Прочность легких бетонов на пористых заполнителях при сжатии

Прочность при сжатии и объемный вес рассматриваемых бетонов, как и обычных легких бетонов на клинкерных цементах, зависят от водоцементного отношения, качества и расхода шлакового вяжущего, качества и зернового состава заполнителей, интенсивности уплотнения, вида и режима тепловлажностной обработки.

Исследованиями установлено, что при принятой работе уплотнения наибольшая прочность бетона на шлаковых вяжущих достигается при оптимальном расходе воды, обеспечивающем наименьший выход бетонной смеси. Особенно значительное падение прочности наблюдается при недостатке воды, когда не достигается надлежащего уплотнения смеси и бетон не имеет плотной («слитной») структуры (табл. 61).
Прочность при сжатии рассматриваемых бетонов при расходах вяжущего до 400—500 кг/м3 зависит от содержания шлакового цемента (рис. 52). При дальнейшем же увеличении расхода вяжущего наблюдается лишь незначительный рост прочности. Последнее, по-видимому, следует объяснить тем, что при высоких расходах вяжущего разрушение бетона при сжатии из-за повышенной в этом случае прочности цементного камня происходит по слабым зернам заполнителей.
Прочность легкого бетона на шлаковых вяжущих зависит также от качества заполнителей и, особенно, от их зернового состава. Наибольшая прочность бетона достигается при применении фракционированных пористых заполнителей.

В табл. 62, по данным Г.В. Пухальского, показано, что при замене части малопрочного гранулированного шлака более прочным и крупным щебнем, полученным из шлаковой пемзы, наблюдается значительное увеличение прочности бетона.

Исследованиями установлено, что оптимальный зерновой состав заполнителя следует подбирать, как и для бетона на портландцементе, по методике, рекомендованной в работе, в зависимости от принятого способа уплотнения смеси, расхода вяжущего, формы зерен заполнителей, величины и количества поверхностных пор, а также размеров формируемых изделий и густоты их армирования.

Для смесей, уплотняемых вибрированием с нагрузкой, наиболее рациональным является применение заполнителей с «прерывистым» зерновым составом, т. е. с исключением из смеси зерен средних размеров.

Замена легкого песка в рассматриваемых бетонах на тяжелый (кварцевый) песок или песок из топливного гранулированного шлака приводит к увеличению прочности бетона. Однако при этом наблюдается большое увеличение его объемного веса.

Для получения бетона с объемным весом 800—1000 кг/м3 и с прочностью при сжатии 50—65 кГ/см2 рекомендуется применять легкие заполнители марок не выше 400 или поризовать цементный камень введением в смесь газообразующих добавок, например алюминиевой пудры.

Объемный вес бетонов на шлаковых вяжущих можно снизить также введением в смесь мелкого заполнителя — перлита объемного веса 200—250 кг/м3. При соотношении крупного заполнителя — щебня из пемзы и перлитового песка примерно 1:1 (по объему) бетонные смеси отличаются хорошей удобоукладываемостью, равномерной структурой и плотностью бетона. По Данным Г.В. Пухальского и С.М. Астаховой, можно получать шлакопемзоперлитобетоны объемного веса 1100—1300 кг/м3, марок 35—75 пропариванием при атмосферном давлении и марок 100 обработкой в автоклавах.

На этих вяжущих, используя в качестве заполнителей керамзит и шлаковую пемзу, можно легко получать при пропаривании бетоны с прочностью при сжатии 75—150 кГ/см2 и выше с объемным весом около 1500 кг/м3.

При автоклавной обработке под давлением 8 ат прочность бетона при сжатии примерно в 1,5—2 раза выше прочности бетона на тех же материалах, но пропаренных при атмосферном давлении.

С.А. Миронов с сотрудниками исследовал эффективность ускорения твердения легких бетонов на шлаковых вяжущих с помощью электропрогрева.
Приведенные в табл. 63 некоторые результаты этих опытов показывают, что бетоны на шлаковой пемзе марки 850 Ждановского завода, приготовленные на бесклинкерном и малоклинкерном шлаковых вяжущих и для сравнения на портландцементе, по прочности при сжатии мало отличаются друг от друга как непосредственно после электропрогрева, так и особенно при последующем хранении. Испытывались образцы 10х10х10 см, отформованные из бетонной смеси с жесткостью 50—60 сек с расходом вяжущего 255 кг/м3. Образцы подвергали электропрогреву при 98° С по режиму 3+5+0 ч.

Этими исследованиями установлено, что наибольшая абсолютная прочность легких бетонов на шлаковых вяжущих как после электропрогрева, так и при последующем хранении достигается при 3—5-ч изотермической выдержке. При коротких режимах прогрева в легких бетонах особенно проявляются связующие свойства шлаковых вяжущих и используется гидравлическая активность мелких фракций легких песков. Петрографическими и термографическими исследованиями обнаружено, что увеличение продолжительности электропрогрева вызывает пересушивание бетона, увеличивает пористость, что ведет к снижению прочности бетона как непосредственно после прогрева, так и при последующем хранении.

При длительном хранении во влажных условиях пропаренные и автоклавные бетоны на рассматриваемых вяжущих продолжают интенсивно набирать прочность (табл. 64). Наибольший рост прочности наблюдается после пропаривания.
Исследования А.В. Волженского и И.А. Ильенко также показали, что прочность пропаренных бетонов возрастает как при длительном хранении в воде, так и на воздухе. В частности, ими отмечается, что пропаренные бетоны через 6 мес. хранения в воде увеличили прочность на 25—50%, а при воздушном хранении — на 6—18%. Бетоны же автоклавного твердения в месячном возрасте при хранении на воздухе показали снижение прочности на 5—15%, а через 6 мес. — прирост прочности на 12% по отношению к прочности образцов-близнецов, испытанных после автоклавной обработки. При водном хранении автоклавные бетоны медленно набирают прочность.