CC BY
13Материалы и конструкции
------ЖИЛИЩНОЕ ---
строительство
Научно-технический и производственный журнал
УДК 693.154
DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2019-11-46-50
Б.К. ДЖАМУЕВ, канд. техн. наук ([email protected])
Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)
Полимерцементные растворы в кладке из ячеисто-бетонных блоков автоклавного твердения как один из методов повышения нормального сцепления
Представлены результаты экспериментальных исследований определения прочности нормального сцепления (при осевом растяжении) в кладке из ячеисто-бетонных блоков автоклавного твердения классов по прочности при сжатии В1.5-В3.5 на наиболее распространенных цементных и полимерцементных (клеевых) растворах. Испытания проводились в лаборатории кафедры «Железобетонные и каменные конструкции» ФГБОУ ВО «НИУ МГСУ» на экспериментальных образцах, представляющих собой два куба размерами 150x150x150 мм, выпиленных из ячеисто-бетонных блоков и скрепленных (склеенных) между собой с помощью кладочных растворов. Приведен анализ результатов исследований и сделан вывод о повышении нормального сцепления в кладке, выполненной из ячеисто-бетонных блоков автоклавного твердения классов по прочности при сжатии В2.5 и В3.5 при использовании в швах кладки полимерцементных составов вместо цементных кладочных растворов.
Ключевые слова: кладка, испытание, ячеисто-бетонные блоки автоклавного твердения, кладочный раствор, полимерцементный раствор, нормальное сцепление.
Для цитирования: Джамуев Б.К. Полимерцементные растворы в кладке из ячеисто-бетонных блоков автоклавного твердения как один из методов повышения нормального сцепления // Жилищное строительство. 2019. № 11. С. 46-50. DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2019-11-46-50
B.K. DZHAMUEV, Candidate of Sciences (Engineering) ([email protected]) National Research Moscow State University of Civil Engineering (26, Yaroslavskoe Highway, Moscow, 129337, Russian Federation)
Polymer Cement Mortars in Masonry of Cellular Concrete Blocks of Autoclave Hardening as One of the Methods of Increasing the Normal Adhesion
The article presents the results of experimental studies to determine the strength of normal adhesion (when axial tension) in the masonry of cellular concrete blocks of autoclave hardening of compressive strength B1.5-B3.5 classes on the most common cement and polymer cement (adhesive) mortars. The tests were carried out by the laboratory of the Department «Reinforced Concrete and Stone Structures» of the Moscow State University of Civil Engineering on experimental samples representing two cubes of 150x150x150 mm, sawn from cellular concrete blocks and bonded (glued) together with masonry mortars. The analysis of research results is conducted and the conclusion is made about the increase in normal adhesion in the masonry made from cellular concrete blocks autoclaved hardening of compressive strength B2.5, and B3.5 classes when using polymer compositions instead of cement mortars in masonry joints.
Keywords: masonry, test, cellular concrete blocks of autoclave hardening, masonry mortar, polymer cement mortar, normal adhesion.
For citation: Dzhamuev B.K. Polymer cement mortars in masonry of cellular concrete blocks of autoclave hardening as one of the methods of increasing the normal adhesion. Zhilishchnoe Stroitel'stvo [Housing Construction]. 2019. No. 11, pp. 46-50. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2019-11-46-50
Одним из распространенных стеновых материалов для кладки несущих и самонесущих стен в малоэтажном строительстве, а также кладки ненесущих стен (заполнение каркаса, перегородки и т. д.) в многоэтажном строительстве, являются ячеисто-бетонные блоки автоклавного твердения, изготавливаемые по
4б| -
ГОСТ 31360-2007 «Изделия стеновые неармирован-ные из ячеистого бетона автоклавного твердения. Технические условия». Такая популярность блоков из ячеистого бетона автоклавного твердения обусловлена рядом преимуществ, одним из которых является высокая точность их размеров, позволяющая
^^^^^^^^^^^^^ И1'2019
Научно-технический и производственный журнал
Materials and structures
формировать кладочный шов минимальной толщины (1-3 мм), используя современные полимерцемент-ные (клеевые) составы вместо кладочных растворов по ГОСТ 28013-98 «Растворы строительные. Общие технические условия».
Применение в кладке полимерцементных (клеевых) составов позволяет избежать одного из важнейших недостатков цементных кладочных растворов - неоднородности как самого состава, так и технологии его нанесения. Как известно, при вертикальных нагрузках (возникающих при центральном и внецентренном сжатии) кладочный элемент (блок или кирпич), расположенный в теле кладки, находится в двух напряженно-деформированных состояниях (изгиб и сжатие). В связи с чем прочность кладки оказывается существенно ниже прочности ее составляющих.
Исследования специалистов ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко [1] и Национальной ассоциации производителей автоклавного бетона (НААГ) [2], закрепленные в СТО 501-52-01-2007 «Применение ячеистых бетонов в несущих и ограждающих конструкциях жилых и общественных зданий РФ», показали, что сопротивление сжатию кладок при толщине растворных швов не более 5 мм возрастает на 20-30% по сравнению с кладками с толщиной растворного шва 10-15 мм.
В многочисленных работах, посвященных исследованиям прочности каменной кладки [3-14], авторы единогласны во мнении, что монолитность клади характеризуется величиной нормального сцепления кладочного раствора с элементом кладки при осевом растяжении. Также исследователями отмечено, что в случае применения в кладке тонкошовных растворов (толщиной <5 мм) вместо общепринятых (толщиной
10-15 мм), прочность кладки при растяжении и срезе определяется уже прочностью кладочного элемента (блока или кирпича), а не кладочного раствора. Указанная величина нормируется в СП 15.13330.2012 «Каменные и армокаменные конструкции» и СП 14.13330.2018 «Строительство в сейсмических районах» и определяется путем испытания образцов на осевое растяжение в соответствии с методикой, представленной в ГОСТ 24992-2014 «Конструкции каменные. Методы определения прочности сцепления в каменной кладке».
Для определения величины нормального сцепления кладочных растворов с блоками из ячеистого бетона автоклавного твердения были проведены испытания на осевое растяжение (рис. 1) заранее подготовленных опытных образцов-двоек. Экспериментальные образцы представляют собой два куба размерами 150x150x150 мм, выпиленные из ячеисто-бетонных блоков и скрепленные (склеенные) между собой в лаборатории с помощью кладочных растворов (рис. 2). В испытаниях принимали
Результаты испытаний опытных образцов з осевое растяжение (нормальное сцепление)
Рис. 1. Схема испытания опытных образцов на осевое растяжение
Рис. 2. Размеры опытных образцов для испытаний на осевое растяжение
Серия кладочного раствора Класс бетона блока по прочности при сжатии Среднее значение временного сопротивления осевому растяжению $"(сг), кПа Среднее значение расчетного сопротивления осевому растяжению К,(сг), кПа
Серия № 1 В1.5 102,7 46,7
В2.5 142,5 64,8
В3.5 159,7 72,6
Серия № 2 В1.5 104,3 47,4
В2.5 146,4 66,5
В3.5 164,3 74,7
Серия № 3 В1.5 104,5 47,5
В2.5 185,4 84,3
В3.5 204,6 93
Серия № 4 В1.5 121,2 55,1
В2.5 199,8 90,8
В3.5 224 101,8
Серия № 5 В1.5 115 52,3
В2.5 210,4 95,6
В3.5 227,8 103,5
Серия № 6 В1.5 131,4 59,7
В2.5 196,8 89,5
В3.5 230,9 105
Серия № 7 В1.5 113,2 51,5
В2.5 194,2 88,3
В3.5 233,3 106
112019
47
Материалы и конструкции
------ЖИЛИЩНОЕ ---
СТРОИТЕЛЬСТВО
Научно-технический и производственный журнал
Рис. 3. Характер разрушения опытных образцов при осевом растяжении, выполненных с использованием ячеисто-бетонных блоков класса по прочности В1.5
Рис. 4. Характер разрушения опытных образцов при осевом растяжении, выполненных с использованием ячеисто-бетонных блоков класса по прочности В2.5
Рис. 5. Характер разрушения опытных образцов при осевом растяжении, выполненных с использованием ячеисто-бетонных блоков класса по прочности В3.5
участие три вида блоков, отличающиеся классом по прочности на сжатие В1.5, В2.5, В3.5. В качестве кладочного раствора были использованы следующие составы.
Серия № 1. Цементно-песчаный раствор М200.
Серия № 2. Цементно-песчаный раствор М300.
Серия № 3. Клей для блоков из ячеистого бетона «SR-67 PRO».
Серия № 4. Монтажный клей «Sibir».
Серия № 5. Клей монтажный цементный «Axton».
Серия № 6. Клей для блоков монтажный «Боларс».
Серия № 7. Клей для блоков «Super Titan».
Таким образом, всего в эксперименте испытано семь серий по девять образцов в каждой серии.
Испытания склеенных образцов проводились по методике ГОСТ 24992-2014 «Конструкции каменные. Метод определения прочности сцепления в каменной кладке». Перед основными испытаниями образцов-двоек проводились испытания кубов размерами 70,7X70,7X70,7 мм по методике ГОСТ 5802-86 «Растворы строительные. Методы испытаний» из различных цементных и полимерцементных растворов с целью определения их прочности.
Анализ результатов проведенных экспериментальных исследований определения прочности сцепления (при осевом растяжении) в кладке из ячеисто-бетон-ных блоков автоклавного твердения на различных цементных и полимерцементных (клеевых) растворах позволяет сделать следующие выводы.
1. Величина временного сопротивления осевому растяжению по неперевязанному сечению (нормальное сцепление) кладки опытных образцов из ячеисто-бетонных блоков автоклавного твердения
классов по прочности при сжатии В1.5, В2.5, В3.5, выполненных на цементных растворах, изменялась в интервале от 102,7 до 164,3 кПа, на полимерцементных (клеевых) растворах - от 104,5 до 233,3 кПа (см. ЯЧ(ср) в таблице).
С учетом коэффициента перехода от временного сопротивления к расчетному k=2,2 (табл. 15 СП 15.13330.2012) величина расчетного сопротивления осевому растяжению по неперевязанному сечению (нормальное сцепление) кладки опытных образцов из ячеисто-бетонных блоков автоклавного твердения классов по прочности при сжатии В1.5, В2.5, В3.5, выполненных на цементных растворах, изменялась в интервале от 46,7 до 74,7 кПа, на полимерцементных (клеевых) растворах - от 47,5 до 106,1 кПа (см. Rt(cp) в таблице).
2. По результатам испытания на осевое сжатие кубов из различных составов цементных и полимерце-ментных (клеевых) кладочных растворов, использованных для изготовления образцов-двоек, прочность раствора составила:
- для цементно-песчаного раствора (серия № 1) -21,6 МПа; (серия № 2) - 36,2 МПа;
- для полимерцементного клея «SR-67 PRO» (серия № 3) - 4,85 МПа;
- для полимерцементного клея «Sibir» (серия № 4) -4,94 МПа;
- для полимерцементного клея «Axton» (серия № 5) - 4,88 МПа;
- для полимерцементного клея «Боларс» (серия № 6) - 6,71 МПа;
- для полимерцементного клея «Super Titan» (серия № 7) - 3,94 МПа.
48
112019
Научно-технический и производственный журнал
Materials and structures
3. Расчетное сопротивление осевому растяжению по неперевязанному сечению кладки из ячеи-сто-бетонных блоков автоклавного твердения классов по прочности на сжатие В1.5-В3.5, выполненной на цементных растворах (серии № 1 и 2), а также кладки из ячеисто-бетонных блоков автоклавного твердения класса по прочности при сжатии В1.5, выполненной на различных полимерцементных составах, ниже нормируемого значения Rt=80 кПа (табл. 11 СП 15.13330.2012).
4. Применение в швах кладки из ячеисто-бе-тонных блоков автоклавного твердения класса по прочности при сжатии В2.5 различных полимерце-ментных (клеевых) растворов по сравнению с кладкой на цементных растворах М200/М300 повышает прочность осевого растяжения по неперевязанному сечению (нормальное сцепление) кладки соответственно на:
- 30 и 27% при использовании в швах клея «SR-67 PRO»;
- 40 и 37% при использовании в швах клея «Sibir»;
- 48 и 44% при использовании в швах клея «Axton»;
- 38 и 35% при использовании в швах клея «Боларс»;
- 36 и 33% при использовании в швах клея «Super Titan».
5. Применение в швах кладки из ячеисто-бе-тонных блоков автоклавного твердения класса по прочности при сжатии В3.5 различных полимерце-ментных (клеевых) растворов по сравнению с кладкой на цементных растворах М200/М300 повышает прочность осевого растяжения по неперевязанному сечению (нормальное сцепление) кладки соответственно на:
- 28 и 24% при использовании в швах клея «SR-67 PRO»;
- 40 и 36% при использовании в швах клея «Sibir»;
- 43 и 39% при использовании в швах клея «Axton»;
- 45 и 41% при использовании в швах клея «Боларс»;
Список литературы
1. Грановский А.В., Джамуев Б.К. Испытания стеновых конструкций из ячеисто-бетонных блоков на сейсмические воздействия. Современное производство автоклавного газобетона: Сборник докладов научно-практической конференции. СПб., 2011. С.104-108.
2. Гринфельд Г.И., Харченко А.П. Сравнительные испытания фрагментов кладки из автоклавного
11'2019 ^^^^^^^^^^^^^
- 46 и 42% при использовании в швах клея «Super Titan».
Выводы.
1. При использовании в кладке из ячеисто-бетонных блоков автоклавного твердения классов по прочности при сжатии В2.5 и В3.5 различных полимерцементных (клеевых) растворов вместо цементных растворов марок М200 и М300 расчетное сопротивление осевому растяжению по неперевязанному сечению (нормальное сцепление) кладки повышается на 24-48%.
2. Использование в кладке из ячеисто-бетонных блоков автоклавного твердения класса по прочности при сжатии В1.5 полимерцементных (клеевых) растворов нецелесообразно, так как не позволяет повысить нормальное сцепление.
3. Прочность при осевом растяжении по непере-вязанному сечению (нормальное сцепление) кладки из ячеисто-бетонных блоков автоклавного твердения класса В1.5, выполненной на цементных и полимер-цементных составах, ниже нормируемого значения, представленного в табл. 11 СП 15.13330.2012 «Каменные и армокаменные конструкции».
4. Прочность при осевом растяжении по непере-вязанному сечению (нормальное сцепление) кладки из ячеисто-бетонных блоков автоклавного твердения классов по прочности при сжатии В2.5 и В3.5 различна, что указывает на неверность методики определения величины R,, предлагаемой в действующем СП 15.13330.2012 «Каменные и армокаменные конструкции», которая не учитывает прочностные характеристики кладочного элемента.
5. Характер разрушения образцов (рис. 3-5) и анализ результатов испытаний позволяет сделать вывод, что сопротивление осевому растяжению по непере-вязанному сечению (нормальное сцепление) кладки зависит от прочности осевого растяжения материала блока, а не от прочности при сжатии используемого кладочного раствора. Этот фактор необходимо учитывать при расчетах кладки из ячеисто-бетонных блоков автоклавного твердения на полимерцемент-ных (клеевых) растворах.
References
1. Granovsky A.V., Dzhamuev B.K. Tests of wall structures made of cellular concrete blocks for seismic effects. Modern production of autoclaved aerated concrete: Collection of reports of a scientific and practical conference. St. Petersburg. 2011, pp. 104-108.
2. Greenfeld G.I., Kharchenko A.P. Comparative tests of masonry fragments from autoclaved aerated concrete with various designs of masonry seam. Zhil-
- 49
Материалы и конструкции
ц м .1
Научно-технический и производственный журнал
газобетона с различным исполнением кладочного шва // Жилищное строительство. 2013. № 11. С.30-34.
3. Деркач В.Н. Прочность нормального сцепления цементных растворов в каменной кладке // Инженерно-строительный журнал. 2012. № 7. С. 6-13.
4. Грановский А.В., Джамуев Б.К., Вишневский А.А., Гринфельд Г.И. Экспериментальное определение нормального и касательного сцепления кладки из ячеисто-бетонных блоков автоклавного твердения на различных клеевых составах // Строительные материалы. 2015. № 8. С. 22-25.
5. Галкин С.Л. и др. Применение ячеисто-бетонных изделий: Теория и практика. Минск: Стринко, 2006. 448 с.
6. Lu S., Kasa M., Habian E. Innovation on masonry glued with on-site PU-adhesive. 8th International Masonry Conference 2010. Dresden, 2010.
7. Graubohm M., Brameshuber W. Investigation on the gluing of masonry units with polyurethane adhesive. 8th International Masonry Conference 2010. Dresden, 2010.
8. Лазэр И.И., Джамуев Б.К. Повышение монолитности кладки стен из ячеисто-бетонных блоков при использовании в швах полимерцементных растворов. Сборник материалов семинара молодых ученых XXII Международной научной конференции «Строительство - формирование среды жизнедеятельности». Ташкент, 2019. С. 333-335.
9. Поляков С.В. Сцепление в кирпичной кладке. М.: Стройиздат, 1959. 84 с.
10. Измайлов Ю.В., Митин А.Р. Сцепление в кладке из легкобетонных блоков. Кишинев: ЦК КП Молдавии, 1971. 89 с.
11. Коноводченко В.И. и др. Эффективные способы повышения сцепления в кладке из силикатного кирпича // Строительство и архитектура Узбекистана. 1976. № 5. С. 11-14.
12. Бедов А.И., Габитов А.И. Проектирование, восстановление и усиление каменных и армокамен-ных конструкций. М.: АСВ, 2006. 556 с.
13. Ищук М.К. Роль прочности кирпича на изгиб при сжатии кладки // Строительные материалы. 2018. № 8. С. 63-65. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-762-8-63-65
14. Raongjant W., Jing M. The effects of diagonal web reinforcement on cyclic behavior of lightweight structural walls // Structural Concrete. 2009. № 1. Vol. 10, pp. 35-43.
5ol -
ishchnoe Stroitel'stvo [Housing Construction]. 2013. No. 11, pp. 30-34. (In Russian).
3. Derkach V.N. Strength of normal adhesion of cement mortars in masonry. Inzhenerno-stroitel'nyi zhurnal. 2012. No. 7, pp. 6-13. (In Russian).
4. Granovsky A.V., Dzhamuev B.K., Vishnevsky A.A., Grinfeld G.I. Experimental determination of normal and tangential adhesion of masonry from aerated concrete blocks of autoclave hardening on various adhesive compositions. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2015. No. 8, pp. 22-25. (In Russian).
5. Galkin S.L. etc. Primenenie yacheistobetonnykh izdelii. Teoriya i praktika [The use of cellular concrete products. Theory and practice]. Minsk: Strinko. 2006. 448 p.
6. Lu S., Kasa M., Habian E. Innovation on masonry glued with on-site PU-adhesive. 8th International Masonry Conference 2010. Dresden. 2010.
7. Graubohm M., Brameshuber W. Investigation on the gluing of masonry units with polyurethane adhesive. 8th International Masonry Conference 2010. Dresden. 2010.
8. Lazar I.I., Dzhamuev B.K. The increase in the mon-olithicity of masonry walls made of cellular concrete blocks when using polymer-cement mortars in joints. The collection of materials of the seminar for young scientists of the XXII International scientific conference «Construction - the formation of the living environment». Tashkent. 2019, pp. 333-335. (In Russian).
9. Polyakov S.V. Stseplenie v kirpichnoi kladke [Clutch in masonry]. Moscow: Stroiizdat. 1959. 84 p.
10. Izmailov Yu.V., Mitin A.R. Stseplenie v kladke iz legkobetonnykh blokov [Clutch in masonry of lightweight concrete blocks.]. Kishinev: TsK KP Moldavii, 1971. 89 p.
11. Konovodchenko V.I. and other. Effective ways to increase adhesion in the masonry of silicate brick. Stroitel'stvo i arkhitektura Uzbekistana. 1976. No. 5, pp. 11-14.
12. Bedov A.I., Gabitov A.I. Proektirovanie, vosstanovle-nie i usilenie kamennykh i armokamennykh konstrukt-sii. [Design, restoration and strengthening of stone and reinforced stone structures]. Moscow: ASV. 2006. 556 p.
13. Ischuk M.K. The role of brick strength in bending during compression of masonry. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2018. No. 8, pp. 63-65. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-762-8-63-65
14. Raongjant W., Jing M. The effects of diagonal web reinforcement on cyclic behavior of lightweight structural walls. Structural Concrete. 2009. No. 1. Vol. 10, pp. 35-43.
^^^^^^^^^^^^^ |l1'2019
