В статье рассматриваются основные вопросы увеличения долговечности железобетонных гидротехнических сооружений. А также влияние добавки смолы Винсола на общую долговечность и морозостойкость гидротехнических сооружений.
Ключевые слова: гидротехнические сооружения, морская вода, смола Винсола, бетон.
Вопросы о долговечности железобетонных гидротехнических сооружении, подвергающихся действию морской воды, давно привлекает внимание исследователей, но до настоящего времени мало точного и ясного представления о роли внешней среды и значении свойств материалов в общем явлении разрушения железобетона.
Такие же разногласия существуют и в оценке сравнительной стойкости железобетона и сравнительной роли отдельных факторов, вызывающих снижение долговечности железобетона в морских гидротехнических сооружениях.
Имеющиеся в настоящее время исследования не вполне дают исчерпывающего ответа на эти вопросы в целом, но помогают правильно подойти к установлению факторов, являющихся доминирующими в разрушении бетона в различных условиях, и в соответствии с этим выбрать мероприятия по повышению долговечности морских гидротехнических сооружений.
Условия службы морских гидротехнических сооружений таковы, что сооружения подвергаются разнообразным воздействиям, каждое из которых само по себе способно причинить значительные разрушения материалу и конструкции в целом, а совместное действие нескольких факторов в значительной степени усиливает общий эффект разрушения. Из числа факторов, влияющих на долговечность сооружения, в дальнейшем изложении будет рассматриваться морозостойкость железобетона.
Введением некоторых добавок можно повлиять на микроструктуру бетона и улучшить ряд его свойств и, что особенно существенно, повысить морозостойкость и долговечность. Ряд исследований, проведенные авторами в течение года, показал, что введением некоторых добавок можно увеличить содержание воздуха в бетоне и этим значительно повысить морозостойкость бетона. Из числа этих добавок — смола Винсола, продукт переработки сосновой смолы. Смола Винсола представляет собой переработанную (окисленную) канифоль, т. е окисленную абиетиновую смолу [1].
Добавка смолы Винсола может быть введена в сухом виде в цемент или в виде «нейтрализованного» винзола в растворе NaОН.
Количество смолы обычно берется равным 0,005–0,05 % от веса цемента. «Нейтрализованная» смола Винсола в растворе NaОН получается смешением: 45,4 г винсола с раствором 22,7 г NaОН и 2000 мг воды и дозируется вместе с водой затворения непосредственно перед смешением. Добавка винсола в указанных пределах увеличивает количество воздуха в бетоне на 2–9 %. Наилучшие результаты от добавки получаются при увеличении содержания воздуха 2–4 %.
Характерно, что остающийся в бетоне воздух образует мельчайшие пузырьки, расположенные около зерен песка, увеличивая степень подвижности бетона, и предотвращает выделение воды на поверхность и скопление ее в толще бетона. Мелкие пузырьки воздуха, образовавшиеся при добавке винсола, как бы заменяют мелкие фракции песка, что дает возможность снизить количество песка (преимущественно мелких фракций его) в бетоне до 15 %.
При подобной замене эффект от добавки винсола особенно заметен.
При введении добавки винсола (без изменения состава бетона) прочность бетона снижается обычно в пределах 10–15 % (при увеличении содержания воздуха в бетоне не свыше 6 %). Если учесть, что добавка винсола увеличивает степень подвижности, а кроме того, уменьшая количество мелких фракций песка, можно снизить количество воды, то можно считать после такого изменения состава бетона прочность его останется практически прежней.
Добавка винсола и связанное с ней изменение микроструктуры бетона особенно сильно влияет на увеличение морозостойкости бетона. Это особенно относится к бетонам с не очень высоким расходом цемента (менее 335 кг/м 3 ).
В таблице приведены данные о влиянии добавки винсола на морозостойкость, выраженную числом циклов замораживания и оттаивания, при котором относительное удлинение образцов стало равным 0,1 %, или потеря в их весе составила 25 %.
Таблица 1
Морозостойкость бетона с добавкой смолы Винсола
|
Добавка |
Размер добавки, % |
Состав бетона (песка 42 %) |
В/Ц по весу |
Содержание воздуха, % |
Число циклов замораживания |
|
|
Удлинения 0,1 % |
Потеря веса 25 % |
|||||
|
Без добавки |
- |
1:5,5 |
0,54 |
2,1 |
320 |
410 |
|
Добавка смолы Винсола |
0,01 |
1:5,9 |
0,53 |
3,7 |
850 |
930 |
|
0,03 |
1:5,6 |
0,53 |
6,6 |
1000 |
1000 |
|
|
0,05 |
1:5,4 |
0,53 |
10,0 |
1000 |
1000 |
|
Добавка винсола снижает также величину водопроницаемости, которая в результате частой смены замораживания и оттаивания для бетона без добавки резко увеличивается. Испытания показали, что избыточное количество воздуха отрицательно сказывается на свойствах бетона, в первую очередь значительно снижая прочность. Поэтому вводя добавку, необходимо следить за изменением объемного веса бетона (если не делается прямое определение содержание воздуха в бетоне).
Объемный вес бетона должен при добавке смолы Винсола уменьшится в пределах примерно от 45 до 80 кг/м 3 . Приведенные данные свидетельствуют о том, что можно рекомендовать вводить добавку смолы Винсола в бетон для увеличения его долговечности.
Литература:
- Охрименко И. С., Верхоланцев В. В. Химия и технология пленкообразующих веществ: Учебное пособие для вузов. — Л.: Химия, 1978. — с. 320.
