1. Приготовление бетонной смеси

Все звенья готовят смесь одного состава твердой части (Т): цемент = 2000 г; известь негашеная молотая = 150 г; песок = 2000 г; алюминиевая пудра = 1,5 г. Пудра вводится в виде водной суспензии (10 г пудры на 1000 мл воды) с добавлением 5 % гидрофильных ПАВ от массы алюминия в пересчете на сухое вещество. Добавка ПАВ необходима для улучшения адгезии пудры с цементным камнем.

В протертую влажной тканью сферическую металлическую чашу высыпается песок, цемент, известь. Смесь компонентов перемешивается до получения однородной массы. Затем в центре массы делают углубление, в которое выливается подготовленная суспензия алюминиевой пудры и необходимое количество воды. Смесь перемешивают до получения однородной массы, измеряют температуру и определяют текучесть на вискозиметре Суттарда. Создание требуемой температуры (~ 40 ^оС) производится применением подогретых до определенной температуры заполнителей и воды. В случае несоответствия текучести смеси требуемым значениям опыт повторяют на новой смеси с соответствующими дополнениями компонентов по составу.

2. Определение плотности бетонной смеси

Собрать две формы кубов с размером ребра 10 см, смазать тонким слоем машинного масла, взвесить, заполнить полученной смесью, избыток срезать с открытой поверхности, загладить и вновь взвесить. Плотность смеси определяют по известным формулам. Величину показателя плотности смеси вычисляют как среднее арифметическое двух результатов. Определение текучести и плотности смеси должно длится не более 10 мин, так как эти показатели изменяются во времени за счет газообразования.

3. Определение средней плотности отформованной смеси

Одну форму со смесью после определения плотности оставляют до вызревания (вспучивания) на 1 час, а другую форму сочленяют с насадкой и вибрируют на виброплощадке до прекращения вспучивания и появления горбушки. Отмечается время, затраченное на вибрацию. Это время выдерживается всеми звеньями при уплотнении контрольных образцов. После часового вызревания с формы срезается горбушка, формы взвешивают и определяют средние показатели литьевой и виброуплотненной газобетонной смеси.

4. Определение пористости газобетонной смеси

Пористость смеси определяет каждое звено по полученным результатам плотности и средней плотности газобетонной смеси.

5. Определение пористости и прочности газобетона

Все формы с бетонной смесью оставляют для полного вызревания при температуре не ниже 20 ^оС, после чего срезают горбушку и помещают образцы в формах в камеру для гидротермальной обработки. Можно применять ТВО или оставить твердеть бетон в нормальных условиях. Следует учесть, что условия твердения для всех звеньев должны быть одинаковыми.

При достижении распалубочной прочности, но не ранее чем через 48 часов образцы вынимают из формы, выдерживают до влажно-сухого состояния, взвешивают, замеряют и определяют прочность.

Контрольные образцы испытывают не ранее чем через 12 часов после ТВО, а при нормальном твердении – через 28 суток от начала изготовления смеси.

Предел прочности при сжатии вычисляют с погрешностью 0,01 МПа по формуле

R_сж = α · К· N/S, (38)

где α – переводной коэффициент к прочности эталонного образца-куба с размером ребра 15 см и равный для образцов-кубов с размером ребра 10 см – 0,9; К – переводной коэффициент к прочности эталонного образца с влажностью по массе 8…12 %, определяемый по табл. 45; N – разрушающая нагрузка; S – средняя рабочая площадь образца до испытания.

Таблица 45

Переводной коэффициент К

Влажность, %	0	5	10	15	20	25
Коэффициент К	0,80	0,90	1,00	1,05	1,10	1,15

Средняя плотность бетона в высушенном состоянии вычисляется по формуле

ρˉ_с = m_в/(1 + 0,01ω)·V, (39)

где ρˉ_с – средняя плотность газобетона в высушенном состоянии, г/см³; m_в – масса образца в состоянии естественной влажности, г; ω – влажность бетона, %; V – объем образца, см³.

В приложении 4 приведена технология приготовления газообразователя.

Выводы по работе

По результатам испытаний образцов дать заключение о плотности и средней плотности газобетонной смеси и газобетона и о влиянии на свойства газобетона условий формования. Установить оптимальные В/Т и В/В отношения.

Контрольные вопросы

1. Почему алюминиевую пудру нельзя вводить в бетонную смесь в сухом виде, а нужно предварительно приготовить водную суспензию?

1. Введение алюминиевой пудры в сухом виде приведет к взрыву.

2. Вследствие гидрофобности алюминиевой пудры она будет неравномерно распределяться в смеси и не обеспечит однородную структуру.

3. Алюминиевая пудра в сухом состоянии не вызовет газообразования.

4. При сухой дозировке пудры возможны ее большие потери.

2. В чем назначение автоклавной обработки при твердении газобетона?

1. Интенсификация процессов твердения вяжущего вещества.

2. Повышение максимальной температуры тепловой обработки.

3. Снижение энергоемкости производства газобетона.

4. Улучшение процесса газообразования.

3. Какую роль выполняет песок в газобетоне автоклавного твердения?

1. Снижает расход вяжущего вещества.

2. Снижает усадочные трещины.

3. Является кремнеземистым компонентом вяжущего вещества, участвует в формировании гидросиликатов кальция и снижает усадочные трещины.

4. Выполняет только функцию кремнеземистого компонента, обеспечивая образование гидросиликатов кальция.

4. Как отразится увеличение В/Т на эксплуатационные характеристики газобетонов?

1. Уменьшается прочность и морозостойкость.

2. Увеличится пористость, а прочность и морозостойкость не изменится.

3. Снижается пористость и повышается прочность.

4. Улучшается удобоукладываемость бетонной смеси, повышается прочность и морозостойкость.

5. Чем регулируется газоудерживающая способность газобетонной смеси?

1. Количеством кремнеземистого компонента.

2. Только вязкостью бетонной смеси.

3. Количеством воды.

4. Вязкостью смеси и степенью ее тиксотропного разжижения при формовании.

6. Почему при приготовлении суспензии алюминиевой пудры порошок собирается на поверхности воды?

1. Алюминиевый порошок легче воды.

2. Алюминиевый порошок удерживается на поверхности воды силами поверхностного натяжения.

3. Алюминиевый порошок покрывается парафином для придания ему гидрофобности.

4. Алюминиевый порошок имеет высокую удельную поверхность и поэтому высокую энергию слипаемости, что не дает ему возможности покрываться слоем воды.

7. Какой вид извести способствует ускорению газообразования, улучшению газоудерживающей способности и более быстрому нарастанию прочности газобетона?

1. Молотая негашеная известь.

2. Известь-пушонка.

3. Известковое тесто.

4. Гидравлическая известь.

Лабораторная работа № 15

СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ

Общие сведения

Строительные растворы относятся к композиционным каменным материа­лам, как и бетоны, только в них отсутствует крупный заполнитель. Рас­сматривая раствор как мелкозернистый бетон, следует помнить, что раст­воры отличаются большей удельной поверхностью заполнителей, растворные смеси укладываются тонким слоем без значительного уплотнения и, как правило, на пористое основание, способное отсасывать воду из них. Чтобы обеспечить однородность, пластичность и водоудерживающую способ­ность растворной смеси при минимально возможном расходе вяжущего вещества применяют минеральные или органические пластификаторы. Необхо­димо учитывать, что избыточное количество вяжущего и минерального пластификатора в составе раствора увеличивает его водопотребность и усадку при твердении.

Растворные смеси с малой водоудерживающей способностью склонны к расслоению, что нарушает однородность смеси и понижает прочность раст­вора. Лучшие состав и качество растворной смеси достигаются в том слу­чае, когда пустоты в песке заполнены тестом из вяжущего вещества, воды и добавок, а поверхность зерен песка покрыта тонким слоем этого теста.

Строительный раствор – искусственный каменный материал, получаемый в результате твердения смеси вяжущего вещества, воды, мелкого заполнителя и добавок, регулирующих свойства строительных растворных смесей и растворов. Данная смесь до начала схватывания вяжущего вещества называется строительной растворной смесью.

Классифицируют строительные растворы по плотности (тяжелые с плотностью ≥ 1500 кг/м³ и легкие с плотностью < 1500 кг/м³); по виду вяжущего (цементные, известковые, гипсовые, смешанные) и по назначению (кладочные, отделочные и специальные).

К материалам, применяемым для изготовления строительных растворов, предъявляются следующие требования.

Вяжущее вещество. Вид вяжущего вещества зависит от условий работы и прочности раствора. Применяются портландцемент для строительных растворов, известь, гипсовые вяжущие, смешанные вяжущие. Воздушную известь вводят в виде известкового теста, иногда используют молотую негашеную известь.

Мелкий заполнитель. Для тяжелых растворов лучше применять кварцевый пе­сок; для легких растворов – пески из пемзы, туфа, ракушечника, керамзита. Для кладочных растворов применяются пески размером зерна ≤ 2 мм, для бутовой кладки ≤ 5 мм, для штукатурных растворов ≤ 1,2 мм. Для растворов марки М100 и выше пески должны удовлетворять тем же требованиям, что и для изготовления тяжелых бетонов.

Вода не должна содержать вредных примесей: растворимых солей, сульфатов и хлоридов.

Специальные добавки. Пластификаторы снижают расход вяжущего вещества, придают смесям необходимую пластичность и повышают ее водоудерживающую способность. Для этого применяются неорганические тонкодисперсные порошки (глина, известь, молотые шлаки, зола, тонкомолотый трепел и диатомит) и органические поверхностно активные добавки (ЛСТ, СНВ, мылонафт).

Кладочные строительные растворы предназначены для надежного соединения между собой отдельных элементов кладки, равномерного распределения нагрузки в ней и монтажа стен из панелей и блоков.

Цементные растворы применяют для работы во влажных условиях. Цементно-известковые и цементно-глиняные растворы используются как в подземных, так и наземных частях зданий и сооружений. Известковые растворы используются в надземных частях зданий с небольшими нагрузками.

Кладочные растворные смеси и растворы должны обладать рядом свойств, главными из которых являются удобоукладываемость, водоудерживающая способность, прочность.

Удобоукладываемость – способность растворной смеси распределяться на основании тонким однородным слоем, прочно сцепляющимся с поверхностью. Характеризуется подвижностью, которая определяется по глубине погружения конуса в исследуемую растворную смесь.

Водоудерживающая способность – способность растворной смеси не расслаиваться при транспортировании и сохранять достаточное количество воды в тонком слое смеси, уложенной на пористое основание.

Прочность при сжатии. На прочность кладочного раствора, работающего на плотном осно­вании, влияют те же факторы, что и для бетонов, т.е. активность вяжущего и водоцементное отношение согласно закону прочности раствора

R_p = 0,4 R_ц (Ц/В – 0,3). (40)

Прочность растворов, уложенных на пористое основание, повышается примерно в 1,5 раза за счет снижения количества воды в растворной смеси, связанной с ее поглощением пористым основанием. Растворная смесь уплотняется, а прочность раствора повышается по сравнению с раствором, уложенным на плотное основание. В смеси устанавливается постоянное водоцементное отношение.

Прочность раствора R_р (МПа), работающего на пористом основании, определяется в зависимости от расхода вяжущего вещества Ц (т/м³), его активности R_ц и крупности песка k

R_р = k · R_ц (Ц – 0,05) + 4, (41)

где k – коэффициент крупности песка, зависящий от качества песка: для крупного песка – 2,2; песка средней крупности – 1,8; мелкого песка – 1,4.

Установлены марки раствора по прочности М4, М10, М25, М50, М75, М100, М150, М200. При возведении стен из панелей, крупных блоков к обычной ка­менной кладке в зимнее время без устройства тепляков марку строительного раствора повышают на одну ступень. При отрицательных температурах для сохранения жидкой фазы и продолжения реакции гидратации в состав строительного раствора вводят химические противоморозные добавки (по­таш, нитрит натрия, хлористые соли и др.). Для монтажных растворов минимальная марка по прочности М100.

По морозостойкости кладочные растворы классифицируются на марки (F10, F15, F25, F35, F50, F100, F150, F200, F300).

Цель работы

Изучить основные свойства кладочных строительных растворных смесей и растворов, исследовать влияние на них некоторых видов пластификаторов.

Порядок выполнения работы

Для решения поставленных задач, каждому звену студентов предлагается подобрать состав смешанного кладочного строительного раствора, работающего на пористом основании, при заданных показателях подвижности и прочности. Изучить влияние вида пластификатора на дозировку воды, водоудерживающую способность растворной смеси и прочность раствора. Определить прочность раствора. Оценить преимущества применения смешанных строительных растворов.

Дежурное звено готовит простую растворную смесь из цемента и песка, доливая воду в смесь до получения проектной подвижности, после чего производит оценку расслаиваемости и водоудерживающей способности. Другие звенья оценивают свойства растворной смеси и раствора, в которых используются минеральный или органический пластификаторы. В качестве таких пластификаторов применяются известковое или глиняное тесто с показателем подвижности 13…14 см, а также 2 %-ный раствор ЛСТ, дозируя его в количестве 0,2 % от массы цемента в пересчете на сухое вещество.

Методы испытаний