Технология бетона
  • 12.10.2014
    Перевозки нерудных строительных материалов

    Перевозки нерудных строительных материалов по железной дороге обусловлены неравномерностью разведанных запасов и различным качеством сырья: неодинаковыми объемами, структурой капитального строительства и уровнем развития производства нерудных строительных материалов в экономических районах,... 
    [Читать полностью]

  • 11.10.2014
    Действующие мощности в промышленности полимерных строительных материалов

    Следует повысить технический уровень промышленности строительных конструкций и материалов. Технический уровень кирпичной, известковой, гипсовой промышленности и промышленности других местных строительных материалов требует большой численности работающих и не обеспечивает необходимого качества... 
    [Читать полностью]

  • 26.08.2014
    Технология высокопрочных и долговечных бетонов

    К высокопрочным долговечным бетонам мы относим такие, которые характеризуются коэффициентом конструктивного качества больше 250 (приближающегося по величине металлов невысокого качества) и маркой по морозостойкости 200 и более. В соответствии с этим обычные высокопрочные бетоны имеют прочность при... 
    [Читать полностью]

Деструкция контактной зоны цементных бетонов

Деструкция контактной зоны цементных бетонов

Качество бетонных и железобетонных изделий в значительной степени зависит от структуры и свойств зоны контакта «цементный камень — заполнитель» в бетоне.

Заполнитель оказывает непосредственное влияние на кинетику формирования и свойства контактирующего цементного камня. В зависимости от минерального состава, структуры, удельной поверхности заполнителя, а также величины поверхностной энергии, поверхностные явления на границе «заполнитель — гидратируемое вяжущее» могут иметь чисто физический характер или сопровождаться химическими превращениями. В результате вблизи поверхности раздела «цементный камень — заполнитель» формируется контактная зона, включающая с одной стороны участок цементного камня, а с другой — поверхностный слой заполнителя, отличающиеся составом, структурой и свойствами от соответствующих составляющих бетона, удаленных от границы раздела. Обычно общая ширина контактной зоны не превышает 250-300 мкм, причем до 80% ее приходится на цементный камень.

Существенные различия в физических и физико-химических свойствах компонентов, слагающих контактную зону, а также нарушения технологического процесса, создают предпосылки к возникновению различных первичных дефектов структуры. В дальнейшем различные эксплуатационные факторы способствуют развитию вторичных деструктивных процессов, которые приурочены к ослабленным участкам структуры бетона, зонам контакта с заполнителем и арматурой.

Так, например, попеременное замораживание и оттаивание бетона способствует значительному повышению кристалличности гидратов в зоне контакта и околопоровых участках цементного камня. Возникающее кристаллизационное давление приводит к зарождению субмикродефектов, нарушению межзерновых контактов, разрыхлению структуры цементного камня в целом, обусловливая снижение микротвердости в среднем на 20-30%. Образующаяся в дальнейшем система мелких сообщающихся трещин разрушает агрегаты новоообразований и нарушает целостность гелевых оболочек вокруг клинкерных реликтов. Создаются условия для карбонатизации гидратов, а при наличии мигрирующей жидкой фазы — и для вторичной гидратации.

В частности, при жестких эксплуатационных воздействиях на железобетонные шпалы, с преобладанием попеременного замораживания и оттаивания бетона, процессы деструкции нередко развиваются и по такому сравнительно устойчивому компоненту контактной зоны, как гранитный заполнитель. Процессы вторичного минерало-образования затрагивают калиевые полевые шпаты и биотит поверхностных слоев заполнителя с выносом гидроокислов железа в межзерновые трещины и цементный камень, в котором не редко образуются карбонаты железа.

Следовательно, криогенная деструкция, затрагивая наиболее ослабленный участок структуры бетона — контактную зону, вначале носит физический характер, а на стадии, предшествующей разрушению материала, сопровождается химическими превращениями гидратов.

Еще более сложные процессы деструкции наблюдаются при воздействии на цементные бетоны грунтовых вод или жидких агрессивных сред, характеризующихся разнообразным анион-катионным составом. Эти воды первоначально воздействуют на поверхностные участки бетонных конструкций, проникая вглубь по системе имеющихся полостей. Как правило, в пустотах происходит накопление продуктов вторичного минерало-образования, которые оказывают расклинивающий эффект, обусловливая проникновение жидкой фазы вглубь материала.

В контактной зоне наблюдается интенсивное трещинообразование, обычно начинающееся с нарушения сцепления цементного камня с заполнителем. Образующиеся трещины переходят в соседние контактные зоны, сообщая отдельные поры. Происходит разрыхление цементного камня за счет процессов перекристаллизации гидратов и кристаллизации солей из минерализованных вод и продуктов взаимодействия агрессивных растворов с минералами цементного камня преимущественно контактной зоны. Здесь интенсивно проходят процессы карбонатизации. В зависимости от состава и степени минерализации вод, в трещинах и порах цементного камня контактной зоны нередко происходит отложение кристаллических агрегатов сульфатов и водных сульфатов натрия, цинка и меди, силикатов железа и меди, гидрокарбонатов меди (предприятия цветной металлургии), четко идентифицированных методами физико-химического анализа. При воздействии на бетоны грунтовых вод в цементном камне контактной зоны чаще образуются карбонаты кальция и эттрингит. А при рН агрессивных вод (предприятия черной металлургии) дополнительно образуется гипс и происходит обеднение гидросиликатов кальция окисью кальция вплоть до образования геля кремневой кислоты. Гранитный заполнитель подвергается значительным физико-химическим изменениям структуры и свойств.

Нередко в цементном камне контактной зоны бетонов, измененных процессами вторичного минералообразования и сопутствующими процессами вторичной гидратации, можно выделить отдельные зоны, отличающиеся составом и строением, степенью гидратации вяжущего, величиной микротвердости и т. п.

Таким образом, механизм структурообразования и деструкции контактной зоны предопределяет качество и эксплуатационную стойкость бетона, что  необходимо учитывать при выборе мероприятий по повышению эксплуатационной надежности конструкций.

Читайте так же:

Комментарии запрещены.