Трещиностойкость цементного неавтоклавного пенобетона

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

На сегодняшний день в строительстве широко применяют материалы на основе ячеистых бетонов. Среди них особого внимания заслуживает пенобетон, благодаря своей не высокой средней плотности и низкой теплопроводности. Однако есть ряд факторов ограничивающих область применения данного материала - это невысокая прочность и низкая трещиностойкость, возникающая вследствие повышенных усадочных деформаций на протяжении всего жизненного цикла материала.

Усадка бетона вызывается физико-химическими процессами, происходящими в бетоне при твердении и изменении его влажности. [1]

Снижения усадочных деформаций пенобетона можно добиться путем введения в состав пенобетонной смеси дисперсных армирующих волокон. [2, 3]

Было произведено исследование развития усадочных деформаций в пенобетоне.

Для изготовления образцов пенобетона были использованы следующие сырьевые материалы: портландцемент марки ЦЕМ I 32,5Н ГОСТ 31108-2016 «Цементы общестроительные. Технические условия» производства ОАО «Холсим (Рус)» (Россия); песок Песчанковского месторождения строительных песков, отвечающий требованиям ГОСТ 8736-2014 «Песок для строительных работ. Технические условия», белковый пенообразователь «FOAM X»; вода водопроводная по ГОСТ 23732-2011 «Вода для бетонов и растворов. Технические условия», в качестве дисперсного наполнителя применялся технический углерод - пиролизная сажа с размерами частиц в пределах 10-2-10-5 мм, полученный в результате термического разложения резинотехнических изделий при недостатке кислорода, производства фирмы ООО «Элитар» Саратовской области. [4]

Изготовление пенобетонных образцов осуществлялось двустадийным способом по следующей схеме:

· приготовление пены в течение 3-х минут в пеногенераторе из пенообразователя и воды;

· приготовление цементного раствора с механоактивированным наполнителем (макулатура + технический углерод + песок) путем перемешивания в лопастном смесителе, при частоте вращения перемешивающего органа смесителя 80-100 об/мин, в течение 3-х минут до получения однородной пластичной массы; [3]

· перемешивание раствора и ранее приготовленной пены до получения однородной смеси при частоте вращения перемешивающего органа смесителя 60 об/мин.

Полученную пенобетонную смесь укладывали в формы и выдерживали при температуре 22-25 °С и влажности более 90% на протяжении следующих периодов времени: одна серия образцов - 1 месяц, вторая - 2 месяца, третья - 3 месяца. После достижения указанного возраста, образцы подвергались испытаниям согласно методике указанной в ГОСТ 24544-81 «Бетоны. Методы определения деформаций усадки и ползучести» для определения деформации усадки. [5]

По полученным данным вычисляли значение деформации усадки (рис. 1).

Рисунок 1 - Изменение деформации усадки в зависимости от времени твердения образцов

По графику на рисунке прослеживается явная зависимость значения усадки пенобетона от времени твердения образцов в нормальных условиях, то есть чем дольше пенобетон твердел в нормальных условиях, тем меньше было значение усадки.

Однако величина деформации усадки образцов твердеющих в нормальных условиях в течение 2 и 3 месяцев отличаются незначительно, следовательно в производственных условиях с учетом технико-экономического обоснования трёх месячная выдержка изделий в нормальных условиях не даёт значительного экономического и технического эффектов. Такой характер изменения деформации усадки подтверждается показателем водопоглощения пенобетонных образцов (рис. 2). Для определения величины водопоглощения была также изготовлена серия образцов, указанным выше способом. Образцы испытывали по методике, описанной в ГОСТ 12730.3-78 «Бетоны. Метод определения водопоглощения».

Из данных представленных на графике (рис. 2) видно, что водопоглощение образцов твердевших в течении 2 месяцев в нормальных условиях ниже, чем образцы после 1 и 3 месяцев твердения.

Рисунок 2 - Водопоглощение в зависимости от времени твердения образцов в нормальных условиях

Рисунок 3 - Водопоглощение в зависимости от времени твердения образцов в нормальных условиях, с последующей сушкой

пенобетонный трещиностойкость усадочный деформация

Кинетику изменения показателя водопоглощения образцов пенобетона можно объяснить следующим образом. В результате водонасыщения образцов твердевших 1 месяц происходит гидратация частиц портландцемента, скольматированных пенообразователем, это приводит к росту кристаллов с увеличением в объеме межпоровых перегородок и образованием микродефектов, которые приводят к увеличением водопоглощения. У образцов твердеющих в течении 3 месяцев наблюдается схожий механизм увеличения водопоглощения за счет образования большего количества дефектов в результате полной гидратации при твердении в нормальных условиях всего объема портландцемента, который вводится в состав пенобетона всегда в завышенной концентрации, для обеспечения набора отпускной прочности. В сою очередь, образцы твердевшие 2 месяца, обладают наименьшими показателями водопоглощения ввиду равномерно протекающих процессов гидратации портландцемента. [6]

Для моделирования естественных условий эксплуатации пенобетона, была проведена серия лабораторных испытаний. Была изготовлена серия образцов по методике указанной выше, с тем лишь различием, что после твердения в нормальных условиях образцы подвергались сушке при температуре 50 - 60 °С до постоянной массы с последующим определением водопоглощения. Результаты испытаний образцов на водопоглощение представлены на рисунке 3.

Из графика (рис. 3) видно, что кинетика водопоглощения образцов пенобетона твердеющих в нормальных условиях с последующей сушкой, схожа с образцами без сушки. Увеличение показателя водопоглощения до 217 % по массе объясняется воздушной усадкой и ростом существующих микродефектов.

Таким образом определен оптимальный режим выдержи образцов пенобетона в нормальных условиях составляет 2 месяца.

Список литературы

пенобетонный трещиностойкость усадочный деформация

1. Баженов Ю.М. Технология бетона: учеб. пособие для технол. спей, строит, вузов. 2-е изд., перераб. М.: Высш. шк., 1987. 15 с.

2. Ружинский С., Портик А., Савиных А. Все о пенобетоне. 2-е изд., улучш. и доп. СПб.: Строй Бетон, 2006. - 630 с.

3. Иващенко Ю.Г., Страхов А.В., Багапова Д.Ю. Пенобетон с компенсированной усадкой. Техническое регулирование в транспортном строительстве. 2016. № 6 (20). С. 14-20.

4. Смесь для изготовления пенобетона: патент РФ №2591996, 2015116058/03, заявл. 27.04.2015, опубл. 20.07.2016, Текст. / Иващенко Ю.Г., Страхов А.В., Багапова Д.Ю., Евстигнеев С.А. Бюл. №20. 7 с.

5. Субханкулова Э.Р., Кондратьев В.В., Морозова Н.Н., Хозин В.Г. Трещинообразование пенобетона плотностью 200 кг/м3. Строительные материалы. 2006. № 1. С. 46-47.

6. Козлов Н.А. Влияние активной минеральной добавки пумицита на процессы структурообразования неавтоклавного пенобетона / Н.А. Козлов, С.М. Зинченко, И.Э. Козлова // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2015. № 6.- С. 46-49.

Размещено на Allbest.ru