Файл: Черкасов, Г. И. Введение в технологию бетона.pdf

Рис 92. Зависимость прочности силикатного бетона от вяжу­ щеводного отношения при постоянном составе (марке) вяжущего.

Необходимо отметить, что достоверность зависимости Бо- ломея—Скрамтаева для силикатных бетонов ниже, чем для цементных. На прочность силикатных бетонов оказывают влияние дополнительные факторы, связанные с видом изве­ сти, тонкостью помола компонентов, режимами запаривания и др., которые точно -не могут быть учтены значениями мар­ ки вяжущего и коэффициентами А и С. Накапливание опыт­ ных данных и статистическая обработка их позволит в даль­ нейшем уточнить эту и другие зависимости свойств бетона от состава и технологии его изготовления.

Режимы запаривания

Сформованные силикатобетонные изделия должны быть выдержаны некоторое время до начала их запарки в авто­

клаве.

При использовании негашеной извести необходима вы­

297

держка для полной гидратации извести, так как иначе свобод­ ная окись кальция при нагреве парам в автоклаве бурно гидратируется .с увеличением в объеме и разрушает структуру изделия. Время предварительного выдерживания зависит от состава бетона, вщ^а извести, ее активности и скорости гаше­ ния; в среднем оно исчисляется в три-пять часов.

При формовании изделий с применением гашеной извести опасных деформаций расширения за счет гашения извести быть не может. В этом случае выдержка необходима для при­ обретения изделиями некоторой пластической прочности и подсушки верхнего слоя, который при формовании более увлажнен, чем основная масса изделия.

Основные принципы запаривания силикатобетонных изде­ лий были изложены при рассмотрении твердения известково­ кремнеземистого вяжущего.

В настоящее время для запаривания применяют автоклавы со стандартным давлением от 8 до 12 атм. Изделия запари­ вают в большинстве случаев в формах без крышек.

При обычной технологии запаривания изделий с выпуском паровоздушной смеси из автоклава рекомендуется подъем давления и температуры до максимальных значений произ­ водить в течение двух-трех часов, причем большее время на­ грева берется для более массивных конструкций. Время изо­ термического прогрева обычно принимаИт равным семи-вось­ ми часам, и спуск давления осуществляется в течение двух-четырех часов, также в зависимости от массивност'1 изделия.

Определенному составу бетона и известково-кремнеземис-, того вяжущего соответствует^ свое оптимальное давление, которое в общем случае повышается с увеличением в вяжу­ щем содержания извести и. тонкости помола кремнеземистого компонентаНашими учеными установлено, что оптимальным -при запарке силикатных бетонов следует считать давление

.12—16 атм. Используемые в настоящее время давления 8— 11 атм недостаточны для всех видов силикатных бетонов, не­ эффективны также и давления свыше 16 атм. Применение оптимальных давлений пара позволит сократить цикл запа­ ривания и увеличить прочность бетона.

V. ПОДБОР СОСТАВА ТЯЖЕЛОГО СИЛИКАТНОГО БЕТОНА

Задача подбора состава мелкозернистого силикатного бе­ тона сводится к нахождению соотношения количеств воды В.

298

известково-кремнеземистого вяжущего Ц и паска П, обеспе­ чивающего требуемые удобоукладываемость смеси и проч­ ность затвердевшего бетона. Подбор на данных материалах проводят экспериментально один раз, в результате чего могут быть построены графики и даны аналитические зависимости для расчета других составов бетона. Предполагается, что при подборе состава бетона уже определен оптимальный состав известкоро-кремнеземистого цемента, установлены его марка и режим запарки бетона.

Подбор производят в следующем порядке:

1)приготовляют три замеса теста из вяжущего и воды со значениями Ц/В, равными 1,5; 2; 2,5;

2)каждый замес теста смешивают с песком до получения требуемой удобоукладываемости смеси;

3)из полученных замесов формуют стандартные образцы бетона, определяют объемные веса свежеизготовленных об­ разцов; одновременно проверяют правильность полученных составов по формуле абсолютных объемов;

4)образцы запаривают по заданному режиму и после охлаждения испытывают на прочность при сжатии по стан­ дартной методике;

5)имея значения Ц/В и Re для требуемой удобоуклады­ ваемости, строят график зависимости прочности бетона от Ц/В, определяют коэффициенты А и С и выражают зависи­ мость прочности бетона в аналитической форме;

6)наносят на график зависимость расхода песка от Ц/В„ необходимого для обеспечения заданной удобоукладывае­ мости смеси.

График подбора состава мелкозернистого силикатного бе­ тона приведен на рис. 93.

Пользуясь графиком, можно для каждой требуемой марки силикатного бетона определить Ц/В, П и рассчитать коли­ чество воды по формуле

В=П000——■—■—

Тц 7п

и затем определить Ц.

Учитывая, что установленная зависимость прочности бе­ тона от цементоводного отношения применима в достаточно широком диапазоне для малоподвижных и умеренножестких смесей, можно на график нанести значения содержания песка для обеспечения других значений удобоукладываемости бе­ тонной смеси. Эти значения несложно получить, сделав опыт-

29»

Рис. 93. Пример подбора мелкозернистого силикатного бетона.

ные замесы для определения только удобоукладываемости смеси, без изготовления опытных образцов.

При подборе крупнозернистого силикатного бетона необ­ ходимо при операции по пункту 2 сделать замес теста вяжу­ щего со смесями мелкого и крупного заполнителя, взятых в разных соотношениях. За оптимальное соотношение между заполнителями принимают такое, при котором для обеспече­ ния нужной удобоукладываемости потребуется наименьшее количество теста.

VI. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТЯЖЕЛЫХ СИЛИКАТНЫХ БЕТОНОВ

Прочностные свойства

Согласно СНиП за марку плотных силикатных бетонов по прочности (Ro) принимается предел прочности при сжатии

.300:

образцов кубов 20 x 20 x 20 см, прошедших автоклавную об­ работку одновременно с изделиями и испытанных в остывшем до температуры 20—25° состоянии.

Так же как и для цементных бетонов, в зависимости от крупности заполнителей разрешается изготовлять кубы мень­ ших стандартных размеров; полученные в этих случаях зна­ чения прочности бетона приводят к марочной умножением на

Обычно прочностные показатели мелкозернистых силикат­ ных бетонов определяют на образцах размером Юх Юх Ю см; получаемая при этом прочность будет завышена по сравнению с марочной на 17,6%.

Призменная прочность силикатных бетонов (Rnp) находит­ ся в пределах 0,7—0,9, прочность при растяжении (RP) — в пределах 0,08—0,1 Re, причем мелкозернистые бетоны харак­ теризуются верхними пределами значений Rnp и Rp.

Принятые нормативные сопротивления силикатных бето­

Фактически более .высокие, нежели установленные норма­ ми, значения Rnp и Rp для мелкозернистых силикатных бето­ нов вызывают неучитываемый запас прочности конструкций около 10%.

Силикатные бетоны, находясь в воздушных условиях, с течением времени, как правило, не изменяют свою прочность. Отмечаемые в некоторых исследованиях небольшие спады и «нарастания прочности, очевидно, объясняются частичным раз­ ложением гидросиликатов и карбонизацией свободной извес­ ти в результате неоптимального минералогического состава

301

затвердевшего вяжущего. Однако со временем положение стабилизируется и прочностные показатели принимают посто­ янное значение.

При нахождении силикатных бетонов в воде прочность их несколько понижается, что может быть объяснено как общим снижением прочности материалов из-за расклинивающего действия воды (эффект Ребиндера), так и выщелачиванием свободной извести. И хотя силикатные бетоны относятся к во­ достойким материалам, возможность их применения для кон­ струкций, постоянно находящихся в водных условиях, тре­ бует дополнительных исследований.

Деформативные свойства

Особенности деформативных свойств силикатных бетонов вызваны характером их цементирующей связки, которая со­ стоит из хорошо закристаллизованных гидросиликатов и не содержит веществ, способных выделять новые количества це­ ментирующих образований. Наиболее ярко эти особенности проявляются в мелкозернистых бетонах, характеризующихся повышенным количеством известково-кремнеземистого вя­ жущего.

Новообразования в известково-кремнеземистом вяжущем имеют преимущественно волокнистое строение, ввиду чего

.силикатные бетоны обладают повышенной ^ деформативностью под нагрузкой по сравнению с цементными бетонами. Модули упругости силикатных бетонов ниже, а предельные деформации больше, чем у равнопрочных цементных бетонов. Так, по данным И. М. Красного, для равнопрочных тяжелых бетонов марки 200 мгновенные модули упругости имеют сле­ дующие значения: 280 ■103 кГ/см2 у цементного бетона нор­ мального твердения, 230-103 кГ/см2 у цементного бетона авто­ клавного твердения и 130 -103 кГ/см2 у силикатного мелкозер­ нистого бетона. Величины предельных деформаций этих бетонов соответственно 0,7; 1,1 и 1,6 мм/м.

Значения нормативных (расчетных) модулей упругости плотных силикатных бетонов приведены в табл. 59.

Силикатные бетоны обладают меньшей усадкой и ползу­ честью, чем цементные, так как эти свойству связаны с при­ сутствием незакристаллизованного силикатного геля, которо­ го гораздо больше в цементном бетоне.

Абсолютные значения усадки силикатных песчаных бето­ нов от потери влаги не превышают 0,4 мм, т. е. ниже значений усадки мелкозернистых цементных бетонов.

302

' Предельная характеристика ползучести плотных силикат, пых бетонов в среднем равна 1,6, в то время как для авто­ клавных цементных мелкозернистых бетонов 1,8, а для це­ ментных бетонов естественного твердения 3,5.

Если учесть повышенные упругие и пониженные пластиче­ ские деформации у силикатных бетонов по сравнению с це­ ментными, то суммарные полные деформации в обоих видах бетонов будут близки.

Долговечность

Долговечность силикатных бетонов, как и обычных, опре­ деляется их морозостойкостью, водонепроницаемостью, устой­ чивостью в агрессивных средах и огнестойкостью.

Морозостойкость силикатных бетонов при применении ка­ чественных заполнителей зависит от их структуры, характе­ ристики пористости и состава новообразований. Для повыше­ ния морозостойкости бетона необходимо стремиться к умень­ шению макропор за очет развития микропористости и пере­ ходной пористости, а также к оптимальному соотношению одноосновных и двухосновных гидросиликатов в цементном камне.

При соблюдении указанных условий могут быть получены силикатные бетоны с морозостойкостью 150—’300 циклов, т. е. примерно соответствующей морозостойкости цементных бе­ тонов. При этом должно быть ограничено В/Ц смеси и коли­ чество вяжущего в бетоне. Так, по данным И. М. Красного, для получения морозостойких силикатных бетонов необхо­ димы водоцементные отношения не выше 0,4 и жесткость сме­ сей не менее 20 сек.

Для морозостойких бетонов не следует увеличивать тон­ кость помола песка свыше 4000 см2/г и применять давления в

303