Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




01.11.2019


01.11.2019


25.09.2019


14.09.2019


14.09.2019


08.09.2019


03.09.2019


26.08.2019


13.08.2019


13.08.2019





Яндекс.Метрика
         » » Прочность ячеистых бетонов при сжатии

Прочность ячеистых бетонов при сжатии

19.12.2017

Прочность при сжатии ячеистых бетонов на вяжущих из шлаков и зол, как и обычных ячеистых бетонов, зависит от их объемного веса, состава и качества примененных сырьевых материалов, условий тепловой обработки и др.

На рис. 40 приведена зависимость прочности ячеистых бетонов на шлаковых и зольных вяжущих веществах в сопоставлении с подобной зависимостью, построенной по нормативным данным. При их рассмотрении видно, что бетоны на этих вяжущих, полученные с применением тепловой обработки, при соответствующих объемных весах имеют прочность при сжатии, близкую к нормативным требованиям.
Как и следовало ожидать, наибольшую прочность при сжатии имеют бетоны на вяжущих из гранулированных доменных шлаков, обладающих повышенной гидравлической активностью.

Н.А. Камерлохи. Н.И. Левиным на вяжущем на основе доменного гранулированного шлака Нижне-Тагильского металлургического комбината получены с применением автоклавной обработки ячеистые бетоны при объемном весе 1000 кг/м3 с прочностью при сжатии, равной 155 кГ/см2, а при объемном весе 1200 кг/м3 — 250 кГ/см2.
Из приведенных на рис. 41 данных видно, что прочность автоклавных и пропаренных газобетонов на шлаковых вяжущих возрастает при увеличении их удельной поверхности с 3500 до 6500 см2/г (по Товарову) на 50—60%. При дальнейшем же увеличении тонкости помола до 8000 см2/г, как и у обычных цементных бетонов, наблюдается снижение прочности.

Для шлаковых и зольных вяжущих тонкий помол до известного предела является эффективным средством ускорения твердения и повышения прочности ячеистых бетонов.

Прочность при сжатии ячеистых автоклавных бетонов на шлакозольных цементах зависит и от их состава. Наибольшая прочность рассматриваемых бетонов достигается при соотношении между шлаковым или зольным вяжущим и тонкомолотым кремнеземистым компонентом (песком, золой или их смесью), равном 10,5—11,2, в зависимости от индивидуальных свойств сырьевых материалов. Даже небольшое увеличение или уменьшение оптимального количества золы или песка на весовую единицу вяжущего при любом объемном весе бетона приводит к значительному снижению его прочности. Это объясняется тем, что в измельченном состоянии песок или зола при автоклавной обработке участвуют в реакциях образования цементирующих веществ в бетоне. Так, по данным Л.М. Розенфельда в газобетоне на известково-шлаковом вяжущем (8% извести в пересчете на CaO) с добавкой молотого кварцевого песка (в количестве 35% свободной SiO2 от веса смеси) после автоклавной обработки при 12 от связывается около 15% кварца. Однако замена в ряде случаев рядового песка полностью молотым нежелательна из-за увеличения усадочных деформаций бетона.

Использование вместо песка золы мало изменяет основные характеристики ячеистых бетонов на шлаковых и зольных вяжущих, хотя в большинстве случаев прочностные показатели ячеистых автоклавных бетонов на молотом кварцевом песке на 15—20% выше.

Скорость твердения и прочность ячеистых бетонов на шлаковых и зольных цементах зависят и от водотвердого отношения.

Установлено, что влияние содержания воды в смеси на нарастание прочности до тепловой обработки и на прочность после тепловой обработки имеет в общем такой же характер, как и в бетонах на портландцементе. С увеличением расхода воды сверх определенного предела схватывание и твердение, особенно в первые сроки, замедляются и наблюдается снижение конечной прочности. При большом содержании воды в смеси замедляются процессы структурообразования ячеистого бетона, что удлиняет производственный цикл, возникают значительные усадочные деформации, а также снижается долговечность.

К.Э. Горяйнов, М.Г. Давидсон, В.П. Куприянов, С.Н. Левин, М.И. Хигерович и А.П. Меркин для устранения этих последствий предложили готовить газобетонную смесь с введением в ее состав 0,1—0,2% органического пластификатора при пониженном расходе воды, а для облегчения процессов вспучивания смеси при явно недостаточном содержании воды в ней проводить в момент вспучивания вибрирование массы. При этом вибрирование обеспечивает разжижение смеси, вследствие чего га-зовыделение идет интенсивно и быстро заканчивается формирование структуры бетона. После прекращения вибрирования газобетонная масса быстро загустевает, и бетон, имеющий пониженное водотвердое отношение, приобретает некоторую структурную прочность и может нести небольшую нагрузку, достаточную для транспортирования изделий в автоклав или пропарочную камеру.

Продолжительность вибрации зависит от интенсивности газовыделения и устанавливается в каждом конкретном случае опытным путем. Обычно она составляет 30—70 сек.
В табл. 50 приведены результаты опытов, которые показывают, что и при использовании шлаковых и зольных вяжущих применение вибровспучивания позволяет снизить водотвердое отношение на 15—20% и увеличить прочность газобетона в 1,5 раза и более.

Вибрирование же после начала вспучивания через 5, 10, 30 и 60 мин после заливки массы приводит к снижению прочности.

Исследованиями А.В. Волженского с сотрудниками установлено, что оптимальное водотвердое отношение для ячеистых бетонов на шлаковых и зольных вяжущих веществах зависит от содержания в нем извести, тонкости его помола, количества вводимых в смесь молотого и рядового песка, температуры воды затворения и других факторов.

Для газобетонов на этих вяжущих при затворении горячей водой, обеспечивающей разогревание газобетонной массы до температуры 35—40° С, рекомендуется принимать такое водотвердое отношение, при котором расплыв смеси на вискозиметре Суттарда находится в пределах, указанных в табл. 51.
Конечная прочность ячеистых бетонов на рассматриваемых вяжущих практически не зависит от способа образования их структуры, получаемой с помощью пены или газообразователей. Однако по технологическим соображениям для бетонов на этих вяжущих более целесообразно применение газообразователей.

Введение пены в бетоны на шлаковых вяжущих, отличающихся, как правило, замедленным схватыванием, вызывает, вследствие возникновения на зернах вяжущего поверхностных пленок из инородных веществ, еще большее замедление схватывания и интенсивности нарастания начальной прочности. Это приводит к оседанию пенобетона, нарушению ячеистой структуры и ухудшению его качества.

Применение газообразователей позволяет сократить время предварительной выдержки изделий перед тепловой обработкой до 4—5 ч, т. е. в 2—3 раза по сравнению с выдержкой пенобетонных смесей.

Решающее влияние на прочностные и другие характеристики ячеистых бетонов на этих вяжущих оказывают условия тепловлажностной обработки. Для каждого вяжущего, в зависимости от индивидуальных особенностей сырьевых материалов и его состава, существует оптимальный режим тепловлажностной обработки, при котором цемент имеет наибольшую активность,

В большинстве случаев наибольшая прочность ячеистых бетонов на шлаковых и зольных вяжущих достигается при автоклавной обработке при давлении 8—12 ат и более.
На рис. 42, а приведены данные Л.М. Poзенфельда и др., из которых видно, что предел прочности газобетонов на основе гранулированного и отвального доменных шлаков, а также мартеновского шлака Нижне-Тагильского металлургического комбината при повышении давления при тепловлажностной обработке от 0 до 12 ат возрастает. Исключение составляет газобетон на смешанном известково-кварцево-шлаковом вяжущем на основе гранулированного шлака, показавший наибольшую прочность (80 кГ/см2) при давлении 8 ат. Снижение прочности этого бетона при увеличении давления до 12 ат авторы исследований объясняют чрезмерным увеличением размеров образующихся при этом кристаллов тоберморита и ухудшением связи между отдельными кристаллами. При замене молотого кварцевого песка золой-уносом Ступинской ТЭЦ, обладающей достаточно высокой дисперсностью, прочность газобетона на смешанном вяжущем при повышении давления от 8 до 12 ат возрастает.

У газошлакозолобетона на основе доменного отвального и мартеновского шлаков прочность повышается как с увеличением давления от 0 до 12 ат, так и с увеличением времени выдержки с 4 до 12 ч при давлении 8 ат (изб) (рис. 42,б).

Абсолютная величина прочности ячеистых бетонов на менее активных мартеновских шлаках ниже прочности бетонов, полученных при использовании гранулированного шлака.

Исследованиями А.В. Волженского и его аспирантов установлено, что оптимальная продолжительность тепловой обработки в пропарочных камерах (без давления) газобетонов на шлаковых вяжущих составляет 12—16 ч. При дальнейшем увеличении времени пропаривания при температуре 80—95° С до 24—36 ч это дает незначительное повышение прочности, а при большей продолжительности пропаривания иногда даже наблюдается снижение последней (табл. 52).
В соответствии с представлениями А.В. Волженского это явление объясняется тем, что в начале тепловой обработки с большой скоростью накапливаются высокодисперсные продукты реакции вяжущего с водой, растет площадь контактов между новообразованиями и другими элементами системы. Параллельно с этим увеличивается и прочность цементного камня, которая в этот период в основном определяется количеством новообразований, возникающих в виде гелей. Ho с увеличением длительности термообработки идет процесс старения гелей, что сопровождается ухудшением их вяжущих свойств.

В какой-то период тепловой обработки уменьшение величины суммарной поверхности частичек новообразований из-за начавшегося преобладания процесса укрупнения частичек над процессом их образования вызывает падение прочности затвердевшего цементного камня, которая проходит через максимум.

Длительность выдерживания газобетона в пропарочной камере и в автоклаве, после которой начнется снижение прочности, зависит от состава вяжущего, его дисперсности, степени растворимости новообразований в жидкой фазе, а также от температуры тепловой обработки.

При длительном хранении на воздухе автоклавные ячеистые бетоны на шлаковых вяжущих практически не изменяют своей прочности, а при хранении в воде наблюдается иногда снижение прочности на 5—10%.
Пропаренные бетоны на этих вяжущих (табл. 53) при твердении на воздухе до 1—3 мес. показывают некоторое увеличение прочности, но затем в ряде случаев, примерно через 6—8 мес., прочность снижается на 10—25%. Через год твердения на воздухе газобетоны на шлаковых вяжущих в зависимости от вида используемого шлака имеют прочность, равную 75—120% прочности образцов-близнецов, испытанных после пропаривания.

При хранении в воде образцы из ячеистого бетона на шлаковых цементах через шесть месяцев имеют несколько пониженную прочность, чем после пропаривания. Однако при дальнейшем нахождении в воде их прочность при сжатии начинает возрастать и через год для бетонов на гранулированных доменном и топливном шлаках обычно бывает на 15—30% выше, чем после пропаривания.

По СНиП прочность ячеистых бетонов после изготовления не должна быть ниже 75% марки бетона. Ячеистые бетоны на шлаковых вяжущих удовлетворяют этим требованиям. Введение в них портландцемента в количестве 60—100 кг/м3 способствует повышению прочности при длительном хранении как на воздухе, так и в воде.