Керамзитобетон или пенобетон: рассмотрим что лучше

Керамзитобетон

Современный строительный рынок может предложить потребителю большое количество новых и усовершенствованных старых стеновых материалов. Отдельную нишу занимают блочные материалы, особой популярностью среди которых обладают блоки из пенобетона и керамзитобетона. Эта статья поможет разобраться: керамзитобетон и пенобетон – что лучше?

Ячеистый бетон применяется для изготовления разных строительных материалов, главными особенностями которых являются их малый вес и цена.

Содержание статьи

• Особенности блочного строительства
• Керамзитобетон
  • Виды керамзитобетона
  • Достоинства и недостатки керамзитобетона
• Пенобетон
  • Виды пенобетона
  • Достоинства и недостатки пенобетона
• Керамические блоки
• Сравнение материалов

Особенности блочного строительства

Стеновые пенобетонные блоки

Дом из блоков

Чтобы понять какой материал использовать при строительстве – керамзитобетонные или пенобетонные блоки, необходимо понять, почему блочное строительство пользуется такой популярностью.

• их размеры превышают размер кирпича, поэтому возведение дома происходит быстрее, а расход раствора уменьшается;
• они имеют четкие геометрические размеры;
• поимо традиционного раствора при креплении блоков между собой возможно использование специального строительного клея;
• их пористая структура обеспечивает высокую теплоизоляцию помещения без дополнительного утепления;
• они экологически безопасны для человека и окружающей среды. Они не выделяют токсинов при нагревании;
• незначительный вес блочных стеновых материалов из ячеистого бетона позволяет возводить дома на ленточном или столбчатом фундаменте;
• применение легких бетонных блоков позволяет не привлекать на строительную площадку дорогостоящую спецтехнику и возводить здание своими руками.

Основным минусом, которым обладает керамзито-пенобетон, является его гигроскопичность, поэтому при строительстве домов из этого материала необходимо производить тщательную гидроизоляцию стен и фундамента при помощи битумной мастики.

Керамзитобетонный блок

Керамзитобетон

Основой этого строительного материала является бетонный раствор с добавлением гранул керамзита различной фракции. Связующим веществом может быть смолы синтетического происхождения, известняк или смесь строительного гипса.

Пористую структуру керамзитобетон приобретает благодаря добавлению в него гранул керамзита – это особый сорт легкоплавкой глины.

Гранула керамзитобетона в разрезе

Гранулы керамзита обладают незначительным весом и высокими звуко- и теплоизоляционными качествами, благодаря пористой структуре. Несмотря на свою легкость, керамзит и материал, в состав которого он входит, является прочным и долговечным.

Керамзитовые гранулы обладают различной фракционностью. На фото ниже указаны их возможные размеры.

Размеры керамзитовых гранул

Виды керамзитобетона

Виды керамзитобетонных блоков

В зависимости от назначения и технических характеристик керамзитобетон бывает:

• конструкционный – обладает высокой прочностью и используется для облегчения несущих конструкций. Например, в мостостроении;
• конструкционно – изоляционный
  используют, когда возводят ограждающие конструкции и стены. Он обладает морозостойкостью;
• теплоизоляционный – благодаря высокой пористости и малому весу применяется для теплоизоляции ограждающих конструкций.

В зависимости от плотности керамзитобетон может быть:

• крупнопористым – изготовлен без применения песка и с добавлением крупнофракционных керамзитовых гранул. Применяется для возведения наружных стен в монолитном домостроении. Обладает повышенной паропроницаемостью и воздухопропускными способностями. Поэтому нуждается в дополнительной отделке;
• поризованным – имеет в своем составе пузырьки воздуха, поэтому обладает более высокими теплоизоляционными характеристиками, чем крупнопористый блок;
• плотным – для него характерна высокая плотность и прочность, благодаря наличию достаточного количества цементной смеси, которые заполняют межзерновые промежутки в блоке. Из него возводят стены, перегородки и перекрытия. Возможно устройство половой стяжки.

Стяжка из керамзитобетона

Достоинства и недостатки керамзитобетона

Керамзитобетонные блоки или пеноблоки – что лучше? Чтобы ответить на этот вопрос необходимо знать их достоинства и недостатки.

К положительным качествам керамзитобетона можно отнести следующее:

• незначительный вес блочных стеновых материалов позволяет существенно снизить нагрузку на основание при возведении различных конструкций, к которым предъявляются высокие требования прочности при небольшом весе – например, мосты;
• невысокая теплопроводность повышает огнеупорные свойства блоков, что немаловажно в жилищном строительстве;
• керамзитобетонные блоки выдерживают продолжительное воздействие открытого огня без потери своих качеств;
• низкая стоимость компонентов, входящих в состав блоков из керамзитобетона, обеспечивает низкую стоимость самих блоков;
• размерность и легкий вес блоков способствует быстрому возведению постройки с небольшим расходом раствора;
• это экологичный материал, обладающий высокой воздухопроницаемостью, благодаря чему в помещении обеспечивается наличие оптимальных микроклиматических условий;
• этот материал отлично зарекомендовал себя в регионах с экстремальными низкими климатическими показателями температур;
• технология производства керамзитобетонных блоков позволяет изготавливать изделия различных форм и конфигураций, что актуально при возведении построек, обладающих особой архитектурой конструкций;
• керамзитобетон – это влагостойкий материал. Керамзит, входящий в его состав, попадая в воду – плавает на ее поверхности. Показатель его водопоглощения от общей массы составляет не более 20%.

Чтобы сравнить керамзитобетон и пенобетон, необходимо обратить на недостатки первого.

К ним можно отнести более низкую прочность, по сравнению с бетоном.

Поэтому не все его разновидности применяются для возведения стен и применяют дополнительное армирование блоков. А это уже влияет на стоимость строительства в целом.

Армирование керамзитобетонных блоков

Пенобетон

Пенобетонные блоки

Свою высокую пористость пенобетон приобретает благодаря тому, что при его производстве в цементно-песчаную смесь добавляют воду и пенообразователь. Пену готовят отдельно и механическим способом домешивают ее в готовый бетонный раствор. Благодаря этому, распределение пузырьков в растворе происходит равномерно.

Структура пенобетона

Виды пенобетона

В зависимости от плотности пенобетон может быть:

• конструкционным – из него возводят фундаменты, цокольные этажи и несущие стены;
• конструкционно-теплоизоляционными – из него возводят перегородки и несущие стены;
• теплоизоляционные – его применяют для утепления стен.

В зависимости от способа изготовления пенобетон может быть:

• резаным, когда из большого массива вырезают блоки заданного размера. Для таких изделий характерны точные геометрические размеры;
• формованными, когда блоки производят путем заполнения форм разного размера. Этот способ дешевле, но качество граней блока уступает резаному.

Распиловка пенобетона

Формованный пенобетон

Достоинства и недостатки пенобетона

Что лучше – керамзитобетонные блоки или пеноблоки? Чтобы ответить на этот вопрос необходимо знать их достоинства и недостатки.

К положительным качествам пенобетона можно отнести следующее:

• низкая стоимость материала;
• благодаря их легкости, требования к фундаменту ниже;
• высокая скорость кладки, благодаря размерам изделий;
• пенобетон прост в обработке и при необходимости может быть распилен собственными руками;
• обеспечивает оптимальный микроклимат в доме, благодаря высокой паропроницаемости и воздухопроводности;
• обладает высокими шумоизоляционными свойствами;
• способен противостоять действию высоких температур, благодаря огнеупорности;

Аргумент в пользу пенобетона

Делая выбор – пенобетонные или керамзитобетонные блоки применить для возведения дома, важно учесть минусы пеноблоков.

Минусы пенобетона:

• материал нельзя считать особо прочным;
• не долговечен;
• обладает гигроскопичностью, поэтому нуждается в качественной гидроизоляции. При этом должна четко соблюдаться инструкция последовательности выполняемых работ.

Керамические блоки

Керамические блоки

Еще одним строительным блочным материалом являются керамические блоки. Чтобы принять решение какой материал выбрать – керамоблок или пенобетон, необходимо узнать о свойствах первого.

Это современная разновидность кирпича, с большим количеством пустот. С его помощью можно возводить несущие стены и перегородки.

Выбирая, какой материал лучше – пенобетон или керамика, необходимо разобраться в положительных качествах керамических блоков:

• обладает низкой теплопроводностью;
• размеры керамоблоков значительно превосходят габариты стандартного кирпича, поэтому возведение здания происходит быстрее;
• обладает высокими звукоизоляционными свойствами;
• является негорючим огнеупорным материалом;
• экологичен, и безопасен для человека и окружающей среды;
• благодаря легкости, не требует устройства дорогостоящего прочного фундамента.

Сравнение материалов

Пенобетон или керамзитобетон – что лучше? Ответ на этот вопрос можно получить, сравнив эти два материала между собой.

Материал в разрезе

Если сравнивать эти два материала по показателям теплопроводности, то у керамзитобетона она ниже.

Теплоизоляция материалов

Пенобетон имеет лучшие показатели морозостойкости. Керамзитобетон имеет немного больший коэффициент водопоглощения.

Характеристики

Выбирая керамзитобетон или пенобетон, можно остановиться на любом из них, так как, в общем, их показатели и эксплуатационные качества схожи. Единственное отличие в стоимости – пенобетон немного дороже.

Видео в этой статье рассказывает о том, как выбирать стеновые бетонные блоки.

из чего лучше строить дом, баню и гараж

Бетонные блоки, облегченные добавлением керамзита или пенообразователя, активно используются в строительстве на территории России около 50 лет. Имея в основе песок, цемент и воду, они характеризуются высокой прочностью, низкой стоимостью и экологичностью. Широкое распространение вспененные и керамзитовые изделия получили благодаря простому и экономичному производственному процессу.

Оглавление:

1. Описание свойств пеноблока
2. Характеристики керамзитобетона
3. Общие качества и цены

Основные достоинства и применение пенобетонных блоков

Ячеистая структура пенобетона формируется замкнутыми порами, образующимися в процессе отвердевания смеси из цемента, песка, воды и пенообразующих добавок. Особенностью является способность становиться лучше с течением времени. Исследование изделий из пенобетона после 50 лет эксплуатации в стенах частных домов и промышленных зданий показали, что их прочность выше марочной в 3-4 раза. Чтобы пеноблоки обрели все необходимые свойства, они выстаиваются в течение 28 дней в сухом месте. Влажные детали дают усадку в 1-3 мм на каждый метр.

К преимуществам относятся:

• Теплоизоляционные качества: в 3-5 раз выше, чем у бетона и кирпича, но ниже чем у традиционных утеплителей (минваты, пеностекла, пенопласта).
• Морозоустойчивость: разные марки пенобетонных блоков выдерживают от 15 до 75 циклов замерзания/размораживания.
• Экономичность: при производстве используется в 2-4 раза меньше цемента, что снижает цену готовой продукции; малый вес сокращает затраты на транспортировку, погрузо-разгрузочные и монтажные работы, а также обработку; для легких стен из вспененного бетона устанавливается менее прочный фундамент и подешевле.
• Простота обработки: пористая структура отлично пилится, сверлится, штрабится, скрепляется гвоздями и скобами.
• Влагостойкость: замкнутые поры практически не впитывают воду.
• Геометрическая точность размеров: достигается нарезанием струной или заливкой в специальные формы.

Пенобетон применяется:

• Для возведения несущих стен промышленных зданий, частных домов, различных хозяйственных построек: бань, гаражей, сараев для скота и птицы. При установке ограждающих конструкций выше трех этажей необходима прокладка армирующих поясов.
• Для монтажа межкомнатных перегородок.

Особенности керамзитоблоков

Благодаря низкой теплопроводности, хорошей прочности, малому весу и невысокой стоимости, активно покупаются для строительства частных домов, многоэтажных (до 12 уровней) коммерческих, жилых и промышленных зданий, различных хозяйственно-бытовых помещений (гаражей, сараев, бань и т.д). Для производства используется 1 часть цемента маркой не ниже М400, 2 ч песка, 1 ч воды и 3 ч керамзитных гранул с диаметром 5-10 мм. Просушиваются готовые изделия лучше на гидроизоляционном покрытии (пленке, мастике, эмульсии), так как застывающая бетонная масса активно отдает воду сухой поверхности. Шероховатые блоки хорошо схватываются на вторые сутки. Расчетную прочность обретают в течение месяца под пленкой (для сохранения влажности) или регулярно обрызгиваемые водой.

Они производятся:

• Полнотелые – более прочные, используются для возведения несущих стен.
• Пустотелые – применяются при строительстве малоэтажных зданий, имеют лучшую теплоизоляцию и стоят дешевле.

Стандартные стеновые элементы из керамзитобетона имеют размер 40х20х20 и производятся с погрешностью в 2-4 мм.

Недостатком является хрупкость: легко колется при падении, хорошо пилится или сверлится специальными инструментами, без внешней отделки впитывает влагу.

Общими качествами для этих бетонных изделий являются:

• Высокая огнестойкость: выдерживают температуру более 1000°C в течении 3-4 часов, не воспламеняются, при нагревании не выделяют ядовитых газов.
• Экологическая чистота: не имея в своем составе химических добавок не выделяют в окружающую среду вредные вещества.
• Высокий уровень стойкости под воздействием химических веществ, влаги и агрессивных сред.
• Отлично комбинируются с разнообразными стройматериалами: железобетонными, металлическими, деревянными и прочими. Это свойство обуславливает быстрый и простой монтаж оконных рам из дерева или пластика, разнообразных дверных конструкций, использование любых отделочных материалов при декорировании фасадов зданий и внутреннем оформлении стен.
• Сроки эксплуатации – 50-70 лет (при условии соблюдения строительных технологий).
• Не плесневеют, не ржавеют, не гниют, не поражаются насекомыми и грызунами.
• Не рекомендуются для установки фундамента.

В таблице приведена стоимость (руб/м3) одного из ведущих производителей.

Вид блока	Пеноблок	Газоблок	Керамзитоблок
Стеновой	60х60х20 – 2800	62,5х50х20 – 3400	39х19х19 – 3100
Для перегородок	60х30х10 – 2500	62,5х25х10 – 3100	39х9х19 – 2700

Экспериментальное исследование и оптимизация кирпичей из легкого бетона, разработанных с использованием вермикулита

1 Введение

Расширение строительного сектора в последние годы привело к увеличению потребления и производства бетона. Более того, загрязнение окружающей среды вызвано ростом населения, индустриализацией и строительством новой инфраструктуры (Kaplan et al., 2021; Babalghaith et al., 2022). Бетон с легким заполнителем является распространенным и полезным материалом, используемым в строительстве. Несколько преимуществ легких заполнителей включают более низкие транспортные расходы, экономию на формировании и обслуживании конструкций из-за снижения прилагаемой нагрузки на фундамент, улучшение акустических и тепловых характеристик, снижение потребления энергии и устойчивость к огню, что приведет к более экономичному строительству. структура (Shafigh et al., 2011; Muntohar and Rahman, 2014; Nandhini and Vallabhy, 2018; Domagala, 2020; Kumar et al., 2022; Lyra et al., 2022).

Легкий бетон и легкие заполнители используются для изготовления легких полнотелых кирпичей. Кирпич из легкого бетона представляет собой бетонный кирпич с плотностью в сухом состоянии от 300 до не более 2000 кг/м ³ . Это смесь цемента, воды, вермикулита (Nandhini and Vallabhy, 2018; Viana et al. , 2022) и мелочи (песок). В результате заполнителям легче внедряться в цемент при предварительном смачивании водой (Shafigh et al., 2010; Liu et al., 2022).

Цементная паста связывает легкие заполнители друг с другом и устраняет пустоты в бетоне (Bheel et al., 1947). Пустоты соединены между собой в бетоне без мелкого заполнителя, чтобы обеспечить открытый, гладкий и пористый бетон, который снижает плотность, усадку и прочность. Агрегаты одного размера создают минимально возможную плотность. Как правило, заполнители одного размера дают от 7 до 75 мм, но легкие заполнители с большей вероятностью уменьшат плотность бетона. Соотношение заполнитель/цемент (60:40, 50:50 и 40:60) имеет плотность от 1200 до 1,9.00 кг/м ³ для традиционных заполнителей (Коксал и др., 2020а; Джаядургалакшми и Кандасами, 2022; Мукеш, 2022).

Вермикулит, природный минерал, состоящий из гидратированного силиката алюминия и магния, увеличивается в объеме на порядок (8–30) при воздействии высоких температур для расслоения. Вспученный вермикулит сохраняет свой объем после охлаждения, между его листами остаются крошечные воздушные карманы (Коксал и др., 2015; Коксал и др., 2020б). Тонкие заполненные воздухом пластины лучше всего описывают вспученные частицы вермикулита. Водопоглощающая способность вермикулита повышается от 64 до 160 кг/м 9 .0007 3 , в зависимости от размера частиц. Обожженный вермикулит чрезвычайно пожаробезопасен, обладает отличными звукоизоляционными свойствами и низкой теплопроводностью. Вермикулит выдерживает температуру до 1100°C. Изделия из вермикулита обладают стабильной прочностью и устойчивостью к деформациям, а также являются горючими, биостойкими, кислотонейтральными и горючими. Эти предложения поддерживают применение вермикулита в качестве теплоизолятора и акустического буфера. В результате при использовании высокотемпературных и теплоизоляционных материалов потребуется меньше строительных материалов. Кроме того, вермикулит после расширения имеет относительно небольшой вес (Gencel et al. , 2021; Koksal et al., 2021).

Легкие заполнители, такие как пемза, перлит, керамзит и пенополистирол, как упоминалось ранее, являются предметом значительных исследовательских работ. Однако исследования по использованию вермикулита ограничены. Кирпичные смеси, содержащие вермикулит, испытывали на свойства при различных концентрациях вермикулита. Увеличивая пористость, вермикулит улучшает термическую эффективность. В качестве бонуса образцы кирпича с добавлением вермикулита потенциально могут быть изоляционным строительным материалом. Здание с вермикулитом в гипсовой штукатурке для повышения энергоэффективности сообщило об улучшении тепловых характеристик. Однако гипсовая штукатурка имеет характерную особенность легко повреждаться при пожарах из-за своей хрупкости при комнатной температуре и отсутствия сопротивления раскрытию и распространению трещин (Коксал и др., 2020а).

Повышение прочности бетона можно предсказать с помощью статистических методов. Еще одним преимуществом статистического моделирования является то, что оно может определить доверительный интервал для вашего прогноза, что делает его более точным, чем другие методы (Asadollahfardi et al. , 2015; Köksal et al., 2015; Zhang et al., 2021; Muchhadiya et al. , 2022; Шиманский и др., 2022). Сильные взаимосвязи между прочностными характеристиками легкого ячеистого бетона и их контролирующими факторами были смоделированы с использованием множественного регрессионного анализа (Ng et al., 2012; Gencel et al., 2013).

Целью данного исследования была разработка метода проектирования бетона с использованием вермикулита в бетонных кирпичах. Вермикулит может быть использован в производстве экологически чистых бетонных блоков. Основные цели этого исследования заключались в том, чтобы определить, можно ли использовать вермикулит в бетонных кирпичах для увеличения прочности бетона на сжатие, а также разработать регрессионные модели для установления взаимосвязей между переменными, которые можно описать эмпирически по прочности на сжатие и плотности.

2 Материалы и методы

Цемент, М-песок и вермикулит были сырьем, используемым в производстве кирпича в этом исследовании. За исключением вермикулита, все сырье, используемое для исследований, было получено на месте. На протяжении всего процесса тестирования для смешивания и отверждения использовалась питьевая водопроводная вода. В связи с легким характером вермикулита смесь готовили по объемной основе. Присутствовали только цемент, М-песок и вермикулит. Были рассмотрены 40%, 50% и 60% замены вермикулита. Перед добавлением воды М-песок, вермикулит и цемент смешивали в стандартной тарельчатой ​​мешалке. После 5-минутного перемешивания смесь заливали в фанерные формы (120×9 см).0 × 90 мм). Вибрационное уплотнение использовалось для всех смесей, чтобы уменьшить сегрегацию, которая происходила во время процесса. Образцы извлекали из формы и отверждали до тех пор, пока возраст испытания не стал 7, 14 и 28 дней, в соответствии со стандартным методом отверждения. Всего было отлито 60 кирпичей для каждого соотношения смеси, по три образца отлито через 7, 14 и 28 дней.

2.1 Цемент

Бетонные материалы испытываются в соответствии с соответствующими критериями для повышения производительности, качества и долгосрочной надежности. Соответственно, физические и химические свойства цемента и мелкого заполнителя были исследованы на основе индийских стандартов. Свойства обычного портландцемента представлены в таблице 1.

ТАБЛИЦА 1 . Свойства обычного портландцемента.

2.2 Вермикулит

Вермикулит из шахт штата Андхра-Прадеш, Индия, был активирован с физическими характеристиками, указанными в Таблице 2.

ТАБЛИЦА 2 . Физические свойства вермикулита.

3 Результаты и обсуждение

В данном разделе представлены и обсуждаются результаты исследования.

3.1 Испытание бетонных кирпичей

3.1.1 Испытание на прочность при сжатии

На затвердевшем бетоне были проведены испытания на плотность в сухом состоянии и прочность на сжатие. Были подготовлены и усреднены три образца для каждого из других анализов. В соответствии с IS 2572 (2005 г.) для этого испытания были подготовлены образцы от партии бетонной смеси. В этом исследовании прочность на сжатие вермикулитобетонных кирпичей была испытана на 7, 14 и 28 дни.

3.2 Прочность на сжатие

Прочность на сжатие блока из легкого бетона и кирпича можно определить с учетом как максимальной нагрузки в Н, так и общей площади поперечного сечения в мм ² . Кирпич из легкого бетона имеет значение единицы площади брутто, когда его общий размер (кирпич) перпендикулярен направлению нагрузки. Это относится к областям в интервальных ячейках, а также между реентерабельными пространствами. Литой кирпич и испытания на сжатие показаны на рисунках 1, 2 соответственно.

РИСУНОК 1 . (А) Вермикулит, (В) Вермикулитовый кирпич.

РИСУНОК 2 . Проверка компрессии.

Комбинация материалов, используемых для изготовления кирпичей, представляет собой цемент, М-песок и вермикулит с полученной прочностью на сжатие 3,2 Н/мм ² , 5,9 Н/мм ² и 4,79 Н/мм ² через 28 дней соответственно для смесей 100:60:40, 100:50:50 и 100:40:60, как указано в таблице. 3 и представлен на рис. 3. Результаты показывают, что 50% мелких заполнителей, замененных вермикулитом, дали значительные результаты. В Таблице 4 обобщены результаты плотности, которые показаны на Фигуре 4. Плотность меньше при значительной прочности на сжатие в соотношении смеси 100:50:50, как видно из экспериментальных данных.

ТАБЛИЦА 3 . Результаты прочности на сжатие.

РИСУНОК 3 . Прочность на сжатие для соотношений смеси.

ТАБЛИЦА 4 . Результаты плотности.

РИСУНОК 4 . Плотность для пропорций смеси.

3.3 Регрессионный анализ

Регрессионный анализ — это метод, используемый в статистике для оценки связей между различными переменными. При изучении связи между зависимой и одной или несколькими независимыми переменными используется несколько методов моделирования и анализа большого числа переменных.

Для каждой переменной коэффициенты регрессии указывают на изменения в материалах, в то время как другие предикторы остаются постоянными. Значения p указывают на статистическую значимость соответствующих коэффициентов регрессии. Следует отметить, что значения p меньше 0,05 указывают на то, что предиктор считается статистически значимым в регрессионных моделях. В этом исследовании учитывался 95-процентный доверительный интервал (Khademi et al., 2017). Как видно из ступенчатой ​​регрессии, корреляция превосходна. В таблице 5 представлены R ² найденных значений. Уравнения регрессии, сформированные для плотности и прочности на сжатие, представлены в уравнениях 1, 2.

Уравнение регрессии для плотности: составляет:0,655+0,0795 вермикулит. (2)

ТАБЛИЦА 5 . Краткое изложение регрессионной модели.

Дисперсионный анализ или регрессия остаточного графика — это визуальное представление данных, используемых для исследования соответствия регрессионной модели. Важно изучить остаточные графики, чтобы увидеть, подтвердились ли обычные методы наименьших квадратов. Стандартная регрессия методом наименьших квадратов даст точные оценки коэффициентов с наименьшими R ² значения, если вышеупомянутые предположения могут быть проверены (Mohr et al., 2022). Жилые участки изображены по прочности на сжатие и плотности вермикулитобетонного кирпича, как показано на рисунках 5, 6.

РИСУНОК 5 . Остаточные графики плотности.

РИСУНОК 6 . Остаточные графики прочности на сжатие.

На рисунках 5, 6 показано, что точки на графике остатков по сравнению с подобранными значениями более разбросаны для самых высоких подобранных значений (соответствующих уровню 1), но есть несколько точек, где трудно отвергнуть предположение (1) о постоянная дисперсия остатков. Похоже, что для остатков существует колоколообразное распределение, но график нормальной вероятности имеет два значения за пределами прямой линии на обоих концах, представляющие соответственно высокие и низкие значения в данных (уровень 1).

Поверхностный график можно использовать, чтобы увидеть, как согласованный отклик соотносится с двумя непрерывными переменными для любой модели. Оси x и y представляют переменные, а переменная отклика (z) представлена ​​гладкой поверхностью на графике поверхности (рис. 7, 8). Корреляция между вермикулитом и бетонным кирпичом изучалась и в прошлом (Haque et al., 2021; Jamaludin et al., 2022).

РИСУНОК 7 . Поверхностный график для прочности на сжатие.

РИСУНОК 8 . Поверхностный график для плотности.

Зависимость между вермикулитом и прочностью на сжатие и плотностью показаны на рисунках 7, 8.

Прямое влияние параметров на реакцию и зависимые переменные известно как главный эффект. На рисунках 9, 10 показаны два примера графиков основного влияния параметров в зависимости от прочности на сжатие. Максимальная прочность на сжатие была оптимизирована при 50% замене мелких заполнителей вермикулитом.

РИСУНОК 9 . Основной график для плотности.

РИСУНОК 10 . Основной график прочности на сжатие.

Дисперсионный анализ одной или нескольких переменных выполняется с использованием графика основных эффектов. Важный эффект возникает, когда различные концентрации фактора оказывают значительное влияние на реакцию. Средние значения отклика для каждого уровня фактора представлены линией на графике основных эффектов, как показано на рисунках 9, 10.

На рисунке 11 представлена ​​тепловая карта вермикулита, цемента и мелких заполнителей с различным отношения сжатия и плотности.

РИСУНОК 11 . Тепловая карта.

4 Обсуждение результатов

В этом исследовании мы сосредоточились на трех предикторах, сравнивающих соотношение вермикулита и М-песка. Было исследовано 60 образцов различных бетонных кирпичей. Испытания дали много результатов, включая прочность на сжатие и плотность после 7, 14 и 28 дней отверждения.

Когда мелкие заполнители были заменены вермикулитом, произошло постепенное увеличение прочности на сжатие. В то же время плотность уменьшилась после замены мелких заполнителей вермикулитом. Таким образом, результаты показывают, что можно получить легкий бетонный кирпич со значительной прочностью на сжатие.

Дисперсионный анализ использовался для моделирования результатов испытаний экспериментальной программы в виде полинома (DataFit). Среднее значение коэффициента R ² , определенное из полученной регрессионной модели, составило 0,99. Чтобы определить, подходит ли уравнение регрессии, используется этот коэффициент R ² . R ² = 1 указывает на полное соответствие между наблюдаемыми и предсказанными значениями.

5 Заключение

Целью данного исследования было оценить влияние добавления вермикулита в бетонные кирпичи. Заливка и испытания легких вермикулитобетонных кирпичей дали следующие итоговые результаты:

➢ Прочность на сжатие вермикулитобетонных кирпичей показала, что замена 50% мелких заполнителей вермикулитом увеличила прочность на сжатие и уменьшила плотность кирпича, что дало положительные результаты для легкобетонных кирпичей.

➢ R ² показал прочность на сжатие 99,35%, а плотность 99,77% была показана в регрессии.

➢ Поверхностные графики, основные графики и тепловая карта продемонстрировали связь вермикулита с прочностью на сжатие и плотностью.

➢ Поскольку проведено лишь несколько исследований о влиянии вермикулита в качестве замены мелких заполнителей в кирпичах на цементной основе, эта статья вносит большой вклад в эту область.

Основываясь на полученной прочности на сжатие, вермикулит был использован для замены мелких заполнителей в бетоне, и это показывает возможность значительно уменьшить негативное воздействие бетонного кирпича на окружающую среду. Мы пришли к выводу, что замена мелких заполнителей вермикулитом демонстрирует потенциал для создания бетонных блоков с желаемыми свойствами при меньшем негативном воздействии на окружающую среду. В будущем будут рассмотрены различные комбинации миксов и различные статистические инструменты.

Заявление о доступности данных

Первоначальные материалы, представленные в исследовании, включены в статью/дополнительный материал; дальнейшие запросы можно направлять соответствующим авторам.

Вклад авторов

NG: концептуализация, методология, исследование, обработка данных и написание первоначального проекта. AB: концептуализация, методология, исследование, исходный проект, формальный анализ, проверка, обзор и редактирование. KL: методология, написание исходного проекта и проверка.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Примечание издателя

Все претензии, изложенные в этой статье, принадлежат исключительно авторам и не обязательно представляют претензии их дочерних организаций или издателя, редакторов и рецензентов. Любой продукт, который может быть оценен в этой статье, или претензии, которые могут быть сделаны его производителем, не гарантируются и не поддерживаются издателем.

Ссылки

Асадоллахфарди Г., Асади М., Джафари Х., Моради А. и Асадоллахфарди Р. (2015). Экспериментальные и статистические исследования использования промывочной воды из автобетоносмесителей и бетоносмесительного завода при производстве свежего бетона. Констр. Строить. Матер 98, 305–314. doi:10.1016/j.conbuildmat.2015.08.053

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бабалгайт А. М., Котинг С., Сулонг Н. Х. Р., Хан М. З. Х., Милад А., Юсофф Н. И. М. и др. (2022). Систематический обзор использования отходов в качестве заполнителя в асфальтобетонных смесях с каменной матрицей. Окружающая среда. науч. Загрязн. Рез. 29, 35557–35582. doi:10.1007/s11356-022-19447-w

CrossRef Full Text | Google Scholar

Бхил Н., Хосо С., Мерин С., Белудж Х., Бенджедду О. и Алветаиши М. (1947). Использование отходов переработки угольного остатка и золы жмыха сахарного тростника в качестве материала, заменяющего цемент и песок, для производства устойчивого бетона. Окружающая среда. науч. Загрязн. Рез. 1, 52399–52411. doi:10.1007/s11356-022-19478-3

CrossRef Full Text | Академия Google

Домагала, Л. (2020). Эффект размера при испытаниях на прочность при сжатии образцов из легкого заполнителя с заполнителем. Матер. (Базель) 13, 1187. doi:10.3390/ma13051187

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Gencel, O., Koksal, F., Sahin, M., Durgun, M.Y., Lobland, H.E.H., and Brostow, W. (2013). Моделирование теплопроводности бетона с вермикулитом с использованием методов искусственных нейронных сетей. Экспл. Нагревать. Трансф. 26 (4), 360. doi:10.1080/08916152.2012.669810

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Google Scholar

Генцел О., Сары А., Устаоглу А., Хекимоглу Г., Эрдогмус Э., Ярас А. и др. (2021). Экологически безопасные строительные материалы, содержащие микронизированный вспученный вермикулит и материал с фазовым переходом, для применения в системах терморегуляции на основе солнечной энергии. Констр. Строить. Mater 308, 125062. doi:10.1016/J.CONBUILDMAT.2021.125062

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хак М. , Рэй С., Мита А. Ф., Бхаттачарджи С. и Шамс М. Дж. Б. (2021). Прогнозирование и оптимизация свойств свежего и затвердевшего бетона, содержащего золу рисовой шелухи и стекловолокно, с использованием методологии поверхности отклика. Шпилька корпуса. Констр. Матер. 14, е00505. doi:10.1016/J.CSCM.2021.E00505

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Джамалудин, Н.Ф.А., Мутхусами, К., Мд Джаафар, М.Ф., Путра Джайя, Р., и Исмаил, М.А. (2022). Характеристики бетона с легким заполнителем из клинкера на основе пальмового масла, содержащего отработанный гранат, в качестве замены мелкого заполнителя. Доп. Гражданский англ. 2022, 1–13. doi:10.1155/2022/9674096

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Джаядургалакшми М. и Кандасами С. (2022). Сравнительное исследование различных альтернативных материалов для мелкого заполнителя в бетоне. Mater Today Proc. 65, 1614–1622. doi:10.1016/J.MATPR.2022.04.670

CrossRef Full Text | Google Scholar

Каплан Г. , Гулкан А., Кагдас Б. и Байрактар ​​О. Ю. (2021). Влияние рециклированных крупных заполнителей, полученных из отходов бетона, на свойства легкого водопроницаемого бетона. Окружающая среда. науч. Загрязн. Рез. 28, 17369–17394. doi:10.1007/s11356-020-11881-y

CrossRef Full Text | Google Scholar

Хадеми Ф., Акбари М., Джамал С. М. и Нику М. (2017). Множественная линейная регрессия, искусственная нейронная сеть и нечеткий логический прогноз прочности бетона на сжатие через 28 дней. Перед. Структура Гражданский англ. 11 (11), 90–99. doi:10.1007/S11709-016-0363-9

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Коксал Ф., Генсель О. и Кая М. (2015). Совместное влияние микрокремнезема и вспученного вермикулита на свойства легких строительных смесей при температуре окружающей среды и повышенных температурах. Констр. Строить. Матер 88, 175–187. doi:10.1016/J.CONBUILDMAT.2015.04.021

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Коксал Ф. , Мутлуай Э. и Генсель О. (2020a). Характеристика изоляционных растворов, изготовленных из вспученного вермикулита и отходов пенополистирола. Констр. Строить. Mater 236, 117789. doi:10.1016/J.CONBUILDMAT.2019.117789

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Коксал Ф., Назлы Т., Бенли А., Генцел О. и Каплан Г. (2021). Влияние типа цемента и вспученного вермикулитового порошка на термомеханические характеристики и долговечность легких строительных растворов при высокой температуре и моделирование РСМ. Шпилька корпуса. Констр. Матер. 15, е00709. doi:10.1016/J.CSCM.2021.E00709

CrossRef Full Text | Академия Google

Коксал Ф., Шахин Ю. и Генсель О. (2020b). Влияние порошка вспученного вермикулита и микрокремнезема на свойства пенобетонов. Констр. Строить. Mater 257, 119547. doi:10.1016/J.CONBUILDMAT.2020.119547

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кёксал Ф., Серрано-Лопес М. А., Шахин М., Генсель О. и Лопес-Колина К. (2015). Совместное влияние стальной фибры и вспученного вермикулита на свойства легкого раствора при повышенных температурах. Матер. Конструкции/Материалы Constr. 48, 2083–2092. doi:10.1617/s11527-014-0294-7

CrossRef Full Text | Google Scholar

Кумар Р., Лахани Р. и Кумар А. (2022). Физико-механические и теплотехнические свойства легких конструкционных бетонов с легким керамзитовым заполнителем для энергоэффективных зданий. Лект. Примечания цив. англ. 196, 175–185. doi:10.1007/978-981-16-6557-8_14

CrossRef Full Text | Google Scholar

Liu, J., Zhuge, Y., Ma, X., Liu, M., Liu, Y., Wu, X., et al. (2022). Физико-механические свойства закладного пенобетона с вспученным вермикулитом (ЭВ) при воздействии повышенных температур. Шпилька корпуса. Констр. Матер. 16, е01038. doi:10.1016/J.CSCM.2022.E01038

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лира Г. П., Карлос Б., Сантис Д., Сантос В., Элирия Р., де Хесус М. и др. (2022). Производство устойчивых легких заполнителей из отходов агропромышленного комплекса методом быстрого спекания в микроволновой печи. Дж. Матер. Гражданский англ. 34, 4302. doi:10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0004302

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мор, Д. Л., Уилсон, В. Дж., и Фройнд, Р. Дж. (2022). Линейная регрессия. Стат. Методы 2022, 301–349. doi:10.1016/B978-0-12-823043-5.00007-2

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Мучхадия П. Д., Питрода Дж. Р., Гуджар Р. и Сони Дж. (2022). Множественные регрессионные модели для прочности на сжатие и изгиб переработанного бетона для печатных плат. Mater Today Proc. 62, 6992–6997. doi:10.1016/J.MATPR.2021.12.539

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мукеш, Т. С. (2022). Сравнительный анализ механических свойств полимербетона с использованием различных легких заполнителей. Сустейн. Матер. Умная практика. 23, 297–303. doi:10.21741/97816443-34

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Мунтохар, А. С., и Рахман, М.Е. (2014). Легкий кирпичный блок из скорлупы ядра масличной пальмы. Констр. Строить. Матер 54, 477–484. doi:10.1016/J.CONBUILDMAT.2013.12.087

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нандхини Р. и Валлабхи С. (2018). Обзор легкого бетона с использованием вермикулита. Indian J. Sci. Рез. 17, 245–248.

Google Scholar

Ng, S.C., Low, K.S., and Tioh, N.H. (2012). Возможности использования глинистых грунтов в газобетонных легких бетонах. KSCE J. Civ. англ. 16 (16), 809–815. doi:10.1007/S12205-012-1380-4

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Шафиг П., Замин Джумаат М. и Махмуд Х. (2010). Состав смеси и механические свойства легкого заполнителя из скорлупы масличной пальмы: обзор. Междунар. Дж. Физ. науч. 5, 2127–2134.

Google Scholar

Шафиг П., Джумаат М. З. и Махмуд Х. (2011). Скорлупа масличной пальмы как легкий заполнитель для производства высокопрочного легкого бетона. Констр. Строить. Матер 25, 1848–1853 гг. doi:10.1016/J.CONBUILDMAT.2010.11.075

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шиманский К., Валендзик Б., Яновска Б. и Сиделко Р. (2022). Использование регрессионной модели в анализе изменчивости качества фильтрата отвалов производства строительных материалов. Заяв. Науки о воде. 12, 97–14. doi:10.1007/s13201-022-01639-x

CrossRef Full Text | Google Scholar

Виана, К. С., Эудженио, Т. М. К., Сабино, Т. П. Ф., Сколфоро, Дж. Р. С., и Мендес, Р. Ф. (2022). Физические, механические и тепловые свойства бетонной черепицы, изготовленной из вермикулита. Окружающая среда. науч. Загрязн. Рез. 29, 48964–48974. doi:10.1007/S11356-022-19337-1

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Чжан Ю., Аслани Ф. и Лихейн Б. (2021). Прочность на сжатие прорезиненного бетона: подходы регрессии и GA-BPNN с использованием скорости ультразвукового импульса. Констр. Строить. Mater 307, 124951. doi:10.1016/j.conbuildmat.2021.124951

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Использование легкого заполнителя для внутреннего отверждения

https://www.concreteconstruction.net/how-to/materials/using-lightweight-aggregate-for-internal-curing_o

Обзор:

Это еще один аргумент в пользу добавления LWA к FC, помимо того, что это делает его менее хрупким. Некоторые люди в индустрии FC утверждают, что FC со временем только улучшается. Это может быть из-за внутреннего отверждения, которое могло продолжаться. Почему это произошло, может быть интересным исследованием. Есть жилые комплексы, построенные 20 лет назад с ФК и до сих пор в очень хорошем состоянии, согласно моим источникам.

На указанном веб-сайте рекламируются LWA, изготовленные из керамзита, которые добавляются для облегчения внутреннего отверждения. Они не упомянули, насколько сложно контролировать реологию, поскольку (как я предполагаю) влажный LWA выделяет воду, как только его добавляют в смесь. Это может быть проблематично для использования в FC. Кто-то может работать с LWA, который выпускает воду медленно или только через 24 часа или более.

В качестве альтернативы для хранения воды можно использовать супервпитывающий полимер (SAP).

Использование легкого заполнителя для отверждения бетонных плит дает отличные результаты.

Джон Райс

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛЕГКОГО ЗАполнителя ДЛЯ ВНУТРЕННЕГО ОТВЕРЖДЕНИЯ

Просмотреть все 5 фотографий >

Воспроизвести слайд-шоу 

Сколько LWA мне нужно?

Насыщенный легкий заполнитель обычно добавляют в качестве мелкого заполнителя, так как он более рассеян в бетонной матрице. Но сколько нужно?

Насыщенный легкий заполнитель обычно добавляют в качестве мелкого заполнителя, так как он более рассеян в бетонной матрице. Но сколько нужно? Давайте разберемся:

• Благодаря обширным исследованиям, проведенным Дейлом Бенцем из Национального института стандартов и технологий, Джейсоном Вайсом из Purdue и другими, было доказано, что нам требуется 7 фунтов воды для внутреннего отверждения на 100 фунтов вяжущего материала.
• Если мы предположим смесь с 600 фунтами вяжущего материала, нам, следовательно, потребуется 600/100 x 7 = 42 фунта внутренней воды для отверждения.
• Будем считать, что легкий заполнитель имеет 18% поглощение в поле (это примерно в среднем) и что 90% воды десорбируется (возврат воды в бетонную смесь).
• Далее мы предположим, что предварительно смоченный мелкий легкий заполнитель весит 55 фунтов на кубический фут.
• Таким образом, 55 фунтов x 18% (0,18) = 9,9 фунта/куб. фут x 0,9 (десорбция) = 8,9 фунта внутренней воды для отверждения на кубический фут мелкозернистого заполнителя LW.
• Нам нужно 42 фунта воды для внутреннего отверждения, разделенное на 8,9 фунта воды для внутреннего отверждения, доступной на кубический фут = 4,7 кубических фута тонкодисперсной воды LWA на кубический ярд бетона.
• 7 кубических футов x 55 фунтов на кубический фут = 259 фунтов предварительно смоченного мелкозернистого заполнителя LW на кубический ярд бетона.

Легкий бетон уже давно используется для подвесных полов, чтобы уменьшить вес конструкции и повысить огнестойкость. А поскольку легкий пол обычно тоньше (5,25 дюйма по сравнению с 6,5 дюйма с нормальным весом для эквивалентной огнестойкости), легкий пол будет на 40–45 % легче, чем пол с нормальным весом. Таким образом, несмотря на то, что легкий бетон стоит немного дороже, с уменьшением веса каркас здания стоит меньше. Но легкий бетон имеет и другие преимущества, когда он разработан с учетом внутреннего отверждения.

Внутреннее отверждение

Бетонные плиты должны подвергаться поверхностному отверждению, чтобы получить прочную поверхность без трещин. Но в большинстве случаев отверждение плит влияет только на очень тонкий слой на поверхности, что, безусловно, важно, поскольку это изнашиваемая поверхность, но то, что происходит дальше в плите, также важно, и поверхностное отверждение мало влияет на внутреннюю часть. Использование легкого заполнителя для отверждения бетона внутри плиты помогает решить некоторые проблемы при относительно небольших затратах.