Усадка и набухание. Деформативные свойства бетона
Многократное чередование намокания и высыхания, как указывают М.И. Хигерович, В.М. Москвин, Б.Г. Скрамтаев и ряд других ученых, вызывает знакопеременные изменения объема бетона, что ослабляет его структуру, следствием чего является снижение долговечности железобетонных конструкций и сооружений. Исследованиям усадки и набухания цементных материалов, в том числе имеющих в своем составе гидрофобизирующие добавки, посвящены фундаментальные работы, В.В. Стольникова, Б.Г. Скрамтаева, М.И. Хигеровича и других исследователей. Установлена общая закономерность изменения усадочных деформаций во времени. При этом гидрофобно-пластифицирующие добавки уменьшают деформации усадки и набухания бетона, что является следствием как гидрофобизации капиллярно-пористой структуры цементного камня, так и модифицирования (диспергации) продуктов гидратации, приводящего к увеличению числа контактов между кристаллами. Влияние гидрофобизирующих добавок на усадку монолитного бетона исследовали по методике НИИЖБа, в соответствии с которой готовили образцы-балочки размером 10x10x40 см. Затем их помещали в климатическую камеру с температурой 22 и 28°С. Усадочные деформации бетона фиксировали в возрасте 3, 7, 14 и 28 сут.
Результаты опытов показывают, что при прочих равных условиях усадка бетона без добавок в 1,5-2,0 раза больше, чем у бетонов с добавками С-3ТС и КОД-С, что согласуется с данными, которые были получены М.И. Хигеровичем, В.Е. Байером при исследовании цементных материалов с другими гидрофобизирующими добавками (ГПД, БЭ).
Усадка бетонов с гидрофобизирующими добавками зависит от температуры окружающей среды и с повышением температуры возрастает, но менее заметно, чем усадка бетона без добавки, что увязывается с кинетикой обезвоживания цементного камня. При повышенной температуре у бетонов без добавки начинается интенсивнее испаряться капиллярная и адсорбированная вода, что приводит к развитию деформаций усадки. У бетонов с гидрофобизирующими добавками испарение влаги флегматизировано, что оказывает положительное влияние на снижение усадочных деформаций. Бетоны с гидрофобизирующими добавками, в составе которых имеются соли неорганических кислот (ОМД, С-3ТС, КОМД-С), характеризуются наименьшей усадкой. Такие добавки, помимо гидрофобизации межпорового и капиллярного пространства, обеспечивают получение прочных "демпферных" структур, которые уменьшают амплитуду объемных деформаций при изменении влажности. Приведенные объяснения не являются исчерпывающими, они лишь в некоторой мере допол-няют известные теоретические положения о механизме усадочных деформаций в цементных материалах.