книги из ГПНТБ / Резников Ю.К. Шунгизит и шунгизитобетон

Т а б л и ц а 21. Модуль упругости шунгизитобетона

Аналогичные испытания, проведенные в другой лабора­ тории на образцах шунгизитобетона размером 10 X 10x30 см и марками бетона 50—100 при нагружении 0,75/?пр, харак­ теризуются показателями модуля упругости в пределах 94 000—109 000 кгсісм2.

Следует отметить, что модуль упругости шунгизптобетона марки 50 превышает модуль упругости керамзитобе­ тона (определенного по формуле Е = RK ■ 1000 кгсісм-) в два раза, а показатель модуля упругости шунгизитобетона марки 100 близок по своему значению модулю упругости керамзитобетона марки 100.

В табл. 21 приведены результаты определения модуля упругости для бетона на различных заполнителях.

Значение модуля упругости шунгизитобетона и керамзи­ тобетона примерно в 2,5 раза меньше модуля упругости тя­ желого бетона.

Усадка

Усадочные деформации шунгизитобетона определяли на образцах-призмах размером 15x15x45 см, хранивших­ ся при температуре 20° С и влажности 50—60%. При опре­ делении деформаций использовались индикаторы с ценой деления 0,01 мм, закрепленные с двух противоположных граней призмы. Исследовали образцы шунгизитобетона различного состава в сроки от 1 до 120 суток.

60

Т а б л и ц а 22. Усадка и набухание шунгизитобетона

В табл. 22 приведены сводные результаты испытаний на усадку.

Зависимость деформации усадки шунгизитобетона от времени показана на рис. 11.

Изменение усадочных деформаций пропаренного шунги­ зитобетона показано в табл. 23.

Рис. 11. Зависимость деформации усадки шунгизитобетона от времени

61

Т а б л и ц а 23. Кинетика усадки шунгизитобетона

Сцепление с арматурой

Сцепление шунгизитобетона с арматурой определяли продавливанием стального прутка диаметром 10 мм, заде­ ланного на всю высоту образца бетона размером ЮХІОХ X 10 см. Силы сопротивления продавливания металлическо­ го стержня соответствуют суммарному сопротивлению си­ лам адгезии и силам трения, возникающим при продавлнвании. Для обеспечения возможности проведения испыта­ ния под образец устанавливалась массивная прокладка с отверстием.

Прочность сцепления стального стержня с бетоном под­ считывали после испытания по формуле

ЯСц = - у кгс/см2,

где Р—максимальное усилие сдвига арматурного стер­ жня в кг; F — поверхность арматуры, заделанной в бетоне, в см*.

Как показывают результаты испытаний в различных лабораториях, отношение прочности сцепления арматуры с шунгизитобетоиом к прочности его при сжатии колеблет­ ся в пределах от 0,23 до 0,38, что превышает аналогичные показатели для бетона на керамзитовом гравии (0,21).

Результаты испытаний приведены в табл. 24.

Таблица 24. Сцепление шунгизитобетона с арматурой

62

Рис. 12. Зависимость прочности шунгизитобетона при сцепле­ нии от прочности на сжатие

1 — шунгизитобетон; 2, 3 — карамзитобетон

Увеличение сцепления арматуры с шунгизитобетоном объясняется повышенным обжатием стального стержня, испытывающего объемную усадку шунгизитобетона, а так как эта усадка больше, чем у тяжелого бетона (рис. 12), то и величина сил сцепления будет больше.

Применение арматуры периодического профиля, не­ сомненно, еще более увеличит показатели сцепления из-за возникновения дополнительного сопротивления проталки­ ванию стального стержня.

Водопоглощение и капиллярный подсос

Водопоглощение шунгизитобетона марки 75 определя­ ли на образцах-кубах размером 15x15x15 см после 28-су­ точного их твердения во влажностных условиях в соответ­ ствии с ГОСТ 7025—67.

В табл. 25 приведены сводные результаты весового водопоглощення бетонов на шунгизите и других легких за­ полнителях.

63

Как показывают результаты испытаний, для шунгизито­ бетона, так же как и для других легких бетонов на пористых заполнителях, весовое водопоглощение зависит от марки и объемной массы бетона, с увеличением значений прочно­ сти и объемной массы водопоглощение уменьшается. По своим абсолютным показателям водопоглощение шунгизито­ бетона близко к водопоглощению керамзитобетона и значи­ тельно меньше, чем у бетонов с применением перлита и туфа.

Было проведено определение водопоглощения шунгизи­ тобетона также с применением образцов-призм размером 10 X 10x20 см с постепенным их погружением через каждые б ч на Ѵ3 высоты призмы.

Результаты показателя водопоглощения для шунгизито­ бетона разных марок приведены в табл. 26.

В этих опытах подтверждается зависимость водопогло­ щения от марки бетона, т. е. с увеличением марки водопогло­ щение уменьшается.

Капиллярный подсос шунгизитобетона определяли на призмах размером 10x10x20 см, установленных торцевой стороной в воду с погружением на 2 см. В результате ка­ пиллярного подсоса вода поднималась на некоторую высоту, что и служило условной характеристикой оценки структур­ ной пористости шунгизитобетона.

Результаты измерения высоты подъема воды при капил­ лярном подсосе в образцах шунгизитобетона различных марок на протяжении 14 суток приведены в табл. 27.

6 4

Морозостойкость

Морозостойкость шунгизитобетона марок 50, 75, 100 определяли путем попеременного замораживания и оттаи­ вания насыщенных водой образцов размером 10x10x10 и 15 X 15x15 см. Замораживание производилось при темпе­ ратуре —17° С, а оттаивание — в воде комнатной темпера­ туры +20° С. Через 25 и 50 циклов проведенных испыта­ ний определялась прочность образцов и одновременным ис­ пытанием — образцов, хранившихся во влажной среде (контрольных).

Результаты испытаний приведены в табл. 28.

После 25 циклов испытаний наблюдается некоторое уве­ личение прочности по сравнению с контрольными образца­ ми для бетона марок 50 и 75.

Осмотр образцов после испытания показал вполне удов­ летворительное их состояние: трещины и выкрашивания, а также потери в весе были в пределах нормы (рис. 13).

11

аг, W 5;

8

1 7

5

Ртэ 5

5

§

&

3

& Z

/

1

20 30 40 50 00 70 80 90 ПО НО ПО 130 /00 150 150 Ю титтбо циклов замораживания

Рис. 13. Потеря в весе шунгизитобетона после испытания на морозостойкость

Т а б л и ц а 28. Морозостойкость шунгизитобетона

Положительные результаты при испытании на морозо­ стойкость получены также па образцах, высверленных из опытных панелей. После 50 циклов испытаний прочность соответствовала контрольной, а потеря в весе составляла всего 1 — 8%, т. е. не превышала допустимых норм

( 10%).

Следует отметить удовлетворительную морозостойкость шунгизитобетона после 75 циклов испытаний для марок 50, 75, 100. Можно предположить, что в конструкциях, особен­ но в офактуренных стеновых панелях, при одностороннем воздействии на них влаги и мороза, шунгнзитобетон, обла­ дающий малой теплопроводностью, будет вполне надежным в эксплуатации стеновым материалом.

Теплопроводность

Теплопроводность зависит от характера пор в материа­ ле (мелкопористые материалы менее теплопроводны), от общей пористости (при большой пористости теплопровод­ ность уменьшается), от влажности (увеличение влажности повышает теплопроводность), от объемной массы (более тя­ желый материал имеет и большую теплопроводность). Все указанные зависимости для значения теплопроводности характерны и для шунгизитобетона.

Теплопроводность шунгизитобетона марки 50 определя­ ли в специализированной лаборатории научно-исследова­ тельского института строительной физики Госстроя СССР.

При объемной массе шунгизитобетона 1100 кг/м3 коэф­ фициент теплопроводности в среднем был равен 0,21— 0,22 ккал/м ■ч• град.

В табл. 29 приведены обобщенные физико-механические показатели свойств шунгизитобетона марок 50, 75, 100.

66

Т а б л и ц а 29. Физико-механические показатели шунгнзнтобетона марок 50, 75, 100

Г Л А В А V

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА ШУНГИЗИТОБЕТОНА

Сложная структура шунгнзнтобетона, так же как и всех других бетонов с пористыми заполнителями, зависит от ка­ чества заполнителей (объемной массы, пористости, водопоглощения, прочности). В шунгизитобетоне трудно устано-

вить путем расчета вододементное отношение, так как за­ полнитель — шунгизит, который обладает различной водопоглощаемостыо, длительно отсасывает воду из цементного теста, изменяя тем самым подвижность бетонной смеси. Сле­ дует учитывать значительную шероховатость шунгизита, что также осложняет определение заданной подвижности бетонной смеси, а поэтому ограничиваться строго определен­ ным отношением будет затруднительно.

Все операции при определении состава шунгизитобетон­ ной смеси сводятся к выявлению расхода материалов на 1 м3 бетона с гарантией получения бетона с заданными свойст­ вами (объемная масса, прочность, минимальный расход це­ мента, оптимальная подвижность бетонной смеси, обеспечи­ вающая укладку ее в конструкции, см. стр. 76.).

Для правильного и обоснованного выбора состава бетон­ ной смеси непременным условием является предварительное изучение свойств материалов, используемых в данном кон­ кретном случае (цемент, шуигизит как крупный и мелкий заполнитель, песок).

При подборе состава шунгизитобетона аналогично мето­ дике, используемой при подборе бетона на пористых за­ полнителях, следует применять метод пробных замесов.

Целесообразно прежде всего определять оптимальный расход воды и цемента, обеспечивающих заданную подвиж­ ность бетонной смеси и прочность бетона, которая обяза­ тельно должна быть проверена путем испытания контроль­ ных образцов, приготовленных и хранимых в соответствии с требованиями ГОСТ 11050—64.

Для бетонов на пористых заполнителях, в том числе и для шунгизитобетона, наиболее надежным методом будет метод, основанный на использовании ряда усредненных и обобщенных в таблицах сведений и конкретных рекоменда­ ций, полученных в результате массовых испытаний и под­ боров состава бетонной смеси.

Опыты по подбору состава шунгизитобетонной смеси по методике, рекомендованной для легких бетонов с пористыми заполнителями, и в особенности для керамзитобетонной смеси определили возможность ее использования.

В этой связи следует рассмотреть некоторые зависимо­ сти, определяющие основу формирования состава бетонной смеси (влияние расхода цемента, водоцементного отноше­

68

Влияние расхода цемента

От расхода цемента зависит структура затвердевшего бетона, а следовательно, и его физико-механические свойст­ ва (объемная масса, водопоглощение, пористость, проч­ ность, деформативность).

Для обеспечения заданных показателей свойств легкого бетона влияние расхода цемента при прочих равных ус­ ловиях определяется свойствами пористого заполнителя (зерновой состав, объемная масса, водопоглощение) и тре­ буемой маркой бетона.

В табл. 30 приводятся усредненные данные по расходу цемента марки 400 на 1 м3 виброуплотненного бетона в за­ висимости от предельной крупности заполнителя и различ­ ных марок бетона (по данным канд. техн. наук Г. А. Бужевича).

Расход цемента указан применительно к заполнителям с объемной массой 1000 кг/м3и цементу марки 400; если зна­ чения объемной массы меняются, следует вводить попра­ вочные коэффициенты.

В опытах по определению влияния расхода цемента в бе­ тонах с шунгизитовым пористым заполнителем приготовля­ ли бетонные смеси с пригрузом и без пригруза.

Следует отметить, что с увеличением содержания цемен­ та при постоянном водоцементном отношении возрастает подвижность легкобетонной смеси. Для получения легко­ подвижной хорошо укладываемой смеси количество цемент­ ного теста должно обеспечивать не только заполнение пу­ стот между зернами заполнителя, но и создавать некоторую прослойку.

69