CC BY
12Силикатные строительные материалы
УДК 691.31
М.В. КОРНЕВ, заместитель директора по научно-исследовательской и опытно-конструкторской работе, канд. техн. наук, Т.П. КОРНЕВА, заместитель начальника кирпичного цеха
ООО «Силикатстрой» (606000, Нижегородская обл., г. Дзержинск, пр. Ленина, 111)
Стойкость силикатных материалов в горячей воде. Результаты исследований производителей силикатных изделий
В ряде нормативных документов определены ограничения на применение силикатного кирпича для кладки наружных стен подвалов зданий, а также стен помещений с мокрым режимом эксплуатации. Силикатные материалы давно и успешно применяют для возведения фундаментов, подвалов и санузлов, прежде всего в малоэтажном домостроении в Германии, Нидерландах, Швейцарии, Австрии. Целью проведенного исследования являлось доказательство достаточной стойкости силикатных материалов в горячей воде и способности длительное время сохранять важнейшие качества (прочность, внешний вид). Установлено, что при кипячении прочность силикатного кирпича несущественно возрастает. При длительном воздействии горячей воды прочностные параметры силикатного кирпича продемонстрировали более сложную зависимость.
Ключевые слова: силикатные изделия, прочность при сжатии, долговечность силикатного кирпича, коэффициент стойкости.
M.V. KORNEV, Deputy Director for research and development, Candidate of Sciences (Engineering), T.P. KORNEVA, Deputy Head of Brick Shop OOO «Silicatstroy» (111, Lenina Avenue, Dzerzhinsk, Nizhegorodskaya Oblast, 606000 Russian Federation)
Resistance of Silicate Materials to Hot Water. Results of Researches of Silicate Products Manufacturers
Some normative documents limit the use of silicate brick for masonry of external walls of basements as well as for walls of premises with wet conditions of operation. Silicate materials have been long and successfully used for construction of foundations, cellars, and WC-and-bathroom units, first of all in low-rise housing construction in Germany, the Netherlands, Swiss, and Austria. The aim of the study conducted is a proof of the sufficient durability of silicate materials in hot water and their ability to maintain the most important qualities (strength, exterior view) for a long time. It is established that in the course of boiling, the strength of silicate brick increases insignificantly. Under the long-time hot water impact, strength parameters of silicate brick demonstrate a more complicated dependence.
Keywords: silicate products, compression strength, durability of silicate brick, resistance coefficient.
Как известно, в определенных нормативных документах (СП15.13330, СП70.13330) наложены ограничения на применение силикатного кирпича для кладки фундаментов и наружных стен подвалов зданий, а также стен помещений с мокрым режимом эксплуатации. Однако известно, что силикатные материалы достаточно стойки не только в обычной артезианской, но и сильно минерализованной воде [1, 2]. Одним из доводов, ограничивающих область применения силикатных изделий, является разрушающее действие горячей воды при авариях на трубопроводах теплосетей или горячего водоснабжения. Целью проведенного исследования стало доказательство того, что современные силикатные материалы обладают достаточной стойкостью в горячей воде и длительное время способны сохранять важнейшие качества (прочность, внешний вид).
На первом этапе были проведены испытания кирпича в кипящей воде при температуре 100оС (рис. 1) в течение 6, 12, 18 и 24 ч. Для эксперимента был отобран полнотелый кирпич со средним пределом прочности при сжатии 19,53 МПа.
Установлено, что с увеличением времени пребывания в кипящей воде прочность образцов незначительно возрастает Рис. 1. Выдержка кирпича в кипящей воде (рис. 2). Кирпич не
только не разрушился, но и приобрел дополнительную прочность. Так, после 24 ч прочность образцов увеличилась на 16%.
На втором этапе исследовали длительное воздействие горячей воды. В качестве образцов для исследования был отобран полнотелый утолщенный кирпич со средней плотностью 1800 кг/м3 (масса изделия 4,75 кг) сформованный на германском прессе двустороннего сжатия фирмы Lasco KSP-801. Средний предел прочности образцов при сжатии 19,18 МПа. Каждый образец предварительно взвешивали на поверенных весах. Образцы помещали в утепленную минеральной ватой емкость из легированной стали, заполненную водопроводной водой (рис. 3).
Уровень жидкости поддерживали выше изделий, периодически добавляя воду из заводского водопровода. Температура поддерживалась с помощью ТЭНа в интервале 69—720С. Эксперимент продолжался 6 мес. Ежемесячно
Время пребывания в кипящей воде, ч
Рис. 2. Зависимость предела прочности при сжатии кирпича от времени пребывания в кипящей воде
научно-технический и производственный журнал f ptyj f ^дjjijJJljlrf
декабрь 2016 l'j! ®
Silicate building materials
Рис. 3. Образцы кирпича в ванне с водой при температуре 69-72оС
проводилось изъятие изделий из ванны и определение предела прочности при сжатии на поверенном испытательном прессе. Половина образцов испытывалась во влажном состоянии, через 5 мин после извлечения из емкости. Вторая половина испытыва-лась в соответствии с требованиями ГОСТ 8462-85 «Материалы стеновые. Методы определения пределов прочности при сжатии и изгибе», при этом образцы перед ис-
25
20
15
10
И
о
Œ
m
-II
Испытанные во влажном состоянии Испытанные в сухом состоянии -
0 1 2 3 4 5 6
Время пребывания образцов в воде, мес
Рис. 4. Зависимость предела прочности при сжатии образцов от времени пребывания в воде
пытанием высушивались при комнатной температуре в течение 3 сут. При каждом испытании производилась оценка внешнего вида.
Зависимости предела прочности при сжатии влажных и высушенных образцов представлены на рис. 4. Также определяли коэффициент стойкости (рис. 5) как отношение прочности образцов после нахождения в горячей воде к начальной прочности до испытания К- = Rrqhct / Raw.
Установлено, что прочность образцов первые два месяца снижается при испытании во влажном состоянии. Через 4 мес прочность возрастает до начальной и выше. Затем наблюдается падение и стабилизация прочностных показателей. После нахождения в воде первые два месяца высушенные образцы показали иную закономерность. Прочность первый месяц возрастает, далее снижается до начальной и затем незначительно отличается от показателей влажных образцов. После шести месяцев нахождения в горячей воде прочность снизилась на 7,4% (при испытании во влажном состоянии), а высушенные образцы и вовсе не изменили своих характеристик. Еще раз следует отметить, что в соответствии с ГОСТ 8462 прочностные показатели определяются в условиях, отличных от фактических. Пренебрежение влажностью приводит к ошибочным результатам и завышению прочности.
Следует отметить, что при определении предела прочности при сжатии кирпича, подвергавшегося воздействию горячей воды в течение пяти и шести месяцев, характер разрушения изменился. Кирпич выдерживал нагрузки, близкие к образцам в исходном состоянии, но при это полностью превращался в крошку.
Масса образцов, находившихся в воде, увеличивается. Это увеличение находится в прямой зависимости от времени пребывания. Прирост массы (увеличение плотности), вероятно, связан с присоединением дополнительных молекул воды в кристаллогидратах гидросиликатов кальция, т. е. с увеличением n в формуле Ca5[Si6O18H2] • nH2O.
Коэффициент стойкости кирпича в горячей воде даже после шести месяцев остается высоким 0,93, а после высыхания равен 1. Эти показатели находятся на уровне стойкости силикатных изделий в холодной воде. Весь без
Список литературы
1. Корнев М.В., Корнева Т.П. Стойкость силикатных материалов в воде и агрессивных средах // Строительные материалы. 2015. № 10. C. 8—9.
2. Черепанов В.И., Некрасова Е.В., Черных Н.А., Панченко Ю.Ф. Водостойкость силикатного кирпича // Строительные материалы. 2013. № 9. С. 10—11.
-8-8-
1,4
1,2
0,8
0,6
0,4
0,2
0
1
2 3 4 5 6
Время пребывания в воде, мес ■ Во влажном состоянии ■ В сухом состоянии Рис. 5. Коэффициент стойкости образцов
исключения кирпич после воздействия горячей воды по всем показателям соответствует ГОСТ 379—2015. Опасения по поводу разрушающего действия горячей, равно как и кипящей воды абсолютно напрасны.
Силикатные материалы давно и успешно применяют для возведения фундаментов и подвалов, прежде всего в малоэтажном домостроении в Германии, Нидерландах, Швейцарии, Австрии. Рационально использовать в таких конструкциях полнотелые крупноформатные блоки. Кроме быстрого возведения, высоких прочностных характеристик такая кладка обладает меньшим водопоглощени-ем в сравнении с кирпичной за счет меньшей суммарной площади поверхности кладочных элементов. Трудно представить, чтобы в индивидуальном (частном) доме сутками лила вода на техническом этаже. Утечка быстро обнаружится, а если и нет, то с кладкой ничего не случится.
Результаты исследования и анализ имеющихся данных доказывают возможность применения силикатных изделий в подвалах, цоколях и фундаментах зданий, а также санузлах и помещениях с мокрым режимом эксплуатации. Расширение области применения силикатных материалов будет отражено в актуализированной редакции СП15.13330 «СНиП II-22—81* Каменные и армокаменные конструкции», которую готовит к выпуску ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко.
References
1. Komev M.V., Korneva T.P. Resistance of silicate materials in water and aggressive media. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2015. No. 10, pp. 8-9. (In Russian).
2. Cherepanov V.I., Nekrasova E.V., Chernykh N.A., Panchen-ko Yu.F. Waterproofness of silicate brick. Stroitel 'nye Materialy [Construction Materials]. 2013. No. 9, pp. 10-11. (In Russian).
5
■ ■■■','J'.-: i Л ■ i Г;-' научно-технический и производственный журнал
® декабрь 2016 13~
