его вновь испытывали на водопоглощение и операции повторяли. Полученные результаты показывают, что при высушивании образцов бетона, содержащего в качестве гидрофобизатора соапсток, водопошлощение бетона не только восстанавливается, но и даже снижается до 20%. Это позволяет предположить, что бетон в процессе водопоглощения и последующего высушивания модифицируется самопроизвольно, т. е. происходит уплотнение структуры за счет более глубокой гидратации вяжущего и увеличивается удельная гидрофобизированная поверхность, так как защемленный в структуре вне пор гидрофобизатор образует гидрофобизированную поверхность, открывающуюся в результате гидратации вяжущего.
Основываясь на полученных результатах можно сделать вывод, что добавка СС-3ТН позволяет снижать водопоглощение монолитного бетона в 1,8…2 раза, повышает его эксплуатационную надежность и долговечность. Это достигается путем регулирования процессов структурообразование в раннем возрасте, повышения плотности и создания рациональной гидрофобизированной капиллярно-пористой структуры бетона.
Литература:
Улучшение свойств монолитного бетона пластифицирующе-гидрофобизирующей добавкой С-3ТС. –Алматы: Наука, 1992. – 168с. , Гидрофобно-пластифицирующие добавки для цементов, растворов и бетонов. –М.: Стройиздат, 1979. -73с. Повышение долговечности бетона добавками кремнийорганических полимеров. –М.: Стройиздат, 1968. -134с. Технология возведения зданий и сооружений из монолитного железобетона: учебное пособие для студентов и аспирантов строительных вузов / . - М. : АСВ, 2010. - 573 с.