Влияние состава на трещиностойкость строительных растворов из сухих смесей

Одним из негативных проявлений конгломератных материалов, в т.ч. и строительных растворов и бетонов является их усадка во времени, которая вызвана уменьшением объема цементного камня в растворной части смеси при твердении. Такие деформации обусловлены испарением воды из микрокапилляров и последующим обжатием структуры цементного камня капиллярными силами. В обычных строительных растворах величина усадки может составлять 0,5-0,8 мм/м, что приводит к образованию усадочных трещин (рис. 3.2), которые отрицательно сказываются на эксплуатационных свойствах, адгезионной способности и других параметрах затвердевших строительных растворов, используемых в зданиях. Кроме того, усадка отрицательно сказывается на долговечности соединяемых элементов или защитных составов ввиду возможности насыщения трещин водой и различными растворами, способствующими нарушению целостности и возникновению дополнительных касательных напряжений.

Внешний вид строительного раствора с усадочными трещинами

Рис. 3.2. Внешний вид строительного раствора с усадочными трещинами

На величину усадочных деформаций влияет целый ряд различных факторов, одними из которых является количество цемента и степень крупности мелкого заполнителя. Так, при повышенном расходе минерального вяжущего величина усадки может составлять более одного миллиметра на метр (кривые 3, 4; рис. 3.3). При снижении процентного содержания цемента в растворной массе отмечается уменьшение усадки (кривая 1).

Влияние соотношения между вяжущим и заполнителем на усадку затвердевшего строительного раствора

Рис. 3.3. Влияние соотношения между вяжущим и заполнителем на усадку затвердевшего строительного раствора:

  • 1 - Ц: П = 1: 4 (Мкр= 1,5); 2 - Ц: П = 1: 3 (Мкр= 1,5);
  • 3 - Ц: П = 1: 3 (М = 2,2); 4 - Ц: П = 1: 2 (Мкр= 2,2)

Таким образом, для снижения усадочных деформаций необходимо чтобы расход минерального вяжущего не превышал двадцати - двадцати пяти процентов от инертного заполнителя. Кроме того, мелкий минеральный заполнитель, по-возможно- сти, должен представлять достаточно четко регламентированный гранулометрический состав (табл. 3.2), обеспечивающий плотную упаковку минеральных составляющих без излишних пор и пустот. С этой целью рекомендуются составы на основе песков средней крупности с модулем крупности от 1,2 до 1,8.

На следующем этапе создания сухих строительных смесей было проведено изучение влияния различных видов мелкого заполнителя на величину усадочных деформаций (рис. 3.4). Как следует из приведенных графиков, мелкозернистый бетон на керамзитовом песке (кривая 1) имеет значительно большие показатели усадки по сравнению с составами на шлаковом и кварцевом песках (кривые 2 и 3). Существенное снижение усадочных деформаций - почти в два раза - может быть достигнуто при использовании дисперсного микроармирования, например, за счет введения отходов асбестоцементного производства (кривая 4) или другого волокнистого материала.

Влияние вида заполнителя на усадочные деформации мелкозернистого бетона

Рис. 3.4. Влияние вида заполнителя на усадочные деформации мелкозернистого бетона:

  • 1 - бетон на керамзитовом песке; 2 - бетон на шлаковом песке;
  • 3 - бетон на кварцевом песке; 4 - то же, с добавкой отходов АЦП

С этих позиций необходимо было уточнить рациональный расход отходов асбестоцементного производства с целью обеспечения минимальной усадки в течение длительного срока хранения и эксплуатации. На рис. 3.5 представлены кривые зависимости усадки мелкозернистых бетонов на кварцевом песке от содержания отходов асбестоцементного производства. Как следует из приведенных графиков, добавка ОАЦП до 5% мало влияет на величину усадочных деформаций. При 10-15% ОАЦП в составе смеси отмечается существенное снижение усадки строительного раствора (почти в два раза), что дополнительно сопровождается увеличением прочности при изгибе. Дальнейшее насыщение смеси отходами асбестоцемента не приводит к положительному эффекту ввиду агрегатизации и чрезвычайно развитой удельной поверхности асбестового волокна, имеющего трубчатую микроструктуру. Поэтому при 20%-ном содержании ОАЦП отмечено некоторое увеличение усадки (кривая 5) по сравнению с 15 %-ным содер-жанием ОАЦП.

Влияние добавок отходов АЦП на усадочные деформации строительного раствора на кварцевом песке

Рис. 3.5. Влияние добавок отходов АЦП на усадочные деформации строительного раствора на кварцевом песке

  • 1 - бетон без добавок; 2 - добавка отходов АЦП 5 %;
  • 3 - то же, 10 %; 4 - то же, 15 %; 5 - то же, 20 %

Кроме того, при данном расходе ОАЦП отмечается возможность получения строительного раствора максимальной плотности для различных расходов цемента, что может свидетельствовать о достижении оптимальной гранулометрии и возможности создания хорошо упакованного плотного конгломерата (рис. 3.6).

Дополнительным важным фактором обеспечения качественных показателей строительного раствора из сухих смесей является максимально возможное снижение водоцементного отношения при приготовлении растворной массы. Отмечено, что введение отходов асбестоцемента оказывает существенное влияние на увеличение водоцементного отношения, что вызвано высокой внутренней пористостью данного компонента,

Влияние расхода ОАЦП на плотность строительного раствора

Рис. 3.6. Влияние расхода ОАЦП на плотность строительного раствора:

1 - расход цемента 25 %; 2 - то же, 20 %; 3 - то же, 15 %

позволяющего насыщаться до 150-200% влаги. Поэтому рост этого показателя вполне закономерен и является следствием высокоразвитой пористой структуры асбестового волокна при различных расходах цементного вяжущего (рис. 3.7).

Снижению водоцементного отношения может способствовать введение пластифицирующих, гидрофобизирующих и полимерных добавок, позволяющих получать пластичные смеси при минимальных расходах воды. Кроме того, введение таких добавок способствует получению плотных малопористых структур, обеспечивающих заданные технологические и эксплуатационные свойства. На рис. 3.8. представлены кривые влияния расхода отходов асбестоцемента на водоцементное отношение строительного раствора при введении добавок дегидрола и ВАЭ, показавшее положительное значение данных компонентов в технологическом обеспечении строительных растворных смесей. Отмечено, что совместное введение этих компонентов в сухие строительные смеси способствует снижению водоцементного отношения на 35—45 %, что долж-

но положительно сказаться на пористости цементного камня и его плотности после затвердевания.

Влияние расхода ОАЦП на водоцементное отношение строительного раствора

Рис. 3.7. Влияние расхода ОАЦП на водоцементное отношение строительного раствора:

1 - расход цемента 25 %; 2 - то же, 20 %; 3 - то же, 15 %

Влияние расхода отходов асбестоцемента на водоцементное отношение раствора

Рис. 3.8. Влияние расхода отходов асбестоцемента на водоцементное отношение раствора:

1 - без добавок; 2 - с добавкой дегидрола (3 %); 3 - то же, + ВАЗ

Дополнительным эффектом от введения двухкомпонентной добавки в состав сухой строительной смеси является тот факт, что после затвердевания строительного раствора проявляется эффект, выражающийся в снижении величины усадки более, чем в два раза по сравнению с составами без добавок. На рис. 3.9 представлены кривые влияния времени твердения строительного раствора на относительную величину усадки.

Влияние времени твердения строительного раствора с содержанием 10% ОАЦП на величину относительной усадки

Рис. 3.9. Влияние времени твердения строительного раствора с содержанием 10% ОАЦП на величину относительной усадки: 1 - без добавки; 2 - с добавкой дегидрола; 3 - то же, + ВАЭ

Отмечено, что введение дегидрола и ПВА обеспечивает стабилизацию этого процесса после четырехнедельного твердения. В то же время составы без добавок продолжают длительное время изменять свои линейные и объемные размеры.

Таким образом, для создания малоусадочных строительных растворов из сухих смесей в их состав необходимо вводить от 10 до 15% отходов асбестоцементного производства, а также дополнительно пластифицирующие добавки полимеров или гидрофобизаторов, обеспечивающие минимальную водопотребность. Кроме того, рациональным, на наш взгляд, является введение специальных добавок, способствующих повышению адгезии и плотности получаемых растворных смесей, что позволит дополнительно улучшить их качество и эксплуатационные показатели, и в первую очередь, тре- щиностойкость. Обладая повышенной трещиностойкостью, строительный раствор способен лучше сопротивляться циклическим температурным воздействиям при попеременном увлажнении и высушивании, замораживании и оттаивании, а это в свою очередь, должно обеспечить повышенную стойкость и долговечность строящихся и ремонтируемых объектов.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >