CC BY
39ВОДОПОГЛОЩЕНИЕ ПЕНОСТЕКЛОБЕТОНА Чуков И.Д.
Чуков Игорь Дмитриевич — бакалавр, кафедра технологии строительных материалов и метрологии, строительный факультет, Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, г. Санкт-Петербург
Аннотация: в статье рассказывается о современных тенденциях в строительстве, а именно месте легких бетонов на рынке строительных материалов. В тексте изложена информация о классификации легких бетонов по назначению, перечислены плюсы и минусы легких бетонов, затрагивается вопрос о наиболее оптимальном водоцементном отношении легких бетонов -керазитобетон, пеностеклобетон, анализируется кинетика водопоглощения и процесс обратной миграции влаги, описывается экспериментальная часть, в ходе которой было определено потенциально наиболее рациональное водоцементное отношение. Ключевые слова: строительство, легкие бетоны, пеностекло, утеплитель, водопоглощение.
УДК 691.535
Одним из важных направлений развития промышленности строительных материалов по технологии керамики является повышение номенклатуры и качества выпускаемых изделий при максимальном использовании местного сырья.
Развитие мирового строительства неразрывно связано с нарастающей тенденцией применения строительных материалов и конструкций, обеспечивающих значительное снижение массы зданий и сооружений.
Одним из ведущих мест здесь принадлежит легким бетонам, которые, в свою очередь, могут успешно развиваться только при наличии достаточно развитой и совершенной сырьевой базы, включая пористые заполнители [3].
Легкие бетоны можно различить по назначению. Так, они могут быть теплоизоляционными, у них усредненный показатель плотности равен 500 кг/м3, тогда как теплопроводность не превышает 0,25 Вт/(мХ). Такие бетоны принято использовать для получения плит и иных изделий с теплоизоляционными особенностями. Существует разновидность и конструктивно -теплоизоляционных бетонов, средний показатель плотности которых может достигать 1400 кг/м3, а теплопроводность не превышает 0,6 Вт/(мХ), тогда как прочность равна М35 и выше. Такие бетоны с успехом используют при возведении самонесущих и несущих элементов, среди которых стены и перекрытия. Еще одна разновидность легких бетонов по назначению — конструкционные, показатель их средней плотности равен пределу 1400-1800 кг/м3, прочность — М50, а уровень морозостойкости стартует от F15. Такие бетоны применимы при возведении несущих конструкций.
Плюсы легких бетонов:
• превосходные теплозащитные особенности;
• возможность уменьшить толщину конструкций за счет вышеприведенной характеристики;
• прочность;
• долговечность;
• морозостойкость;
• легкость обработки;
• огнестойкость;
• незначительная масса.
Минусы легких бетонов
• необходимость проведения оштукатуривания;
• неустойчивость к истиранию;
• более значительная стоимость по сравнению с традиционным бетоном.
Показатель плотности бетона во многом определяется плотностью заполнителя, зерносоставом, количеством жидкости и вяжущего, которые были применены в процессе производства.
Какое водосодержание легкобетонной смеси достоверно считать за «истинное»? В зависимости от индивидуальных особенностей каждого пористого заполнителя при одинаковых исходных количествах воды содержание её в растворной части бетона будет различным. В 1933 г. эту особенность легких бетонов описывал Н.А. Попов.
Недостаток воды для легких бетонов оказывает более негативное влияние, чем её избыток. Так, при недостатке воды в смеси в количестве 5-8% оптимального наблюдаются отклонения в показаниях прочности от среднего значения ±15-20%.
Рис. 1. Изменчивость показателей прочности легких бетонов в зависимости от избытка или недостатка воды: по оси Х — отклонения в расходе воды от оптимальной водопотребности легкобетонной смеси, %; по оси У — отклонения показателей прочности отдельных образцов легкого бетона от среднего значения
серии образцов, %
Избыток воды, хотя и снижает прочность бетона, однако разброс показаний прочности в 3-4 раза меньше. Таким образом, можно считать, что из-за недостатка воды образуется повышенная неоднородность, ухудшается слитная структура состава. Скорее всего ухудшается и адгезия.
Водопоглощение является гораздо более значимой характеристикой для пористых заполнителей, чем для тяжелых (плотных). Не только исходя из большой разности в величине их показателей, но и, главное, исходя из различия в их кинетике. Для пористых заполнителей характерен весьма длительный период (до 40—45 сут.), в течение которого объем поглощаемой влаги может увеличиваться. Вторая особенность заключается в обратной миграции влаги [1].
Н.И. Макридин провел эксперименты с водопоглощением керамзита [4].
Таблица 1. Показатель водопоглощения керамзита в зависимости от В/Ц и времени
Время В цементном тесте
В/Ц=0,3 В/Ц=0,4 В/Ц=0,6 В/Ц=0,8 В воде
15 мин - 5,3 5,6 6 8,8
30 мин 3 5,6 7,6 7,8 10,5
60 мин 3,3 5,4 10,3 10,3 13,9
120 мин 2,8 3,2 8,3 11,2 15
2 сут - - - - 19,8
20 сут - - - - 36
Были проведены аналогичные испытания для пеностекла
Таблица 2. Показатель водопоглощения пеностеклобетона в зависимости от В/Ц и времени
Время В цементном тесте
В/Ц=0,3 В/Ц=0,4 В/Ц=0,6 В/Ц=0,8 В воде
15 мин - 1,3 1,4 1,5 2,2
30 мин 0,8 1,4 2,0 2,0 2,6
60 мин 1,0 1,4 2,6 2,5 3,5
120 мин 0,9 0,8 2,6 2,8 3,8
2 сут - - - - 5,0
20 сут - - - - 9,0
Из таблицы следует, что водопоглощение пеностекольного заполнителя за 20 суток не превышает соответствующий показатель за 1 ч требуемый по ГОСТ 32496-2013.
Немаловажный фактор заключается в том, что обратная миграция влаги зерен заполнителя в цементном тесте происходит вскоре по завершении приготовления легкобетонной смеси. Анализируя таблицу, можно предположить, что кинетика отмеченного явления предопределяется водоцементным отношением. Оно начинается для керамзита при В/Ц = 0,4— через 30—60 мин, а при В/Ц=0,6 — через 60—120 мин; для пеностекла В/Ц=0,4 - через 60 мин, а при В/Ц=0,6 - через 120 минут.
Оптимальным значением В/Ц для разрабатываемого состава пеностеклобетона является показатель 0,4±0,05%.
Список литературы
1. Бужевич Г.А. Легкие бетоны на пористых заполнителях. М.: Стройиздат, 1969. 272 с.
2. ГОСТ 25820-2014 Бетоны легкие. Технические условия.
3. Иванов И.А. Легкие бетоны на искусственных пористых заполнителях. М.: Стройиздат, 1993. 182 с.
4. Макридин Н.И., Нежданов С.К. Влияние степени водосодержания керамзита на его прочностные характеристики и изменения структуры. Пенза, 1970.
