Файл: Волженский А.В. Гипсовые вяжущие и изделия (технология, свойства, применение).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 112
Скачиваний: 2
Т а б л и ц а VI.7 Капиллярное всасывание, водопоглощение и водостойкость различных материалов
|
Капиллярное всасывание пр |
|||
|
высоте подъема воды в м < |
|||
Материал |
|
через |
|
|
|
|
|
|
|
|
15 мин |
1, 5 ч 1 |
сут. |
7 сут. |
ГЦП вящущее* . . |
_ |
_ |
_ |
_ |
Водопоглоще ние в % |
Коэффици ент водостой кости |
_ |
0,68-0,7 |
То же, с добавкой
С Н В * ........................
То же, с добавкой битумной эмульсии*
Гипс варочный** . .
Гипс высокопроч ный*** .....................
ГЦП раствор 1:3 (по массе) на строи тельном гипсе* . .
То же, на высоко прочном гипсе* . .
Гипсовый раствор 1:3 (по массе)* . . .
Раствор 1:3 (по мас се) на гипсе с до бавкой извести и молотого шлака****
Раствор 1:3 (по мас се) на портландце менте* . . . .
То же, на шлакопортландце,менте* .
Кирпич красный*****
Кирпич силикат ный***** . . „ .
Шлакобетон*****
— _ _ _
_ _ _ _
Через 3 сут.
13 30 115 160
7,5 18 80 160
16 18 20 26
_
_
_
— — — —
0,65—0,78
0,76—0,8
—0,4
_ 0,5
7,7
16,9
0,74
4,8
11 0,78
_
45 0,42
35 0,48
7
16,8 0,6—0,7
7,4
17,8 0,6—0,8
—
34 0,7
—
38.0,6-0,7
—
41 —
*По данным А. В. Ферронской
**По данным Г. Д. Копелянского
***По данным П. И. Боженова
**’f* По данным А А. Антипина
***** По данным Р. Е. Брилинга
П р и м е ч а н и е . Над чертой — водопоглощение в % (по массе); под чертой — то же, объемное.
2 8 6
Стойкость ГЦП и гипсовых материалов при храпении их на воздухе и в воде определялась на разных вяжу щих и добавках: гипс строительный и высокопрочный, ангидрит; клинкеры низко-, средне- и высокоалюминатные с разным содержанием C 3 S ; гидравлические активные добавки осадочного и вулканического происхождения, а также шлаки. На некоторых составах вяжущих изготов лялись также растворы и бетоны (тяжелые, легкие на пористых заполнителях и ячеистые).
Для всех составов вяжущих определяли концентра цию гидрата окиси кальция через 5 и 7 суток, а иногда и в более поздние сроки по методике, изложенной в МРТУ 21-8-65.
Представленные в табл. VI. 8 наиболее интересные результаты исследований позволяют сделать следующие выводы.
Долговечность образцов из ГЦП вяжущих раство ров и бетонов при хранении как на воздухе, так и в воде обеспечивается в том случае, если принятое соотноше ние между цементом и добавкой снижает концентрацию гидрата окиси кальция до необходимых пределов (ме нее 1,1 г)л и не более 0,85 г/л соответственно через 5 и 7 суток). Во всех случаях при этом идет непрерывный рост прочности. Абсолютные значения прочности образ цов, твердевших в воде, близки к значениям прочности образцов, твердевших в воздушных условиях, и только после трех лет водного хранения наблюдается некото рое отставание.в росте прочности по сравнению с проч ностью образцов, твердевших на воздухе.
Аналогично ведут себя образцы, изготовленные из гшцп вяжущего, состоящего из гипса, гранулирован ного доменного шлака и извести либо из гипса, грану лированного доменного шлака и цемента с незначитель ным количеством активной добавки или без нее. Отли чительной особенностью их является то, что они в пер воначальный момент имеют менее интенсивный прирост прочности, чем по истечении шести, а иногда и более месяцев.
Несколько иначе ведут себя образцы, изготовленные из ГЦП вяжущих, в качестве добавок в которых исполь зованы пемзы, туфы и другие добавки вулканического происхождения. При этом, несмотря на более высокие показатели концентрации гидрата окиси кальция (чем
287
Т а б л и ц а VI. 8. Влияние вида портландцемента и природных добавок на основные свойства гипсовых вяжущих
С о с т а в в я ж у щ е г о в % ( п о м а с с е )
стрри- |
п о р т |
Д9бав- |
тель- |
л а н д |
|
ный |
ц е - |
ка |
гипс |
м е а т |
|
Вяжу щее: песок (по
м а с с е )
Применяв |
|
|
Предел прочности при сжатии -в к г с/с м 2 |
|
|
|
||||||
шиеся мате |
|
|
|
|
|
|||||||
риалы ■ |
|
при врдном хранении через |
|
при влажном хранении через |
Rводн28 . |
|||||||
порт- |
добав |
28 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ланд- |
3 |
5 |
10 |
28 |
1 |
3 |
5 |
10 |
/£=•----- |
|||
це- |
ка |
сут. |
год |
,2 8 |
||||||||
мент |
года |
лет |
лет |
сут. |
год |
года |
лет |
лет |
сух. |
;100 |
|
|
>1:0 |
— |
|
— |
50 |
26 |
21 |
__ |
|
|
66 |
33 |
29 |
26 |
20 |
|
0,46 |
||
65 |
23 |
12 |
1:0 |
г |
|
в |
108 |
139 |
166 |
164 |
170 |
L10 |
143 |
176 |
181 |
185 |
0,68 |
||||
65 |
23 |
12 |
.1:0 |
г |
|
Д |
106 |
126 |
158 |
156 |
160 |
п о |
124 |
162 |
160 |
150 |
0,64 |
||||
65 |
23 |
12 |
1:0 |
г |
|
X |
100 |
118 |
140 |
123 |
Раэр. |
102 |
124 |
162 |
160 |
150 |
|
0,64 |
|||
65 |
|
12 |
|
|
|||||||||||||||||
2 3 |
1:0 |
с |
|
В |
106 |
151 |
178 |
175 |
180 |
96 |
170 |
184 |
188 |
190 |
0,72 |
||||||
65 |
2 3 |
12 |
1:0 |
с |
|
X |
78 |
120 |
146 |
141 |
130 |
80 |
127 |
160 |
164 |
149 |
0,55 |
||||
65 |
|
12 |
1:0 |
Б |
|
||||||||||||||||
|
2 3 |
|
|
в |
118 |
156 |
175 |
180 |
191 |
122 |
172 |
183 |
190 |
198 |
|
0,8 |
|||||
65 |
23 |
12 |
1:0 |
Б |
|
X |
95 |
130 |
151 |
146 |
140 |
89 |
140 |
170 |
176 |
180 |
|
0,63 |
|||
50 |
30 |
20 |
1:2 |
Е |
|
с |
92 |
118 |
126 |
— |
— |
|
92 |
126 |
138 |
138 |
|
|
0,7 |
||
50 |
30 |
20 |
1:2 |
Е |
|
д |
90 |
100 |
128 |
— |
— |
|
89 |
138 |
155 |
155 |
_. |
0,69 |
|||
50 |
30 |
20 |
1:2 |
Е |
|
— |
— |
|
|||||||||||||
50 |
1:2 |
|
X |
86 |
98 |
100 |
180 |
--. |
88 |
116 |
116 |
1.18 |
___ |
|
0.68 |
||||||
30 |
20 |
М |
Пенза АН140 |
175 |
175 |
_ |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
50 |
30 |
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1:2 |
М |
Пенза Л Щ |
125 |
125 |
126 |
— |
— |
— |
— . |
— |
— |
|
|
||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||
П р и м е ч а н и е . |
Г — завода |
«Гигант», 42,76% C3S |
и |
14,28% |
С3А; С — Себряковского |
завода 47 |
16 г S |
и |
бяюг. г л- |
||||||||||||
56~сЛВОД„а 8 2%ОЛГШдеВИп ’ |
r8,4% |
CsS |
и |
4'8% |
СзА; |
Е-Еманжелинского, |
49 |
c ' s |
и 9,4% СэА-^М —Магнитогорского1 завода’ |
||||||||||||
«а/» |
п |
п *СзА' |
В ~ |
Вольск°го |
месторождения, |
активность |
365 мг/г; |
X — Хотьковского |
месторожденияР |
активность |
|||||||||||
283 мг/г, |
Д - |
Дабужского |
месторождения, |
активность |
320 |
мг/г■ С - |
Сурского |
месторождения, |
активность 340*ла/г |
|
|
|
указано в МРТУ 21-8-65), образцы набирают прочность в возрасте пяти и более лет.
Количество комбинированной добавки (цемент+добавка) при длительном хранении (более пяти лет) так же оказывает влияние на долговечность образцов. Ком бинированная добавка в количестве 20% массы ГЦП вяжущего является недостаточной и приводит к сниже нию прочности. Следует напомнить, что при обследова нии было обнаружено снижение прочности в изделиях даже при твердении их не в воде, а во влажных ус ловиях), в которых ГЦП вяжущее содержало добавки менее 20%.
Влияние минералогического состава цементов (глав
ным образом СзА и C3 S) |
сказывалось в первую очередь |
на характере изменения |
и конечном результате прочно |
сти во времени. Лучшие результаты прочности показа ли образцы, изготовленные на ГЦП вяжущем с исполь зованием низкоалюминатных цементов.
Водопроводная вода, в которой хранились образцы, оказывает на них выщелачивающее действие. Стойкость материалов по отношению к действию в этих условиях мягких вод определяется в целом составом и структурой новообразований.
В первые сроки выделение Са(ОН)2 происходит бо лее интенсивно, чем в последующие. Интенсивность вы деления Са(ОН)2 зависит от вида и, главное, от коли чества использованных добавок. Чем больше их, тем меньше свободной гидроокиси кальция остается в об разцах, кроме того, образуется больше низкоосновных новообразований (типа гидросиликатов кальция и др.), которые более устойчивы при сравнительно невысоких концентрациях Са(ОН)2 в растворе, заполняющем поры образцов.
Кривые дифференциально-термического анализа, так же как и микроскопический и рентгеноструктурный анализы проб, свидетельствуют, что существенных изме нений в структуре образцов и новообразований после длительного пребывания образцов на воздухе и в воде не происходит.
Образцы из чистогипсовых вяжущих при твердении на влажном воздухе после 28 суток снижают свою проч ность примерно к врем месяцам на 30%, а при дли тельном хранении в воде размываются с постепенным снижением прочности.
289
Стойкость бетонов при чередующемся увлажнении и высыхании
Исследование этого вопроса особенно необходимо для определения долговечности материалов, работающих в ограждающих конструкциях.
По данным многих исследователей [89, 104, 23, 113 и др.], попеременное увлажнение и высушивание рас шатывает структуру бетона, причем повышается трещинообразование, снижается стойкость к агрессивным воздействиям.
Проведенные в МИСИ им. В. В. Куйбышева иссле дования с учетом «Указаний по производству смешан ных вяжущих веществ и применению их в строитель стве» (СН 75-59) показали, что ухудшение свойств бе тонов на основе гипса происходит с первых же циклов испытаний. Практически образцы из них разрушаются после пяти циклов, в то время как ухудшение свойств ГЦП бетонов обнаруживается только после 25 циклов. С увеличением количества циклов прочность уменьша ется при постепенном разрушении образцов через 35— 50 и 85, 53 и 30 циклов соответственно для мелкозернис того и тяжелого бетона, керамзитобетона и ячеистого бетона.
При обследовании и натурных наблюдениях было ус тановлено, что при чередующемся намокании и высы хании в эксплуатационных условиях происходит изме нение влажности и связанное с этим объемное измене ние, в основном в поверхностном слое. Следовательно, образцы по принятой методике испытаний оказываются в более жестких условиях, чем бетон в зданиях. Поэто му по результатам лабораторных испытаний трудно ус тановить связь с поведением изделий в эксплуатацион ных условиях. Однако уже сейчас можно утверждать, что бетоны на основе ГЦП вяжущего являются более стойкими, чем бетоны на гипсе при данном воздействии.
Стойкость бетонов при чередующемся замораживании и оттаивании
Практика отечественного и зарубежного строитель ства, а также обширные исследования советских и за рубежных ученых показали, что морозостойкость явля ется одним из важнейших свойств, определяющих срок
290
службы сооружения, подвергающегося совместному дей ствию воды и мороза. Созданная в настоящее время теория морозостойкости бетона показывает, что моро зостойкость зависит от строения и свойств цементирую щего вещества в бетоне, а также от строения и монолит
ности бетона |
в целом; от температуры замораживания |
и оттаивания |
и ряда других факторов. |
Особенностью структуры гипсобетона является его повышенная пористость, обусловливающая высокую сте пень водонасыщения, которая составляет примерно 15% для пластичных бетонов и 9% для трамбованных. Та ким образом, теоретически гипсобетон должен иметь по ниженную морозостойкость.
Действительно, как показали исследования многих авторов, морозостойкость бетонов и растворов на гип совых вяжущих пониженная (не более 10—15 циклов) и зависит от вида гипсового вяжущего, плотности об разцов, от влажности их и вида заполнителя. Оказа лось, что чем жирнее гипсобетон (раствор), тем без опаснее его подвергать замораживанию в раннего воз расте. Это создает благоприятные условия для ведения кладки на гипсовых растворах в зимних условиях (ме тодом замораживания), а также складирования гипсо вых изделий после их изготовления в зимнее время, ес ли температура наружного воздуха не ниже —20°С.
Морозостойкость бетонов и растворов из ГЦП и ГШЦП вяжущих на основе строительного гипса изуча ли Я. Л. Арадовский, В. И. Стамбулко, Ю. С. Цуканов, А. В. Ферронская, В. П. Щеглова и др. По их данным, образцы из теста, изготовленные при постоянном водовяжущем отношении (0,55) с содержанием в вяжущем около 25% комбинированной добавки, недостаточно мо розостойки. Применение низкоалюминатного цемента при изготовлении ГЦП и ГШЦП вяжущих увеличивает морозостойкость образцов по сравнению с цементами, содержащими повышенное количество трехкальциевого алюмината. Объясняется это, очевидно, образованием большого количества в этом случае гидросульфоалюмината кальция, являющегося неморозостойкой составляю щей цементного камня.
В растворе образцы пластичной консистенции в за висимости от содержания в ГЦП вяжущвхМ цемента и трепела характеризуются морозостойкостью тем боль шей, чем выше доля цемента в вяжущем. И если после
291
восьми циклов гипсовые образцы теряли ■более 50% прочности, то введение 50% комбинированной добавки вызвало увеличение морозостойкости до 40 циклов. Мо розостойкость бетонных образцов выше, чем раствор ных, и .составляет 35 и более циклов.
Морозостойкость тяжелых, мелкозернистых и легких бетонов повышенной прочности из ГЦП и ГШЦП вяжу- * щих изучали Т. А. Васильева, Г. Ф. Михайлова,
М. В. Пулин, А. В. Ферронская и др.
По данным исследований этих авторов, при всех со ставах бетонов снижение расхода вяжущего с 500 до 300 кг/ж3 уменьшает морозостойкость на 25—30%. Ос новным фактором, определяющим морозостойкость бе тонов, является водовяжущее отношение. Так, переход от жесткости бетонной смеси 50—60 сек к жесткости 15—20 сек приводит к падению морозостойкости в сред нем на 10—15%.
Увеличение песка в бетонной смеси (составы 1 :2,5; 1:2) снижает морозостойкость на 10—12%, а повыше ние модуля крупности от 1,9 до 2,9 при неизменном со ставе бетона повышает морозостойкость на 20—25%.
При разных расходах вяжущего и неизменной под вижности бетонной смеси морозостойкость бетона на гравии выше, чем морозостойкость бетона на щебне. Высокой морозостойкостью отличаются образцы, изго товленные на керамзитовом гравии.
Исследованиями показано [42], что морозостойкость можно повысить с помощью поверхностно-активных ве ществ. При введении ПАВ происходит снижение водопотребности, повышение плотности и, как следствие,
Т а б л и ц а VI.9. Влияние расхода вяжущего на относительную эф фективность действия добавок на ГЦП бетоны
Повышение морозостойкости по сравнению с контрольным составом в % при введении добавок
Расход вяжущего в кг!м3
|
ССБ |
СНВ |
ГКЖ-10 |
ГКЖ-94 |
300 |
135 |
2Ш |
167 |
268 |
400 |
128 |
192 |
138 |
265 |
500 |
148 |
181 |
143 |
260 |
292
Т а б л и ц а VIЛО. Влияние жесткости бетонной смеси на относитель ную эффективность действия добавок на ГЦП бетоны
|
Повышение морозостойкости по сравнению с контрольным |
|||
Ж есткость |
|
составом в % при введении добавок |
|
|
|
|
|
|
|
бетонной смеси |
|
|
|
|
в сек |
ССБ |
СНВ |
г к ж - ю |
ГКЖ-94 |
|
||||
50—60 |
116 |
182 |
143 |
245 |
■16— 20 |
■158 |
200 |
■155 |
275 |
понижение водопоглощения, что указывает на коренное изменение структуры. При этом наиболее эффективными оказались добавки СНВ и ГКЖ-94. Однако при введении ПАВ наблюдалось некоторое снижение прочности, со ставляющее в среднем 3% для ССБ; 3—5% для СНВ; 1,5—2 и 6—7% сооветственно для ГКЖ-Ю и ГКЖ-94.
Из приведенных в табл. VI. 9 средних данных по от носительной эффективности воздействия поверхностно активных добавок на ГЦП и ГШЦП бетоны с разными расходами вяжущего на 1 мг бетона видно, что с уве личением расхода вяжущего относительная эффектив ность добавок уменьшается. Подобное же уменьшение относительной эффективности добавок наблюдается и при увеличении жесткости бетонной смеси (табл. VI. 10).
Наилучшие результаты получены при введении в
смесь добавки ГКЖ-94, увеличившей в среднем моро зостойкость в 2,5—3 раза (до 180—200 циклов). Не сколько меньше влияние ГКЖ-Ю и СНВ, повысивших морозостойкость в 1,5—2 раза. Эффект от использования ССБ 30—40%. Статистическая обработка результатов с помощью метода ранговой корреляции [155] подтвер дила сделанные выводы.
Показатели морозостойкости получены при испыта нии бетонов в водонасыщенном состоянии. Натурные об следования и длительные наблюдения показали, что влажность материала в наружных ограждающих конст рукциях даже в условиях мокрого температурно-влажно стного режима не превышает 20%. Изучение морозостой кости образцов, влажность которых составляла 3,5 и
293