Диссертация (1141542), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Белой субстанцией, на поверхностях трещин,чаще всего является таумасит [5, 6]. У образцов растворов, приготовленных принизком В/Ц и применяемых при низкой относительной влажности воздуха, ненаблюдаются деформации расширения, однако их последующее влажноехранение приводит к развитию деформаций [7, 8].
Разрушения бетонныхконструкций в результате протекания щелоче-силикатной реакции выявляютсячасто по прошествии длительного периода (даже через 20 лет). На практикещелоче-силикатная реакция гораздо более широко распространена в мире, чемщелоче-карбонатная реакция. Однако нужно отметить, что некоторые методыиспытаний, используемые для определения реакционноспособных заполнителейщелоче-силикатной реакции, могут не обнаруживать щелоче-карбонатныереакционноспособные заполнители.
Кроме того, меры, используемые дляпредотвращениящелоче-силикатнойреакции,обычнонеэффективныв14предотвращениирасширений,вызванныереакционноспособнымищелоче-карбонатными породами.Проблемы, связанные с шёлоче-силикатной реакцией заполнителей бетона,были впервые определены в штате Калифорния, США в 1930-х годах и написаныв 1940 году [9] Томасом Стэнтоном из Калифорнийского ГосударственногоОтдела Автомобильных Дорог. Исследования Стэнтона показали, что нарасширение растворных балочек влияет содержание щелочей цемента, типа иколичества реакционноспособного диоксида кремния в заполнителях, наличиевлаги и температуры. Далее он показал, что расширение уменьшается, когдасодержание щелочей в цементе было ниже 0,60% и это расширение может бытьпредотвращено пуццоланами, что заложило основу для предостерегающих мер.ПослеобнаруженияСтэнтономщелоче-силикатнаяреакциябыладиагностирована как причина аномального растрескивания в ряде плотин,эксплуатируемых Бюро мелиорации США, таких как плотина Паркера в Аризоне,а в 1940-х годах ряд учреждений инициировал исследования по щелочекремниевой реакции заполнителей бетона в США (Инженерный корпус армии,Бюро общественных дорог, Ассоциация портландцемента).
Щелоче-кремниеваяреакция тогда уже была признана в качестве основной причины ухудшениябетона в США, смежных государств и многих стран мира.Щелоче-карбонатная реакция заполнителей в бетоне была впервыеобнаружена Свенсоном в 1957 г. в Канаде. Примерно в то же время и щелочекремниеваяреакциябылавпервыезадокументированавКанаде[10].Впоследствии щелоче-карбонатная реакция заполнителей была замечена вслучаях разрушения бетонных сооружений в США [11] и предполагаемые случаищелоче-карбонатной реакции заполнителей теперь имели место в штатахВирджиния, Западная Вирджиния, Кентукки, Миссури, Теннесси, Айова,Иллинойс, Индиана и Нью-Йорк, а также и в других странах- в Англии, Бахрейне,Ираке и Китае [12]. Однако в отличии от щелоче-силикатной реакциизаполнителей,проблемысщелоче-карбонатнойреакциейпо-прежнему15ограничены несколькими изолированными точками по всему миру. Вследствиеэтого, было проведено сравнительно мало исследований по этой теме.Рядмеждународныхконференцийпореакционнойспособностизаполнителей в бетоне (ICAAR – International Conference on Alkali AggregateReaction) начали организовывать в 1974г.
Первая конференция была проведена вКёге, Дания, в 1974 году, с участием 23 докладчиков, представляющие 13публикаций и только 5 стран (Дания, Германия, Исландия, США, Англия). С тоговремени интерес к реакционной способности заполнителей быстро вырос и в 1992году прошла 9-ая международная конференция в Лондоне, уже с участием более300 докладчиков представивших 150 публикаций из 29 стран. Это были временанаибольшего интереса к реакционной способности заполнителей. К примеру, внедавней конференции, проводённой в Остине, Техас, США, в 2012 году былопредставлено 131 публикаций из 27 стран, но в любом случае, проблемареакционной способности заполнителей остаётся актуальной в настоящее время ишироко признана одним из наиболее распространённых механизмов разрушения,влияющих на бетон во всем мире.После 70-ти лет обнаружения щелоче-силикатной реакции заполнителей вбетоне, стало многое известно о химии реакции, факторах, которые способствуютразвитию процессов, разработаны методы испытания заполнителей и введенытребования к заполнителям.
В последние годы были разработаны практическиеметоды по регулированию и мерам предотвращения реакционной способностизаполнителей. В работе AASHTO PP65 [13] основная идея предотвращениящелоче-силикатнойреакцииэтореакционноспособных»заполнителейилиисключениеиспользование«нежелательных«слабощелочногоцемента». В работе [9] предлагается контроль содержания щелочей в бетоне, а нев цементе, так как щелочи могут поступать в бетон с добавками и водойзатворения. Контроль содержания щелочей в бетоне – это применение активныхминеральных добавок. Потенциал использования пуццоланов для сниженияповреждения конструкций в результате щелоче-силикатной реакции былпродемонстрирован Стэнтоном. Использование пуццоланов для этой цели было16впервые введено в практику в то же десятилетие, когда кальцинированная глинаиспользовалась для предотвращения щелоче-силикатной реакции в плотинеДэвиса [14], из-за причины взлома в плотине Паркера [15], которая былазавершена незадолго до начала строительства на плотине Дэвис, находящийся натом же каскаде, на 88 миль (141 км) вверх по течению реки Колорадо.
Черездесять лет после открытия Стэнтоном щелоче-силикатной реакции использованиезолы-уноса и шлака для контроля расширения было впервые зарегистрировано напрактике, и теперь широко известно, что активные минеральные добавкиявляются эффективным средством контроля щелоче-силикатной реакции приусловии, что они используются на достаточном обоснованном уровне заменычастицемента.Долгосрочнаяэффективностьвлияниязолы-уносадляпредотвращения щелоче-силикатной реакции была недавно изложена [16] порезультатам обследования состояния плотины Нанта-Моха в Уэльсе после 50-тилет эксплуатации и 40-летней эксплуатации плотины в Нижней Ноте в Канаде.Оба сооружения построены с применением золы-уноса и реакционноспособныхзаполнителей.Методы испытаний для правильного определения реакционноспособныхзаполнителейиоценкиразвивалисьсовремёнэффективностииспытаниймерпредотвращенияСтэнтона(1940г),постояннокотороебылопредшественником стандартного метода ASTM C 227.
В настоящее времяисследователи сталкиваются с дилеммой выбора между испытаниями, которыеявляются надёжными, но протекают длительное время, или ускореннымиэкспресс испытаниями, которые часто не совсем точны.В работах различных авторов [17, 18, 19] рассмотрены нескольковариантов снижения реакционной способности заполнителей в существующихсооружениях.
Когда в структуре бетона протекает щелоче-силикатная реакция,полностью остановить реакцию практически невозможно. В некоторых случаяхпредполагается снижение доступности влаги может замедлить реакцию, но этопрактически нереально для гидротехнических сооружений. В других случаях17предложены методы для физического ограничения расширения или созданиепространства для расширения и снятия напряжений.На основании данных проделанного литературного анализа современныхпредставлений о механизме реакционной способности заполнителей бетонаможно отметить что, даже после 70-ти лет обнаружения щелоче-силикатнойреакции заполнителей в бетоне, когда стало многое известно о химии реакции, офакторах,способствующихразвитиюпроцессов,разработанныхметодахиспытаний заполнителей и введённых требованиях к ним, всё ещё остаётсяактуальной задача нахождения новых эффективных путей снижения реакционнойспособности заполнителей и их применения в бетонах гидротехническихсооружений.1.2 Особенности сульфатной коррозии бетонав гидротехнических сооруженияхКонструкции гидротехнических сооружений - бетонные опоры мостов,обделки подземных тоннелей, плотин гидроэлектростанций, входные и выходныепорталыводоприёмныхиводосбросныхтуннелей,подпорныестены-подвергаются систематическому увлажнению, воздействию знакопеременныхтемператур и гидроабразивному истиранию.
Часто, воды, воздействующие набетонные конструкции гидротехнических сооружений, являются агрессивными поотношению кбетону. Наиболее распространённой являетсяагрессивнаясульфатосодержащая среда, которая может стать причиной возникновениявнешней сульфатной коррозии бетона.
Следовательно, важно отметить, что угрозаи риск преждевременного разрушения бетона от воздействия коррозионныхпроцессов возрастает при одновременном протекании внутренней щелочнойкоррозии заполнителей и внешней сульфатной коррозии бетона в конструкцияхгидротехнических сооружений.Коррозионную стойкость бетонов на портландцементе начали изучатьодновременно с изучением процессов твердения этого вяжущего.
По мере18улучшения качества цемента, углубления знаний о процессах, происходящих всистеме цемент - вода, появилась необходимость изучить коррозионные процессыи устойчивость соединений цементного камня к различным воздействиям. Вбывшем СССРтакиеисследованияпроводилисьНИИЖБ,МАДИ,НИИПромстрой, Харьковский ВНИИВодгео, Донецкий и Ростовский (на Дону)Промстройниипроекты и другие научно-исследовательские организации и вузы[20]. Наиболее ответственными элементами, для которых впервые применялсябетон на портландцементе, были гидротехнические сооружения. Большую роль вразвитии отечественного гидротехнического строительства из железобетонасыграли обследования состояния сооружений, проведенные в 1902-1904 г. А. Р.Шуляченко, В.
И. Чарноморским и А. А. Байковым. Идеи А. А. Байкова явилисьосновополагающимидлясовременныхпредставленийотверденииикоррозионной стойкости цементов, и нашли подтверждение в более позднихисследованиях. В исследованиях коррозии бетона в 30-х годов принимали участиеП. П. Будников, Ю. М. Бутт, Ф.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
