В качестве заполнителей в бетонах применяли топливные шлаки, гранулированные металлургические шлаки, шлаки электрофосфорного производства, керамзит.
Основные данные, характеризующие заполнители, приведены в табл. 32. Составы ГЦПВ и ГШЦПВ, на которых изготовляли легкие бетоны, приведены в табл. 33. В опытах применялись бетонные смеси различной подвижности, характеризуемые удобоукладываемостью от 5 до 60 сек.
| Вид легкого заполнителя | Объёмный вес в кг/м3 | Пустотность в % | Наибольшая крупность в мм |
|---|---|---|---|
| Шлак топливный | 950 | 63 | 30 |
| Гранулированный шлак Чусовского завода | 950 | 66 | 20 |
| Шлаки фосфорного производства | 1330 | 48 | 10 |
| Керамзит | 550 | 49 | 20 |
Бетонные образцы с величиной ребра 10 см после изготовления хранились во влажных опилках, часть образцов – в воде. Результаты определения зависимости основных физико-механических свойств бетона от водовяжущего отношения при различных расходах вяжущего даны в табл. 34. Они свидетельствуют о том, что при уменьшении водовяжущего отношения от 0,80 до 0,50 прочность бетонов при сжатии увеличивается с 60 до 120 кГ/см3. При применении пластичных смесей, не требующих уплотнения (при производстве на прокатных станах), можно получить бетоны марки М50-М75 с объемным весом в зависимости от вила заполнителей 1200 – 1650 кг/м3.
| Обозначение составов вяжущих | Состав ГЦПВ и ГШЦПВ в % по весу | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| гипс строительный | портландцемент | пуццолановый портландцемент | трепел | шлак молотый Чусовского завода | известь | |
| 1 | 65 | 23 | -- | 12 | -- | -- |
| 2 | 70 | -- | 30 | -- | -- | -- |
| 3 | 60 | -- | 40 | -- | -- | -- |
| 4 | 57 | -- | -- | 10 | 30 | 3 |
| 5 | 60 | -- | 40 | -- | -- | -- |
При более жестких бетонных смесях (удобоукладываемостью до 30 – 60 сек) повышается прочность образцов во все сроки твердения в 1,3…1,6 раза; при этом для бетонов с меньшим расходом вяжущего наибольший эффект дает применение жестких смесей.
Более высокие показатели при одном и том же расходе ГЦПВ получаются при использовании керамзита.
Введение в керамзитобетон кварцевого песка позволяет получать быстротвердеющие бетоны марки 150 с объемным весом 1650 кг/м3 при расходе ГЦПВ ‚400 – 450 кг/м3.
Увеличение в составе ГЦПВ доли пуццоланового портландцемента с 30 до 40% повышает интенсивность роста прочности таких бетонов при твердении их в воде, и соответственно возрастает водостойкость, подтверждением чему является рост коэффициентов размягчения.
Легкие бетоны на ГЦПВ с удобоукладываемостью 50-60 сек характеризуются интенсивным ростом прочности: предел прочности при сжатии через 2ч составляет 20-30% R28, т. е. 25-60 кГ/см2. Такая прочность позволяет высвобождать многие изделия из форм вскоре после формования.
Использование для керамзитобетона ГЦПВ повышенной прочности (в которых строительный гипс заменен высокопрочным или ангидритом) способствует повышению марки бетона.
В связи с этим проведены исследования по получению теплоизоляционно-конструктивного и конструктивного керамзитобетона с объемным весом 1200 – 1600 кг/м3. В качестве основных материалов в данной серии опытов использовали вяжущие оптимальных составов (3, 4, 6, 7, а для сравнения – 1 по табл. 24), керамзитовый гравий и песок (керамзитовый и кварцевый речной). Подбор состава бетона производился при расходе ГЦПВ от 300 до 600 кГ/м3; В/В отношение устанавливалось с учетом заданной удобоукладываемости.
При подборе состава керамзитобетона руководствовались «Указаниями по подбору состава и приготовлению керамзитобетона» и «Инструкцией по изготовлению изделий из керамзитобетона».
Результаты определения основных физико-механических показателей легкого бетона при расходе вяжущего 300, 400 и 600 кг на кубический метр бетона при разной жесткости бетонной смеси (от 30 до 60 сек) приведены на рис. 19, 20. Они свидетельствуют о значительном изменении прочности керамзитобетонных образцов в зависимости от расхода вяжущего и водовяжущего отношения. Несколько меньшее влияние (как и ранее) оказывает вид вяжущего (составы 3, 4 и 6, 7). При увеличении расхода вяжущего от 300 до 600 кг/м3 предел прочности при сжатии увеличивается от 200 до 400 кГ/см2.
Из рассмотренных выше данных, а также из результатов, приведенных в табл. 35, можно сделать вывод о том, что при расходе вяжущего 300 – 600 кг/м3 получают керамзитобетон марок М125 – М225 и М200 – М350 (показатели прочности при сжатии образцов с размером ребра 10х10х10 пересчитаны на прочность образцов с размером ребра 20 см) соответственно при объемных весах 1200 и 1600 кг/м3 (в сухом состоянии). Эти бетоны водостойкие и характеризуются интенсивным ростом прочности (предел прочности при сжатии через 2 ч равен 50 – 110 кГ/см2).
| Состав вяжущего в % по весу | Расход вяжущего на 1 м3 бетона в кг | Объёмный вес в кг/м3 | Марка бетона при жесткости в сек | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ангидрит | высокопрочный гипс | клинкер | шлак | трепел | 30 | 60 | ||
| 50 | -- | 30 | -- | 20 | 300 | 1600 | 150 | 200 |
| 600 | 250 | 325 | ||||||
| -- | 50 | 30 | -- | 20 | 300 | 1600 | 175 | 225 |
| 600 | 275 | 350 | ||||||
| 300 | 1200 | 100 | 125 | |||||
| 600 | 200 | 225 | ||||||
Примечание. Марки легких бетонов на ГШЦПВ оптимальных составов аналогичны.