7.4. Поведінка силікатних матеріалів при дії високих температур

Оскільки фізико–хімічні процеси твердіння силікатних виробів при обробці в автоклавах ще не завершились, то будь-який тепловий вплив викликає стрибкоподібне підвищення або зниження міцності виробів.

Після випробувань на залежність міцності силікатної цегли від температури дійшли до такого висновку (рис.7.2):

При температурі 100⁰С – міцність знижується.

При температурі 300⁰С – міцність зростає.

При температурі 600⁰С – міцність близька до первісної.

При температурі більшій 600⁰С – міцність знижується знову.

При температурі 700⁰С – міцність зменшується у 2 рази.

При температурі 900⁰С – міцність зменшується у 5 разів.

Рис. 7.2. Зміна міцності силікатної цегли в залежності від температури: 1 – в гарячому стані; 2 – при охолодженні на повітрі; 3 – при охолодженні водою

При температурі 700 С утворюються тріщини. Охолодження силікатної цегли водою викликає зниження міцності на 20% більше, ніж охолодження на повітрі.

Силікатобетон схильний до крихкого руйнування. Так при випробуваннях на вогнестійкість армованих силікатобетонних колон виявили вибухоподібний характер їх руйнування. На 5–10 хвилині вогневого впливу відмічають руйнування силікатобетону з поверхні у вигляді виривання шматків бетону вибухоподібним чином. Через 20–30 хвилин дії вогню на багатьох ділянках колони спостерігають оголення робочої арматури. На цих ділянках арматура швидко нагрівалась до критичних температур і втрачала свою несучу здатність.

Вогневі випробування силікатобетонних плит показують, що конструкції з вологістю бетону більше 2% і густиною ρ > 1700 кг/м³, при впливі вогню, обвалюються передчасно через вибухоподібне руйнування бетону. Якщо силікатобетонні конструкції попередньо просушити при температурі 100–200⁰С, то процес руйнування при впливі вогню носить звичайний характер як у колон з важкого бетону на портландцементі. В момент, коли настає межа вогнестійкості такої колони, робоче навантаження сприймається лише нагрітою арматурою і ядром перерізу бетону.

Наведені дані свідчать про те, що силікатобетонні колони можуть (за відповідних умов) володіти достатньо високої вогнестійкістю, яка не поступається вогнестійкості колон зі звичайного бетону на портландцементі.

Питання для самоконтролю

1. Силікатні матеріали, визначення, основи технології виготовлення.

2. Силікатна цегла. Основні характеристики, технології виробництва та використання.

3. Силікатний бетон. Основні характеристики, технології виробництва та використання.

4. Основні властивості та застосування важких силікатних бетонів.

5. Основні властивості та застосування легких силікатних бетонів на пористих заповнювачах.

6. Основні властивості та застосування ніздрюватих силікатних бетонів (піносилікати і газосилікати).

7. Піно і газоутворюючі компоненти.

8. Поведінка силікатних матеріалів при дії високих температур.

Задачі для самостійного розв’язування

1. Сорбційна вологість ніздрюватого бетону змінюється зі зміною відносної вологи повітря. При середній густині ніздрюватого бетону в сухому стані _о.с.=500 кг/м³ сорбційна волога бетону по об’єму при відносній вологості повітря 40% складає w_o=1,4%; 80% – 2,9 і 100% – 9,4%. Знайти середню густину ніздрюватого бетону при різній відносній вологості повітря.

2. Визначити коефіцієнт насичення пор цегли розмірами 25012065 мм з дійсною густиною =2,6 г/см³ і масою в сухому стані m=3,5 кг, якщо після витримування у воді маса цегли стала рівною m_в=4 кг.

3. Через зовнішню стіну із цегли площиною S=25,5 м² проходить за =24 год. Q=76000 кДж теплоти. Товщина стінки =51 см, температура теплої поверхні стіни t₁=15С, холодної – t₂=–12С. Розрахувати теплопровідність цегляної кладки.

4. Зразок цегли при випробовуванні зруйнувався при показі манометра Р=40 МПа. Коефіцієнт розм'якшення цегли k_ц=0,9. Площа зразка S_o в два рази більша площі поршня гідравлічного преса S_п. Визначити межу міцності цегли на стиск в насиченому водою стані.

5. Допустимий термічний опір стін жилих будівель 0,95 м²^оС/Вт. Якої товщини із теплотехнічних міркувань повинна бути стіна із застосуванням звичайної цегли з _о=1700 кг/м³, умовно ефективної цегли з _о=1550 кг/м³ і ефективної цегли з _о=1350 кг/м³.

Розділ 8