Строительство

Панельное и крупноблочное строительство промышленных и энергетических объектов

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Крупнопористый цементный и силикатный бетон изготовляется из гравия или щебня, вяжущего и воды без песка или с незначительным количеством песка. Гравий или щебень-для крупнопористого 'бетона применяется как природный тяжелый, так и природный или искусственный легкий. Исходные материалы для изготовления крупнопористых бетонов-применяют те же, что и для легких плотных бетонов.

Крупнопористые бетоны могут быть легкими с объемным весом менее 1 800 кг/м3 и тяжелыми с объемным весом 1 800 кг/м3 и более. Для упрощения структуры книги все крупнопористые бетоны рассмотрены совместно.

Объемный вес .крупнопористого бетона на обычных тяжелых заполнителях в основном определяется объемным весом заполнителя, так как вес вяжущего составляет небольшую долю в общем весе бетона. Однако с понижением объемного веса заполнителей и соответственно бетона доля веса вяжущего возрастает до 25—50%. Зависимость между объемными весами цементного крупнопористого бетона и заполнителя приведена в табл. 5-74.

Объемные веса крупнопористых бетонов на тяжелых заполнителях обычно находятся в пределах 1600—2 000 кг/ж3, а на легких — 700—1 400 кг/м3. Крупные стеновые блоки из крупнопористого бетона изготовляются в основном из естественного тяжелого заполнителя  (главным образом гравия).

Подбор состава крупнопористого бетона может ' производиться любым способом при условии получения крупнозернистого бетона заданных прочности, морозостойкости и объемного веса в наименьшие сроки из смеси, имеющей необходимую удобоукладываемость при наименьшем расходе цемента.

Проведенными в НИИЖБ исследованиями свойств крупнопористых бетонов на различных пористых и плотных заполнителях установлен ряд закономерностей, которые приводятся ниже:

прочность крупнопористого бетона на легких пористых заполнителях, обладающих по сравнению с тяжелыми заполнителями обычно малой прочностью, определяется прежде всего прочностью этих заполнителей;

прочность крупнопористых 'бетонов на различных легких и тяжелых заполнителях почти не зависит от их зернового состава;

оптимальное водоцементное отношение для крупнопористого бетона на легких заполнителях  должно   определяться  не  плотностью, и

прочностью цементного теста, а его вязкостью, которая при принятом способе уплотнения смеси обусловливает строение бетона, от которого зависит и его прочность. Строение крупнопористого бетона наибольшей прочности характеризуется максимально плотной «упаковкой» зерен заполнителя и отсутствием стекания цементного теста из вышележащих слоев бетонной смеси.

Крупнопористый бетон на гравии при равных расходах цемента имеет несколько большую прочность, чем бетон на щебне, что объясняется более плотной «упаковкой» зерен гравия и уменьшением при этом толщины прослоек цементного теста.

В СССР в 1959 г. издана Инструкция по приготовлению и применению крупнопористого бетона (СН 60-59) [Л. 38], применительно к которой и даны изложенные ниже рекомендации.

Размер зерен заполнителей для крупнопористого бетона должен быть в пределах 5—40 мм. При применении заполнителя крупностью 10—20 мм бетон получается большей прочности и с более равномерной пористостью. Применение более однородных и сравнительно мелких заполнителей снижает объемный вес и коэффициент теплопроводности крупнопористого бетона и уменьшает его воздухопроницаемость.

При применении однофракционных заполнителей (например, 10—20 мм) расход вяжущих увеличивается на  10%.

Ориентировочный расход цемента принимается по табл. 5-75. Для подбора состава крупнопористого бетона на гравии с объемным весом более 1 500 кг/ж3 могут быть использованы показатели табл. 5-76, составленной по данным В. Г. Скрамтаева и А. Н. Атапина [Л. 38].

Для определения ориентировочного значения водовяжущего отношения В/Вяж в крупнопористом  бетоне  для  данного   расхода  цемента можно также воспользоваться графиком, приведенньщ на  5-10. Фактический расход воды обычно составляет от 0,45 до 0,55 от расхода вяжущих.

Для повышения подвижности и удобоукла-дываемости смесей крупнопористого бетона применяются поверхностно-активные добавки, а также добавки извести в виде тонкомолотого порошка или теста; для ускорения твердения уложенной бетонной смеси применяется хлористый 'кальций как отдельно, так и совместно с поверхностно-активными добавками.

Ориентировочные расходы цемента при подборе состава крупнопористого керамзито-бетона принимаются по табл. 5-75 (с учетом примечания). Оптимальным считается расход цемента, при котором разрушение образца крупнопористого .керамзитобетона происходит как по контактам гранул, так и по самим гранулам.

Ориентировочный расход керамзитового гравия для крупнопористого бетона принимается по табл. 5-77, воды—по табл. 5-78.

Расходы цемента, заполнителя и воды, принятые по таблицам, уточняют пробными замесами с изготовлением из них контрольных кубиков. При этом подобранный состав должен обеспечить нерасслаиваемость крупнопористой бетонной смеси. Правильно подобранная по составу и приготовленная бетонная смесь характеризуется:

однородностью и равномерным обволакиванием зерен заполнителя цементным тестом;

отсутствием стекания цементного теста с зерен заполнителя при укладке бетонной смеси;

нерасслаиваемостью бетонной смеси при транспортировании ее и при укладке.

При приготовлении крупнопористого бетона точность дозировки (по весу или при необходимости по объему) составляющих по инструкции [Л. 38] установлена: для цемента,  добавок и воды— ±1% и для заполнителей — ±2%.

Загружение мешалок при приготовлении крупнопористого бетона рекомендуется производить в следующем порядке:

при влажных заполнителях — заполнитель и вяжущие подаются в мешалку одновременно с требуемым количеством воды;

при сухих заполнителях сначала загружаются заполнители, добавляется 2/3 потребного на замес количества воды и после кратковременного перемешивания (1—2 мин) загружается вяжущее и остальное количество воды.

Перемешивание составляющих бетонной смеси рекомендуется производить:

при тяжелых заполнителях — в мешалках принудительного действия и в бетономешалках свободного падения;

при легких заполнителях — только в мешалках принудительного действия.

Наименьшая продолжительность перемешивания составляющих бетонной смеси, считая с момента загрузки всех материалов в барабан и до начала выгрузки смеси из него, ориентировочно (до уточнения на пробных замесах в лаборатории)  принимается:

при приготовлении бетонной смеси из тяжелого заполнителя в бетономешалке — 3 мин;

то же в мешалке принудительного действия — 2—3 мин;

при изготовлении бетонной смеси на легких заполнителях в мешалке принудительного действия — 4—5 мин.

По исследованиям, проведенным в НИИЖБ при изготовлении крупнопористых бетонов с заполнителем, поверхность которого покрыта крупными порами и кавернами (аглопорит, шлаковая пемза и др.). целесообразно применять двухстадийное перемешивание составляющих. Сначала заполнитель перемешивается с одним тонкомолотым материалом и частью воды, затем добавляется цемент и остальная часть воды и смесь дополнительно перемешивается в течение 2 мин.

При этом способе цемент расходуется на склеивание зерен заполнителя, а не на заполнение пор на их поверхности, что позволяет для заданной прочности вдвое сократить расход цемента по сравнению с обычной схемой приготовления бетона на заполнителе данного вида [Л. 29].

При подаче бетонной смеси с помощью бетонораздатчика или бункерами высота падения смеси не должна превышать 80 см.

Укладка бетонной смеси в формы производится слоями -по 20—30 см с равномерным уплотнением каждого слоя. Для крупнопористого бетона серьезное значение имеет вопрос о способах его уплотнения.

Согласно инструкции [Л. 38] уплотнение крупнопористого бетона производится с применением кратковременного вибрирования на виброплощадке площадочными или наружны-ми (на бортовой оснастке) вибраторами. Время вибрирования, как правило, не должно превышать 10—15 сек, с тем чтобы не вызывать стекания цементного теста с поверхности заполнителя.- Допускается также уплотнение с помощью легкого трамбования или штыкования, главным образом в углах и по периметру формы. Уплотнение крупнопористого бетона внутренними вибраторами не допускается.

Тепловлажностная обработка крупнопористых бетонов осуществляется теми же методами и по тем же технологическим режимам, как и для обычного бетона. Электропрогрев крупных блоков из крупнопористого бетона производится при обязательном наличии слоя раствора снизу на поддоне формы и сверху -блока.

В жарком и сухом климате поверхность крупнопористого бетона целесообразно сохранять во влажном состоянии в течение 2—3 дней.

Ниже .приводится несколько примеров изготовления -крупнопористого бетона для стенных элементов.

1. Трест Челяб-металлургстрой изготовлял крупнопористый бетон для наружных стеновых блоков толщиной 40 см и весом до 4 т. Состав 'бетона марок 50 и 75 приведен в табл. 5-79 {Л. 53].

Щебень из доменного отвального шлака имел фракции 5—20 мм с насыпным объемным весом 1 250 кг/ж3, в состав бетона добавлялось 5—10% шлаковой пыли. Изготовленный бетон марок 50—75 имеет водопоглоще-ние 3,7—5%, морозостойкость—бэлее 15 циклов и низкую гигроскопичность около 1 % при относительной влажности Еоздуха 90%.

2, В Латвийской ССР сравнительно широко организовано производство крупнопористого бетона из природного щебня и гравия для стеновых блоков. Применение щебня и гравия различных карьеров при одинаковых расходах цемента показало весьма близкие объемные--веса и пределы прочности при сжатии этого материала. При расходе цемента марки 400 от 115 до 130 кг/м3 и при фракциях щебня или гравия 10—55 мм объемный вес крупнопористого бетона составлял от 1 800 до 1 870 кг/мъ и предел прочности при сжатии от 50 до 57 кГ/см2, а при расходе цемента 108—112 кг/м3 прочность -бетона .на щебне с фракциями 5—20 и 40—80 мм снижалась до 32 кГ/см2.

Опытами также установлено, что:

а)         применение    смешанных    фракций    заполнителя

дает увеличение -объемного веса крупнопористого бетона

всего на 3%;

б)         отношение объем.ного   веса  крупнопористого   бе

тона  и   объемного  веса   заполнителя  составляет   1,24—

2,30;

в)         для обеспечения хорошего качества крупнопори

стого бетона важно следить, чтобы цементное тесто не

сливалось на -дно ф01рмы,  а равномерно  обволакивало

зерна заполнителя;

г)         наилучшие 'показатели прочности крупнопористо

го бетона получаются   при в-одоцеме-нтном    отношении

в -пределах от 0,55 до 0,60;

д)         15 циклов замораживания и оттаивания не вызы

вают каких-либо повреждений качественно приготовлен

ного крупнопористого -бетона.

3.         Трестом    «Магнитострой»   в   небольшом     объеме применяется крупнопористый :бетон на шлаковой пемзе, состав,  объемный :вес  и прочность  которого приведены в табл. 5-80 {Л. 98].

4.         На Днепропетровском и Ждановском домостроительных   комбинатах    (УССР)    используется   крупнопористый шлакопемзобетон для  стеновых панелей  жилых домов  (при расчетной зим.ней температуре —20° С). Физико-механические   и   объемно-весовые     характеристики шлакопемзобетона приведены в табл. 5-81.

Следует отметить высокий для легкого бетона вес для этого материала, определяющийся высоким весом шлаковой пемзы, примерно в 1,5 раза превышающий объемный вес керамзита.

Состав шлакопемзобегона для панелей наружных и внутренних стен приведен в табл. 5-82. Средняя величина сопротивления теплопередачи составляет 1,28 м2-ч-град/ккал [Л.  114].

5.         На    опытном    заводе  б.  ВНИИТИСМ в Москве

успешно   освоено   изготовление  крупных   блоков   (130Х

X60X50 см)  из крупнопористого бетона на вибромоло

том  бесцементном  вяжущем.

Рекомендуемый в результате опытов состав вяжущего: извести-кипелки — 60% и очажных остатков или молотого кирпичного боя (цемянки)—40%; активность извести — 50—80%;   активность  массы — 6—7%.

Тонкость помола вяжущего определялась остатком на сите 10 000 отв/см2 не более 5%. Перед помолом материалы подсушивались до влажности не более 2— 3%. В качестве щебня использовались известняк или битый кирпич.

Рекомендуемый состав крупнопористого бетона 1 : 5 по весу (вяжущее : щебень). Срок перемешивания бетонной смеси 5—6 мин, уплотнение блоков производилось на вибростолах- с пригрузкой или поверхностным вибратором.

Предел прочности при сжатия материала блоков на известковом цементе 90—100 кГ/см2, на кирпичном щебне — 50 кГ/см2; блоки выдерживали 30 циклов попеременного замораживания и оттаивания 'без нарушения их структуры [Л. 10].