Исследование каркасов на цементных связующих
В трехслойных изделиях на основе каркасных бетонов средний слой представляет собой каркас - крупнопористый ёетон, составленный из склеенных зерен крупного заполнителя. Свойства крупнопористого бетона (каркаса) во многом определяют свойства всего каркасного композита в целом. Крупнопористые бетоны имеют довольно широкое применение в строительстве. В настоящее время в их изучении накоплен значительный материал установлены основные закономерности структурообразования, изучены основные физико- тсхнические свойства, разработана технология изготовления бетонов и строительных изделий на их основе.
В трехслойных конструкциях на основе каркасных бетонов наиболее эффективным с точки зрения получения изделий является применение цементных связующих. Прочность каркаса в изделиях определяется количественным содержанием и прочностью клея. Нами установлено, что прочностные свойства каркасов можно улучшить за счет добавления в клеевой состав микронаполнителя При его введении увеличивается толщина оболочки цементного камня на зернах заполнителя. В качестве таких добавок эффективно использование ОПФ шлаков» зол, отходов обогащения удобрений и т.д.
Нами проведены исследования прочностных свойств каркасов на портландцементе марки 400 Алексеевского цементного завода с применением микронаполнителей, в качестве которых применялся стеклобой - отход производства ОАО «Лисма». Содержание добавки варьировалось от 0 до 20% от массы связующего. В результате испытания образцов, составленных на керамзите и гранитном щебне фракции 5-10 мм, установлено, что введение микронаполнителя способствует повышению прочности каркасов в 1,1 и 1,06 раза соответственно при замене 10% цемента порошком стеклобоя (рис, 5.3). В то же время применение данной добавки приводит к увеличению водосодержания смеси, что можно исключить при введении пластификаторов или полимерных добавок.
С целью выявления зависимости свойств каркасов на цементном связующем от количественного содержания пластификатора и полимерной добавки были проведены испытания образцов на керамзите и гранитном щебне. В качестве пластификатора применялся суперпластификатор С-3, а полимерной добавки - поливинилацетатная эмульсия. Пластификатор вводился в количестве 0,25; 0,50, 0,75 и 1,0 мас. ч на 100 мас. ч. вяжущего.
Результаты испытаний показывают, что оптимальным является применение суперпластификатора в количестве 0,5 и 0,75% от массы цемента соответственно для каркасов на гранитном щебне и керамзите. Введение добавки способствует повышению прочности в среднем в 1,6 раза для композитов на гранитном щебне и в 1,2 раза - на керамзитовом гравии (рис 5.4).
Из графика видно, что влияние пластификатора на свойства каркасов с плотным и пористым заполнителем различно. Если в первом случае прочность каркаса резко увеличивается, то во втором это повышение незначительно, а при большом содержании добавки прочность резко падает. Введение пластификатора приводит к снижению вязкости связующего. Это обусловливает лучшее смачивание поверхности заполнителей. В случае применения пористых заполнителей клей низкой вязкости впитывается ими и его количество недостаточно для прочного склеивания. Этим объясняется снижение прочности каркасов на керамзите при повышенном содержании пластификатора. Полимерную добавку вводили в количестве 1, 2, 3 и 4 мас. ч на 100 мас. ч. вяжущего. Данные проведенных исследований (рис. 5 5) показывают, что применение ПВА способствует повышению прочности при изгибе в 2,8 и 1,35 раза и прочности при сжатии в 1,35 и 1,25 раза соответственно для каркасов на гранитном щебне и керамзите.
Полимерное вещество, заполняя микропоры между зернами цемента, улучшает связь между вяжущим и заполнителем, что и проводит к повышению прочности. Улучшение свойств происходит до тех пор, пока количество полимера не превысит общий объем имеющихся микропор в результате чего частицы цемента полностью или отчасти обволакиваются толстым слоем полимера и прочность сцепления ослабляется.
