η(t,τ) |
|
|
|
1.0 |
1 |
|
Бетон марки D1200 |
0.9 |
|
||
|
|
|
|
0.8 |
|
|
|
0.7 |
2 |
|
|
0.6 |
|
|
|
|
|
|
|
0.5 |
|
|
|
η(t,τ) |
|
|
|
1.0 |
1 |
|
Бетон марки D1400 |
0.9 |
|
||
|
|
|
|
0.8 |
|
|
|
0.7 |
2 |
|
|
0.6 |
|
|
|
|
|
|
|
0.5 |
|
|
|
η(t,τ) |
|
|
|
1.0 |
1 |
|
Бетон марки D1600 |
0.9 |
|
||
|
|
|
|
0.8 |
|
|
|
0.7 |
2 |
|
|
0.6 |
|
|
|
|
|
|
|
0.5 |
|
|
|
1 |
10 |
100 |
1000 |
|
|
|
log(t-τ), сут |
|
Рис. 19. Длительное сопротивление мелкозернистого поризованного |
||
|
бетона действию постоянных напряжений сжатия: |
||
1 - аппроксимация опытных данных по логарифмической зависимости;
2 - теоретические кривые длительной прочности по [64]; точки - результаты непосредственного определения длительной прочности бетона
86
η(t,τ) |
|
|
|
1.0 |
1 |
|
Бетон марки D1200 |
0.9 |
|
||
|
|
|
|
0.8 |
|
|
|
0.7 |
2 |
|
|
0.6 |
|
|
|
|
|
|
|
0.5 |
|
|
|
η(t,τ) |
|
|
|
1.0 |
1 |
|
Бетон марки D1400 |
0.9 |
|
||
|
|
|
|
0.8 |
|
|
|
0.7 |
2 |
|
|
0.6 |
|
|
|
|
|
|
|
0.5 |
|
|
|
η(t,τ) |
|
|
|
1.0 |
1 |
|
Бетон марки D1600 |
0.9 |
|
||
|
|
|
|
0.8 |
|
|
|
0.7 |
2 |
|
|
|
|
|
|
0.6 |
|
|
|
0.5 |
|
|
|
1 |
10 |
100 |
1000 |
|
|
|
log (t-τ), сут |
|
Рис. 20. Длительное сопротивление микрозернистого поризованного |
||
|
бетона действию постоянных напряжений сжатия: |
||
1 - аппроксимация опытных данных по логарифмической зависимости;
2 - теоретические кривые длительной прочности по [64]; точки - результаты непосредственного определения длительной прочности бетона
87
В нормативных документах таким сроком является 100 лет. В результате коэффици-
ентдлительнойпрочностиηдляобоихвидовбетонасоставил 0,68-0,73.
Таким образом, можно считать, что свойства цементного поризованного бето-
на на рассматриваемых видах наполнителя со временем улучшаются. Благодаря приросту призменной прочности и модуля упругости во времени повышается на-
чальная обеспеченность нормативного и расчетного сопротивлений. Это позволяет рассматривать поризованный бетон с оптимизированной структурой как перспек-
тивный к применению в строительстве не только в качестве стенового конструкци-
онно-теплоизоляционного, но и конструкционного материала. Полученные данные важны для нормирования характеристик материала при расчете конструкций по 1-й
группепредельныхсостояний.
Таким образом, цементный поризованный бетон по прочностным и деформа-
тивным показателям занимает промежуточное место между равнопрочными ячеи-
стыми и легкими бетонами на пористых заполнителях. Причем поризованный бетон на кварцевом песке приближается по этим свойствам к легким бетонам, а поризован-
ныйбетонна золе-уносе - кавтоклавнымячеистымбетонам.
Рекомендации (см. разд. 2.1) о возможных рациональных направлениях при-
менения поризованного бетона на различных видах наполнителей 61,62 подтвер-
ждаются полученными результатами комплексной оценки прочностных и деформа-
тивных свойств. Перспективным для монолитного возведения несущих и самонесу-
щих конструкций зданий (внутренних несущих стен, перекрытий, перегородок) мо-
жет быть использование мелкозернистого бетона средней плотности 1200...1600
кг/м3, так как при этом может быть обеспечено не только снижение материалоемко-
сти конструкций, но и их теплоемкости. На микродисперсных наполнителях рацио-
нальным представляется получение бетонов средней плотностью 800...1000 кг/м3,
которые можно рекомендовать к использования для монолитных ограждающих конструкций всочетаниисэффективными утеплителями.
88
2.6. Температурно-влажностные деформации
и морозостойкость поризованных бетонов
Морозостойкость материалов связана с их исходным влажностным состоянием, поэтому результаты исследований взаимодействия поризованных бе-
тонов с водяным паром и водой, изложенные нами ранее (см. разд. 2.3), имеют непосредственное отношение к проблеме морозостойкости. При этом с практи-
ческой точки зрения целесообразно характеризовать влажностное состояние материалов, наблюдаемое
а) при длительном пребывании их в среде насыщенного водяного пара
(p/po ≈ 1),
б) непосредственно после окончания технологического процесса, в) при их водонасыщении.
Такие варианты влажностного состояния материалов соответствуют наиболее неблагоприятным ситуациям и условиям, в которых они могут оказаться при эксплуатации.
Анализ полученных результатов (табл. 22) показывает следующее. Це-
ментный микробетон, являющийся матрицей материалов плотного и макропористого строения, может обладать такой структурой, что его поры в каждом из рассматриваемых вариантов влажностного состояния оказываются в значительной мере или нацело заполненными водой. Это свойственно микробетону,
поровое пространство которого сложено преимущественно порами с радиусом rэ < 15 нм. Одновременно твердая фаза характеризуется развитой удельной по-
верхностью (Sуд = 500-800 м2г), обладает повышенным запасом избыточной поверхностной энергии (теплота смачивания q = 6-15 кДж/кг). Это обусловлено преимущественным содержанием цементирующего вещества, представленного в основном гидросиликатами кальция С-S-Н(I) и наличием наполнителей с вы-
сокой активностью (оцененной по теплоте смачивания) по отношению к воде. Изменение структуры в направлении увеличения среднего радиуса пор при од-
новременном снижении удельной поверхности и поверхностной энергии твердой фазы (см. табл. 8, 9, разд. 2.3) за счет введения грубодисперсных, инертных по отношению к воде наполнителей сопровождается понижением степени заполнения пор водой (Vжф/Vпор , Vжф/Vмп), возрастанием величины не заполнен-
ного водой резервного объема пор.
89
Таблица 22
Показатели влажностного состояния цементного микробетона и поризованного бетона
|
Вид материала |
Характеристика состава |
|
|
|
|
Показатели влажностного состояния |
|
|
|
|||||||
|
|
материала |
|
|
|
|
После хранения в среде |
После твердения |
|
После водонасышения |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
с р/р0=1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Vжф/Vпор |
Vжф/Vмп |
Vрп |
Vжф/Vпор |
Vжф/Vмп |
Vрп |
Vжф/Vпор |
Vжф/Vмп |
Vрп |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Цементный |
Без наполнителей |
|
В/Ц=0,27 |
|
0,33 |
0,67 |
0,54 |
|
0,46 |
|
1,26 |
0,00 |
||||
|
микробетон |
и добавок |
|
|
В/Ц=0,35 |
|
0,29 |
0,71 |
0,53 |
|
0,47 |
|
1,10 |
0,00 |
|||
|
|
|
|
|
В/Ц=0,4 |
|
0,27 |
0,73 |
0,55 |
|
0,45 |
|
1,14 |
0,00 |
|||
|
|
С наполнителями |
|
|
На |
мо- |
|
0,31 |
0,69 |
0,34 |
|
0,66 |
|
0,85 |
0,15 |
||
|
|
|
|
|
лотом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
песке |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
90 |
|
|
|
|
На |
золе |
|
0,53 |
0,47 |
0,57 |
|
0,43 |
|
1,00 |
0,00 |
||
|
|
|
|
уноса |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Поризованный |
Мелкозернистый |
на |
кварце- |
0,12 |
|
0,31 |
0,88 |
0,27 |
0,52 |
0,73 |
0,68 |
|
0,85 |
0,32 |
||
|
цементный |
вом песке D1600 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
бетон |
Микрозернистый |
на |
кварце- |
0,07 |
|
0,48 |
0,93 |
0,23 |
0,91 |
0,77 |
0,37 |
|
1,62 |
0,63 |
||
|
|
вом песке D800 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Микрозернистый |
на |
золе- |
0,11 |
|
0,54 |
0,89 |
0,33 |
1,23 |
0,67 |
0,50 |
|
1,70 |
0,50 |
||
|
|
уносе D800 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание:
Vжф/Vпор - степень заполнения пор водой, м3/м3,
Vжф/Vмп - степень заполнения микропор водой, м3/м3,
Vрп =1 - Vжф/Vпор - резервный объем пор, не заполненных водой, м3/м3.
90