Ваш браузер устарел. Рекомендуем обновить его до последней версии.
Деформации перлитобетона

ДЕФОРМАЦИЯ ПЕРЛИТОБЕТОНА.

  В наружных ограждениях зданий в настоящее время в ряде случаев применяется перлитобетон.  Основные физико-механические характеристики его, как и технология производства, достаточно проверены проведенными изделиями и строительной практикой.

   Существует ряд исследований с целью выявления опасных для конструкции деформаций перлитобетона. Так Р.Д.Хил (Australian, Journal of Applied Science) изучал явления разбухания перлитобетона в результате химического взаимодействия между перлитовым заполнителем и вяжущим, а также вследствие регидратации перлитового заполнителя в присутствии атмосферной влаги. Исследователь установил, что расширение(набухание) перлитовых растворов происходит главным образом в результате регидратации заполнителя и что оно тем больше, чем больше связанной воды в заполнителе.

   В НИИСМИ(Киев) проведены исследования влияния температурного и влажностного режима твердения на деформативность перлитобетона. Образцы были изготовлены на перлитовых песках с Мкр=1,73 и 2,76. Они выдерживались в течение 350 суток при 21С и относительной влажности 65%, а также при 50С и 100% относительной влажности.

 

 

Линейные деформации перлитобетона во времени в зависимости от возраста и условий твердения бетона:

I - образцы на перлитовом песке с Мкр=1,73, твердеющие в нормальных условиях (нижня синяя линия) и при 50 С и 100% относительной влажности (верхняя, красная линия).

II - образцы на перлитовом песке с Мкр=2,76. Режим твердения тот же, что и для первой группы образцов.

 

 

  Из приведенных на рисунке кривых видно, что при нормальных условиях твердения наблюдаются лишь усадочные деформации, величина которых близка для обеих групп образцов, приготовленных на перлитовом песке с различной крупностью. Деформации набухания возникают при твердении в условиях повышенной температуры, в данном случае при 50С, и при 100% относительной влажности среды. В начальный период твердения (7-14 суток) величина расширения незначительна, к концу года достигает 0,10-0,15%. В период после 350-400 суток расширение не наблюдалось.

  Можно предполагать, что в начальный период твердения значительное расширение бетона, обусловленное высоким содержанием связанной воды в перлите, поглащается протекающей в этот период интенсивной усадкой бетона. На этом основании можно прийти к выводу, что перлитобетон, находящийся длительное время в обычных эксплуатационных условиях, не связанных с высокими температурами и влажностью, не дает расширения, способного деформировать конструкции. Обычное расширение перлитобетона за счет регидратации заполнителя в этих условиях возмещается превышающей  его в начальный период твердения усадкой бетона.

  В условиях индустриального производства, когда изделия из перлитобетона пропариваются при температуре 100С и в среде, насыщенной влагой, разбухание может достичь очень больших величин.

  Действительно, в практике крупнопанельного домостроения наблюдались случаи значительных деформаций разбухания теплоизоляционного бетона на перлитовом песке во время его теплообработки. Так, при изготовлении двухслойных панелей, состоящих из железобетонной скорлупы длиной 6м и утепляющего слоя перлитобетона 20 см, во время пропаривания возникали явления разбухания перлитобетона настолько значительные, что в результате деформировались ребристые железобетонные скорлупы несущей части панели.

  В результате были поставлены специальные исследования с целью выявления условий, при которых возникают деформации, и путей устранения возможных дефектов при изготовлении крупноразмерных изделий из перлитобетона, в частности стеновых панелей.

  Для этого изучалось влияние на разбухание перлитобетона следующих факторов: количество цемента, крупности перлитового песка, водосодержание бетона, длительности выдерживания изделий до пропаривания и режима тепловлажностной обработки. Перлитобетон изготовлялся на песках различной гранулометрии: мелком с Мкр=1,73 и смеси с Мкр=2,76, состоящей из 50% указанного мелкого песка и 50% крупнозернистого песка с Мкр=3,8.

 

Влияние В/Ц и режимов твердения на деформативные свойства перлитобетона:

а) - перлитобетон на песке с Мкр=2,76

б) - перлитобетон на песке с Мкр=1,73.

Режимы тепловой обработки изделий (выдержка до пропаривания+подъем температуры) : I - 0+10 минут, II - 0+2 часа, III - 2 часа+2 часа,  IV - 3 часа+3 часа.

 

  На рисунке представлены результаты опытов в виде кривых, показывающих влияние водоцементного отношения, а также режима пропаривания на величину остаточного линейного расширения перлитобетона, которое тем выше, чем выше В/Ц. Это можно объяснить не  процесса регидратации перлита, но и увеличением объема его ( в результате порообразования и расширения воздуха, защемленного в капиллярах увлажненного заполнителя), приводящего к расширению бетона по мере повышения температуры в период его тепловой обработки.

  Скорость повышения температуры влияет на все составы бетона, приготовленного на мелком песке, и показывает тем большее остаточное расширение, чем быстрее прогрев. Лишь при удлинении срока выдержки перед пропариванием до 3 часов и времени подъема температуры прогрева до 3 часов в образцах из бетона на мелком песке (см рис.режим IV) удалось снизить или вовсе устранить процесс набухания бетона.

  На деформативные свойства перлитобетона влияет не только режим прогрева, но и крупность песка, определяющая величину водосодержания бетонной смеси.

  По результатам исследования можно сделать следующие выводы:

а) количество цемента в обычных пределах мало или вовсе не сказывается на величине разбухания теплоизоляционного перлитобетона;

б) по мере увеличения водной добавки в бетонной смеси разбухание бетона возрастает;

в) пропаривание без достаточной выдержки до загрузки в камеру во всех случаях ведет к значительному разбуханию перлитобетона. длительное выдерживание его особенно в сочетании с медленным подъемом температуры, уменьшает разбухание (как на мелком, так и на крупном песках) и при режиме IV может быть полностью устранено;

г) увеличение крупности песка способствует уменьшению степени разбухания бетона в период его теплообработки.

  Основной причиной разбухания бетона является высокое водосодержание бетонной смеси, связанное с применением мелкого песка. Использование более крупного песка и обеспечение мягкого режима пропаривания при обязательном выдерживании изделий до пропаривания не менее 2-3 часов устраняет разбухание бетона.