Были выполнены специальные опыты для изучения структуры стыкования цементного камня с зернами песка по следующей методике, причины коррозии цементного камня.
- На очищенное, а затем смоченное водой предметное стекло с кисточки стряхивали портландцементный порошок, часть которого образовывала плавающую структуру на тонкой водной пленке. Плотность упаковки зерен цемента в такой пленке соответствовала плотности пространственной упаковки цемента при В/Ц=0,4 — 0,5. Затем на стекло помещали несколько зерен мелкого песка.
- Для поддержания препарата во влажном состоянии к стеклу прикрепляли фильтровальную бумагу, опущенную вторым концом в сосуд с водой, поднятый на некоторую высоту. В таком состоянии препарат выдерживали в течение месяца. Чтобы наблюдать сцепление плавающей пластинки цементного камня (которая никогда не тонет) с поверхностью зерен песка, величина последних выбиралась такой, чтобы часть зерна выступала над поверхностью воды.
- Плавающая пластинка цементного камня изгибалась по поверхности водного мениска и как бы вползала на выступающую часть поверхности зерна песка. Участки препаратов, твердевшие 1 сутки, показаны на рис. 7 , а твердевшие 20 сутокна рис. 8. На препаратах видны характерные щели, видимо трещины усадочного происхождения; видны также участки коррозии прямого контакта цементного камня с поверхностью песка
Эти опыты в известной мере подтверждают образование коррозии щелей и трещин на некоторых участках контакта цементного камня с зернами песка.
Щели возникают не только при твердении цементного камня. В процессе бетонирования под нижними поверхностями кусков щебня (гравия) и зерен песка в результате неравномерного оседания бетонной смеси также образуются щели, заполненные водой. Величина этих щелей зависит от ряда факторов; не касаясь этого вопроса детально, отметим, что практически отрицательное значение такие щели имеют для подвижных и малоподвижных бетонных смесей (но не для жестких смесей).
Таким образом, бетон уже при своем зарождении пронизан щелями, а в процессе твердения количество щелей, трещин и пустот различного характера увеличивается несмотря на то, что процесс твердения сопровождается увеличением объема твердой фазы.
Из сказанного видно, что заполнители наряду с положительной ролью в производстве бетона (заполнители заменяют около 700 л цементного теста в 1 м3 бетона), оказывают известное отрицательное воздействие на структуру бетона за счет образования слабых контактов с цементным камнем, обнаруживаемых даже при использовании промытых заполнителей.
Сцепление цементного камня с зернами песка в возрасте 20 суток (увеличение 80 X): 1 — зерно песка (кварц); 2 — щель разрыва; 3 — цементный камень (плавающая пленка)
Отрицательное влияние заполнителей на структуру бетона может быть частично устранено различными способами, увеличивающими сцепление поверхности заполнителей с цементным камнем. Не затрагивая этой важнейшей для технологии бетона проблемы, пока еще очень мало разработанной, отметим лишь отдельные пути увеличения сцепления.
Если поверхность песка сделать активной (вступающей во взаимодействие с жидкой фазой цементного камня), можно резко усилить сцепление; Грюн, заменявший в цементно-песчаных растворах кварцевый песок дробленым цементным клинкером, повысил прочность цементного камня в месячном возрасте почти в три раза
Из практики также известно, что при замене прочных заполнителей с гладкой поверхностью прочными заполнителями с шероховатой и особенно ноздреватой поверхностью прочность бетона также увеличивается, хотя и в значительно меньшей степени. Ноздреватые пористые поверхности заполнителей всасывают воду, уменьшают количество щелей и увеличивают оплошность контактов.
Фото цементных камней
По данным Б. В. Осина, А. В. Васильев обрабатывал кварцевый песок соляной кислотой с удельным весом 1,19 в течение 0,5 часа, затем промывал песок до удаления аниона НСL. Обработанным песок приобретает способность адсорбировать известь, зерна песка набухают и слипаются.
А. В. Васильев считает, что обработанная поверхность песка становится активной, и при взаимодействии с известью образуется гидросиликат кальция, причем эта реакция протекает продолжительное время.
Надо, однако, иметь в виду, что активность поверхности заполнителей, в том числе и песка, не всегда является положительным фактором. Из практики хорошо известны природные заполнители, типа опала, с активной поверхностью, вступающей во взаимодействие со щелочами цементного камня, причем в этой зоне резко усиливается осмотическое давление, что иногда приводит к разрушению бетона.
В опытах Шиделера цементно-песчаные образцы, приготовленные на цементе с содержанием Na2О—1,16%, К2О—0,04% и на активных песках (три вида песков) сильно расширились от 0,27 до 0,54%, в зависимости от активности песка.
Введение в раствор хлористого кальция еще более увеличивало это расширение (на 30% ).
Во избежание такого опасного расширения при использовании активных песков необходимо применять цементы с содержанием Na2О-K2О ниже 0,6%.
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с Условиями