УДК 691
ОЦЕНКА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЕРЛИТОБЕТОНА МОДИФИЦИРОВАННОГО ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫМ СОСТАВОМ
Гродненский государственный университет имени Янки Купалы
Перлитовые заполнители имеют высокую пористость, поэтому и изделия с их применением обладают повышенным водопоглощением, а, следовательно, низкими показателями по морозостойкости и долговечности. В связи с чем необходимо повысить гидротехнические характеристики перлитобетона. В данной работе автор предлагает применить модификацию структуры разрабатываемого перлитобетона гидроизоляционной добавкой на основе дисперсного акрилового полимера. Разработке модифицированных композиционных материалов посвящено множество работ, в частности [1-4].
Полная замена плотного заполнителя пористым с целью снижения плотности бетона способствует снижению нагрузки на фундамент и сокращению материалоёмкости строительства, но часто приводит к потерям по прочности легкого бетона. В связи с чем целью данной работы является разработка модифицированного перлитобетона с повышенными тепло - и звукоизоляционными свойствами и сранительно высокими прочностными характеристиками (В7,5; В10), что достигается заменой заполнителей тяжелого бетона (щебня и песка) перлитовыми щебнем и песком [5]. Это позволит широко применять разработанный перлитобетон для изготовления ограждающих и несущих конструкций жилых домов и зданий общественного и промышленного назначения.
Методика исследований
В состав разработанного модифицированного перлитобетона входили следующие компоненты: портландцемент 500–Д0 (ГОСТ 10178-85) с нормальной густотой цементного теста 25%; перлитовый песок фракции 1,25-5мм (ГОСТ 25226-96), перлитовый щебень фракции 5 до 10мм и модификатор структуры бетона – сухая гидроизоляционная добавка на основе дисперсного акрилового полимера.
Следует отметить, что гидроизоляционную добавку (ГД) вводили в цементное вяжущее в количестве 1-4% от массы цемента по сухому веществу, добавляли воду затворения, тщательно перемешивали, затем вводили перлитовый песок и перлитовый щебень. Полученную смесь тщательно перемешивали в автоматическом миксере Auto-mix в течение 40 сек до гомогенизированного состояния.
Готовую смесь укладывали в формы в виде балочек размером 40х40х160 мм и уплотняли на виброплощадке в течение ≈1мин. Спустя 28 суток определяли предел прочности при изгибе и сжатии, а также водопоглощение полученных образцов. Для определения прочностных характеристик полученных образцов использовали универсальную испытательную машину Quasar 50, при испытаниях нагрузку постепенно увеличивали до разрушения образцов.
Водопоглощение по массе полученных образцов определяли согласно ГОСТ 12730.3-78. Для определения водопоглощения полученных образцов их взвешивали и помещали в емкость, наполненную водой с таким образом, чтобы уровень воды в емкости был выше верхнего уровня уложенных образцов примерно на 50 мм, температура воды в емкости составляла (20±2)°С. Через 24 часа после погружения образцов в воду, их вынимали из воды, вытирали тканью, взвешивали на весах; на основании чего и определяли водопоглощение по массе полученных материалов.
Для исследования эксплуатационных показателей разработанных перлитобетонных образцов определяли их эластичность [5]. Эластичность – показатель, свидетельствующий о трещиностойкости материалов и определяемый отношением предела прочности при изгибе к пределу прочности при сжатии исследуемых образцов.
Результаты исследований
Проведенные эксперименты показали, что при содержании в разрабатываемом материале 1-4% гидроизоляционной добавки наблюдается повышение предела прочности при изгибе до 84%, а предела прочности при сжатии – до 30% (Таблица). Это объясняется микроармированием минеральной матрицы полученных образцов дисперсным акриловым полимером, содержащемся в гидроизоляционной добавке [6].
Таблица – Эксплуатационные характеристики модифицированного перлитобетона
Содержание ГД,% | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
Предел прочности при изгибе уизг, МПа | 1,9 | 3,5 | 2,8 | 2,5 | 2,1 |
Предел прочности при сжатии усж, МПа | 7,5 | 9,8 | 8,9 | 8,2 | 7,9 |
Водопоглощение Wm, % | 18,3 | 11,8 | 12,7 | 13,9 | 15,8 |
Анализ значений водопоглощения модифицированного перлитобетона показал, что при увеличении содержания дисперсной гидроизоляционной добавки до 4% в разрабатываемом перлитобетоне существенно улучшаются и гидрофизические показатели: водопоглощение исследуемых образцов уменьшается до 35% (Таблица).
Анализируя прочностные показатели модифицированного перлитобетона (Таблица) можно спрогнозировать эксплуатационные характеристики разработанных строительных композиций по такому показателю, как эластичность (сохранение прочностных характеристик в процессе эксплуатации в условиях повышенных растягивающих и сжимающих напряжений). При содержании дисперсного добавки в модифицированном мелкозернистом бетона 1,0 % их эластичность увеличиваются на 40% (Рисунок), что позволит увеличить срок службы и трещиностойкость модифицированных перлитобетонных изделий, работающих на растяжение и изгиб.
Рисунок – Зависимость эластичности перлитобетонных образцов от содержания гидроизоляционной добавки
На основе полученных результатов исследования можно заключить, что при содержании в перлитобетонных образцах 1,0% гидроизоляционной добавки наблюдаются высокие физико-механические, улучшенные гидрофизические и эксплуатационные показатели.
Таким образом, разработанный модифицированный перлитобетон можно отнести к эффективным композиционным строительным материалам, применяемых для строительства элементов промышленных и гражданских зданий и сооружений, а также для объектов энергетического строительства.
Список литературы
Ткач, аспекты получения высокоэффективных модифицированных бетонов заданных свойств / , , // Промышленное и гражданское строительство. 2012. № 4. – С. 65-67. Баженов, бетон, модифицированный комплексной микродисперсной добавкой/ , , // Вестник МГСУ. 2013. №2. – С. 94-100. Модификация цементных вяжущих поливинилацетатной дисперсией / , , // Промышленное и гражданское строительство. 2014. №5. – C. 59-61. Мусафирова, цементного вяжущего дисперсной добавкой вторичного полиамида/ [и др.] // Техника и технология силикатов: Международный журнал по вяжущим, керамике, стеклу и эмалям. 2015 .Т.22. № 3. – С.2-5 . Мусафирова, на основе вспученного перлита «Perlit de lux» ПТ / , // Инновации в технологиях и образовании: сб. ст. участников IX Междунар. науч.-практ. конф., Белово, 18–19 марта 2016 г.: в 5 ч. / Белово: КузГТУ, Россия; Изд-во ун-та Св. Кирилла и Св. Мефодия, Велико Тырново, Болгария, 2016. – Ч. 1. – С. 63–67. Мусафирова, эксплуатационных показателей разработанного мелкозернистого бетона модифицированного гидроизоляционным составом / , // Перспективные направления инновационного развития строительства и подготовки инженерных кадров: материалы ХХ междунар. науч.-метод. семинара / Гродно: ГрГУ им. Я. Купалы, 2016. – С. 279–281.