8. Проаналізувати, які фактори обумовлюють водонепроникність та морозостійкість цементних бетонів. Обґрунтувати якими способами можливо підвищити ці характеристики.

Водонепроникність. Затверділий цемент має високу водонепроникність. Водонепроникність цементного каменю з В/Ц = 0,4 приблизно дорівнює водонепроникності мармуру, хоч пористість становить 50 %, а мармуру - 2 %. З ростом В/Ц водонепроникність падає, особливо при В/Ц більше 0,5. Висока водонепроникність пояснюється тонкою капілярною будовою і заповненням пор цементним гелем. Висушування цементу призводить до різкого зменшення водонепроникності. Водонепроникність залежить від виду заповнювача. Встановлені марки бетону за водонепроникністю, які позначають W-4, що означає при тиску води 0,4 МПа стандартний зразок бетону не пропускає воду.

Морозостійкість. Під час замерзання вода розширюється на 9 %. Під тиском льоду на стінки пор і капілярів цементний камінь значно збільшується в об'ємі. Головною причиною руйнування є напруги, що створюються в структурі цементного каменю. Морозостійкість цементного каменю залежить насамперед від величини та характеру загальної пористості. Сприятливо впливають також рівномірно розподілені найдрібніші сферичні пори, які частково сполучаються з капілярами. Але істотну роль відіграє мінералогічний склад цементу. Найбільшу морозостійкість мають алітові цементи з низьким вмістом С3А та сульфатостійкі цементи. Вміст С3А не повинен перевищувати 6-8%, а доза гіпсу суворо відповідати вмісту алюмінатів. Для зменшення капілярної пористості потрібно знижувати В/Ц до 0,4-0,45 забезпечувати тривале тверднення при нормальних умовах. Пористість такого каменю буде характеризуватись наявністю гелевих пор, в яких вода перебуває у псевдотвердому стані й не замерзає до дуже низьких температур. Для зниження В/Ц рекомендується вводити добавки - суперпластифікатори і гідрофобізатори, які в свою чергу ускладнюють підсмоктування і міграцію води.

9. Дати оцінку і проаналізувати механізм дії та ефективність застосування пластифікуючих та гідрофобізуючих добавок до бетону.

Пластифікуючі добавки збільшують рухомість, тобто знижують жорсткість суміші, не погіршуючи міцності бетону. Щоб визначити ефективність дії добав­ки, готують суміш з осіданням конуса ОК від 2...4 см. При введенні відповідної добавки значення ОК зростає і, залежно від досягнутого результату, добавку відно­сять до однієї з чотирьох груп:

1. - суперпластифікатори, які збільшують ОК від 2...4 до 20 см і більше;

2. - сильнопластифікуючі з ОК до 14... 19 см;

3. - середньопластифікуючі з ОК до 9..ДЗ см;

4. - слабопластифікуючі з ОК менш як 8 см.

Як пластифікатори широко використовують поверхнево-активні речовини (ПАР), які найчастіше одержують із вторинних продуктів та відходів хімічної про­мисловості.

За характером дії розрізняють гідрофільно- та гідрофобно-пластифікуючі добавки.

Представником гідрофільно-пластифікуючих добавок є ЛСТ (лігносульфонат технічний). Як у рідкому, так і в твердому вигляді, ЛСТ легко розчиняється у воді і додається в бетонну суміш у кількості 0,1...0,5% від маси цементу, тобто витра­та його на 1 м³ бетону становить 0,5... 1,0 кг.

Використання пластифікаторів дозволяє поліпшити легкоукладальність бетонної суміші (при незмінній міцності бетону) та збільшити міцність бетону за рахунок зниження витрати води (при незмінній витраті цементу).

До гідрофобно-пластифікуючих добавок належать милонафт, ГКЖ-Ю (етия- силіконат натрію), ГКЖ-94 (етилгідросилоксанова рідина). Ці добавки застосову­ють

низькими витратами цементу. Внаслідок використання цих добавок знижується водопоглинання та підвищується морозо- та корозійна стій­кість бетону.