Диссертация (1141542), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Именно по этой причиненормируется содержание компонентов в цементе, ответственных за образование вкамне эттрингита (С3А, C3A+C4AF, А1203) [30, 45, 52]. Кроме того, такженормируетсясодержаниекомпонентов,активновлияющихнапроцессыобразования эттрингита, например, количество вводимых активных минеральныхдобавок, содержащих реакционноспособный кремнезём [52-59].Согласно стандартам Американского общества испытания материалов(ASTM) сульфатостойкий портландцемент разделён на две основные категории:портландцемент с умеренной сульфатостойкостью (Тип II) и портландцемент свысокой сульфатостойкостью (Тип V) [60].Известно [1, 2, 61], что разрушение структуры цементных композицийможет быть предотвращено вводом в композицию активных минеральныхдобавок.
Основной функцией активной минеральной добавки является снижениеконцентрации гидроксида кальция в твердеющей системе.В добавление к докладу Ф. М. Ли [62] по пуццоланам и пуццолановымцементам было опубликовано ещё несколько обширных обзоров по свойствамцементов и бетонов, включая природные пуццоланы, золу-унос и доменныешлаки [1, 2, 61]. Действие различных типов минеральных и химических добавок(пластифицирующих, воздухововлекающих, комплексных) на реологическиесвойства,физико-техническиехарактеристики,повышениякоррозионнойстойкости и обеспечения долговечности бетона достаточно подробно рассмотренов работах [1, 61, 63].
ГОСТ 24211-2008 классифицирует все добавки для бетоновпо основному эффекту их действия и делит их на следующие группы:1)регулирующие реологические свойства бетонных смесей;2)регулирующие схватывание бетонных смесей и твердение бетонов;3)регулирующие пористость затвердевшего бетона;4)придающие бетону специальные свойства;5)минеральные порошки - заменители цемента;296)добавки полифункционального действия.В работах [45, 59, 64, 65, 66] доказана положительная роль некоторыххимических добавок в изменении отдельных свойств, а именно коррозионнойстойкости, строительных материалов на основе портландцемента. Повышениепрочности вяжущего вещества обусловлено в основном пластифицирующимвоздействием этих добавок на водные пасты, в результате чего водотвердоеотношение равнопластичных паст при 0,5% добавок уменьшается на 20 - 25% взависимости от состава вяжущего вещества.Основываясь на результатах анализа литературных данных отечественногои зарубежного опыта исследования коррозионных процессов бетона нужноотметить, что изучение способов защиты от сульфатной коррозии, прежде всего,должно основываться на знании фазовых превращений, протекающих приобразовании и росте кристаллов экспансивной фазы.
Каждый из компонентовновообразований, будь тоэттрингит илитаумасит, способенвызыватьразрушение бетона самостоятельно, либо это разрушение является результатомсовместного действия. Следовательно, исследование, поиск и нахождение новыхсовременныхпутейповышениякоррозионнойстойкостибетонавсульфатсодержащих средах остаётся важной и актуальной задачей науки итехники.Особую опасность представляет одновременное воздействие на бетонконцентрированнойагрессивнойсульфатнойсредыиприменениереакционноспособного заполнителя с повышенным содержанием щелочей, о чёмописано в работах [1-29].
Нами было рассмотрено такое одновременноевоздействие агрессивной внутренней и внешней среды на примере РогунскойГЭС.30Одновременное воздействие реакционноспособных заполнителей и1.3сульфатной коррозии на бетонные конструкции гидротехническихсооружений на примере Рогунской ГЭСОколо 60% вод Средней Азии являются запасами вод РеспубликиТаджикистан. Геологические условия высокогорье и большое количество горныхрек дают возможность развитию гидроэнергетической отрасли, а, следовательно,и гидротехнического строительства.
Возведение гидроэлектростанций на руслахрек Таджикистана началась в середине прошлого века, оставив за собой такиеузлы как Варзобская ГЭС, Нурекская ГЭС, Памирская ГЭС, Сангтудинская ГЭС ит. д. Также и в наши дни ведутся строительства больших и малыхгидроэлектростанций в Республике Таджикистан. Одной из самых масштабныхявляется Рогунская ГЭС — строящаяся гидроэлектростанция в Таджикистане нареке Вахш, входит в состав Вахшского каскада, являясь его верхней ступенью.Строительство началось в 1976 году и продолжалось по 1993.
После развалаСССР строительство было приостановлено. В 2008 строительство возобновилосьи ведётся по настоящее время. Рогунская ГЭС согласно проекту, представляетсобой ГЭС приплотинного типа с высотной (335 м) каменно-набросной плотиной.В случае завершения проекта, плотина ГЭС станет самой высокой в мире.Осуществлениенамеченногопроектапроисходитвкрайнесложныхгидрогеологических условиях. В состав основных сооружений Рогунской ГЭСвходит:- Каменно-набросная плотина высотой 335м;- Строительные и эксплуатационные тоннели общей протяжённостьюоколо 80км;- Подземное здание ГЭС, включающее машинный зал (длина 220м, ширина22м, высота 78м) и помещение трансформаторов (200×20×40 м).С 1976 года по 2016 год в сооружениях Рогунской ГЭС было уложенопорядка 2 млн.
м3 бетона. Согласно проекту концепции достройки, с 2016 года по2031 год предусматривается уложить ещё 2 млн. м3 бетона. В строительстве31Рогунской ГЭС для приготовления бетонной смеси используются заполнители,изготовленные из местных горных пород. Геология горных пород районастроительства Рогунской ГЭС очень сложная и заполнители для бетона,произведённые из местных горных пород, содержат 40% песчаника, 20% гранита,20% известняка и 20% смеси амфиболита, сланцев, алевролитов и т. д. Порезультатам петрографических исследований и химических анализов выявлено,что содержание растворимого кремнезёма в заполнителях превышает 50 ммоль/л,что является первым признаком потенциальной реакционной способности.Результаты определения реакционной способности ускоренным методом поизмерению деформаций растворных балочек, а также базовым методом поизмерениюдеформацийбетонныхпризмподтвердилипотенциальнуюреакционную способность Рогунских заполнителей.По химическому составу подземные грунтовые воды района строительстваРогунской ГЭС являются агрессивными по отношению к железобетону.
Результатпроведённых химических анализов говорит о превышающем количестве сульфатионов в местных подземных грунтовых водах, которое может стать причинойсульфатной коррозии в бетоне. С целью выявления угрозы возможной сульфатнойкоррозиибылиотобраныкерныизбетонныхконструкцийподземныхгидротехнических сооружений Рогунской ГЭС, которые были построены в периодс 1980 по1993 годы. Образцы кернов были исследованы в Центральнойстроительной лаборатории Рогунской ГЭС на спектрометре и рентгенофазовомдифрактометре. Результаты анализов показали, что в отобранных кернахсодержаться такие минералы как эттрингит и таумасит, которые свидетельствуютопротеканиипроцессасульфатнойкоррозиивбетонахподземныхгидротехнических сооружений.Таким образом, было выявлено, что одновременно два вида коррозииимеют воздействия на бетонные конструкции гидротехнических сооруженийРогунской ГЭС.
То есть, в то время, когда реакционная способность заполнителейспособствует внутренней щелочной коррозии, подземные агрессивные воды с32повышенным содержанием сульфат ионов просачиваются в капиллярно-пористуюструктуру бетона и становятся причиной внешней сульфатной коррозии.Следовательно, на примере Рогунской ГЭС, можно сделать вывод о том,что одновременное воздействие нескольких видов коррозии на железобетонныеконструкции гидротехнических сооружений - это часто происходящее явление.Поэтому, нахождение новых путей одновременного снижения реакционнойспособности заполнителей и повышения коррозионной стойкости бетона противвоздействия сульфатсодержащих сред является одной из актуальнейших научнотехнических задач современного строительного материаловедения, решениекоторой позволит не только использовать заполнители, обладающие реакционнойспособностью, но и обеспечить долговечность бетонных конструкций в условияхвоздействия сульфатных агрессивных сред.1.4 Применение активных минеральных добавок в бетонных смесях и ихвлияние на долговечность бетонаИзвестно [9, 16], что разрушение структуры цементных композиций можетбыть предотвращено вводом в композицию активных минеральных добавок.Основнойфункциейактивнойминеральнойдобавкиявляетсяснижениеконцентрации гидроксида кальция в твердеющей системе.
Минеральные добавкипредставляют собой тонкоизмельчённые материалы, которые добавляются вбетон в относительно больших количествах, обычно от 20 до 100% массыпортландцемента. Хотя сырьевые или обожжённые природные минералы,известные под общим названием «пуццоланы», ещё используются в некоторыхрегионах земного шара, основным источником минеральных добавок в настоящеевремя являются побочные продукты промышленного производства.
К такимпроизводствам, где объем побочных продуктов достигает миллионов тонн в год,относятся тепловые электростанции, использующие в качестве топлива уголь, атакже металлургические печи, выпускающие чугун, сталь, медь, никель, свинец,33ферросилиций и ферросплавы. Образующиеся на этих предприятиях отходыдолжны быть соответствующим образом удалены.
Сброс их в отвалы создаётпроблемы для окружающей среды, утилизация же в качестве заполнителей бетонаили для других нужд строительства не даёт возможности получить значительнуюприбыль. Однако использование пуццолановых и вяжущих свойств некоторых изуказанных отходов путём введения их как компонентов в портландцемент илисмешанные портландцементы делает их применение экономически выгодным.ВЕвропепроизводитсябольшоеколичествосмешанногопортландцемента, содержащего пуццолановые и другие активные гидравлическиедобавки.
В США и Канаде проявляется больший интерес к использованиюпромышленных отходов в качестве минеральных добавок в бетон, чем в качествекомпонентов смешанных цементов. Необходимо отметить, что способ, которымотходы вводятся в бетон, мало влияет на его свойства. В связи с тем, чтоприродные пуццоланы и промышленные отходы повсеместно доступны позначительноболеенизкимценам,чемпортландцемент,использованиепуццолановых добавок или совместно пуццолановых и других гидравлическихдобавок, применяемых для частичной замены цемента, может привести кполучению значительного экономического эффекта. Технологические выгоды отвведенияминеральныхнепроницаемостиидобавокхимическойвбетонстойкости,включаютулучшениеповышениеегосопротивлениятрещинообразованию при тепловой обработке и увеличение предела прочности.При использовании минеральных добавок не всегда учитываются условиявозможного коррозионного воздействия, а они играют не последнюю роль воценке устойчивости цементных систем к коррозионному воздействию [60].Стандарт ASTM С618 устанавливает три класса минеральных добавок:-Класс N: сырые или обожжённые природные пуццоланы, такие, какдиатомиты, опаловидные кремнистые сланцы, глиежи, туфы и вулканическиепеплы или пемзы.-Класс F: зола-уноса, получаемая от сжигания антрацита илибитуминозных углей.34Класс С: зола-унос, обычно получаемая из бурого угля, которая может-содержать более 10% аналитически определяемого СаО.Особо стоит отметить золы-уноса.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
