книги из ГПНТБ / Миронов С.А. Бетоны, твердеющие на морозе

ВВЕДЕНИЕ

Увеличение объемов капитального строительства

и со­

кращение сроков ввода объектов в эксплуатацию,

наме­

В первое время путем возведения дополнительных

со­

оружений или в закрытых обогреваемых помещениях

со­

ными также на подогреве материалов и обогреве

бетона

в конструкциях (термосное выдерживание, паро-,

элект­

ро- и воздушно-сухой прогрев).

добавок солей.

Попытки применения добавок с целью

производства

в конце прошлого и в начале нашего века

Н. Н.

Лями­

ным, А. А. Байковым, А. И. Лебедянским

и

другими

Однако наиболее широко добавкичсталн

применяться

в Советском Союзе, начиная с тридцатых годов.

"Руко­

водство по проведению работ в зимнее время"

(Союз-

строй, 1931 г.) и другие официальные документы

того

времени рекомендовали при зимнем бетонировании

при­

менять 2-3% хлористого кальция (от веса цемента)

при

Начиная с 1 9 4 0 г С. А. Миронов в ЦНППС, Н. Н.

Бе­

резин в тресте "Тагилстрой" и многие другие

исследо­

вали твердение бетона на морозе с добавками

различных

солей и соединений. В. Ф. Утенков (ВНИОМС)

установил

возможность применения повышенных количеств^ хлорис­

того кальция в бетонных смесях на подогретых

материа­

лах.

В результате дальнейших исследований А. В.

Карамзи­

ным, Т. Г. Курннным, В. Э. Лейрнхом, А. Я. Лпповецким,

В. М. Медведевым, В. Д. Цыплаковым и Г. А. Шншо

был

предложен метод так называемого "холодного" бетониро­

вания, который в 1 9 5 2 г. в опытном порядке

впервые

был применен на строительстве Волго-Донского

судо­

ходного канала имени В. И. Ленина. Этот

удачный

опыт и простота нового способа привлекли

внимание

строителей и научно-исследовательских организаций.

Возможность применения такого бетона в

железобетон­

ных конструкциях промышленных сооружений

изучали:

в 25-м Стройтресте г. Воронежа - Е. К.

Грабинский;

в автодорожных покрытиях в Союздорнии - А. Н. Защепин,

Ф.М. Иванов,

В. И. ОвчароВ; в аэродромных покрытиях

в Центральной лаборатории

ЦУКАС - М. А.

Курнаев,

В. П. Сизов;

в железнодорожном строительстве в НИИЖТ

А. В. Саталкин и в МИИТ П. С. Костяев.

Физико-химические процессы твердения цементного кам­

ня в бетонах с добавками хлористых солей

при

низких

температурах изучали в НИИЖБ (Г. Н. Сиверцев

и

Л. В.

Никитина); в Институте физической химии АН СССР (Е. П.

Андреева и Н. Н. Серб-Сербина); во

ВНИИстройнефти

(В. Э. Лейрих и Ю. А. Саввина), а свойства таких

бетонов

исследовали в НИИ по строительству Т. В. Рубецкая, Б.Д .

Тринкер и И. А. Якуб, в НИАИ А. В. Михайлов.

На основании результатов исследований,

обобщения опы­

та и различных ведомственных нормативных документов

в

НИИЖБ АСиА СССР (С. А. Миронов,

В. Н. Сизов)

в

1 9 5 8 г. была разработана

"Инструкция

по

применению

бетона с добавками солей, твердеющего на

морозе"

(СН 4 2 -5 9 ).

хлористых солей началось исследование и опытное

приме­

нение строительных растворов с добавками поташа.

С

1 9 5 3 г. этим вопросом занимались во ВНИИОМС

И.

А.

Токмакова, а затем И. И. Богатырев и А. А. Шишкин

в

ЦНИПС. С 1 956 г. начались исследования растворов и

бе­

тона с добавкой поташа в ЛИСИ (М. Г. Давидсон)

во

Крылов, Е. Н. Ухов), во МХТИ им.

Д. И. Менделеева

(Ю. М. Бутт, В. М. Колбасов, А. В. Лагойда), а также

во многих других институтах и лабораториях.

На основании результатов научно-исследовательских

ра­

бот и производственного опыта применения бетона с

до­

бавками поташа в НИИЖБ АСиА СССР (С. А.

Миронов,

деющих на морозе с добавкой поташа".

На строительных объектах Главмосстроя в 196 3 г.

в

опытном порядке применяются цементные растворы с

до­

ного строительства. Примерно в это же время

начинают­

ся исследования нитрита натрия как противоморозной

до­

бавки к строительным растворам и бетону в НИИЖБ

(С.А.

Мироновым, А. В. Лагойдой и Е. Н. Уховым),

в ЦНИИСК

(А. А. Шишкиным и Э. А. Бравинским), в

НИИМосстрое

(Я. Р. Бессером) и в ряде других организаций.

На основании обобщения существовавших

нормативных

Главленинградстрое, Главмосстрое и многих других

орга­

низациях, НИИЖБ (С. А. Миронов, А. В. Лагойда,

Е. Н.

Ухов) разрабатывается "Руководство по применению

бе­

тонов с противоморозными добавками" (Стройиздат,

М.,

1 9 6 8 г.). Основные положения Руководства включены

в

ды В. Б. Ратиновым, В. Э. Лейрихом, Т. И.

Розенберг,

Э. Д. Брейтман, Е. Д. Кузьминым, В. В. Вирской,

А. Я.

Ардеевым, А. Б.'Модылевским и другими, предложен

еще

ция (ННК), нитрит-ни^рат-хлорид кальция (ННХК),

ННХК

в сочетании с мочевиной (ННХКМ), нитрат кальция

в со­

четании с мочевиной (НКМ), содопотаідная смесь,

ам­

миачная вода.. Некоторые из них с успехом начинают

при­

ловиями твердения, то чтобы не повторяться и

сделать

материал доступным для понимания, сначала

рассмотре­

ны эти процессы применительно к обычному бетону,

а за­

тем лишь те изменения, к которым приводит

присутствие

той или иной добавки. При этом авторы исходили из

того,

ства бетонов, твердеющих на морозе, и позволит

правиль­

но выбрать и применить противоморозные добавки.

Материалом для написания книги послужили

исследова­

ния лаборатории методов ускорения твердения

бетона

НИИЖБ Госстроя СССР, выполнены те под

руководством

авторов, опубликованные в печати материалы,

а

также

производственный опыт применения бетонов

с

противомо­

розными добавками.

ликат р - формы - 2СаО-5Ю2(р-Сг5),трехкальциевый

алю­

минат -

ЗСаОAL203 (OJA

) и четырехкальциевый

алюмо­

феррит -

4СаО- AL£05-Fe203 (С4АР) В зернах клинкера

они

представлены в виде кристаллов и застывшей

стекловид­

ной массы (рис. 1 ).

В зависимости от используемого сырья, условий

обжига

и требований, предъявляемых к современным

цементам,

содержание Ср в портландцементных клинкерах

составля­

ет (в %) 4 5 -6 5 ,

р = С2 5 - 20-30% ; С^А - 3 -1 5

и C ^ F

- 1 -2 0 . Из количественного соотношения видно, что

ос­

новными минералами цемента являются силикаты

кальция

(и прежде всего С

3

S ) , продукты гидратации которых и оп-

/

камня.

ределяют главным образом свойства цементного

При затворении цемента взаимодействие указанных

ми­

нералов

с водой протекает одновременно, но с

различной

гировать между собой и давать новые соединения.

Однако

гидратация цемента в целом состоит из реакций

взаимо­

действия каждого минерала с водой.

Гидратация силикатов кальция.

S и (З =

S

взаимо­

действуют с водой по уравнению

где а = 3 (для С 5 ) или 2 (для р = C ^S).

Состав гидросиликата кальция, т.е. значение

коэффи­

циентов X, у и z , а также количество образующейся

гид­

роокиси кальция ( коэффициент т ) зависят от состава

гид­

ратирующегося минерала, продолжительности и

условий

гидратации (температуры, давления и В/Ц).

гидратации минерала составляет около 1,5, т. е. из

каж­

дой молекулы минерала ( ЗСаО SL02 ) примерно

половина

СаО остается в составе гидросиликата, а вторая

выделя­

ется в виде Са(ОН)^.

Основность гидросиликата, образующегося из

(3=C2S ,

уменьшаясь от первоначальной до 1—1 ,1 , с течением

вре-