Resistance of modified hardened cement paste to frost and de-icing salts

Abstract

Concrete is widely used in the structures of bridges, flyovers, sidewalks and carriageways that are exposed to freeze-thaw cycles in wet conditions and are treated with de-icing salts. Tests were made to examine the effect of sodium silicate solution on the resistance of hardened cement paste to frost and de-icing salts. 5% sodium chloride, calcium chloride and manganese chloride solutions were used as de-icing salts. The deterioration of hardened cement paste was assessed by the changes in compressive strength, ultrasonic pulse velocity, specimen deformations and amount of scaled matter during cyclic freezing and thawing. Test results have revealed that hardened cement paste modified with sodium silicate solution is less subject to destruction when the surface of cement paste is treated with de-icing salt solutions under cyclic freeze-thaw conditions. The research has proved that sodium silicate solution increases the durability of concrete used in road structures.

Cementbetonis plačiai naudojamas tiltų, viadukų, šaligatvių ir grindinių konstrukcijose, kurios veikiamos užšaldymo ir atšildymo ciklų, kai konstrukcijos yra drėgnos būklės, bei ledą tirpdančių druskų tirpalų eksploatacijos metu. Nagrinėjamas natrio silikato tirpalo poveikis cementinio akmens atsparumui šalčiui ir ledą tirpdančių druskų poveikiui. Kaip ledą tirpdančios druskos naudotos 5 % natrio chlorido, kalcio chlorido ir magnio chloride tirpalai. Cementinio akmens irimo procesas buvo vertinamas pagal gniuždymo stiprio, ultragarso sklidimo greičio, bandinių deformacijų ir atskilusios medžiagos kiekių pokyčius užšaldymo ir atšildymo ciklų metu. Tyrimų rezultatai parodė, kad cementiniame akmenyje, modifikuotame natrio silikato tirpalu, vyksta kur kas mažesni destrukciniai procesai užšaldymo ir atšildymo ciklų metu veikiant cementinio akmens paviršių ledą tirpdančių druskų tirpalais. Nustatyta, kad natrio silikato tirpalą galima naudoti cementbetonio, eksploatuojamo kelių statiniuose, ilgaamžiškumui padidinti.