книги из ГПНТБ / Барон, Л. И. Износ и защита внутренних поверхностей угольных бункеров

тирали поверхности плитки и пластинки ацетоном. Металлическую

Прибор ГПНВ-5 подсоединяли при помощи переходной муфты. До начала испытания прибор тарировали. По таблице перехода от показаний манометра прибора к усилиям в килограммах определя­ ли усилие при отрыве бетонной плитки.

172

К бетонной призме приклеивали две плитки. Вначале одну из них отрывали прибором ГПНВ-5, а затем сбрасыванием гири осу­ ществляли отрыв другой плитки.

Результаты экспериментов приведены в табл. 47. Сопоставление значений прочности сцепления при нормальном

отрыве R°c и при ударе R £ показано на рис. 93. Пунктирная ло­

тию Rem показано на рис. 94.

Разброс точек здесь имеет существенное значение, особенно для показателя R*. При одинаковых значениях Р сж величины проч­

ности сцепления иногда различаются между собой в несколько

Рис. 94. Сопоставление прочности сцепления с временным сопротивлением одноосному сжатию Rem'

173

раз. Однако тенденция к прямым зависимостям обоих показате­ лей (в большей степени первого из них) от временного сопротив­ ления сжатию, несомненно, прослеживаются. Значительный же разброс точек можно объяснить тем, что при рассмотренном со­

доцементного отношения В:Ц показано на рис. 96. Приведенные графики построены по результатам испытаний растворов следую­ щих составов: 1—1, 1—2, 1—3, 2—1, 2—2, 2—3, 3—1, 3—2 н 3—3 (см. табл. 47). Из рисунка видно, что в пределах исследован­ ных значений водоцементного отношения с увеличением последнего прочность сцепления в общем имеет тенденцию к возрастанию. Ис­ ключение составил показатель прочности сцепления при ударе для раствора состава 1:2,5. Характер остальных графиков можно объя­

Эти же два фактора оказывают большое влияние и на прочность сцепления.

Для оценки влияния подвижности раствора на величины сцеп­ лений Ry и R I были изготовлены и испытаны две партии образ­

174

цов. В первой из них (образцы с индексами П-1, П-2, П-3, Г1-4 и Г1-5 состава 1:2,5) осадку конуса изменяли от 4,0 до 11,8 см регу­ лированием водоцементпого отношения от 0,7 до 0,875. При этом временное сопротивление сжатию изменялось от 128 до 153 кгс/см2,

снижаться. В приведенных экспериментах наибольшая прочность сцепления была при подвижности раствора 8—10 см.

Следует отметить, что кривые 1, соответствуующие партии об­ разцов с изменяющимся водоцементным отношением, и кривые 2, соответствующие партии образцов с одинаковым водоцементным отношением, но с изменяющимся составом раствора, ме совпадают. Большинство точек кривой 2 расположено в обоих случаях выше точек кривой 1. Здесь проявилось, по-видимому, влияние времен-

175

)юго сопротивления сжатию п состава раствора (количества песка). Влияние подвижности раствора на прочность сцепления можно объяснить следующим образом: при увеличении до определенных пределов подвижности раствора возрастает площадь контакта плитки с раствором и последний входит во все неровности и открытые с поверхности поры плит­

позволили сделать следующие выводы.

1. Прочность сцепления бетонной плитки с раствором зависит от следующих характеристик раствора: временного сопротивления сжатию, подвижности, состава раствора, крупности песка.

2. При прочих равных условиях между величинами прочности сцепления и временным сопротивлением сжатию имеют место прн-

176

ёлиженно линейные зависимости, однако со значительным разбро­ сом точек (особенно для прочности сцепления при ударе).

3.В пределах диапазона проведенных экспериментов оптималь­ ной в отношении прочности сцепления является подвижность ра­ створа, равная 8—10 см.

4.Между величинами прочности сцепления при нормальном

отрыве и при ударе имеет место зависимость линейного характера, но с довольно значительным разбросом точек.

5. Наибольшая прочность сцепления получается при примене­ нии песка средней крупности.

1 6. Применение цементно-песчаных растворов с повышенным расходом цемента при одинаковой подвижности раствора приводит к увеличению прочности сцепления.

В л и я н и я д и и а м и к и у с а д о ч н ы х я в л е н и й и у с л о ­

Вначале были проведены эксперименты по определению величины усадки цементно-песчаных растворов с различным расходом це­ мента, твердеющих как в воздушно-сухих условиях, так и в усло­ виях нормального хранения.

Для приготовления раствора использовали портландцемент марки 400 и горный мелкозернистый песок. Подвижность раствора по погружению конуса СтройЦНИЛ составляла 8—10 см. Были при­ готовлены растворы с расходом цемента 300, 390, 450, 550, 630, 750 и 900 кг/м3.

Для определения усадки из указанных растворов изготовляли балочки размером 40x40x160 мм и хранили их в воздушно-сухих условиях при относительной влажности воздуха 40—60%, а также в камере нормального хранения, где относительная влажность

.воздуха составляла 90—96%. Величину усадки определяли инди­ каторами часового типа с ценой деления 0,001 мм.

На рис. 98 показаны графики воздушной усадки растворов с разным расходом цемента. Из рисунка видно, что к 60-м суткам усадка если еще полностью и не прекратилась, то практически ста­ ла уже незначительной.

14аиболее интенсивная усадка происходит в первые сутки твер­ дения. Так, по данным наших экспериментов, величина усадки в возрасте 7 суток составляла 0,47—0,5 величины усадки в возрасте 60 суток, причем такое соотношение имело место при всех исследо­ ванных значениях расхода цемента.

На рис. 99 приведены зависимости величины усадки образцов, хранившихся в воздушно-сухих условиях, от расхода цемента. Если проанализировать кривые, соответствующие разным срокам хране­ ния, то заметим резкое увеличение усадки при возрастании содер­ жания цемента сверх 550 кг/м3.

На рис. 100 приведены зависимости величин усадки образцов, хранившихся во влажных условиях, от расхода цемента. Отмечено, что при непродолжительном хранении и расходе цемента до

600 кг/м® образцы несколько удлиняются. При больших же сроках хранения н более высоких расходах цемента имеет место усадка, достигающая при расходе цемента 900 кг/м3 величины 0,25 мм/м.

Возраст образцов, сутки

Рис. 98. Кривые воздушной усадки балочек из цементно-песчаного раствора (цифры у кривых — расход цемента в кг/м3 раствора)

Усадка балочек из раствора, хранящихся во влажных условиях, объясняется, конечно, не потерей влаги, а процессами, происходя­ щими при гидратации цемента.

Для выяснения влияния усадки ма стойкость футеровки была проведена серия исследований по выяснению изменения во време-

178

ни прочности сцепления цементно-песчаных растворов с бетонными плиткам и.

Для приготовления растворов использовали портландцемент марки 400 и горный мелкозернистый песок с модулем крупности Л4|;= 0,965. Нормальная густота цементного теста и сроки его схва­ тывания отвечали требованиям ГОСТ па портлапдскпй цемент.

Плитки размером 100X100X30 мм из бетона марки 200 прик­ леивали исследуемым раствором к бетонным плитам размером 1200x300 мм. На каждую такую плиту приклеивали шесть плиток из бетона марки 200. После схватывания раствора плитки зачища­ ли с боков так, чтобы они соприкасались с раствором только по нижней плоскости. Прочность сцепления при нормальном отрыве определяли гидравлическим прибором ГПНВ-5 (см. рис. 91). За итоговый показатель принимали среднеарифметическое значение сцепления, вычисленное для всех шести испытывавшихся плиток.

Одну часть образцов до испытаний хранили в камере при отно­ сительной влажности воздуха 90—95%, а другую — в естественных условиях при относительной влажности воздуха 40—60%.

Подвижность раствора при укладке была такой же, как в пред­ шествующей серин опытов,— 8—10 см по погружению конуса СтройЦНИЛ.

Из каждого испытываемого состава раствора изготавливали балочки размером 40X40X160 мм для определения прочности раствора при изгибе и сжатии, а также для испытаний на усадку. Балочки хранили вместе с образцами. Величину усадки опреде­ ляли индикатором часового типа с ценой деления 0,001 мм.

Бетонные плитки были приклеены цементно-песчаными раство­ рами состава 1:1 и 1:3,5 (по весу). Прочность сцепления определя­ ли в возрасте 7, 28, 56 и 100 суток. Результаты экспериментов при­ ведены в табл. 48.

Графики изменения прочности сцепления во времени показаны на рис. 101. Из рисунка видно, что при хранении образцов в каме­ ре прочность сцепления со временем повышалась приблизительно по такой же закономерности, по которой возрастает прочность бе­

12* 179

тонов на сжатие. При храпении образцов в воздушных условиях прочность сцепления вначале росла, а затем начинала падать. Та­ кое явление было связано с замедлением процессов гидратации це­ мента и в основном с усадкой раствора. Рост усадки проявлялся в замедлении нарастания прочности сцепления в возрасте до 28 суток и в падении прочности сцепления после 28 суток.

Рис. 101. Изменение во времени прочности сцепления с бетонпы ми плитками цементно-песчаного раствора разного состава:

/ — 1:1: 2 — 1 : 3,5

Из-за усадки прослойки из цементно-песчаного раствора плит­ ки находятся в напряженном состоянии. Поэтому прочность сцеп­ ления, определяемая прочностью химических соединений в зоне контакта плитки с раствором, частично затрачивается, как отмечено выше, на восприятие сдвигающих усилий, вызванных усадкой раствора. Напряжения же, возникающие от внешних эксплуата­ ционных воздействий, воспринимает только остаточная прочность

сцепления.

Усадка цементно-песчаного раствора, происходящая в первые сутки твердения в естественных воздушных условиях, когда проч­ ность сцепления еще мала, может привести к тому, что через 28— 56 суток твердения [16] остаточная прочность сцепления будет незначительна.

Проведенные исследования усадки балочек из цементно-песча­ ных растворов различного состава показали, что, несмотря на срав­ нительно высокоинтенсивные процессы твердения цементного кам­ ня, происходящие в первый период, усадка образцов, хранящихся в камере во влажных условиях, практически не происходит. На­

180

чинается усадка уже в первый период хранения образцов в есте­ ственных условиях.

За время безусадочного твердения во влажных условиях проч­ ность сцепления достигает определенной величины и усадка ра­ створа, которая происходит при дальнейшем хранении образцов в естественных условиях, к значительной потере прочности не при­ водит.

Для выяснения влияния на прочность сцепления продолжитель­ ности выдержки во влажной среде бетонных плиток, приклеенных цементно-песчаным раствором к бетонному основанию, были про­ ведены специальные эксперименты.

Бетонные плитки приклеивали цементно-песчаными растворами составов 1:2 и 1:3 по весу. После изготовления часть образцов хра­ нили в естественных воздушных условиях, часть, в которой образ­ цы были приклеены раствором состава 1:2, хранили без доступа воздуха под пленкой из полиэтилена. Остальные образцы находи­ лись в камере нормального хранения при относительной влажности воздуха 90—95%.

После хранения во влажных условиях (в камере и под плен­ кой) в течение 1, 3, 7 и 20 суток плиты с образцами хранили в есте­ ственных воздушных условиях. Прочность сцепления всех изготов­ ленных образцов определяли в возрасте 70 суток.

Вместе с образцами хранили и балочки для определения усадки раствора.

Результаты экспериментов приведены в табл. 49.

Изменение прочности сцепления песчано-цементного раствора с бетонными плитами в зависимости от времени выдержки во влаж­ ных условиях показано на рис. 102. Из приведенных данных следу­ ет, что при увеличении выдержки образцов во влажных условиях от 0 до 7 суток прочность сцепления увеличивается в 1,67—2,6 ра­ за; дальнейшее увеличение срока выдержки образцов во влажных условиях увеличивает прочность сцепления незначительно.

Отметим, что прочность сцепления у образцов, выдерживавших­ ся под пленкой и в камере, оказалась примерно одинаковой.

181