книги из ГПНТБ / Использование отходов разработки месторождений известняка-ракушечника для производства бетонов и облицовочных изделий [сборник]

Рис. 1. Зависимость между нагрузкой и деформацией обрзцов клад­ ки из трех' камней.

Рис. 2. Зависимость между нагрузкой и деформацией образцов кладки из пяти камней

101

Рис. 3. Зависимость между нагрузкой и деформацией образцов клад­ ки из семи камней

Модуль деформаций кладки находится на основании опытных данных зависимости между напряжениями и де­ формациями. Модуль полных деформаций Е равен тангенсу угла (а) наклона касательной к кривой деформаций в рас­ сматриваемой точке с напряжением о и осью деформаций. Определение модулей деформаций в наших опытах произво­ дилось для каждой десятой разрушающей нагрузки образ­ цов путем деления приращения напряжения на соответствую­ щее приращение деформации. Средние значения деформаций для каждой группы образцов вычислялись по показаниям приборов. Результаты вычислений сведены в табл. 1.

Изменение полных деформаций и действительных моду­ лей их для кладок из камней, сложенных без раствора, не зависит от количества камней. Так, в образцах кладки из пяти камней величины деформаций превышают таковые в кладках из трех камней; в столбах же из семи камней они ниже, чем для столбов из трех камней. Таким образом, деформативность кладки «насухо» всецело зависит от состояния при­ мыкающих поверхностей (граней) камней в кладке.

192

Т а б л и ц а 1

нанесены величины действительных модулей полных дефор­ маций и даны кривые Е с ростом напряжений. Из графиков видно, что зависимость а—Е на отдельных участках близка к прямой. Если исключить значения деформаций до нагрузок 0,1 Np (когда происходит опрессовка контактных граней кам­ ней), то зависимость «напряжения — деформации» в преде­ лах от 0,1 Np до 0,4— 0,5 N P выражается практически прямой линией. Кстати говоря, этот диапазон и представляет практи­ ческий интерес для условий работы несущего слоя пакета.

Указанную прямолинейную зависимость подтверждает и удовлетворительное совпадение опытных точек с зависимо­ стью о—Е по закону Гука, нанесенной на графиках тонкой сплошной линией. Сравнение экспериментальных величин деформаций и действительных модулей полных деформаций, полученных по уравнению прямой, для кладок из 7 камней (с наибольшим количеством), сложенных «насухо», приведе­ но в табл. 2.

Анализ экспериментального материала до деформативным свойствам кладки «насухо» из камней пильного известняка марки 25 позволяет констатировать следующее. Полная отно­ сительная деформация сжатия при нагрузке, близкой к разрушающей, для кладки столбов без раствора составляет 5—7 мм/м. Для сравнения отметим, что в опытах проф. Еременок П. Л. с кладками известняка-ракушечника на извест-

Г.С. КОШКИНА, Н. М. ЛАКИНСКАЯ, А. Н. ИЛЬЧЕНКО

ОСВЯЗИ МЕЖДУ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ И СТРУКТУРОЙ МЕЛКОЗЕРНИСТЫХ БЕТОНОВ НА ЗАПОЛНИТЕЛЕ ИЗ ПЕСКА РАКУШЕЧНИКА РАЗНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Описанные в этой статье опыты проводились с целью выявления зависимости между ф.изико-мех,эпическими свой­ ствами и структурой бетона, приготовленного на песках ра­ кушечника Булдынского и Криковского месторождений.

Изготовление образцов из бетона проводилось по двум видам технологии: стандартной, с применением вибрации для уплотнения смеси [1], и вибровакуумсиловой, разработанной на кафедре строительных материалов ОИСИ под руководст­ вом Б. В. Осина [2]. Этот метод дает возможность удалять воздух из бетонной смеси в момент уплотнения, что, очевид­ но, должно иметь значение в случае применения заполнителя в виде песка ракушечника, вовлекающего в бетонную смесь большое количество воздуха.

Исследовались следующие физико-механические свойства бетона: прочность, коэффициент размягчения, водопоглощение по весу и выщелачиваемость образцов, приготовленных из равнопластичных смесей. Одновременно определялись свойства, характеризующие структуру материала: удельная поверхность по Товарову и абсолютная удельная поверх­ ность по низкотемпературной адсорбции азота [3], а также объем пор и распределение этого объема по эффективным радиусам методом ртутной порометрии [4].

Для приготовления бетона использовался цемент марки

. .195

300. В качестве заполнителя применялся ракушечннковый пе­ сок с крупностью зерен 2,5 мм и с содержанием пылевидных фракции до 29%• Состав смеси «заполнитель — цемент» при­ нимали 2,7 : 1.

При использовании обеих технологий готовились равнопластичные смеси с водоцементным отношением 0,78 при применении песка Булдынского месторождения и 0,69 — для песка Криковекого месторождения.

Результаты испытаний приведены в табл. 1. Из данных этой таблицы видно', что применение вибровакуумносиловой технологии позволяет получить материал с большим объем­ ным весом и с прочностью на сжатие, в 1,5 раза превышаю­ щей прочность образцов, приготовленных по стандартной технологии.

Из опытных данных также видно, что при использовании в бетоне ракушечникового песка Криковекого месторождения взамен Булдынского при одинаковых технологиях прочность увеличивается в 1,4 раза. Кроме того, бетон, содержащий песок ракушечника Криковекого месторождения, оказывает­ ся водостойким, а бетон, приготовленный на леске ракушеч­ ника Булдынского месторождения, — неводостоек. Значи­ тельно снижается также количество извести, выщелачиваемой с 1 м2 бетона, содержащего в качестве заполнителя Криковский ракушечник. Объясняется это свойствами заполнителя. Булдынский ракушечник неводостоек, но содержит активные по отношению к извести кремнезем и глинозем, способные взаимодействовать с известью, упрочняя контактный слой. Однако в Булдынском ракушечнике кремнезем и глинозем содержатся не только в виде активных составляющих, но и входят в состав глинистых примесей, размокающих в воде. В Крнковском ракушечнике содержание глинистых примесей, по-видимому меньше, что и определяет более высокое зна­ чение коэффициента размягчения мелкозернистых бетонов, приготовленных на этом заполнителе.

В табл. 2 приведены значения удельной поверхности ис­ ходных материалов, определенной по методу Товарова,- и значения удельной поверхности мелкозернистых бетонов, со­ держащих Булдынский и Криковский ракушечники, опреде­ ленной как по методу Товарова, так и по низкотемператур­ ной адсорбции азота при максимальной величине зерен 120 микрон.

Из табл. 2 следует, что определенная по Товарзву удель­ ная поверхность бетонов, приготовленных по обеим видам

196

\

1 9 7

технологии, оказалась одинаковой. Однако при равной сте­ пени измельчения структура зерен может быть различной, что и установлено определением удельной поверхности мето­ дом низкотемпературной адсорбции азота (метод БЭТ). По этому методу определяется не только поверхность зерна, но и внутренняя поверхность капилляров и микротрещин. '

Исследования показали, что в результате применения ви­ бровакуумносиловой технологии удельная поверхность мел­ козернистого бетона снижается на 15—20%' по сравнению с бетоном, приготовленным стандартным методом.

Для мелкозернистого бетона, приготовленного на песке криковского известняка, удельная поверхность больше, чем на булдынеком заполнителе.

С помощью метода ртутной порометрии можно получить сведения об объеме .пор твердого тела и о распределении этого объема по эффективным радиусам пор.

Результаты исследования мелкозернистых бетонов мето­ дом ртутной порометрии приведены в табл. 3.

Из этих данных видно, что общая пористость уменьшается при применении вибровакуумиосиловой технологии и в ре­ зультате замены Булдынского ракушечника Криковским. При этом значительно увеличивается объем наиболее мелких пор размером от 0,04—0,1 мк.

198

199