ВЛИЯНИЕ НА ВЪЗДУХА НА ВЪЗДУХА НА СВОЙСТВАТА НА БЕТОНА

Улавянето на въздуха променя истинската плътност на бетона; ролята на този фактор е очевидна, поради което липсата на въздух се счита за един от недостатъците на качеството на бетона.

5.6.2. Устойчивост на замръзване бъдетон. Основната цел е въздухътучастие в бетон - по-високоповишаване на неговата мразоустойчивост в мустацитеобича алтернативно замразяванеживот и размразяване. Отдолуkaya устойчивост на замръзване може да бъде свързана както с циментови камъни, така и с инертни материали. Задържане на въздуха, значително повишаващо устойчивостта на замръзванециментова каменна кост [4] (фиг. 5.5), не влияе на моросъпротивлението на агрегата. как
видно от фиг. 5.5, мразовитустойчивостта на бетона се увеличава с увеличаванеувеличаването на съдържанието на въздушната фаза в него. Въпреки това, в твърде много въздух - не е необходимо участиести.

5.6.2.1. Механизъм за замръзванетрайност на бетона. Хидравличен натиск. Расе опитаха да й обяснят пропасттаразбъркването на бетона, когато е замръзналживеещи с увеличение от 9% в обема на водата, когато се обърнении в лед. Налягане, необходимо за предотвратяване на замръзванеможе да се изчисли, като се използва уравнението на Клаузиус-Клауспейрон [35, 36]. Той съставе 12 MPa/° C, поради което бетонът с якост на опън около 7 MPa не може да издържи на напреженията, възникващи по време на трансформациятавода в лед.

Тези представи саподход към концепцията за критично насищане на порести материалириболов с вода, когато са замръзналинии. Свободен обем на въздухатрябва да има примерно 9% за промяна на силата на звукаma, когато замръзването на водата не доведе до разрушаване на бетонаНа. Проучвания [37, 38] подпотвърдете валидността на тези идеи. Трябва обаче да се разграничи местното включваненасищане на порести тела от околостепента на тяхното насищане. Според [39] почти винаги бетонът има достатъчен обем свободно пространство на поритеза сметка на участващия товардух да се противопоставя на даванетобезпокойство, произтичащо отпромяна на силата на звука при-

N 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400

Замразяване наситеносистема за пори.

1 2 3 4 5 Съдържание на босдим,%

Фигура: 5.5. Влияние на улавянето на въздуха върху мразоустойчивостта на бетона в условия на променливо замръзване - отразмразяване (N - брой цикли)

В резултат на това излишната вода се изцежда във всичкидъски, но предимноно в посоката, където хидравликатамеханичното съпротивление е по-малко. Тези гледки се носятзаглавието на хипотезата е хидравличнокого натиск [39]. Според хипотезата унищожаването натой не се образува директнолед и натиска тиводата, която той натиска в тяхстълбове, където надвишава критичната стойност, съответстваща на якостта на бетона презгении.

Големината на това налягане е свързана както с дължината на капилярите, така и с пропускливостта на бетона. Ограничаващата дължина на капилярите не трябва да надвишава 200 µm. Неговото намаляване осигурява производството на бетон с особено високакоято непропускливост е равна на 10

16 см2 [40]. Следователно, основната задача, която е необходиматрябва да бъде решен с помощта надуховност в конкретното, - cosдавайки система от голям брой малки мехурчета, където част от водата може да бъде изцедена при замразяване.

Ако разстоянието между puпропуските в циментовия камък не надвишава границата, тогава налягането остава под разкъсванетои характеризират бетонакато устойчив на замръзване.

"O smitcheskaya" giтеза. Авторите на [4] предлагат друг механизъм за разрушаване на бетона от замръзване и ролята на въздушната фаза в този процес. Тя се основава на наблюдение на кинетиката на временатадеформация на циментовия камък при ниски температури. Установено е, че ако в насводен циментов камък без въздух по време на замръзваненастъпва разширение, след това в същия камък свъздух - свиване, приотколкото деформации на свиване преднеобходимата според коефициента на термично свиване.

Този факт може да бъде обяснен въз основа на следнотоумира. Вода в тънки капиляриpax замръзва при по-ниска температура, отколкото при големите, тъй като налягането на парите в тях е по-ниско, толкова по-ниско е тяхното raдиаус. Мащабът на това е по-нисъкналягане (и съответноно точката на замръзване на водата) може да се изчисли, като се използват уравненията на Келвин и Клат узиус-Клапейрон. На расидори данни, следва, че при радиус на порите от около 10 nm (големи пори на гела) температуратаобиколка замразяване на водно понисе повишава при 10 ° C. Ако водата свършиохладено, т.е.не замръзва при температури под нормататемпературата му на замръзваненеговата свободна енергия е различна от тази на леда при същата температура, тъй като ентропиятаприемът на вода е по-голям от ентропията на леда. Следователно, тъй катозапочва образуването на ледв големи пори, след това в рев резултат на различна ентропия и свободна енергия наналягането на течността, коетопредпочитат втората мощност [42]топи се нарича "осмотично" или понякога "налягане нарастваблестящи кристали "; то обусловиразтягане на опънни напрежениякоето може да причини разрушаване на материала. КозинаСкоростта на дифузия на геловата вода в много отношения е близка до нейната масакроскопичен аналог - растеж на ледени лещи в почвите, причиняващи разрушаване дорогови покрития. Сериозно потвърждение на описания от менханизмът може да се отдаде на факта, че щетите от замръзванениа се наблюдават и при замразяванеживи течности, които не се разширяват едновременнопример за бензен, и, изследователно те нямат хидралицево налягане.

Втората част на тази хипотеза наистина е от осмотичен произход. Порест евреинкостта е rastкрадците са предимно сода каустик и калий с концентрация до 0,6 М [44, 45]. Тъй като при охлажданеводата на дения замръзва, разтворът става все по-концентриранзаловени и имамотивен потенциал между по-концентрирани расисирене в онези пори, в които е имало частично отстраняване на ледаразвитие и по-малко концентричновкопани в пори, където е ледътприсъства. Като резултат,допълнителен източникразширение псевдонимкоето допълва другипроцеси, водещи до унищожаванебетон. Осмотичен азханизмът е един от най-важните при обяснението на пилинг безтонове в случай на използване на соли против заледяване: те увеличават концентрацията накрадец в повърхността на поровото пространство на бетона. Фактът, че този ефект не зависи от химичното естество на антиобледяващия агент [46], потвърждава същественоторолята на посочения физическипроцеса.

Според дифузия на гелмеханизъм, въздух, участващвтвърден в бетон под формата на балонkov, предпазва го отувреждане от замръзване поради задържане на част от незамръзващата вода, тъй като в тяхно присъствие се образува само много малко количествоколичеството лед, прехвърлено поради хидравличното налягане на водата в циментовия камък, оттъй като тези мехурчета никога не се пълнят напълно с вода. Следователно незамразената вода може да мигрира взапушени мехурчета, което не е сне води до повишаване на наляганетонито за увеличаване на свободитешумна енергия. Ако водата в порите замръзне, това ще станедецата за растеж и натиск, и технитеенергична енергия. В резултат на това термодинамично повечеоказва се с уважениепрехвърляне на вода към въздушен поокъм очите. По този начин и двамата разглеждат механизми на позиса готови да направят същото заключение: улавянето на въздуха предпазва бетона от разрушаванезамръзване.

Както водата носиот порите на гела във въздушни мехурчета, циментовият камък се подлага на свиване, което приводи до изсушаването му. По същия начин дехидратацията на камъка се случва независимосимо от неговия разум. Този обемсилното намаляване на обема при замразяване на циментовия камък се изяснява, съдържас увлечен въздух.

По-рано отбелязаното зависиточката на замръзване от радиуса на капилярите (порите) е трудно да се пренесе директноособено върху протичащите процесив циментовия камък поради възможната хипотермия на водата [47]. Последните работи [48, 49] посочват сложния характер на образуването на лед с понижаване на температурата с два или три пика на кривата в зависимост от съотношението вода-цимент. Последното не се наблюдава дотемпературата не достига - 40 ° С. От друга страна, кривите на замръзване са отразмразяване имат хиперболичнизнак-реплика (виж глава 1).

В [50], механизмът на действие на замръзване върху бетонни състезаниягледано от позиции, обадете седа се комбинират и дветегорните хипотези. Po-widimomu, при различни условия на moНякои процеси могат да се проявят в по-голяма степен. Днес няма такова количествено теоria, който би обвързал състезаниятаразширяване на циментовия камък по време на замразяване с много фактори, влияещи върху поведението му при тези условия.

5.6.2.2. Влияние запълванетяло за мразоустойчивост на бетонНа. Унищожаване на бетон когаредуващи се замразяване и размразяване също могат да възникнат поради използването на незамразенииздръжлив груб пълнежтяло. Този процес е до голяма степен независим от цимента.крак камък и сравнително ходобре проучени, поне качествените му аспекти [51, 52]. Уловена с въздух нелподобряване на устойчивостта на замръзване на бетон, съдържащ незамръзванеустойчив груб агрегат.

5.6.3. Определение на параметърров със задържан въздух ввтвърден бетон. Исследовасе извършва система от въздушни пори в закален бетонс помощта на микроскопиятехнически методи съгласно стDart ASTM C457 [53]. Въпреки че има две техники, вобразуването, получено от техните домощност за оценка на трайносттасти бетона е същото.

5.6.3.1. Подготвително изображениеtsov за изследвания, използващи тези техники, не е по-различно. Пробите, изрязани от обема на бетона, трябва да са представителни. За тяхната обработка се използват общи статистически методи, за да се гарантира, че се получава надеждност.данни. Тема на пробитевизуална проверка и след това повърхността се полира, например с помощта на лакръчно управляван вал или стъклоной печка. Подгответе се нормалноГотовата повърхност трябва да отразява светлината като огледало.

5.6.3.2. Линеен отизмерването се основава наотносно еквивалентността на услугитечайни измервания на дължини на хорди и обеми на мехурчета от една и съща фаза. Така че, ако La е дължината на акордите, получени чрез рисуванепроизволна права линиявъздушни мехурчета, отпопаднали в полезрението микроosprey, а Lt е общата дължина на измервателната линия, тогава

Където Va/Vi е съотношениетообем на мехурчета в общия обем на материала.

Измерванията се извършват с помощта набинокулярен микроскоппа; пробата е фиксиранаподвижна стойка чрез преместванес помощта на специален механизъм. Увеличението може да се променя от 50 на 125 пътиотидете [14]. Общата дължина на измерения участък, осигуряващ стостатистически надеждни резултативие също може да варирате в зависимост от максимумаголям размер голямпревозвач, обаче за традиционенбетон, това е приблизително 2,5 m.

Ако параметрите на въздушните мехурчета се различават от обичайнитенеобходимо е да се получат допълнителниинформация чрез извършване на повечемерки, и не само в пронадлъжно, но и в напречна посока.

5.6.3.3. Посочете методизмервания въз основа на еквиваленте вероятно фазовият обемоткриването му по време начай кратниния. Следователно, ако Sa е броят на успешните случаи (въздушна фаза е влязла в зрителното поле на микроскопа), а Si е общият брой на измерванията, тогава

Където Va/Vi е съотношението на обемазадушна фаза към обема на материала [54].

Изброени са най-големите трудности при използванеметоди възникват презразделяне на най-малкия puочите. В този случай е много важно да се осигури добреполирана повърхностrazcz и съответстващи на васопера с висока квалификацияТора.

Въздушно съдържание И виесе изчисляват по формулата

A = Va/Vc = La/L, = Sa/S, = nl

Където V a, Vc - съответно обемът на въздуха и бетона; La, L, - дали дължиналинията, преминаваща през въздушната фаза, и общата дължина на линията; Sa, Si е броят на измерванията за въздушна фаза и общият брой на измерваниятарений; I е средната дължина на всички акорди;

Където N е общият брой въздушни пуочи; n = N/Lt - повторяемост (честота) на откриване на въздушната фаза.

При провеждане на микроскопАнализът на въздушната фаза често отделя въздушните мехурчета, уловени в бетонасмес от останалата частзадушна фаза в бетон. Последният се състои от големи несферични кухини с диаметърметър повече от 1 мм. Освен това те различават въздуха, който се е появилв бетон в резултат на свързванечаст от водата във фази на хидратация и насочени през образувалите се порив резултат на стратификациятатон смес. Тези разлики обикновено се въвеждат без достатъчна причина, тъй като всеки въздух, съдържащ се в бетонане, го предпазва от актьорска играviya frost '. Можем да говорим само за степента на ефективноствъздушни кухини: мамързеливите въздушни мехурчета превъзхождат в това отношение по-големите.

Въздух задържанха зависи от максималния размер на инертния материал и обикновено е в диапазона 4-8%, което съответства на 9-10%дух в разтворната му част.

Скорост на откриване на мехурчета (n = N/Lt) - броят на мехурчетата, записани за единица дължина на измерване, използвайки линейна или точкаметод. Колкото повече има, толкова повече дисперсия haхарактеризира се структура на поритекръг от бетон, тъй като зазададена стойност на входящия въздухмехурчетата са по-малки, толкова по-висок е n.

Според препоръката [4] числото n на 2,5 mm съответства на 1,5–2 пъти съдържанието на въздух в бетона. Така че, обикновено за 1 m дължина на конкретна проба n = 300-600.

Специфичната повърхностна площ (а) се определя от съотношението

Където A a е повърхността на количкатазапушени мехурчета; Va - обем на puочите.

Тъй като средната дължина на акордите не може да бъде определеназа точковия метод използвайте зависимостта a = 4n/A.

Обикновено OS 24 - 48 mm ') Очевидно е, че стойностите на A, n и a са взаимосвързани.

Фактор на разстоянието (L). Коспоред [55], този параметър отПозволява ви да изчислите критичното разстояние между въздушните мехурчета в бетона. В метода ^ ASTM C457 коефициентът на разстоянието L се определя за решаване на два проблема.

А. Ако в циментовия камък съотношението p/A> 4,342, какво се случва еsch (за обикновен бетон,p/A е в диапазона от 3.7. 6), тогава изчислението се извършва по формулата

Това изчисление се извършва за модел на кубична матрица със същите размери.въздушни мехурчета. Фак за неяторус L е половината от разстоянието, изчертано по диагоналба през мехурчетата.

За бетон със задържан въздух коефициентът на разстояние е приблизително 100-200 µm. Устойчивост на замръзване бъдетонът се повишава повече, ако факторът на разстояниетосе променя на 250 μm (фиг. 5.6) [561.

В реални условия размерътвъздушните мехурчета не са еднородникови; те се характеризират веднъжкриви на разпределение и съответно различни стойности на хордовите сегменти [57].

Фактор на мощността на раситестоянето не го взема предвид.

Данни, отчитащи харазпределение на въздухамехурчета по размер, могат да бъдат обработени с помощта наимето на компютъра, което го правиподобна техника е по-точна.