Предпосылками надежной работы конструкций из полимерсиликатиых бетонов, особенно наливных сооружений, являются их плотность и химическая стойкость.

Испытания на водонепроницаемость показали, что образцы из полимерсиликатиого бетона выдерживают давление 0,0 МПа в течение 8 ч, в то время как силикатные бетоны без полимерных добавок оказались проницаемыми после 3—3,5 ч испытания при давлении в 0,1 МПа.

Водопепроп.ицаемость полимерсиликатиых бетонов при обычном давлении исследовалась по специально разработанной методике, основанной па измерении омического сопротивления слоя материала между проводниками, уложенными на различной глубине, и но мере проникания к ним жидкости.

Кривые изменения омического сопротивления полимерсиликатиых бетонов подтверждают, что процесс проницаемости в нервом приближении можно принять за диффузионный. Образцы из полимерсиликатиого бетона толщиной 25 мм насыщались за 9 сут. Образцы из силикатного бетона без полимерных добавок при той же толщине оказались проницаемыми через 10 ч, что подтверждает наличие открытых пор в таком материале.

Кислотопоглощепие полимерсиликатиых бетонов определялось методом погружения образцов в растворы соответствующих кислот с последующим периодическим взвешиванием. Испытания показали (рис. 28), что поглощение имеет экспоненциальную закономерность. С уменьшением концентрации растворов кислот поглощение позрастает и увеличивается глубина проникновения раствора по контуру образцов.

При храпении в течение 60 сут в 2%-ной серной кислоте глубина проникновения составила 15 мм, а в 30%-иой глубина проникновения в те же сроки составила 4,5— 5 мм. Эти данные подтверждаются и испытанием армированных образцов. При концентрации серной кислоты выше 2% и толщине защитного слоя 10 мм арматура не имела признаков коррозии после 7 мес храпения в таких растворах.

Таким образом, полимерсиликатные бетоны, обладая малой проницаемостью для растворов кислот, должны иметь более высокую стойкость в кислых средах.

Исследования химической стойкостью полимерсили-катных бетонов в растворах различных кислот подтвердили (табл. 48), что они обладают более высокой химической стойкостью по сравнению с силикатными бетонами без полимерных добавок. При этом полимерсиликаты более стойки в серной и соляной кислотах и менее стойки в азотной кислоте.

В щелочах полимерсиликатные бетоны разрушаются, как и составы па жидком стекле без полимерных добавок. Для них так же, как и для цементных бетонов, под­тверждается закономерность: если основное вяжущее не стойко в какой-либо среде, то любые, даже весьма стойкие добавки практически не улучшают стойкость композиции к этим средам.

Полимерсиликатные бетоны из-за высокой вязкости жидкого стекла характеризуются малой подвижностью. что создает определенные трудности при формовании кон­струкций, особенно тонкостенных и густоармировапных. Поэтому необходимо било подобрать достаточно эффективные пластифицирующие добавки, способные существенно улучшить удобоукладываемость полимерсиликат-пых смесей.

В качестве поверхностно-активных пластифицирующих добавок первоначально были опробованы нефтяные сульфокислоты (контакт Петрова), пеиопогепные ПА1: типа ОП-7 и ОП-10, суперпластификатор С-3 и пластифи кагор ВС на основе меламиноформальдегидной смолы Изменение вязкости жидкого стекла при введениi пластификаторов определяли на капиллярном стекляи ном вискозиметре ВПЖ-4, а полимерсиликатпых сме сен—по осадке конуса и расплыву. Численное значение расплыва определялось как отношение площади нижпегс основания бетонной массы после встряхивания к площади нижнего основания усеченного конуса (табл.49).

Исследования показали, что пластифицирующие добавки снижают вязкость иенаполнениого жидкого стекла незначительно, в то время как подвижность бетонной смеси существенно увеличивается при введении ряда добавок. Наибольший эффект увеличения подвижности бетонной смеси наблюдается при введении нейтрализованного контакта Петрова, а также супери.тастификаторов ВС и С-3.

Выполненные исследования позволили предположить, что в составах па жидком стекле механизм действия пластифицирующих добавок связан с адсорбцией ПАВ как па межфазпой поверхности структурных элементов вяжущего, так и па поверхности наполнителя.

В результате исследований жизнеспособности полимерсиликатпых смесей, прочностных характеристик и химической стойкости полимерсиликатных бетонов (табл. r-Q были установлены характерные особенности влияния

ПАВ на эти свойства. Введение ПАВ в полимерсиликат-ный бетон существенно увеличивает подвижность и удо-боукладываемость смеси -и одновременно (практически в 2 раза) увеличивает ее жизнеспособность. Пластифицирующие добавки не снижают прочностных характеристик и стойкости полимерсиликатпого бетона при воздействии воды и растворов кислот.

В номенклатуру1 строительных изделий и конструкций из полимерсиликатпого бетона включены конструкции, уже применяющиеся в строительстве — плиты no.ia, фундаменты под оборудование, футеровочпые блоки, плиты для газоходов и др., а также изделия, намечаемые к освоению —- балки, колонны, ригели, плиты перекрытий, ванны электролиза и другая баковая аппаратура.

Для изготовления конструкций из полимерсиликатных бетонов в Лепиногорске построен специальный цех, принципиальная технологическая схема которого приведена »а рис. 29.

Для испытаний были выбраны две конструкции: балки размером 200X250X3950 мм, армированные шестью продольными стержнями периодического профиля (два стержня в верхнем сечении балки и чегыре стержня в нижнем) диаметром 22 мм класса A-11I с хомутами из арматуры класса А-1 диаметром 6 мм, и плиты размером 1300X2340 мм толщиной 80 мм, армированные арматурной сеткой из арматуры класса AMI диаметром 8 мм (рис. 30).

Для определения нарастания прочности во времени полимерсиликатного бетона одновременно с изготовлением вышеуказанных конструкций формовались образцы — кубы и призмы, которые отверждались в условиях, аналогичных условиям отверждения конструкций.

Результаты испытания контрольных образцов (табл. 51) показывают, что при отверждении в обычных температурно-влажностных условиях класс В15 достигается к 7-суточному возрасту, однако при этом остаточная влажность составляет более 6%. При дальнейшей выдержке до 90 сут прочность практически не изменяется, а остаточная влажность уменьшается до 2,5%.

Термообработка мри 12()°С в течение 24 ч обеспечивает получение полимерсиликатпого бетона класса не ниже В25 при остаточной влажности около 2%. При этом повышается модуль упругости и снижаются продольные и поперечные деформации.

Основные характеристики тернеобработанных поли-мерсиликатпых бетонов классов В15 и В25 приведены в табл. 52.

Для опенки качества конструкции по показателям прочности, жесткости и трешнностойкости, а также проверки принятых расчетных предпосылок были проведены испытания промышленных образцов из иолимерсиликат-пых бетонов на испытательном стенде в соответствии с расчетной схемой путем кратковременного силового воз­действия.

При испытании балок передача усилий от сосредоточенной нагрузки с помощью распределительной траверсы осуществлялась в третях пролета через две опоры, одна из которых свободно перемещалась вдоль траверсы (рис. 31). При испытании контролировались нагрузка, прогибы и деформации сжатой и растянутой зоны.

Нагрузки определяли но показанию манометра насосной станции в соответствии с тарировочной таблицей. Нагружение производили гидравлическим домкратом Д1-25. Прогибы определяли с помощью нрогибомеров системы Максимова. Деформации верхнего и нижнего волокна в середине пролета производили с помощью индикаторов часового тина (цена деления 0,01 мм) на базе 500 мм. Ширина раскрытия трещин определялась с использованием трубки Брюнелля.

Предельно допустимый прогиб балки, равный 21 мм, наблюдался пр,и нагрузке около 130 кН. Первые трещины появились при нагрузке 70 кН. Начало разрушения сжатой зоны наблюдалось при нагрузке до 100 кН. Дальнейшее увеличение нагрузки до 140 кН привело к разрушению балки по сжатой зоне.

Первые трещины в плите наблюдались при пагруже-п и и до 30 кН, при этом ширина их раскрытия была в пределах 0,4—0,5 мм. Разрушение плиты произошло при нагрузке 50 кН по сжатой зоне бетона в середине пролета. Ширина раскрытия трещин при этом составила 5мм. После снятия нагрузки трещины закрылись до 0,15— 0,2 мм.

Испытания опытно-промышленных балок и плит перекрытия этажерок вентиляторных градирен показали. что конструкции из полимер-силикатного бетона при твердении в нормальных температурпо-влажпостпых условиях в течение 30 сут или при термообработке при 120°С в течение 24 ч набирали прочность, соответствующую классам В15 и В25.

Несущая способность балок при кратковременном па-гружепнн двумя сосредоточенными силами была достаточна. Разрушающее усилие превышало расчетное значение па 10—15% при воздействии нагрузки, равной нормативной. Жесткость балок, оцениваемая но ветчине прогиба, была в допустимых пределах.

Расчеты этих конструкции, выполненные Гнпроцвет-мсто.м, показали, что они обеспечивают необходимую прочность и жесткость. Для повышения трещи постой кости таких конструкции их необходимо выполнять с предварительно напряженной арматурой.