CC BY
8
УДК 666.973.3:692.231.2
ДОСЛЩЖЕННЯ ОПТИМАЛЬНИХ СКЛАД1В ЛЕГКИХ ТЕПЛО1ЗОЛЯЦГЙНИХ БЕТОН1В ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ
КЕРАМЗИТОБЕТОННИХ БЛОК1В
НЕсухшХ СТ1Н
О. Ю. Конопляник, к. т. н., до ц., Д. О. Головенькгн, маггстрант
Постановка проблемы. Унаслгдок розробки конструктивних ргшень несучик ст1н 1ндив1дуальних житловик будинкгв I пгдбору легких бетоыв для виготовлення керамзитобетонних блок1в отриманг оптимальнг склади бетон1в, як1 забезпечують високг фгзико-мекангчнг та теплотекнгчнг характеристики [1; 2]. При виготовленнг керамзитобетонник блок1в в умовах 1ндив1дуальних будгвельних майданчикгв важливими е строки х витримки до набрання необкгдник характеристик, як1 забезпечують укладання блок1в у стгни. У зв'язку з цим постае питания дослгдження закономгрностг змгни х ф1зико-механ1чних та теплотехычних характеристик за часом.
Мета роботи. Дослгдження основник ф1зико-механ1чних та теплотехн1чних характеристик легких бетон1в та х текнгко-економгчне обгрунтування при улаштуваннг несучик ст1н.
Для виготовлення керамзитобетонник блок1в були вибранг три склади легких бетон1в (див. табл.1):
Таблиця 1
Склады легких бетонiв
Найменування компонен^в М склада / Вмгст компонент^, мас °/о
1 2 3
Керамзит 35,6 37,3 38
Силгкатна тонкомелена домгшка 7,5 32,2
Портландцемент - - 13,3
Шлакопортланд-цеме нт 46,2 37,3 -
Вода 18,2 17,9 16,4
Дослгджували об'емну вагу, мгцнгсть на стиск, об'емну I лгнгйну усадки та теплопровгднгсть цих склад1в бетон1в через 7, 14 I 28 д1б вгдповгдно. Методика проведення цих дослгджень наведена в [2]. Окргм указаних властивостей дослгджували через 28 д1б характер залежност1 напружень в1д деформац1й бетону при завантаженнг призм поетапним навантаженням. При цьому визначали модуль пружностг кожного складу бетону.
Для цього на двои протилежних гранях призм установлювали гндикатори годинникового типу I поетапно завантажували на пресг П-125 навантаженням величиною 6,25 кН (рис. 1).
Пгсля навантаження фгксували показники гндикаторгв I визначали середнг деформацп бетону. Навантаження доводили до руйнгвного I будували графки залежност! напружень в1д деформацм. На графках визначали зони пружник I пружно-пластичник деформацм, напруження у 02 i деформацгi е02, до якик на графках дге закон Гука. Напруження в02 приймали ргвним 0,2 ItвРуин.. Обчислювали початковг модулг пружностг кожного складу вгдношенням напружень в 02 до деформацIй е02.
За результатами випробувань будували графки залежностI властивостей бетону в1д часу витримки зразюв на повгтрг через 7, 14 I 28 дiб (рис. 2-5) I залежност мгж напруженнями I деформацгями бетону на стиск (рис. 6-8).
Рис. 1. Випробування призмы на npeci
Як видно з рисунка 2 об'емна вага бетону через 7 I 14 дiб витримки змгнюеться незначно, що пояснюеться гнтенсивним структуроутворенням зразюв у першг 7 дIб витримки. Через 28 дiб витримки спостерггаеться деяке зниження об'емноi ваги зразкIв у складах 1 I 3 з в'яжучим гз шлакопортландцементу та портландцементу гз силгкатною домгшкою. При цьому об'емна вага складiв 1 I 3 через 28 дiб складае 1284 I 1230 кг/м3 вгдповгдно. Об'емна вага зразюв складу 2 на всьому промгжку дослгджень часу змгнюеться незначно з 1263 кг/м 3 через 7 д16 до 1258 кг/м3 через 28 д16 витримки.
Рис. 2. Залежнгсть об'емноа ваги бетону вiд часу витримки: 1- складу 1; 2- складу 2; 3- складу 3
Рис. 3. Залежнгсть мгцностг на стиск бетону в 'д часу витримки: 1- складу 1; 2- складу 2; 3- складу 3
Рис. 4. Залежнгсть уса дки бетону в'д часу витримки: х - лгнгйно1 усадки; ? - об'емноа усадки; 1- лгнгйноа складу 1; 2- лгнгйноа складу 2; 3 - лгнгйноа складу 3; 1- об'емноа складу 1; 2- об'емноа складу 2; 3 - об'емноа складу 3
Рис. 5. Залежнгсть кое фцснта теплопровгдностг бетону вд часу витримки: 1- складу 1; 2- складу 2; 3- складу 3
,МПа АВруйн. = 1 г
11
10
9
8
7
6
5
4
3
6 о~г,4
Ев =7,2 * 10 з
10 о 3Ь 4д 5д бо 7д 86 96 1Д0 11о 120 1 0 14о 13' о а Ео =зб
Рис. 6. Залежнгсть мж напруженнями i деформацгями бетону складу 1 при випробуваннг на стиск
г
Рис. 7. Залежнгсть м'ж напруженнями i деформацгями бетону складу 2 при випробуваннг на стиск
6 ,МПа
Авруйн.= 8
7 б 5 4 3 2
6 о2 1,6
1
■
Ев =5,5 !* 10 3
11 о 30 4д 5д б 7д 86 9д 1 ёо 1 о 12о 1 зо н о 15~
~о > 2*но
Е02-29
5
Рис. 8. Залежнгть мгж напруженнями \ деформацгями бетону складу 3 при випробуваннг на стиск
Як видно з рисунка 3 через 7 д1б витримки зразки усгк склад1в мають високу структурну м1цн1сть, що дозволяв говорити про можливгсть укладки керамзитобетонник 6лок1в у спни. При цьому найбгльшу м1цн1сть мають зразки склад1в 1 I 2 з в'яжучим гз шлакопортландцементу, а к м1цн1сть на стиск складае 11,53 I 12,69 МПа вгдповгдно. Мщысть зразк1в складу 3 з в'яжучим гз портландцементу нижча тако1 складов 1 I 2 I складае 7,54 МПа. У мгру збгльшення витримки до 28 д1б м1цн1сть бетону у зразк1в усгк склад1в збгльшуеться. Найгнтенсивнгше у зразк1в склад1в 1 I 3, у якик показники мгцностг складають 14,1 I 8,77 МПа вгдповгдно. М1цн1сть бетону у зразк1в складу 2 змгнюеться незначно у часг в1д 7 до 28 д1б витримки I складае 12,69 I 12,96 МПа вгдповгдно.
Усадка всгк склад!в бетоню зростае в!д часу витримки зразюв (рис. 4). Найменшу об'емну усадку мають зразки складу 1 з в'яжучим гз шлакопортландцементу, яка складае через 7 д!б — 0,23%, а через 28 д!б — 0,33%. Найвищг показники усадки мають зразки складу 3 з в'яжучим гз шлакопортландцемента I силгкатно! тонкомелено! домшки. При цьому показники об'емно! усадки через 7 I 28 д!б складають 0 ,473 I 0,635°/о вгдповгдно.
Коеф гцгент теплопровгдностг легких бетошв зменшуеться з часом (рис. 5) зг зменшенням к об'емноi ваги. Найменший коефгцгент теплопровгдностг, що доргвнюе 0,528 Вт/м °К, мае бетон складу 3 у вгцг 28 дiб, а найбгльший, що доргвнюе 0,557 Вт/м К, — бетон складу 1. Коефгцгент теплопровгдностг бетону складу 2 майже не змгнюеться за часом витримки в1д 7 до 28 дiб I складае 0,546 I 0,543 Вт/м К вгдповгдно.
Залежностг мгж напруженнями I деформацгями бетону (рис. 6-8) наведенг кривими, на якик показанг напруження в02 I вгдповгднг iм деформацг е02.
Початковг модулг пружностг складiв бетоыв ргзнг. Найбгльший модуль пружностг, що доргвнюе 7,2 к 103 МПа, мае бетон складу 1 з в'яжучим гз шлакопортландцементу, а найменший, що доргвнюе 5,5 к 10 3 МПа, — бетон складу 3 з в'яжучим гз портландцементу I силгкатноi тонкомеленоi домгшки.
У зв'язку з тим, що для улаштування зовнгшнгк несучик спн гз конструктивноi та теплотекнгчноi точок зору найвиггднгшим е варгант, за яким стгна виготовляеться з керамзитобетонник блоюв товщиною 300 мм з улаштуванням утеплювального шару з рулонного матергалу коувг товщиною 75 мм та зовнгшнього I внутргшнього закисник шаргв [1], тому необкгдно визначити текнгко-економгчнг I теплотекнгчнг показники спн з оптимальними складами бетоыв.
Визначали опгр теплопередачу масу 1 м2 спни I вартгсть матерiалiв I робгт на гц виготовлення (табл. 2). Методика отримання цик показникгв наведена в [1].
Таблиця2
Теплотехнгчнг та технгко-економгчнг показники варгантгв улаштування ст\н гз оптимальних склад\в керамзитобетонних блок\в
Конструкцгя спни М складу Опгр теплопередачi Я (м2 .К/Вт) Маса 1 м2 спни, кг Вартгсть матерiалiв I эобгт на 1 м2 спни, грН.
Норма за [9] Фактично
1 — Цементно-вапняна штукатурка По С1Ти1 2 - Керамзитобетонний блок 3 — Рулоиний утеплювач 1зоуег 4 — Ггпсокартонний лист на металевому каркасе 1 2,5 2,7 407 341
2 2,71 400 348
3 2,73 395 352
Як видно з таблицг 2, усг три варганти складiв для виготовлення керамзитобетонник блоюв мають високий опгр теплопередачу що доргвнюе
2,7-2,73 м2 «КВт, який значно вищий нормативного, що доргвнюе 2,5 м2 «К/Вт. Найбгльшу масу 1 м2 стгни мае конструктивне ршення з використанням керамзитобетонник 6лок1в гз легких 6етон1в складу 1 з в'яжучим гз шлакопортландцементу, а найменшу масу - при використаннг блоюв складу 3 з в'яжучим гз портландцементу i силгкатно1 тонкомелено1 домгшки. При цьому маса 1 м2 спни складае 407 i 395 кг в1дпов1дно.
Найменшу вар^сть мае варгант конструктивного ргшення з використанням блоюв складу 1, а найбгльшу - складу 3. При цьому вар^сть 1 м 2 спни цих варгантгв складае 341 i 352 грн. вщповщно.
Висновки. Проведенг дослгдження оптимальник складiв легких бетоыв для виготовлення керамзитобетонник блоюв дозволили встановити х основнг фгзико-мекангчнг i теплотекнгчнг характеристики та закономгрнгсть к змлни за часом.
Отриманг теплотекнгчнг та текнгко-економгчнг показники конструктивних ршень спн гз використанням блоюв гз трьок оптимальник складiв легких бетон1в дозволяють говорити про високу теплогзоляцгйну здатнгсть спни та гц вгдносно невелику варт1сгь. На нашу думку, з трьок запропонованих варгантгв найбгльш доцгльним буде використання блоюв гз бетону складу 1 з в'яжучим гз шлакопортландцементу.
ВИКОРИСТАН1 ДЖЕРЕЛА
1. Конструктивнг ргшення несучик спн пгдвищено1 теплогзоляцгйно1 здатностг для гндивгдуальних житлових будинкгв /О. Ю. Конопляник, Д. О. Головенькгн /Вгсник Приднгпровсько1 державно! академп буд1вництва та архгтектури. - Днгпропетровськ: ПДАБА, 2008. - М 1-2. - С. 65-69.
2. Розробка складш легких теплогзоляцгйник бетошв для виготовлення керамзитобетонник блоюв несучик спн /О. Ю. Конопляник, Д. О. Головенькгн /Вгсник Приднгпровсько! державно! академп буд^ництва та архгтектури. - Днгпропетровськ: ПДАБА, 2008. - мц 6-7. - С. 46-51.
УДК 666.973.3:692.231.2
Дослгдження оптимальних склада легких теплогзоляцгйних бетошв для виготовлення керамзитобетонних блоюв несучих стш /О. Ю. Конопляник, Д. О. Головенькгн /Вгсник Приднгпровськог державное академгг будшництва та архгтектури. - Днгпропетровськ: ПДАБА, 2008. - .ТЧ' 9. - С. 33-39. - рис. 8. - табл. 2. - Бгблгогр. (2 назв.).
Дослгдженг физико-мекангчнг, деформативнг i теплотекнгчнг характеристики оптимальник складш легких теплогзоляцгйник бетонш та закономгрностг змЫи цих характеристик з часом.
Отриманг теплотекнгчнг та текнгко-економгчнг показники конструктивних ргшень спн гз використанням блоюв гз трьок оптимальник складiв легких бетошв. Установлено, що з трьок запропонованик варгантгв найдоцгльнгшим буде використання блоюв гз бетону з в'яжучим гз шлакопортландцементу.
