Газобетон- Атмосферная стойкость

Разработанная НИИЖБ и другими институтами технология позволяет готовить крупноразмерные изделия для ограждающих конструкций из газобетона с объемной массой 550—600 кг/м3 с достаточно высокими прочностными показателями.

Газобетонные блоки в Киеве, цена на Стоунлайт и Аэрок за м3

Для решения вопроса о возможности использования таких конструкций в строительстве жилых и промышленных зданий необходимо исследовать атмосферную стойкость этого газобетона.
Известно, что ячеистый бетон в процессе эксплуатации подвергается воздействию как физических, так и химических факторов. К физическим факторам относятся:

1) расклинивающее действие влаги при ее замерзании в ячеистом бетоне;

2) попеременное увлажнение и высыхание, а также попеременное нагревание и охлаждение. Химические факторы — это воздействие углекислого газа воздуха на новообразования, возникающие в процессе тепловлажностной обработки.

В настоящей статье приводятся результаты исследований стойкости газобетонов с объемной массой 550— 600 кг/м3, полученных при оптимальном соотношении различных вяжущих и кремнеземистого компонента.
Химический состав использованных материалов приведен в табл. 1. Скорость гашения извести составляла 6—8 мин; температура гашения 82—88° С; дисперсность молотой извести-кипелки—4000 см2/г; дисперсность молотого шлака и песка соответственно 4000 и 2500 см2/г.

Газобетон готовили при соотношении цемента и песка 1:1 по весу. Для ускорения процесса вспучивания к смеси добавляли 3% извести от веса цемента.
Раствор для газошлакобетона получали из известковошлакового вяжущего и песка в соотношении 1:0,6. Брали такое количество извести, чтобы активность смеси из расчета на содержание СаО соответствовала 8%. Для получения газобетона на смешанном вяжущем готовили смесь из цемента, извести и песка в соотношении

1:1:3. Количество воды затворения брали с таким расчетом, чтобы во всех случаях текучесть смеси составляла 22 vja по Суттарду, а температура смеси равнялась 10° С Параллельно с образцами с объемной массой 600— 550 кг/м3 для сравнения готовили образцы того же состава с объемной массой 700 кг/м3. Как указывалось ранее, одним из факторов, влияющих на образование и развитие микротрещин, является попеременное увлажнение и высушивание, которое приводит к быстрому расшатыванию структуры н в конечном счете к полному разрушению бетона.

Причиной такого необратимого разрушения, как указывал академик Ребиндер, является то, что при увлажнении происходит постепенное растворение мест контакта между отдельными кристалликами, сросшимися в кристаллизационную структуру. При сушке, кроме того, материал разрушается вследствие дифференциального изменения объема, возникающего в наружных п внутренних зонах материала, и появления в связи с этим растягивающих и раскалывающих напряжений.
Для изучения влияния попеременного увлажнения и высушивания приготовленные образцы после предварительного увлажнения в течение 7 ч и последующей сушки в течение 16 ч при температуре 105±5°С испытывали па прочность при сжатии (образцы размером 10Х10Х10 см) и прочность при растяжении (раскалывании). Кроме того, определяли динамический модуль упругости (образцы размером 7Х7Х35 см).

Наши исследования показали, что прочность на сжатие практически не изменилась через 21 цикл попеременного увлажнения и высушивания, в то время как динамический модуль упругости уже через 4—6 циклов резко снизился с 24 000 до 12 000 кгс/см2, т. е. на 50% для газобетона, и с 22 000 до 18000 кгс/см2, т е. на 18% для газошлакобетопа. Интересно отметить, что динамический модуль упругости у газобетона на смешанном вяжущем после четырех циклов попеременного увлажнения и высушивания снизился па 75—80%. Проведенные сравнительные испытания газобетонов тех же составов, по с объемной массой 700 кг/м3 показали, что через 4 цикла их динамический модуль упругости снижается па 60—65%. Прочность при сжатии не является характерным показателем деструктивного процесса, так как на протяжении 21 цикла практически не меняется. Влияние попеременного замораживания и оттаивания на стойкость газобетонов с объемной массой 550—600 кг/м3 изучалось в соответствии с ГОСТ 12852—67. Кроме того, изучалось повеление образцов при хранении на Кришной станции с последующим замораживанием и оттаиванием.

У всех видов газобетонов независимо от их объемной массы после 50 циклов замораживания и оттаивания коэффициент морозостойкости был равен 1. Никаких следов разрушения при внешнем осмотре не наблюдалось. После года хранения таких же образцов на крышной станции с последующим замораживанием и оттаиванием в течение 50 циклов на 8-10% снижается прочность у газобетона на цементе, на смешанном вяжущем и на 12-14% у газошлакобетона. Для газобетонов тех же составов, по с объемной массой 700 кг/м3
прочность снижалась до 15-18%, потеря же в весе во всех случаях составляла 4—5%.
Из химических факторов, воздействующих на стойкость газобетона с пониженной объемной массой, мы изучали влияние углекислого газа.
Известно , что ячеистый бетон при определенных влажностных условиях карбонизируется с образованием карбоната кальция гелия кремневой кислоты. Изучали в основном ячеистый бетон с объемной массой 700 кг/м3 и выше. Представляло интерес как будет вести себя газобетон с объемной массой 550—600 кг/м5 на различных вяжущих в атмосфере со 100% углекислого газа. Стойкость материала характеризовалась изменением прочности при сжатии, динамического модуля упругости и усадки в процессе карбонизации. Методика этих исследовании заключалась в следующем. Готовые образцы после предварительной сушки при температуре 105±5°С помещали в герметически закрытую камеру над водой, пока материал не приобретал адсорбционную влажность. После этого образцы загружали в карбонизационную камеру. Предварительно определяли начальные характеристики газобетонов (прочность при сжатии, при раскалывании, объемную массу, влажность и содержание С02). Кроме того, определяли динамический модуль упругости и измеряли длину для нахождения усадки. В процессе карбонизации через заданные промежутки времени (1, 3, 7, 10, 14 и 20 суток) определяли усадку образцов, динамический модуль упругости, прочность при сжатии и растяжении. Для определения степени карбонизации отбирали пробы с наружной стороны образцов, из середины (па глубине 5 см) и в промежутке между этими двумя точками (на глубине 2,5 см).

Полнота карбонизации характеризовалась одинаковым содержанием С02 по всему сечению образцов.
О ней судили также по увеличению их объемной массы. Для газобетона на цементе и для газошлакобетона степень карбонизации через трое суток достигала 18-22, за 10 суток – 80%. Для газобетона на смешанном вяжущем уже через трое суток степень карбонизации составляла 56-58%, и через 10 суток процесс практически заканчивался. Количество поглощенного углекислого газа для газобетона с объемной массой 550-600 кг/м3 независимо от вида вяжущего составляет 8-11% веса образца, что соответствует 18- 25% СаСОз и разложению 24-33% одноосновного гидросиликата, т. е. почти всего количества новообразований в материале. Можно отметить, что количество разложившихся в материале новообразований хорошо совпадает с определенным ранее содержанием их в газобетоне с объемной массой 700 кг/м3.

Характер изменения фактической прочности газобетонов различного состава в ходе карбонизации показан в табл. 3. Так, через трое суток карбонизации снижение прочности газобетона на цементе доходит до 18%, через 14 суток — до 30% исходной, а через 20 суток, т. е. при полной карбонизации, прочность снова повышается, достигая 80% первоначальной. Снижение прочности газобетона на смешанном вяжущем составило через трое суток 22%, через 14 суток — 26% и через 20суток — 26%. Прочность газошлакобетона уменьшилась за это время соответственно па 7, 27 и 22%. Такой же приблизительно характер изменения прочности наблюдается у высушенного до постоянного веса карбонизированного газобетона.
Характер изменения динамического модуля упругости для всех видов ячеистого бетона приблизительно одинаков, он снижается па 25-35%.

Следует отметить, что если у газобетонов различного состава с объемной массой 700 кг/м3 в процессе карбонизации обнаруживается значительное количество раскрытых трещин (хотя прочность на сжатие при этом снижается незначительно), то у газобетонов с объемной массой 500—600 кг/м3 таких явлений не наблюдается.
Усадка газобетонов с объемной массой 550—600 кг/м3 в процессе карбонизации достигает максимальной величины к 10 суткам и соответствует 1,25—1,35 мм/м.
Наряду с изучением угадки газобетонов и процессе карбонизации при постоянной влажности была исследована полная усадка предварительно карбонизированных в течение 20 суток газобетонов различных составов. Установлено, что полная усадка, т.е. усадка, полученная при высушивании водонасыщенного карбонизированного газобетона до его постоянного веса при нормальных условиях, а затем при температуре 105+5° С, различна и зависит от вида применяемого вяжущего. Полная усадка газобетона и газошлакобетона доходит до 5,1—4,7 мм/м, а газобетона па смешанном вяжущем— до 2,7 мм/м. Полная усадка таких же материалов до карбонизации составляет 1,6—1,8 мм/м.
ВЫВОДЫ
 

Атмосферная стойкость газобетонов с объемной массой 550—600 кг/м3 на различных вяжущих выше, чем у газобетонов с объемной массой 700 кг/м3 того же состава.
Несмотря на большое снижение динамического модуля упругости у газобетона па смешанном вяжущем при переменном увлажнении и высушивании, полная усадка при карбонизации значительно меньше, чем у газобетона на цементе и у газошлакобетона.
Коэффициент морозостойкости после 50 циклов замораживания и оттаивания выше нормативных требований.

Газобетон. Способ объемной гидрофобизации

Высокая влагоемкость и гигроскопичность ячеистых бетонов независимо от технологии производства и способа твердения позволяет применять их только в зданиях с сухими и нормальными режимами. В помещениях с повышенной влажностью применение ячеистых бетонов в настоящее время значительно ограничено. Кроме того, практика показывает, что на строительно-монтажных площадках далеко не всегда создаются благоприятные условия, исключающие увлажнение этих конструкций во время строительно-монтажных работ и транспортирования изделий.

Какие же факторы влияют на влагоемкость и гигроскопичность ячеистых бетонов?

Известно, что при твердении ячеистого бетона часть воды затворения идет на гидратацию вяжущего, а большая часть остается свободной. Свободная вода, испаряясь из затвердевшего бетона, образует капилляры, которые часто остаются открытыми. Такие поры, особенно большого диаметра, являются причиной низкой морозостойкости, если они заполняются водой непосредственно при соприкосновении с нею или счет конденсации пара. Вода эта впоследствии замерзает, разрушая материал. Наличие открытых пор является также причиной деформации и разрушении ячеистого бетона, так как способствует развитию в нем в процессе эксплуатации различного рода дефектов структуры.
Увлажнение материала зависит от способа проникновения влаги. Так, при поглощении влаги из воздуха происходит ее адсорбция и конденсация. И то и другое явление зависит от структуры материала. При соприкосновении с водой наблюдаются смачивание (капиллярный подсос), проникновение влаги под действием гидростатического давления, термодиффузионных и других процессов.

При адсорбции образуется адсорбционный слой воды, который вызывает понижение прочности материала. Этот эффект является обратимым или, во всяком случае, может быть вполне обратимым, так как при исчезновении адсорбированной воды в процессе высушивания восстанавливается первоначальная наивысшая прочность, присущая сухому ячеистому бетону. Однако при адсорбции влаги из воздуха наряду с обратимым эффектом понижения прочности газобетона, капиллярные поры которого частично заполняются водой, возникают еще и необратимые эффекты, ведущие к понижению прочности, а в конечном счете и к полному разрушению ячеистого бетона. Такие необратимые эффекты чаще всего появляются при соприкосновении жидкой фазы (воды) с поверхностью ячеистого бетона.

Под действием проникающей по капиллярам воды может происходить довольно быстрое растворение даже малорастворимых новообразований. Причина такого необратимого эффекта под влиянием воды, заполняющей поровую структуру, была в свое время установлена П. А. Ребиндером. Она заключается в растворении мест контакта между отдельными кристалликами, сросшимися в кристаллизационную структуру. При этом избыток растворенного вещества как бы переносится через раствор и выделяется в порах на свободной поверхности этих кристалликов, в результате чего видимой потери в весе не будет, но прочность сильно понижается. Характер заполнения ячеистого бетона водой при соприкосновении с ней можно представить себе следующим образом: вода вначале поднимается по более крупным капиллярам и по мере движения отсасывается более мелкими. Такое движение воды или капиллярный подсос в значительной степени зависит от количества капилляров, на концах которых наблюдается перепад давления.

В ячеистом бетоне, где капилляры переменного сечения расположены хаотически по всему объему тела, всегда имеются капилляры, ориентированные перпендикулярно направлениям движения жидкости. Эти капилляры не участвуют в подсосе воды, так как в них пет перепада давления. К капиллярам, не участвующим в капиллярном подсосе, относятся также замкнутые (тупиковые) поры.
Предварительные работы, которые были проведены в НИИЖБ в 1970 г., а также изучение отечественной и зарубежной литературы показали, что кроме защиты поверхности ячеистого бетона, т. е. создания гидрофобной пленки, может быть предложен более радикальный путь борьбы с капиллярным подсосом. При этом долговечность ячеистых бетонов обеспечивается их уплотнением за счет заполнения капилляров нерастворимыми в воде веществами либо создаются условия, при которых стенки капилляров не будут пропускать влагу к новообразованиям.

Было установлено, что большинство гидрофобизирующих веществ, пригодных для объемной гидрофобизации плотного бетона при обычных способах их введения в смесь, не дают положительного эффекта в производстве автоклавного ячеистого бетона, особенно газобетона.
В настоящей статье приведены результаты исследования влияния некоторых технологических факторов на капиллярный подсос газобетона, а также характеристики предложенного нами способа объемной гидрофобизации.

Методика определения подсоса заключалась в следующем. Образцы размером 7X7X22 см высушиваются до постоянного веса и погружаются в воду в вертикальном положении на глубину до 3 см в ванну с постоянным уровнем воды. Торцы предварительно очищают от масла, а боковые стороны призмы покрывают парафином.
По истечении 1, 3 ,7, 20, 30, 70 и 100 ч с момента погружения призмы взвешивают и по разности веса определяют прирост влаги в весовых процентах в образце. Таким способом определяли кинетику капиллярного подсоса во времени и полный капиллярный подсос.
Параллельно для выявления эффекта гидрофобизирующей добавки изучался капиллярный подсос в образцах обычного бетона того же состава и объемной массы. Капиллярный подсос газобетона вычислили как среднеарифметическое из результатов испытания трех образцов.
Для изучения влияния некоторых технологических факторов на капиллярный подсос газобетона, а также для исследования возможности снижения капиллярного подсоса были использованы материалы, химический состав которых указан.

Капиллярный подсос зависит от количества микрокапилляров, образованных за счет воды затворения. На основании этого можно было ожидать, что с увеличением количества воды затворения при изготовлении ячеистой смеси, т. е. с повышением В/Т, капиллярный подсос должен увеличиваться. Для опытов были изготовлены образцы газобетона с объемной массой 600 кг/м3 и разным количеством воды затворения, что должно было соответствовать водотвердому отношению 0,4; 0.5 и 0,6. Одновременно были изготовлены такие же образцы с объемной массой 600 кг/м3, размером 10Х10Х10см для определения предела прочности при сжатии.

Наибольшая прочность и наименьший капиллярный подсос характерны для газобетона с водотвердым отношением 0,5. Так, при В/Т, равном 0,5, прочность при сжатии соответствовала 48 кгс/см2, а увеличение веса за счет капиллярного подсоса составляло 26%. При В/Т, равном 0,4 и 0,6, был получен газобетон с прочностью соответственно 41 и 43 кгс/см2, а увеличение веса за счет капиллярного подсоса было равно 33 и 34%.
Из приведенных данных видно, что эффективность капиллярного подсоса не столько зависит от величины В/Т, сколько от структуры материала. Капиллярный подсос сильно зависит от объемной массы газобетона, доказательством чему могут служить результаты соответствующих исследований.
C уменьшением объемной массы, т.е. с увеличением количества макропор, полученных в результате взаимодействия извести с алюминиевой пудрой, капиллярный подсос возрастает. Если для объемной массы 970 кг/м3 увеличение веса за счет капиллярного подсоса составляет 16%, то для объемной массы 730 кг/м3 оно доходит до 24%, а для объемной массы 400 кг/м3 — до 50% веса образца.

Большую роль играет также тепловлажностная обработка. По данным Ф. М. Иванова, с увеличением температуры повышается объем макропор в бетоне, а следовательно, и его проницаемость. Чтобы выяснить, как влияет тепловлажностная обработка ячеистого бетона на капиллярный подсос, были изготовлены две партии образцов газобетона с объемной массой 700 кг/м3 одного и того же состава. В одном случае образцы были подвергнуты провариванию при 95е С при нормальном давлении, а в другом – запариванию. Капиллярный подсос запаренного ячеистого бетона выше, чем пропаренного, на 40—50%.
Таким образом, данные, полученные нами, также подтвердили закономерность, на которую указывает Ф. М. Иванов.
В процессе изучения характера капиллярного подсоса в ячеистом бетоне и способов его понижения был предложен новый способ гидрофобизации ячеистого бетона. Он заключается в том, что битум марки 5 или другое инертное нерастворимое в воде твердое вещество с температурой плавления не ниже 50 и не выше 170°С тонко размалывается совместно с известняком или другим минеральным веществом (зола. известь, песок и др). Было установлено, что добавка такой смеси к ячеистому бетону (независимо от вяжущего) в количестве 5% из расчета на чистый битум от веса сухих компонентов бетона снижает капиллярный подсос ячеистого бетона через 1 ч с 19 до 5%, а через 100 ч—с 24 до 10%.

Особенно эффективна такая добавка к теплоизоляционному ячеистому бетону. Так, например, если через 1 ч контрольные образцы газобетона на смешанном вяжущем с объемной массой 450 кг/м3 увеличились в весе за счет капиллярного подсоса на 25%», а через сутки на 36%», то образцы такого же газобетона, но с добавкой 10% битума увеличились в весе за счет капиллярного подсоса на 4,5 и 9%. Через 100 часов количество впитанной воды в гидрофобизированном образце возросло до 13% веса образца, в то время как контрольные образцы увеличились в весе на 44%.

Еще больший эффект наблюдается в опытах с теплоизоляционным материалом из газозолосиликата. Если контрольные образцы газозолосиликата с объемной массой 300 кг/м3. в течение суток набирают влаги до93% по весу, то такие же образцы, но с добавкой битума в количестве 8% веса сухих веществ увеличились в весе только на 15%. Количество впитываемой влаги практически не меняется при дальнейшем нахождении образца в воде.
Чтобы установить, как влияет добавка битума на сорбционные свойства ячеистого бетона, были изготовлены образцы газобетона размером 10Х10Х10 см на разных вяжущих, с объемной массой 600 кг/м3 с добавкой битума и без добавки (контрольные). После автоклавной обработки готовили пластины размером 10Х10Х1.5 см, которые помещали над водой в закрытом эксикаторе.
Добавка битума в количестве 5% к газобетону независимо от вида нижущего снижает адсорбцию до 30%. Такое же явление наблюдается при испытании газобетона на паропроницаемость.
Интересно отметить, что десорбция влаги из гидрофобизированных образцов газобетона в лабораторных условиях такая же, как и у образцов из негидрофобизированного газобетона.

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о бане

Статьи по пеноблоку,пенобетону,пенобетонным блокам

Статьи pp-budpostach.com.ua Статьи по бетону

Статьи Все о заборах

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о крышах ( виды, материал, как лутше выбрать)

Статьи Все о Фундаменте

Статьи по газобетону ( газоблоку ), газобетонных блоков, газосиликатнных блоков

Новости, статьи, слухи, факты, разное и по чу-чуть

Статьи по кирпичу ( рядовому, лицевому,облицовочному,клинкерному, шамотному, силикатному,)