РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ СУХИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ СМЕСЕЙ С ПОВЫШЕННЫМИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ И ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ СТРОИТЕЛЬНЫХ РАСТВОРОВ НА ИХ ОСНОВЕ

Разработка составов сухих строительных смесей

Разработке составов сухих строительных смесей предшествует определение требований, которые необходимо учесть и выполнить при расчетах. Естественно, что эти требования должны учитывать эксплуатационные особенности, в том числе воздействие на них нагрузок и атмосферных факторов при функционировании объектов, на которых будут использованы строительные растворы из сухих смесей.

Климат Сибири отличается от европейской территории России долгой зимой с неустойчивой погодой. Средняя температура января - около -20 °С, но бывают морозы до минус 45-50 °С (рис. 3.1).

Показатели среднемесячной температуры за год с 1991 по 2013 гг

Рис. 3.1. Показатели среднемесячной температуры за год с 1991 по 2013 гг.: 1 - для Новосибирска; 2 - для Москвы

Зимой выпадает около 100-150 мм осадков. Снежный покров не более 20—40 см, поэтому грунт глубоко промерзает. Лето теплое, но короткое - около 3 месяцев. Средняя температура +18-22 °С, максимальная - выше 40 °С. Период без заморозков составляет не более 2-3 месяцев.

Относительная влажность воздуха летом и зимой около 100%, что способствует интенсивному накоплению влаги в массиве ограждающих конструкций без возможности осушения в летний период из-за короткого теплого периода сухого воздуха.

Все это способствует повышению коррозионной агрессивности атмосферы, которая характеризуется продолжительным увлажнением (2020-2580 ч/год) поверхностей пленками влаги, а также продолжительным увлажнением фазовой и адсорбционной пленками влаги, величины которых составляют соответственно 1340-1690 и 710-1430 ч/год.

Строительные материалы подвергаются различным нагрузкам, воздействиям от изменения температуры среды, атмосферы или других факторов, в результате материалы испытывают внутренние напряжения сжатия, растяжения, изгиба, среза.

От различных напряжений материал в конструкциях по-разному деформируется, т. е. испытывает линейные и объемные изменения, вследствие чего появляются трещины, отколы и др. При многократной переменной нагрузке материал может разрушиться значительно раньше, чем при действии напряжений, которые соответствуют предельным для данного материала при однозначных статистических нагрузках. Часто под воздействием атмосферных факторов изменяются первоначальные свойства материала, со временем происходит его «старение», сопровождаемое понижением прочности.

Учитывая широкий спектр воздействующих факторов на строительные конструкции, расположенные в Сибирской климатической зоне, необходимо разработать составы строительных растворов, отличающиеся повышенной трещиностойко- стью, высокой адгезионной способностью к основанию для штукатурных составов и к строительным изделиям для кладочных растворов, а также пониженным коэффициентом теплопроводности для исключения мостиков холода в каменной кладке.

По общепринятым методикам были выполнены предварительные расчеты состава сухой строительной смеси с различными добавками, результаты которых приведены ниже. Состав сухой строительной смеси проектировался из расчета на 1 м3, используя следующие структурные показатели материалов: фракционность, насыпную плотность и пустотность (табл. 3.1).

Ц = р xV = 1,3 x0,477x1000 = 620 кг Межзерновая пустотность цемента:

  • 1.3 - 0,58
  • 0,62 - X Хх 1000 = 277 л

Пустотность песка: 477-277 = 200 л; Пустотность наполнителя - отходов АЦП:

Д = р х 100 кг; Д = 1,36 х 100 = 136 кг

Пустотность наполнителя:

  • 1.36 - 0,5
  • 272 - X X = 100 л

Остаточная пустотность песка:

477-(277+ 10)= 100 л.

С учетом реальной пустотности песка и других материалов:

Ц = р xV , кг Ц= 1,3x400 = 520 кг;

  • 1.3 — 0,58
  • 520 — X X = 232 л.

Пустотность песка - 0,4 х 232 = 168 л;

Расход наполнителя составит: Д = 1,36 х 168 = 228 кг С учетом пустотности наполнителя:

  • 1.36 — 0,5
  • 228 — X X = 84 л.

Остаточная пустотность песка составит:

0,4 - (0,232 + 0,084) = 84 л.

Для достижения более плотной в состав смеси вводят вяжущее:

Ц= 1,3x0,084= 109 кг, у которого пустотность составляет:

  • 1.3 — 0,58
  • 0,109 — X X = 48 л.

Тогда состав смеси представит в виде (табл. 3.1):

Расчетный состав сухой строительной смеси

Компоненты сухой смеси

Расход материалов

по массе, кг

в % по массе

Кварцевый песок

750-880

63-70

Цемент

280-320

20-25

Отходы АЦП

85-120

8-12

I

1100-1350

100

Для оптимизации составов и улучшения их эксплуатационных свойств рекомендуется использовать оптимальную гранулометрию песка, позволяющую получать более плотные растворные смеси при пониженном расходе минерального вяжущего вещества. В табл. 3.2 приведены оптимальные расчетные значения гранулометрического состава песка.

С учетом выполненного расчета были исследованы различные составы сухих строительных смесей с минеральными добавками направленного действия и определены их некоторые эксплуатационные свойства, которые приведены в табл. 3.3. Как следует из табл. 3.3, введение небольшого количества отходов асбестоцемента почти не влияет на показатели прочности материала на сжатие, в то же время существенно (почти в три раза) увеличивают предел прочности при изгибе.

При введении отходов АЦП более 15 % наблюдается снижение не только прочностных показателей, но и существенно уменьшается адгезионная способность составов. В то же время, вводя отходы АЦП (более 20%), можно значительно снизить коэффициент теплопроводности, что очень важно при использовании сухих строительных смесей для устройства стен зданий из газобетонных и пенобетонных блоков. Для повышения адгезионной способности и эксплуатационной надежности строительных растворов из сухих смесей при сохранении высоких прочностных показателей и низкого значения коэффициента теплопроводности в их состав необходимо ввести полимерные и проникающие добавки.

Расчётная гранулометрия песка, обеспечивающая максимальную упаковку зерен

Насыпная

В уплотнённом виде

содержание фракций, %

плотность, кг/м3

содержание фракций, %

плотность, кг/м3

  • 1,25-
  • 0,63
  • 0,63-
  • 0,315
  • 0,315-
  • 0,14
  • 0,14-
  • 0,063

Расч.

Факт.

  • 1,25-
  • 0,63
  • 0,63-
  • 0,315
  • 0,315-
  • 0,14
  • 0,14-
  • 0,063

Расч.

Факт.

62,3

6,9

23,6

5,2

1966

1810

63,4

11,1

22,5

3,1

2170

1910

Таблица 3.3

Экспериментальные составы сухих смесей и свойства затвердевшего строительного раствора

п.п

Расход составляющих, кг/м3

Прочность при

Адгезия,

МПа

Плотность,

кг/м3

Коэффициент теплопроводности, Вт/м °С

цемент

песок

ОАЦП

сжатии,

МПа

изгибе,

МПа

1

300

900

-

10,0-12,0

1,2-1,4

1,4-1,8

1350-1470

0,92-0,97

2

300

800

50

11,0-11,4

1,6-1,9

1,1-1,6

1220-1280

0,73-0,78

3

300

700

100

12,4-16,2

2,8-3,7

0,9-1,5

1180-1230

0,45-0,51

4

300

600

150

8,6-8,9

2,1-2,5

0,7-0,9

1070-1130

0,35-0,41

5

300

500

200

6,3-7,1

1,7-2,3

0,5-0,8

1030-1090

0,29-0,37

6

300

400

250

4,2-4,6

1,5-1,8

0,4-0,7

900-970

0,28-0,33

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >