Раствор и бетон пропитанный серой

Еще в 1924 г. в литературе обсуждалось практическое применение пропитки серой пористых строительных материалов. Отмечалось сильное повышение прочности бетонных конструкций, пропитанных серой, но, несмотря на заманчивость и очевидные преимущества такого способа, существовавшие условия рынка не позволили их использовать. Только спустя более 50 лет, с увеличением поставок серы, стало заметно возобновление деятельности в этой области.

Бетон пропитанный серой

Пропитанный серой бетон используют для изготовления таких сборных изделий, как бордюрные камни, водосточные и канализационные трубы, а также для отделки тоннелей, ремонта мостовых настилов и поврежденного бетона, обработки бетонных поверхностей, подверженных действию кислот и других коррозионно-агрессивных сред; кроме того, его применяют в качестве защитного покрытия для железобетона.

Пропитка серой значительно повышает прочность раствора и бетона. Прочность на сжатие, измеренная для нормально пропитанного высокопрочного бетона, в три раза превышает прочность непропитанного бетона. Модуль упругости возрастает вдвое.

Наибольшие увеличения прочности достигаются при пропитке бетона в раннем возрасте. У бетона, пропитанного через 54 ч после влажного выдерживания, прочность на сжатие повышается на 700%, прочность на растяжение при раскалывании — на 400%, модуль упругости — на 200% и коэффициент Пуассона — на 25%.

График зависимости прочности на сжатие от пористости пропитанного серой бетона дает плавный изгиб при изменениях пористости от 4 до 24%. Увеличение поглощения серы способствует повышению прочности. Тем не менее, процесс заполнения пор бетона серой не сходен с заполнением нор добавочным материалом матрицы. Применение теории композитов для прогнозирования прочности пропитанной серой затвердевшей цементной пасты приводит к выводу, что ослабление концентраций напряжений в матрице вызвано присутствием серы. Это является важным аспектом роли пропитки серой затвердевшей цементной пасты. Те же самые аргументы можно выдвинуть относительно прочностных свойств раствора и бетона.

В растворе и бетоне на портландцементе, пропитанных серой, излом обычно проходит по зернам заполнителя, и это дает основание предположить, что пропитка улучшает сцепление в контактной зоне между матрицей и заполнителем. В непропитанном бетоне излом, как правило, проходит по зоне контакта цементного камня с заполнителем, а не по заполнителю.

Таким образом, оказывается, что прочность пропитанных серой раствора и бетона повышается вследствие ряда-факторов, включая пониженную пористость, улучшенное сцепление между матрицей и заполнителем, повышенное сопротивление распространению трещины и значительное понижение концентраций напряжений в матрице. Кривые напряжение — деформация для пропитанного серой бетона носят линейный характер для большей части диапазона нагрузок и слегка искривляются при приближении нагрузки к разрушающей в гидратированном CSH является, может быть, наиболее важным фактором, определяющим прочность.

Раствор, армированный стальной фиброй и пропитанный серой, показывает 50%-ное повышение прочности на изгиб и значительное увеличение деформации при разрушении по сравнению с необработанным серой образцом.

Циклическое замораживание и оттаивание. Бетон, пропитанный серой в раннем возрасте, характеризуется значительным повышением стойкости к замораживанию и оттаиванию (при испытаниях по ASTM C666—73). После более 500 циклов замораживания и оттаивания в пропитанном бетоне наблюдалось лишь незначительное изменение скорости ультразвукового импульса. Стойкость к действию замораживания и оттаивания при использовании в качестве антиобледенителя хлорида кальция также возрастает в результате пропитки серой.

Условия высокой влажности.

Большая часть растворов и бетонов, пропитанных серой,, недостаточно стойки в среде с высокой влажностью. Признаки повреждения после длительного выдерживания в воде включают растрескивание поверхности, наличие на поверхности высолов желтого цвета и желтоватый цвет воды.

Бетон, пропитанный серой, расширяется значительно меньше, чем непропитанный при погружении в растворы Na2S04. Это объясняется тем, что образование эттрнигита замедляется в результате пониженной проницаемости бетона, поры которого заполнены серой. Стойкость пропитанного серой бетона в щелочной среде низкая. Его прочность при погружении в 5%-ный раствор NaOH значительно снижается. Менее чем за 3 года потеря прочности составляет более чем 50%. Одним из вероятных механизмов разрушения является выщелачивание серы.

Похожие записи