Повышение трещиностойкости изделий из автоклавных ячеистых бетонов

В последние годы внедрены некоторые технологические мероприятия, повысившие трещиностойкость ячеистых бетонов: запрещено применять цемент с добавками трепела, рекомендован минералогический состав цемента, обеспечивающий получение бетона с пониженной уездной, разработана комплексная вибротехнология, обеспечивающая повышенную плотность межпоровых стенок и др. Однако только технологические приемы не обеспечивают трещиностойкость ячеистого бетона и изделий из него при усадочных деформациях. Для этого необходимо осуществлять комплекс мероприятий на стадиях проектирования, изготовления и эксплуатации изделия.

Между тем нормативные документы по проектированию и технологии изготовления изделий из ячеистого бетона не предусматривают комплексных требований по повышению трещиностойкости бетона и изделий из него при усадочных деформациях. Важность проблемы повышения трещиностойкости для ограждающих конструкций из ячеистых бетонов недооценивается.

Разработанные в нашей стране приемы повышения трещиностойкости ячеистых бетонов и изделий из них при усадочных деформациях используются недостаточно.

Существенным вкладом в практическое использование результатов многочисленных исследований явится дифференциация ячеистых бетонов по их трещиностойкости и дифференцирование использование таких бетонов. В проектах необходимо указывать вид бетона, из которого рекомендуется изготавливать данное изделие. Так как трещиностойкость бетонов на извести в 1,5-2 раза ниже, чем на цементе или смешанном вяжущем, необходимо использовать их для производства мелких стеновых камней и теплоизоляции, а крупноразмерные изделия изготавливать лишь на смешанном вяжущем, цементе или специальном вяжущем автоклавного твердения. Зависимость трещиностойкости ячеистого бетона от вида кремнеземистого компонента и метода образования пор служит основанием для дифференцированного применения ячеистых бетонов. Например, пенобетон имеет пониженную в 1,5-2 раза трещиностойкость по сравнению с газобетоном, поэтому целесообразно использовать его лишь для производства мелких изделий.

Отсутствие комплексности в решении проблемы повышения трещиностойкости изделий из автоклавных ячеистых бетонов особенно сказывается на при недостаточном внимании к способам уменьшения градиентов деформации по сечению изделия.

Одним из основных способов уменьшения величины градиента деформации по сечению изделия является увеличение интенсивности внутреннего массопереноса материала при одновременном уменьшении или сохранении на одном уровне показателей внешнего массообмена. Интенсивность внутреннего массообмена связана со структурой пористости: с ростом степени объединения макропор она увеличивается. При этом трещиностойкость бетона повышается. В то же время увеличение степени объединения макропор приводит к уменьшению прочности и морозостойкости бетона. Таким образом, структура пористости должна оптимизироваться одновременно по трём показателям: трещиностойкости, морозостойкости и прочности бетона.

ДобавкаКоличество добавки, % массы сухих материаловОбъёмная масса кг/м3Прочность при сжатии, кгс/см2Прочность при растяжении, кгс/см2RP/R
- - 685 51 5,4 0,107
Доломит 2 730 54 7,3 0,135
Асбест 7-го сорта 1,5 730 52 6,5 0,125
2,5 698 54 7,9 0,147
CaCl2 + жидкое стекло 0,15 + 0,24 660 52 7,3 0,141
0,25 + 0,24 707 63 8,7 0,138
0,5 + 0,24 697 60 8 0,133
Смола № 89 0,15 707 55 7,2 0,132
0,25 750 50 7,7 0,154

Степень объединения макропор при прочих равных условиях увеличивается с ростом пористости, т. е. с уменьшением объемной массы бетона. Таким образом, одним из путей повышения трещиностойкости ячеистого бетона является уменьшение его объёмной массы при сохранении достаточной прочности и морозостойкости. Например, уменьшение объемной массы газобетона с 700 до 500 кг/м3 повышает его трещиностойкость в 2,5…3,5 раза.

Значительно влияет на уменьшение градиента деформации по сечению изделия отделка фасадной поверхности панелей. Необходимо, чтобы градиенты усадки от перепадов влажности и степени карбонизации по сечению изделия не вызывали появления в его поверхностном слое напряжений, превышающих предел прочности бетона при растяжении. Этому требованию удовлетворяет отделка каменными дроблёными материалами, рассчитанная по методике Уральского Промстройниипроекта. С использованием этой отделки в Свердловске построено зданий площадью более 2 млн. м3.

К пленочному покрытию в качестве отделки предъявляется требование отсутствия трещин на его поверхности. Для этого предельная растяжимость пленочного покрытия должна быть выше деформации ячеистого бетона, развивающейся в эксплуатационных условиях. Такой является отделка типа «декор».

Для панелей с проёмами наиболее эффективным способом предупреждения образования усадочных трещин в углах проемов является предварительное натяжение арматуры, применение которого уменьшает себестоимость производства этих панелей.

Долговечность ячеистобетонных конструкций во многом зависит от своевременного ремонта отделки их фасадной поверхности. Однако нет никаких указаний о допускаемом сроке ремонтных работ для каждого вида отделки.

Ряд приемов повышения трещиностойкости ячеистых бетонов должен осуществляться на стадии изготовления изделия.

Уровень собственных напряжений кристаллического сростка и усадки ячеистого бетона уменьшается при использовании цемента без трепета и с пониженным содержанием алюминатов. Более значительный эффект можно получить при использовании специального автоклавного вяжущего с повышенным содержанием бетона и с минимальным содержанием алита.

При подборе состава ячеистого бетона критерием служит прочность при сжатии. Состав бетона, подобранный по максимуму прочности при сжатии, не является оптимальным па прочности при растяжении. Основные показатели бетона, определяющие его трещиностойкость‚ – усадка‚ прочность при растяжении, растяжимость – при подборе его состава не увеличиваются. Целесообразно подбирать состав ячеистого бетона по прочности при растяжении с одновременным обеспечением требуемой прочности при сжатии.

Перспективным способом повышения прочности при растяжении ячеистого бетона является направленное изменение технологических параметров, обеспечивающее образование в ячеистом бетоне наряду с другими гидросиликатами ксонотлита и введение в сырьевую смесь органических и неорганических добавок, в том числе армирующих межпоровые стенки для повышения прочности бетона при растяжении.

Исследовали влияние около 30 органических и неорганических добавок на прочность ячеистого бетона при растяжении. Результаты опытов, приведенные в таблице, показали возможность увеличения предела прочности бетона при растяжении на 30-60%, а отношение RР/R на 30-40% при использовании недефицитных добавок. Применение этих добавок не требует изменения технологических параметров производства.

Все указанные приемы повышения трещиностойкости бетона должны войти в нормативные документы по проектированию и изготовлению изделии из ячеистого бетона. Одни из них должны рассматриваться на обязательные, а другие применяться лишь для определённой группы изделий.

С увеличением размеров и усложнением конфигурации изделий увеличивается число обязательных приемов. Например, трещиностойкость мелких армированных элементов и панелей из них, получаемых методом укрупнительной сборки, обеспечивается при уменьшении объемной массы бетона, применении отделок, повышающих трещиностойкость изделий, регламентации межремонтного периода восстановления отделок и своевременного её ремонта. Для панелей полосовой разрезки длиной 6-7 м необходимо использовать большее число приемов, повышающих трещиностойкость. Более полным будет перечень приемов для панелей размером на комнату, получаемых непосредственной заливкой изделия.

В каждом конкретном случае с учетом вида выпускаемых изделий и условий производства можно установить комбинацию приемов, обеспечивающих трещиностойкость изделий при усадочных деформациях бетона.

Выводы

  • Особенностью автоклавного ячеистого бетона является его недостаточная эксплуатационная трещиностойкость.
  • Необходимо комплексное использование способов повышения трещиностойкости на стадии проектирования, изготовления и эксплуатации изделий из этого бетона.
  • Нормативные документы по проектированию и изготовлению изделий из автоклавных ячеистых бетонов должны предусматривать не только их гарантированную прочность, но и гарантированную эксплуатационную трещиностойкость при усадочных деформациях. Для этого необходимо дополнить действующие нормативные документы рекомендациями по обеспечению эксплуатационной трещиностойкости бетона и изделий и данными по межремонтным периодам эксплуатации в зависимости от вида отделки фасадной поверхности.