Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Принципы создания стеновых изделий с различной плотностью слоев 9
1.1 Состав, структура и свойства материалов для стеновых изделий с различной плотностью слоев 9
1.1.1 Влияние исходных материалов и состава на формирования структуры бетонов с различной плотностью слоев 17
1.1.2 Свойства бетонов в структуре изделий с различной плотностью слоев 24
1.2 Объект и методы проведения исследования 27
1.2.1 Объект исследования 27
1.2.2 Методологическая схема и методы проведения исследований 29
1.3 Анализ проблемы и постановка задач исследований 32
Глава 2 Исследование свойств сырьевых материалов и бетона 35
2.1 Наполнители и вяжущие вещества 35
2.2 Порообразователи и корректирующие добавки 38
2.3 Составы и свойства бетонных смесей применяемых для получения изделий различной плотности 39
Выводы по второй главе 41
Глава 3 Разработка технологических способов и параметров получения стеновых блоков из бетонов различной плотности 42
3.1 Принципиальная схема способов получения двухслойных стеновых изделий различной плотности 42
3.2 Разработка моделей для получения стеновых изделий из бетонов различной плотности 44
3.3 Влияния времени между заливками бетонов различной плотности на структуру и прочностные свойства изделий 48
3.4 Минеральный состав контактной зоны между бетонами различной плотности 51
3.4.1 Исследование газо-+ пенобетонных образцов 52
3.4.2 Исследование образцов из тяжелого бетона и пенобетона 55
3.4.3 Исследование образцов из керамзито- и пенобетона 59
3.4.4 Исследование образцов из крупнопористого керамзито- и пенобетона 62
3.5 Формирование структуры и прочной связи между слоями бетона различной плотности при получении стеновых изделий 66
3.6 Планирования многофакторного эксперимента по подбору рациональных параметров получения изделий из бетонов различной плотности 69
3.7 Изучение свойств образцов из бетонов различной плотности 75
3.7.1 Влияния усадочных явлений бетонов различной плотности на структуру изделия 75
3.7.2 Влияния характера пористости на свойства материала 77
3.7.3 Исследования адгезионной прочности изделий из бетонов различной плотности 80
3.7.4 Определение паропроницаемости образцов с различной плотностью по сечению 83
3.7.5 Эксплуатационная стойкость изделий из бетонов различной плотности 84
3.8 Изучения свойств изделий (блоков) из бетонов различной плотности по горизонтальному сечению в конструкции стены 85
3.8.1 Выбор схем расположения блоков в конструкции стены 85
3.8.2 Расчет термического сопротивления конструкции стены из блоков, изготовленных из бетонов различной плотности 86
3.8.3 Расчет распределения парциального давления водяного пара по толщине стены и определение возможности образования в ней конденсата 91
Выводы по третьей главе 96
Глава 4 Разработка технологии производства и опытно-промышленные испытания по получению стеновых изделий из бетонов различной плотности 98
4.1 Результаты опытно-промышленных испытаний 98
4.2 Технико-экономическое обоснование технологии производства и применения изделий из бетонов различной плотности 100
4.3 Разработка технологического регламента 103
4.4 Технологическая схема производства стеновых изделий различной плотности по горизонтальному сечению стены 104
Основные выводы 109
Список использованных источников 111
- Состав, структура и свойства материалов для стеновых изделий с различной плотностью слоев
- Принципиальная схема способов получения двухслойных стеновых изделий различной плотности
- Формирование структуры и прочной связи между слоями бетона различной плотности при получении стеновых изделий
- Технико-экономическое обоснование технологии производства и применения изделий из бетонов различной плотности
Введение к работе
Актуальность темы. Согласно СНиП 23.02.03 "Тепловая защита зданий" требуемое термическое сопротивление ограждающих конструкций зда-ний для районов Сибири составляет 3,5 -3,8 м" С/Вт, а для Европейской части эта величина составляет 2,5 — 2,8 м С/Вт. При таких жестких требованиях практически нет альтернативы конструированию многослойных систем стен отапливаемых зданий, предусматривающих различные сочетания конструктивных и теплоизоляционных изделий, в т.ч. использование вентилируемых фасадов, что значительно усложняет и удорожает строительство зданий в целом. Причем конструкции стен с навесными фасадами предназначены в основном для многоэтажных городских зданий.
Для реконструируемых зданий альтернативы наружному утеплению стен практически нет, а при новом строительстве альтернативой многослойным конструкциям стен могут служить однослойные и двухслойные стеновые камни, крупные блоки и панели, выполненные из различных видов бетонов или бетона одной группы различной плотности по сечению.
В литературе отмечается, что долговечность многослойной стены, включая вентилируемые фасады с эффективным утеплителем (пенополистирол, минераловатный утеплитель и др.), будет лимитироваться долговечностью утеплителя. С этой точки зрения наиболее надежными являются такие конструкции, которые в своем составе содержат единый конструктивно-теплоизоляционный строительный элемент (блок). Такие блоки обеспечат
! приведенное сопротивление теплопередаче, равное 3,5-3,8 (м С)/Вт при
,' толщине стены до 600 мм.
і Работа выполнялась по плану научно-исследовательских работ НГАСУ
s на 2005-2007г.г. № 7.3.3 раздел «Получение стеновых изделий из бетонов
различной плотности по горизонтальному сечению», а также по заказу ОАО «Омский комбинат строительных конструкций».
і і
Научная новизна работы заключается в том, что в ней установлены особенности структуры, свойств и технологии двухслойных стеновых изделий из бетонов различной плотности, обеспечивающих благоприятный влаж-ностный режим и термическое сопротивление, такие изделия включают пенобетон и в качестве другого слоя — газобетон, керамзитобетон, крупнопористый керамзитобетон или тяжелый бетон. При этом установлено следующее:
в контактной зоне двухслойных изделий из бетонов различной плотности, формируются гидратные фазы с повышенной прочностью связей в структуре, что проявляется в смещении эндоэффектов на термограммах в область более высоких температур на 30-50С;
при получении двухслойных изделий с применением бетонов с легким заполнителем (керамзитом, пеностеклом и тд.) необходима предварительная выдержка первого слоя до набора структурной прочности с последующей заливкой второго. Если в качестве первого слоя используется, газобетон, крупнопористый керамзитобетон или тяжелый бетон, целесообразна последовательная заливка формовочных масс без предварительной выдержки нижних более плотных слоев бетона. При этом достигается прочность сцепления между слоями, равная 0,76-0,84МПа;
оптимальная по свойствам получаемого материала является область, соответствующая времени между заливками слоев изделий из газобетона и пенобетона 0-7 мин. и водотвердому отношению 0,47-0,53 при отношении содержания молотого и немолотого кварцевого песка, равному 0,40-0,60. Полученные изделия имеют плотность 460-540 кг/м и прочность сцепления между слоями 0,70-0,76МПа;
двухслойные стеновые изделия из бетонов различной плотности, полученные при оптимальных условиях, имеют среднюю плотность от 500 до 1100 кг/м , прочность при сжатии от 1,5 до 8,8 МПа, коэффициент теплопроводности от 0,12 до 0,31 Вт/м-С и могут быть использованы в качестве конструкционно - теплоизоляционных строительных элементов. После
25 циклов испытаний на морозостойкость прочность образцов из бетонов различной плотности увеличивается на 3-6,5%.
Практическая значимость результатов работы:
предложены оптимальные схемы формования двухслойных стеновых изделий из бетонов различной плотности, определена толщина теплоизоляционных и конструкционных слоев;
определены режимы технологического процесса изготовления двухслойных стеновых изделий из бетонов различной плотности;
определены схемы расположения блоков и распределения температурных зон в конструкциях стен с применением предложенных изделий;
составлен и утвержден нормативный документ "Технологический регламент" на производство стеновых изделий из бетонов различной плотности.
Реализация результатов работы:
- изготовлена опытная партия стеновых блоков с размерами 390x190x188мм,
на предприятии ОАО «Омский комбинат строительных конструкций».
- результаты исследований по технологии получения стеновых изделий раз
личной плотности используются при чтении лекций, выполнении лабора
торных и курсовых работ по дисциплине "Технология стеновых материа
лов и изделий" студентами специальности 270106 в Новосибирском госу
дарственном архитектурно-строительном университете (Сибстрин) и Си
бирской автомобильно-дорожной академии (СибАДИ).
Автор защищает:
- параметры получения стеновых изделий из бетонов различной плотности;
зависимости эксплуатационных свойств изделий от условий формования и их структуры по горизонтальному и вертикальному сечению;
влияние технологии формования и режимов твердения на прочность сцепления различных слоев бетона в структуре стенового изделия;
технологию получения двухслойных стеновых изделий из бетонов различной плотности;
данные о термическом сопротивлении стены в зависимости от схемы расположения блоков.
Апробация работы. Результаты научно-экспериментальных исследований докладывались и обсуждались на ежегодных, научно-технических конференциях в НГАСУ и СибАДИ (2005-2008 г.г.), на Всероссийской научно-практической конференции в Оренбургском государственном университете (2007г.), на VII Всероссийской научно-практической конференции (Алтай, Белокуриха 2007г.), и на шестой научно-практической конференции (г. Абакан, 2007г.).
Публикации. Содержание диссертационной работы опубликовано в 10 научных статьях, в том числе в двух работах в журнале с внешним рецензированием «Изв. вузов. Строительство».
Состав, структура и свойства материалов для стеновых изделий с различной плотностью слоев
Особенностью разрушения вариатропных ячеистобетонных структур является отслоения менее плотной части при нагружении, поэтому наиболее эффективным является создание вариатропной структуры с плавным изменением плотности при коэффициенте вариатропности 0,2.. .0,5.
В 1974 году была показана технологическая возможность изготовления ограждающих конструкций (стеновых панелей и плит покрытий) из ячеистого бетона переменной плотности, получаемых прикаткой горбушки в период созревания газобетона [4]. Прикатка производится с целью либо отказаться от операции срезки и удаления "горбушки", или для получения эффективных вариатропных изделий, характеризующихся переменной плотностью с заданными параметрами.
Процесс изготовления изделий переменной плотности состоит в следующем. В подготовленную форму заливают газобетонную смесь, выдерживают до вспучивания и схватывания, после чего выступающую над бортами формы "горбушку" уплотняют жестким валом, который без проскальзывания прокатывают по бортам формы. При такой технологической операции осуществляется одностороннее уплотнение газобетона на высоту по сечению 5-7см. Уплотнение рекомендуется производить при структурной прочности бетона, равной 0,02-0,05 МПа. Средняя плотность поверхностного слоя ячеи-стого бетона, полученного прикаткой "горбушки" достигает 1100-1300 кг/м и убывает до исходной на расстоянии 2-6 см от прокатанной поверхности [4,5].
Теплопроводность уплотненного слоя газобетона всего на 7-10% выше, чем основного, но при этом обеспечивается надежная защита со стороны внутренней поверхности стены (наиболее плотной) от испаряющейся эксплуатационной влажности в помещении [6].
Автофреттаэ/с — это еще один вариант технологии получения газобетонных изделий. Он применим в случае изготовления газобетонных изделий в индивидуальной форме. Метод формования газобетонных изделий "под крышкой" был предложен в 1959 году и впоследствии получил название ав-тофреттаж. Сначала полагали, что даже легкая металлическая крышка собственной массой остановит вспучивания и обеспечит постоянство объема формуемого изделия. Однако эксперименты показали, что давление вспучивающейся газобетонной смеси может превышать 0,01 МПа, следовательно крышка должна быть достаточно жесткой и надежно крепиться к форме.
Суть способа в следующем: готовят порцию газобетонной смеси со строго отдозированным количеством компонентов, общая масса которого на 5% меньше массы формуемого изделия, при этом расчетное количество газооб разователя увеличивают на 10%; весь замес заливают в форму, которую сразу же закрывают жесткой крышкой, крепящейся к форме. Вспучивающаяся смесь заполняет объем формы, в которой развивается внутреннее давление, уплотняющее структуру. В результате через неплотности формы из нее выдавливается избыточная вода, что способствует повышению прочности ячеистого бетона [7].
Преимуществом технологии является высокая стабильность плотности ячеистого бетона, зависящая только от точности весовых дозаторов, отмеряющих компоненты на замес, при этом стабилизируется не только плотность, но и прочность, дефформативность, теплопроводность и другие свойства. Исключается присущий всем ячеистым бетонам повышенный разброс эксплуатационных показателей.
Автофреттаж не исключает возможности изготовления изделий прикат-кой. Для этого используют крышку формы, имеющую коробчатое сечение, после схватывания смеси и снятия крышки над бортами формы будет возвышаться слой заданной толщины из неотвердевшего ячеистого бетона, который прикатывают валиком. Если же коробчатые крышки разместить с двух сторон формы (вторая - вместо дна), то можно получить "сэндвич" с двумя уплотненными слоями на противоположных сторонах изделия, для этого достаточно пропустить бортоснастку с изделием между двумя параллельными прикатывающими валиками.
Еще эффективнее способ получения вариатропных изделий за счет выдавливания части воды затворения из поверхностного слоя формуемого изделия. Для этого достаточно перфорированной крышки, внутренняя поверхность которой покрыта фильтрующим материалом, например, мешковиной. При этом вспучивающаяся смесь доходит до крышки, и развивающееся внутреннее давление начинает выдавливать воду по пути наименьшего сопротивления, т.е. через перфорацию в крышке, при этом уплотняется поверхностный слой изделия, параметры которого зависят от расхода газообразователя, водотвердого отношения, температуры смеси и других факторов. Если такую же фильтрующую крышку использовать в качестве днища формы, то будет получен "сэндвич" с двумя уплотненными слоями.
Недостаток способа автофреттажа заключается в дополнительных операциях с крышками: их необходимо чистить, смазывать, устанавливать на форму и крепить к ней, снимать, складировать; при этом возрастают металлоемкость процесса, трудо- и энергозатраты, повышается загруженность крана, возрастает потребность в производственных площадях. Однако этот процесс можно усовершенствовать. Так, например, при ударной технологии вспучивание может заканчиваться очень быстро, еще до снятия формы с шок-стола; в подобном случае крышку можно подвесить около шок-стола и с помощью индивидуального привода, без применения крана, устанавливать и снимать крышку, при этом ее закрепление и освобождение автоматизируется; не потребуется чистка крышки после каждого формования, не нужна будет смазка и места для складирования крышек, метало-, энерго-, и трудоемкость процесса практически не увеличатся [7].
Оригинальным и перспективным способом является способ получения газобетонных изделий с форсированным режимом порообразования как по сечению изделия, так и по периферии. Сущность способа заключается ві том, что изделия формируются в закрытой форме с отдельными небольшими отверстиями в её верхней и боковых гранях. В период газовыделения в закрытой форме развивается избыточное давление равное 0,05-0,1 МПа и происходит самоуплотнение образцов по периферии [8].
Принципиальная схема способов получения двухслойных стеновых изделий различной плотности
Принципиальные технологические схемы производства блоков из бетонов различной плотности приведены на рис. 4.1 и,4.2. Цемент хранится в запасных силосах. Кварцевый песок подвергается помолу в шаровой мельнице и хранится в бункере - запаснике.
Газобетонную смесь готовят следующим образом. Отдозированные компоненты смеси загружают в самоходный газобетоносмеситель при включенном перемешивающем механизме. Загрузка смесителя производится следующим образом: в начале подается вяжущее и наполнитель с водой, смесь перемешивается в течение 3-4 минут, после чего дозируется водная суспензия алюминиевой пудры. Все компоненты формовочной массы перемешиваются 1-2 минуты, и газобетонная масса разливается в металлические формы. Для интенсификации взаимодействия алюминиевой пудры с гидроксидом кальция вода предварительно подогревается до 50-60 С.
Одновременно готовят пенобетонную смесь. Отдозированные компоненты смеси загружают в растворомешалку при включенном перемешивающем механизме. Загрузка смесителя производится следующим образом: вначале подается вяжущее в наполнитель с водой, смесь перемешивается в течении 5-7 минут. Одновременно готовится техническая пена: отдозированные пенообразователь и стабилизатор пены подаются в пеногенератор где происходит взбивание пены в течение 2-3 минут; далее пена дозируется и подается в лопастной смеситель для приготовления пенобетонной смеси и перемешивается в течение 3-4 мин; пенобетонная масса разливается в металлические формы.
Затем заформованные изделия проходят тепловлажностную обработку в пропарочной или щелевой камере в течение 12 часов по режиму: подъем температуры до максимальной Зчаса, изотермическая выдержка — 7 часов, снижение температуры 2 часа. После тепловлажностной обработки изделия поступают на распалубку, и готовые стеновые блоки транспортируются на склад готовой продукции.
Цемент, наполнители (кварцевый песок) и заполнители хранятся в запасных силосах (рис 4.2). Бетонную смесь готовят следующим образом. Отдозированные компоненты смеси загружают в бетоносмеситель при включенном перемешивающем механизме. Загрузка смесителя производится следующим образом: вначале подается вяжущее, наполнитель, заполнитель и вода; смесь перемешивается в течение 10-15 минут, после чего дозируется и поступает в бетоноукладчик, из которого бетонная масса разливается в металлические формы. Затем производят виброуплотнение бетонной смеси. Подготовка пенобетонной смеси. Отдозированные компоненты смеси загружают в растворомешалку при включенном перемешивающем механизме. Загрузка смесителя производится следующим образом: вначале подается вяжущее и наполнитель с водой; смесь перемешивается в течение 5-7 минут. Одновременно готовится техническая пена следующим- образом: отдозированные пенообразователь и стабилизатор пены подаются в пеногенератор, где происходит взбивание пены в течение 2-3 минут; далее пена дозируется и подается в лопастной.смеситель для приготовления пенобетонной смеси, перемешивается в течение 3-4 мин; и пенобетонная масса разливается в металлические формы. При формовании керамзитобетона и пенобетона производится технологическая выдержка в течение 4 часов. За это время происходит начальное схватывание керамзитобетона, что предотвращает всплывание легких фракций керамзита на поверхность пенобетона. Далее заформованные изделия проходят тепловлажностную обработку в пропарочной или щелевой камере в течение 12 часов по режиму: подъем температуры до максимальной - 3 часа, изотермическая выдержка — 7 часов, снижение температуры - 2 часа. После тепловлажностной обработки изделия поступают на распалубку, и стеновые блоки транспортируются на склад готовой продукции. Технологические разработки применяются при производстве стеновых изделий из бетонов различной плотности на ОАО «Омском комбинате строительных конструкций» г. Омск. 1. На основании литературных данных и результатов исследований предложены 4 структурные модели, для формования 2-х слойных стеновых блоков из бетонов различной плотности. 2. Обоснованы технологические параметры получения изделий различной плотности и в зависимости от состава и их структуры установлено, что при этом целесообразно применять различные способы формования. 3. Установлено, что при создании изделий с применением бетонов с легким заполнителем (керамзитом, пеностеклом и тд.) необходима предварительная выдержка первого слоя до набора структурной прочности с последующей заливкой второго. 4. При формовании изделий с применением бетонов с величиной средней плотности в пределах 1000-2400 кг/м и бетонов с плотностью 400-600 кг/м рекомендуется последовательная заливка формовочных масс без предварительной выдержки нижнего более плотного слоя бетона; при этом достигается максимальная адгезионная прочность между слоями, равная 0,65-0,84 МПа. 5. Полученные изделия из бетонов различной плотности, имеют прочность при сжатии 1,3-8,7 МПа среднюю плотность 500-1100 кг/м3, теплопроводность 0,12-0,31 Вт/(м С), паропроницаемость 0,12-Ю,21мг/(м-ч-Па) и морозостойкость F-25+F-35. 6. Получена зависимость распределения температурных зон от расположения блоков в конструкции стены. Определено распределения максимального (Ej) и действительного (еО парциальных давлений водяного пара по толщине стены, оценена возможность образования конденсата в структуре стены.
Формирование структуры и прочной связи между слоями бетона различной плотности при получении стеновых изделий
Выбраны и рассмотрены основные схемы формования изделий из бетонов различной плотности по горизонтальному сечению, определены толщины теплоизоляционного и конструкционного слоев.
Методом математического планирования эксперимента и обработки данных определен оптимальный состав и технологические параметры получения изделий из бетонов различной плотности. Оптимальной по свойствам получаемого материала является область, соответствующая времени между заливками слоев изделий из бетонов различной плотности 0-7 мин. и водотвердому отношению 0,47-0,53 при отношении содержания молотого кварцевого песка к немолотому от 0,40 до 0,60. В этой области изделия из бетонов различной плотности имеют среднюю плотность 460-540 кг/м и адгезионную прочность 0,70-0,76 МПа. 3. Изделия из бетонов различной плотности по горизонтальному сечению имеют среднюю плотность 500-1100 кг/м , прочность при сжатии 1,5-8,8 МПа, фактическую теплопроводность 0,12-0,31 Вт/(м-С) и могут быть использованы для изготовления конструкционно теплоизоляционных строительных изделий. 4. Установлено, что при создании изделий с применением двух бетонов, близких по величине средней плотности, необходима предварительная выдержка первого слоя до набора структурной прочности с последую щей заливкой второго. При формовании изделий с применением бетонов с величиной средней плотности в пределах 1000-2400 кг/м и бетонов с плотностью 400-600 кг/м рекомендуется последовательная заливка формовочных масс без предварительной выдержки нижнего более плотного слоя бетона. При этом достигается адгезионная прочность между слоями, равная 0,76-0,84 МПа. 5. После 25 циклов испытаний на морозостойкость прочность образцов из бетонов различной плотности увеличивается на 3-6,5%. 6. Определены схемы расположения блоков и распределения температурных зон в конструкции стены. 7. В результате комплексных расчетов влажностного режима и термического сопротивления ограждающей конструкции была принята рациональная схема расположения блоков в конструкции стены. В ходе предварительных апробирований частных операций технологической схемы на заводском оборудовании были проверены и уточнены составы и параметры производства. Уточненный расход сырьевых материалов для изготовления стеновых изделий из бетонов-различной плотности по горизонтальному сечению представлен в табл. 4.1. На ОАО «Омский комбинат строительных конструкций» была выпущена опытная партия стеновых блоков из бетонов различной плотности по гори-зонтальному сечению объемом 0,25 м или 18 блоков размером 390 190 188 мм. Величина средней плотности блоков составляет 500-1200 кг/м-\ Технические характеристики изделий из бетонов переменной плотности удовлетворяют требованиям ГОСТ 6133-99. Реальные строительно-эксплуатационные свойства изделий опытной партии соответствуют результатам, полученным с использованием математической модели (гл. 3), что позволяет применить ее при контроле технологического процесса производства для оперативного управления (табл. 4.2). Полупромышленное апробирование (приложение 4) технологии получения бетонов различной плотности показало: - возможность получения: стеновых блоков различной плотности с величиной средней плотности 500-1200 кг/м ; - организация, промышленного изготовления изделий из бетонові различной, плотности возможна в условиях действующих предприятий с использованием стандартного оборудования: и применения стеновых изделийїиз бетонов различной ПЛОТНОСТИ І Оценка экономической эффективности производства изделий из бетонов различной плотности была произведена применительно І К предприятию г. Омска, выпускающим1, стеновые блоки - ОАО «Омский- комбинат строительных конструкций». Расчеты показывают, что себестоимость изделий из бетонов различной плотности1 в; рабочем сечении ниже, чем: у используемых бетонов с новыми теплоизоляционными:системами, на 15-20%. Это связанос упрощением техно логического процесса производства; уменыпениемэнергетических затрат. Сравнительные; технико-экономические показатели рассматриваемых, наружных стен из бетонов различной плотности;приведены в табл. 4.3, стены из блока (газобетона+пенобетона), дешевле остальных вариантов на 40 - 50 %. Энергозатраты на производство материалов расчете на квадратный метр стены из блоков;(газобетон+пенобетон) меньше на 20 - 30 %. При одинаковом сопротивлении теплопередаче наружные стены из од-, нородного материала являются конкурентноспособными по сравнению с многослойными стенами.
Технико-экономическое обоснование технологии производства и применения изделий из бетонов различной плотности
Необходимо отметить характер отрыва бетонов различных слоев. При испытании образцов, заформованных из керамзито- и пенобетона, разрушение происходит по слою пенобетона, что подтверждает более высокую адгезионную прочность по сравнению с когезионной. Разрушение образцов из тяжелого бетона и пенобетона осуществляется по контактному слою, что объясняется меньшей адгезионной прочностью между слоями материала и более высокой когезионной прочностью каждого из бетонов.
При испытании газопенобетонных образцов разрушение происходит то по газобетонному слою, то по пенобетонному, в зависимости от величины средней плотности и прочности этих слоев.
Установлено, что при создании изделий с применением двух бетонов, близких по величине средней плотности, необходима предварительная выдержка первого слоя до набора структурной прочности с последующей заливкой второго.
При формовании изделий с применением бетонов с величиной средней плотности в пределах 1000-2400 кг/м и бетонов с плотностью 400-600 кг/м рекомендуется последовательная заливка формовочных масс без предварительной выдержки нижнего более плотного слоя бетона; при этом достигается прочность сцепления между слоями равная 0,76-0,91 МПа.
Экспериментальные исследования показали, что сцепление между разно-плотными слоями в составе одного образца в контактной зоне зависит не только от технологических решений таких, как выдержка между заливкой слоев (керамзитобетон и пенобетон), очередность заливки слоев (газобетона и пенобетона), но и от плавности перехода плотностей в контактной зоне материала [106].
Паропроницаемость в производстве конструкционно-теплоизоляционных изделий переменной плотности является одним из важнейших параметров.
Испытание на паропроницаемость проводилась в лаборатории кафедры строительных материалов и специальных технологий НГАСУ по ГОСТ 28575-90 на образцах - кругах толщиной 3 см средней плотностью 460-1100 кг/м , при температуре (20±5 С) и относительной влажности воздуха (80±2)%.
Методика испытаний: в сосуд закладывают влагопоглащающее вещество, зазор между образцом и стенкой сосуда заполняют герметизирующей пастой. Кольцеобразный край верхней поверхности образца покрывают герметизирующей пастой до размера, соответствующего нижней открытой поверхности образца.
Сосуд с образцом взвешивают каждые 24 часа и определяют количество водяного пара, прошедшего через образцы.
Взвешивания повторяют до тех пор, пока изменение массы за единицу времени не будет постоянным. Насыщение водой влагопоглащающего вещества не должно превышать 5% от исходного количества. По данным отдельных взвешиваний строят график зависимости изменения массы влагопоглощающего вещества от времени. Для определения коэффициента паропроницаемости используют данные взвешивания после появления постоянного диффузионного потока. Коэффициент паропроницаемости определяется по формуле: где - пъ-Ш] - количество водяного пара, проходяшего через образец за интервал времени от ti до ti, кг; h - толщина образца, м; А - площадь испытуемого образца, м , ti -12 интервал времени между двумя взвешиваниями, с; Pj-Pc — разность значений парциального давления водяного пара на образце, Па. Результаты испытания образцов из бетонов различной плотности представлены в табл. 3.17. Показателем эксплуатационной стойкости изделий из бетонов различной плотности может служить величина водо- и морозостойкости. Для конструкционно-теплоизоляционных ячеистых бетонов марка по морозостойкости должна составлять не менее 15 циклов попеременного замораживания и оттаивания. Основным показателем, определяющим морозостойкость ячеистого бетона, является структура порового пространства [107]. Поры, составляющие объем ячеистого бетона, условно делятся на неопасные и опасные по их участию в механизме разрушения при попеременном замораживании и оттаивании. К неопасным относятся замкнутые поры, заполняющиеся водой лишь при особых условиях. Система замкнутых пор образует резервные объемы, в которые отжимается вода при образовании льда. Испытания на морозостойкость проводились в испытательном центре лаборатории ООО «ОмскстройЦНИЛ» по ГОСТ 25485-89 (приложение 3) на образцах-кубах размером 100x100x100 мм средней плотностью 500-550 кг/м и водопоглощением по массе 45-55 %. Число циклов замораживания и оттаивания, после которых образцы испытывались на прочность при сжатии, составляло 25 и 35. После 35 10106 образцы показали относительный прирост прочности при сжатии, который составил от 2,7 до 6,5%. Во время испытаний на морозостойкость, при попеременном воздействии положительных и отрицательных температур, происходит релаксация напряжений, образующихся в газобетоне в период твердения, что приводит к уменьшению» хрупкости материала. Под действием внешней силы, образцы газобетона пластично деформируются, а затем происходит образование трещин. В связи сэтимвеличинаразрушающей нагрузки повышается.
Прирост прочности после испытания на морозостойкость образцов газобетона также может быть обусловлен неполным- прохождением в период твердения процессов гидратации портландцементных минералов, что ранее также показанов исследованиях [108].