Свойства газобетона естественного твердения

Рассматриваются такие свойства газобетона естественного твердения, как прочность и морозостойкость.

Свойства автоклавированного и пропаренного газобетона в достаточной степени известны, чего нельзя сказать о газобетоне естественного твердения. А между тем, этот материал, да еще с таким демократичным и общедоступным наполнителем, как гидроудаленная зола ТЭЦ, может заинтересовать индивидуальных застройщиков, например, садоводов. Этот материал пригоден для наиболее дешевого — монолитного домостроения, но применим также для постройки гаража, летнего душа, сауны, забора, садовых дорожек и пр. Требовалось выяснить, как скоро он набирает прочность и какова его морозостойкость.

Для исследований был взят газобетон следующего состава: портландцемент 33,3 %, молотая негашеная известь 16,6 %, гидроудаленная зола ТЭЦ 50 %, газообразователь (алюминиевая пудра) 0,05; 0,1 и 0,15 % от общего веса сухих ингредиентов; водо-твердое отношение В/Т=0,5.

Было изготовлено три партии опытных образцов с плотностью 700, 850 и 1000 кг/м3. Образцы, укрытые полиэтиленовой пленкой, хранились в лаборатории при температуре 18 ±5 °С в течение 6 мес. Испытания на плотность и прочность проводили через 1, 7, 14, 21, 28, 90 и 180 сут. Результаты испытаний показаны на рис. 1.

Обращает на себя внимание то, что до возраста 90 сут. плотность бетона снижается, видимо, вследствие высыхания образцов, а позднее — начинает увеличиваться. Объяснение этому может быть только одно — продолжающаяся гидратация вяжущего при сорбционной влажности бетона — бетон твердеет!

Этот вывод подтверждается графиками прочности. При всех трех значениях плотности наблюдается закономерное монотонное нарастание прочности газобетона вплоть до возраста 180 сут.

Что особенно интересно, все кривые сохраняют заметный наклон к оси абсцисс, а это свидетельствует о дальнейшем наборе прочности. При наименьшей из рассмотренных плотностей газобетона (700 кг/м3) к возрасту 50 сут. прочность достигает 2 МПа. Для плотностей 850 и 1000 кг/м3прочность составила 3,5 и 5 МПа соответственно — и это при сравнительно небольших расходах цемента: 220, 270 и 320 кг/м3 соответственно.

Контрольными цифрами, показывающими достижение достаточно высокой прочности можно считать 2,5 и 3,5 МПа; такую прочность имеют более 80 % всех ячеистобетонных изделий (в том числе, автоклавных) — это стеновые блоки и панели разных размеров, плиты покрытий и междуэтажных перекрытий.

Морозостойкость монолитного ячеистого бетона испытывалась по стандартной методике (насыщение опытных образцов водой и периодическое (35 циклов) замораживание при температуре –17 °C и оттаивание при 20 °С. Испытания проводили на кубических образцах с размерами 10?10?10 см, вырезанных из более крупного блока и хранившихся 28 сут. в лабораторных условиях завернутыми в полиэтиленовую пленку.

Результаты испытаний приведены на рис. 2,где показаны три группы данных, относящихся к значениям плотности 700, 850 и 1000 кг/м3. В каждой группе по четыре столбца, первая пара — светлый и темный столбцы — показывают изменение прочности бетона (до и после замораживания); вторая пара столбцов в каждой группе фиксирует изменения коэффициента качества ячеистого бетона (отношение прочности бетона к кубу его плотности).

Можно видеть, что прочность образцов после испытания на морозостойкость не только не снизилась, как это обычно бывает у других материалов, но даже возросла; соответственно, увеличились и значения коэффициента качества. Впрочем, такой результат не редкость для неавтоклавных ячеистых бетонов.

Путем математической обработки графиков (рис. 1) выведены эмпирические формулы для определения прочности бетона R через разное количество суток твердения n:

R=W, (1)

где для плотностей бетона 700, 850 и 1000 кг/м3 W=0,3, 0,5 и 0,75 соответственно. Преобразование формулы 1 позволяет определить и необходимое количество суток, достаточное для достижения требуемой прочности бетона.

Выше рассматривались только три значения плотности бетона: ?=700, 850 и 1000 кг/м3. Для других значений ? прочность R с погрешность около 15 % может быть вычислена по формуле

R=0,7?2. (2)

Следует добавить, что если от изготовляемого элемента не требуются теплозащитные свойства (летний душ, забор и т. п.), можно отказаться от газообразователя, уменьшить расход воды затворения и за счет этого существенно повысить прочность бетона.