tср=25…350С

Wср=65…95% 0,6 6…8 29,0 42,5 6,0 11,5 18,6 25,6

14…16 30,4 48,7 6,5 12,9 20,0 30,8

0,4 6…8 23,9 33,8 5,8 9,2 16,3 19,5

14…16 25,2 39,5 6,0 11,7 16,9 23,0

tср=28…400С

Wср=40…65%

tср=25…450С

Wср=35…90% 0,6 6…8 50,5 58,8 13,9 17,3 42,1 45,4

14…16 51,3 60,9 15,1 19,8 40,2 44,4

0,4 6…8 35,8 43,2 9,3 11,5 26,7 29,6

14…16 38,1 46,8 10,9 14,2 29,8 32,9

Испарение влаги c поверхности материала создает перепад влагосодержания между последующими слоями и поверхностным слоем, что вызывает обусловленное диффузией перемещение влаги из нижележащих слоев к поверхностным. Наличие температурного градиента внутри материала осложняет механизм переноса влаги. Под влиянием перепада температур на начальной стадии выдерживания (температура поверхности больше температуры центральных слоев), влага стремится переместиться внутрь

В простейшем случае испарение происходит на поверхности материала, а образующийся пар диффундирует в окружающую среду. В более сложных случаях испарение происходит внутри материала, в определенной его зоне или во всей массе материала, причем перемещение влаги внутри материала происходит как в виде жидкости, так и в виде пара. Скорость перемещения влаги внутри материала зависит от форм связи ее с материалом, поэтому процесс испарения является физико-химическим.

Общий поток влаги внутри материала определяется уравнением:

– градиент температуры.

Рис. 3. Влагопотери (а) и горизонтальные деформации (б) бетона с В/Ц = 0,6 и ОК = 6 см, выдержанного в открытом состоянии при различных параметрах среды:

1 - при tср=18…25 0С и Wср=85…100%, tб=18 0С;

2 - при tср=18…25 0С и Wср=65…85%, tб=20 0С;

3 - при tср=18…30 0С и Wср=40…65%, tб=20 0С;

4 - при tср=28…35 0С и Wср=65…85%, tб=30 0С;

5 - при tср=28…40 0С и Wср=40…65%, tб=31 0С

Возрастает испарение при увеличении водоцементного отношения и подвижности бетона. Увеличение В/Ц с 0,4 до 0,6 при постоянной подвижности вызывает повышение влагопотерь за первые 12 часов на 20…40%. С увеличением подвижности бетонной смеси с 6 до 14 см ОК при постоянном В/Ц потери влаги за 12 часов выдерживания повышаются на 2…16% (табл. 2). Бетоны с бoльшим В/Ц имеют более крупные поры и количество их больше, чем у бетонов с малыми В/Ц, и испарение происходит за счет диффузии пара. У таких бетонов поверхность, с которой происходит влагообмен с внешней средой, имеет большее количество и размеры открытых пор, она более ноздревата и имеет большую площадь. Поэтому у бетонов с большими В/Ц влагоотдача идет интенсивнее.

Установлено, что свободное укрытие неопалубленной поверхности полиэтиленовой пленкой уменьшает количество теряемой воды, но не исключает испарение полностью: за 12 часов выдерживания испаряется от 3 до 15%, а за 72 часа – от 6 до 20% воды (табл. 2).

Выдерживание бетона в комбинированных условиях массообмена с окружающей средой приводит к усредненным влагопотерям: в зависимости от параметров окружающей среды за первые 12 часов испаряется от 4 до 40%, а за 72 часа – от 8 до 45% воды, введенной при затворении (табл. 2).

Изучение деформаций осуществляли на разработанной нами установке, позволяющей измерять деформации в горизонтальном и вертикальном направлениях индикаторами часового типа с точностью 0,01 мм. Образцы - призмы размером 10х10х30 см, в торцы и верхние поверхности которых заделывали пластины из жести толщиной 0,8 мм и размером 10х10 см для опирания индикаторов, изготавливали в металлических формах. Через 20…30 мин после изготовления боковые стенки снимали, оставляя образцы на поддонах, и помещали их в установки для измерения деформаций, где они находились на протяжении всего эксперимента.

Исследования показали, что деформации проявляются сразу после начала выдерживания (рис. 3). Их характер и величины зависят от целого рада факторов: состава бетона, параметров окружающей среды, условий выдерживания, направления измерений.

Выявлено, что фиксируемые деформации являются суммарной величиной температурного расширения и контракционной и влажностной усадок, протекающих на ранней стадии твердения бетона. Однако при исследованных параметрах среды и начальных температурах бетона превалирующее влияние оказывает усадка.

Испарение влаги и связывание воды в процессе гидратации цемента приводят к превалирующему проявлению усадочных деформаций бетона. Интенсивная усадка протекает в первые 1…3 часа и достигает своего максимального значения к моменту испарения из бетона 12…20% воды, введенной при затворении и в зависимости от его состава и параметров окружающей среды в горизонтальном направлении достигает величины 0,58…3,52 мм/м. Причем, с увеличением интенсивности испарения и величины влагопотерь скорость протеканий усадочных деформаций и их величина возрастают (рис. 3, табл.

Установлено, что, как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении на ранней стадии твердения в условиях жаркого влажного климата в бетоне протекают усадочные деформации. Однако величины усадки в горизонтальном направлении в 3…12 раз больше таковых в вертикальном направлении.

Экспериментально установлено, что с уменьшением водоцементного отношения при одинаковой подвижности усадка бетона возрастает. Также увеличивается усадка бетона с повышением подвижности бетонной смеси при одинаковом водоцементном отношении (табл. 3). Указанная зависимость обусловливается увеличением количества цементного теста (цементного камня) в единице объема бетона, уменьшение объема которого в процессе твердения и определяет усадку.

Влагопотери на ранней стадии выдерживания способствуют интенсификации усадочных деформаций бетона в период пребывания его в пластичном состоянии, когда они не приводят к образованию трещин. Однако излишние потери влаги могут привести к обезвоживанию бетона, что отрицательно скажется на гидратации цемента и твердении бетона.

Выдерживание бетона в условиях исключенного массообмена с окружающей средой вызывает уменьшение усадочных деформаций в горизонтальном направлении до 0,19 мм/м, а в вертикальном – до 0,03 мм/м. Однако протекание усадочных деформаций будет продолжаться при последующем твердения и может привести к образованию трещин.

Выдерживание бетона в комбинированных условиях: в течение 4-х часов без укрытия неопалубленных поверхностей, затем с укрытием их полиэтиленовой пленкой не приводит к уменьшению усадочных деформаций по сравнению с твердением в условиях свободного массообмена.

Горизонтальные деформации бетона, твердевшего в жарком влажном климате при различных условиях массообмена с окружающей средой за 12 часов выдерживания

Параметры окружающей среды в первые 12 часов выдерживания бетона В/Ц бетона ОК бетонной смеси, см Максимальное значение усадочной деформации (1)и влагопотеря за 12 часов (2)

в условиях свободного массообмена в условиях исключенного массообмена первые 4 часа в открытом состоянии, затем в укрытом

1 2 1 2 1 2

мм/м % мм/м % мм/м %

tср=18…250С