Следует отметить, что в ряде выполненных во Вьетнаме работ изучались отдельные вопросы возведения монолитных бетонных конструкций в условиях жаркого влажного климата, связанные, главным образом, с формированием структуры и свойств твердеющего бетона. Эксперименты в основном были проведены в лабораторных условиях. В естественных условиях эксперименты были проведенны в условиях среды, параметры которой полностью не отражают переменный характер климата Вьетнама.

Результаты ранее проведенных исследований не позволяют установить полный характер и сущность физических процессов и деструктивных изменений, протекающих в монолитном бетоне. Отсутствие системного анализа влияния всего комплекса основных технологических факторов и климатических параметров окружающей среды на свойства бетонной смеси и бетона, выдержанного в переменных температурно-влажностных условиях жаркого влажного климата, не позволяет дать аргументированные рекомендации эффективных технологий и способов производства работ.

На основе проведенного анализа сформулированы основные цели и задачи диссертационной работы.

Вторая глава посвящена изучению зависимости начальной подвижности бетонной смеси от ее температуры и изменения подвижности бетонной смеси в процессе транспортирования в условиях жаркого влажного климата в зависимости от условий транспортирования, вида транспортных средств, технологических факторов и основных параметров окружающей среды.

Выявлено, что при постоянном водоцементном отношении и водосодержании с повышением температуры смеси ее начальная подвижность уменьшается. Однозначная зависимость начальной подвижности бетонной смеси от ее температуры (точнее температуры компонентов, обусловливающей температуру смеси) объясняется, на наш взгляд, физико-химическими процессами, протекающими в ней с начала затворения водой.

Определенное влияние на изменение подвижности оказывает водоцементное отношение. С его понижением интенсивность уменьшения подвижности возрастает.

Установлена зависимость водопотребности бетонной смеси для обеспечения одинаковой подвижности от ее температуры. Так, при увеличении температуры смеси на 50С ее водопотребность возрастает на 4% при В/Ц = 0,4 и на 3,5% - при В/Ц = 0,6.

Эксперименты по изучению изменения подвижности бетонной смеси были проведены в естественных условиях. Начальная температура смеси составляла 17, 20, 25 и 300С. Параметры окружающей среды соответствовали 5 климатическим циклам Вьетнама, приведенным в табл. 1. Бетонную смесь транспортировали в автосамосвалах емкостью 1,5 и 3м3 (высота слоя смеси по борту составляла соответственно 20 и 40 см) в условиях ограниченно свободного массообмена с окружающей средой (автосамосвал не укрывали), в условиях исключенного массообмена (автосамосвал укрывали влагоизоляционным материалом) и в автобетоносмесителях емкостью 6 м3. Бетонная смесь имела начальную подвижность 6 и 14 см ОК. Продолжительность транспортирования составляла 30 мин и 60 мин.

Существенное влияние на уменьшение подвижности бетонной смеси оказывает продолжительность транспортирования. В зависимости от температурных условий транспортирование смеси с начальной подвижностью 6 см ОК в открытом автосамосвале в течение 30 минут вызывает уменьшение подвижности до 2…4 см, а в течение 60 мин – до 0…2 см; при начальной подвижности 14 см ОК уменьшение подвижности происходит, соответственно, до 6…11 см и 2…9 см. Транспортирование в автобетоносмесителе несколько уменьшает потери подвижности бетонной смеси. Подвижность смеси с начальной 6 см ОК за 30 мин транспортирования снижается до 3…5 см, а за 60 мин – до 1…4 см; подвижность смеси с начальной 14 см ОК, соответственно, до 8,5…12 см и 5…10 см.

Оказывает значительное влияние на снижение подвижности смеси ее температура. Увеличение начальной температуры смеси на 10…130С (с 17…200С до 300С) вызывает возрастание потери подвижности за 30…60 мин транспортирования в открытом автосамосвале смесями с начальной подвижностью 6 см ОК на 1…3 см, а смесями с начальной подвижностью 14 см ОК – на 3…5 см; при транспортировании в автобетоносмесителе – на 1…1,5 см и 2,5…4 см (рис. 1).

Рис. 1. Изменение подвижности бетонной смеси в зависимости от ее начальной температуры в процессе транспортирования автобетоносмесителем (tср = 20…220С и Wср = 54…60%):

1, 2 – начальная температура смеси 17 0С; 3, 4 – тоже, 30 0С Рис. 2. Изменение подвижности бетонной смеси в зависимости от температуры окружающей среды в процессе транспортирования в открытом автосамосвале с объемом смеси 3 м3

1, 2 – при температуре окружающей среды 20…22 0С;

3, 4 – тоже, 32..36 0С

Неблагоприятное влияние на изменение подвижности бетонной смеси в процессе транспортирования оказывает температура окружающей среды. При ее повышении возрастает температура смеси и, соответственно, интенсифицируется уменьшение подвижности смеси. Повышение температуры окружающей среды с 20…220С до 32…360С вызывает уменьшение потери подвижности за 30…60 мин транспортирования в открытом автосамосвале смесями с начальной подвижностью 6 см ОК на 2…2,5 см, а смесями с начальной подвижностью 14 см ОК – на 3,5…4,5 см (рис. 2); при транспортировании в автобетоносмесителе – на 1,5…2 см и 3…4 см.

Условия транспортирования и вид транспортных средств не оказывают существенного влияния на изменение подвижности смеси в процессе транспортирования. Бетонная смесь с начальной подвижностью 6 см ОК через 30…60 мин транспортирования в различных транспортных средствах имеет разницу в подвижности всего в 1…2 см. У бетонной смеси с начальной подвижностью 14 см ОК разница в подвижности составляет 1,5…3 см.

Укрытие автосамосвалов влагоизоляционным материалом позволяет уменьшить потерю подвижности бетонной смеси с ОК 14 см за 60 мин транспортирования при температуре среды 32…360С всего на 1 см (с 2 до 3 см).

Экспериментально определен коэффициент потери подвижности смеси за время транспортирования (?), величина которого зависит от начальной температуры смеси, температуры окружающей среды, условий и продолжительности транспортирования. В зависимости от требуемой подвижности ОКтр и коэффициента потери подвижности ?, отпускная подвижность ОКоп, которую должна иметь бетонная смесь при ее приготовлении, определяется по формуле:

ОКоп = ОКтр / ?

Основной причиной потери подвижности бетонной смесью является, на наш взгляд, ускорение химического связывания воды и увеличение количества физически связанной воды, вследствие интенсификации процессов схватывания и адсорбции воды.

Сохранение начальной подвижности бетонной смеси и обеспечение заданной удобоукладываемости к моменту укладки ее в опалубку при возведении монолитных конструкций в условиях переменных температурно-влажностных параметров среды возможны путем уменьшения начальной температуры смеси, сокращения продолжительности транспортирования смеси, транспортирования смеси в автобетоносмесителях и использования эффективных пластифицирующих добавок.

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований основных физических процессов, протекающих на ранней стадии твердения бетона в переменных температурно-влажностных условиях среды. В процессе экспериментов одновременно производили измерения температуры, влагопотерь и деформаций твердеющего бетона.

С целью выявления степени влияния условий массообмена с окружающей средой на физические процессы, образцы выдерживали: в условиях свободного массообмена с окружающей средой (неопалубленные поверхности были открыты на протяжении всего эксперимента); в условиях исключенного массообмена с окружающей средой (неопалубленные поверхности сразу после формования укрывали влагоизоляционным материалом); в комбинированных условиях (в течение первых 4-х часов - в открытом состоянии, затем – укрывали влагоизоляционным материалом).

Испытуемые образцы изготавливали из бетонных смесей с В/Ц = 0,6 и 0,4 и подвижностью 6…8 и 14…16 см. Начальная температура смесей составляла 20…220С и 29…310С.

Эксперименты проводили в естественных условиях, соответствующих 5-и циклам климата Вьетнама (табл 1).

Результаты экспериментов позволили установить характер изменения температуры бетона на ранней стадии твердения в зависимости от комплексного влияния температуры и влажности окружающей среды.

В среде с tср = 28…350С через 4…6 часов выдерживания температура в центре образца достигает 36…370С, в среде с tср = 28…400С – 48…500С. В ночное время, когда температура среды уменьшается до 25…280С, температура в бетоне тоже постепенно снижается до минимальной величины, приближающейся к температуре воздуха

Параметры окружающей среды

Циклы климата Параметры окружающей среды в первые 12 часов выдерживания бетона Параметры окружающей среды в первые 72 часа выдерживания бетона

влажный цикл зимнего сезона tср = 18…250С

Wср = 85…100%,

Qс = 500…1000 кДж/м2.ч tср = 15…250С

Wср = 85…100%

умеренный цикл зимнего сезона tср = 18…250С

Wср = 65…85%,

Qс = 500…1500 кДж/м2.ч tср = 15…250С

Wср = 65…90%

сухой цикл зимнего сезона tср = 18…300С

Wср = 40…65%,

Qс = 1000…2000 кДж/м2.ч tср = 15…300С