Научная статья на тему 'Использование дисперсного армирования в малоэтажном строительстве из ячеистого бетона'

Использование дисперсного армирования в малоэтажном строительстве из ячеистого бетона Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
146
34
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЯЧЕИСТЫЙ БЕТОН / ГАЗОБЕТОН / ПЛОТНОСТЬ / ПРОЧНОСТЬ / АРМИРОВАНИЕ / ФИБРОВОЛОКНО / ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ / НЕСУЩАЯ СТЕНА / ОГРАЖДАЮЩАЯ КОНСТРУКЦИЯ / CELLULAR CONCRETE / AERATED CONCRETE / DENSITY / STRENGTH / REINFORCEMENT / FIBER / THERMAL INSULATION / BEARING WALL / ENCLOSING STRUCTURE

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Рудкова А. С., Весова Л. М.

Прочность ячеистых бетонов зависит от их плотности. При армировании ячеистого бетона фибриллированным волокном эта зависимость меняется прочность образцов возрастает в 1.8 2.4 раза, по сравнению с прочностью неармированных образцов при неизменной плотности.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Рудкова А. С., Весова Л. М.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The use of dispersed reinforcement in low-rise construction of cellular concrete

Currently, materials made of cellular concrete are increasingly used in construction. The strength of the cellular blocks depend on their densities. According to the test results, the dependence of the strength of aerated concrete samples on their density was obtained. However, if we reinforce the aerated concrete blocks with fiber, we will get very different values. When reinforcing cellular concrete with fibrillated fiber, the dependence of strength on density varies the strength of the samples increases 1.8 2.4 times, compared with the strength of non-reinforced samples at a constant density. This means that when fiber is included in cellular concrete, blocks of such low grades as D300 D400 can be used for the construction of load-bearing walls in low-rise construction

Текст научной работы на тему «Использование дисперсного армирования в малоэтажном строительстве из ячеистого бетона»

Использование дисперсного армирования в малоэтажном строительстве

из ячеистого бетона

А. С. Рудкова, Л.М. Весова Волгоградский технический университет институт архитектуры и строительства

Аннотация: Прочность ячеистых бетонов зависит от их плотности. При армировании ячеистого бетона фибриллированным волокном эта зависимость меняется - прочность образцов возрастает в 1.8 - 2.4 раза, по сравнению с прочностью неармированных образцов при неизменной плотности.

Ключевые слова: ячеистый бетон, газобетон, плотность, прочность, армирование, фиброволокно, теплоизоляция, несущая стена, ограждающая конструкция.

В современном строительстве очень быстро растёт спрос на материалы из ячеистых бетонов. Это связано с их физико-механическими свойствами и приемлемой ценой на этот материал [1, 2].

Ячеистый бетон представляет собой материал, который уникальным образом обладает рядом преимуществ, отвечающих современным требованиям к строительным стеновым материалам [3].

Ячеистые бетоны подразделяется на пенобетон и газобетон. Пенобетоны неавтоклавного твердения применяются в качестве стеновых и теплоизоляционных материалов [4]. Газобетон, как строительный материал, получил признание по всему миру. Его применение позволяет сократить расходы на строительство, уменьшить коэффициент теплопроводности и массу всей конструкции [5]. Если сравнить по стоимости, то стена из ячеистого бетона будет в 2 - 3 раза дешевле, чем стена из кирпича с утеплителем [6].

Газообразование в замешенной на воде смеси обусловлено взаимодействием газообразователя с сильнощелочным цементным или известковым раствором. В качестве газообразователя чаще всего применяют алюминиевую пудру. При её взаимодействии с раствором протекает химическая реакция, в результате которой образуются газообразный водород,

вспенивающий цементный раствор, и алюминаты кальция. Полученная легкая губчатая масса отличается куда меньшим весом и прекрасными теплоизоляционными свойствами, что позволяет использовать ячеистые бетоны и как конструктивный материал, и как теплоизоляционный. Прочность ячеистых блоков зависит от их плотности.

В рамках исследования данного вопроса, в лабораторных условиях, нами были сделаны опыты на газобетонных образцах 10х10 см.

По результатам испытаний, были получены следующие данные зависимости прочности газобетонных образцов от их плотности, представленные в таблице №1.

Таблица №1

Результаты испытаний

№ Плотность газобетонного образца, кг/м3 Прочность на сжатие, МПа

1 300 0.9

2 400 1.2

3 500 1.5

4 600 2

5 700 2.1

6 750 2.75

7 800 4

8 850 5.25

9 900 7.51

10 1000 11.12

Исходя из данных таблицы, можно сделать вывод, что блоки таких низких марок, как 0300-0400 не обладают достаточной прочностью, а

значит не подходят для возведения несущих стен в малоэтажном строительстве.

Однако, если армировать газобетонные блоки фиброволокном, мы получим совсем иные значения.

Внешне фиброволокно представляет собой хаотично перемешанные волокна белого цвета разной длины и с полупрозрачной структурой. Каждое волокно имеет длину от 3 до 18 миллиметров (в зависимости от марки) и диаметр в районе 20 микрон. Фиброволокно равномерно укрепляет конструкцию по всему объему и площади, тем самым уменьшая образование трещин при усадке и увеличивая её морозостойкость, сопротивление удару и, что самое важное, прочность и износостойкость [7].

В лабораторных условиях, нами, в газобетонные блоки было добавлено синтетическое фибриллированное волокно (фибра) длинной 18 мм, в процентном соотношении - 1% от вяжущего. По результатам испытаний, при тех же значениях плотности, были получены иные значения прочности, представленные в таблице №2.

Таблица №2

Результаты испытаний образцов армированных фиброй

№ Плотность газобетонного образца, кг/м3 Прочность на сжатие, МПа

1 300 1.62

2 400 2.4

3 500 3.15

4 600 3.74

5 700 5

6 750 5.20

7 800 7.50

8 850 10.5

9 900 13.5

10 1000 20.1

Сравним результаты двух опытов на графике зависимости прочности газобетонных образцов от их плотности - рис. 1.

300 400 500 600 700 750 800 850 900 1000

р, кг/мЗ

Рис. 1. - Сравнение графиков зависимости прочности газобетонных образцов от плотности (ряд 1 - армированные газобетонные образцы, ряд 2 -неармированные газобетонные образцы)

Вопрос использования ячеистых бетонов низкой плотности рассматривается не только в России, но и за рубежом. В странах Европы пользуется большим спросом малоэтажное строительство из ячеистых бетонов. В последние годы оно ориентировано на применение именно низких плотностей (300, 350, 400 кг/м ). Основными изучаемыми параметрами при

этом являются методы усиления кладок рядовым армированием, армирование подоконного пояса, армирование зоны опирания перемычек, армирование пояса под укладку перекрытий. Подробней методы усиления кладок рассматриваются в [8]. Так же один из изучаемых параметров — это теплозащитные свойства газобетонных конструкций, где вначале определяются нужные параметры конструкции, а затем они преобразуются в нелинейные коэффициенты для дальнейшего расчёта и регулирования теплозащитных свойств. (например, [9-10]).

Обработка полученных данных показывает, что включение в состав ячеистого бетона армирующей фибры, при неизменной плотности, позволяет увеличить прочность образцов в 1.8 - 2.4 раза. А это означает, что при включении в состав ячеистого бетона фибры, блоки таких низких марок, как D300 - D 400, можно использовать для возведения несущих стен при малоэтажном строительстве, что в свою очередь ещё больше удешевит расходы на строительство и облегчит массу наружных конструкций.

Литература

1. Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества: учеб. для вузов/ А.В.Волженский - 4-е изд., перераб. и доп. - М:Стройиздат, 1986 - 464 с.

2. Граник Ю.Г. Ячеистый бетон в жилищно-гражданском строительстве // Строительные материалы. 2004. №3. С. 2-6.

3. Гарнашевич Г.С., Подлузский Е.Я., Сажнев Н.П., Носуля А.П. Ячеистый бетон автоклавного твердения: теплопроводность и влажность // Технологии бетонов 2012. № 7-8(72-73). С. 72-75

4. В.Н. Моргунов, О.В. Пушенко О структуре фибропенобетонов // Инженерный вестник Дона, 2012, №3 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2012/955.

5. М.И. Оглобин, В. А. Невский История развития газобетона // Инженерный вестник Дона, 2013, №4 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2013/2099.

6. Щукина Е.Г., Архинчеева Н.В. Исследование возможности получения неавтоклавного газобетона с использованием химических добавок // Вестник ВСГТУ. 2011. № 4 (35). С. 17.

7. Толибова В.И. Полипропиленовая фибра - эффективная армирующая добавка // В сборнике: Научные исследования и разработки молодых учённых. Сборник материалов XVII Международной молодёжной научно-практической конференции. Под общей редакцией С.С. Чернова. 2017. С. 123-126.

8. Kreft, O., Straube, B., Schoch, T. Internal termal insulation with lightweight autoclaved aerated concrete // 5th International conference on Autoclaved Aerated Concrete «Securing a sustainable future»: Bydgoszcz, Poland, September, 14-17, 2011. Pp. 251-257.

9. Scheffler, G.A. Introduction of a full range model for liquid and vapour transport properties of AAC // 5th International conference on Autoclaved Aerated Concrete «Securing a sustainable future»: Bydgoszcz, Poland, September, 14-17, 2011. Pp. 311-323.

10. Directive 2010/31/EU of the European Parliament and of the Council of 19 May 2010 on the energy performance of buildings // Official Journal of the European Union 2010, L 153 Pp. 13-35

11. Весова Л.М. Disperse Reinforcing Role in Producing Non-autoclaved Cellular Foam Concrete // Procedia Vol. 150: 2nd International Conference on Industrial Engineering (ICIE-2016) / ed. by A.A. Radionov. - [Elsevier publishing], 2016. -pp. 1587-1590.

References

1. Volzhenskij A.V. Mineral'ny'e vyazhushhie veshhestva [Mineral binders]: ucheb. dlya vuzov A.V.Volzhenskij 4 izd., pererab. idop. M: Strojizdat, 1986 -464 p.

2. GranikYu.G. StroiteFny'e materialy. 2004. №3. pp. 2-6.

3. Garnashevich G.S., Podluzskij E.Ja., Sazhnev N.P., Nosulja A.P. Tehnologii betonov 2012. № 7-8(72-73). pp. 72-75

4. V.N. Morgunov, O.V. Pushenko Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2012, №3. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2012/955.

5. M.I. Oglobin, V.A. Nevskij Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2013, №4. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2013/2099.

6. Shhukina E.G., Arxincheeva N.V. Vestnik VSGTU. 2011. № 4 (35). P. 17.

7. Tolibova V.I. V sbornike: Nauchnye issledovanija i razrabotki molodyh uchjonnyh. Sbornik materialov XVII Mezhdunarodnoj molodjozhnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. Pod obshhej redakciej S.S. Chernova. 2017, pp. 123126.

8. Kreft, O., Straube, B., Schoch T. 5th International conference on Autoclaved Aerated Concrete «Securing a sustainable future»: Bydgoszcz, Poland, September, 14-17, 2011. Pp. 251-257.

9. Scheffler G.A. 5th International conference on Autoclaved Aerated Concrete «Securing a sustainable future»: Bydgoszcz, Poland, September, 14-17, 2011. Pp. 311-323.

10. Directive 2010.31.EU of the European Parliament and of the Council of 19 May 2010 on the energy performance of buildings Official Journal of the European Union 2010, L 153 Pp. 13-35

11. Vesova L.M. Procedia Vol. 150: 2nd International Conference on Industrial Engineering (ICIE-2016) ed. by A.A. Radionov. [Elsevier publishing], 2016. pp. 1587-1590.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.