Легкий бетон на пористых заполнителях гост: Бетон легкий на пористых заполнителях

Содержание

Легкий бетон, легкие и тяжелые бетоны их отличия, на пористых заполнителях, состав легкого бетона, теплоизоляционный, поризованный, ячеистый

Легкий бетон – смесь на основе пористых наполнителей, которые снижают его плотность (менее 1800 кг/м3). Он обладает хорошими теплоизоляционными качествами, имеет маленький вес, поддается обработке (распил, сверление, бурение).

Состав легкого бетона

При приготовлении легкого вида бетона используют такие же компоненты, что и для обычного раствора. Главное отличие – материал заполнителя. Это может быть керамзит, шарики пенопласта, шлак, мелкие стеклянные шарики, заполненные воздухом. Дополнительно могут добавляться различные пластификаторы. Для большей пористости раствор вспенивают.

Легкие и тяжелые бетоны и их отличия

  • Плотность. У тяжелого бетона она выше, в связи с использованием разных компонентов в качестве заполнителя.
  • Сфера применения. Тяжелый используют при изготовлении монолитных конструкций, так как он прочнее и долговечнее. Легкий же бетон хорош для ограждающих конструкций в жилых помещениях. Он имеет хорошую шумоизоляцию и теплоизоляцию.
  • Обработка. Легкий бетон хорошо поддается сверлению и пилению. Тяжелый, за счет использования в нем твердых наполнителей, намного прочнее.

Легкие бетоны на пористых заполнителях

Изготавливая легкий бетон на заводе, используют заполнители природного и искусственного происхождения, а также отходы производства.

Природные

  • Пемза.
  • Вулканический шлак.
  • Вулканический туф.

Искусственные

  • Керамзит.
  • Аглопорит.
  • Шлаковая пемза.
  • Гранулированный шлак.
  • Вспученный вермикулит.

Отходы промышленности

  • Топливные шлаки.
  • Золошлаковые смеси.
  • Отвальные металлургические шлаки.

Заполнитель подбирают исходя из назначения приготовляемой смеси.

Легкие бетоны отличаются по структуре

  • Легкий теплоизоляционный бетон применяется для изготовления теплоизоляционных плит. Средняя плотность – 500 кг/м3, а теплопроводность – 0,25Вт(mx °C).
  • Крупнопористые. Смесь не содержит песок. Количество пустот достигает 25%.
  • Поризованный легкий бетон. Использование специального порообразователя снижает плотность раствора и повышает его пористость.
  • Легкий ячеистый бетон. Получают путем добавления легкого заполнителя и внедрения пузырьков воздуха. Существует два вида материала: пенобетон и газобетон. Подходит для строительства малоэтажных конструкций.

Компания «НИКС-К» производит и реализует легкие бетоны по низким ценам, ведь мы производитель. У нас вы можете заказать нужный материал как оптом, так и в розницу.

Почему сотрудничать с «НИКС-К» выгодно

  • Собственный парк спецтехники для доставки заказа по Москве и области.
  • Сертифицированная лаборатория для контроля качества отпускаемой продукции.
  • Автоматизированный весовой комплекс для отгрузки точного объема заказанных смесей.
  • Автономная энергетическая установка для работы в любых условиях, даже при отключении городской сети.
  • Система видеонаблюдения на погрузочной площадке для решения всех спорных вопросов.

ГОСТы и СНиПы | DCM-Group

Для того, чтобы проверить параметры бетона по влажности, пользуются нижеуказанным методом, соответствующим ГОСТ 12730.0. Таким методом можно провести испытания над бетонными образцами любого вида.

Для определения параметров влажности, пользуются:

  • противнями
  • сушильным шкафом;
  • эксикатором;
  • хлористым кальцием;
  • лабораторными весами.

Процесс делится на три этапа: подготовку, фазу испытаний и обработку данных с их последующим занесением в журнал.

ПОДГОТОВКА И ТРЕБОВАНИЯ К ОБРАЗЦАМ

Параметры влажности определяют по пробам дробленных бетонных образцов, оставшимся после экспериментов по определению параметров прочности, или по специально изготовленным образцам. Сначала следует определить вес образцов и поместить их в герметично закрывающуюся либо паронепроницаемую тару. Контейнер по значению объема не должен превышать пробы более, чем вдвое.

Для бетонов с пористыми заполнителями коэффициент крупности раздробленных фрагментов равен максимальному габариту зерен заполнителя. Наибольшая допустимая масса образца составляет 1000 г. Такие же показатели допустимы для тяжелых бетонов.

Максимально допустимая крупность мелкозернистых, ячеистых либо силикатных бетонных образцов не превышает 5 мм, а наибольшая их масса — 100 г.

ХОД ИСПЫТАНИЙ

    1. Сразу после взвешивания каждый из образцов кладут в сушильный шкаф, в котором, выдерживая температуру 100 — 110°C, добиваются их постоянной массы.

Последняя считается константой после двух последовательных взвешиваний с минимальным интервалом в 4 часа и погрешностью в 0,1 %.

  1. Перед проведением повторного взвешивания бетонные пробы следует охладить на эксикаторе, пользуясь безводным хлористым кальцием.
    При этом величина допустимой погрешности не может превышать 0,01 г.
  2. Влажность бетона вычисляют по схеме, описанной в ГОСТ 12852.6.

ОБРАБОТКА ДАННЫХ

Полученные значения масс проб перед сушкой и после нее сравнивают, определяя значение параметров влажности бетона в процентах. При этом учитывают плотность сухого бетона и воды.

Конечным результатом экспериментов принято считать среднее арифметическое всех получившихся значений параметров влажности различных проб бетона.

Новые конструкционно-теплоизоляционные легкие бетоны на основе пористых стекловидных заполнителей

При правильном назначении состава бетона обеспечивается первичная защита арматуры от коррозии без дополнительных затрат, апористость таких бетонов регулируется как на уровне заполнителя, так и на уровне растворной составляющей, что позволяет получать структуры, обладающие благоприятной для формирования микроклимата сорбционной влажностью. В связи с этим такие бетоны весьма перспективны для применения в наружных ограждающих конструкциях.

В связи с этим внимание исследователей давно акцентировано на возможности расширения сырьевой базы и производства новых пористых заполнителей, в частности, гравиеподобных, имеющих сплошную оболочку с закрытой пористостью, твердая фаза которых более чем на 90% находится в аморфизированном стекловидном состоянии (в дальнейшем – стекловидных). Большое содержание стеклофазы, полученной от введения в шихту искусственного или природного стекла, и равномерное распределение мелких пор правильной формы является общей особенностью заполнителей такого типа. По данным исследований прочностных показателей стеклофазы заполнителей, проведенных в НИИСМ им. С.А. Дадашева, фактическая прочность материала стенок пор в пористых заполнителях увеличивается в 2 – 2,5 раза при наличии в исходном сырье стеклофазы. Согласно теории, разработанной Онацким С.П. и Петровым Л. К.,повышенная прочность и низкаяплотность стекловидных заполнителей обеспечивается в период поризации и вспучивания кристаллических фаз, имеющихся в исходном сырье и в пиропластической массе.

Кристаллические фазы в стеклофазе стенок пор заполнителей армируют их, создают жесткий каркас и повышают прочность заполнителей. Таким образом, стекловидные заполнители имеют повышенные прочностные и теплозащитные свойства и обеспечивают получение эффективных легких конструкционно-теплоизоляционных бетонов с улучшенными показателями деформативно-прочностных и теплозащитных характеристик в сравнении с известными легкими бетонами на обжиговых заполнителях.

К стекловидным заполнителям с частично или полностью аморфизированной структурой зерна относятся: азерит, диолит, пеностеклогранулят (ПСГ), баротелит, пеностекло, вспученный туфоаргелитовый гравий (ВТГ), вспученный витрозитовый гравий (ВВГ) и многие другие заполнители. Все большее распространение получают разработанные в настоящее время новые виды заполнителей этого класса — пеностекло и ПСГ.

Бетоны на гранулированном пеностекле, ПСГ из продуктов переработки стеклобоя и перлитовых пород, вспученном обсидиановом щебне изученыв работах Минского НИИСП, МИСИ им. В.В.Куйбышева, ГИСИ им. В.П.Чкалова, Донецкого ПромстройНИИпроекта,Армянского НИИСА, НИИЖБа и других. Полученные бетоны имели среднюю плотность 500 — 1300кг/м3 при прочности на сжатие от 2 до 15 МПа и коэффициентом теплопроводности 0,126–0,383 Вт/м0С.

Подробно исследованы заполнители с аморфизированной структурой – стеклогрануляты (СГ),изготавливаемые на основе кремнесодержащих пород, такие как вспученный туфоаргеллитовый гравий (ВТГ), пеностеклогрануляты из отходов перлитового производства (ПСГ), вспученный витрозитовый гравий (ВВГ). В общем, суть технологии производства перечисленных заполнителей заключается в расплавлении исходного минерального сырья, вспучивании расплава и быстром охлаждении в течение 30 – 60 мин. В качестве сырья могут быть использованы как искусственное, так и природное стекло, содержащиеся в кремнеземистых породах, таких как туфоаргеллиты, витрозиты, витрофиры, отходы перлитового производства и другие.

Таблица 1. Основные свойства заполнителей по данным исследований

Основные свойства Заполнитель
ПСГ ВВГ ВТГ
Насыпная плотность, кг/м3 170 – 300 350 – 450 300 – 450
Прочность при сдавливании в цилиндре, МПа 0,3 – 1,7 1,4 – 2,4 1,2 – 2,8
Водопоглощение, % по массе 60 — 19 12 – 16,5 8 – 14
Морозостойкость, не менее циклов 15 15 50

Легкие бетоны, полученные на основе ПСГ и ВТГ, характеризуются наилучшими показателями «прочность–плотность» и превосходят, в частности керамзитобетон, особенно в области низких (до 700 кг/м3) и более высоких (свыше 1000 кг/м3) значений средней плотности бетона, на 10 — 20%. Прочность таких бетонов при марках по плотности D600 – D1000 составляет: на основе ПСГ – 3,2 — 14,2 МПа; на ВТГ – 3,1 — 13,9 МПа; на ВВГ – 1,7 — 14,0 МПа.

Использование бетонов на основе СГдает преимущества перед традиционными бетонами на обжиговых заполнителях (табл. 2). В соответствии с данными исследований, теплозащитная эффективность бетонов на стекловидных заполнителях в сравнении с керамзитобетоном составляет в зависимости от условий эксплуатации и средней плотности составляет: до 19% — для бетона на ПСГ; до 23% — для бетона на ВВГ и до 27% — длябетона на ВТГ, что объясняется высокой пористостью заполнителей и низкой сорбционной влажностью бетонов на их основе (см. рис. 1). По результатам исследований установлено, что бетоны на основе ПСГ, ВТГ и ВВГ обеспечивают защитныесвойства по отношению к арматуре.

Рис. 1 Зависимость коэффициента теплопроводности в сухом состоянии от средней плотности бетона (керамзитобетон, полистиролбетон, ячеистый бетон – по СП 23-101-2003).

Следует отметить, что производство стекловидных заполнителей может быть легко организовано на заводах по производству керамзитового гравия, насчитываемых в стране порядка 200, которые после реконструкции будут способны выпускать до 15 млн. м3 заполнителей в год.

В последние годы получены некоторые новые разновидности стекловидных заполнителей из осадочных кремнеземистых пород, стеклобоя и их смесей различного состава по технологии оплавления с щелочами, такие как порогран (контур), пороглас, неопорм и многие другие. Технологические особенности получения таких пеностеклогранулятов под общим названием «стеклопор» (СП) позволили получить заполнители с насыпной плотностью от 100 до 350 кг/м3 и прочностью при сжатии в цилиндре от 0,7 до 3 МПа.

В настоящее время открыто производство стеновых блоков теплоизоляционного и конструкционно-теплоизоляционного легкого бетона марки «Неопормбетон» на основепеностеклогранулята с насыпной плотностью 120 — 200кг/м3 и прочностью в цилиндре 0,7-3,0МПа. По данным исследований полученные конструкционно-теплоизоляционные бетоны плотностью D 400 — 1200 имеют класс по прочности на сжатие до В1,5 -В12,5, а коэффициент теплопроводности λ0 для бетона плотностью ρ 990, 750, 450кг/м3 составил 0,22, 0,19, 0,12Вт/м0С.

В результате применения легких конструкционно-теплоизоляционных бетонов на основе стекловидных заполнителей для ряда регионов страны возможно проектирование более технологичных однослойных наружных стенбез применения эффективных плитных утеплителей, обладающих высокими теплозащитными свойствами. При этом теплофизическая и гигрофизическая эффективность рассмотренных бетонов, в случае необходимости, обеспечит принятие рациональных проектных решений многослойных ограждающих конструкций в различных климатических условиях, например с применением пеностекол в качестве дополнительного утепления.

Таблица 1.5.2. Сводные тепло- и гидрофизические характеристики легкого бетона на основе ПСГ, ВТГ, ВВГ по данным и керамзитобетонапо данным.

Вид легкого бетона Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии Расчетные значения коэффициентов теплопроводности Сорбционная влажность, %, для условий эксплуатации А и Б Коэффициент паропроницаемости Водопоглощение, % Морозостойкость
ρ (кг/м3) λ0
(Вт/м оС)
ρ (кг/м3) λА
(Вт/м оС)
λБ
(Вт/м оС)
«А» «Б» ρ (кг/м3) μ, мг/мчПа ρ (кг/м3) по массе по объему класс бетона марка по морозостойкости
на основе ПСГ 600 0,16 600 0,18 0,21 3,0 8,0 600 0,175 700 26 18,2 В3,5 F75
800 0,22 700 0,21 0,25 800 0,115 800 21 16,8 В5 F75
1000 0,28 800 0,25 0,29 1000 0,085 900 17 15,3 В7,5 F75
900 0,28 0,33
на основе ВТГ 600 0,14 600 0,16 0,19 3,5 8,0 600 0,175 750 20,5 13,9 В3,5 F35
800 0,18 700 0,18 0,21 800 0,115 850 18,5 12,0 В5 F150
1000 0,22 800 0,21 0,24 1000 0,085 950 17,0 11,7 В7,5 F150
900 0,23 0,26
на основе ВВГ 600 0,14 600 0,17 0,20 5,0 10,0 600 0,175 750 18,5 15,4 В3,5 F75
800 0,20 700 0,20 0,24 800 0,115 800 15,0 15,7 В5 F75
1000 0,25 800 0,24 0,28 1000 0,085 900 13,0 16,2 В7,5 F75
900 0,28 0,32
керам-
зитобетон
600 0,16 600 0,20 0,26 - - 600 0,247 - - - В3,5 F3-F100
800 0,21 800 0,24 0,31 - - 800 0,174 - - - В5 F-F150
1000 0,27 - - 1000 0,133 - - - В7,5 F-F200

Легкий бетон — Справочник химика 21

    Метод определения механической прочности сдавливанием в цилиндре можио успешно применять как для оперативного контроля производства гранулированных катализаторов, так и в исследовательских целях. Этот метод широко используют для испытания крупнозернистых пористых материалов, в частности, для определения механической прочности пористых заполнителей для легких бетонов  [c.62]
    Методы испытания пористых заполнителей легкобетонных смесей и легких бетонов на пористых заполнителях. Труды НИИЖБ, М., Стройиздат. 1967. [c.186]

    Под влиянием губительного действия влаги происходит постоянное разрушение практически всех видов строительных материалов камня, легкого бетона, пенобетона, кирпича, известняка, дерева, гипса, фельзитового туфа, металла и др. [c.192]

    Древесина — распространенный и самый древний строительный материал. Она применяется не только как самостоятельный материал для строительства (бревна, доски, древесноволокнистые и древесностружечные плиты, фанера и т. д.), но и как материал для отделочных работ. Изделия, детали и конструкции из древесины весьма разнообразны. Это стены, перекрытия, крыши, опалубка, перегородки, отдельные детали для домов, полы, паркет, шпалы и многое другое. Даже древесные опилки могут находить новое применение они включаются часто в состав сырьевой смеси при изготовлении легкого бетона. [c.253]

    Путем сополимеризации стирола с синтетическим каучуком получен ударопрочный полистирол, из которого можно изготовлять канализационные трубы и другое санитарно-техническое оборудование. Из полистирола изготовляют латексные краски, эмали для внутренней отделки стен, гидроизоляционные пленки, антикоррозионные покрытия для защиты древесины, бетонных и кирпичных поверхностей. Вспененные гранулы полистирола используют в качестве заполнителя при получении легкого бетона. [c.416]

    Пределы огнестойкости конструкций из легких бетонов плотностью менее 1200 кг/м и из ячеистых бетонов следует принимать как для железобетонных с коэффициентом 1,3. [c.49]

    ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГАЛЬВАНОШЛАМОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ ГИПСОВ, ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИЛОВ, ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ ЛЕГКИХ БЕТОНОВ, ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ СМЕСЕЙ [c. 124]

    Для получения легких бетонов со средней плотностью менее 700 кг/м , улучшенными теплофизическими свойствами и повышенной прочностью, необходимо наличие пористых заполнителей с насыпной плотностью 150-200 кг/м , прочностью при сдавливании в цилиндре более 1 МПа и развитой мелкой пористостью, позволяющей отнести заполнитель к группе материалов с низкой теплопроводностью (менее 0,06 Вт/(м-°С)). [c.133]

    Полученный искусственный пористый заполнитель превосходит требования ГОСТ 9757—83 и позволяет получить легкий бетон со средней плотностью менее 70 кг/м  [c.134]


    Второй способ зашиты (рис. 54) состоит в том, что трубопровод укладывают на бетонные опоры 5. В местах опирания на опоры 5 к нижней части трубопровода приваривают опорную площадку 2, а в пределах оставшегося периметра трубы укладывают эластичную прокладку 3 из прорезиненной ткани так, чтобы торцы ее упирались в торцы площадки 2. Затем устанавливают стальной кожух 4, состоящий из двух частей с фартуками, в которых проделаны удлиненные овальные отверстия 11 (ориентированные перпендикулярно к образующей трубы) для компенсации поперечных перемещений трубопровода. В отверстия 11 вставляют анкеры 6, утопленные в тело бетонной опоры 5, которые закрепляют с помощью гаек и контргаек, а также пружин 12. При такой конструкции крепления трубопровода к опоре 5 в случае продольного перемещения трубопровод смещается по поверхности контакта площадка 2 — нижняя часть кожуха 4, в случае поперечного перемещения в горизонтальной плоскости — вдоль отверстий 11 перпендикулярно к продольной оси анкеров 6, а поперечного перемещения в вертикальной плоскости — вдоль продольной оси анкеров 6. После этого трубопровод 1 на всем его протяжении закрывают легкими бетонными ограждающими конструкциями 7, [c.118]

    Шлак — расплав (после затвердевания — стекловидная масса) в металлургических, плавильных процессах, покрывающий поверхность жидкого металла, состоит из всплывших продуктов пустой породы с флюсами. Ш. предохраняет металл от вредного воздействия газовой среды печи, удаляет примеси. Ш. применяется для изготовления стройматериалов (кирпич, черепица), как удобрение. См. Томасшлак. Шлакобетон — разновидность легкого бетона, где заполнителем служат шлаки. Шлам — продукт, содержащий обычно благородные металлы, отделяющиеся в виде осадка при электролизе меди, цинка и других металлов. [c.155]

    Обыкновенный (тяжелый) бетон изготавливают на основе тяжелых наполнителей — песка, гравия или щебня. Он обладает большой теплопроводностью и поэтому не применяется для возведения стен жилых домов. Малая плотность легких бетонов обусловлена тем, что для их изготовления применяют пористые наполнители шлаковую пемзу, котельный и доменные шлаки, вспученный перлит, туф и др. Легкие бетоны имеют замкнутые поры, заполненные воздухом, который, являясь плохим проводником теплоты, обеспечивает малую теплопроводность. Это дает возможность применять легкий бетон для жилищного строительства. Естественно, что увеличение пористости снижает его прочность. [c.83]

    Применение ячеистого жаростойкого бетона позволяет снизить потери тепла в окружающую среду и тем самым — расход топлива. В отличие от легких бетонов для его изготовления не требуются дефицитные легкие огнеупорные заполнители Применение этого эффективного материала в настоящее время ограничено узкой сырьевой базой и, как следствие, высокой стоимостью. Существует несколько его видов (на различных вяжущих). Наибольшую температуру применения имеет газобетон на основе фосфатных связующих, использование которых в последнее время расширяется. Материалы на их основе обладают высокой прочностью, имеют стабильные свойства в широком интервале температур, а рабочая температура может достигать 1800 С. Широкое применение жаростойкого фосфатного газобетона сдерживается отсутствием доступных высококачественных связующих. Чаще всего используются алюмохромфосфатное (АХФС) и алюмофосфатное (АФС) связующее. Они отличаются высокой стоимостью (для производства АХФС необходимы дефицитные хромиты). Более дешевая магнийфосфатная связка (МФС) менее технологична — не подлежит длительному хранению, так как [c.3]

    Перспективным направлением в технологии жаростойкого бетона является разработка его теплоизоляционных разновидностей — легкого бетона, особенно такого его вида, как ячеистый. Это позволяет существенно экономить материалы, снижать размеры и массу ограждающих конструкций и, главное, — уменьшать расход топлива в тепловых агрегатах и потери тепла в окружающую среду. Последнее особенно актуально из-за постоянного роста цен на энергоносители. Наиболее эффективной разновидностью легкого жаростойкого бетона является ячеистый. Для него не требуются дефицитные и дорогие фракционированные огнеупорные пористые заполнители, в таком материале нет температурных напряжений, обычно возникающих на границе заполнителя и цементного камня.. [c.8]

    Области применения термозита заполнители при производстве легких бетонов и конструкций, теплоизоляционная засыпка. Его использование снижает массу ограждающих конструкций зданий по сравнению с кирпичом на 10-15% и расход цемента на 15-20%. [c.170]

    Для тяжелых бетонов она используется взамен части цемента (10-30%) или части песка (150-200 кг/м ), обеспечивая снижение расхода цемента на 30-100 кг/м . Аналогичны условия утилизации золы-уноса для конструкционных легких бетонов. Для теплоизоляционных легких бетонов зола-унос вводится частично или полностью взамен песка, обеспечивая снижение на 100-150 кг/м массы бетона и расхода цемента на 20-40 кг/м по сравнению с применением плотного песка. Практически нет экономии цемента и снижения плотности бетона для случаев использования пористого песка. [c.195]


    Для легких бетонов ЗШС (с малым содержанием шлака) применяется в качестве мелкого заполнителя и обеспечивает одновременно снижение плотности бетона и расхода цемента в тех же пределах, что и сухие золы. Для производства шлакоблоков она употребляется, как правило, без дополнительного введения обычных заполнителей. [c.198]

    Заполнителя легких бетонов. ….. .. 17 [c.132]

    Горелая порода используется при засыпке междуэтажных перекрытий вместо обычного котельного шлака, как заполнитель в легких бетонах, для производства минеральной ваты (фракция 20—80 мм), в штукатурных растворах (после размола с известью) и для производства шлакоблоков.[c.180]

    В последнее время используется также керамзит, представляющий собой продукт обжига некоторых глин, легко вспучивающихся под действием высокой температуры (порядка 1000° С) и образующих по остывании пористые прочные гранулы. Керамзит в виде кусков большого размера используется также как крупный наполнитель бетона. Размер зерен крупного заполнителя от 5 до 150 мм. В качестве крупного наполнителя используются горные породы — гранит, кварцит и т. д., а также искусственные материалы — битый кирпич, крупные куски шлака и др. Для изготовления легких бетонов берут пористые разновидности наполнителей, для тяжелых — наполнитель с большим удельным весом, без пор. [c.246]

    Керамзитовый гравий получается в результате вспучивания при обжиге легкоплавких глин, трепела, сланцев или зол тепловых электростанций. В зависимости от размера зерен гравий делится на следующие фракции, мм 5—10, 10—20, 20—40. Поставляется гравий по фракциям в виде смеси нескольких фракций или же без разделения по фракциям. По объемной насыпной массе гравий делится на марки (табл. 9). Для высокопрочных конструктивных легких бетонов допускается изготовление и поставка гравия марок 800 и 1000 с пределом прочности не менее 0,4 МПа [40 кгс/см ]. Влажность гравия не должна превышать 2% по массе. При поставке смеси нескольких фракций гравия насыпная масса гравия устанавливается по соглашению между поставщиком и заказчиком. Прочность зернового состава гравия при сжатии, объемную насыпную массу и другие свойства гравия определяют в соответствии с ГОСТ 9758—68. Гравий должен выдерживать не менее 15 циклов попеременного замораживания и оттаивания с потерей при этом не более 8% массы. Гравий не должен содержать включений извести, приводящих к разрушению его зерен после кипячения в течение 4 мин. Содержание в гравии расколотых зерен не должно превышать 15% по массе, а сернистых и сернокислых соединений в пересчете на 50з—1%. [c.11]

    Торкрет-бетон применяют как с армированием, так и без него. Торкретирование производят в один или в несколько слоев в зависимости от толщины слоя, вида армирования и быстроты схватывания бетона. Крупность заполнителя в торкрет-массе не должна превышать 10 мм при применении обычных цемент-пушек и 20—25 мм при использовании цемент-пушек СБ-66 или СБ-67. Составы торкрет-бетонных смесей приведены в табл. 56 и 57. Сухие составляющие перед загрузкой в цемент-пушку должны быть хорошо перемешаны в растворосмесителе. Сухая смесь смешивается с жидкостью в сопле, подающем массу на торкретируемую поверхность. Вода (жидкое стекло) должна подаваться к соплу под постоянным давлением, что обеспечивается подводом к водяному баку сжатого воздуха или подключением в линию насосной установки. Сжатый воздух подается через воздухоочиститель для удаления из него следов масла. Давление воздуха в пушке устанавливается в пределах 0,15—0,6 МПа [1,5—6 кгс/см ] в зависимости от расстояния машины от торкретируемой поверхности, вида и размера заполнителей. Вода к соплу подается под давлением на 0,05—0,15 МПа [0,5—1,5 кгс/см2] выше давления воздуха в цемент-пушке. Влажность заполнителей должна составлять для обычных жаростойких бетонов 2—6% при применении цемент-пушек с шлюзовой камерой и 8—10% для цемент-пушки с шлюзовым барабаном для легких бетонов влажность заполнителя доводится до 10—12%. Торкретируемая поверхность должна быть очищена от отслаивающейся окалины, масла и грязи. Проще всего это выполнить с помощью дробеструйного аппарата металлическим песком крупностью 2—3 мм. Перед началом работы регулируют величину давления воздуха в машине и подачу воды путем нанесения пробных слоев торкрет-бетона на переносной щит, установленный [c.217]

    В последние годы широкое применение в строительстве получили легкие бетоны на пористых заполнителях. Существует целый ряд эффективных ПАВ, используемых для производства ячеистого бетона, пеногипса, пеноглинных материалов и др. В этом случае роль ПАВ сводится к способности вовлекать воздух в бетонную или другую смесь. К таким ПАВ относятся иолигликолевые алкилфе-нольные эфиры, натриевые мыла смоляных кислот (например, натриевая соль абиетиновой кислоты) и относительно дешевые омыленные древесные пеки. Применение таких воздухововлекающих добавок позволяет получать отвердевшие материалы с меньшей теплопроводностью. Кроме того, эти добавки могут выполнять и роль пластификаторов для улучшения удобоукладываемости и повышения плотности бетона. [c.348]

    Рекомендации по повышению трещиностойкости и морозостойкости легкого бетона и применению защитно-декоративных кремнийорганических покрытий (М., ЦНИИЭПЖилища, 1977). [c.187]

    ЗАПОЛНИТЕЛИ ПОРИСТЫЕ — природные или искусственные минеральные сыпучие материалы, применяемые для получения легких бетонов, железобетона и строительных растворов с пониженной объемной массой. К природным 3. п. относятся пемзы, туфы, черепашники, вулканические шлаки и зола. К искусственным относятся отходы промышленности (шлаки), керамзит, шлаковая пемза, гранулированный шлак и др. [c.99]

    КЕРАМЗИТ — искусственный пористый наполнитель, применяемый в строи-тьльной промышленности для изготовления легких бетонов, железобетона и строительных раствороБ с уменьшенным ве-сси. К. получают обжигом при 1100— 1200 С гранул, стформованных из легкоплавкой глины или щебенки и предварительно измельченного глинистого сланца, содержащего 6—10% оксидов 1 елеза и органические примеси (см. Наполнители], [c.125]

    Аглопорит — пористый материал, получаемый агломерацией топливных шлаков, золы, глинистых пород. Он состоит в основном из стекловидной фазы, содержащей вкрапления кристаллов кварца, полевых шпатов, магнетита, фаялита, муллита, анортита. Используют как заполнитель легких бетонов и теплоизоляционную засыпку. [c.224]

    Наибольшее практическое значение имеют твердые дисперсч ные системы с газовой дисперсной фазой. Такие системы можно назвать твердыми пенами. В этих системах довольно крупные пузырьки газа отделены друг от друга тонкими твердыми стенками. Примером природной твердой пены является пемза. Это очень легкая горная порода вулканического происхождения. Она образуется при извержении вулканов в результате застывания и вспучивания лавы, насыщенной газами. Средняя плотность пемзы составляет 400—900 кг/м , т. е. в воде она не тонет. Ее применяют как абразивный материал и как заполнитель для легких бетонов. [c.238]

    Пределы огнестойкости конструкций из легких бетонов плотностью 1200 кг/м и более, а также изгибаемых однопролетных конструкций из силикатных бетонов следует принимать как для железобетонных конструкций. [c.49]

    Искусственный заполнитель на основе шлама гальванических производств и отходов полиэтилена целесообразно применять в легких бетонах офаждаюших конструкций и в бетонах для усфойства бетонного пола производственных и сельскохозяйственных зданий и сооружений с нормальным температурно-влажностным режимом. [c.139]

    В строит, материалах (бетонах, полимербетонах, керамике и т. п.) при т-рах ннже О С происходит кристаллизация сорбированной или(и) удерживаемой капиллярными силами воды и разуплотнение материала. Количественно М. строит, материалов оценивают обычно наиб, числом циклов попеременного замораживания (при т-рах от — 15 до — 20°С) и оттаивания (при 15-20 °С), к-рое выдерживают образцы без снижения более чем на 15%. Этим числом циклов обозначают марку строит, материала по М. При выборе марки материала по М. учитывают вид строит, конструкции, условия ее эксплуатации и климат в зоне стр-ва. Климатич. условия характеризуют среднемесячной т-рой наиб, холодного месяца и числом циклов попеременного похолодания и потепления по данным многолетних метео-рологич. наблюдений. М. легких бетонов, кирпича, керамич. камней для наружных стен зданий находится обычно в пределах 15-35, бетона для стр-ва мостов и дорог-50-200, для гидротехнич. сооружений-до 500 циклов. От М. зависит долговечность строит, материалов в конструкциях, подвергающихся действию атм. факторов и воды. [c.141]

    Получение пористых заполнителей. Пористые заполнители используют при изготовлении легких бетонов. Свойства этих заполнителей определяются в основном режимом термической обработки минерального сырья, в процессе которой происходит его поризация. Для производства мелких фракций пористого заполнителя с размером частиц менее 5 мм (пористого песка) более экономично применение печей КС.[c.175]

    Шахты с объединенными каналами выполняют из легкого бетона (рис. 4.396), каркасные гиахты — с заполнением малотеплопроводным огнестойким и влагостойким материалом (пенопластом, пеностеклом, пенокерамзитом и др.) из бетонных плит — с утеплением из досок толгциной 40 мм, обитых с внутренней стороны кровельной сталью по войлоку, смоченному в глиняном растворе, и огитукатуренных по драни с наружной стороны. [c.947]

    При более низком (менее 18%) содержании угля в отвальной породе ее переработка рентабельна на установках в комплексе с цехом по утилизации безугольной части отходов. Такая схема, реализованная в Польше, наряду с установкой для извлечения угля предусматривает утилизацию безугольной части в заполнители (производительность комплекса 375 тыс, м /год). Отвальная порода после извлечения угля дробится до кл. -10 мм, окомковывается в барабанном грануляторе диаметром 2,8 м и спекается на а1Ломапшне при 1100-1150°С. Агломерат дробят, охлаждают и рассеивают на фракции 20-10, 10-5 и 0,5-0 мм. Полученные заполнители используют в производстве легкого бетона с плотностью 1400-1800 кг/м (Комплексное… 1988 г.). [c.57]

    Одним из заметных направлений утилизации породы углеобогащения в России и за рубежом является производство строительных материалов глиняного кирпича обыкновенного и пустотелого, искусственных керамических пористых заполтштелей (аглопорита, керамзита и др.) для легких бетонов, стеновых керамических изделий, строительных камней, дренажных труб. В большинстве из перечисленных случаев отходы углеобогащения частично замещают традиционные компоненты шихтовых смесей для получения этих материалов. [c.59]

    При использовании в ка естве заполнителей шлаковой пемэы получают легкие жаростойкие бетоны на глиноземистом цементе, имеющие среднюю плотность 1440-1600 кг/м . Ее же применяют для изготовления легких бетонов с низкой теплопроводностью. Более 83% их расходуется на наружные стеновые пацели и 17% — на внутренние. [c.184]

    ЗШС, отбираемая в зонах отвала, удаленных от пульпопровода, имеет мало шлаковых включении и в. основном содержит зольные фракции. Она фактически является отвальной золой и обычно характеризуется удельной поверхностью 2500 см /г и более и может применяться в качестве мелкого заполнителя легкого бетона и для экономии цемента при производстве тяжелых бетонов. Многолетний опыт ряда заводов стройиндустрии свидетельствует, что отвальную золу после соответствующей реконструкции складов и трактов подачи можно пропускать на предприятиях ЖБИ по стандартной технологической схеме заполнителей. Основой успешной работы при утилизации ЗШС и отвальной эолы является организация их поставок и складирования (в первую очередь создания запаса на складе для работы в зимнее время). Определенные трудности создаются в весенне-осенний периоды, когда излишняя влажность эолы приводит к ее слипаемости и зависанию в бункерах и течках. В летнее время могут быть случаи пыления сухой эолы. Поэтому заслуживает внимания технология применения отвальной ЭОЛЫ в виде зольной пульпы, освоенная промышленностью. [c.198]

    П Для бетонных конструкций и изделий из тяжелого и легкого бетона. Зольная Шиаковая с пористым 25 15 5 [c.301]

    Жидкое стекло является наиболее распространенным и широко освоенным связующим для жаростойких бетонов. Жаростойкие зетоны [45, 46] предназначены для сооружения тепловых агрегатов в различных отраслях промышленности нефтехимической, имической, машиностроительной, строительных материалов, металлургической, целлюлозно-бумажной и др. В соответствии с требованиями ГОСТ 20910—82 и ГОСТ 25192—82, предельно допустимая температура применения таких бетонов устанавливается от 300 до 1800 °С. Бетоны, предназначенные для эксплуатации при высоких температурах, делятся на жароупорные с огнеупорностью до 1580 °С и огнеупорные с огнеупорностью выше 1580 °С. Такие бетоны являются продуктами твердения бетонных смесей, состояших из огнеупорного заполнителя, связующего и различных добавок—отвердителей, пластикаторов, регуляторов сроков схватывания и т. д. Твердение бетонов осуществляется самопроизвольно за счет химического взаимодействия связующего и отвердителя или при нагреве до температур в интервале 100—600 °С. Нормируются такие свойства бетона, как плотность (объемная масса) — в пределах от 300 до 1800 кг/м , по термической стойкости в водных и воздушных теплосменах, по морозостойкости, по водонепроницаемости и т. д. Принято различать тяжелые бетоны — с плотностью свыше 1500 кг/м и легкие — с плотностью менее 1500 кг/м . При этом легкие бетоны с плотностью выше 1000 кг/м применяют для несущих конструкций и теплоизоляционных покрытий, а с плотностью менее 1000 кг/м — только в качестве теплоизоляции. Жаростойкие бетоны могут быть использованы вместо штучного огнеупора в виде блоков или монолитных конструкций. Процесс производства изделий из жаростойкого бетона аналогичен производству изделий из обычного бетона. Экономическая эффективность применения жаростойких бетонов обусловлена более низкой по сравнению с огнеупорными изделиями стоимостью и увеличением производительности труда при строительстве. [c.203]


состав, виды, свойства, применение и изготовление своими руками, цены

Согласно ГОСТ 25192-82, бетон называют легким, если его плотность не превышает 1800 кг/м3. Это востребованный стройматериал, снижающий общие затраты на замес раствора до 20 %, а трудоемкость — до 50. Его теплоизоляционные, качественные и конструкционные параметры весьма высоки, бонусом применения является способность к обработке и распилу после достижения прочности. Облегченный бетон разделяется в зависимости от компонентов, структуры и подгрупп, объединяемых исключительно пониженной плотностью. Некоторые виды проще купить, чем приготовить самому, другие вполне подходят для замеса своими руками.

Оглавление:

  1. Свойства и технические параметры
  2. Область эксплуатации
  3. Нюансы изготовления
  4. Самостоятельный замес
  5. Цены на готовые составы

Группа включает в себя смеси на основе пористых наполнителей, снижение веса происходит за счет уменьшения доли цемента и компонентов из твердых горных пород. Размер крупных фракций ограничен 20 мм, в редких случаях добавляется гравий не более 40. В результате материал в 1,5 раза легче гипсовых растворов, и в 2,5 — цементных. Эффект достигается не только за счет смены заполнителя, но и поризации вяжущего, ячеистость легкого бетона доходит до 40 %. Как следствие, ему присуще снижение прочности и минимальная теплопроводность.

Состав, рабочие характеристики

Структура и объем вовлеченного в бетон газа или воздуха у разных видов отличаются, их разделяют на: плотные, поризованные и крупноячеистые. Помимо цемента, в качестве вяжущего добавляются: гипс, известь, шлаки, полимеры, обжиговые глины, промышленные отходы. В зависимости от заполнителя, различают смеси на основе керамзита, перлита, аглопорита, щебня из пористых горных пород, вермикулита, шлаков, зольного гравия. В качестве мелкофракционного наполнителя, помимо песка, в составы вводится мраморная крошка, помолы пемзы, вулканического пуфа и известняков. Важную роль играет соотношение воды, легкие материалы на заполнителях, дающих пористость, менее чувствительны к ее избытку, но при превышении определенной доли резко теряют прочность. Модификаторы и пенообразующие ингредиенты регулируют объем вовлекаемого воздуха, морозостойкость и защищенность ячеек от влаги.

Ввод в состав пористых заполнителей приводит к снижению стоимости бетона. При выборе конкретной марки ориентируются на такие свойства и особенности, как:

1. Средняя плотность, кг/м3.

2. Прочность (зависит прежде всего от вида заполнителя, а не от марки цемента). Основным показателем является класс: от В2 до В40. У высокопрочных марок прочность на сжатие достигает 70 МПа, у обычных — варьируется в пределах 2–20.

3. Теплопроводность: от 0,07 до 0,7 ВТ/(м∙C). Зависит от пористости, плотности, максимальная теплоизоляция наблюдается у бетонов с легчайшими заполнителями (вспученных перлитом).

4. Морозостойкость: в среднем от F25 до F100. Данная характеристика зависит от вида вяжущего (портландцемент высокой марки выдерживает низкие температуры лучше всех) и используемой основы. Максимальная морозостойкость наблюдается у бетонов с добавлением пемзы, керамзита и аглопорита.

5. Плотность в сухом состоянии или пористость — важная характеристика, варьируется от Д200 до Д2000.

6. Водонепроницаемость: марки от W0,2 до W1,2.

К полезным свойствам относят огнестойкость, легкость, пластичность, практически все марки пригодны для армирования (для увеличения выдерживаемых нагрузок).

Сфера применения

Подходит как для производства готовых изделий: строительных блоков, плит для стяжек и перекрытий, стеновых панелей, так и для монолитной заливки. Легкими бетонными растворами удобно заполнять пустоты в конструкциях и провалы в грунте. В частных целях они используются для теплоизоляции зданий, внешней и внутренней огнезащиты, строительства перегородок и несущих стен (при условии надлежащего армирования). В промышленных — для ремонта туннелей, возведения опор, колонн, небольших мостов, крупноблочных многоквартирных домов. Отдельного упоминания застуживает применение специализированных марок: высокопрочные актуальны при ведении строительных работ в сейсмически опасных зонах, легкие жаростойкие — при кладке и футеровке печей.

Материал оказывает минимальную нагрузку на фундамент и, как следствие, рекомендуется для реставрационных работ, создания декоративных и малых архитектурных форм. По той же причине и из-за хороших теплоизоляционных свойств он оптимален для горизонтальных перекрытий. За редкими исключениями, легкий бетон на пористых заполнителях не используется для заливки или кладки фундамента, объясняется это не уступкой в прочности тяжелым маркам, а риском попадания грунтовых вод внутрь ячеек и промерзания.

Внешние блоки из крупнопористых бетонов нуждаются в оштукатуривании для усиления теплоизоляционных свойств. Но сам по себе материал не относится к водопоглощающим, при применении в помещениях с высокой влажностью (банях, бассейнах, душевых) проблемы не возникают. В целом, легкий бетон является полноценной заменой кирпича и обычных цементных растворов при возведении стен, бонусом служит снижение веса и толщины конструкций.

Технология производства

Процесс во многом зависит от структуры и состава материала. Сложнее всего приготовить пено- и газобетоны: используется специальное оборудование: пенобетоносмесители, автоклавы, пропарочные камеры и сложные химические реагенты. В легкий ячеистый бетон не вводят крупнофракционный наполнитель, некоторые марки полностью безпесочные.

Главным условием технологии является распределение вяжущего с максимальной однородностью, во многом это объясняется снижением доли тяжелого цемента в общей массе. По этой причине данные растворы перемешивают дольше, интенсивнее и тщательнее. Еще одним требованием является вибрирование залитых конструкций: легкий, в отличие от тяжелого бетона, не расслаивается на тяжелый щебень и воду, но при слабом уплотнении слоев его качество снижается.

Как сделать своими руками?

Процесс зависит от вида раствора: приготовить пенобетон в домашних условиях практически нереально, а вот смеси с керамзитом или легкими пористыми добавками — вполне. Основная проблема касается выбора соотношения В/Ц, большинство заполнителей шершавые и абсорбционные. Поэтому пропорции подбираются опытным путем, делается замес небольшой порции, заливается и выдерживается пробный образец. Проще всего приготовить легкий бетон своими руками на основе керамзита: в бетономешалку заливается вода, добавляется порционно цемент (до кондиции молочка) и только потом — заполнитель, все компоненты перемешиваются до однородного состояния.

При замесе в домашних условиях существует постоянный риск неравномерного распределения вяжущего. По этой причине любые модификаторы просто добавляются в воду в начале замеса (а не в конце, как у тяжелых бетонов). Исключение представляет фиброволокно, оно вводится в состав последним. Пористые теплоизоляционные заполнители нуждаются в предварительном смачивании (такие, как перлит или вермикулит).

Ручной замес не рекомендуется, при отсутствии бетоносмесителя следует воспользоваться дрелью или строительным миксером. Легкие пористые бетоны хорошо сохраняют структуру и оптимальны для применения технологии скользящей опалубки, окончательный набор прочности зависит от состава.

Стоимость готовых растворов

Наименование продукцииКлассМарка прочности

 

Цена за 1 м3, рубли
П4 F50 W27,5М 1003 500
12,5М 1503 750
15М 2003 800
Керамзитобетон F100W4/ D16007,5М 1002 950
12,5М 1503 100
15М 2003 250
20М 2503 350

(PDF) Исследование легкого бетона с пористыми агрегатами

122

Производство

2-я Международная конференция Успешное строительство

11-12 ноября 2010 г., Каунас, Литва

Каунасский Университет техники, факультет гражданского строительства и Архитектура

ул. 48, LT-51367 Каунас, Литва

Эл. Инженерия и Архитектура, ул.48, LT-51367

Каунас. Литва.

Электронная почта: [email protected]; [email protected], [email protected]

Резюме. Растущее количество отходов стекла побудило производителей использовать этот материал в производстве строительных изделий, таких как

вспененные стеклянные гранулы. В данной работе анализируются экспериментальные исследования, выполненные для оценки влияния гранул керамзитобетона на основные физико-механические свойства образцов легкого бетона

и их сравнение с физико-механическими свойствами образцов

керамзитобетона.Смеси для образцов готовили из портландцемента, воды, керамзитобетона и гранул керамзита

фракций 0/5 и 5/10. 3 различных легких бетонных смеси с гранулами пеностекла и 3 смеси с гранулами керамзита

были изготовлены путем изменения процентного содержания легкого заполнителя в легкобетонной смеси по отношению к общему содержанию заполнителя. Исследования

показали, что максимальная прочность на сжатие получена в смесях С2 и К2, где процентное содержание мелкого заполнителя фракции 0/5

составило 27.4%, а доля крупного заполнителя фракции 5/10 составила 72,6%. Дальнейшее увеличение содержания мелкого заполнителя фракции 0/5

нецелесообразно, так как прочностные свойства образцов снижаются. При снижении содержания крупного заполнителя фракции 5/10 прочность

бетона с пеностеклом увеличивается более интенсивно, чем плотность, до достижения оптимального состава легкого бетона

. Средний коэффициент теплопроводности в пенобетонных изделиях составляет около 1.в 2 раза ниже по сравнению с керамзитобетонными изделиями

. Таким образом, при достижении минимально необходимой прочности термическое сопротивление легкого бетона с керамзитом

будет выше, чем термическое сопротивление бетона с керамзитом.

Ключевые слова: пористые заполнители, пеностекло, керамзит, плотность, теплопроводность, легкие бетоны.

ВВЕДЕНИЕ

Поскольку цены на энергоносители имеют тенденцию к росту, важным вопросом становится энергосбережение.Рост потребления

увеличивает количество отходов стекла, которые необходимо перерабатывать. Газообразующие компоненты в стекле

выделяют газ при температуре 700-900 ºC (Mladenovic и др., 2008). Расширяющийся газ создает поры в жидкой стекломассе

и в конце процесса переработки получается расширенное стекло губчатой ​​структуры. Таким образом, переработанное стекло

превращается в идеальный теплоизоляционный материал, позволяющий снизить энергозатраты.

Пенопласт (пористое стекло) представляет собой мелкопористый (пористость 85–90 %), чистый, легкий, не распространяющий горение, легко

обрабатываемый, эффективный и экологически чистый строительный материал с отличными теплоизоляционными свойствами.

В настоящее время производители пеностекла используют около 98 % различных отходов стекла и только 2 % чистого стекла.

Производители пеностекла используют дешевое стекло, имеющее однородный химический состав и не кристаллизующееся

до окончания процесса вспенивания; он также должен иметь низкую температуру плавления, а его вязкость должна снижаться при более высокой температуре плавления

(Маневич и др., 2008). Эти свойства часто встречаются в стекле следующего состава:

около 73 % SiO2, 1 – 2 % Al2O3, 6 – 9 % CaO, 4 % MgO, 14 – 15 % Na2O, 0.5 % SO3, до 0,4

% Fe2O3 (Шутов и др., 2008). Из вспененного стекла изготавливаются три вида продукции: стеклоблоки

и другие формованные изделия, крошка вспененного стекла и гранулы вспененного стекла (Hurley 2003).

Пенопласт широко применяется в строительстве благодаря своим хорошим качествам (тепло- и звукоизоляция,

механическая прочность, хорошее сцепление с другими материалами и др.). Пеностекло имеет отличные дизайнерские и технические

свойства и поэтому используется в качестве теплоизоляционного материала для армирования перегородок в промышленных и гражданских зданиях.

Пенопласт может применяться в качестве теплоизоляционного материала от относительно низкой температуры до 450 °С

температуры. Расширенное стекло плавает на воде; плавучесть механически поврежденного или фрагментированного расширенного стекла

не изменяется; поэтому его можно использовать для изготовления спасательных средств, для строительства понтонных мостов, для повышения плавучести металлоконструкций, для изоляции переборок морских и речных судов и котельных. Вспененная стеклянная крошка

используется в качестве заполнителя в сборных железобетонных изделиях и теплоизоляции крыш.

Керамзит легкий и пористый материал. Гранулы керамзита круглой формы с обожженным покрытием

. Это искусственный материал из глины, обожженной в печи при температуре 1150 ºC (Жураускене и др.

2009). Конечные свойства керамзита зависят от типа глины, добавок и температуры нагрева

(Ариоз и др. 2008).

Основной целью экспериментальных исследований было исследование физико-механических свойств легкого бетона

с пористым керамзитом и подбор оптимального состава раствора

Microsoft Word — Document2

%PDF-1.6 % 1 0 объект > /OCG [4 0 R] >> /Страницы 5 0 Р /StructTreeRoot 6 0 R /Тип /Каталог >> эндообъект 7 0 объект > эндообъект 2 0 объект > /Шрифт > >> /Поля [] >> эндообъект 3 0 объект > поток 2017-05-18T15:00:12+08:002017-05-18T15:00:03+08:002017-05-18T15:00:12+08:00PrimoPDF http://www.primopdf.comapplication/pdf

  • Microsoft Word-Документ2
  • каманд
  • UUID: 175d87c4-8314-4af5-98b7-4d003d9ff27euuid: 0bc3cc87-8876-4e9c-960b-1b77bfca2c44PrimoPDF конечный поток эндообъект 4 0 объект > >> >> эндообъект 5 0 объект > эндообъект 6 0 объект > эндообъект 8 0 объект > эндообъект 9 0 объект > эндообъект 10 0 объект > эндообъект 11 0 объект > эндообъект 12 0 объект > эндообъект 13 0 объект > эндообъект 14 0 объект > эндообъект 15 0 объект > /Шрифт > /ProcSet [/PDF /текст] /XОбъект > >> /Повернуть 0 /StructParents 0 /Тип /Страница /Анноты [60 0 Р] >> эндообъект 16 0 объект > /Шрифт > /ProcSet [/PDF /текст] /XОбъект > >> /Повернуть 0 /StructParents 1 /Тип /Страница >> эндообъект 17 0 объект > /Шрифт > /ProcSet [/PDF /текст] /XОбъект > >> /Повернуть 0 /StructParents 2 /Тип /Страница >> эндообъект 18 0 объект > /Шрифт > /ProcSet [/PDF /текст] /XОбъект > >> /Повернуть 0 /StructParents 3 /Тип /Страница >> эндообъект 19 0 объект > /Шрифт > /ProcSet [/PDF /текст] /XОбъект > >> /Повернуть 0 /StructParents 4 /Тип /Страница >> эндообъект 20 0 объект > /Шрифт > /ProcSet [/PDF /текст] /XОбъект > >> /Повернуть 0 /StructParents 5 /Тип /Страница >> эндообъект 21 0 объект > /Шрифт > /ProcSet [/PDF /текст] /XОбъект > >> /Повернуть 0 /StructParents 6 /Тип /Страница >> эндообъект 22 0 объект > /Шрифт > /ProcSet [/PDF /текст] /XОбъект > >> /Повернуть 0 /StructParents 7 /Тип /Страница >> эндообъект 23 0 объект > /Шрифт > /ProcSet [/PDF /текст /ImageC] /XОбъект > >> /Повернуть 0 /StructParents 8 /Тип /Страница >> эндообъект 24 0 объект > /Шрифт > /ProcSet [/PDF /текст] /XОбъект > >> /Повернуть 0 /StructParents 9 /Тип /Страница >> эндообъект 25 0 объект > /Шрифт > /ProcSet [/PDF /текст] /XОбъект > >> /Повернуть 0 /StructParents 10 /Тип /Страница >> эндообъект 26 0 объект > эндообъект 27 0 объект > эндообъект 28 0 объект > эндообъект 29 0 объект > эндообъект 30 0 объект > эндообъект 31 0 объект > эндообъект 32 0 объект > эндообъект 33 0 объект > эндообъект 34 0 объект > эндообъект 35 0 объект > эндообъект 36 0 объект > эндообъект 37 0 объект > эндообъект 38 0 объект > поток HUMk1ﯘ~%$ !JBP(4m?myN7ΌF4O姫ggWbQuote!ofxͳ

    Свойства легких заполнителей, предварительно покрытых цементными пастами, и их пригодность для бетона

    Реферат

    Одна из крупнейших технологических проблем, связанных с производством легких бетонов на пористых заполнителях является их значительно более высокое водопоглощение, что может привести, с одной стороны, к потере удобоукладываемости, а с другой — к избыточному содержанию воды в бетоне.Цель данного исследования состояла в том, чтобы оценить влияние пропитки легких заполнителей (LWA) цементным тестом на их свойства и проверить ее эффективность в бетонах. Для испытаний были выбраны три типа легких заполнителей, отличающихся пористостью и структурой пор (спекшаяся зола-уноса Лайтаг, керамзит: Лека и Лиапор). В программе исследований учитывались следующие параметры: тип и размер АСБ, начальная влажность АСБ, прочность и реология цементных паст.Испытания 22 различных заполнителей, простых и покрытых цементным тестом, включали плотность, прочность на раздавливание и развитие водопоглощения во времени. Программа исследований доказала, что пористые заполнители, благодаря их пропитке цементными пастами, могут быть эффективно уплотнены и укреплены. Все протестированные LWA показали значительное снижение водопоглощения до 71%. Однако только заполнитель Lytag показал заметно повышенную прочность на раздавливание. Проверка эффективности уплотнения заполнителя на улучшение свойств бетона показала как значительное снижение водопоглощения композитов (до 52 %), так и очень высокое увеличение их прочности (до 107 %).

    Ключевые слова: легкий заполнитель, пропитка заполнителем, спекшаяся зола-уноса, керамзит, легкий бетон, плотность в печном сухом состоянии, водопоглощение, прочность на сжатие

    1. Введение

    Бетон с легким заполнителем самые разнообразные строительные материалы, используемые как в конструкционных, так и в изоляционных целях, и изготавливаемые как для монолитных, так и для сборных конструкций. Из-за его меньшей плотности можно возводить более высокие здания, сооружения и элементы более длинных пролетов и/или меньших сечений для возведения сооружений на более бедных грунтах [1,2,3,4].С другой стороны, благодаря применению побочных продуктов для производства заполнителей для лучшей теплоизоляции, возможной большей долговечности [5, 6, 7, 8, 9] и возможности вторичной переработки, LWAC считается одним из наиболее устойчивых строительные материалы. Несмотря на все вышеперечисленные преимущества, бетон с легким заполнителем все еще менее популярен, чем бетон с нормальным весом (NWAC). Помимо типично более высокой стоимости единицы объема LWAC, второй причиной такой ситуации является более сложная технология, используемая при его производстве.

    Применение легкого заполнителя (LWA) может увеличить риск расслоения свежего бетона и/или потери удобоукладываемости из-за гораздо более низкой плотности частиц LWA (обычно от 400 до 2000 кг/м 3 ) и гораздо более высокого водопоглощения LWA (обычно от 5 до 45%) по отношению к нормальному агрегату (НОА) [4]. Следует четко указать, что водопоглощение легких заполнителей, погруженных в воду, и свежего бетона различается. Было подсчитано, что LWA в бетонной смеси может поглощать от 60 до 100% воды, которая могла бы быть поглощена заполнителем, погруженным в чистую воду [3,10,11].Однако при очень низком водовяжущем отношении (0,30) эта доля может быть оценена в 20–50 % [12]. Водопоглощение легким заполнителем из 1 м 3 свежего бетона оценивается в 30–90 кг [10] или даже 70–100 кг [3,4]. Как было доказано в [13,14], степень снижения водоцементного отношения (В/Ц) в результате водопоглощения легкого заполнителя в бетоне зависит от исходной влажности ЛВС, содержания ЛВС в бетоне и реологических характеристик бетона. цементная матрица.При использовании изначально сухого спеченного зольного заполнителя водоцементное отношение удалось снизить даже до 35% (до 0,20). В то время как тот же заполнитель, изначально смоченный влажностью 17 %, смог снизить В/Ц свежего бетона не более чем на 14 % (до 0,05) [13].

    Для защиты смеси LWAC от потери ее удобоукладываемости и сегрегации легкий заполнитель обычно предварительно обрабатывают перед использованием. Наиболее популярной обработкой является предварительное смачивание частиц LWA. В качестве альтернативы в состав бетона включается дополнительное содержание воды, определяемое водопоглощением LWA.Содержание воды, дополнительно дозируемой для бетонной смеси или используемой для предварительного смачивания заполнителя, устанавливается на разных уровнях, соответствующих водопоглощению ЛВС через 1–2 ч (например, [9,15]), 24–48 ч (например, [16]). ,17]), или даже больше (например, [5,7]). В результате во многих случаях заполнитель используется для бетона, полностью насыщенного водой. Такие обработки, безусловно, являются наиболее эффективными для устранения риска расслоения и потери работоспособности. Поскольку эти процедуры очень эффективны, а также дешевле и проще, чем другие, в настоящее время на практике широко используется предварительное смачивание.

    Тем не менее, существует множество отчетов об исследованиях, показывающих некоторые негативные аспекты предварительного насыщения заполнителем. Бетоны, содержащие LWA с более высоким водопоглощением (WA 24h ≥ 10–15%), предварительно предварительно пропитанные или предварительно смоченные до высокой влажности, могут проявлять: меньшую прочность [9,18,19], более высокую водопроницаемость [9,19], более низкая морозостойкость [5,7,9], более глубокая карбонизация [8,16] и более глубокое проникновение ионов хлора [8,16]. Кроме того, исследования микроструктуры LWAC [19, 20] показали, что межфазная переходная зона (ITZ) LWAC, приготовленная с предварительно смоченными или предварительно насыщенными заполнителями, показала более слабое сцепление с большим количеством кристаллов портландита, более высоким содержанием эттрингита. и помощь микротрещинам.

    Альтернативным методом устранения потери обрабатываемости и риска расслоения является пропитка LWA. Существует множество технологий, используемых для пропитки заполнителей. Для повышения герметичности заполнителя, в зависимости от его вида, на него могут быть нанесены покрытия, например: цементным тестом [21,22,23,24,25,26], природными и синтетическими полимерами [21,24,27,28, 29,30,31,32], метасиликат кальция [33], силикат натрия [22,24,30] или растворы карбоната натрия [34,35], керосин, различные масла [24], парафин [18,31,36, 37,38,39].Следует отметить, что в некоторых исследованиях приоритетной целью погружения LWA в парафин или полиэтиленгликоль является не столько повышение герметичности бетона, сколько включение материала с фазовым переходом в композит для улучшения его термических свойств [31,36, 37] или морозостойкость [39]. Аналогичным образом, в случае предварительного покрытия легких заполнителей растворами силикатов или карбонатов, помимо немедленного уплотняющего эффекта, важен также механизм самовосстановления [30,34,35].Как правило, процесс предварительного покрытия натуральных или искусственных LWA минерального происхождения намного проще по сравнению с процедурами, применяемыми для переработанных заполнителей или природных органических заполнителей. В этом последнем случае перед пропиткой иногда рекомендуется усилить слабую поверхность частиц заполнителя дополнительными обработками, например, пропиткой кислотой, микрокремнеземом или раствором нанокремнезема, раствором известковой извести или цементным тестом [18, 21, 33, 40]. . В случае типичного LWA для конструкционных бетонов нет необходимости улучшать сцепление заполнителя.

    Как правило, процесс пропитки легкого заполнителя может привести к снижению содержания цемента, стабилизации удобоукладываемости бетона, уменьшению водопоглощения бетона, сокращению времени высыхания элемента/конструкции, увеличению долговечности бетона, прочности, тепловых и звукоизоляция [24,25,28,29,30,31,32,33,36]. С другой стороны, предварительное покрытие LWA может повлиять на более высокую плотность бетона, отсутствие внутреннего отверждения водой, содержащейся в заполнителе, более высокую автогенную усадку и более высокую скорость усадки при высыхании, что приводит к ухудшению связи между заполнителем и цементным тестом [24, 31,33].Следует отметить, что качественная и количественная эффективность пропитки LWA во многом определяется типом заполнителя, а также типом пропитки и способом предварительного покрытия, поскольку эти параметры определяют механизм впитывания цементного теста. Исследования [41,42] показали, что некоторые керамзитовые заполнители с сильно спеченными внешними оболочками вообще не проявляют способности поглощать цементное тесто из свежего бетона. Затягивались только поверхностные поры этих агрегатов.Количество цементного теста, поглощаемого такими типами ЛВС, оценивалось в [43] в 1,0–2,5 % от массы заполнителя в сухом состоянии. Агрегаты менее спеченных оболочек с открытыми порами более склонны к попаданию цементного теста. Глубина миграции цементного теста в структуру пористого заполнителя некоторыми исследователями [20] расценивается как зависящая от исходной влажности LWA, тогда как другие [19,41] указывают, что она независима. Следует отметить, что миграция цементного теста в заполнитель состоит не только из непосредственного впитывания цементного теста, но в основном за счет миграции растворенных частиц цемента в поры заполнителя, заполненные предварительно абсорбированной водой.Именно поэтому в исследованиях, опубликованных в [19], затвердевание цементного теста наблюдалось даже в порах предварительно насыщенного ЛВВ. Тем не менее, в последнем случае эффект стягивания внешней оболочки легкого заполнителя был менее выражен и имел второстепенное значение из-за гораздо более слабой межфазной переходной зоны.

    Идея пропитки цементным тестом легких заполнителей [22,24] или переработанных бетонных заполнителей (RCA) [21,22,23,26] представляется менее популярной, чем предварительное покрытие заполнителей полимерами [21, 24,27,28,29,30,31,32].Вероятно, есть некоторые опасения по поводу менее эффективной пропитки цементным тестом для повышения герметичности бетона, более высокого увеличения плотности или несколько более продолжительной процедуры приготовления. Между тем, пропитка цементным тестом может привести к лучшей совместимости с цементной матрицей в композите, более прочному соединению, меньшей склонности к сегрегации и большему упрочнению заполнителя, являющегося самым слабым элементом LWAC. К сожалению, сравнительно мало исследований эффективности различных пропиток, используемых для предварительного покрытия легких заполнителей.Примерами таких ценных исследований являются [24,25], ориентированные на сравнение эффективности пропитки природного органического легкого заполнителя различными материалами. Доказано, что пропитка LWA цементным тестом может быть более эффективной в снижении водопоглощения бетона по сравнению с предварительным покрытием легкого заполнителя раствором силиката натрия, раствором белого латекса и древесным маслом. Только пропитка раствором гидрофобизатора привела к снижению водопоглощения бетона.Что касается прочности на сжатие и увеличения модуля упругости, результаты предварительного покрытия LWA цементным тестом и раствором гидроизоляционного материала были сравнимы и лучше, чем результаты, достигнутые при других обработках. Однако долговечность бетона с заполнителем, пропитанным только цементным тестом, экспонированным раствором сернокислого магния, оказалась выше, чем у композитов, приготовленных с ЛВС, обработанными всеми остальными веществами. В случае применения цементного теста для покрытия его состав может состоять из простого цементного раствора или смеси различных вяжущих материалов или других минералов (т.например, цемент, молотый гранулированный доменный шлак, молотый колеманит, летучая зола, микрокремнезем) и добавки (обычно пластификаторы или суперпластификаторы) [21,22,23,24,25,26].

    Основной целью исследований было определение влияния пропитки легкого заполнителя цементным тестом на свойства LWA. Кроме того, эффект уплотнения и укрепления заполнителя за счет пропитки цементным тестом также был проверен на бетонах. В отличие от рассмотренных выше испытаний, совокупный эффект предварительного покрытия был проанализирован более всесторонне с учетом LWA различных типов и размеров.Причем пропитку проводили с использованием цементных паст различного состава и реологических свойств. Кроме того, в исследованиях учитывались различные уровни исходной влажности LWA.

    2. Материалы и методы

    Программа исследований была разделена на два этапа. Первый этап был посвящен испытаниям пропитанного заполнителя для установления влияния предварительного покрытия LWA на его свойства. Второй этап исследований был посвящен влиянию пропитки LWA на свойства бетонного композита.

    2.1. Предварительное покрытие легких заполнителей цементным тестом и их испытания

    Для оценки эффекта стягивания и упрочнения ЛВС за счет их предварительного покрытия цементным тестом были выбраны три типа легких заполнителей: спеченная зола-уноса Lytag, керамзит Leca, и, дополнительно для сравнения, керамзит Лиапор (). В испытаниях использовали две фракции Lytag и Leca. В случае эталонного лиапора рассматривалась только фракция 8/16 мм.Основные свойства всех пяти фракций LWA, использованных для исследования, представлены в . Плотность частиц и водопоглощение, насыпная плотность и сопротивление раздавливанию задавались соответственно в соответствии с европейскими стандартами: EN 1097-3 [44], EN 1097-6 [45] и EN 13055-1 [46]. Пористость заполнителей оценивали по плотности частиц и удельной плотности, определяемой пикнометрическим методом. Кроме типичного определения водопоглощения через 24 ч, для каждого агрегата оценивали развитие водопоглощения во времени через 2 мин до его стабилизации.Выбранные для исследования заполнители существенно различались по пористости и пористой структуре. Литаг характеризовался значительно меньшей пористостью по сравнению с обоими керамзитовыми заполнителями. Однако для этого агрегата поровая структура внешней оболочки и внутренней части частиц различалась значительно меньше, чем для других агрегатов. Таким образом, он показал более чем в два раза более высокое водопоглощение, чем заполнитель Лиапор с сильно спеченной внешней оболочкой. При этом заполнитель Лека характеризовался наибольшей пористостью и водопоглощением.С одной стороны, размер пор внутри частиц Leca и Liapor был значительно больше (до 2 мм) по сравнению с Lytag (до 0,2 мм). С другой стороны, Leca показал более пористую внешнюю оболочку с видимыми поверхностными порами в отличие от Liapor или даже от Lytag.

    Типы легких заполнителей, используемых для исследования.

    Таблица 1

    Свойства легких заполнителей, использованных в исследовании.

    168 0 9.4
    LWA
    Тип
    Фракция LWA
    Обозначение
    Плотность частиц, кг / м 3 Массовая плотность, кг / м 3 пористость,% Водопоглощение через 24 ч. , % Макс.Водопоглощение,% 9029 9029 70199 930
    9301900 930 930 930 47 18.8 24.0 8,0 6/12 мм LY2 1340 720 46 9 25.3 7.2
    LECA 4/8 мм Le1 550 330 80 36.4 41.2 41.2 1.4
    LECA 8/16 мм Le2 310 310 80 30.7 30200 32.0 1,2
    Liapor 8/16 мм Li2 780 780 460 71 9.4 11.5 9.4 11.5 1.9

    Три цементных пасты различных композиций использовались для пропитки LWA (). Они варьировались водоцементным отношением (в/ц) и применением суперпластификатора.Все цементные массы готовили на портландцементе ЦЕМ I 42,5 Р и водопроводной воде. Дополнительно к цементному тесту 2 добавляли суперпластификатор (Sika ViscoCrete 3) для достижения консистенции, характерной для обычного цементного теста 1 с В/Ц = 0,55. Следует отметить, что на практике цементное тесто 3 с относительно низким водо-цементным значением и не модифицированное суперпластификатором не следует использовать в качестве цементной матрицы для ЛВАК из-за плохой удобоукладываемости. В этом исследовании эта цементная паста применялась только в целях сравнения, чтобы оценить влияние реологии матрицы на эффект поглощения воды/цементной пасты LWA.Поэтому его использовали только для керамзитовых заполнителей. Химический состав цемента и спеченной золы-уноса приведен в .

    Таблица 2

    Параметры цементных паст, используемых для погружения LWA.

    Цементная паста Обозначение Соотношение водных цементов (W / C) Суперпластификатор, в% цемента Mass
    1 0.55 0
    2 0,37 1.0
    3 0,37 0

    Компонент CAO,% SIO 9 ,% AL 2 O 3 ,% Fe 2 O 3 ,% So 3 , % MgO,% Na 2 O 2 O EQV .,% Потеря зажигания,%
    CEM I 42,5R 63.6 29 9 29.1 5.6 3.1 2.6 1.2 0.8 Lytag Lytag 2.2 58.0 22,0 3.1 0.3 1.4 0.9 0.9 <4

    Все легкие заполнители были высушены перед погружением в цементное тесто. Дополнительно для проверки влияния исходной влажности LWA на эффект уплотнения и упрочнения также использовали заполнители Lytag, предварительно увлажненные до 17–18 %.Эти уровни исходной влажности соответствовали водопоглощению ЛВС фракции 4/8 мм и 6/12 мм соответственно через 60 мин. Возможность полного насыщения заполнителя была исключена в исследовательской программе из-за [8, 9, 16, 17, 18, 19], сообщающих о значительном ухудшении характеристик бетона с такими предварительно обработанными LWA. К предварительно приготовленному цементному тесту добавляли предварительно высушенные или предварительно увлажненные заполнители и перемешивали в бетономешалке в течение 5 мин. Всего было приготовлено 17 различных смесей.Затем через 30 мин заполнители отделяли от цементных масс с помощью сит с ячейкой 4 мм. Дополнительно с поверхности LWA удаляли излишки цементного теста тряпкой. Время этой процедуры было ограничено 30 с, чтобы не впитать воду, заключенную в частицах заполнителя, необходимую для дальнейшей гидратации цементного теста. Примеры LWA, погруженного в цементное тесто, и LWA, отделенного от смеси, представлены на рис. После разделения агрегаты хранили на листе фольги для просушки в течение 24 часов.Далее их упаковали в мешки. Через 28 дней заполнители подвергали следующим испытаниям: водопоглощение, плотность частиц и сопротивление раздавливанию в соответствии с EN 1097-3 [44], EN 1097-6 [45] и EN 13055-1 [46] соответственно. . Описание и параметры всех заполнителей, выделенных из цементных масс, представлены в .

    LWA погружают в цементную пасту (Lytag) и отделяют от смеси (Liapor).

    Таблица 4

    Описание пропитанных и непропитанных LWA, использованных в исследовании.

    + 9 9 9 9 0199 — 902.2. Приготовление бетонов с пропитанными LWA и их испытания

    Для проверки влияния предварительного покрытия LWA на свойства легких композитов было приготовлено 8 различных бетонов. Все бетонные смеси были изготовлены на портландцементе ЦЕМ I 42,5 Р, то же самое применялось для пропитки заполнителем. В качестве мелкого заполнителя использовали природный песок, а в качестве крупного – спекшуюся золу-унос (Lytag) и керамзит (Leca), предварительно покрытые цементным тестом 1 (см. ) в сухом состоянии.Кроме того, для эталонных бетонов в качестве крупнозернистого простого заполнителя использовались непропитанные LWA. Все бетоны характеризовались в/ц = 0,55 и одинаковым объемным составом. Объемные доли легкого заполнителя и цементной матрицы (раствора) в композитах составили 440 и 560 дм 3 3 соответственно. Поэтому все бетоны различались только массовой долей LWA. Легкие заполнители высушивают перед нанесением на бетон. Для поддержания подходящей удобоукладываемости смеси и тех же объемных пропорций необходимо было предварительно увлажнить непропитанные LWA, используемые для эталонных бетонов.Целевая консистенция для всех свежих бетонов была принята как F4, проверена и классифицирована в соответствии с [47, 48] соответственно. Составы готовых бетонов представлены в .

    Таблица 5

    Составы легких бетонов, приготовленные с пропитанными и непропитанными LWA.

    Н О LWA
    Обозначение
    LWA
    Тип
    LWA
    Фракция
    LWA
    Содержание влаги,%
    цементной пасты Тип
    1 Ly1d Lytag 4/8 мм 0
    2 Ly1D-1 Lytag 4/8 мм 0 1
    3 Ly1D-2 Lytag 4/8 мм 0 2
    Ly1m-1 Lytag 4/8 мм 17 1
    5 Ly1m-2 Lytag 4/8 мм 17 2 2
    6 Ly2D Lytag MM 0
    7 Ly2D-1 99 Lytag 6/12 мм 0 1 8 Ly2D-2 Lytag Lytag 6/12 мм 0 2
    9 Ly2m-1 Lytag 6/12 мм 18 9 1
    10 Ly2m-2 Lytag MY 18 2
    11 LE1D LECA 4/8 мм 0
    12 Le1d-1 LE1D-1 LECA 4/8 мм 0 1
    13 LE1D-2 LECA 4/8 мм 0 2
    Le1d-3 LE1D-3 LECA 4/8 мм 0 3
    15 LE2D LECA 8/16 мм 0
    16 LE2D-1 LE2D-1 LECA 8/16 мм 0 1
    17 LE2D-2 LECA 8/16 мм 0 2
    18 LE2D-3 LE2D-3 LE2D 8/16 мм 0 3
    19 Li2D Li2d Liapor 8/16 мм 0
    20 Li2d-1 Li2d-1 Lioor 8/16 мм 0 1
    9
    21 Li2d-2 Liapor 8/16 мм 0 2
    22 Ли2д-3 Лиапор 8/16 мм 0 3
    168 9 99 99 901 99 4

    Для каждого бетона серии

    N O Mix Обозначение LWA
    Тип
    LWA
    Фракция

    Фракция
    Цементная паста Используется для LWA Предварительного покрытия LWA, KG / M 3 Вода в LWA, кг / M 3 3 Натуральный песок, кг / м 3 цемент, кг / м 3 вода, кг / м 3
    1
    1 Ly1m Lytag 4/8 мм 603 109 512 420 420 2 Ly1D-1 LYTAG 4/8 мм 1 660 512 420 29
    Ly2m Lytag MM 581 512 420 231
    LY2D-1 LYTAG 6/12 мм 1 1 660 512 420 231
    5 Le1m LECA 4/8 ММ 243 80200 420 420 23199 6 LE1D-1 LE1D-1 LECA 4/8 мм 1 275 512 420 420 231
    7 LE2M LECA 8/16 мм 246 62 62 512 420 231
    8 Le2d- 1 LECA 8/16 мм 8/16 мм 1 343 512 420 23199 420 231

    мм были отлиты.Через 24 часа все образцы были извлечены из формы и затем помещены на хранение в климатическую камеру (относительная влажность = 100 %, T = 20 °C) в течение 27 дней в соответствии с EN 12390-2 [49]. Образцы бетона каждой серии подвергались испытаниям на плотность и прочность на сжатие согласно EN 12390-7 [50] и EN 12390-3 [51] соответственно. Испытание на водопоглощение из-за отсутствия подходящего европейского стандарта проводилось в соответствии с польским стандартом PN-88/B-06250 [52]. Поскольку процедуры европейского стандарта хорошо известны, они здесь не описываются.Процедура испытания на водопоглощение заключалась в следующем: образцы бетона пропитывали водой до стабилизации их веса и определяли их массу. Затем образцы высушивали при температуре 105 °С и уточняли их высушенную массу. Водопоглощение рассчитывали как отношение содержания воды в насыщенном образце к массе высушенного в печи образца, выраженное в процентах.

    Анализ характеристик и микроструктуры легкого бетона, смешанного с нанокремнеземом, при воздействии сульфатов

    Влияние двух легких заполнителей (LWA) на бетон и влияние замены цемента нанокремнеземом (NS) на межфазную переходную зону (ITZ) и цементирующую матрицу бетона на устойчивость к воздействию сульфата магния (MgSO 4 ).Оцениваемыми заполнителями были перлит, представляющий собой легкий заполнитель с открытой пористой структурой, и керамзит (аливен) с закрытой пористой структурой. Переменными, включенными в исследование, были процент замены крупных заполнителей легкими крупными заполнителями (0 и 100% по объему) и процент замены цемента нанокремнеземом (0 и 10% по весу). В дозировке смесей использовалась константа отношения вода/цемент-материал 0,35. LWA были охарактеризованы методами XRD, XRF и SEM.Были оценены прочность на сжатие, водопоглощение и изменение объема в растворе сульфата магния (согласно ASTM C1012 в течение 15 недель) легких бетонов. Было обнаружено, что нанокремнезем оказывает влияние на измельчение системы пор; однако основное влияние на прочность на сжатие и долговечность легкого бетона (LWC) определяли характеристики легкого заполнителя, использованного при его приготовлении.

    1. Введение

    Стойкость обычных бетонов при химическом воздействии сульфатов изучалась в зависимости от источника сульфата; будь то внешний или внутренний.Внешнее воздействие происходит, когда бетон подвергается воздействию окружающей среды, такой как почва, загрязненная сульфатами, или вода с содержанием сульфатов [1]. Внутренняя атака вызвана такими проблемами, как чрезмерное загрязнение сульфатом материалов, составляющих бетон, загрязненные заполнители или присутствие сульфата в цементном клинкере из-за использования топлива с высоким содержанием серы или присутствия сульфидов или сульфатов в их сырье. 2]. Основным последствием воздействия сульфатов является разрушение бетона или раствора из-за химических реакций между гидратированными фазами портландцемента и ионами сульфата.В зависимости от концентрации и источника сульфат-ионов в воде и состава цемента может происходить расширение бетона с образованием трещин и повышенной проницаемостью, что способствует проникновению воды с агрессивными агентами или ухудшению и потере сцепления. изделий из гидратированного цемента с прогрессирующей потерей прочности на сжатие и массы [3].

    Также была изучена долговечность бетона при воздействии сульфатов в зависимости от типа сульфата, установлено, что при традиционном воздействии сульфата натрия, как следствие, происходит образование вторичного эттрингита.Одной из основных причин этого образования является реакция между ионами и гидратированным моносульфоалюминатом кальция или образование гипса и его последующая реакция с гидратами алюмината кальция (C-A-H). В то время как в случае воздействия сульфата магния он воздействует на гидратированный силикат кальция (C-S-H), вызывая потерю сцепления пасты с образованием гипса, гидроксида магния и силикагеля [1].

    Сульфат магния () является наиболее агрессивным из сульфатов из-за понижения рН раствора пор в гидратированном цементном тесте за счет реакции с портландитом и образования брусита [2].реагирует в основном с продуктами гидратации цемента; реакция сульфата с гидроксидом кальция, выделяющимся при гидратации цемента, образует сульфаты кальция (гипс, ) и гидроксид магния (бруцит, ), по следующей реакции [3]:

    Другим возможным действием сульфата магния является реакция с гелем ЦСГ, где за счет декальцинации, производимой этим сульфатом, получают гидратированный силикат магния, МСГ, представляющий собой слабосвязующий гель [4], нецементирующий, что приводит к размягчению цементной матрицы [5, 6] , по следующей реакции.Кроме того, в результате этой реакции образуются гипс и гидратированный кремнезем:

    Этот гипс, полученный в (2), может реагировать с C3A с образованием эттрингита, как показано в следующей реакции [1]:

    В В присутствии карбонатов и при соответствующих условиях окружающей среды может происходить образование таумазита (), как показано в следующей реакции [3]:

    Чтобы полностью оценить легкий бетон, важно понять внутреннюю природу легких заполнителей ( LWA) и как они влияют на свойства изготовленного из них бетона.LWA имеют множество пузырьков или воздушных полостей в своей массе. Размер, расстояние и взаимосвязь пузырьков делают эти заполнители способными производить бетон с более низкой плотностью, близкой к 1850 кг/м 3 , с такими преимуществами, как повышенная теплоизоляция, длительное отверждение во влажном состоянии и повышенная долговечность [7].

    Влияние легких заполнителей как на микроструктуру, так и на долговечность растворов и бетонов изучалось несколькими исследователями [8–12]. Обнаружение того, что легкие заполнители влияют на микроструктуру межфазной переходной зоны (ITZ) пористого качества, которое было улучшено за счет добавления летучей золы и микрокремнезема, и обнаружение того, что для повышения стойкости этих материалов к сульфатному воздействию содержание летучей золы или природного пуццолана должно составлять от 25 до 35% по массе, а для микрокремнезема от 7 до 15% (ACI 201-2) [13–15].Добавление таких материалов значительно снижает проницаемость бетона, а также в сочетании со щелочами и гидроксидом кальция, выделяющимися при гидратации цемента, снижает возможность образования гипса.

    Нанокремнезем (NS) получил широкое признание в качестве активной добавки к цементу [16, 17]. Его активность ускоряет реакцию гидратации посредством механизма зародышеобразования (ранняя активность) для образования C-S-H, а его пуццолановая активность увеличивает производство C-S-H.Кроме того, НС выступает также в роли наполнителя, снижающего водопоглощение, что позволяет повысить долговечность цементной матрицы [9, 10].

    Данная работа посвящена изучению морфологии и состава (химического и минералогического) ЛВС, замещения цемента нанокремнеземом в формировании микроструктуры и толщины ВТЗ и влияния этого на стойкость к воздействие сульфата магния на легкие бетоны.

    2. Материалы и методы

    Для изготовления бетонов использовали обычный портландцемент, нанокремнезем (НС), а также два легких заполнителя, термокерамзит аливен (АЛ) и перлит (ПЭ).

    Методология, предложенная для разработки данного исследования, разделена на три основных направления: химическая, минералогическая и физическая характеристика сырья с помощью рентгеновской дифракции (РФА), сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), оптической микроскопии (ОМ), удельная поверхность (BET), плотность и водопоглощение заполнителей (ASTM C 127 [18]). Второй этап заключался в разработке и приготовлении бетонов и, наконец, в изучении механических свойств и долговечности LWC.

    2.1. Химическая характеристика материалов

    Химический состав цемента, нанокремнезема, перлита и керамзита определяли с помощью рентгеновской флуоресценции (XRF) с использованием оборудования ARL 8680 S в бор-литиевом оксиде (B 4 Li 2 O 7 ) таблетки. Из таблицы 1 видно, что оксид кремния присутствует в большей пропорции для обоих агрегатов, причем в перлите его больше (72,45%), чем в аливене (59,67%). Вторым компонентом, присутствующим в большем количестве в обоих агрегатах, является оксид алюминия, но в отличие от SiO 2 аливен имеет более высокое содержание Al 2 O 3 по сравнению с перлитом.Используемый НС имеет высокую чистоту. Основным компонентом цемента является оксид кальция, присутствующий в количестве 60,69%, за которым следуют 20% оксида кремния и более низкое содержание серы, представляющее интерес для данного исследования. Химический состав цемента указывает на то, что процентное содержание соответствует портландцементу типа I по ASTM C 150 [19].

    0

    0

    5

    5


    5
    Вес (%) вес (%)

    0

    5

    0
    NS

    Оксид кремния (SIO 2 ) 72.45 59.67 93.56 93.56 93.9

    5
    Titanium Oxide (Tio 2 ) 0.22 1.19 0,02 0.21
    оксид алюминия (AL 2 o 3 ) 13.38 13.38 16.95 0.00 4.72 4,72
    Оксид железа (Fe 2 O 3 ) 1.35 9.79 0.39 3.20
    Оксид магния (MgO) 0.08 4.13 4.13 0.13 0,80200 1,80200

    5

    0

    0

    1.20 3.57 0.22 60.69
    Оксид натрия (Na 2 o) 3.40 2.07 0.62 0.62 0.62 0.37 0.37
    Оксид калия (K 2 o) 4.57 1.28 0,02 0.61 0.61
    Оксид серы (SO 3 ) 0.09 0.04 0.04 0.30 0.13 0.13
    Потери зажигания на 1000 ° C 2.92 0,75 4.46 3.68


    2.2. Минералогическая характеристика

    Минералогическая характеристика заполнителей и нанокремнезема была выполнена с использованием дифракции рентгеновских лучей (XRD) в XRD PANalytical X’Pert Pro MPD с источником рентгеновского излучения на основе меди (Cu) ( λα 1 = 0.154059 нм), в интервале 2 θ между 6° и 70° с шагом 0,02° и временем накопления 30 с. Идентификацию дифрактограмм проводили с использованием базы данных программы X’Pert High Score Plus. Для перлита видно, что на дифрактограмме рисунка 1(а) формируется широкий пик между положениями 2 θ 20° и 30°, где характерный пик кварца находится около 26,5°. Этот пик соответствует кремнезему низкой степени кристалличности или аморфному, что связано с тем, что этому пику не хватает гибкости, которая указывает на высокую степень кристалличности кремнезема.Другими второстепенными компонентами являются алюмосиликаты, такие как альбит. Этот состав соответствует процессам образования перлита, представляющего собой вулканическое стекло.

    Дифрактограмма рис. 1(б) позволяет установить, что основная минералогическая частица в аливене, соответствующая кварцу высокой степени кристалличности, находится в положении 2 θ 26,5°, и этот пик имеет большую стройность достигнув оси y примерно до 18000 отсчетов. Другие присутствующие фазы соответствуют алюмосиликатам в форме плагиоклаза и роговой обманки и небольшим следам оксида железа в форме гематита.Этот минералогический состав аливена соответствует его происхождению из термически расширенной глины. Для нанокремнезема (рис. 1(в)) показано, что он соответствует наночастицам кремнезема низкой степени кристалличности.

    2.3. Морфологическая характеристика

    Морфологию агрегатов изучали с помощью микрофотографий стереоскопии и СЭМ в JEOL JSM 5910LV с детекторами обратного рассеяния электронов (BES), а для нанокремнезема с помощью ПЭМ в микроскопе FEI TECNAI 20 Twin. Перлит (рис. 2), соответствующий агрегату угловатого вулканического происхождения с обнаженными и сообщающимися между собой порами, представляет собой агрегат кислых пород благодаря своей светлой окраске и составу SiO 2  > 65 % [20].Структура перлита позволяет ему удерживать большое количество поровой воды.

    Оживленный заполнитель (рис. 3) соответствует термокерамзиту сферической формы с шероховатой поверхностью, большая часть которой представляет собой сферы с пористой внутренней частью, с некоторыми сообщающимися порами, окруженными коричневатым стекловидным слоем различной толщины и меньшей пористости. (Рисунок 3(б)). На рисунках 2(c) и 3(c) для перлита и аливена соответственно можно оценить форму, размер и распределение их пор.Для нанокремнезема на рисунке 4 наблюдаются отдельные сферы с диаметром частиц от 20 до 70 нм.


    2.4. Физическая характеристика

    Испытание на водопоглощение было проведено для каждого типа заполнителя в соответствии со спецификациями ACI 211.2 и плотностью в соответствии со стандартом ASTM C 127 [18]. поры. Затем его удаляют из воды, воду сушат с поверхности частиц и определяют массу.В дальнейшем объем пробы определяют методом вытеснения водой. Наконец, образец высушивают в печи и определяют массу. Используя полученные таким образом значения массы и формулы этого метода испытаний, можно рассчитать относительную плотность и поглощение.

    Площадь поверхности определяли с помощью теста БЭТ методом хемосорбции. Водопоглощение LWA (таблица 2) показывает более высокое значение поглощения перлита из-за его большей удельной площади поверхности и его открытой и открытой пористости, а также характеристик, которые обеспечивают низкую плотность 305.5 кг/м 3 . Для живого заполнителя его плотность составляет 519,9 кг/м 3 , так как внутри он представляет собой пористый материал с размерами пор порядка 10  мкм мкм до 500  мкм мкм, а водопоглощение ниже поскольку во внешнем слое его структуры размер пор меньше капиллярного, что препятствует миграции воды в заполнитель (рис. 3(в)). NS имеет большую удельную поверхность в соответствии с его размером, что является показателем его реакционной способности.


    0 91 068

    площадь поверхности (M 2 / G) Очевидная относительная плотность (кг / м 3 ) Водопоглощение (%)

    PE 2,10 305,5 42,0
    А.Л. 1,13 519,9 10,3
    Н.С. 51,40 1,12
    2.5. Подготовка образцов для испытаний на прочность при сжатии и сульфатную атаку

    . При разработке смесей использовались два легких заполнителя в крупнозернистом состоянии, пропущенные через сито 3/8″ и оставленные на сите №. 4, перлит и аливен из расчета 325 кг/м 3 бетона, цемента 500 кг/м 3 бетона, соотношение вода/цементный материал (a/mc) 0,35 и добавление 10% нанокремнезема при замене по массе содержания цемента.

    Согласно предыдущим исследованиям [7] и обзору литературы [11, 21–24], соотношение равно 0.35 a/mc был выбран, что обеспечивает хорошую удобоукладываемость, чтобы не требовалось использование суперпластификатора в смеси, что могло бы привести к изменениям микроструктуры ITZ и цементной матрицы, представляющих интерес в этом исследовании. Доля цемента 500 кг/м 3 является продуктом библиографической ревизии; для которых в ряде исследований была достигнута прочность на сжатие в LWC более 17,5 МПа [7, 21, 25–27]. Использование 10 % нанокремнезема было обусловлено предыдущими результатами [16], где было замечено, что оптимальная замена цемента взвешенными наночастицами кремнезема именно в этом процентном соотношении, так как прочность на сжатие значительно увеличилась, по отношению к контрольному образцу; кроме того, уменьшилась сеть пор в цементной матрице и увеличилась ее извилистость, что уменьшило проникновение агрессивных агентов [16].

    Бетонные смеси изготовлены по выбранным параметрам, а также изготовлены кубические образцы со стороной 50 мм, для испытания на прочность при неограниченном сжатии и призматические образцы размером 25 мм × 25мм × 285 мм, как установлено ASTM C157 M [28], для оценки устойчивости к сульфатным атакам. После изготовления кубические пробирки подвергались процессу мокрого отверждения в воде, насыщенной известью, при комнатной температуре 23 ± 2°C до возраста 7 и 28 дней, возрастов, при которых прочность на сжатие, объем определяли поры и водопоглощение.Призмы для испытания на расширение бетона выдерживали в тех же условиях в течение 28 дней, а затем подвергали воздействию сульфата магния.

    2.6. Погружение в сульфат магния

    По окончании нормального времени отверждения призмы погружали на 15 недель в 5% раствор сульфата магния (MgSO 4 ) при pH = 7 для оценки воздействия этих сульфатов. , согласно ASTM C1012 [29]. Продольное изменение призматических образцов измеряли после погружения в раствор MgSO 4 .Раствор меняли ежемесячно, а в течение недельных интервалов рН контролировали, чтобы поддерживать его на уровне 6-7 единиц.

    3. Результаты и обсуждение
    3.1. Прочность на сжатие легких бетонов (LWC)

    Бетоны, изготовленные с использованием перлита и аливена, подвергались испытаниям на прочность на сжатие через 7 и 28 дней нормального твердения. В Таблице 3 показаны результаты по прочности на сжатие LWC с нанокремнеземом и без него. Образец AL соответствует бетонам, изготовленным с LWA аливеном, а образец PE – бетонам с перлитом.C5 означает, что все бетоны были изготовлены с содержанием цемента 500 кг/м 3 . Образцы с 10% нанокремнезема представляют собой АЛК5-10 и ПЭК5-10. Напротив, образцы без нанокремнезема представляют собой ALC5-0 и PEC5-0.



    Образец Прочность на компрессию в 7 дней (MPA) прочность на сжатие на 28 дней (MPA)


    8.1 ± 1 .9 10.4 ± 1,3
    PEC5-10 12,4 ± 3,4 9,9 ± 2,9
    alc5-0 23,8 ± 0,1 26,3 ± 1,5
    5 9058 22.1 ± 1,0
    ALC5-10 15.2 ± 2.5 22,5 22.1 ± 1,0

    Наилучшие результаты прочности сжатия соответствуют бетону, изготовленному с помощью вливающихся, со средними значениями 26,3 МПа и 22,1 МПа в 28 днях нормального отверждения бетон без и с добавкой НС соответственно.В то время как для перлитобетонов были достигнуты только 10,4 МПа без добавки и 9,9 МПа с НС, причем эти значения с учетом стандартного отклонения оказались статистически равными. Для образцов перлита результаты прочности на сжатие были статистически одинаковыми как для оцениваемого возраста, так и для процентного содержания использованного NS. Это означает, что именно перлит ограничивает максимальную прочность на сжатие, которой могут достичь эти смеси. В обоих бетонах добавление нанокремнезема не отражается на повышении прочности на сжатие, так как в LWC в первую очередь разрушается заполнитель, а не матрица [21, 30], как это происходит в обычных бетонах.Бетон с заполнителем аливен имеет большую прочность на сжатие, так как этот заполнитель характеризуется наличием на поверхности остеклованного слоя, что придает ему большую твердость, а также механическую стойкость.

    3.2. Расширение бетона

    На рис. 5 показаны результаты изменения длины всех стержней под действием сульфата. До 4-й недели все образцы имеют очень низкое расширение (0,02%), но с этого времени наблюдается явная разница в поведении образцов с перлитом по сравнению с образцами с аливеном.Стержни с перлитом демонстрируют увеличивающееся расширение со временем погружения в сульфаты, достигая значений 0,44% для РЕС5-0 и 0,2% для РЕС5-10 за 15 недель тестирования. Однако образцы с аливеном практически не показывают расширения (0,05%) в течение всего оцениваемого времени.


    Для бетонов, изготовленных как с перлитом, так и с аливеном, образцы с добавлением 10% нанокремнезема демонстрируют лучшую устойчивость к воздействию сульфата магния, при этом бетон с перлитным заполнителем является самым слабым.Эти результаты согласуются с результатами Tobón et al. [31], которые проанализировали поведение портландцементных растворов нормальной массы, смешанных с нанокремнеземом, при воздействии на них такого рода сульфатов. Эти исследователи показали, как 5% замена портландцемента нанокремнеземом в этих растворах практически контролирует расширение под действием сульфатов. Это можно объяснить с разных точек зрения: во-первых, в бетонах с НС происходит измельчение пористой структуры [13].Во-вторых, глинозем перлита может быть более реакционноспособным и восприимчивым из-за своего вулканического происхождения к этой атаке, чем тот, который проявляется в аливене. Потому что, как предполагают некоторые авторы [32, 33], реакционная способность глинозема, присутствующего в минеральных добавках, имеет решающее значение для долговечности изготавливаемых с ними вяжущих смесей. В-третьих, хотя содержание оксида алюминия в перлите ниже, чем в аливене, оксид алюминия в перлите более подвержен этому воздействию из-за пористости его поверхности.

    В соответствии со стандартом ASTM C 1157 [34] обычный бетон, изготовленный из цемента с умеренной устойчивостью к сульфатам, допускает максимальное значение расширения 0,10 %. Таким образом, легкий бетон, изготовленный с добавлением аливена в качестве крупного заполнителя, обладает такими же свойствами против воздействия сульфатов, как и обычный бетон.

    3.3. Объем пор и водопоглощение

    Объем пор и водопоглощение для исследованных бетонов определяли через 28 дней твердения и в соответствии со стандартом ASTM C 642 [35], для которого объем пор соответствует водонасыщаемым порам бетона, совокупная пористость и цементная матрица.Таблица 4 показывает, что для живого бетона объем пор значительно ниже, между 23,4% для ALC5-10 и 24,1% для ALC5-0. Для перлитобетонов она составляет порядка 32,4 % для ПЭК5-0 и 31,3 % для ПЭК5-10. Такое поведение указывает на то, что нанокремнезем может уменьшить объем пор в LWC, на 3% в живом бетоне и на 3,3% в перлите. Однако из полученных результатов можно установить, что объем пор в ЛВ в значительной степени зависит от морфологии и типа пористости ЛВ.Бетоны, изготовленные с пористым поверхностным заполнителем и взаимосвязанными порами внутри, такими как перлит, которые обладают более высоким водопоглощением (42%, таблица 2), приводят к получению бетона с большим объемом проницаемых пор, тогда как бетоны с заполнителями с более низким водопоглощением как живые. (10,3%, табл. 2) имеют меньший объем пор.

    0


    0

    Образец Объем пустот (%) Водопоглощение (%)

    Pec5-0 32.4 36.2 36.2
    PEC5-10 31.3 34.2
    24.1 22.9
    Alc5-10 23.4 21.9

    Результаты водопоглощения (Таблица 4) бетонов с аливеном имеют более низкий процент водопоглощения, чем бетоны, изготовленные с перлитом. В обоих бетонах характеристики водопоглощения снижаются при добавлении 10% нанокремнезема, что приводит к тому же самому порядку объема пор.

    Добавление нанокремнезема влияет на водопоглощение легкого бетона; хотя бетон имеет значительный объем пор, в основном связанных с заполнителями, цементная матрица уплотняется за счет добавления NS, тем самым препятствуя взаимосвязи пор, которые обеспечивают миграцию воды из матрицы в заполнитель и, следовательно, уменьшая воду. абсорбция в низкой пропорции порядка 4,3% для бетона с добавкой аливена и 5,2% для перлитобетона с добавкой НС.Образцы с самым низким процентом расширения имеют в своем составе NS (ALC5-10 и PEC5-10).

    Можно констатировать, что как объем пор, так и водопоглощение LWC уменьшаются при добавлении NS, но они обусловлены в основном типом используемого LWA. Таким образом, в данном случае при использовании легких заполнителей с пористостью и взаимосвязанными порами в качестве перлита получаются ЛБК с большим объемом пор и большим водопоглощением, что находит отражение в бетонах с меньшим механическим сопротивлением сжатию и меньшей прочностью по сопротивлению воздействию атака сульфатов.

    3.4. Морфология бетонов, подвергшихся воздействию сульфатов

    После 15-недельного воздействия сульфата магния видно, что перлитные бетоны в большей степени подвержены влиянию сульфата магния, вызывая коробление 3,25 мм в открытых швах без добавок. бетон (рис. 6(а)) и 2,75 мм для швов из добавленного бетона (рис. 6(б)). При рассмотрении живых бетонов только образцы без добавок демонстрируют небольшое коробление, около 0,8 мм (рис. 7 (а)), в то время как бетон с добавлением нанокремнезема остается неповрежденным (рис. 7 (б)).Такое коробление отражает продольное изменение, вызванное расширением бетона, что подтверждает результаты расширения, показанные на рис. 5.

    Кроме того, видно, что образец с добавлением нанокремнезема (рис. деградации по сравнению с образцом без добавления (рис. 7(а)). Как известно, нанокремнезем реагирует с Ca(OH) 2 , образуя гель C-S-H; поскольку этого геля больше, MgSO 4 может в конечном итоге реагировать с ним, образуя M-S-H на поверхности, вызывая ухудшение, наблюдаемое на изображении, поскольку этот продукт, как уже упоминалось, имеет низкую когезию [4].

    Для выявления причины коробления и расширения бетонов были сделаны микрофотографии на краю балки для живых бетонов (рис. 8), в ИТЗ (рис. 9) и внутри заполнителя (рис. 10).

    На рис. 8(а) видно, что на кромке образца бетона из аливена без добавления нанокремнезема видны трещины. С помощью EDX был определен химический состав элементов на поверхности с присутствием на поверхности кальция (30%), кремнезема (7%), серы (11%), магния (5%) и кислорода (45%). (Рисунок 11).Этот химический состав минералогически соответствует превращению CSH в MSH и другим присутствующим минеральным фазам (рис. 8), что в связи с химическим составом можно сделать вывод об образовании гипса (CaSO 4 ), который для графических эффектов будет сокращен как КС [10].


    При анализе ИТЗ бетонов, подвергшихся воздействию MgSO 4 , в живых бетонах в основном наблюдается присутствие CS и C-S-H (рис. 9). Как только MgSO 4 проникает внутрь агрегатов, в случае аливена, с помощью ЭДС наблюдается, что основной состав соответствует кислороду на 52%, кремнию 21.25%, алюминий 12,32% и низкие значения кальция, железа и магния. Такой состав соответствует заполнителю, который представляет собой алюмосиликат, но количество магния обусловлено отложением небольшого количества M-S-H путем миграции сульфата внутрь из-за пористости заполнителя (рис. 10). Как видно на микрофотографиях, исчезновение CH вызывает падение pH в порах, достаточное для того, чтобы вызвать разложение C-S-H и тем самым обеспечить активный кремнезем, необходимый для образования M-S-H [14].

    Для перлитных бетонов (рис. 12) на краю наблюдается то же поведение, что и для живых бетонов. В ITZ (рис. 13) присутствует M-S-H за счет разложения C-S-H, гипса и эттрингита в случае бетона с добавлением нанокремнезема, который заметен в виде призматических кристаллов. Этот эттрингит может быть получен реакцией между C3A и гипсом, образованным реакцией C-S-H и Mg(OH) 2 в соответствии с (2).

    Внутри заполнителей перлитобетона можно заметить наличие кристаллов гипса (ГК) (рис. 14).По данным EDX элементный состав соответствует в основном кислороду, кремнию, кальцию, сере и алюминию. Незначительные следовые количества магния также были обнаружены в меньшей степени. Благодаря своей пористой структуре сульфат магния проникает в бетон до внутренней части заполнителя.

    Как упоминалось выше, при взаимодействии CH с MgSO 4 в присутствии воды, согласно [36], образуются гипс и брусит, но пуццолановая добавка в случае нанокремнезема позволяет избежать образования брусита, но не декальцинацию CSH, поскольку НС потребляет гидроксид кальция, который недоступен для производства гидроксида магния или брусита.Это можно наблюдать на микрофотографиях рисунков 8, 12 и 13, где нет признаков гексагональных кристаллов брусита, но есть M-S-H.

    В этом исследовании заполнитель перлита продемонстрировал более высокое водопоглощение, что привело к получению бетона с большей проницаемостью и объемом пор. В связи с этим при использовании этого вида легкого заполнителя необходимо учитывать его высокую пористость, а также то, что эти поры обычно сообщаются между собой. Когда этот бетон подвергся воздействию сульфатов, было обнаружено, что он имеет высокую степень расширения, печально известную после восьми недель погружения, из-за его высокой проницаемости и, скорее всего, из-за присутствия реактивного глинозема.Замена цемента на 10 % нанокремнезема позволила уплотнить матрицу и снизить пористость и проницаемость бетона, изготовленного с этим заполнителем, что выразилось в меньшем расширении этого бетона по сравнению с бетоном без замены цемента. В отличие от перлита, аливен показал меньшее расширение, как с заменой цемента на 10% нанокремнезема, так и без него. Такое поведение связано с более низким водопоглощением заполнителя и тем, что из него получается бетон с проницаемостью и объемом пор значительно ниже, чем у бетона, полученного с перлитом.

    4. Выводы

    Наибольшее расширение легких перлитобетонов связано с прямой миграцией сульфата магния в заполнитель, поскольку он представляет собой заполнитель с открытой пористой поверхностью, а не живую пористую структуру, покрытую стекловидным слоем пористости с низкой проницаемостью, и это Миграция сульфат-иона позволяет разлагать CSH, превращая его в MSH и, в свою очередь, позволяя образовывать гипс, который отвечает за расширение бетона, что приводит к деформации бетонных пробирок без добавления нанокремнезема.

    Использование нанокремнезема в LWC улучшает пористую структуру в цементной матрице, а также в ITZ за счет увеличения образования CSH, но это уплотнение вяжущей матрицы недостаточно велико, чтобы препятствовать миграции воды и сульфат-ионов от внешней части бетона к внутренней, пока не достигнет заполнителя, как это видно в случае с перлитом.

    Использование нанокремнезема уменьшило расширение бетона, предотвращая образование брусита, потому что, когда происходит реакция между CH и нанокремнеземом, мало CH доступно для реакции с сульфатом магния и последующего образования брусита (MH).

    Такие факторы, как пористость заполнителя и химический состав, более важны для долговечности легких бетонов; несмотря на измельчение цементной матрицы с добавлением нанокремнезема, поглощающая способность этих заполнителей способствует миграции сульфатного раствора снаружи внутрь, концентрированию и достижению того, что он воздействует на всю цементную матрицу, а не только на открытую поверхность бетон.

    Механизм реакции против химического воздействия сульфата магния для легких бетонов подобен механизму в обычных бетонах, где воздействие происходит в основном на CSH, но имеет отягчающее обстоятельство, что это воздействие может быть усилено типом легкого заполнителя который использовался, то есть с открытой пористостью как перлит или закрытой пористостью как кальцинированная глина.

    Бетон, изготовленный из легких заполнителей с закрытой пористостью, такой как кальцинированная глина, может демонстрировать такие же характеристики, как и обычный бетон, против агрессивного воздействия сульфатов, таких как сульфат магния; из-за проявления меньшего расширения, чем 0,10 %, это значение соответствует стандарту для обычного бетона, учитывая поведение этого легкого бетона по отношению к прочности на сжатие.

    Доступность данных

    Данные, использованные для поддержки результатов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

    Благодарности

    Эта работа была одобрена «Национальной программой проектов по усилению исследований, разработок и инноваций в области последипломного образования в Национальном университете Колумбии», код 30474.

    Полированный легкий бетон?

    «Мы не можем полировать легкие бетонные плиты перекрытий. Почему я не могу это сделать?» был вопрос моего клиента.«В спецификации сказано: Обычный тяжелый бетон: без легкого заполнителя. »

    Несмотря на то, что моя жена настаивает на том, что я считаю себя экспертом практически во всем, мне пришлось сказать своему клиенту, что я не знаю ответа и мне придется его изучить. Я мог придумать некоторые возможности, но не мог назвать две или более конкретных причин (извините за каламбур).

    Я провел небольшое исследование в Интернете, а также позвонил знакомому представителю по продукту, и в итоге я получил несколько объяснений, но не нашел реального и простого решения.В своем исследовании я обнаружил, что Национальная ассоциация производителей товарных бетонов имеет очень аккуратный обзор под названием «CIP36-Структурный легкий бетон». Этот удобный справочник рассказал мне о многих вещах, которые я знал по этому вопросу, и о некоторых вещах, которых я не знал.

    Легкий конструкционный бетон фактически является таковым из-за заполнителя, а не цемента. В различных рецептах заполнителей используются различные легкие (или «более легкие») материалы, чтобы уменьшить вес бетона на 35–40%.Этот легкий бетон по-прежнему имеет плотность 90-115 фунтов на кубический фут, что по-прежнему является тяжелым материалом. Тем не менее, уменьшенный вес бетона при использовании в конструкциях означает снижение статической нагрузки, что позволяет уменьшить размер несущих колонн, фундаментов и других несущих элементов. Легкий бетон также обеспечивает большую огнестойкость и более высокие значения R, чем обычный бетон, отчасти из-за вовлечения воздуха, что также позволяет удерживать больше воды внутри, что увеличивает внутреннее отверждение и, следовательно, прочность и долговечность бетона.Все это идет в «плюс» для легкого бетона.

    Когда наш клиент предложил полированную отделку, которая требует шлифовки, уплотнения и пенетрации, стали проявляться недостатки легкого бетона. Вода, удерживаемая воздухововлекающим бетоном и более пористыми легкими заполнителями, также значительно увеличивает время отверждения полностью сухого материала. Вовлечение воздуха также приводит к тому, что поверхность бетона после шлифования становится более пористой, что может привести к неравномерным результатам при отделке.По словам представителя компании, с которым я консультировался, также существуют проблемы с процессом полировки и заполнителями в легком бетоне. Более пористые заполнители, такие как сланцы, часто разрушаются во время измельчения. Эти дефекты могут привести к непостоянству в том, как бетон принимает нанесенную отделку. Производитель не исключил полностью шлифовку поверхности легкого бетона, но категорически заявил, что заказчик не получит ожидаемого вида отделки и должен быть проинформирован о ситуации.

    Не получив рекомендации от представителя по замене отделки в том же жанре, я вернулся к своему клиенту, который также исследовал проблему. Мы сравнили записи, и мой клиент отметил отсутствие жизнеспособных вариантов отделки в том же жанре. Мой клиент решил оставить полировку в спецификации и обсудить это со своим владельцем. Поскольку проект представляет собой несколько деревенский объект, окончательный вид отделки может быть подходящим, даже если полученная отделка не будет соответствовать ожидаемому качеству или блеску.

    IRJET-Запрошенная вами страница не найдена на нашем сайте , март 2022 г. Идет публикация…

    Browse Papers


    IRJET Получен «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

    Подтвердить здесь свою систему менеджмента качества.


    IRJET приглашает статьи из различных технических и научных дисциплин для тома 9, выпуск 4 (апрель 2022 г.) Документы


    IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

    Подтвердить здесь


    IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001:2008 для своей системы управления качеством.


    IRJET приглашает статьи из различных технических и научных дисциплин для тома 9, выпуск 4 (апрель 2022 г.) Документы


    IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

    Подтвердить здесь


    IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001:2008 для своей системы управления качеством.


    IRJET приглашает статьи из различных технических и научных дисциплин для тома 9, выпуск 4 (апрель 2022 г.) Документы


    IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

    Подтвердить здесь


    IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001:2008 для своей системы управления качеством.


    IRJET приглашает статьи из различных технических и научных дисциплин для тома 9, выпуск 4 (апрель 2022 г.) Документы


    IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

    Подтвердить здесь


    IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001:2008 для своей системы управления качеством.


    IRJET приглашает статьи из различных технических и научных дисциплин для тома 9, выпуск 4 (апрель 2022 г.) Документы


    IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

    Подтвердить здесь


    IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001:2008 для своей системы управления качеством.


    IRJET приглашает статьи из различных технических и научных дисциплин для тома 9, выпуск 4 (апрель 2022 г.) Документы


    IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

    Подтвердить здесь


    IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001:2008 для своей системы управления качеством.


    IRJET приглашает статьи из различных технических и научных дисциплин для тома 9, выпуск 4 (апрель 2022 г.) Документы


    IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

    Подтвердить здесь


    IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001:2008 для своей системы управления качеством.


    Что такое легкий бетон? Типы и использование



    Легкий бетон — это особый тип бетона, который легче обычного или обычного бетона. Плотность легких бетонов условно невелика. Обычно от 300 кг/м³ до 2200 кг/м³ и, таким образом, обычный бетон имеет плотность от 2200 кг/м³ до 2600 кг/м³.

    Принцип легкого бетона

    Основной принцип изготовления легкого бетона заключается в нагнетании воздуха в бетон.Для этого можно применить несколько методов. Например:

    • Обычные заполнители в бетоне могут быть заменены ячеистыми пористыми заполнителями. (Бетон с легким заполнителем)
    • Пузырьки воздуха или газа могут быть введены в бетон (газобетон).
    • При приготовлении бетона нельзя использовать песок и его следует исключить. (Без мелкозернистого бетона).

    Типы легкого бетона

    1.Бетон с легким заполнителем:

    При производстве бетона с легким заполнителем необходимо следить за тем, чтобы используемые заполнители были легкими. В основном используются натуральные заполнители и искусственные заполнители. Но в большинстве случаев искусственные заполнители предпочтительнее натуральных заполнителей, поскольку искусственные заполнители можно модифицировать в соответствии с необходимостью.

    В любом случае, если используются натуральные заполнители, то наиболее распространенными натуральными легкими заполнителями являются пемза и шлак.

    Искусственные заполнители обычно получают путем модификации и расширения горных пород, таких как сланец, сланец, перлит, вермикулит и т. д.

    Натуральные легкие заполнители Искусственные легкие заполнители
    Пемза Искусственный пепел
    Диатомит Коксовая мелочь
    Шлаки Вздутая глина
    Вулканический пепел Вспученные сланцы и сланцы
    Опилки Шарики Thermocole
    Рисовая шелуха Агломератная зола

    Типы заполнителей, используемых при производстве бетона, определяют плотность бетона.При использовании этого типа бетона можно достичь плотности бетона до 300 кг/м³. Прочность на сжатие LWC варьируется от 0,3 МПа до 40 МПа.

     Читайте также: Что такое предварительно напряженный бетон? 

    2. Бетон без фракций:

    При изготовлении безмелкого бетона мелкие заполнители не используются. Обычно они опускаются. Используемые материалы состоят только из цемента, крупных заполнителей и воды.

    Концепция отказа от использования мелких заполнителей при приготовлении обычного бетона заключается в том, что при использовании только крупных заполнителей в бетоне будут большие пустоты, что сделает его легким.

    Всегда лучше использовать крупные заполнители одинакового размера (10-20 мм), а не хорошо измельченные заполнители, из-за которых плотность бетона будет меньше. Плотность до 640 кг/м³ может быть достигнута за счет использования более легких крупных заполнителей.

    Соотношение цемента

    также очень важно для этого типа легкого бетона. Критерии прочности полностью зависят от содержания цемента в бетоне.

    Усадка при высыхании сравнительно меньше, но усадка происходит быстрее, чем у обычного бетона.Теплопроводность также сравнительно меньше. Этот тип бетона имеет превосходный архитектурный вид.

    3. Газобетон:

    Газобетон изготавливается путем подачи воздуха или газа в суспензию, состоящую из портландцемента или извести и мелкоизмельченного кремнистого наполнителя, так что при схватывании и затвердевании смеси образуется однородная ячеистая структура. Хотя он называется газобетоном, в Индии распространенным продуктом из газобетона является Siporex. Существует несколько способов изготовления газобетона.

    • Может быть получен путем образования газа в результате химической реакции в массе в жидком или пластичном состоянии.
    • Путем смешивания предварительно сформированной стабильной пены с суспензией.
    • Путем использования тонкоизмельченного металла (обычно алюминиевого порошка) с суспензией, который вступает в реакцию с гидроксидом кальция, выделяющимся в процессе гидратации, с выделением большого количества газообразного водорода. Этот газообразный водород, когда он содержится в смеси шлама, дает ячеистую структуру.

    Дизайнерская смесь из легкого бетона:
    • При приготовлении проектной смеси легкого бетона очень сложно определить водоцементное соотношение бетона из-за переменного водопоглощения заполнителями.Обычно это делается путем пробного смешивания.
    • Предварительное насыщение заполнителей проводится во избежание чрезмерного поглощения воды заполнителями. Бетон, в котором присутствуют насыщенные заполнители, будет иметь более высокую плотность, что плохо при замораживании и оттаивании.
    • В редких случаях заполнители покрывают битумом, чтобы решить проблему водопоглощения.

    Преимущества легкого бетона:
    • Уменьшает собственную нагрузку здания.
    • Прост в обращении и, следовательно, снижает стоимость транспортировки и погрузочно-разгрузочных работ.
    • Улучшает работоспособность.
    • Легкий бетон имеет меньшую теплопроводность.
    • При строительстве помещений, в которых будут установлены кондиционеры, использование легкого бетона в таких местах приведет к хорошему тепловому комфорту и меньшему энергопотреблению.
    • Сравнительно более прочный и долговечный.
    • Хорошая стойкость к замораживанию и оттаиванию по сравнению с обычным бетоном.
    • Использование легкого бетона дает выход промышленным отходам, таким как летучая зола, клинкеры, шлак и т. д., которые создают проблемы при утилизации.
    • Обладает высокой огнестойкостью.
    • Легкий бетон дает общую экономию.

    Недостатки легкого бетона:
    • Легкий бетон обычно очень чувствителен к содержанию воды в смеси.
    • Трудно укладывать и отделывать из-за пористости и угловатости заполнителя, поэтому требуются квалифицированные рабочие.
    • Цементный раствор в некоторых случаях может разделять заполнители и заставлять их всплывать на поверхность.

      Добавить комментарий

      Ваш адрес email не будет опубликован.

      © 2011-2022. Mkada.ru | Cтроительная доска бесплатных объявлений.