Усадка керамзитобетонного дома: Дом из керамзитобетонных блоков — плюсы и минусы, отзывы владельцев

Содержание

3 этапа строительства дома из керамзитобетонных блоков – «Новые ключи»

Керамзитобетонные блоки – один из любимых материалов для строительства дома среди строителей. Это экономичный материал, строительство блоками протекает быстро и легко, особенно среди опытных специалистов. Дома из КББ (керамзитобетонные блоки) имеют массу преимуществ, но среди них есть и недостатки. Для возведения долговечного и крепкого сооружения нужно разбираться в особенностях этого материала и знать последовательность этапов.

Плюсы и минусы КББ

Керамзитобетон – это рабочий материал, содержащий в составе экологически чистый компонент – керамзит, дополненный цементом, водой, песком и воздухововлекающими добавками. Производится керамзитонаполненный бетон путем смешивания всех вышеперечисленных компонентов в определенных пропорциях, а получившуюся смесь заливают в спец емкости. В итоге получается стройматериал со следующими преимуществами:

1. Меньший вес. Его легкость позволяет снизить нагрузку на фундамент строения.

2. Сниженная теплопроводность. Блоки не пропускают наружу тепло из помещения.

3. Небольшая усадка. Изменения размеров керамзитобетона после окончания укладки минимальны, риск возникновения трещин практически отсутствует, из-за этого можно сразу начинать облицовку дома.

4. Безопасность. Является экологически чистым материалом, безопасным для жизни и здоровья людей, и природы.

5. Огнестойкость. Способен противостоять огню до 10 часов.

6. Звукоизоляция. Блоки отлично поглощают шум извне.

7. Повышенная прочность. Керамзитобетонные дома имеют долгий срок эксплуатации.

8. Хорошая паропроницаемость. За счет ячеистой структуры блоков, излишки влаги быстро выводятся из помещений.

9. Доступная цена и быстрое строительство.

Как мы видим, материал обладает большим количеством преимуществ, однако есть у него и свои слабые стороны:

1. Необходимы отделочные работы, так как керамзитобетонные блоки выглядят не очень презентабельно.

2. Требуют дополнительного утепления.

3. Способны излишне поглощать влагу, что негативно сказывается на долговечности строения.

Подготовка к строительству и проектирование

Для возведения дома из керамзита, нужно предварительно заказать его проект. Это задача специалистов, которые и выдают разрешение на строительство. Архитектор готовит точный чертеж и при необходимости составляет примерную смету, где подробно указывает необходимое количество материала, его вид и стоимость строительных работ. Подготовка включает в себя исследование почвы на рабочей местности, измерение уровня грунтовых вод и выбор вида фундамента. Затем готовят участок, очищают местность от растений и лишних строений, наносят разметку в соответствии с проектом и монтируют опалубку.


Этапы строительства жилого дома

1. Заливка фундамента.

Прежде, чем заливать фундамент, вырывают траншею глубиной 0,5м и заполняют ее песком и щебнем. Затем устанавливают арматурную сетку и полняют бетонный раствор, оставляя отверстия для канализационных и вентиляционных люков. Фундамент застывает до 3 недель, но лучше оставить его на 3 месяца, а если сроки позволяют, то и до 6 месяцев.

2. Стены и крыша.

После того, как бетон просохнет и станет достаточно прочным, можно начать возводить стены. Строить дом из керамзитобетонных блоков самому намного легче, нежели выкладывать кирпичные стены. Кладку укрепляют армирующим материалом через каждые 3-4 ряда. Блоки начинают укладывать с угла и натягивают между ними леску для соблюдения ровности ряда. Промазывают блоки раствором на основе цемента и песка.

Далее следует монтаж крыши – один из важнейших этапов. Если уложить кровлю некачественно, возможно появление таких проблем, как крах крыши из-за атмосферной влаги, протекания, перегорание проводки. Первоначально кладут гидроизоляционный слой, затем деревянные брусья и крепят их к несущим стенам. После этого фиксируют стропила, чтобы они выходили за верхнюю точку дома. Установив конструкцию кровли, устанавливают обрешетку, покрывают ее пленкой для отталкивания воды, а затем укладывают кровельный материал. Опытные застройщики рекомендуют для сохранение тепла внутри дома утеплять крышу изнутри.

3. Отделка дома и его утепление.

Керамзитобетонный дом снаружи смотрится некрасиво, поэтому требует внешней облицовки. При этом отделка нужна не только для улучшения внешнего облика здания, но и для упрочнения стен и защиты их от температурных перепадов. Для отделки дома подходят такие материалы:

  • мрамор;
  • кирпич;
  • сайдинг;
  • штукатурка;
  • камень;
  • панели.

Чтобы дом из КББ был уютным и теплым, при этом не требовал много затрат на отопление, необходимо утеплять его. Чаще всего для этого используется минеральная вата, которая является высокопрочным материалом с отличными звуко- и теплоизоляционными характеристиками. Еще один надежный утеплитель – базальтовая вата, являющаяся экологически чистой, стойкой и теплой. Схожими характеристиками обладает стекловолокно, которое с внутренней части закрывают гипсокартоном, а с фасада защищают пенопластом.

Усадка дома из блоков газосиликатных и газобетонных: трещины


Усадка дома из газобетона – это очень частая проблема, возникающая при строительных работах. Стоит отметить, что такое явление характерно для всех видов материалов, но причины его возникновения имеют свои отличия. Высыхание газобетона происходит неравномерно, начинается данный процесс с верхней оболочки блоков, а потом только дело доходит до ядра конструкции. Для того чтоб решить данную проблему можно применив простой метод, о котором мы поговорим в нашей статье. Для выполнения данной работы следует знать особенности материала от других традиционных типов. Именно по этой причине мы рассмотрим преимущества и недостатки газобетона, и способы предотвратить усадку здания.

Факторы, влияющие на усадку

Первый фактор, влияющий на явление усадки дома – это сезонность монтажных работ

Первый фактор, влияющий на явление усадки дома – это сезонность монтажных работ. Так если строительство выполнять летом, то на усадку необходимо больше времени, чем в зимний период. Стоит отметить, что этот интервал примерно в 2 раза больше. Данный процесс особенно проявляется в первые три месяца эксплуатации здания, а потом он замедляется.

Второй фактор, играющий важную роль – это место строительных работ. Здесь все зависит от попадания солнечных лучей или наличия теней. Также стоит обращать внимание на посадку деревьев вокруг дома, так как из-за этого всего, здание получает неравномерное давление атмосферы, что ускоряет усадку постройки.

На данное явление может сказываться еще и техника возведения здания. Именно по этой причине для увеличения длительности эксплуатационного периода необходимо точно выполнять подгонку всех существующих профилей. Правильность и соблюдение всех строительных норм и правил позволит отдалить усадку на более поздний срок.

Внимание! Нарушение СНиП может стать причиной перекосов не только стен, но и дверных и оконных проемов.

Длительность усадки дома

Время усадки в большинстве случаев зависит от особенностей климата и рельефа местности

Время усадки в большинстве случаев зависит от особенностей климата и рельефа местности, где будут производиться все работы. Так если успеть закончить работу к началу зимы, то можете использовать здание уже через несколько месяцев. Постройка после морозов и весеннего таяния снегов, может использоваться полноценно и без опасений. Если строительство окончено летом, то необходимо ждать смену всех сезонных циклов.

В случае возведения здание в месте, где идет неравномерное распределение тени и солнечных лучей, усадка может происходить неравномерно, что отразится на качестве дома. Стоит отметить, что на такое явление негативно воздействует также ветровое обдувание или контакт с атмосферными осадками. Лучше всего выполнять строительный проект на открытой территории, и только после усадки можно без опасений производить посадку деревьев на участке.

Внимание! Особенности климата для определенного участка, должны исследовать специалисты или информация должна браться с официальных документов.

Преимущества блоков

Использование газосиликатных блоков для строительства дома – это современный метод, обладающий большим количеством преимуществ

Использование газосиликатных блоков для строительства дома – это современный метод, обладающий большим количеством преимуществ. Выполняется такой материал из песка, цемента, извести и алюминиевого пруда. Далее нам следует ознакомиться с достоинствами блоков:

Рекомендуем к прочтению:

  • Легкость изделий. Небольшой вес позволяет применять несколько вариантов постройки, а также выполнять работы на менее прочных видах почвы.
  • Есть возможность применения газосиликатных блоков для монтажа практически всех видов построек. Например, здания из кирпича необходимо подогревать, поэтому такой вариант постройки не рационально использовать для дачного участка.
  • Материал имеет хороший уровень теплоизоляции, обеспечивающий сбережение тепла.

Внимание! Как видим, такой материал имеет огромный список преимуществ, но не стоит забывать, что если сушка будет выполняться неправильно, то усадка будет большой, и придется использовать методы, чтоб ее минимизировать.

Сравнение газобетона с другими видами материалов

При строительстве здания нам необходимо учитывать особенности усадки объекта. На данный фактор помимо климатических особенностей влияет также материал, который мы используем. В нашей статье мы рассматриваем особенности такого явления для блоков. Для того чтоб выявить эти преимущества нам следует провести  сравнение с другими типичными видами. Давайте посмотрим, чем отличается газобетон от кирпича, или пенобетона.

Сравнение газобетона и пенобетона

Эти два вида строительных материалов имеют практически идентичные технические характеристики

Эти два вида строительных материалов имеют практически идентичные технические характеристики. Использование газобетонных блоков позволит создать долговечное и экологически безопасное здание. Неудивительно, что именно этот вид материала набирает стремительных оборотов популярности, ведь таким количеством преимуществ, вряд ли, смогут отличиться классические виды. Газобетон хорошо держит тепло и пропускает пар, он более прочен и устойчив к негативным воздействиям, чем пенобетон.

Вес обоих видов материалов небольшой, что дает возможность использовать их для быстрого и дешевого строительства дома. Огромным достоинством газосиликатных изделий является стойкость к нестабильному температурному режиму, поэтому теплоизоляцию выполнять не нужно. Пеноблоки также пользуются высоким спросом. Для их изготовления очень часто используют полимерные гранулы, которые дает материалу несколько личных уникальных характеристик.

Минусом таких блоков можно считать не большой эксплуатационный срок. Проблема заключается в наличие гранул, которые образуют трещины в конструкции. Плюс ко всему, пеностирол нельзя считать экологически безопасным, так как при воздействие высокой температуры  он может выделять опасные токсичные составы. Так что в данный факт играет не в пользу таких блоков.

Внимание! Если сравнивать газосиликат и пеностирол, то можно сказать, что второй тип материала выигрывает только в меньшей стоимости.

Сравнение блоков и кирпичей

Еще одним легким видом материала считается керамзитобетон, который характеризуется высоким уровнем качества и легкости обработки

Еще одним легким видом материала считается керамзитобетон, который характеризуется высоким уровнем качества и легкости обработки. Рассматривая составляющие можно сказать об отличиях от пеноблоков. В раствор бетона чаще всего добавляют керамзит, смесь гравия и щебня. Если применять разные пропорции, то таким образом можно либо повышать, либо понижать определенные характеристики.

Газобетонные блоки отличаются от пеностирола возможностью создания пустотелых и полнотелых изделий. Стоит упомянуть о минусе – это масса конструкции. Так для постройки здания из газоносиликата требуется укладка мощного основания под дом. Да и цена у такого материала намного дешевле, чем у керамзитобетона.

Кирпичи – это один из востребованных методов строительство, которая пользуется популярностью долгое время. На сегодняшний день большинство владельцев отдают предпочтение именно этому материалу. На высокий спрос, прежде всего, влияют его хорошие технические характеристики. Если детально изучить строительство, то можно убедиться, что возводить дом из кирпича не очень выгодно. Так как такой процесс требует больших финансовых и временных затрат. Для такого материала необходимо выполнять дополнительную теплоизоляцию. К недостаткам следует отнести еще и большой вес кирпичей, и необходимость массивного основания.

Рекомендуем к прочтению:

Внимание! Кладка кирпичом происходит сложной технологией, но только с помощью такого материала можно создавать красивые дизайнерские решения.

Усадка дома из газобетона

Самым большим минусом газобетона есть усадка постройки

Все строительные материалы имеют свои недостатки и достоинства. Самым большим минусом газобетона есть усадка постройки. В большинстве случаев для такого явления характеризуется появление трещин. Большое количество строителей решают данную проблему оштукатуриванием, но это неправильно, так как усадку этим способом не решить. Современные технологии имеют варианты для минимизации этого процесса.

Когда высыхают стены из блоков, то образуются трещины, которые с каждым днем расширяется. Процесс усадки наблюдается в постройках, в состав материала которого входит цемент. На сегодняшний день существует такие виды усадки:

  • Контракционный тип;
  • Влажностная усадка;
  • Карбонизационный вид.

Усадка дома блоков может происходить по таким причинам:

  • Когда поступает воздух, пористость блоков способствует расколу материала;
  • Газобетон можно быстрее увлажнить. Но высыхание такого материала происходит неравномерно;

Усадка конструкции из газобетона происходит таким образом: сначала высыхают поверхности оболочки, а ядро блока этому сопротивляется. Давление, исходящее изнутри элементов оказывает воздействие на внешние стенки, в результате чего происходит образование трещин и деформаций. Для избегания такой проблемы, нужно опрыскивать жидкостью газобетон, таким образом, не давая ему высохнуть.

Именно такая последовательность процесса усадки, дает возможность предотвращать усадку здания. Для того чтоб поверхность блоков не имела трещины, нужно растянуть процесс высыхания на более длинный период. Большое количество строителей используют вода, для того чтоб увлажнять конструкцию.

Внимание! Равномерное высыхание блоков можно обеспечить установкой изделий на ребро при высыхании.

Просушку всех блоков можно сделать одновременно, ускорив внутреннее просыхание или замедлив противоположный процесс внешних стенок. Если преувеличить пропитку водой, то это негативно скажется на сушке блока. Стоит учесть, что нельзя допускать, чтоб один блок был более влажным, чем остальные. Очень важно соблюдать все нормы и требования к выполнению работы, так как от этого будет зависеть прочность всего здания.

Дает ли усадку кладка из газобетона

Действительно, газобетон даёт усадку – 0,5 мм/м (по высоте). Но это происходит только в первые несколько месяцев после строительства дома. Усадка вызвана тем, что на выходе с завода у газобетона повышенная влажность. Постепенно газобетон высыхает, влажность снижается до 4-5%, и тогда усадка заканчивается. Время высыхания – 2-6 месяцев. Это время зависит от степени производственной влажности конкретного газобетона, от относительной влажности в регионе, где ведётся строительство, от плотности и толщины блоков, от времени года и пр.

Чем опасна усадка? Только тем, что могут появиться волосяные трещины на штукатурке, которой отделаны стены. Трещины ни на что не влияют, кроме внешнего вида оштукатуренной поверхности.

Что же делать в связи с этим? Усадка совершенно не страшна газобетонным стенам, если после строительства дома блокам дали возможность просохнуть. То есть не следует штукатурить стены сразу же после возведения кладки. Нужно дождаться высыхания блоков. Когда нет возможности ждать и когда домовладелец хочет быть уверенным, что трещины по стенам не пойдут, нужно штукатурить по сетке из стекловолокна. Сетка компенсирует воздействия от усадки блоков и предотвратит появление трещин. Если же стены штукатурить по окончании усадки блоков, то необходимость сетки определяется на основании рекомендаций производителя штукатурного состава.

Чуть сильнее усаживается газобетонный дымоход: под действием горячих дымовых газов блоки высыхают быстрее, чем остальная кладка (притом что сама величина усадки – такая же). Поэтому блоки, из которых выполняют дымоход, нельзя перевязывать с основной кладкой. И штукатурить их лучше по сетке, в том числе в месте стыка дымохода и стены.

Подробную информацию о качественном газобетоне YTONG (Xella Россия) можно получить здесь.

Добавим, что усадку дают любые каменные стены. Например, керамические блоки сами по себе не усаживаются, но усаживается толстый слой цементного раствора, на который их укладывают. Речь идёт о так называемой относительной усадке. Таким образом, усаживается и “керамическая” стена в целом.

Отметим и такой момент: усадка каменных стеновых материалов крайне мала в сравнении, например, с брусом, усадка которого может достигать 30% от его объёма.

В нашем каталоге вы можете найти газобетонные блоки D400.

Дом из керамзитобетонных блоков: плюсы и минусы

Жить в своем доме куда лучше, чем в маленькой квартире многоэтажного дома с шумными соседями. Это все прекрасно понимают. Но до недавнего времени немногие могли себе позволить такую роскошь. С изобретением керамзитобетона построить собственный дом стало гораздо проще. Ведь этот материал по качеству ни капли не уступает привычному нам кирпичу, но стоит гораздо дешевле. Наша с вами задача – изучить все особенности керамзитного бетона, выявить все его полюсы и минусы. А также освоить технологии, как построить дом из керамзитобетона. Начнем, пожалуй, с преимуществ.

Плюсы

К счастью, количество преимуществ данного строительного материала преобладает над его недостатками.

Вернуться к оглавлению

Структура керамзитобетонных блоков

Благодаря строению этот материал обеспечивает отличную паропроницаемость стен домов и позволяет им легко вентилировать воздух. Также это гарантирует прекрасную звукоизоляцию стен в домах. Керамзитобетонному блоку свойственно выдерживать различные химические реакции. Он не реагирует на воздействие щелочных растворов, сульфатов, углекислоты.

Вернуться к оглавлению

Универсальная кладка

Нанесение раствора на блоки.

Вес и толщина керамзитобетонного блока относительно небольшие, что позволяет с легкостью, быстро реализовывать проект постройки своими руками, не применяя при этом никаких вспомогательных подъемных средств. С керамзитобетонным материалом можно сочетать большое количество металлов. Выкладка стен и перегородок легкая. Поэтому проект не нуждается в особых инженерных решениях. Керамзитобетонными блоками отлично возводить несущие стены. Допускается внутренняя, а также фасадная отделка стен.

Вернуться к оглавлению

Простая технология приготовления

Технология изготовления керамзитобетонных кирпичей проста. Выливать их можно даже дома. У вас есть выбор. Приготовить керамзитобетонный раствор, в состав которого будет входить цемент, или сделать смесь на клеящей основе.

Керамзитобетонный блок довольно сложно обрабатывать. Если вам нужно распилить керамзитобетонную конструкцию пополам, помочь здесь сможет только пила с победитовыми зубцами. Изготовляя керамзитобетонные блоки, используют натуральные природные вещества. Поэтому данный строительный материал вполне законно считается экологически чистым, безвредным для окружающей среды.

Вернуться к оглавлению

Прекрасные эксплуатационные качества

Анализ теплоизоляционных свойств различных стеновых материалов.

Здания из керамзитобетонной смеси пожароустойчивы, не плавятся. В них отсутствуют грибки, плесень. Керамзитобетонные постройки стойко выносят морозы, обладают хорошей теплоизоляцией. Керамзитобетонным домам не страшна усадка, деформация стен.

Вернуться к оглавлению

Расходы

Конечно, чтобы реализовать проект керамзитобетонного дома, придется выделить некоторую немалую сумму. Но это обойдется вам гораздо дешевле, чем постройка из кирпича. Тем более, вы сможете заняться стройкой самостоятельно, без помощи наемных мастеров. Это сократит количество потраченных вами денег. Чтобы определить сумму на постройку керамзитобетонного особняка, нужно рассчитать необходимое количество строительных материалов, умножить рыночную стоимость каждого из них на полученное число. Вам потребуются такие материалы:

  • керамзитобетонные блоки, или необходимое сырье для их приготовления;
  • облицовка;
  • армирующая сетка;
  • паробарьерная пленка;
  • железобетонные перемычки для проемов;
  • бетон для фундамента;
  • деревянные брусья для стропил и обрешетки;
  • пиломатериал для опалубки;
  • железобетонные перекрытия;
  • рубероид для перекрытия, мастика, гидроизоляция;
  • окна;
  • раствор для кладки;
  • саморезы, гвозди;
  • кровля;
  • теплоизолирующий материал для стен.
Схема строительства керамзитобетонного дома.

Стоит помнить также о затратах на транспорт и оформление документов. Из керамзитобетона получатся прекрасное перекрытие между этажами в многоэтажном доме, а также пол. Покрытый керамзитобетоном пол имеет свои положительные черты:

  • С помощью данного материала можно идеально выровнять пол.
  • Под керамзитобетонный пол легко прячется проводка.
  • Пол из такого материала прочный, не подвергается трещинам.
  • Керамзитобетон часто используют, чтобы утеплить пол.
  • Большое количество промышленных объектов имеет пол исключительно из керамзитобетонной стяжки.

Для крыши, по мнению большинства строителей, отлично подходит перекрытие из металлочерепицы. А из какого материала будет перекрытие вашего будущего жилища, уже решать только хозяину. Прибавьте только сей пункт к списку расходов.

Вернуться к оглавлению

Минусы

Непрезентабельный вид постройки – один из минусов.

У керамзитобетонных блоков при постройке из них здания имеются свои минусы. Среди недостатков выделяются:

  1. Слабая выдержка крепежей. На самом деле на крепость вмонтированных крепежей влияет плотность блока, а также вид самого крепежа. Анкерные болты, к примеру, будут лучше сидеть в пеноблоках, так как у данного материала более пористая структура. А вот выбрав дюбеля, вы не прогадаете. Такой тип крепежей отлично держится в керамзитобетонных блоках.
  2. Непрезентабельный вид. Керамзитобетонному дому действительно присущ непрезентабельный вид. Но ситуацию очень легко исправит отделка внешних стен строения. Отделка фасадов отлично осуществится, к примеру, декоративным типом штукатурки. Тем более, этот вариант по своей стоимости сэкономит ваш бюджет. Вместе с фасадом замечательно проводится отделка внутренней части постройки.

Тем, кто любит «потеплее», следует знать, что для лучшей теплоизоляции здание из керамзитобетона нужно дополнительно утеплять с внешней стороны. В роли утеплителя строители обычно предпочитают минеральную вату. Толщина данного утеплителя вычисляется при помощи калькулятора теплопроводности.

Вернуться к оглавлению

Необходимо учесть

Керамзитобетон подходит не всем видам стройки. К примеру, проект фундамента из него получится плохой – основа может деформироваться под весом «коробки» дома.

Чтобы осуществить проект многоэтажного здания керамзитобетонными блоками, нужно учесть свойства материала, хорошенько рассчитать пропорции его изготовления, а также необходимое количество строительных элементов.

Обратите внимание на то, кто производитель используемого цемента, какая толщина гранул керамзита. От этого зависит прочность постройки, звукоизоляция, климат внутри здания. Неплохо будет еще пообщаться с опытными мастерами, которые уже осуществляли проект с керамзитобетонным блоком в основе, знают его плюсы и недостатками, а также осведомлены, как данный материал ведет себя при эксплуатации.

Вернуться к оглавлению

Подведем итоги

В керамзитобетонном блоке, как строительном материале присутствуют как плюсы, так и минусы. Практика показывает, что преимуществ больше, чем недостатков. А это значит, что выбрать данный материал, чтобы реализовать проект своего жилища, стоит. Просто нужно тщательно все взвесить, просчитать, а также придерживаться правильной технологии, слушать советы опытных строителей.

Облицовка дома из керамзитобетонных блоков кирпичом

Автор Евгения На чтение 28 мин. Опубликовано

Облицовка дома из керамзитобетонных блоков кирпичом

Плюсы и минусы дома из керамзитобетона

Керамзитобетонный блок объединил в себе все самые лучшие качества кирпича, шлакоблока, пеноблока и газоблока и других строительных камней. Дома из керамзитобетона превосходят большинство домов выложенных из классических искусственных камней, по многим показателям. Подробней про свойства керамзитобетона.

Керамзитобетонный блок – это один из базовых строительных материалов в современном строительстве, обладающий множеством достоинств и преимуществ перед самыми популярными стеновыми материалами.

По своему составу, керамзитобетон можно назвать вспененным кирпичом в бетонной смеси. Так как керамзит – это та же обожжённая глина из которой изготавливается кирпич, но только пористой структуры.

Керамзитобетон, по сути, недооценённый строительный материала и составляет весомую конкуренцию таким материалам как кирпич, шлакоблок и другим видам строительных блоков.

Почему керамзитобетон может быть лучше других строительных блоков
  • Долговечность, экологичность, негорючесть кирпича.Как и в кирпиче, в состав керамзитобетона входит природная обожжённая глина – это гранулы керамзита. Керамзит – это гранулы обожжённой глины. Это говорит об экологичности материала, долговечности. Гранулы уже обожжённые, то есть закалены при максимально высокой температуре, а это значит что керамзитобетон не горюч. По показателям долговечность керамзитобетона выше, чем кирпича. Из него даже возводят цокольные этажи, однако это делать не рекомендуется по ряду особенностей керамзита.
  • Прочность и надежность шлакоблока. Как и в шлакоблоке, связующим материалом блока является бетон. Керамзитобетонный блок объединяет в себе все свойства добротного бетона – это высокая прочность, твердость, износостойкость, Но керамзитобетон не имеет двух основных минусов шлакоблока – это тяжелый вес и сомнительный радиационный фон шлаков.
  • Легкий вес, легкость в обработке, и высокая теплопроводность пеноблоков и газоблоков. Легким и теплопроводным керамзитобетон делают пористые гранулы керамзита.
  • Дышащий эффект ракушечника и теплосбережение сиппанелей. Керамзитобетонный блок можно отнести к дышащим стеновым материалам с минимальными теплопотерями, благодаря пористости гранул керамзита. Керамзит не продувается как ракушняк ветром, даже без специальной отделки и не создает эффект термоса как пенопластовая сиппанель.
  • Еще одним бонусом керамзитобетонного блока является то, что его, как и шлакоблок можно изготовить своими руками в кустарных условиях. Этот факт говорит и об относительной ценовой доступности материала.

Достоинства дома из керамзитобетона
  1. Небольшая нагрузка на фундамент. Керамзитобетонный блок благодаря своему пористому содержанию легкий строительный материал. Даже полнотелый блок будет значительно легче того же объема кирпича или шлакоблока. Вес пустотелого блока сравним с весом газоблока. Такая весовая нагрузка позволит сэкономить на фундаменте, без ущерба дому.

вес керамзитных блоков позволяет возводить двухэтажные дома на сваях

Если большую часть отделочных работ, уже готовых стен, планируется выполнять своими руками, то керамзитобетон снова Вас порадует. Любая штукатурка очень хорошо ложится сцепляется с керамзитобетонной поверхностью. Касается это только стенового керамзитобетона, который с большей пористостью чем полнотелый керамзитобетон.

стены из керамзитобетона хорошо сцепляются со штукатуркой

  1. Стены не трескается в процессе эксплуатации. Такой проблемы как у домов из газоблоков и пеноблоков у керамзитобетона нет. Это происходит потому что блоки из керамзитобетона мало подвержены усадке.
  2. Дом из керамзитобетона практически не подвержен усадке. Если использовать при кладке стен оптимально досушенный керамзитобетон, то процент усадки такого дома близок к нулю. Кроме того, благодаря своему легкому весу. Дом из керамзита не создает дополнительной нагрузки на фундамент, что так же не приведет к дополнительной усадке под относительно легким весом стен.
  3. Оптимальная теплопроводность стен. Пористость гранул обожжённой глины в керамзитобетоне, делает дом построенный из него, достаточно теплым. Ранее керамзит использовали в качестве тепловой подушки для утепления кирпичной стены и чердаков крыш. Но все же в зависимости от региона, желательно дополнительно утеплять стены, как и стены из любого другого стенового материала. В целом, холодное время года дом хорошо удерживает тепло, а в жаркое время года, сохраняет прохладный, комфортный микроклимат.

керамзит использовали как утеплитель для чердаков и стен

Недостатки дома из керамзитобетона
  1. Высокое водопоглощение. Этот недостаток больше присущ стеновым блокам, где процентное соотношение керамзита в блоке значительно больше чем бетона. Это главная отрицательная сторона керамзитобетонного блока, как и любого пористого строительного блока. Гигроскопичность обусловлена свойствами структуры керамзита. Потому, в регионах с повышенной влажностью и преобладанием отрицательных температур, нельзя оставлять без защитной облицовочной отделки стены из керамзитобетона. В холодное время года, жидкость, которую впитал блок замерзнет внутри стены и кристаллизируясь под воздействием отрицательной температуры станет разрушать блок изнутри. Этот недостаток присущ практически всем стеновым материалам.
  2. Много подделок на строительно рынке. Что бы дом из керамзитобетонных блоков радовал Вас всеми перечисленными достоинствами, для строительства необходимо использовать качественный материал. Блок должен иметь соответствующий вес, не должен крошится. Если силой рук возможно отломать часть блока или в руках можно раскрошить часть блока, это говорит о низком качестве используемого бетона. Или о том, что производитель сэкономил на бетоне, добавил в структуру блока большое количество песка. Такой блок обладает плохой прочностью и будет быстро разрушатся во время эксплуатации. Подробнее, о том как правильно выбрать керамзитобетонный блок.

керамзитобетон лучше приобретать у проверенного
производителя

Для надежности, желательно проверять качество каждой доставляемой партии керамзитобетонных блоков на строительный объект. Один и тот же поставщик может доставить партию разного качества в целях экономии материала.

Много боков делают в кустарных условиях как и шлакоблок.

  1. Высокая прочность структуры стены из керамзитобетонного блока. С одной стороны это плюс, с другой стороны для эксплуатации может быть минусом. В сравнении , например с деревянной стеной. В керамзитобетонную стену, проблематично что-либо закрепить. Для этого нужно использовать перфоратор, специальные дюбеля и анкера. Обычный саморез закрутить в такую стену не получится.
  2. Неэстетичный внешний вид. Керамзитобетонную стену необходимо отделывать снаружи не только для защиты от влаги и дополнительного утепления, но и для придания красивого внешнего вида дому. Сам по себе керамзитобетон не эстетичен.

дом из керамзитобетонных блоков

По сути, выше перечислены основные недостатки домов из керамзитобетона. Иные недостатки, которые могут возникнуть во время проживания в доме, могут возникнуть уже в результате ошибок при строительстве или из-за низкого качества используемого материала.

Керамзитобетонные дома являются прочными, надежными и долговечными. Это очень недооценённый и относительно дешевый строительный материал, который используется по всему Миру. Дома из блоков можно смело назвать экологически чистыми и пригодными. Но стоит помнить, что даже самый высококачественный и дорогой материал может создать непредвиденные трудности, если нарушена технология производства и монтажа. Потому всегда необходимо доверять строительство своего дома проверенным профессиональным строителям и приобретать материал у надежного производителя.

Преимущества и недостатки керамзитобетонных блоков с облицовкой

В современном строительстве керамзитобетонные блоки с облицовкой – один из самых востребованных материалов. Раньше его использовали в качестве насыпного потолочного или стенового утеплителя, и в качестве сырья – для производства плит-утеплителей. Сейчас из него производят блоки, которые применяют в малоэтажном строительстве для возведения жилых зданий и вспомогательных хозяйственных построек.

Благодаря эксплуатационным характеристикам и стоимости, его использование позволяет сократить бюджет без ущерба качеству и эстетической составляющей проекта.

Что такое облицовочный керамзитоблок

Облицовочный керамзитобетонный блок – экологичный материал для возведения стен. Благодаря пористой структуре керамзита вес отдельного блока небольшой относительно других материалов – кирпича, шлакоблока. Вспененная глина, из которой состоит керамзит, в смеси с бетоном придают материалу дополнительную прочность. В зданиях со стенами из керамзитобетонных блоков хорошо удерживается тепло, что немаловажно в отопительный сезон.

Отличительной особенностью материала является декоративный облицовочный слой, благодаря которому с внешней стороны здания обеспечивается отделка.

Таким образом сокращается время выполнения строительных работ по наружным стенам, проводимых на завершающем этапе.

Облицовочный слой выполняют из фактурной смеси бетона, обладающего высокой твердостью, с добавление красящего пигмента. Специальное оборудование позволяет производить различные формы лицевой стороны – от колотого камня до имитации кирпича и других декоративных материалов, в том числе камня, штукатурки, дерева.

Виды блоков

Керамзитоблоки используют для возведения несущих стен и межкомнатных перегородок.

  • Пустотелые. Обладают небольшим весом, малой плотностью, низкой теплопроводностью. Используется в качестве основной и теплоизолирующей кладки. Качественный материал можно использовать для возведения стен в невысоких постройках. Обеспечивает качественную звуко- и теплоизоляцию.
  • Щелевидные. Внутри керамзитного кирпича устроены щелевидные отверстия. Предназначены для свободной циркуляции воздуха, в связи с чем обладают дополнительными теплоизоляционными характеристиками. Применяется для возведения межкомнатных перегородок, строительства надворных построек.
  • Полнотелые. Блоки представляют собой монолит высокой прочности. Выдерживает максимальные нагрузки. Применяются для возведения несущих стен. Самый дорогостоящий вид керамзитоблоков по причине высокой плотности материала и расхода сырья для его изготовления.

Современные керамзитоблоки имеют хорошие эксплуатационные характеристики, соответствующие принятым стандартам. Декоративные свойства являются дополнительным преимуществом.

Технические характеристики

  1. Прочность. Для теплоизоляционных пустотелых варьирует от 5 до 25 кг/см.кв.; для щелевых – от 35 до 100 кг/см.кв.; для полнотелых – 100 – 500 кг/см.кв.
  2. Вес объемный. Пустотелые имеют 350 – 600 кг/м.куб.; объемный вес щелевых может составлять от 600 до 1400 кг/м.куб.; конструктивные полнотелые элементы могут быть от 1400 до 1800 кг/м.куб.
  3. Теплопроводность материала может составлять от 0,14 до 0,66 Вт/(м*К). Чем больше доля цемента в нем, тем выше показатель теплопроводности. Для повышения теплоизоляционных характеристик стен предпочтительнее пустотелые элементы, которые могут конкурировать с деревянным брусом по сохранению тепла в доме.
  4. Морозостойкость. У керамзитоблоков с высокими теплоизоляционными свойствами –составляет от 15 до 50 циклов. У щелевых – не более 150. У полнотелых не превышает 500.
  5. Гигроскопичность и паропроницаемость. Первый показатель составляет от 5 до 10 % общей массы. Если при производстве в массу добавляют пластификаторы, водопоглощение снижается. Второй – от 0,3 до 0,9 мг/(м*ч*Па). Зависит от степени пористости, размеров и формы пустот. Максимальный – у теплоизоляционных.
  6. Усадка. Составляет от 0,3 до 0,5 мм/м.
  7. Огнеупорность блоков из керамзита составляет 3 часа при 1050 ⁰С.
  8. Звукоизоляция. Стена из элементов с параметрами 590*90*188 мм снижает звуковой поток до 45-50 Дб.

Преимущественно из керамзитоблоков возводятся дома малой этажности, но прочность полнотелых элементов позволяет применять их для строительства домов в 12 этажей.

Применение

Керамзитоблоки должны применяться в соответствии со своим назначением. Пустотелые относят к материалам с низкой теплопроводностью и применяют в качестве утеплителя или для возведения частных домов с повышенными теплоизолирующими свойствами. Конструктивно-теплоизолирующие (щелевые) имеют более широкий спектр применения.

Полнотелые – строительный материал с высокими прочностными характеристиками. Используется в строительстве в качестве конструктивного элемента при строительстве жилых домов, промышленных зданий, для возведения эстакад, мостов.

Достоинства

  1. Блоки производят из экологичных материалов – вспененной глины и цементно-песочной смеси. По радиационной безопасности строительный материал этого вида относится к первому классу. По своим звукоизоляционным параметрам и паропроницаемости полностью отвечают нормам санитарно-гигиенических стандартов.
  2. Декоративность и цветовое разнообразие.
  3. Благодаря декоративной отделке, не требуется проводить дополнительные работы.
  4. Благодаря низкой теплопроводности данный материал является одним из наиболее используемых в гражданском строительстве. Блоки с отделочной облицовкой в Москве применяются для возведения новых домов и реконструкции старых. Они оптимально соединяют декоративные качества и хорошие технические данные. Стены из керамзитобетона не требуют дополнительных мероприятий по утеплению.
  5. Малый удельный вес. Нагрузка, оказываемая на фундамент значительно ниже, чем другие, такие, как кирпич или шлакоблок. Снижается просадка здания и, как следствие, деформации и трещины.
  6. Благодаря размерам керамзитобетонных блоков снижается время выполнения строительных работ. Их требуется меньшее количество. Они относительно легкие. Цементного раствора также требуется меньше. Все это положительно сказывается на динамике строительных работ.
  7. Пониженная гигроскопичность обеспечивает повышенную устойчивостью к воздействию низких температур. Именно поэтому здания из керамзитоблоков продолжительный срок эксплуатации. При этом дополнительных защитных мер предпринимать не требуется.
  8. Пустоты могут выполнять две функции – теплоизолирующую и конструктивную. При строительстве высотных зданий, благодаря наличию отверстий создаются каркасы для сопротивления силовым нагрузкам. Такое устройство обеспечивает дополнительную прочность и несущую способность.

Недостатки

Недостатков у керамзитобетона мало, но и они могут доставить некоторые неудобства и финансовые потери, если их не предупредить. Материал достаточно хрупкий, не устойчив к ударным и динамическим нагрузкам, требует аккуратности при транспортировке. Оптимальный вариант — использовать манипуляторы при погрузке и разгрузке.

Блоки могут иметь незначительные погрешности в геометрии. Неровности можно компенсировать цементным раствором при укладке и другими строительными приемами.

Полнотелые блоки с повышенным содержанием цемента создают мощную нагрузку на фундамент. При проектировании это необходимо учитывать. Как следствие, основание должно быть усиленным, в соответствии с расчетными нагрузками.

Цена материала зависит от его категории, технических характеристик, наличия облицовочного слоя.

Перевозить керамзитобетонные блоки можно любым видом грузового транспорта. Основное условие – погрузочно-разгрузочные работы должны проводиться с использованием спецтехники – подъемников и манипуляторов. Материал транспортируется в паках, жестко зафиксированных на деревянных поддонах. Высота пакета – не более 1,3 м. Блоки с пустотами укладываются отверстиями вниз. Не допустимо складирование в несколько ярусов.

Дом из керамзитобетона — 3 этапа возведения жилища

Самостоятельно построить дом из керамзитобетонных блоков не сложно. Главное, изучить инструкцию и правила использования этого строительного материала. Дома из керамзита теплые, просты в эксплуатации, легко возводятся. Но у керамзитобетона есть свои недостатки, поэтому чтобы меньше сталкиваться с ними, следует детально ознакомиться со всеми характеристиками стройматериала.

Описание и характеристики блоков

Изготовление керамзитовых блоков — процесс простой. Сначала из песка, цемента и воды замешивается бетон, а потом в смесь добавляется керамзит. Это легкий, довольно пористый и в то же время прочный материал, изготавливаемый из глины. Готовые керамзитные блоки получаются легкими, имеют низкую теплопроводность.

Размеры керамзитобетонных блоков могут быть разными, но чаще всего соблюдаются такие параметры — длина — 40, ширина и высота — 20 см. Изделия производятся в 2 видах:

Один из видов такого материала, который можно найти в продаже — пустотелый.
  • пустотелые;
  • полнотелые.

Последние отличаются большей прочностью, поэтому из них строятся несущие стены дома, коттеджей и других сооружений. А вот из пустотелых предпочитают строить перегородки либо используют их для дополнительной теплоизоляции. Из керамзитоблоков можно построить одноэтажный, двухэтажный и даже трехэтажный дом. Однако важно правильно рассчитать нагрузку, так как сооружения из этого легкого материала не такие прочные, чем, например, из силикатного кирпича.

Преимущества

Основным плюсом является то, что дом из керамзитобетона отличается низкой теплопроводностью. Это при условии, что производство и технология строительства были четко соблюдены. Стоит отметить, что материал отличается небольшим весом, это позволяет возводить несложный фундамент, так как ему будет легко выдержать такую нагрузку. Несмотря на то что керамзитобетон характеризуется легкостью и пористостью, это не влияет на прочность и долговечность конструкции. Наружные стены выдерживают потолочное перекрытие из железобетонных плит. Чтобы предотвратить разрушение несущих стен, обязательно проводится облицовка дома, благодаря которой фасад приобретет не только красивый внешний вид, но и будет выполнять защитные функции. Еще один важный плюс — умеренная стоимость по сравнению с другими строительными материалами. Так как количество керамзитобетонных блоков на дом меньшее, чем кирпичей, то и стоимость монтажа ниже.

Благодаря натуральности материала из него можно смело возводить дачу.

Если коробка дома и внутренние перегородки выложены по инструкции, появление больших и мелких трещин на поверхности маловероятно. Это связано с тем, что керамзитобетонные блоки подвергаются небольшой усадке. Частный или дачный домик из этого материала не выделяет никаких вредных веществ, так как основные компоненты блоков экологические безопасные.

Недостатки

Прежде чем начать строительство дома из керамзитобетонных блоков, следует детально ознакомиться с основными минусами материала. Пористость блока одновременно является плюсом и минусом. Недостаток заключается в том, что из-за наличия в материале большого количества пустот, в него быстро впитывается влага. Когда температура снижается, вода внутри замерзает, в результате чего блок разрушается. Чтобы кладка осталась целая, проводится облицовка кирпичом снаружи.

Еще один несущественный минус — небольшой выбор размера. Производится рядовой кирпич и в полблока, различия между которыми — толщина 90 и 120 мм соответственно. Из-за этого толщина стен в частном доме будет составлять 19 или 30 см.

Из-за простоты изготовления и доступности материалов часто стали изготавливать керамзитоблоки в домашних условиях. Однако изготовитель не всегда соблюдает технологию производства, поэтому материал получается ненадежным, легко повреждается. Поэтому лучше для строительства дома покупать блоки у официального производителя, имеющего разрешение на изготовление, и соблюдающего производственные технологии.

Проекты и чертежи

Постройка одноэтажного дома с гаражом и верандой простая, учитывая то, что монтаж керамзитоблоков легкий. Поэтому самостоятельно сделать план, чертежи и провести расчет материалов будет несложно. При возведении двухэтажных сооружений с мансардой лучше обратиться к специалисту, так как здесь важно правильно рассчитать нагрузку на несущие стены, грамотно составить внутреннюю планировку. Согласуются размеры дома, после составляется смета.

Дачные домики зачастую бывают небольших размеров — 8 на 8 или 9 на 9 м. Проект частного дома или коттеджа можно выбрать больше. Строительством домов под ключ из разных материалов, в том числе и керамзитобетонных блоков, занимаются строительные компании. В каталоге предложены одноэтажные и много двухэтажных проектов, таких как:

Красивым получится получится жилье по проекту «Вильянди-К».
  • «Вильянди-К»;
  • «Талдом-К»;
  • «Нива-К»;
  • «Бурж-К»;
  • «Берлин-К» и другие.

Технология строительства

Формируем фундамент

Прежде чем начать строительство фундамента, нужно очистить площадку от мусора, после по периметру выставить колышки и натянуть бечевку. Вырыть ров глубиной 50 см, дно траншеи утрамбовать, засыпать щебеночно-песчаной смесью, опять хорошо утрамбовать. По бокам установить деревянные доски или фанеру — конструкция будет служить опалубкой.

Для заливки фундамента приготовить раствор из цемента, щебенки, песка и воды. Заполнить смесью опалубку, разровнять поверхность и оставить высыхать. Когда основа полностью просохнет, опалубка удаляется, а поверхность фундамента гидроизолируется. Для этого рекомендуется использовать листы рубероида, уложенные в 2 слоя. Далее можно приступать к кладке стен.

Подготовленную опалубку нужно аккуратно залить раствором и тщательно просушить. Застывший фундамент можно покрыть рубероидом с целью защиты от влаги.

Возводим стены

Кладка первого ряда выполняется с угла. Когда порядовка будет готова, необходимо проверить горизонтальность базового уровня. Далее по схеме продолжается возведение рядов, при этом блоки смещаются на половину толщины. Для укрепления стен через каждые 3—4 ряда рекомендуется проводить армирование. Когда последний уровень будет готов, по периметру проводится его бетонирование. Это позволяет равномерно распределить массу деревянного либо железобетонного перекрытия.

Внутренняя и внешняя отделка

Когда коробка из керамзитоблоков будет готова, необходимо заняться фасадом. Облицовку зачастую выполняют декоративным облицовочным кирпичом, штукатуркой «Короед» либо с помощью сайдинговых панелей. При желании стены можно дополнительно теплоизолировать, но это необязательно, потому что правильно облицованный дом надежно удерживает тепло внутри.

Внутренняя отделка дома из керамзитобетонных блоков зависит от вкусовых предпочтений владельца. Чаще всего стены покрывают штукатуркой, зашивают гипсокартоном или вагонкой, заклеивают обоями либо оформляют плиткой. На пол можно положить ламинат, деревянный паркет, линолеум, ковролин и др. По завершении всех строительных и отделочных работ получится уютный, теплый и надежный дом, который прослужит владельцам не одно десятилетие. Важно только изучить и строго соблюдать правила эксплуатации, в противном случае конструкция начнет разрушаться, требуя дополнительных затрат на ремонт.

Облицовка керамзитоблоков кирпичом

В последние годы строительство примкнуло к рядам ведущих отраслей, одной из главных задач которого является облегчение строительных материалов. Также отводится центральное место инновационным изделиям, хорошо сохраняющим тепло помещений.

Определение керамзитбетона

Конечно, на сегодняшний день применяется огромное количество всевозможных технологий, по использованию внутренних утеплителей, но, к сожалению, у них имеется большой минус – они уменьшают объем и так небольших помещений.

Керамзитбетонный блок в профиль

Поэтому лучше всего применять материал, который еще изначально при строительстве, будет обеспечивать хорошую сохранность тепла в здании. Таким примером служит керамзитобетон – облегченный вид бетона. Наполнителем такого материала служит керамзит. Этот заполнитель является самым распространенным, потому что дает бетону теплоизоляционные свойства и облегчает его вес. Керамзит получил свои уникальные способности благодаря глине, из которой он изготовлен. Во время технологического процесса происходит пережигание глины и образование в полости керамзита большого количества воздушных пор. Керамзитобетон благодаря своему наполнителю обладает такими свойствами :

  • относительно маленьким весом;
  • повышенными показателями прочности и выносливости;
  • простотой процесса монтажа;
  • низкой гигроскопичностью, которая повышает морозоустойчивость;
  • высокой тепло- и звукоизоляцией;
  • экономичности, этот материал позволяет сокращать количество раствора;

Керамзитобетон можно разделить на следующие категории :

    теплоизоляционный вид – применяется в качестве хорошего изолятора тепла, но прочностные свойства при этом занижены. Монолитные блоки этого типа являются самыми легкими, потому что в качестве наполнителя используется керамзит с максимально большими порами. Подходит такой керамзитобетон для строительных зданий, которые требуют максимального сохранения тепла, например, для бань;

Хорошая теплоизоляция — одна из главный характеристик

Керамзитбетонный блок конструктивного вида фото

По своим теплоизоляционным свойствам керамзитобетон находится на ступеньке между пенобетоном и кирпичом.

Технология работы с керамзитблоками

Основные принципы строительства конструкций из керамзитобетона, ничем не отличаются от укладки обычного кирпича, и не требуют каких-либо квалифицированных знаний. Керамзитобетон имеет большие размеры, чем у кирпича, поэтому процесс укладки ускоряется и упрощается.

Технология работы с керамзитблоками

Производителями предусмотрены различные типы керамзитобетона, которые зависят от назначения :

  1. Предназначенные для укладки основания – фундаментные монолитные блоки, размером 590х400х200 мм. Вес таких изделий составляет 50 кг.
  2. Применяемые для строительства цоколя – цельнолитые керамзитобетонные блоки, размер которых составляет 590х290х200 мм. На поверхности таких изделий предусмотрены желоба, которые позволяют армировать пояс стальными прутами.
  3. Для кладки межкомнатных и несущих стен, а также перегородок используются пустотелые кирпичные изделия, размером 390х190х200 мм и 590х400х200 мм.

Рассмотрим поэтапно, как же происходит возведение дома из строительного материала – керамзитобетона.

Закладка фундамента

Пример фундамента, выполненного по технологии выкладки из керамзитблоков

Для постройки обычного здания из керамзитобетонных монолитов, нужно предусмотреть ленточный фундамент. Если же готовится подвальное сооружение, для фундамента лучше применять бетонные блоки. Технология закладки фундамента стандартная и не требует обязательной помощи специалистов. Но качество выполнения и соблюдение технологии должны быть на высоте. Керамзитобетон позволяет экономить на укладке фундамента, без потери прочностных параметров конструкции, потому что строительные блоки благодаря своей легкости не требуют громоздкого и дорогого основания.

Для опалубки можно воспользоваться специальной пенополистирольной конструкцией, а можно использовать по обычаю щиты из дерева. Котлован подготавливается по размерам проекта будущей конструкции, в который и будет устанавливаться готовая опалубка.

ВАЖНО! Для заливки фундамента нужно использовать цемент только высокой марки, не ниже М400.

До начала основных работ фундамент должен быть выдержан срок от двух недель до трех месяцев после закладки, для достижения необходимой прочности.

Обустройство стен

Пример стены, выполненной из керамзитблоков

Возвести здание из керамзитобетона можно в достаточно короткие сроки. Необходимо подготовить следующие инструменты:

  • кельму;
  • киянку;
  • контрольный шнур;
  • деревянный уголок;
  • емкость для замеса;

Для приготовления раствора, вам понадобится такие составляющие – цемент, очищенный песок и вода. Используйте только качественные материалы, от них зависит прочность всей будущей конструкции. Соотношение составляющих выбирается относительно марки цемента, но оптимальный вариант один к трем. Получившаяся смесь должна быть сметанной консистенции. Такое состояние не будет создавать текучести швов, и сможет обеспечивать хорошее сцепление раствора с изделием. Дополнять раствор можно специальными добавками для увеличения тех или иных качеств раствора, например, прочности или морозоустойчивости. В строительных супермаркетах продаются специализированные клеевые смеси, которые можно также использовать для укладки керамзитобетона.

Для соблюдения уровня по горизонтали и вертикали предварительно натягивается контрольный шнур, который облегчит строительный процесс. Укладывать первый ряд керамзитобетона начинаем с угла. Смесь наносится на ширину стенок и боковые плоскости. Закончив укладку, проверяем правильность деревянным уголком.

Важный момент! От точности укладки первого ряда зависит прочность всей постройки, поэтому он должен быть максимально выдержан по горизонтали и вертикали.

Переходя ко второму ряду, не забывайте об обязательном моменте при укладке керамзитобетона – перевязке рядов между внутренними и наружными слоями. Производя установку второго и следующих за ним рядов, наносите раствор и устанавливайте блоки с очень точно, вымеряя плоскости с помощью уровня.

Важно! Толщина швов между рядами и блоками керамзитобетона должна быть 10 мм.

Для достижения прочности возводимой конструкции каждые 3–4 ряда нужно проводить обязательное армирование. Для этого можно использовать арматуру или армированную сетку.


Дом, выложенный из керамзитобетона можно облицовывать различными материалами :

Натуральный камень сильно утяжеляет конструкцию стены, силикатные изделия недолговечны, поэтому чаще всего применяют для облицовки такие виды кирпичей:

Облицовка керамзитным кирпичом

Этот вид используется для облицовочных работ чаще всего, потому что он имеет лучшее качественные факторы.

Схема облицовки керамзитбетонных стен

Сюда можно отнести :

  1. Долговечность, срок службы этого материала превышает 30 лет.
  2. Может выдерживать достаточно низкие температуры.
  3. Влагостойкость, которую обеспечивает низкий коэффициент впитывания влаги.
  4. Поверхность кирпича облицовочного обладает хорошей устойчивостью к износу.
  5. Красивый внешний вид.
  6. Практичность, использование такой облицовки не требует дополнительного ухода.

Работа с облицовочным кирпичом

Этот кирпич превосходит обычный керамический по своим показателям. Технология заключается в следующем. Происходит смешивание известняка с цементом и водой, если необходимо изменить цвет, применяется краситель. И под высоким давлением в 300 тонн происходит процесс прессовки. Благодаря своей технологии производства гиперпрессованный кирпич обладает улучшенными свойствами :

Облицовка стены кирпичом

  • высокой прочностью;
  • отличной морозоустойчивостью;
  • слабой поглощаемостью влаги, ниже, чем у керамических кирпичей;
  • правильной геометрической формой, облегчающей работу укладчика;
  • гиперпрессованный кирпич – экологический чистый материал, в производстве участвует только известняк и цемент;
  • благодаря хорошему взаимодействию с раствором, готовая конструкция подобна монолиту;
  1. Применение в конструкциях, имеющих ограничения по весу невозможно, потому что он достаточно увесистый.
  2. Этот кирпич имеет высокую теплопроводность, поэтому перед облицовкой понадобится дополнительное утепление.
  3. Работы с этим материалом требуют особой аккуратности, из-за адгезии излишки раствора удалить с поверхности будет практически невозможно.

Облицовка таким кирпичом, позволяет выполнять разнообразные декорированные элементы. Существует большое количество оттенков и форм гиперпрессованного блока, которое позволит оригинально оформить фасад дома.

Керамзитовый

Этот облицовочный кирпич вошел в облицовочные работы сравнительно недавно. Технология производства идентичная керамзитобетону, только в качестве наполнителя используется керамзит в гранулах. Он на должном уровне конкурирует с другими облицовочными материалами по следующим способностям :

Керамзитный кирпич фото

  • прочности, он противостоит внешним и механическим воздействиям и собственному весу;
  • морозоустойчивости, выдерживает высокие морозы;
  • сроку службы, он составляет не менее 15 лет;
  • ему свойственна отличная теплоизоляция;
  • звукопоглощение находится на должном уровне;
  • устойчивость к всевозможным грибкам и плесени.

Есть у этого материала и свои особенности :

  1. Вес очень маленький при размерах изделия 60х30х40см;
  2. Поверхность керамзитового кирпича рельефная, кроме тыльных сторон, которые обеспечивают ровную укладку;
  3. При укладке это изделие требует воздушной подушки между стеной дома и облицовочным слоем, отсутствие которой приведет к скапливанию влаги;

Рассмотрим процесс обкладывания с одним из вышеперечисленных материалов – облицовочным кирпичом.

Облицовка керамзитобетона

Основная задача облицовочных работ – декорирование и защита от атмосферных осадков, закрывание открытых пор на поверхности блоков. Особой инструкции для облицовки керамзитобетона не существует, нужно просто учесть определенные рекомендации. Основная стена должна иметь связь с облицовочным слоем. Обязательное наличие фундамента для этого слоя, можно использовать общее основание с несущей стеной. Перед проведением таких работ, нужно убедиться в том, что возведенные конструкции стен достигли необходимой прочности. Для этого процесса вам пригодятся такие же инструменты и раствор, что и для укладки керамзитобетонных блоков.

Важный момент! Покрытие из такого кирпича будет «холодным», поэтому перед началом процесса облицовки керамзитобетон нужно предварительно утеплить.

В качестве утеплителя можно использовать :

  • минеральную вату;
  • пенопласт;
  • плиты из стекловолокна;

Стены, которые подлежат облицовке, должны быть :

  1. трещины растерты и заделаны раствором;
  2. очищены от наплывов бетона и мусора;
  3. иметь прочность, обусловленную проектом;
  4. отклонения поверхности стен, относительно уровня, не должно превышать 5 мм;

Последовательность облицовочных работ :

  • установка теплоизолятора;
  • раскладывание раствора и растирание кельмой;
  • укладка кирпичей на раствор;
  • армирование;
  • расшивка швов;
  • проверка правильной установки;

Разнообразие керамзитбетонных облицовочных материалов

Керамзитобетон можно считать уникальным, но некапризный, то есть он допускает применение к нему, в виде облицовки, любого отделочного материала. Материал обеспечивает отличную прочность крепежей, цементных растворов и клеящих смесей, штукатурки, поэтому обеспечивает любые запросы и вкусы. Учитывая его высокие технологические свойства при невысокой цене, керамзитобетон можно использовать как обособленный элемент. Но, возможно, и его сочетание с другими строительными материалами.

Керамзитоблоки

Керамзитобетон — современный и очень удобный в использовании строительный материал для загородных домов. Построить керамзитобетонный дом совсем не трудно. Такое здание будет не менее надёжным, чем кирпичное, а вся работа обойдётся гораздо дешевле.

На изготовление блоков уходит керамзит (обожжённая глина) и смесь цемента и песка. Глиняный наполнитель делает искусственные камни лёгкими и совершенно безвредными для человеческого организма и окружающей среды. Сооружения получаются сухими и хорошо “дышащими”, поскольку они вполне паропроницаемы.

Смесь бетона и керамзита не так хорошо впитывает влагу, как схожий по свойствам пенобетон. А влагостойкость напрямую влияет на термоизоляционные способности. По сравнению с кирпичной кладкой, теплопроводность получается ниже в полтора раза, а по сравнению с пенобетонной — почти в два (сравниваются, конечно, стены одинаковой толщины). При сооружении одно- и малоэтажных домов керамзитобетон с успехом применяется уже на протяжении нескольких десятков лет.

По размерам один блок в 7 раз превышает кирпичи, но при этом имеет массу в 2,5 раза меньшую. Поэтому работы выполняются довольно быстро, и с ними может справиться даже начинающий каменщик. Профессионалы могут за сутки уложить примерно 3 кубометра керамзитобетона. Кирпичное строительство в среднем проходит в три раза медленнее.

Из-за размеров блоков керамзитобетона цементного раствора тоже требуется значительно меньше, чем для укладки кирпичей. В зависимости от способа укладки, толщина стен из керамзитоблоков может быть разной. При строительстве невысоких (одно- или двухэтажных) домов в южных районах можно делать стены толщиной не более полметра, но, правда, только в том случае, если будет наружная отделка утеплителем и штукатуркой или лицевым камнем.

Для северной местности, где холодная зима — явление постоянное, стены должны быть толще. Для жилых зданий оптимальной будет толщина 80 сантиметров. Если же помещение нежилое, и отопление в нём отсутствует, то вполне подойдёт толщина в 20 сантиметров и обшивка утеплителем.

Благодаря высокой прочности керамзитобетона, из него можно возводить многоэтажные здания, но, правда, при этом потребуется дополнительное армирование стальными прутьями.

Керамзитобетонная стена имеет не очень привлекательный внешний вид, поэтому даже если не планировалось наружное утепление, следует всё же подумать об облицовки снаружи. Ведь в этом будет и практическая польза, так как, несмотря на низкую гигроскопичность, стена от температурных перепадов и замерзающей воды через пару лет непременно начнёт трескаться и постепенно разрушаться.

Нужно ли утеплять снаружи керамзитобетонный дом?

В данный момент строительство домов из керамзитобетонных блоков набирает популярность. Давайте попробуем разобраться, так ли хорош это материал. Керамзитобетонные блоки обладают хорошей теплоизоляцией, сравнительно недорогой стоимостью и небольшим весом.

Использование блоков из керамзитобетона в качестве основного строительного материала Вашего жилья вполне оправдано, однако, несмотря на все достойные характеристики этого материала, на утепление дома снаружи стоит обратить особое внимание.

Прямо скажем, что дом нуждается в дополнительном наружном утеплении, даже если керамзитобетонные блоки были уложены в два ряда. Наиболее это актуально для местности, где преимущественно низкая температура. Если не уделить особого внимания утеплению, в доме возможно появление трещин, даже если качество блоков соответствует всем нормам.

Помимо этого, отделка дома снаружи защищает его от действия факторов окружающей среды, гарантирует теплоизоляцию, гидроизоляцию и звукоизоляцию стен. Если утеплить дом только изнутри, между утеплителем и материалом стен будет образовываться конденсат, а это через какое-то время приведет к существенному повреждению блоков из керамзитобетона.

Давайте рассмотрим самые распространенные способы утепления.

Облицовка кирпичом

Этот способ очень эффективен, поскольку кирпич обладает высокой теплопроводностью, но влечет за собой достаточно высокие затраты из-за немалой стоимости этого материала.

Утепление минеральной ватой

Этот способ, безусловно, подойдет тем регионам, где на протяжении всего года стоит холодная погода. Вата немного весит, стоит недорого, проста в монтаже, а вместе с тем отлично утепляет. Дополнительно можно установить паронепроницаемую изоляцию с алюминиевой фольгой, тогда Вам точно не будут страшны никакие морозы.

Утепление пенопластом

Этот материал имеет малый вес, с его помощью можно утеплить любое здание. Пенопласт – самый недорогой материал из современных утеплителей.

Мы определились, что утеплять дом из керамзитобетонных блоков снаружи стоит. Обратим внимание на дополнительные аспекты этого вопроса. Важно обратить внимание на защиту выбранного Вами утеплителя от механических и атмосферных воздействий извне. Для этого используется облицовка кирпичом, о которой мы писали ранее, а также такие не менее распространенные материалы, как искусственный камень, фасадная плитка, сайдинг или штукатурка.

Искусственный камень имеет достаточно приемлемую стоимость, огромный выбор оттенков, но его характерным недостатком являются небольшие сроки эксплуатации.

Фасадная плитка морозоустойчива и жаростойка, при этом ее стоимость ниже, чем у некоторых других облицовочных материалов.

Сайдинг также достаточно долговечный материал, который устойчив к гниению, сохраняет свой изначальный вид, устойчив к механическим воздействиям. Большое преимущество этого материала – невысокая стоимость, простота установки, небольшие затраты на ремонт и обслуживание.

Вагонка – это тонкая обшивочная доска из древесины, характеристики которой напрямую зависят от вида древесины. Надо заметить, что сам по себе деревянный материал повышает теплоизоляционные характеристики и красиво смотрится снаружи.

Очевидно, что утепление керамзитобетонного дома снаружи необходимо в каждом конкретном случае, потому что этот материал со временем теряет свои свойства. Какой именно выбрать утеплитель, как отделать дом снаружи, решать только Вам, руководствуясь Вашими финансовыми возможностями, климатическими условиями, в которых Вы живете, и эстетическими предпочтениями.

Плюсы и минусы дома из керамзитобетона

    Керамзитобетонный блок объединил в себе все самые лучшие качества кирпича, шлакоблока, пеноблока и газоблока и других строительных камней. Дома из керамзитобетона превосходят большинство домов выложенных из классических искусственных камней, по многим показателям. Подробней про свойства керамзитобетона.

Керамзитобетонный блок – это один из базовых строительных материалов в современном строительстве, обладающий множеством достоинств и преимуществ перед самыми популярными стеновыми материалами.

По своему составу, керамзитобетон можно назвать вспененным кирпичом в бетонной смеси. Так как керамзит – это та же обожжённая глина из которой изготавливается кирпич, но только пористой структуры.

Керамзитобетон, по сути, недооценённый строительный материала и составляет весомую конкуренцию таким материалам как кирпич, шлакоблок и другим видам строительных блоков.

Почему керамзитобетон может быть лучше других строительных блоков
  • Долговечность, экологичность, негорючесть кирпича. Как и в кирпиче, в состав керамзитобетона входит природная обожжённая глина – это гранулы керамзита. Керамзит – это гранулы обожжённой глины. Это говорит об экологичности материала, долговечности. Гранулы уже обожжённые, то есть закалены при максимально высокой температуре, а это значит что керамзитобетон не горюч. По показателям долговечность керамзитобетона выше, чем кирпича. Из него даже возводят цокольные этажи, однако это делать не рекомендуется по ряду особенностей керамзита.
  • Прочность и надежность шлакоблока.  Как и в шлакоблоке, связующим материалом блока является бетон. Керамзитобетонный блок объединяет в себе все свойства добротного бетона – это высокая прочность, твердость, износостойкость, Но керамзитобетон не имеет двух основных минусов шлакоблока – это тяжелый вес и сомнительный радиационный фон шлаков.
  • Легкий вес, легкость в обработке, и высокая теплопроводность пеноблоков и газоблоков. Легким и теплопроводным керамзитобетон делают пористые гранулы керамзита.
  • Дышащий эффект ракушечника и теплосбережение сиппанелей. Керамзитобетонный блок можно отнести к дышащим стеновым материалам с минимальными теплопотерями, благодаря пористости гранул керамзита. Керамзит не продувается как ракушняк ветром, даже без специальной отделки и не создает эффект термоса как пенопластовая сиппанель.
  • Еще одним бонусом керамзитобетонного блока является то, что его, как и шлакоблок можно изготовить своими руками в кустарных условиях. Этот факт говорит и об относительной ценовой доступности материала.

Достоинства дома из керамзитобетона
  1. Небольшая нагрузка на фундамент. Керамзитобетонный блок благодаря своему пористому содержанию легкий строительный материал. Даже полнотелый блок будет значительно легче того же объема кирпича или шлакоблока. Вес пустотелого блока  сравним с весом газоблока. Такая весовая нагрузка позволит сэкономить на фундаменте, без ущерба дому.

    вес керамзитных блоков позволяет возводить двухэтажные дома на сваях

  2. Высокая прочность и долговечность стен. Керамзитобетон благодаря своим прочностным показателям, позволяет возводить несущие стены дома, но для этого необходимо использовать только полнотелые блоки. Из керамзитобетона возводят цокольные этажи и многоэтажные здания. По износостойкости и сроку службы керамзитобетон превосходит кирпич, поскольку выдерживает большее количество циклов замораживания и оттаивания , без потери несущей прочности.
  3. Низкая стоимость возведения коробки дома, в сравнении с другими стеновыми и несущими материалами. Работы с керамзитобетонном намного легче чем с кирпичом и шлакоблоком, а значит и дешевле. Это заключается в том, что керамзитобетон легок в работе как пеноблок и газоблок, однако не так хорошо поддается резке, поскольку намного прочнее. Что не создает дополнительных трудностей для его монтажа. В ценовой категории, по стоимости монтажных работ, сравним с работами по возведению деревянного дома из бруса.

Если большую часть отделочных работ, уже готовых стен,  планируется выполнять своими руками, то керамзитобетон снова Вас порадует. Любая штукатурка очень хорошо ложится сцепляется с керамзитобетонной поверхностью. Касается это только стенового керамзитобетона, который с большей пористостью чем полнотелый керамзитобетон.

стены из керамзитобетона хорошо сцепляются со штукатуркой

  1. Стены не трескается в процессе эксплуатации. Такой проблемы как у домов из газоблоков и пеноблоков у керамзитобетона нет. Это происходит потому что блоки из керамзитобетона мало подвержены усадке.
  2. Дом из керамзитобетона практически не подвержен усадке. Если использовать при кладке стен оптимально досушенный керамзитобетон, то процент усадки такого дома близок к нулю. Кроме того, благодаря своему легкому весу. Дом из керамзита не создает дополнительной нагрузки на фундамент, что так же не приведет к дополнительной усадке под относительно легким весом стен.
  3. Оптимальная теплопроводность стен. Пористость гранул обожжённой глины в керамзитобетоне, делает дом построенный из него, достаточно теплым. Ранее керамзит использовали в качестве тепловой подушки для утепления кирпичной стены и чердаков крыш. Но все же в зависимости от региона, желательно дополнительно утеплять стены, как и стены из любого другого стенового материала. В целом, холодное время года дом хорошо удерживает тепло, а в жаркое время года, сохраняет прохладный, комфортный микроклимат.

    керамзит использовали как утеплитель для чердаков и стен

  4. Экологичность дома. Стены не выделяют никаких токсических и вредных веществ, поскольку керамзитобетон не содержит химических примесей и компонентом. Все составляющие керамзита-экологически чистые. О здоровье жителей такого дома можно быть спокойным.
  5. Хорошая звукоизоляция. Пористая структура блока делает комнаты дома защищенным от нежелательных внешних звуков и шумов. Не нужно дополнительно монтировать шумоизоляцию для стен. Если еще в доме установленные качественные окна, с оптимальной звукоизоляцией, то домашний отдых в тихой и спокойной обстановке Вам гарантирован.
  6. Стены дома не интересны грызунам и насекомым.
  7. Дышащий дом. Внутри дома из керамзитобетона не создается эффект термоса, как это можно наблюдать в домах из сип панелей и в то же время он не продувается как дом из ракушечника. По теплопроводности и кислородной насыщенности, в доме из керамзитобетона достигается золотая середина. Не создается дефицит кислорода в помещении, нет эффекта спертого воздуха, что не требует дополнительной вентиляции и проветривания помещений.
  8. Стены хорошо удерживают анкера и навесные материалы. Твердая структура керамзитобетонного блока не позволяет в него закрутить саморез, как в мягкое дерево. Для крепления необходимо использовать специальные анкера и дюбеля с пробками. Предварительно просверлив стену перфоратором, для крепления. Такое свойство позволяет надежно монтировать на стены навесные отделочные материалы, вентилируемы фасады и предметы внутреннего интерьера.

Недостатки дома из керамзитобетона
  1. Высокое водопоглощение. Этот недостаток больше присущ стеновым блокам, где процентное соотношение керамзита в блоке значительно больше чем бетона. Это главная отрицательная сторона керамзитобетонного блока, как и любого пористого строительного блока. Гигроскопичность обусловлена свойствами структуры керамзита. Потому, в регионах с повышенной влажностью и преобладанием отрицательных температур, нельзя оставлять без защитной облицовочной отделки стены из керамзитобетона. В холодное время года, жидкость, которую впитал блок замерзнет внутри стены и кристаллизируясь под воздействием отрицательной температуры станет разрушать блок изнутри.  Этот недостаток присущ практически всем стеновым материалам.
  2. Много подделок на строительно рынке. Что бы дом из керамзитобетонных блоков радовал Вас всеми перечисленными достоинствами, для строительства необходимо использовать качественный материал. Блок должен иметь соответствующий вес, не должен крошится. Если силой рук возможно отломать часть блока или в руках можно раскрошить часть блока, это говорит о низком качестве используемого бетона. Или о том, что производитель сэкономил на бетоне, добавил в структуру блока большое количество песка. Такой блок обладает плохой прочностью и будет быстро разрушатся во время эксплуатации. Подробнее, о том как правильно выбрать керамзитобетонный блок.

    керамзитобетон лучше приобретать у проверенного
    производителя

Для надежности, желательно проверять качество каждой доставляемой партии керамзитобетонных блоков на строительный объект. Один и тот же поставщик может доставить партию разного качества в целях экономии материала.

Много боков делают в кустарных условиях как и шлакоблок.

  1. Высокая прочность структуры стены из керамзитобетонного блока. С одной стороны это плюс, с другой стороны для эксплуатации может быть минусом. В сравнении , например с деревянной стеной. В керамзитобетонную стену, проблематично что-либо закрепить. Для этого нужно использовать перфоратор, специальные дюбеля и анкера. Обычный саморез закрутить в такую стену не получится.
  2. Неэстетичный внешний вид. Керамзитобетонную стену необходимо отделывать снаружи не только для защиты от влаги и дополнительного утепления, но и для придания красивого внешнего вида дому. Сам по себе керамзитобетон не эстетичен.

    дом из керамзитобетонных блоков

По сути, выше перечислены основные недостатки домов из керамзитобетона. Иные недостатки, которые могут возникнуть во время проживания в доме, могут возникнуть уже в результате ошибок при строительстве или из-за низкого качества используемого материала.

Керамзитобетонные дома являются прочными, надежными и долговечными. Это очень недооценённый и относительно дешевый строительный материал, который используется по всему Миру. Дома из блоков можно смело назвать экологически чистыми и пригодными. Но стоит помнить, что даже самый высококачественный и дорогой материал может создать непредвиденные трудности, если нарушена технология производства и монтажа. Потому всегда необходимо доверять строительство своего дома проверенным профессиональным строителям и приобретать материал у надежного производителя.

Что такое усадка керамзита и как её учитывать при заказе и при строительстве?

Ответ: «усадка керамзита», «утряска керамзита» — как часто при работе с керамзитом мы слышим эти понятия, которые зачастую вызывают недоумение у покупателей.

На самом деле, за ними скрывается специальный коэффициент. Этот коэффициент называется «коэффициент уплотнения при транспортировании».

Коэффициент уплотнения при транспортировании керамзита предусмотрен п.2.10 ГОСТ 9757-90, в соответствии с которым объем поставляемого керамзита определяют обмером в автомобиле, полученный объем умножают на коэффициент уплотнения при транспортировании, устанавливаемый по согласованию изготовителя с потребителем, но не более 1.15.

По результатам многолетней работы с керамзитом мы с уверенностью сообщаем: да, действительно, керамзит уплотняется при транспортировании. При загрузке транспортного средства на заводе с верхом (с горой) по прибытии на строительный объект верхняя граница керамзита в кузове оказывается ниже бортов на 8-12 см (более подробно этот вопрос мы постараемся в ближайшее время рассмотреть в рамках отдельной статьи, посвященной усадке керамзита, с приложением фотоматериалов, наглядно демонстрирующих, как это выглядит на самом деле).

Почему это происходит? На самом деле все достаточно просто. При погрузке на заводе гранулы керамзита оказываются в кузове автомобиля в хаотичном порядке, между ними образуются зазоры. При движении автомобиля по дороге в результате вибрационных колебаний (которые значительны даже в автомобилях на пневмоподвеске) гранулы керамзита упорядочиваются друг относительно друга и зазор между ними уменьшается – керамзит уплотняется. При выгрузке керамзита на стройплощадке гранулы опять располагаются в произвольном порядке и объем керамзита, загруженный на заводе, возвращается. Засыпая керамзита при утеплении дома, Вы располагаете гранулы керамзита в произвольном порядке. С течением времени взаимное расположение гранул керамзита в теплоизоляционном слое упорядочивается, однако здесь уже следует руководствоваться строительными нормами.

Надо понимать, что уменьшение (снижение) уровня керамзита в кузове автомобиля для керамзита нормального качества (насыпной плотностью на ниже 200 кг/м3) происходит не из-за разрушения нижних слоев гранул керамзита и превращения их в пыль, а из-за механического упорядочивания гранул между собой с сохранением их физической целостности.

Приемка керамзита на объекте происходит следующим образом: обмеряется объем керамзита в кузове автомобиля, полученный объем умножают на коэффициент уплотнения при транспортировании (пресловутую «усадку»), согласованный с Покупателем в договоре поставки.

Чтобы наглядно представить себе, что такое усадка керамзита, проведите небольшой эксперимент.

  • Возьмите две одинаковых емкости (например, стакана или кружки).
  • Наполните одну из них сахарным песком от души, с горкой (имитируем загрузку на заводе керамзита мелкой фракции).
  • Теперь «повезли керамзит на объект» — несколько раз ударьте емкостью с сахаром о твердую поверхность (это наши российские дороги).
  • Как видим уровень сахара значительно снизился и его верхняя граница находится даже ниже кромки емкости. При этом сахар не разрушился и не превратился в пыль. Просто его гранулы упорядочились друг относительно друга.
  • Пересыпаем сахар во вторую емкость и получаем емкость, наполненную с горкой. Эксперимент завершен.

Компания Керамзит.ру на протяжении многих лет работает со многими организациями, использующими в своей производственной деятельности керамзит, как в качестве заполнителя для производства легких бетонов и изделий из них, так и в качестве самостоятельного материала при фасовке керамзита. Как известно, для производственников вопрос о соответствии заявленных объемов керамзита фактически поставленному – один из самых важных.

Мы можем с уверенностью утверждать, что Керамзит.ру поставляет керамзит только с учетом того коэффициента уплотнения, который действительно дает при транспортировании та или иная фракция керамзита, что подтверждено нашим многолетним опытом работы в данной области. Разные фракции керамзита уплотняются по-разному, и этот вопрос мы всегда обговариваем с каждый клиентом и согласовываем коэффициент уплотнения при транспортировании в каждом конкретном случае отдельно (с учетом многих факторов — перевозимой фракции, влажности керамзита при погрузке с открытой площадки, погодных условий, дальности перевозки).

Порядочность и добросовестность нашей компании подтверждена постоянными и длительными отношениями со всеми партнерами и исключительно положительными отзывами о нашей работе.

Экспериментальная оценка потерь на усадку, ползучесть и предварительное напряжение в легком заполненном бетоне с агломерированной золой-уносом

Реферат

В статье представлены экспериментальные результаты потерь на усадку, ползучесть и предварительное напряжение в бетоне с легким заполнителем, полученным спеканием летучей золы. Были испытаны две бетонные смеси с разным соотношением компонентов. Был получен бетон плотностью 1810 и 1820 кг / м 3 , и 28-дневной прочностью 56,9 и 58,4 МПа.Усадку и ползучесть испытывали на балках размером 150 × 250 × 1000 мм 3 . Ползучесть была испытана при предварительном напряжении в течение 539 дней и усадке бетона в течение 900 дней. Результаты измерений сравнивались с расчетами, выполненными в соответствии с Еврокодом 2, а также с результатами других исследований. Были обнаружены очень низкий коэффициент ползучести и меньшая усадка по сравнению с результатами расчетов и результатами других исследований. Также было обнаружено, что существует четкая корреляция между усадкой и ползучестью, а также количеством воды в бетоне.Значение коэффициента ползучести в период выдержки нагрузки составило 0,610 и 0,537, что составляет 56,0 и 49,3% от значения, определенного по стандарту. Потери от предварительного напряжения в анализируемом периоде составили в среднем 13,0%. На основании полученных результатов испытаний было установлено, что испытанный бетон на легком заполнителе хорошо подходит для конструкций из предварительно напряженного железобетона. Усадка была не больше, чем рассчитанная для бетона с нормальным весом аналогичного класса прочности, что не приведет к увеличению потерь предварительного напряжения.Низкая ползучесть гарантирует низкие приращения прогиба с течением времени.

Ключевые слова: ползучесть , бетон из легкого заполнителя, потеря предварительного напряжения, усадка, спеченная зольная пыль

1. Введение

Первое применение легкого бетона в качестве строительного материала известно с древних времен, когда благодаря его преимуществам Из легкого бетона с меньшей плотностью и одновременно высокими прочностными параметрами возводились здания, строительство которых с применением более тяжелых материалов было затруднено.Он в основном использовался, когда нужно было покрыть большие пространства или когда нужно было уменьшить нагрузку на землю.

Использование легкого бетона можно проследить еще до 3000 г. до н.э., когда во времена цивилизации долины Инда были построены Мохенджо-Даро и Хараппа [1]. Однако в Европе его первое использование произошло 2000 лет назад, когда римляне построили Пантеон, водоводы и Колизей в Риме [2]. Некоторые из этих великолепных древних сооружений все еще существуют, например, собор Святой Софии или собор Святой Софии в Стамбуле, Турция, построенный двумя инженерами, Исидором Милетским и Антемием из Тралл, по заказу императора Юстиниана в 4 веке н. Э.D. Однако использование легкого бетона было ограничено после падения Римской империи до 20-го века, когда для коммерческого использования стал доступен новый тип промышленного материала, названный расширенным сланцем, который представляет собой легкий заполнитель.

Новое начало легкого бетона в наше время относится к 1917 году, когда С. Дж. Хайд разработал вращающуюся печь для сушки сланца и глины, таким образом получив материал легче, чем традиционный бетон. Примерно в то же время Ф. И. Штрауб первым применил угольную золу для производства бетонных блоков, используемых при строительстве зданий [3].Впервые этот материал начали массово использовать в 1918 году во время Первой мировой войны для строительства кораблей и барж. Флот США пришел к выводу, что бетон с максимальной плотностью 1760 кг / м 3 и прочностью на сжатие не менее 28 МПа будет эффективным материалом.

В настоящее время, благодаря ряду преимуществ, легкий бетон используется как в сборном строительстве, так и в монолитном бетонном строительстве. Более низкая плотность в сочетании с высокой прочностью позволяет уменьшить поперечное сечение, увеличить пролёт или рабочие нагрузки.Легкий бетон используется в монолитном строительстве в мире, в первую очередь, в многоэтажных зданиях (снижение их веса), в длиннопролетных крышах (снижение собственного веса, которое в случае собственного веса является ведущей нагрузкой [4]). ), на многоэтажных автостоянках, в мостах различной, часто сложной архитектурной формы, в емкостях с жидкостью [5]. В сборном строительстве из легкого бетона изготавливают колонны, балки, плиты перекрытия и стены, а также балки и мостовые настилы.

Примеры применения легкого бетона в высотных зданиях: Water Tower Place в Чикаго, Yokohama Landmark Tower в Японии, Commerzbank Tower в Германии и Shard в Лондоне, который когда-то был самым высоким зданием в Европейском Союзе.

Другая область бетонных конструкций — это конструкции из предварительно напряженного железобетона. Здесь также в течение нескольких десятков лет использовался легкий бетон, в основном в мостах, что позволило добиться больших пролетов и меньших поперечных сечений. Как показали многие исследования [6,7], легкий бетон намного лучше ведет себя при переменных и динамических нагрузках, чем бетон с нормальным весом. Более легкий вес конструкции обеспечивает более высокие собственные частоты, более низкие амплитуды колебаний и более высокое демпфирование.Один из первых предварительно напряженных мостов был построен в 1978 году в Калифорнии над озером Нью-Мелонес, где для уменьшения веса конструкции использовался легкий бетон. Мост имеет прямоугольное сечение и пролет 195 м. Еще один мост из легкого бетона с самым большим в мире пролетом балок, длиной 301 м [8], был построен в 1998 году. Он соединяет острова Стольмен и Сельбьёрн в Норвегии. Такой большой пролет стал возможен благодаря использованию переменного прямоугольного сечения из легкого бетона.В 2005 году в Калифорнии был построен мост Бенисия – Мартинес [9]. Выбор легкого бетона значительно снизил затраты на строительство моста. Мост имеет общую длину 2,4 км и 22 пролета от 127 до 201 м, из которых 16 пролетов расположены над водой.

Длиннопролетные конструкции из легкого бетона также включают трибуну ипподрома Донкастера и региональный стадион Веллингтона в Новой Зеландии, лыжный холм Оберстдорф и понтонные мосты Бергсойсундет и Нордхордланд.Также стоит упомянуть самое высокое сооружение в мире, которое было перевезено, то есть газовую платформу Troll, которая была полностью сделана из легкого бетона [8].

К сожалению, легкий бетон до сих пор не применялся при строительстве длиннопролетных бетонных перекрытий после растяжения. Авторам этой статьи потребовалось несколько лет, чтобы спроектировать несколько пост-напряженных бетонных плит с беспрецедентными пролетами и соотношением пролета к глубине [10,11,12]. Для плит был использован бетон нормального веса.Однако многочисленные вычислительные анализы [4,13] показали, что использование легкого бетона может быть более выгодным. Заниженный модуль упругости в таком бетоне компенсируется меньшим весом плиты. Соответствующее предварительное напряжение может позволить бетону получить меньшие окончательные прогибы, чем в случае более тяжелых бетонных плит нормального веса. Это может позволить построить более крупные и тонкие плиты, чем раньше.

Реология бетона имеет большое значение для тонких плит перекрытия из бетона, подвергнутых последующему натяжению, с отношением пролета к глубине более 40.С одной стороны, повышенная усадка и ползучесть бетона приведут к большим потерям предварительного напряжения, а с другой стороны, они вызовут чрезмерное увеличение длительных прогибов. Из-за ограниченного объема исследований, проведенных до сих пор в этой области, и отсутствия достаточно точных стандартных процедур, описывающих эти явления в легком бетоне, авторы провели длительные испытания усадки и ползучести бетона на новой польской спеченной мухе. зольный агрегат Certyd. Целью исследования является первоначальная идентификация реологических характеристик бетона перед его использованием для изготовления длиннопролетных плит перекрытий после натяжения.Для этого были приготовлены две бетонные смеси разного состава. Из смесей были изготовлены девять балок размером 150 × 250 × 1500 мм 3 . Некоторые балки подверглись дополнительному напряжению через 16 дней после бетонирования. Остальные балки были выгружены в качестве свидетелей. Все образцы были помещены в камеру с кондиционером. Предварительное напряжение было снято через 539 дней. Штаммы измеряли на всех образцах в течение 900 дней. Свидетели образцы были использованы для определения усадки бетона.Разница между средней деформацией предварительно напряженных балок и балок-свидетелей позволила исследователям определить развитие ползучести. Снятие предварительного напряжения позволило определить немедленный и отсроченный возврат деформации бетона и величину необратимой деформации.

2. Справочная информация

2.1. Свойства легкого бетона

Бетон на легком заполнителе представляет собой композит с матрицей и заполнителем, которые, в отличие от обычного бетона, имеют аналогичный модуль упругости.Это приводит к более равномерному распределению напряжений в бетонной конструкции и, следовательно, к меньшей вероятности распространения трещин и увеличению долговечности бетона. Еще одним преимуществом конструкций из легкого заполнителя является плотная конструкция зоны контакта матрица-заполнитель и правильная форма зерен в искусственных заполнителях, что отражается в высоких отношениях прочности и плотности. Структура зоны контакта между заполнителем и цементной матрицей, отличная от бетона с каменными заполнителями, вызывает другое поведение легкого бетона под нагрузкой и демонстрирует другой механизм обрушения.Легкий бетон не связан с возникновением трех стадий развития трещин, как в случае с нормальным весом бетона (I — образование устойчивых элементов, II — устойчивое распространение трещины, III — неустойчивое распространение трещины). Для типичных бетонов нормального веса с каменным заполнителем стадия I переходит во II при сжимающих напряжениях, составляющих 30–40% прочности бетона, а стадия II переходит в стадию III при напряжениях около 70–90% прочности. В бетоне из легких заполнителей первое растрескивание под действием нагрузки появляется только при напряжениях 85–90% прочности [14].В [15] установлено, что для бетонов с агрегатом спеченной золы прямолинейный ход зависимости σ – ε простирается до 90% прочности. Высокая упругая энергия, запасенная в результате такого поведения, вызывает быстрое распространение трещин, что необратимо приводит к внезапному разрушению материала.

показывает схему разрушения в нормальном и легком бетоне. а показывает схему разрушения при растяжении, а б показывает разрушение при раскалывании. В бетоне с нормальным весом разрушение обычно происходит в зоне контакта (заполнитель / цементная матрица), которая является самым слабым звеном в бетонной конструкции и, в то же время, наиболее нагруженной.В этой зоне наблюдается концентрация напряжений, вызванная значительной разницей в модулях упругости матрицы и заполнителя. Различные свойства заполнителей и матрицы в обычном бетоне вызывают разрушение, отделяя матрицу от заполнителя. В бетоне с легким заполнителем модули упругости матрицы и заполнителя более схожи, чем в бетоне с нормальным весом. Это свойство приводит к более равномерному распределению напряжений, одновременно уменьшая концентрацию напряжений, в результате чего разрушение происходит в самом слабом элементе конструкции, которым является агрегат.

Схема разрушения легкого и нормального бетона при растяжении ( а, ) и раскалывании ( б, ) [4].

Исследование [16] показало, что в случае легких бетонов на прочность влияют те же свойства, что и в случае бетонов с нормальным весом, то есть соотношение W / C, содержание цемента и возраст бетона. Следовательно, чтобы получить тот же класс с одинаковым объемным составом легкого и нормального бетона, в легком бетоне следует использовать матрицу с более высокой прочностью.

Важным параметром конструкционного бетона является модуль упругости. Из-за природы бетона, который представляет собой смесь заполнителя и матрицы, модуль упругости зависит от модуля обоих компонентов с учетом их объемного вклада и взаимной адгезии. Как и в случае с обычным бетоном, в легком бетоне модуль упругости в значительной степени зависит от заполнителя; однако здесь агрегат является более слабым звеном, что приводит к значительному снижению модуля всего композита.В работе [17] было показано, что в общем случае легкого бетона модуль упругости может быть на 15–60% ниже по сравнению с нормальным весом бетона тех же классов прочности в зависимости от плотности бетона и плотности бетона. агрегат б / у.

Другая структура бетона с легким заполнителем, помимо более низких значений прочностных свойств и повышенной усадки, вызывает другой диапазон ползучести по сравнению с бетоном с нормальным весом. Во многих публикациях указывалось, что бетон с легким конструктивным заполнителем может демонстрировать большую ползучесть, чем бетон с каменным заполнителем сопоставимых классов прочности.В отчете BE 96-3942 / R2 [18] указано, что деформация ползучести может быть на 20–60% выше по сравнению с бетоном с заполнителями нормальной массы. Динамика ползучести легкого бетона с течением времени также больше. Однако это утверждение было основано на более ранних результатах испытаний, проведенных на бетонах с относительно низкой прочностью. Между тем, как известно, чем выше прочность бетона, тем меньше ползучесть. Только конструкционные легкие бетоны меньшей прочности (до 20–30 МПа) могут иметь несколько более высокую ползучесть по сравнению с бетонами нормальной массы.В работе [19] показано, что повышение прочности бетона с легким мелким и толстым заполнителем с 20,7 до 34,5 МПа вызывает снижение ползучести на 20–40%. Легкие и более прочные бетоны, особенно высокопрочные, демонстрируют аналогичную, а иногда и более низкую ползучесть по сравнению с бетоном с заполнителями нормальной массы [20,21,22,23]. Это возможно, потому что ползучесть бетона определяется ползучестью цементного раствора. В легком бетоне матрица обычно отличается большей прочностью по сравнению с матрицей из обычного бетона того же класса.В результате, хотя менее жесткий легкий заполнитель не может подавлять деформацию ползучести цементной матрицы так же эффективно, как обычный заполнитель, ползучесть самой матрицы меньше в легком бетоне.

Термическая обработка положительно влияет на снижение ползучести легкого бетона. В результате обработки под низким давлением ползучесть легкого бетона может быть снижена на 25–45% по сравнению с бетоном, подвергающимся влажной обработке. Использование автоклавирования оказывается еще более эффективным — ползучесть можно снизить даже на 60–80% [19].

2.2. Исследование ползучести и усадки

Усадка бетона из легких заполнителей была предметом многих исследований [23,24,25,26,27], которые показали гораздо более высокую (даже на 50%) усадку таких бетонов по сравнению с бетоном с нормальным весом. аналогичный класс прочности. В отличие от усадки, ползучесть легкого бетона до сих пор была предметом очень немногих исследований. Проблема испытаний на ползучесть усугубляется высокой стоимостью поддержания постоянных напряжений в течение длительного времени в постоянных тепловых и влажностных условиях.Результаты, полученные за короткий период времени, трудно интерпретировать и не позволяют сделать какие-либо выводы о степени окончательной ползучести. На сегодняшний день не существует единых правил, регулирующих методологию испытаний на ползучесть; Таким образом, результаты испытаний, полученные на образцах различных размеров и при разных уровнях напряжения, не показывают четкой картины реологического качества легкого бетона по сравнению с бетоном с нормальным весом. Доступные в литературе испытания на ползучесть легкого заполнителя вместе с наиболее важными параметрами приведены в.

Таблица 1

Список опубликованных испытаний легкого бетона на ползучесть с наиболее важными параметрами.

Research Легкий
Агрегат
Бетон
Прочность
МПа
Возраст нагрузки Номер образца Время нагрузки
дней
Best and Polivka 1959 [28] Печеный сланец 20,7 4 520
34.5 3
Pfeifer 1968 [29] Расширенный доменный шлак 20,7
34,5
7 730
Расширенный сланец, произведенный во вращающейся печи
Расширенный сланец произведено на решетке для спекания
Керамзит произведено на решетке для спекания
Lopez, Kahn and Kurtis 2004 [30] Керамзит 55,0
69.0
16 8 620
Lopez 2005 [31] Предварительно пропитанный расширенный сланец Усадка и ползучесть не разделялись, ползучесть обеспечивается методом DIC
Wendling, Садхасивам и Флойд 2018 [32] Керамзит 28,0 1
28
4 365
Ван, Ли, Цзян, Ван, Сю и Харрис 2020 [33] Керамзит 25.1 ÷ 24,8 28 16 крупногабаритных ж / б балок 20–30 лет
Зола пылевидная спеченная
Лукин, Попов и Лисятников 2020 [34] Керамзит 10 ÷ 60 28 700
Вспученный перлит
Аглопорит

Результаты одного из первых испытаний легкого бетона на ползучесть были опубликованы компаниями Best and Polivka в 1959 году [28].Авторы исследовали бетон с заполнителями из обожженного сланца с 28-дневной прочностью 20,7 и 34,5 МПа. После 520 дней загрузки они обнаружили, что ползучесть легкого бетона такая же или меньше по сравнению с бетоном из гравийного заполнителя такой же прочности.

В исследовании [29] изучалась усадка и ползучесть легкого бетона с различными легкими заполнителями (расширенный доменный шлак, керамзит, полученный во вращающейся печи, керамзит, полученный на решетке для спекания, керамзит, полученный на решетке для спекания) на различных уровнях. песка в бетоне.Легкий заполнитель заменен песком в количестве 0, 33,3, 66,7 и 100%. Испытания проводились на цилиндрических образцах φ150 × 300 мм 2 , нагруженных 730 суток. Было показано, что и усадка, и ползучесть уменьшаются с увеличением содержания песка. Для легких бетонов, содержащих от 0 до 100% песка, был получен коэффициент ползучести от 1,26 до 1,00. Когда легкий заполнитель был полностью заменен песком, коэффициент ползучести был на 30% ниже по сравнению с бетоном с другими пропорциями песка и легкого заполнителя.

Исследования, опубликованные в [30], изучали усадку и ползучесть бетона с использованием спеченного сланцевого заполнителя со средней конечной прочностью 68,5 и 75,4 МПа и плотностью 1875 и 1905 кг / м 3 , соответственно. Всего было испытано 26 образцов из двух бетонов. Нагрузка прикладывалась через 16 и 24 ч после бетонирования до уровня 40 и 60% текущей прочности на сжатие. Определены шестьсот двадцать дневные значения коэффициента усадки и ползучести. На основании проведенных испытаний было установлено, что для более прочной смеси ползучесть через 620 дней ниже и в этом случае возраст на момент нагружения не имеет большого значения.Исследование усадки показало, что для обеих смесей 90% усадки, измеренной через 620 дней, произошло через 260 дней.

В работе [31] представлены испытания на ползучесть и усадку элементов в естественном масштабе (предварительно напряженных бетонных балок) и малых образцов из легкого бетона с прочностью на сжатие более 55,2 МПа. В качестве легкого заполнителя использовали предварительно пропитанный расширенный сланец. За исключением балок естественного масштаба, ползучесть испытывалась на цилиндрических образцах φ100 × 380 мм 2 , φ150 × 300 мм 2 и балках 38 × 38 × 125 мм 3 .Образцы подвергались постоянной нагрузке через 24 часа и 28 дней созревания бетона; кроме того, измерения деформаций, вызванных ползучестью, проводились в течение 120 дней. Было замечено, что ползучесть увеличивается с уменьшением размера образца. Авторы также отметили меньшую ползучесть легкого бетона по сравнению с обычным бетоном. Этот эффект был оправдан наличием абсорбированной воды в образцах легкого бетона из-за использования предварительно смоченного заполнителя. Однако следует подчеркнуть, что в представленных исследованиях деформации усадки и ползучести не разделялись.Все выводы относительно ползучести основаны на анализе, выполненном DIC (Digital Image Correlation Technique).

Результаты более поздних исследований ползучести самоуплотняющегося бетона из легкого заполнителя были опубликованы в 2018 г. в [32]. Был испытан бетон, изготовленный из заполнителя из спеченного глинистого сланца. Однако полученный бетон был тяжелее, чем обычно для этого типа заполнителя. Плотность в сухом состоянии составила 1999 кг / м 3 3 . Были испытаны семь цилиндрических образцов диаметром 100 мм и высотой 1245 мм.При этом усадка измерялась на четырех цилиндрических образцах для испытаний φ100 × 200 мм 2 . Первая серия (четыре цилиндра) была нагружена через один день напряжением 14,8 МПа (что составляет 40 и 50% прочности на сжатие через один день). Вторая серия была нагружена через 28 дней напряжениями 19,3 МПа, что составило 40% прочности на сжатие. Наблюдения проводились в течение одного года. Одновременные испытания проводились на легком и нормальном бетоне.Было замечено, что коэффициент ползучести легкого бетона немного ниже, чем у обычного бетона, при времени нагрузки в один день; однако интенсивность его развития в первые дни нагружения выше у легкого бетона. Для нагрузки, приложенной через 28 дней для легкого бетона, был получен больший коэффициент ползучести, чем для бетона с нормальным весом.

Результаты уникальных исследований ползучести опубликованы в 2020 г. в статье [33]. Авторы работы за 30 лет испытали 16 железобетонных и предварительно напряженных легкобетонных балок при длительной нагрузке.Использован бетон плотностью 1800 кг / м 3 . Использовались два вида легких заполнителей: керамзит и спеченная пылевидная зола. Балки имели пролет 3,00 м, различное поперечное сечение (T, перевернутый T, прямоугольный) с высотой 240 мм, изменяемое отношение обычного и предварительного напряжения армирования, а также различную прочность бетона на сжатие (25,1–42,3 МПа). Представленные результаты трудно сравнить с результатами других исследований по ползучести. Авторы обнаружили, что большинство эффектов ползучести накапливаются в течение первого года, сильные эффекты ползучести сохраняются в течение первых 5 лет, а заметное постепенное смещение ползучести существует через 20 и 30 лет испытаний.

В 2020 году были опубликованы и другие, но гораздо более бедные и плохо документированные исследования [34]. Авторы исследовали бетонные призмы размером 150 × 150 × 600 мм 3 и 50 × 150 × 450 мм 3 из легкого бетона с керамзитом, вспученным перлитом и аглопоритом. Прочность бетона на сжатие (кубическая) составляла от 10 до 60 МПа. Авторы сообщили о деформации бетона через два года, однако не сделали каких-либо существенных выводов. Результаты были представлены таким образом, что их было сложно анализировать и сравнивать с другими.

2.3. Research Gap

Как упоминалось ранее, ползучесть бетона с легким заполнителем до сих пор была предметом немногих исследований. Ползучесть — важное свойство бетона для предварительно напряженных конструкций. Несколько проведенных исследований в основном включали искусственные агрегаты, полученные из природных ресурсов (сланцы, глины, перлит или аглопорит). Существует мало исследований по бетону с заполнителями, полученными из отходов. В связи с высоким спросом на природный заполнитель в начале 21 века, Польская ассоциация производителей заполнителей прогнозирует, что в следующие 10 лет больше не будет песка и гравия, а в следующие 50 лет возникнет нехватка заполнителей щебня. .Между тем, наличие в Польше большого количества отходов в виде золы от производства электроэнергии, получаемой при сжигании каменного угля, говорит в пользу производства искусственного заполнителя. Новизна представленного исследования по сравнению с предыдущими исследованиями заключается в использовании нового польского искусственного заполнителя с гораздо лучшими механическими свойствами, чем заполнители, использованные ранее, поэтому можно предположить, что испытанный бетон характеризуется улучшенными реологическими свойствами.Отсюда можно сделать вывод, что использование искусственных агрегатов положительно скажется на рациональном использовании природных ресурсов.

3. Материалы и методы

3.1. Легкий заполнитель

Несколько проведенных до сих пор испытаний на ползучесть, о которых сообщается в Разделе 2, касались бетонов с различными типами искусственных заполнителей. В большинстве случаев они были сделаны из природных ресурсов. Это были вспученные сланцы, полученные во вращающейся печи или решетке для спекания [28,29,30,31,32], вспученный перлит или аглопорит [34].В некоторых случаях это были отходы, такие как расширенный доменный шлак [29] или спеченная пылевидная топливная зола [33].

Это исследование было начато, когда в 2015 году в Польше было запущено производство нового искусственного заполнителя Certyd. Он производится из спеченной летучей золы. Агрегат Certyd производится из золы теплоэлектростанций, откладываемой на отвалы, которые образуются при сжигании каменного угля. Это зола уноса электрофильтров и золошлаковые смеси мокрого выноса печных отходов.Агрегат получают путем спекания золы при температуре 1200 ° C. Процесс происходит без использования внешнего топлива, с использованием тепла от процесса сгорания углеродных остатков в золе. В начале процесса запуска требуется лишь небольшое количество энергии. Легкий заполнитель в виде правильных сферических гранул или дробленых зерен различной фракции получается из остатков после сжигания каменного угля (). Основные параметры агрегата Certyd приведены в [35].

Искусственный заполнитель Certyd — дифференциация фракции и формы (линейка в мм).

Таблица 2

Значения основных параметров агрегата Certyd, основанные на [35].

Элемент Код Фракция
0/2 2/4 4/8 8/16
Насыпная плотность, кг / м 3 PN-EN 1097-3 930–990 600–630 650–750 740–750
Плотность зерна, кг / м 3 PN-EN 1097-6 1350–1430 1350–1430
Водопоглощение через 12 ч,% PN-EN 1097-6 17 16
Раздавливание сопротивление, МПа PN-EN 13055-1 6–10 6–8
Морозостойкость,% NP-EN 13055-1 ≤1 ≤1

3.2. Бетонные смеси

Были приготовлены две бетонные смеси с сухой плотностью 1810 и 1820 кг / м 3 . Использовали цемент ЦЕМ И 42,5 Н. Количества отдельных компонентов для смесей С-1 и С-2 приведены в. Разница в двух смесях заключалась в основном в содержании воды и соотношении W / C. Смесь С-1 содержала 164 л воды на кубический метр, а смесь С-2 содержала 209 л.

Таблица 3

Состав приготовленных бетонных смесей.

Компонент C-1 C-2
кг / м 3 кг / м 3
Цемент CEM I 42.5 Н 409 419
Агрегат Certyd (4–12 мм) 775 802
Песок 682 703
Вода 164 209
Добавки BV 18 3,7 3,8
SKY 686 3,7 3,8
Вес влажной смеси 2039 2142
Плотность бетона 1810 1820
Вт / ц 0.41 0,51

3,3. Испытание прочностных свойств бетона

В рамках данной работы были проверены прочностные характеристики двух типов бетона, С-1 и С-2. Средняя прочность на сжатие, модуль упругости, модуль разрыва, осевая прочность на растяжение и прочность на раскалывание были проверены через 7, 14 и 28 дней. Каждое из прочностных свойств проверено на трех образцах. Наконец, мы подготовили девять цилиндрических образцов φ150 × 300 мм 2 для испытаний на прочность на сжатие, девять цилиндрических образцов φ150 × 300 мм 2 для испытания модуля упругости, девять цилиндрических образцов φ150 × 300 мм 2 для испытаний на осевое растяжение , девять балок 150 × 150 × 600 мм 3 для испытания модуля упругости на разрыв и девять кубов 150 мм для испытания на прочность на раскалывание.Образцы вынимали из формы и помещали в воду, а затем вынимали из нее непосредственно перед испытанием.

3.4. Испытание на ползучесть и усадку

Девять балок с размерами 150 × 250 × 1000 мм 3 () были изготовлены для испытания на усадку и ползучесть (пять из смеси C-1 и четыре из смеси C-2). Некоторые из них были загружены, а некоторые остались незагруженными. Нагрузка была приложена к предварительному напряжению сухожилий. В каждой нагруженной балке использовались две стальные пряди диаметром 15,2 мм.Использовалась специальная нескользящая система резьбовых анкеров. Кольцевые динамометры были установлены под креплениями для постоянного контроля значений силы в сухожилиях. Две балки из каждой смеси были предварительно напряжены после 16 дней созревания бетона (). Значения напряжений в отдельных балках сразу после анкеровки прядей приведены в. Начальные напряжения в балках составляли от 9,0 до 11,0 МПа. Оставшиеся балки (две из смеси C-1 и три из смеси C-2) были выгружены и использованы для контроля деформации, которая возникла исключительно в результате усадки.Деформации ползучести определялись путем вычитания деформации ненагруженных балок из деформации нагруженных балок.

Образцы для испытаний на усадку и ползучесть, схема предварительного напряжения и измерительные базы (размеры в мм).

Таблица 4

Значения начальных сжимающих напряжений в образцах.

Бетон Образец Начальное напряжение, МПа
C-1 C-1/1 9,7
C-1/2 11.0
C-1/3
C-1/4
C-2 C-2/1 9.0
C-2 / 2 9,9
C-2/3
C-2/4
C-2/5

Два измерения длиной 200 мм На обеих поверхностях каждой балки были установлены основания для измерения деформации с помощью механического экстензометра DEMEC.Все балки (уже на вторые сутки после бетонирования) были размещены на стальном каркасе в кондиционируемой камере ().

Образцы для испытаний на усадку и ползучесть стального каркаса ( a ) и камеры с кондиционированием воздуха ( b ).

4. Результаты и обсуждение

4.1. Прочность и модуль упругости бетона

Подготовленные образцы (цилиндры, кубы, балки) были использованы для проверки прочностных характеристик бетона после 7, 14 и 28 дней созревания бетона.Каждый признак определялся на трех образцах. Средняя прочность на сжатие и модуль упругости бетона определялись на цилиндрах φ150 × 300 мм 2 . Несмотря на различное содержание воды и соотношение W / C (0,41 и 0,51), аналогичные значения средней прочности на сжатие были получены через 28 дней (а), то есть 56,9 МПа для С-1 и 58,4 МПа для С-2. Еще более низкая прочность на сжатие была достигнута при более низком W / C. Это объясняется недостаточным количеством воды, необходимой для полной гидратации цемента, который был поглощен заполнителем с водопоглощением около 20%.В случае обеих смесей полученная прочность на сжатие (с небольшим недостатком в случае смеси C-1) удовлетворяла предварительным условиям класса LC50 / 55 согласно [36] ().

Развитие механических свойств во времени: ( a ) прочность на сжатие, ( b ) модуль упругости, ( c ) модуль упругости при разрыве, ( d ) осевое сопротивление растяжению и ( e ) прочность на раскалывание.

Таблица 5

Значения механических свойств бетона для класса LC50 / 55 согласно [36] и результатам испытаний.

Элемент Устройство Требуется Результаты испытаний
C-1 C-2
f lcm МПа 58 56,9 58,4
E л / см ГПа 25,3 22,1 22,4
f lctm МПа 3.67 3,86 3,48

В случае модуля упругости для обеих смесей были получены близкие, но низкие значения (б), т.е. 22,1 и 22,4 ГПа. Это, соответственно, 12,6 и 10,3% от значения, требуемого для бетона класса LC50 / 55, рассчитанного для плотности 1810 кг / м 3 . Однако при сравнении с нормальным бетоном соответствующего класса прочности (C50 / 60) полученные значения ниже на 40,3 и 39,5% соответственно ( E см = 37 ГПа).

Прочность на растяжение в осевом направлении, полученная в ходе испытаний (d), составляет 3,86 и 3,48 МПа, соответственно, 1,05 и 0,95 от значения, требуемого для класса LC50 / 55 ().

4.2. Кондиционер

Балки, использованные для испытаний на усадку и ползучесть, были помещены в камеру с кондиционированием воздуха и выдержаны там в течение 900 дней. Были запрограммированы постоянная температура 20 ° C и влажность 50%. За исключением первого дня после извлечения из формы, зарегистрированные значения температуры в камере находились в диапазоне от 18 до 23.7 ° C, влажность от 45 до 54% ​​().

Температура и влажность воздуха в климатической камере.

4.3. Деформации загруженных и разгруженных образцов

показывает ход записанных деформаций во всех девяти пучках. Значение деформации для каждой балки — это среднее значение четырех баз измерения (). а показывает деформации нагруженных балок, а б — ненагруженных балок. Через 555 дней после бетонирования (539 дней после загрузки) нагрузка была снята.

Деформация загруженных ( a ) и ненагруженных ( b ) образцов.

показывает средние деформации балок для бетонов C-1 и C-2, загруженных и разгруженных. Через 844 дней деформации усадки для ненагруженных балок составили 385 и 514 με для бетонов C-1 и C-2 соответственно. Разницу в зарегистрированной усадке на 33% можно объяснить разным содержанием воды в смеси (164 и 209 л / м 3 ). Непосредственная деформация под нагрузкой составила: для бетона C-1: 473 — 126 = 347, для бетона C-2: 525 — 119 = 406 με, а восстановление деформации при снятии нагрузки составило 865 — 610 = 265 и 1122 — 764 = 358 мкс.Таким образом, немедленное восстановление деформации составило 76% для бетона C-1 и 88% для бетона C-2. Следовательно, меньшее содержание воды в бетоне означает меньшее восстановление деформации при разгрузке.

Средние деформации нагруженных и ненагруженных образцов, а также усадка по стандарту [36] для бетона классов LC50 / 55 и C50 / 60.

также содержит диаграмму усадки, определенную согласно стандарту [36] для бетона классов LC50 / 55 и C50 / 60. Зарегистрированные значения усадки ниже стандартных значений, определенных для обоих классов бетона, особенно для бетона С-1 с меньшим содержанием воды.

суммирует измеренную усадку с другими исследованиями на различных легких заполнителях, о которых сообщается в разделе 2.2. Видно, что это самые продолжительные из представленных исследований усадки легкого заполнителя бетона. Как правило, в период, когда возможно сравнение, анализируемый бетон показал более низкую усадку, чем ранее испытанные бетоны с искусственным заполнителем. Только бетон C-1 показал большую усадку за первые 500 дней по сравнению с бетоном, испытанным Best и Polivka [28], сделанным из обожженного сланца.В случае других представленных исследований усадка анализируемого бетона ниже.

Измеренная деформация усадки по сравнению с результатами других исследований.

4.4. Деформации под нагрузкой

В связи с тем, что нагруженные балки содержали деформации, вызванные как усадкой, так и нагрузкой, а усадка бетона не зависела от нагрузки, разница в средних деформациях нагруженных и ненагруженных балок позволила изолировать только деформации, вызванные нагрузкой.Развитие этих деформаций с течением времени для обоих протестированных бетонов показано на рис.

Деформация ползучести (разница между деформациями нагруженных и ненагруженных образцов).

В целом деформация бетона с течением времени под действием нагрузки делится на: мгновенную и зависящую от времени, а также восстанавливаемую и восстанавливаемую. Существует четыре вида деформации: упругая (мгновенная и восстанавливаемая деформация), пластическая (мгновенная безвозвратная деформация), запаздывающая упругая (временная восстанавливаемая деформация) и вязкая (временная необратимая деформация).Упругая деформация обычно связана с полностью восстанавливаемой энергией, запасенной в кристалле или молекулах. Пластическая деформация возникает, когда скольжение в плоскости максимальных касательных напряжений изменяет положение кристаллов, молекул или атомов. Скольжение в плоскости максимальных напряжений не вызывает изменения объема и не зависит от времени. Отсроченная эластичность обычно является следствием отсутствия порядка в микроструктуре, при загрузке микроструктура медленно восстанавливается. Энергия не рассеивается, а накапливается, поэтому ее можно полностью восстановить.Наконец, вязкая деформация описывает поведение жидкости и проявляется только при длительной нагрузке. Скорость деформации пропорциональна приложенным напряжениям, и при снятии нагрузки восстановление не происходит. Считается, что две последние формы деформации вызывают ползучесть бетона.

На основании представленных значений деформаций были выделены четыре компонента деформации, описанные выше (). Мгновенная деформация была разделена на упругую (восстанавливаемую) и пластическую (невозвратную) части. Запаздывающая деформация была разделена на замедленную упругую (восстанавливаемая во времени) и вязкая (необратимая во времени) части.Полученные значения вместе с их расчетами приведены в.

Деформации бетона под нагрузкой в ​​10 −6 (четыре компонента были разделены: упругая, пластическая, запаздывающая упругость и вязкая деформация).

Видно, что чем выше содержание воды в бетоне (C-2), тем более эластичным и менее пластичным будет поведение бетона. Более высокое содержание воды также приводит к более вязкому поведению бетона. Это полностью оправдано, поскольку вязкая деформация описывает поведение жидкости.

Сумма пластической и вязкой деформаций указывает на остаточную деформацию. Значения остаточной деформации адекватны 173 и 185 με (). Видно, что содержание воды мало влияет на остаточную деформацию. Однако заметен высокий уровень остаточной деформации по сравнению с мгновенной деформацией. Он составляет 53,7% для бетона С-1 и 50,7% для С-2. Это связано с высокими значениями вязких деформаций, что свидетельствует о высоковязком поведении испытанного бетона.

4.5. Коэффициент ползучести

показывает изменение коэффициента ползучести, определяемого как отношение отсроченной деформации к немедленной деформации.Окончательный коэффициент ползучести (после 539 дней приложения нагрузки) составил 0,610 и 0,537. На этой же диаграмме также показаны коэффициенты ползучести, определенные согласно стандарту [36] для бетона LC50 / 55 и C50 / 60 (сплошная зеленая и пунктирная линии). Полученные значения составили 1,09 для легкого бетона и 1,59 для бетона с нормальным весом. Легко заметить, что измеренные значения коэффициента ползучести намного ниже, чем определенные по стандарту. Значения экспериментальных исследований — 56.0 и 49,3% от расчетного значения. Относительно измеренных значений к значениям для обычного бетона они составляют 38,4 и 33,8% соответственно. Полученные значения указывают на очень низкую ползучесть испытуемого бетона, намного меньшую, чем предусмотрено стандартной методикой.

Изменение коэффициента ползучести во времени (измерено, рассчитано по Еврокоду 2 и взято из зарубежных исследований).

На этом же рисунке измеренный коэффициент ползучести сравнивается с результатами других представленных испытаний бетона с легкими заполнителями, в которых результаты были представлены достаточно для сравнения.Измеренный коэффициент ползучести для бетона с агломерированной летучей золой значительно ниже по сравнению с результатами всех других представленных испытаний.

4.6. Потери предварительного напряжения

Стальные арматуры с низкой релаксацией диаметром 15,5 мм использовались для создания напряжений в нагруженных образцах. Прочность стали составляла f pk = 1860 МПа, а площадь поперечного сечения стренги составляла 150 мм 2 . показывает изменение силы в предварительно напряженных сухожилиях с течением времени.Значение начальной силы (после анкеровки) составляло от 168,9 до 206,5 кН, а среднее значение составляло 186,1 кН. Это соответствует средним напряжениям в стали, равным 1241 МПа. Это 0,67 f pk . Большой разброс силы обусловлен малой длиной элементов (1000 мм) и, следовательно, основным влиянием анкеровки на изменение силы. Несмотря на то, что использовалась специальная нескользящая система резьбовых анкеров, короткие элементы чувствительны к неточностям анкеровки.Среднее значение силы после 539 дней предварительного напряжения составило 161,9 кН, а средняя потеря составила 13,0%. Максимальное снижение усилия (для балки С-2/1) составило 16,2%. Можно заметить разницу в потерях между балками из бетона С-1 и С-2. Для балок из первой смеси зафиксированы потери 11,5 и 10,9%, для балок из второй смеси — 16,2 и 13,7%. Это различие можно объяснить более высокой усадкой в ​​случае бетона C-1, вызванной большим количеством воды () и более высокой деформацией ползучести ().

Изменение силы предварительного напряжения арматуры с течением времени.

Обычно считается, что реологические потери предварительного напряжения не превышают 10%, и это считается приемлемым. Однако значение 13% (или даже 16%) не является дискриминационным по отношению к использованию бетона для предварительного напряжения и также может считаться приемлемым. Следует подчеркнуть, что эти результаты были получены на мелкомасштабных элементах. В случае элементов большего размера предварительное напряжение может быть меньше (ползучесть увеличивается с уменьшением размера элемента [31]).

4.7. Ограничения исследования

Авторы представленного исследования хотят отметить, что деформация ползучести и коэффициент ползучести определялись при уменьшении нагрузки (уменьшении усилия предварительного напряжения). По этой причине авторы оценивают погрешность обозначения деформаций и коэффициента ползучести примерно в 10%. Это ошибка, которая позволяет сравнивать полученные результаты с другими, полученными в различных условиях испытаний.

4.8. Прибыль от исследований

Полученные результаты исследования реологических свойств бетона с заполнителем Certyd показали низкую усадку и ползучесть в таком бетоне.Исследование показало лучшее качество агрегата по сравнению с другими искусственными агрегатами, проанализированными в других исследованиях. Полученная информация может быть дополнением к немногочисленной глобальной базе данных результатов в области ползучести легкого бетона с искусственными заполнителями. Они также могут быть возможностью популяризировать эту совокупность.

Исследования подтвердили хорошее качество заполнителя для бетона, изготовленного из отходов. Он имеет большое местное значение. Это важно из-за сокращающихся запасов природных заполнителей и больших запасов золы в Польше, которые остаются после производства энергии от сжигания угля.

Наиболее важные преимущества авторы видят в возможности использования данного заполнителя для предварительно напряженного бетона. Меньший вес бетона может уменьшить поперечное сечение и увеличить пролёт элементов [4,13]. В случае предварительно натянутых сборных элементов меньший вес может снизить транспортные расходы.

5. Выводы

В статье представлены результаты испытаний потерь на усадку, ползучесть и предварительное напряжение в легком заполненном бетоне с искусственным заполнителем, полученным спеканием летучей золы.Ползучесть была испытана под нагрузкой в ​​течение 539 дней, а усадка — в течение 900 дней. На основании полученных результатов установлено, что:

  • Полученный бетон показал меньшую усадку, чем полученная при расчетах в соответствии с Еврокодом 2 [36], для предполагаемых параметров смеси и условий испытаний, а также чем полученная в результате зарубежных исследований бетонов с другими искусственными легковесами. агрегаты;

  • Исследуемый бетон показал очень низкий коэффициент ползучести в рассматриваемый период.Значение коэффициента ползучести составило 0,610 и 0,537, что составляет 56,0 и 49,3% от значения, определенного из стандарта [36]. Это также намного меньше, чем получено в результате зарубежных исследований бетонов с другими легкими искусственными заполнителями. Скорость ползучести очень высока, 95% ползучести, зарегистрированной через 539 дней, уже произошло в первые 200 дней;

  • Бетон показал отчетливые вязкие свойства и высокую остаточную деформацию;

  • Предварительные потери за анализируемый период составили в среднем 13.0% (максимум 16,2%), что является приемлемым значением и не дискриминирует бетон, используемый для предварительного напряжения.

Обобщая полученные результаты испытаний, было установлено, что испытанный легкий бетон с агломерированной золой-уносом Certyd хорошо подходит для конструкций из предварительно напряженного бетона. Низкая ползучесть гарантирует низкие приращения прогиба с течением времени. Хотя этот бетон характеризуется более низким модулем упругости по сравнению с бетоном с нормальным весом (значения, полученные через 28 дней, составили 22.1 и 22,4 ГПа), несколько расчетных анализов [4,12,13] и испытания на месте [12,37] показали, что при правильном предварительном напряжении пониженный модуль упругости не вызывает проблем и не приводит к увеличению прогибы.

Вклад авторов

Концептуализация, R.S.S .; методология, R.S.S .; программное обеспечение, R.S.S .; проверка, R.S.S. и B.Ł .; формальный анализ, R.S.S. и B.Ł .; расследование, R.S.S. и B.Ł .; ресурсы, R.S.S. и B.Ł .; курирование данных, R.S.S. и B.Ł .; письмо — подготовка оригинального черновика, Р.S.S. and B.Ł .; написание — просмотр и редактирование, R.S.S. и B.Ł .; визуализация, R.S.S. и B.Ł .; надзор, R.S.S .; администрирование проекта, R.S.S .; привлечение финансирования, R.S.S. Оба автора прочитали опубликованную версию рукописи и согласились с ней.

Легкий керамзит в качестве строительного материала — Обзор

https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.03.009Получить права и содержание

Основные моменты

LECA уменьшила плотность, усадку и механические свойства прочность, но повышенная удобоукладываемость.

LECA уменьшил проникновение хлоридов, но повысил тепло- и звукоизоляцию.

LECA повысила огнестойкость, но снизила сопротивление замерзанию / оттаиванию.

LECA можно использовать в геополимерах.

Для улучшения особых свойств среды LECA могут быть добавлены различные материалы.

Реферат

LECA — это сокращение от легкого керамзитового заполнителя.LECA производится из специальной пластичной глины без извести или с очень небольшим содержанием извести. Глина сушится, нагревается и обжигается во вращающихся печах при температуре 1100–1300 ° C. LECA — это пористый керамический продукт с однородной структурой пор, почти картофельной или круглой формы за счет кругового движения печи. Обилие небольших заполненных воздухом полостей в LECA придает ему легкость, тепловую и звукоизоляцию. В этой статье были кратко описаны более ранние исследования, посвященные использованию LECA в составе строительных материалов в традиционных вяжущих материалах, а также в неорганических полимерах (геополимерах).Кроме того, были проинформированы и представлены различные материалы, которые были добавлены для изменения некоторых свойств бетона и раствора LECA. Основные выводы этого обзора заключаются в том, что включение LECA в матрицу повысило ее удобоукладываемость, уменьшило плотность, уменьшило механическую прочность, уменьшило сопротивление замораживанию / оттаиванию, увеличило водопоглощение, уменьшило сопротивление проникновению хлоридов, но увеличило теплоизоляцию и огнестойкость.

Ключевые слова

LECA

Легкий

Изоляция

Свежие и затвердевшие свойства

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Полный текст

© 2018 Elsevier Ltd.Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Экспериментальное исследование автогенной усадки и усадки легкого заполнителя, армированного стальной фиброй

Легкий бетон, армированный стальной фиброй (SFRLAC), имеет множество преимуществ, применяемых в строительстве. В этой статье были измерены автогенная усадка и усадка при высыхании SFRLAC в течение 270 дней с учетом влияния типов крупных и мелких заполнителей с изменениями соотношения воды и связующего вещества и объемной доли стальной фибры, соответственно.Свойства удобоукладываемости смеси, кажущейся плотности и прочности на сжатие SFRLAC также были описаны и обсуждены в связи с вышеуказанными факторами. Результаты испытаний показывают, что развитие автогенной усадки и усадки при высыхании SFRLAC было быстрым в течение 28 дней и, как правило, устойчивым после 90 дней. Развитие автогенной усадки SFRLAC снижается с увеличением отношения воды к связующему и использованием расширенного сланца с более высокой прочностью и хорошим водопоглощением, особенно в раннем возрасте в течение 28 дней; более поздняя усадка при высыхании была уменьшена, а развитие усадки при высыхании замедлилось с очевидным увеличением объемной доли стальной фибры; искусственный песок приводил к меньшей автогенной усадке, но большей усадке при высыхании, чем мелкий легкий заполнитель в SFRLAC.Проанализированы закономерности автогенной усадки и усадки при высыхании SFRLAC, выраженные серией гипербол.

1. Введение

Усадка — обычное явление для бетона, которое может вызвать растягивающее напряжение, когда усадка сдерживается, и может привести к растрескиванию и, в конечном итоге, к снижению срока службы и долговечности бетонных конструкций [1]. С развитием длиннопролетных, крупногабаритных и высотных зданий все большее значение приобретает конструкция, учитывающая влияние усадки бетона [2].В зависимости от механизмов формования усадку можно разделить на автогенную усадку и усадку при высыхании. Поскольку объем продуктов гидратации цемента меньше суммы объемов воды и вяжущих, в затвердевшем цементном тесте образуются поры и капилляры. Автогенная усадка происходит из-за самовысыхания пор и капилляров в результате непрерывной гидратации связующих материалов после первоначального схватывания. Усадка при высыхании происходит в основном из-за свободной воды, испаряемой из пор и капилляров вблизи поверхностей элементов в окружающий воздух.Основными факторами, влияющими на усадку при высыхании, являются прочность бетона, тип цемента, геометрия, условия твердения и начальный возраст [1–4], а также некоторые свойства бетонной смеси, такие как дозировка цемента, процент мелкого заполнителя, содержание воздуха и осадка [1 , 3, 4]. Вышеперечисленные свойства бетонной смеси также являются основными факторами, влияющими на автогенную усадку бетона, которая определяет композитную микроструктуру цементного теста в бетоне. Между тем, крупный заполнитель — это кость бетона, которая в разной степени ограничивает усадку бетона в зависимости от типа, классификации, максимального размера, процентного содержания мелкого заполнителя и объемной доли заполнителя в бетоне [5].

Ввиду заметной усадки бетона нормальной массы (NWC), особенно высокопрочного бетона, внутреннее отверждение, обеспечиваемое частичной заменой заполнителя нормальной массы (NWA) на легкий заполнитель (LWA), было разработано в качестве эффективного методика уменьшения усадки в последние годы [6–15]. В этом методе использование предварительно увлажненных LWA в качестве внутренних источников воды в бетоне является ключевым моментом исследования, поскольку ненасыщенные LWA могут приводить к противоположному эффекту из-за поглощения воды из пор матрицы в поры заполнителя [7–11].Насыщенные LWA могут абсорбировать значительное количество воды перед смешиванием и постепенно высвобождать воду во время твердения бетона. Выпущенная вода будет способствовать восстановлению части воды, которая была потеряна из-за внутреннего самовысыхания или внешнего высыхания бетона. Однако эффективность внутреннего отверждения с помощью LWA зависит не только от их водопоглощения, но и от их характеристик десорбции, поскольку не все виды LWA могут выделять достаточное количество поглощенной воды во время затвердевания бетона, хотя большинство из них способны поглощать значительное количество воды из-за их высокой пористости.Обычно характеристики десорбции зависят от микроструктуры пор [13], открытой пористости поверхности и размера частиц [14]; крупная пористая структура с высокой долей хорошо связанных между собой пор приводит к лучшему десорбционному поведению при внутреннем отверждении [15]. Между тем способность LWA к внутреннему отверждению снижается с уменьшением водно-связующего и повышением прочности бетона [16–18].

Теоретически, если грубый NWA был полностью заменен грубым LWA, NWC станет легким заполнителем бетона (LAC).Как и в большинстве случаев, структурный LAC изготавливается из LWA в качестве крупного заполнителя и песка с нормальным весом (природный речной песок или промышленный песок) в качестве мелкого заполнителя [19]. Следовательно, внутреннее отверждение LAC насыщенными LWA должно быть развито наилучшим образом; разница усадки LAC и NWC должна в основном зависеть от разницы свойств крупных заполнителей. Как сообщалось [20, 21], при той же прочности LAC с более высоким содержанием влаги LWA имеет меньшую усадку в раннем возрасте, но, наконец, больше, чем NWC; однако усадка LAC с более низким содержанием влаги LWA всегда больше, чем у NWC.Когда часть LWA с более низким водопоглощением была заменена дробленым известняком, усадка LAC могла быть уменьшена. Это связано с тем, что при той же прочности LAC имеет больший объем цементного теста, а модуль упругости LWA ниже, чем у NWA. Однако с различными параметрами состава, такими как типы LWA (искусственный заполнитель на основе летучей золы, спекаемый керамзит, заполнитель пемзы или скорлупа масличной пальмы), количество и тип связующего, соотношение воды и связующего, минеральная примесь (микрокремнезем , летучая зола) и метод начального предварительного смачивания для LWA, усадка LAC может быть меньше или больше, чем у NWC [22–27].Как правило, усадка LAC уменьшается за счет жесткого LWA с более высоким модулем упругости в предварительно увлажненном водонасыщенном состоянии и с большим объемом LWA в том же объеме пасты [24–26]. И, что наиболее важно, в современных стандартных методах усадка LAC обычно оценивается по выражениям, определенным для NWC, и всегда получает более высокое значение, чем те, которые измеряются на практике [24, 28]. Для правильного прогнозирования усадки следует учитывать особые характеристики LAC.

С применением армированного волокном LAC в проектировании конструкций также изучалось влияние стальных волокон или гибридных волокон на усадку LAC. Среди них LACs были изготовлены с использованием холодносвязанного заполнителя летучей золы [29], спеченного заполнителя летучей золы [30] и заполнителя керамзита [31–33] в качестве крупного заполнителя и речного песка в качестве мелкого заполнителя. Как правило, уменьшение LAC не сильно менялось в раннем возрасте; однако позже он в некоторой степени уменьшился. Волокна (углеродное волокно, стальное волокно и полипропиленовое волокно) в LAC не могут изменить характер усадки основного LAC под влиянием LWA и отношения воды к связующему; их действие в основном заключается в ограничении усадки при высыхании.Поскольку тип и содержание волокон являются новыми параметрами, влияющими на усадку LAC, исследования становятся сложными и должны проводиться всесторонне с изменением других параметров.

Ввиду широкого применения агломерированного вспученного сланца в качестве LWA [20, 21] и неумолимой тенденции замены природного песка промышленным песком [5, 34], в данной статье основное внимание уделяется автогенной усадке и усадке при высыхании SFRLAC ( LAC, армированный стальной фиброй) с заменой вспученного сланца и мелкого заполнителя.Отношение воды к связующему и объемная доля стальной фибры учитываются для изучения их влияния на автогенную усадку и усадку при высыхании, соответственно. Между тем, также указаны удобоукладываемость смеси, кажущаяся плотность и прочность на сжатие. Целью данного исследования является количественная оценка влияния заполнителей, соотношения воды и связующего вещества и объемной доли на усадку SFRLAC и, наконец, предоставление справочного материала для практического анализа конструкции конструкции.

2.Эксперимент
2.1. Сырье

Цемент: марка П.О. 52.5 обыкновенный силикатный цемент, произведенный в соответствии со стандартами Китая [35]; Физические и механические свойства перечислены в Таблице 1. Добавка: зола-унос класса II с физическими свойствами, перечисленными в Таблице 2. Крупный заполнитель: два вида керамзита из агломерированного вспученного сланца в непрерывной градации с максимальным размером 20 мм. Их просеивали по принципу максимальной плотности. Физико-механические свойства перечислены в таблице 3.Мелкозернистый заполнитель: легкий песок мелкозернистого спекшегося вспученного сланца и технологический песок сплошной градации размером 1,6–5 мм. Физические свойства перечислены в таблице 4. Стальная фибра: фрезерованная, длина 36 мм, эквивалентный диаметр 1,35 мм, соотношение сторон 27,1. Водоредуктор: суперпластификатор на основе поликарбоновой кислоты со степенью водоредуцирования 19%. Вода: водопроводная вода.


Класс прочности Потребность в воде нормальной консистенции (%) Время схватывания (мин) Прочность на сжатие (МПа) Прочность на разрыв (МПа)
Начальная Final 3 дня 28 дней 3 дня 28 дней

52.5 27,4 150 255 33,6 51,7 6,8 9,2


) (%)

Коэффициент водопотребления (%) Кажущаяся плотность (кг / м 3 ) Содержание воды (%)

26,4 104.2 2049 0,4


Идентификатор Кажущаяся плотность (кг / м 3 ) Объемная плотность (кг / м 3 ) 3 ) Водопоглощение за 1 час (%) Содержание грязи (%) Прочность на сжатие цилиндра (МПа)

H 1444 888 7.65 0,7 8,3
N 1307 816 8,50 0,9 7,3

Марка (мм) Модуль дисперсности Кажущаяся плотность (кг / м 3 ) Насыпная плотность (кг / м 3 ) Водопоглощение за 1 час (%) Содержание грязи (%) Каменный порошок (%)

L 0.16 ~ 5 3,60 1350 850 9,02 0,11
M 0,16 ~ 5 2,82 2730 2320 0,70 2,9

Водопоглощение легких заполнителей было измерено в соответствии со стандартом Китая GB / T 17431.2 [36]; результаты показаны на Рисунке 1.


2.2. Параметры испытаний и пропорция смеси бетона

Параметры испытаний в этом исследовании учитывались как объемная доля стальной фибры (), отношение воды к связующему (), два вида грубого легкого заполнителя, а также мелкого легкого заполнителя и технологического песка. [37, 38]. Их комбинации для испытания на автогенную усадку и усадку при высыхании перечислены в Таблице 5, где двойные буквы номера смеси являются идентификаторами вспученного сланца и песка; следующие цифры представляют и.

30 / 0,4

Номер смеси (%) Вода для смешивания (кг / м 3 ) Керамзит (кг / м 3 ) Песок (кг / м 3 ) Испытание на усадку
N H L M Автогенный Сухой

NL0.30 / 0.8 0.30 .8 134,8 482,5 0 368,7 0
NM0,30 / 0,8 0,30 0,8 134,8 482,5 745,6
HM0,30 / 0,8 0,30 0,8 134,8 0 533,1 0 745,6
0,30 0,4 134,8 0 542,2 370,9 0
HL0,30 / 0,8 0,30 0,8 533,0 368,7 0
HL0,30 / 1,2 0,30 1,2 134,8 0 523.9 366,4 523,9 366,4
HL0.30 / 1,6 0,30 1,6 134,8 0 514,8 364,1 0
HL0,30 / 2,0 0,30 2,0 505,6 361,9 0
HL0,35 / 0,8 0,35 0,8 157,2 0 514,2 355,9
HL0.25 / 0,8 0,25 0,8 112,3 0 551,8 381,4 0

SF000RL4 Пропорция смеси была разработана в соответствии с со спецификациями китайского стандарта JGJ 51 [19], где был выбран метод абсолютного объема. Для всех смесей дозировки цемента и летучей золы составляли 440 кг / м 3 и 110 кг / м 3 ; дозировка водоредуктора составила 5.5% цемент.

2.3. Методы испытаний

Из рисунка 1 мы можем знать, что водопоглощение легкого песка за 5 минут достигло 81,7% за 1 час; водопоглощение обычных и высокопрочных вспученных сланцев за 10 мин достигло 82,4% и 86,3% за 1 час. Поэтому легкий песок предварительно увлажняли в течение 5 мин; вспученные сланцы предварительно увлажняли в течение 10 мин, прежде чем поместить в бетономешалку. Дозировка предварительно увлажненной воды рассчитывалась по водопоглощению за 1 час.

Испытание на осадки смеси проводилось в соответствии со спецификацией китайского стандарта GB / T50080 [39], который идентичен британскому стандарту BS EN 12350-2-2009 [40].

Кажущаяся плотность SFRLAC была измерена в соответствии со спецификацией китайского стандарта JGJ51 [19]. Три куба использовались в качестве группы для каждого SFRLAC. Они были высушены до постоянной массы в сушильном ящике при (105 ~ 110) ° C, а затем кажущаяся плотность была получена из веса, деленного на объем куба.

Кубическая прочность на сжатие при 28 дне каждой группы была испытана с использованием кубиков размером 150 мм; в каждой группе было по три кубика. Кубики были испытаны на гидравлической компрессорной машине YE-2000A на прочность на сжатие SFRLAC в соответствии со спецификациями китайского стандарта GB / T50081 [41], который идентичен британскому стандарту BS EN 12390-3-2009 [42].

Усадка SFRLAC была измерена в соответствии со спецификацией китайских стандартов GB / T50082 [43], JG / T472 [44] и CECS 13: 2009 [45]. Как указано в Таблице 6, для изучения аутогенной усадки использовали шесть групп SFRLAC; в каждой группе было по два экземпляра; восемь групп SFRLAC были использованы для изучения усадки при высыхании; в каждой группе было по три экземпляра. Устройство для измерения аутогенной усадки показано на рисунке 2; Образец представляет собой цилиндр Ø150 мм × 450 мм. Два микрометрических датчика были симметрично закреплены на образце, сопровождающем медные стержни, с помощью встроенных измерительных головок со стандартной базовой длиной 250 мм.Образцы помещали в стандартную камеру для отверждения с температурой () ° C и ()% относительной влажности. Поверхность отливки покрывали влажной тканью. После отливки в течение 12 часов их извлекли из формы и плотно обернули полипропиленовой пластиковой пленкой. Измерения начались через 24 часа после отливки образца.


Номер смеси Осадка (мм) Кажущаяся плотность (кг / м 3 ) Предел прочности на сжатие (МПа)
Влажный Сухой Сухой

HL0.3 / 0,4 165 1754 1695 47,2
HL0,3 / 0,8 197 1809 1753 49,3
HL0,3 / 1,2 17092 9092 9092 909 1842 1784 57,6
HL0,3 / 1,6 98 1843 1787 60,9
HL0,3 / 2,0 46 1919 1843 1919 1843 8
HL0,25 / 0,8 35 1820 1783 59,3
HL0,35 / 0,8 175 1796 1696 47,8
HM /0,8 85 2069 1946 51,7
NL0,3 / 0,8 150 1682 1651 45,0
NM0.3 / 0,8 75 2000 1869 54.1


Для измерения усадки при высыхании использовались призмы размером 100 мм × 100 мм × 550 мм. Медные концы были заделаны на концах образца по продольной центральной оси. Призмы были извлечены из формы после отливки в течение 12 часов и помещены в стандартную камеру для отверждения, показанную на Рисунке 3 (а), с температурой () ° C и ()% относительной влажности. Компаратор длины, показанный на рисунке 3 (b), использовался для измерения длины образца из-за усадки при высыхании.Измерения начались через 24 часа после отливки образца.


(a) Стандартная камера для полимеризации
(b) Компаратор длины
(a) Стандартная камера для полимеризации
(b) Компаратор длины
3. Результаты и анализ
3.1. Технологичность смеси

Результаты испытаний осадки смеси приведены в таблице 6. Как показали испытания [37], оседание смеси имеет тенденцию к уменьшению с увеличением объемной доли стальной фибры. Это происходит главным образом из-за связующего эффекта стальной фибры; текучесть смеси обычно увеличивалась, когда смесь подвергалась вибрации.На оседание смеси, очевидно, повлияло соотношение воды и связующего; смесь не удовлетворяла требованиям текучести бетона. Между тем, смеси с технологическим песком имели меньшую осадку; это разумно из-за особенности искусственного песка с шероховатой поверхностью, угловыми углами и каменной мукой [34, 38]. По сравнению со смесью с H-расширенным сланцем, смесь с N-расширенным сланцем имела более низкую осадку. Это происходит из-за большей удельной поверхности N-расширенного сланца с более низкой плотностью.

3.2. Кажущаяся плотность и прочность на сжатие

Как видно из таблицы 6, из-за высокой плотности стальной фибры и конструкции методом абсолютного объема кажущаяся плотность SFRLAC увеличивалась с увеличением объемной доли стальной фибры. При увеличении объемной доли стальной фибры на 0,4% кажущаяся плотность увеличилась на 1 ~ 3%, в среднем на 2,2%; однако кажущаяся плотность в сухом состоянии SFRLAC с легким песком была ниже 1850 кг / м 3 . С увеличением плотность SFRLAC несколько снижалась.Плотность SFRLAC с искусственным песком была высокой; к счастью, это также было в пределах указанного диапазона LAC менее 1950 кг / м 3 [19].

Как показали испытания [37], прочность на сжатие SFRLAC увеличивается с увеличением объемной доли стальной фибры и уменьшается с увеличением. SFRLAC с искусственным песком имел более высокую прочность на сжатие, чем с легким песком.

3.3. Автогенная усадка

Результаты испытаний автогенной усадки SFRLAC за период до 270 дней перечислены в Таблице 7 и показаны на Рисунке 4.Как видно из этой таблицы и рисунка, развитие аутогенной усадки SFRLAC происходило быстро в течение 28 дней и, как правило, стабилизировалось через 90 дней. Для SFRLAC с H-расширенным сланцем и L-мелким заполнителем аутогенная усадка медленно росла с увеличением, особенно в раннем возрасте в течение 28 дней; Это происходит из-за того, что вода для гидратации цемента поставляется достаточным количеством свободной воды в порах SFRLAC с более крупными, в результате чего влажные поры и капилляры с меньшим напряжением усадки пор.С таким же L-мелким легким заполнителем аутогенная усадка SFRLAC с N-расширенным сланцем развивалась быстро в течение 28 дней и в целом была больше, чем у SFRLAC с H-расширенным сланцем; в основном это происходит из-за меньшей прочности на сжатие N-расширенного сланца из-за более слабой прочности частиц, что приводит к плохому сопротивлению деформации усадки. По сравнению с SFRLAC, смешанным с L-мелким легким заполнителем, SFRLAC, смешанный с промышленным песком (M-песок), имел меньшую автогенную усадку; это может быть связано с более высокой плотностью частиц М-песка, введенного в поры расширенных сланцев для ограничения аутогенной деформации и лучшего свойства межфазной связи между цементным тестом и частицами искусственного песка [5, 38]; все это полезно для уменьшения аутогенной усадки SFRLAC.

L ,3 0,8 908 0,8

Номер смеси Возраст отверждения (дни)
1 3 7 14 28 60 90 120 180 210 240 270

HL0,25 / 0,8 0 27 72 116 152 170 180 900 182 182 183 183 183
HL0.30 / 0,8 0 19 48 84 123 144 159 161 161 162 162 162 162
0 15 38 68 112 132 141 149 150 150 150 150 150
NL0.30 / 0,8 0 72 115 146 152 162 164 170 170 171 171 172 172
0 44 56 69 92 104 118 122 124 126 130 133 134
NM0.30 / 0,8 0 44 62 67 98 121 134 140 140 141 142 142 142

Основываясь на статистическом анализе данных испытаний, закономерность аутогенной усадки SFRLAC может быть выражена в виде ряда гипербол: где — аутогенная усадка SFRLAC в возрасте и является начальным возрастом для тестирования автогенная усадка, принимаемая здесь за 1 сутки после формования.и — коэффициенты формы, относящиеся к крупному и мелкозернистому заполнителю, соответственно; они перечислены в Таблице 8.

9

Тип заполнителя Крупный заполнитель Мелкий заполнитель
H N L M
() 1,0 (1,0) 0,8 (1,0)
() 1.0 (1,0) 1,45 (1,32)

Сравнение формулы (1) с результатами испытаний также показано на рисунке 4, который лучше соответствует коэффициенту корреляции более 0,90.

Из формулы (1) можно сделать вывод, что это основной фактор, влияющий не только на скорость развития в раннем возрасте, но и на более позднее развивающееся состояние аутогенной усадки. Как видно из таблицы 8, влияние различных типов агрегатов на аутогенную усадку SFRLAC хорошо отражается в изменении влияющих факторов.При тех же условиях других параметров и по сравнению с SFRLAC с H-расширенным сланцем и L-мелким легким заполнителем, N-расширенный сланец увеличивает развитие аутогенной усадки в раннем возрасте; М-песок снижает скорость развития в раннем возрасте, но продлевает более позднюю стадию развития.

3.4. Усадка при высыхании

Результаты испытаний усадки при высыхании SFRLAC в течение 270 дней приведены в Таблице 9. Как видно из этой таблицы и на Рисунке 5, развитие усадки при высыхании SFRLAC замедлялось с увеличением объемной доли стали. волокно.Трехмерное распределение стальных волокон в бетоне создает каркас, сдерживающий деформацию усадки бетона; этот эффект будет сильнее с увеличением объемной доли стальной фибры из-за лучшей и лучшей структуры сетки между стальными волокнами. Поскольку стальные волокна имеют большой модуль упругости и прочность на разрыв, ограничивающие эффекты стального волокна на усадку SFRLAC при высыхании были очевидны.

8

360324288252216180 252216180

0 51102153 205 256 153 205 256

Набор (2)

Осадка (мм)

Плотность в сухом состоянии (кг / м3)

55 58 65 90 65 60 52

1790 1808 1848 1833 1856 1904 1852 1885 1940

2.3. Условия отверждения. Чтобы определить влияние условий отверждения на усадку бетонных смесей при высыхании, образцы были отверждены в двух следующих режимах отверждения. Частичное раннее отверждение (7 Вт): отверждение в воде в течение 6 дней после извлечения из формы, а затем сушка на воздухе в лабораторных условиях. Неотверждение (AC): образцы хранились в лабораторных условиях после извлечения из формы. Вода для отверждения имела температуру 22 ± 2 ° C. Образцы помещали в неконтролируемое помещение бетонной лаборатории с температурой 30 ± 2 ° C и относительной влажностью 74 ± 4%.Для 28-дневного испытания на прочность на сжатие образцы после извлечения из формы погружали в воду до возраста испытания. 2.4. Методика эксперимента Для каждой бетонной смеси были приготовлены четыре образца размером 100 100 300 мм3 для измерения усадки при высыхании. После отливки образцы накрывали пластиковыми листами и хранили в лабораторных условиях. Бетонные образцы были извлечены из формы через 24 часа литья. Для определения усадки при высыхании всех смесей были приготовлены по два образца для каждого условия отверждения.После извлечения из формы образцы помещали в неконтролируемое помещение. Кроме того, по два образца для каждой смеси, которые были отверждены в воде и помещены в неконтролируемое помещение после 7 дней отверждения. Усадку при высыхании измеряли съемным механическим тензодатчиком (DEMEC) с разрешением 0,001 мм. Точки DEMEC были закреплены на расстоянии 200 мм друг от друга с помощью суперклея V-tech 502 на трех гладких сторонах образцов и помещены в неконтролируемое помещение на 1–2 часа, чтобы нанесенный клей стал должным образом высохшим.После этого первоначальные показания были записаны оборудованием (тип PLR-60-11), как показано на рис. 3. 28-дневная прочность на сжатие всех бетонов была выбрана как среднее значение трех кубических образцов с размерами 100 мм3. Однако значения усадки при высыхании были получены с использованием средних измерений шести значений для каждого типа бетона. Средние значения результатов испытаний были выбраны из образцов, которые дали надежность около 95 ± 4%.

Рис. 3. Изображение измерения усадки при высыхании.Бетон

(C-0) показал 28-дневную прочность на сжатие около 36 МПа, что относится к категории легкого бетона нормальной прочности. Как видно на рис. 4, при замене 10% заполнителей OPBC в бетоне OPS прочность на сжатие несколько увеличилась. Однако значительное улучшение прочности на сжатие бетона OPS наблюдалось, когда уровень замещения заполнителей OPBC составлял более 10%. Уменьшение количества воды, используемой в бетонных смесях OPS, содержащих 30-50% OPBC, дополнительно улучшило прочность бетонов на сжатие.Увеличение прочности на сжатие этих бетонов (от C-30 (2) до C-50 (2)) составило около 20-30%. Все эти бетоны можно рассматривать как высокопрочный легкий бетон. Наивысшая 28-дневная прочность на сжатие 52 МПа была достигнута смесью C-50 (2) на 20% ниже

3. Результаты и обсуждение 3.1. Прочность на сжатие 28-дневная прочность на сжатие всех подготовленных легких бетонов показана на рис. 4. Было замечено, что контрольный OPS

Рис. 4. 28-дневная прочность на сжатие бетонных смесей.

Процитируйте эту статью в прессе как: Аслам М. и др., Усадочная характеристика конструкционного легкого заполнителя бетона, содержащего смешанные биопродукты масличной пальмы, Journal of Cleaner Production (2016), http: //dx.doi .org / 10.1016 / j.jclepro.2016.03.165

M. Aslam et al. / Journal of Cleaner Production xxx (2016) 1e12

Соотношение в / ц по сравнению со смесью C-50. Этот бетон имел плотность в сухом состоянии около 1940 кг / м3, что показывает, что он примерно на 17% легче обычного бетона.Класс прочности этого бетона аналогичен 28-дневному пределу прочности на сжатие легкого бетона OPS, изготовленного с плотностью в сухом состоянии 1920 кг / м3 (Shafgh et al., 2012b). Основная причина повышения прочности на сжатие смесей OPS-OPBC заключается в том, что агрегаты OPS имеют плоскую форму и гладкую текстуру поверхности как на вогнутых, так и на выпуклых поверхностях, чем агрегаты OPBC. Из-за этого межфазная связь между заполнителями и цементом была очень слабой и приводила к разрушению бетона при меньших нагрузках (Aslam et al., 2016). Таким образом, большинство марок бетона OPS находились в пределах нормы для легкого бетона. Уилсон и Малхотра (1988) сообщили, что прочность на сжатие конструкционного легкого бетона напрямую связана с прочностью LWA и затвердевшего цементного теста, а также со связью заполнителя и цементного теста в межфазной зоне. Однако, как видно на рис. 2, OPBC имеет большую пористость с некоторыми отверстиями на поверхности. Следовательно, по сравнению с гладкой текстурированной поверхностью заполнителя OPS, существует лучшее сцепление между заполнителями OPBC и цементным тестом, что привело к значительному улучшению прочности бетона на сжатие.

3.2. Фактор эффективности Бетон нормального веса имеет низкий коэффициент эффективности (отношение прочности на сжатие к плотности, 28-дневная кубическая прочность на сжатие использовалась для расчета коэффициента эффективности) по сравнению со сталью, что приводит к некоторым экономическим недостаткам при использовании в многоэтажных зданиях. здания и мосты. Однако его коэффициент полезного действия можно улучшить либо за счет увеличения прочности на сжатие, либо за счет уменьшения плотности (Aslam et al., 2015). Лучшая альтернатива для решения этого вопроса — использование легкого высокопрочного бетона.Структурный LWAC показал значительно более высокий коэффициент эффективности, чем NWC того же класса (Mehta and Monteiro, 2006). Moravia et al. (2010) исследовали коэффициент эффективности и модуль упругости конструкционного LWAC, сделанного из керамзитового заполнителя, и сообщили, что, хотя этот LWC имеет более низкую прочность на сжатие, чем NWC, он имеет значительно более высокий коэффициент эффективности. На рис. 5 показаны коэффициенты эффективности всех бетонных смесей. Можно видеть, что хотя вклад заполнителей OPBC в бетон OPS увеличил сухую плотность бетона OPS в диапазоне 1-8%, однако в большинстве случаев коэффициент эффективности бетонов OPS, содержащих OPBC, значительно выше, чем у бетона. содержащие только агрегаты OPS (C-0).Результаты показали, что в наборе (1), по сравнению с контрольным бетоном OPS (C-0), коэффициент эффективности смесей OPS-OPBC, содержащих 10% заполнителя OPBC, не имеет никакого

Рис. 5. Коэффициент эффективности бетонных смесей.

5

значительный эффект. Однако замещения в умеренном и большом объеме значительно увеличили коэффициенты эффективности в диапазоне примерно 13–15% и 7–12,3% соответственно. В то время как коэффициент эффективности бетонных смесей набора (2) был значительно улучшен в диапазоне 17–25% за счет вклада 30–50% заполнителей OPBC в бетон OPS.Коэффициент эффективности для NWC с сухой плотностью 2350 кг / м3 и 28-дневной прочностью на сжатие, аналогичной смеси C50 (2), составляет 21 915 НМ / кг, что примерно на 17,5% ниже, чем эффективность бетона OPS-OPBC. Таким образом, можно сказать, что бетон OPSOPBC показывает даже лучшие характеристики по сравнению с NWC той же марки. Таким образом, можно сделать вывод, что от умеренного до большого объемного вклада OPBC в бетон OPS значительно улучшается прочность на сжатие и эффективность бетона. Основное преимущество использования заполнителей OPBC в бетоне OPS заключается в том, что это отходы, и это значительно улучшает прочность на сжатие и коэффициент полезного действия бетона.3.3. Развитие усадки при высыхании Усадка LWC с нормальной или средней прочностью обычно не критична, когда она используется для заполнения или изоляции, однако при использовании в конструкции необходимо учитывать усадку, которая, возможно, является вредной, когда ее сдерживают (Kosmatka et al., 2002). ). Предыдущие исследования (Невилл, 2008; Сатиш и Бернтссон, 2003) показали, что усадка при высыхании LWC больше, чем NWC, и в основном зависит от свойств и количества заполнителей. В этом исследовании было исследовано влияние частичной замены OPS на OPBC на усадку бетона при высыхании в двух наборах бетонов.В первом наборе бетона был изучен чистый эффект этой замены. В то время как во втором наборе влияние вклада OPBC, а также снижение отношения воды к цементу исследовались вместе. 3.3.1. Усадка при высыхании неотвержденных образцов Развитие усадки при высыхании неотвержденных бетонных образцов смесей, представленных на рис. 6 и 7. Усадка при высыхании контрольного легкого бетона OPS в возрасте 234 дней была относительно высокой и составляла 564 микродеформации. Обычно усадка при высыхании обычного бетона находится в диапазоне от 200 до 800 микродеформаций (Zia et al., 1997), в то время как бетон из скорлупы масличных пальм показал в пять раз большую усадку, чем NWC (Abdullah, 1997). Как видно на рис. 6, усадка бетона OPS-OPBC при высыхании аналогична усадке бетона OPS в раннем возрасте. Увеличение скорости усадки при высыхании всех смесей было очень резким в первые 28 дней. Однако величина усадки через 56 дней была почти постоянной для всех смесей. Смеси С-0 и С-10 показали одинаковую тенденцию усадки при высыхании до 3 месяцев, после этого

Рис.6. Развитие усадки при высыхании заданных (1) бетонных смесей.

Процитируйте эту статью в прессе как: Аслам М. и др., Характеристики усадки при высыхании конструкционного легкого заполнителя бетона, содержащего смешанные биопродукты масличной пальмы, Journal of Cleaner Production (2016), http: //dx.doi .org / 10.1016 / j.jclepro.2016.03.165

6

M. Aslam et al. / Journal of Cleaner Production xxx (2016) 1e12

Рис. 8. Развитие усадки при высыхании смесей обоих наборов. Инжир.7. Развитие усадки под действием затухания комплектных (2) бетонных смесей.

Для смеси С-10 наблюдалось постепенное уменьшение усадки. Смеси C-20, C-30, C-40 и C-50 показали почти аналогичную тенденцию усадки от 28 до 234 дней, и значения усадки, наблюдаемые для этих смесей, были очень близкими. Смесь (C-0) показала те же результаты усадки, что и все смеси OPS-OPBC в раннем возрасте до 1 месяца. Хотя аналогичные результаты были достигнуты за счет небольшого (10%) вклада OPBC до 3 месяцев. Однако в более позднем возрасте (около 9 месяцев) бетон OPS в среднем показал на 10% более высокие значения усадки по сравнению со смесями OPS-OPBC.На рис. 7 показаны результаты усадки при высыхании набора (2) бетонных смесей. По сравнению с бетонными смесями набора (1) снижение водо-цементного отношения для смесей C-30 (2), C-40 (2) и C-50 (2) составило примерно 10%, 15% и 20% соответственно. . Как видно на рис. 7, усадка при высыхании бетона OPS-OPBC очень похожа на усадку бетона OPS в первую неделю, но в более позднем возрасте наблюдается значительное уменьшение усадки при высыхании в бетоне набора (2). смеси. Все три смеси с более низким отношением воды к цементу показали тенденцию к увеличению усадки до 70 дней, но в более позднем возрасте усадка при высыхании была почти постоянной для всех смесей.Все смеси OPS-OPBC из набора (2) показали почти одинаковые результаты в раннем возрасте (28 дней), и эти значения были в среднем на 37% ниже, чем у контрольного бетона OPS в том же возрасте. Однако в более позднем возрасте смеси C-30 (2) и C-40 (2) показали более низкие значения усадки примерно на 27% и 35% соответственно по сравнению с контрольной смесью. Смесь C-50 (2) показала самое низкое значение длительной усадки среди всех смесей и примерно на 40% ниже, чем контрольная смесь C-0. Из рисунка 6 видно, что смеси C-0 и C-10 имеют одинаковые значения усадки до возраста 3 месяцев.Как видно на рис. 6, бетонные смеси OPS, содержащие 20-50% OPBC, имеют почти одинаковые значения усадки при высыхании. Кривая среднего значения усадки при высыхании этих смесей показана на Рис. 8. Из этого Рис. 8 ясно видно, что частичная замена OPS на OPBC уменьшила усадку бетона OPS. В целом это снижение составило около 13%. Основная причина заключается в уменьшении количества цементного теста, потому что заполнитель OPBC имеет огромную пористость на поверхности. Следовательно, ожидается, что большая часть цементного теста была поглощена более высокой пористостью заполнителя OPBC.Wongkeo et al. (2012) исследовали прочность на сжатие и усадку бетона при высыхании с использованием смешанных цементных растворов. Они сообщили, что обычно усадка бетона начинается с цементного теста. Точно так же из рис.7 можно увидеть, что бетонные смеси набора (2) (от C-30 (2) до (C-50 (2)) показали очень близкие результаты друг к другу для всех возрастов со средней разницей примерно 14%. Поэтому были взяты средние значения и нанесены на график на рис. 8. На этом рис. 8 можно увидеть, что вклад OPBC в бетон OPS наряду с уменьшением отношения воды к цементу значительно снизил усадку при высыхании по сравнению с контролем. Бетонная смесь ОПС.Среднее снижение на

значений усадки при высыхании бетонных смесей OPS-OPBC (набор (2) бетонных смесей) было примерно на 34%, чем у контрольного бетона OPS, и примерно на 24% по сравнению с набором (1) бетонных смесей, содержащих 20-50%. Агрегаты OPBC. Богас и др. (2014) сообщили, что чем выше соотношение вода / цемент, тем ниже будет жесткость раствора и больше объем испаряемой воды, что приведет к значительному изменению объема бетона. Есть определенные причины, которые, возможно, играют важную роль в уменьшении усадки при высыхании.Первая причина — это форма и текстура поверхности заполнителей. Из экспериментальных результатов (рис. 8) было замечено, что бетон OPS демонстрирует самую высокую усадку при высыхании почти во всех возрастах. Это может быть связано с формой и текстурой поверхности агрегатов OPS; агрегаты OPS обычно имеют плоскую форму с гладкой текстурой поверхности по сравнению с измельченными агрегатами OPBC. Аль-Аттар (2008) исследовал усадку при высыхании обычного бетона с использованием дробленого и недробленого гравия в качестве заполнителей.Он сообщил, что из-за гладкой текстуры поверхности недробленого щебня бетон, содержащий эти заполнители, имеет более высокую сушку по сравнению с бетоном из дробленого заполнителя. Вторая причина — это тип и жесткость агрегатов. Предыдущие исследования показали, что по сравнению с другими типами легкого бетона модуль упругости бетона OPS низкий. Он находится в диапазоне 5,31-10,90 ГПа (Alengaram et al., 2013; Mahmud et al., 2009). Однако бетон, содержащий только OPBC в качестве крупного заполнителя, показал более высокий модуль упругости в диапазоне от 12 до 26 ГПа (Mohammed et al., 2013, 2014). Следовательно, ожидалось, что при использовании этих обоих заполнителей вместе в одной смеси модуль упругости улучшится. Из результатов прочности на сжатие можно подтвердить, что включение заполнителей OPBC в бетон OPS значительно повысило прочность. Модуль упругости бетона зависит от модулей упругости его компонентов и их пропорций по объему в бетоне (Невилл, 1971). Таким образом, основное различие между всеми приготовленными смесями заключается в типе и объеме крупных агрегатов, поэтому можно сделать вывод, что модуль упругости зерна OPBC выше модуля зерна OPS.Это еще одна причина того, что бетон / заполнитель с более высоким модулем упругости имеет более низкую усадку при высыхании (Невилл, 2008). Shafgh et al. (2012a, b) сообщили, что керамзит LWC с прочностью на сжатие на 30% меньше, чем бетон OPS, показал примерно на 40% более высокий модуль упругости по сравнению с бетоном OPS. В этом исследовании бетон OPS показал более высокие результаты усадки при высыхании по сравнению со смесями OPS-OPBC. В основном это произошло из-за улучшения свойств бетона OPS за счет включения заполнителей OPBC.Третья причина — это влияние влажности заполнителей. Литература показала, что существует несколько стратегий для уменьшения усадки при высыхании, таких как использование расширяющихся цементов

Пожалуйста, цитируйте эту статью в прессе как: Aslam, M., et al., Характеристики усадки при высыхании конструкционного легкого заполнителя бетона, содержащего смесь масличных пальм. биопродукты, Журнал чистого производства (2016 г.), http://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.03.165

M. Aslam et al. / Journal of Cleaner Production xxx (2016) 1e12

(Saito et al., 1991; Weiss and Shah, 2002), добавление добавок, снижающих усадку (Henkensiefken et al., 2008), и добавление насыщенных легких заполнителей (Henkensiefken et al., 2009a; Lura et al., 2006). В этом исследовании оба типа легких крупных заполнителей были предварительно пропитаны перед использованием в бетонной смеси. Как видно из таблицы 1, OPS имеют на 34% более высокое водопоглощение, чем агрегаты OPBC. Таким образом, при проектировании бетонной смеси OPS при таком же соотношении воды и цемента, как и в смесях OPBC, общее содержание воды в смеси было увеличено, что могло создать проблемы во время процесса гидратации.Результаты усадки бетона OPS были значительно уменьшены за счет замены OPS на OPBC, что могло быть связано с сохранением содержания воды в бетонных смесях. Как правило, в любом типе бетона, если содержание воды в смеси будет выше, механические свойства будут снижены. Аль-Аттар (2008) сообщил, что использование насыщенных крупных заполнителей в бетонной смеси всегда дает более высокую усадку при высыхании, чем в сухой смеси заполнителей. В этом исследовании в основном смеси, содержащие большее количество агрегатов OPBC (C-50 и C-50 (2)), показали наименьшую усадку при высыхании.Это было связано с умеренной внутренней влажностью, присутствующей в заполнителях, которая должным образом выполнялась при внутреннем отверждении из-за того, что такие свойства, как прочность на сжатие и усадка при высыхании бетона, были увеличены (рис. 6e11). Другой причиной может быть пористость и внутреннее отверждение. Литература показала (Mannan et al., 2002; Okpala, 1990), что заполнитель OPS имеет гладкую природу как на вогнутой, так и на выпуклой сторонах, из-за чего связь между оболочкой и цементным тестом была очень слабой.Однако измельченные заполнители OPBC имеют более высокую пористость, что обеспечивает лучшую межфазную связь с цементным тестом. Таким образом, ожидалось, что, когда в бетон OPS были введены высокопористые заполнители OPBC, он лучше играл роль во внутреннем отверждении. В процессе внутреннего отверждения насыщенные LWA создают давление всасывания в гидратированном цементном тесте из-за самовысыхания и химической усадки. Henkensiefken et al. (2009b) заявили, что в процессе внутреннего отверждения самые большие поры быстро теряют воду и уменьшают капиллярное напряжение, что увеличивает процесс гидратации.Таким образом, можно сделать вывод, что OPBC с более высокой пористостью быстро теряет внутреннюю воду, что увеличивает процесс гидратации смеси, так как механические свойства и долговечность были значительно улучшены. Богас и др. (2014) сообщили, что, когда внутреннее отверждение становится менее актуальным, происходит внезапное увеличение скорости усадки LWC по сравнению с NWC. Они также сообщили, что усадка LWC зависит от потери воды при испарении. Обычно

7

LWA имеют меньшее ограничивающее действие на деформацию пасты, что увеличивает скорость усадки при высыхании.На рис. 9 показано соотношение усадки при высыхании и количества агрегатов OPBC с различными уровнями соотношения. Хорошо видно, что по мере увеличения уровня замены усадка при сушке уменьшалась. Это произошло в основном из-за замены OPS заполнителями OPBC в бетоне OPS, и эта более высокая замена защищает большую часть цементного теста от высыхания. По результатам экспериментов было замечено, что бетон OPS показал более высокую усадку при высыхании. Поскольку агрегаты OPS были частично заменены агрегатами OPBC с интервалом 10%, усадка при сушке была уменьшена.Смесь с 50% заменой OPS на OPBC дает самую низкую усадку при высыхании по сравнению со всеми бетонными смесями набора (1). Это значение было примерно на 11,4% ниже, чем у контрольного бетона OPS в длительном возрасте. Однако в незатвердевшем состоянии бетонные смеси набора (2) демонстрируют резкое снижение деформации усадки по сравнению с бетонными смесями набора (1) из-за снижения водоцементного отношения. Ковлер и Дженсен (2007) сообщили, что если объем замены заполнителя увеличивается, доля пасты также увеличивается в пределах определенной плотности насыщенного легкого заполнителя.Однако, когда использовались более низкие заменители, фракция пасты быстро увеличивалась в пределах 1 мм от насыщенных частиц LWA. Следовательно, при низких уровнях замены, если вода в насыщенном LWA может перемещаться на расстояние до 1 мм, большая часть пасты будет защищена Kovler and Jensen (2007). В то время как при более высоком уровне замещения фракция пасты большего размера находится в пределах 0,2 мм, что может быть важно в более позднем возрасте. В этом исследовании было замечено, что частичная замена заполнителей OPBC в бетоне OPS оказывает значительное влияние на усадку при высыхании.Обе затвердевшие смеси показали аналогичные результаты усадки при высыхании с контрольным бетоном до 7 дней, однако смеси OPS-OPBC набора (1) в среднем продолжали более близкую тенденцию к контрольному бетону OPS до 28 дней, после чего усадка была уменьшенный. Долговременная усадка бетона OPS была значительно снижена за счет добавления заполнителя OPBC. Бетонные смеси набора (1) показали достоверность около 55% между результатами усадки при различных заменах OPBC. Однако это соотношение для бетонных смесей набора (2) было очень высоким — около 99%.Это может быть связано с уменьшением содержания воды в заполнителях, поскольку заполнитель OPS имеет примерно на 39% более высокое водопоглощение по сравнению с OPBC. Таким образом, замена OPBC в бетоне OPS поддерживает общее количество воды в смеси. Грибняк и др. (2013) сообщили, что агрегаты с высоким водопоглощением имеют тенденцию увеличивать деформации усадки.

Рис. 9. Уменьшение возраста 234 дня в сравнении с заменой OPS агрегатами OPBC.

Цитируйте эту статью в прессе как: Aslam, M.и др., Характеристики усадки при высыхании конструкционного легкого заполнителя бетона, содержащего смешанные биопродукты масличной пальмы, Journal of Cleaner Production (2016), http://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.03.165

8

M. Aslam et al. / Journal of Cleaner Production xxx (2016) 1e12

Рис. 10. Усадка при сушке и содержание OPBC в зависимости от соотношения вода / цемент.

В этом исследовании усадка при высыхании была исследована для двух наборов бетонных смесей. Как обсуждалось ранее, в первом наборе все подготовленные смеси (от C-0 до C-50) содержат одинаковое содержание воды и были исследованы для наблюдения за эффектом замены заполнителя OPBC в бетоне OPS.Хотя небольшое уменьшение усадки при высыхании было обнаружено в смесях OPS-OPBC по сравнению с контрольной смесью OPS. Это снижение деформации усадки произошло в основном из-за замены агрегатов. После этого было решено довести удобоукладываемость до контроля бетона ОПС. Для этого был разработан набор (2) бетонных смесей (от C-30 (2) до C-50 (2)) с пониженным отношением воды к цементу от 0,36 до 0,295 и исследовано поведение усадки при высыхании. На рис. 10 показана взаимосвязь между усадкой при высыхании, соотношением воды и цемента и содержанием OPBC.Можно ясно видеть, что за счет уменьшения соотношения вода / цех усадка при высыхании была значительно уменьшена. Смесь C-50 (2) при соотношении в / ц 0,295 дает самую низкую усадку при высыхании около 40% в неотвержденном состоянии по сравнению с бетоном OPS в возрасте около 9 месяцев. Смеси C-30 (2), C-40 (2) и C-50 (2) показали результаты усадки при сушке примерно на 15,5%, 23% и 32% по сравнению со смесями C-30, C-40 и C-50. соответственно из набора (1). Все эти смеси с пониженным отношением воды к цементу в среднем показали 33.На 8% ниже долгосрочные результаты усадки по сравнению с контрольным бетоном OPS. Богас и др. (2014) сообщили, что при том же содержании цемента усадка при высыхании увеличивается с увеличением соотношения вода / цемент и снижает жесткость раствора. Следовательно, небольшое уменьшение соотношения вода / цемент приводит к значительному уменьшению усадки при высыхании. Beygi et al. (2013) исследовали влияние соотношения вода / цемент на

Рис. 11. Усадка смесей OPS-OPBC при высыхании после 7 дней отверждения.

Параметры хрупкости и разрушения самоуплотняющегося бетона.Они сообщили, что соотношение воды и цемента является наиболее существенным фактором, который сильно влияет на величину усадки бетона. В этом исследовании было обнаружено, что небольшое снижение водного / цементного отношения бетонов OPSOPBC в условиях отверждения при сушке на воздухе привело к значительному уменьшению усадки при высыхании. 3.3.2. Усадка при высыхании образцов, отвержденных в течение 7 дней. Достаточная продолжительность отверждения играет важную роль в контроле усадки и начальных трещин в бетоне Carlson (1938). Более длительное влажное отверждение повышает эффективность материалов, особенно в бетоне раннего возраста, а также вызывает задержку и уменьшение длительной усадки (Bogas et al., 2014; Fujiwara et al., 1994). Рис. 11 и 12 проиллюстрированы результаты усадки при высыхании набора (1) и набора (2) легких бетонных смесей при 7-дневном влажном выдерживании до возраста 234 дней. На рис. 11 показано, что контрольная смесь (C-0) имеет самую высокую усадку при высыхании около 618 мм / мм (микродеформация). При низких уровнях замещения OPBC, составляющих 10% и 20%, значения усадки одинаковы для всех возрастов. Однако усадка этих двух смесей в среднем на 10% ниже, чем у контрольного бетона OPS. При средних и высоких уровнях замещения (30–50%) бетон показывал почти одинаковую усадку при высыхании для всех возрастов.По сравнению с контрольной смесью эти смеси (от C-30 до C-50) показали аналогичные результаты усадки до 7 дней, позже величина усадки медленно увеличивалась до 28 дней, после чего был достигнут постоянный диапазон значений усадки. Эти смеси в среднем показали на 15,3% меньшую усадку при длительном высыхании по сравнению с контрольным бетоном OPS.

Рис. 12. Усадка смесей OPS-OPBC при пониженных водоцементных отношениях при высыхании.

Цитируйте эту статью в прессе как: Аслам М. и др., Усадочная характеристика конструкционного легкого заполнителя бетона, содержащего смешанные биопродукты масличной пальмы, Journal of Cleaner Production (2016), http: // dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.03.165

M. Aslam et al. / Journal of Cleaner Production xxx (2016) 1e12

На рис. 12 показано значительное влияние снижения содержания воды на усадку бетона при высыхании. Увеличение усадки при высыхании контрольной смеси было очень резким до 50 дней. Однако он был резким до 7 дней и постепенно увеличивался примерно к 50 дням. Это показывает, что если только OPS используется в качестве крупного заполнителя в бетоне, он имеет большой потенциал к растрескиванию. Величина усадки контрольных бетонных смесей и бетонных смесей OPS-OPBC была почти постоянной через 80 дней.В этом возрасте бетон, содержащий OPBC, имел примерно на 35% меньшую усадку при высыхании по сравнению с контрольной смесью. Аль-Хайят и Хак (1998) исследовали LWC, используя литаг в качестве крупного заполнителя с 28-дневной прочностью на сжатие 50 МПа и плотностью в свежем состоянии около 1800 кг / м3. Они проверили долговременную усадку LWC при высыхании, когда образцы бетона были выдержаны в течение 7 дней. Сообщалось об усадке при высыхании примерно 640 микродеформаций в возрасте 3 месяцев. Они продемонстрировали, что усадка зависит от типа легких заполнителей.Однако Nilsen и Aitcin (1992) исследовали структурную LWC с использованием расширенного сланцевого заполнителя с 28-дневной прочностью на сжатие 91 МПа. Усадка примерно на 156 микродеформаций была достигнута в возрасте 128 дней после 7 дней первоначального влажного отверждения. Аналогичным образом Kayali et al. (1999) сообщили о величине усадки около 450 микродеформаций в возрасте 91 дня для конструкционных LWC с использованием спеченной летучей золы (литаг) в качестве заполнителя. Они также сообщили, что усадка NWC стабилизировалась через 400 дней, в то время как усадка LWC, по-видимому, не стабилизировалась после того же периода сушки.По сравнению с предыдущими исследованиями, в этом исследовании было замечено, что без какого-либо вклада заполнителя OPBC контрольный бетон OPS показал усадку при высыхании 595 микронапряжений в возрасте 90 дней. Тем не менее, низкий вклад OPBC еще больше снизил усадку до 550 микродеформаций. Тем не менее, значительное уменьшение усадки наблюдалось за счет умеренного или высокого вклада OPBC (набор (1) и набор (2)) в бетон OPS. Это уменьшение для набора (1) и набора (2) составило около 14,2% и 34,5% соответственно по сравнению с контрольным бетоном OPS.Таким образом, можно сделать вывод, что смеси OPS-OPBC показывают лучшие результаты при отверждении в течение 7 дней по сравнению со структурными легкими бетонами, приготовленными из литага, вспученного сланца и спеченной летучей золы. На рис. 13 показаны средние значения развития усадки при высыхании смесей С-30, С-40 и С-50 из набора (1) и набора (2) бетонных смесей. На Рис. 13 ясно показано влияние умеренного и большого объемного вклада OPBC в бетон OPS на уменьшение усадки бетона при высыхании. Вклад 30-50% OPBC в бетон OPS снизил усадку при высыхании в среднем 15.3%. В то время как при этих уровнях замещения и за счет снижения содержания воды снижение усадки при высыхании бетона OPS составляло в среднем 32,8%. Бетонные смеси набора (2) имеют аналогичную усадку при высыхании по сравнению со смесями С-30, С-40, С-50 в возрасте 7 дней. Однако эти смеси показали в среднем на 16,5%, 22,4% и 24,3% меньшую усадку при высыхании в более позднем возрасте. Смесь C-50 (2) показала наименьшее значение

Рис. 13. Развитие усадки при высыхании обеих застывших смесей при 7-дневном отверждении.

9

Величина усадки при сушке.Величина усадки этой смеси была примерно на 40% и 36% ниже, чем у контрольной смеси OPS для неотвержденных и 7-дневных образцов, соответственно. На рис. 9 показано соотношение между усадкой при высыхании и количеством агрегатов OPBC. Как видно на рис. 9, бетонные смеси набора (1) показали аналогичную тенденцию к снижению при отверждении в течение 7 дней за счет вклада заполнителей OPBC. Смеси с низким и умеренным вкладом показали резкое снижение усадки. В то время как более высокий вклад (40-50%) не оказывает существенного влияния на усадку.Это может быть связано с аналогичным содержанием воды и 7-дневным сроком отверждения. Однако бетонные смеси набора (2) показали значительное снижение усадки при высыхании за счет использования заполнителей OPBC. Смесь C-50 (2) показала на 14% меньшую усадку при сушке при сушке на воздухе по сравнению с 7-дневными условиями отверждения в воде. Таким образом, было замечено, что замена агрегатов сыграла важную роль в уменьшении усадки при высыхании. Shafgh et al. (2014b) исследовали влияние использования песка OPBC в бетоне OPS на усадку бетона при высыхании.Они сообщили, что замена обычного песка на песок OPBC не оказала существенного влияния на усадку бетона OPS при высыхании. Богас и др. (2014) изучали NWC, полученные путем полной и частичной замены нормальных заполнителей легкими заполнителями из керамзита. Они сообщили, что более высокий процент замены NWA заполнителем керамзита увеличивал долговременную усадку, но раннюю усадку уменьшали из-за задержки высыхания. Кроме того, они заявили, что чем больше процент замены нормального заполнителя на LWA, тем больше воды доступно для пасты в раннем возрасте, а также это снижает ограничивающий эффект на деформацию пасты.В этом исследовании было замечено, что частичная замена заполнителей OPBC в бетоне OPS оказывает значительное влияние на усадку при высыхании. Обе затвердевшие смеси показали аналогичные результаты усадки при высыхании с контрольным бетоном до 7 дней, однако долговременная усадка была значительно снижена за счет вклада заполнителя OPBC. Зависимость усадки при высыхании, отношения воды к цементу и содержания OPBC показано на рис. 10. Было замечено, что все бетонные смеси (оба набора) содержат одинаковый объем заполнителей.Однако основным различием между обоими наборами было соотношение воды и воды. Бетонные смеси набора (2) с пониженным соотношением воды / цемента демонстрируют значительное снижение усадки при высыхании по сравнению со смесями с таким же соотношением воды / цемента, в основном из-за содержания воды и вяжущих материалов (цементного теста). Карлсон (1938) исследовал твердые образцы цементного теста и бетона, изготовленные из частиц резины. Эти частицы были пористыми и неабсорбирующими. Он обнаружил, что каждый из них сжимается одинаково, и пришел к выводу, что цементное тесто, если его не удерживать заполнителем, даст усадку в 5-15 раз больше, чем обычный бетон.Он продемонстрировал, что содержание воды является наиболее важным фактором, который оказывает значительное влияние на усадку бетона. Предыдущие исследования (Bogas et al., 2014; Pickett, 1956) показали, что при постоянном содержании цемента и заполнителя усадка пропорциональна соотношению вода / цемент из-за гидростатического напряжения в бетонной конструкции. Пикетт (1956) установил, что исходное расстояние между частицами геля зависит от соотношения воды и металла. Это произошло в основном из-за гидростатического натяжения (большие промежутки между частицами станут больше, а маленькие промежутки станут меньше) в структуре геля бетона.Он сообщил, что бетоны с более высоким соотношением вод / цемент имеют более открытую структуру с большими капиллярами и обладают высокой способностью к усадке по сравнению с бетонами с низким соотношением вода / цемент. 3.3.3. Влияние условий отверждения. Литература показала, что отверждение оказывает значительное влияние на усадку и растрескивание, поэтому требуется правильное отверждение для контроля эффекта уменьшения усадки (Maslehuddin et al., 2013; Tongaroonsri and Tangtermsirikul, 2009). Бетон, который не

Цитируйте эту статью в прессе: Aslam, M.и др., Характеристики усадки при высыхании конструкционного легкого заполнителя бетона, содержащего смешанные биопродукты масличной пальмы, Journal of Cleaner Production (2016), http://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.03.165

10

M. Aslam et al. / Journal of Cleaner Production xxx (2016) 1e12

Таблица 3 Влияние отверждения в раннем возрасте на усадку при сушке. Группы

Усадка при высыхании (x106)

Смеси

Среднее значение

Необработанное

Отверждение 7 дней

Возраст (дни)

Набор (1)

Набор (2)

C-0 C-10 C -20 C-30 C-40 C-50 C-30 (2) C-40 (2) C-50 (2)

Возраст (дни)

3

7

14

3

108 82 68 40 48 43 64 40 45

188 267 218 198 167 238 188 136 163

247 331 302 289 328 322 214 170 186

63 82 67 20 31 41 78 88 63

7 (42%) (þ0 %) (1%) (50%) (35%) (5%) (22%) (20%) (40%)

1437253 227 183 167 159 151

14 (21%) (31 %) (37%) (28%) (36%) (23%) (11%) (17%) (7%)

197 308 293 306 278 311 205 185 189

% (20%) (7 %) (3%) (6%) (15%) (3%) (4%) (9%) (2%)

28 13 14 5 5 10 2 þ15 þ12

() уменьшение усадки из-за Отверждение 7 дней, (þ) увеличение усадки из-за 7 дней отверждения.

затвердевший демонстрирует более высокую усадку в раннем возрасте и склонен к растрескиванию. Поэтому важно, чтобы на поверхности бетона оставалась влага дольше нескольких часов, чтобы замедлить процесс высыхания бетона. В таблице 3 показана усадка всех смесей при высыхании в раннем возрасте. Хорошо видно, что все смеси из набора (1) показывают более низкую усадку при высыхании в раннем возрасте при 7-дневном отверждении. Уменьшение содержания контрольного бетона OPS было выше, чем у смесей OPS-OPBC. Результаты также подтверждают, что время отверждения необходимо для минимизации усадки в раннем возрасте.Это вызывает меньшую потерю массы при высыхании, что замедляет развитие усадки, обеспечивая естественное развитие прочности (Oliveira et al., 2015). В то время как из набора (2) бетонные смеси, смеси, содержащие 40-50% заполнителя OPBC, показали более высокую усадку в раннем возрасте в среднем примерно на 13,5%. Это увеличение деформации усадки в раннем возрасте произошло в основном из-за более низкого отношения воды к цементу, поскольку оно обеспечивает правильное перемешивание без какого-либо просачивания на поверхность бетона. Вест (2010) исследовал процесс самовысыхания и аутогенной усадки.Они сообщили, что, когда во время отверждения бетона не остается дополнительной воды, влага теряется, потому что она расходуется на гидратацию, таким образом, происходит усадка, и в основном это происходит в бетонах с низким отношением воды к цементу. CCA-Australia (2005) рекомендовал, чтобы недостаточный отвод воды на поверхности бетона увеличивал усадку в раннем возрасте и склонность бетона к растрескиванию. Основное преимущество более низкой усадки при высыхании в раннем возрасте — это очень низкие усадочные трещины на поверхности бетона.Усадка при длительном высыхании всех смесей показана в Таблице 4. Установлено, что затвердевшие образцы имеют более высокую усадку, чем неотвержденные, и разница в среднем составляет около 5% для бетонов OPS-OPBC с одинаковой водой для цемента. соотношение. В то время как это соотношение для бетонных смесей с пониженным соотношением в / ц составляло около 9%. Невилл (1996) сообщил, что длительное влажное отверждение задерживает начало усадки

, но в конечном итоге мало влияет на величину усадки. Карлсон (1938) заявил о противоречивых эффектах длительного влажного отверждения: затвердевает цементным тестом и улучшает сдерживающий эффект от усадки; во-вторых, он производит более гидратированный цемент, который вызывает большую усадку.Невилл (2008), Мехта и Монтейро (2006) сообщили, что, когда период отверждения завершен и бетон подвергается воздействию низкой относительной влажности, возникающий градиент действует как движущая сила для миграции влаги из материала и вызывает уменьшение объема. Точно так же набухание возникает при повышении содержания влаги из-за поглощения воды. Следовательно, из-за твердения бетона это привело к более высокой усадке при длительном высыхании. Богас и др. (2014) изучали сравнительное поведение легких и обычных бетонов при 7-дневном отверждении.Они сообщили, что отверждение вызывает задержку и уменьшение как легких (16,5%), так и нормальных (12,1%) бетонов в результате длительной усадки. Кроме того, они продемонстрировали, что в условиях 7-дневного отверждения период, в течение которого усадка LWC ниже, чем усадка NWC, был увеличен примерно с 3 до 5 месяцев. Более того, они заявили, что в реальных условиях LWC может сохнуть довольно медленно, и только длительная усадка должна быть более значимой.

4. Заключение Легкий заполнитель из скорлупы масличной пальмы (или оболочки ядра пальмы) имеет относительно высокую краткосрочную и долгосрочную усадку при высыхании, и ее можно уменьшить только за счет уменьшения объема OPS в бетоне.С этой целью в данном исследовании OPS был частично заменен другими твердыми отходами производства пальмового масла, а именно пальмовым маслом-

Таблица 4 Влияние длительного отверждения на усадку при высыхании. Группы

Набор (1)

Набор (2)

Смеси

C-0 C-10 C-20 C-30 C-40 C-50 C-30 (2) C-40 (2) C- 50 (2)

Усадка при высыхании (x106)

Среднее значение

Необработанное

7 дней полимеризации

Возраст (дни)

Возраст (дни)

28

84

174

174

410 422397 372 355 429 273 235 243

535 530 488 468 462 500 403 361330

556 517 502 483 488 513 412 374 344

564 508 500 485480 500 410 370 340

564 508 500 485480 500 410 370 340 0 400018 39 375 349 273 276 272

84 (5%) (2%) (5%) (8%) (þ6%) (19%) (0%) (17%) (12%)

593 552 550 506 463 481 418 392 378

174 (11%) (4%) (13%) (8%) (1%) (4%) (4%) (9%) (þ15%)

619 567 569 528 527535 440 407 400

234 (11%) (10%) (13%) (9%) (8%) (4%) (7%) (9%) (þ6%)

614 562 556 518 520 522 436 405 395

90 004% (9%) (þ11%) (þ11%) (þ7%) (8%) (þ4%) (þ6%) (9%) (16%)

þ7 þ7 þ11 þ8 þ6 4 þ4 þ11 þ12

() уменьшение усадки из-за 7 дней отверждения, (þ) увеличение усадки из-за 7 дней отверждения.

Процитируйте эту статью в прессе как: Аслам М. и др., Усадочная характеристика конструкционного легкого заполнителя бетона, содержащего смешанные биопродукты масличной пальмы, Journal of Cleaner Production (2016), http: //dx.doi .org / 10.1016 / j.jclepro.2016.03.165

M. Aslam et al. / Journal of Cleaner Production xxx (2016) 1e12

котельный клинкер (OPBC). По результатам испытаний можно сделать следующие выводы: 1. Увеличение количества заполнителей OPBC в бетоне OPS увеличило величину осадки и плотность в сухом состоянии бетона OPS.2. Вклад заполнителей OPBC в бетон OPS повысил коэффициент полезного действия бетона. 3. При непрерывном влажном отверждении набор (1) бетонных смесей с содержанием OPBC от 20 до 50%, прочность на сжатие бетона марки OPS 30 может быть преобразована в марку 40. Однако набор (2) бетонных смесей с содержанием OPBC 30-50%. заполнитель значительно улучшил прочность на сжатие, и был получен легкий бетон класса 50 OPS. 4. В наборе (1) смеси OPS-OPBC показали аналогичные результаты усадки с контрольным бетоном OPS в раннем возрасте.Однако длительная усадка была значительно снижена по сравнению с контрольным бетоном OPS. 5. Вклад OPBC в бетон OPS наряду с уменьшением водоцементного отношения значительно снизил усадку при высыхании по сравнению с контрольным бетоном OPS. Смесь C-50 (2) показала самую низкую усадку среди всех смесей и была примерно на 40% ниже, чем смесь C-0. 6. Бетонные смеси OPS-OPBC показывают лучшие результаты при 7-дневном влажном отверждении по сравнению со структурными легкими заполнителями. Бетоны были изготовлены из легких заполнителей, таких как литаг, вспученный сланец и агломерированная зола.7. Все бетонные смеси набора (1) показали более низкую усадку при высыхании в раннем возрасте при 7-дневном отверждении по сравнению с неотвержденными образцами. Результаты также подтверждают, что время отверждения необходимо для минимизации усадки в раннем возрасте. Следовательно, предварительное насыщение заполнителей снижает усадку в раннем возрасте и задерживает усадку при высыхании. В то время как в наборе (2) бетонные смеси, смеси, содержащие 40-50% заполнителя OPBC, показали более высокую усадку в раннем возрасте, в среднем, около 13,5% при 7-дневном отверждении по сравнению с неотвержденными образцами.Благодарность Авторы выражают признательность за финансовую поддержку Университета Малайи, грант на высокоэффективные исследования (HIRG) № UM.C / 625/1 / HIR / MOHE / ENG / 36 (16001-00-D000036) — «Укрепление структурных элементов для Нагрузка и утомление ». Ссылки Abdullah, A.A.A., 1997. Заполнитель оболочки из пальмового масла для легкого бетона. Отходы, используемые при производстве бетона. Публикация Нойеса. Ахмад, Х., Хилтон, М., Нур, Н.М., 2007. Физические свойства местного клинкера пальмового масла и летучей золы. В: Материалы 1-й инженерной конференции по энергетике и окружающей среде (EnCon2007).Репозиторий UTHM, Саравак, Малайзия. Ахмад, М.Х., Нур, М.Н., Аднан, С.Х., 2008. Усадка малазийского клинкерного бетона из пальмового масла. В: Международная конференция по практике гражданского строительства (ICCE08). Репозиторий UTHM, Куантан, Малайзия. Аль-Аттар Т.С., 2008. Влияние характеристик крупного заполнителя на усадку бетона при высыхании. J. Eng. Technol. 26 (2). Аль-Хайят, Х., Хак, М.Н., 1998. Влияние начального отверждения на раннюю прочность и физические свойства легкого бетона. Джем. Concr. Res.28 (6), 859e866. Alengaram, U.J., 2009. Механические свойства и структурное поведение пенобетона и пенобетона с оболочкой из пальмового ядра (доктор философии). Малайский университет, Малайзия. Аленгарам У.Дж., Аль-Мухит Б.А., Джумаат М.З., 2013. Использование скорлупы ядра масличной пальмы в качестве легкого заполнителя в бетоне — обзор. Констр. Строить. Матер. 38, 161e172. Аслам, М., Шафиг, П., Джумаат, М.З., 2015. Конструкционный бетон из легкого заполнителя путем включения твердых отходов в виде крупного легкого заполнителя. Прил.Мех. Матер. 749, 337e342. Аслам, М., Шафиг, П., Джумаат, М.З., Лачеми, М., 2016. Преимущества использования крупнозернистых легких заполнителей со смешанными отходами в конструкционном легком бетоне. J. Clean. Prod. 119, 108e117. Басма, А.А., Джавад, Ю.А., 1995. Модель вероятности усадки бетона при высыхании. ACI Mater. J. 92 (3).

11

Бейги, М.Х.А., Каземи, М.Т., Никбин, И.М., Амири, Дж. В., 2013. Влияние соотношения воды и цемента на параметры разрушения и хрупкость самоуплотняющегося бетона.Матер. Des. 50, 267e276. Богас, Дж. А., 2011. Характеристика конструкционного легкого пенобетонного наполнителя. Кандидатская диссертация в области гражданского строительства. Лиссабонский технический университет, cnico, Лиссабон. Instituto Superior Te Bogas, J.A., Nogueira, R., Almeida, N.G., 2014. Влияние минеральных добавок и различных композиционных параметров на усадку конструкционного керамзитового легкого бетона. Матер. Des. 56, 1039e1048. Карлсон Р.В., 1938. Усадка бетона при высыхании под влиянием многих факторов.Proc. Являюсь. Soc. Тестовое задание. Матер. 38, 419e437. CCAA — Цементный бетон и заполнители, Австралия, 2005 г. Усадка бетона в раннем возрасте. Руководство, CEB / FIP, 1977 г. Легкий заполненный бетон. CEB-FIP Руководство по дизайну и технологии. Строительная пресса, Лондон. Чан, C.M., Робани, Р., 2005. Альтернативные агрегаты от Clay-POC: поисковое исследование. В: Материалы Международной конференции по строительству и строительным технологиям (ICCBT), 16-20 июня 2008 г., Куала-Лумпур, Малайзия, стр. 423e432. Кларк, Дж.Л., 2002. Конструкционный легкий заполнитель. Бетон. Электронная библиотека Тейлора и Фрэнсиса, CRC Press, Лондон. Кокиллат, Г., 1986. Влияние физико-механических свойств легкого заполнителя на свойства легких бетонных конструкций. Заполнители и бетон облегченный Билан и десять лет исследований, Arnould и Virlogeux. Национальная школа мостов и дорог Press, стр. 255e298. Day, K.W., 2003. Проектирование бетонной смеси, контроль качества и технические характеристики. CRC Press, Кройдон, Виктория, Австралия.Фудзивара, Х., Томита, Р., Симоямата, Ю., 1994. Исследование морозостойкости бетона с использованием органического вещества, уменьшающего усадку, 145. Специальная публикация ACI, стр. 643e656. Грибняк, В., Каклаускас, Г., Клюкас, Р., Якубовскис, Р., 2013. Влияние усадки на кратковременное деформационное поведение железобетона — когда им нельзя пренебрегать. Матер. Des. 51, 1060e1070. Henkensiefken, R., Nantung, T., Weiss, J., 2008. Уменьшение растрескивания в результате сдерживаемой усадки в бетоне: изучение поведения самоотверждающегося бетона, изготовленного с использованием различных объемов насыщенного легкого заполнителя.В: Доклад, представленный на Национальной конференции по бетонным мостам, Сент-Луис, Миссури. Хенкенсифкен, Р., Сант, Г., Нантунг, Т., Вайс, Дж., 2009a. Обнаружение затвердевания с использованием переноса влаги из насыщенного легкого заполнителя. В: Доклад, представленный на SP-259, Техническая сессия по переходу от жидкости к твердому телу: пересмотр поведения бетона в раннем возрасте. Весенняя конвенция ACI, Сан-Антонио, Техас. Хенкенсифкен, Р., Бенц, Д., Нантунг, Т., Вайс, Дж., 2009b. Изменение объема и растрескивание смесей внутреннего отверждения, изготовленных из насыщенного легкого заполнителя в герметичных и негерметичных условиях.Джем. Concr. Compos. 31 (7), 427e437. Холм Т.А., Бремнер Т.В., 2000. Современный отчет о высокопрочных, долговечных конструкционных бетонах с низкой плотностью для применения в суровых морских условиях: Инженерный корпус армии США. Инженерный научно-исследовательский центр. Хоссейн, К.М.А., Лачеми, М., 2007. Состав смеси, прочность, долговечность и огнестойкость легкого пемзового бетона. ACI Mater. J. 104 (5). Каяли, О., Хак, М.Н., Чжу, Б., 1999. Усадка при высыхании армированного волокном бетона на легком заполнителе, содержащем летучую золу.Джем. Concr. Res. 29 (11), 1835e1840. Косматка, С.Х., Керкхофф, Б., Панарезе, В.К., 2002. Проектирование и контроль бетонных смесей. В: Portland Cement Association, PCA-14th Edition, США. Ковлер, К., Йенсен, О.М., 2007. Внутреннее отверждение бетона, Заключение и перспективы, стр. 137e140. RILEM TC 196-ICC- Отчет о состоянии дел. Ламонд, Дж. Ф., 2006. Значение испытаний и свойств бетона и бетонных материалов. ASTM Int. 169. U.S.A. Lura, P., Bentz, D.P., Lange, D.A., Kovler, K., Bentur, A., Брейгель, К., 2006. Измерение переноса воды от насыщенных заполнителей пемзы до затвердевающего цементного теста. Матер. Struct. 39 (9), 861e868. Махмуд, Х., Джумаат, М.З., Аленгарам, У.Д., 2009. Влияние соотношения песок / цемент на механические свойства бетона из скорлупы пальмовых ядер. J. Appl. Sci. 9 (9), 1764e1769. Маннан М.А., Ганапати К., 2002. Технические свойства бетона с оболочкой масличной пальмы в качестве крупного заполнителя. Констр. Строить. Матер. 16 (1), 29e34. Маннан, М.А., Басри, Х.Б., Заин, М.Ф.М., Ислам, М.Н., 2002. Влияние условий твердения на свойства НПС-бетона. Строить. Environ. 37 (11), 1167e1171. Маннан, М.А., Александр, Дж., Ганапати, К., Тео, округ Колумбия, 2006. Улучшение качества скорлупы масличной пальмы (OPS) в качестве крупнозернистого заполнителя в легком бетоне. Строить. Environ. 41 (9), 1239e1242. Маслехуддин, М., Ибрагим, М., Шамим, М., Али, М.Р., Аль-Мехтель, М.Х., 2013. Влияние методов отверждения на усадку и коррозионную стойкость бетона. Констр. Строить. Матер. 41, 634e641. Маккин, Р.Г., Ледбеттер, В.Б., 1969. Оценка характеристик усадочно-растрескивания конструкционного легкого бетона. Техасский университетский колледж A&M, штат Техас. Отчет об исследовании 81e11. Мехта П.К., Монтейро П.Дж.М., 2006. Бетон: микроструктура, свойства и материалы, третье изд. Макгроу-Хилл, США, Нью-Йорк. Мо, К.Х., Аленгарам, У.Дж., Джумаат, М.З., Лю, М.Ю.Дж., Лим, Дж., 2016. Оценка некоторых свойств долговечности устойчивого легкого бетона из скорлупы масличной пальмы, включающего шлак и технологический песок. J. Clean.Prod. 112, 763e770.

Процитируйте эту статью в прессе как: Аслам М. и др., Характеристики усадки при высыхании конструкционного легкого заполнителя бетона, содержащего смешанные биопродукты масличной пальмы, Journal of Cleaner Production (2016), http: //dx.doi .org / 10.1016 / j.jclepro.2016.03.165

12

M. Aslam et al. / Journal of Cleaner Production xxx (2016) 1e12

Mohammed, B.S., Hossain, K.M.A., Foo, W.L., Abdullahi, M., 2013. Прочность на сдвиг клинкерных бетонных балок из пальмового масла.Матер. Des. 46, 270e276. Мохаммед, Б.С., Фу, В.Л., Абдуллахи, М., 2014. Прочность на изгиб клинкерных бетонных балок из пальмового масла. Матер. Des. 53, 325e331. Моравия, В.Г., Гумиери, А.Г., Васконселос, В.Л., 2010. Фактор эффективности и модуль упругости легкого бетона с керамзитовым заполнителем. IBRACON Struct. Матер. J. 3 (2), 195e204. Невилл А.М., 1971. Твердый бетон: физико-механические аспекты. Монография ACI № 6. Американский институт бетона. Издательство государственного университета Айовы, Детройт, США.Невилл, А.М., 1996. Свойства бетона, четвертое изд. John Wiley and Sons, Inc., Нью-Йорк. Невилл А.М., 2008. Свойства бетона, четырнадцатое изд. CTP-VVP, Малайзия. Nilsen, U.A., Aitcin, P.C., 1992. Свойства высокопрочного бетона, содержащего легкий, нормальный и тяжелый заполнитель. Джем. Concr. Агрег. 14 (1). Окпала, Д., 1990. Оболочка ядра пальмового ядра как легкий заполнитель в бетоне. Строить. Environ. 25 (4), 291e296. Оливейра, М.Дж., Рибейро, А.Б., Бранко, Ф.Г., 2015. Эффект отверждения при усадке самоуплотняющегося бетона с более низкой прочностью.Констр. Строить. Матер. 93, 1206e1215. Пикетт, Г., 1956. Влияние заполнителя на усадку бетона и гипотезы об усадке. Варенье. Concr. Inst. 27 (5), 581e590. Сайто М., Кавамура М., Аракава С., 1991. Роль заполнителя в усадке обычного портландцементного и расширяющегося цементного бетона. Джем. Concr. Compos. 13 (2), 115e121. Сатиш, К., Бернтссон, Л., 2003. Легкий заполненный бетон, наука, технологии и приложения. Нойес Пабликейшнс, Нью-Йорк. Селих, Дж., Бремнер, Т., 1996. Сушка насыщенного легкого бетона: экспериментальное исследование. Матер. Struct. 29 (7), 401e405. Шаиф П., Джумаат М.З., Махмуд Х., 2011. Скорлупа масличной пальмы как легкий заполнитель для производства высокопрочного легкого бетона. Констр. Строить. Матер. 25 (4), 1848e1853. Шафиг, П., Джумаат, М.З., Махмуд, Х., Норджида, А.А., 2012a. Легкий бетон из измельченной скорлупы масличной пальмы: прочность на разрыв и влияние начального отверждения на прочность на сжатие. Констр. Строить. Матер. 27 (1), 252e258.Шаиф П., Махмуд Х. Б., Джумаат М. З., 2012b. Легкий бетон из скорлупы масличной пальмы как пластичный материал. Матер. Des. 36, 650e654.

Шафиг П., Аленгарам У. Дж., Махмуд Х.Б., Джумаат М.З., 2013. Технические свойства легкого бетона со скорлупой масличной пальмы, содержащего летучую золу. Матер. Des. 49, 613e621. Шаиф П., Гафари Х., Махмуд Х. Б., Джумаат М.З., 2014a. Сравнительное исследование механических свойств и усадки при высыхании скорлупы масличных пальм и легких керамзитобетонов.Матер. Des. 60, 320e327. Шафиг П., Махмуд Х., Джумаат М.З., Расел А., Шьямсул Б., 2014b. Конструкционный бетон на легком заполнителе с использованием в качестве заполнителя двух видов отходов производства пальмового масла. J. Clean. Prod. 80, 187e196. Тео, Д.К.Л., Маннан, М.А., Куриан, В.Дж., Ганапати, К., 2007. Легкий бетон, изготовленный из скорлупы масличной пальмы (OPS): структурное сцепление и долговечность. Строить. Environ. 42 (7), 2614e2621. Тонгаронсри, С., Тангтермсирикул, С., 2009. Влияние минеральных добавок и периодов отверждения на усадку и возраст растрескивания в ограниченном состоянии.Констр. Строить. Матер. 23, 1050e1056. Веген, В., Биджен, Дж., 1985. Свойства бетона, изготовленного из трех типов искусственных грубых заполнителей PFA. Джем. Concr. Compos 7, 159e167. Weiss, W.J., Shah, S.P., 2002. Сдерживаемое растрескивание при усадке: роль добавок, уменьшающих усадку, и геометрия образца. Матер. Struct. 35 (2), 85e91. Вест, М.Б., 2010. Влияние материалов и периода отверждения на усадку бетона. Магистерская диссертация. Центр исследований Канзасского университета, Канзас, стр. 269. Проект № ТПФ-5 (051) -СМ Отчет №.98. Уилсон, Х., Малхотра, В., 1988. Разработка высокопрочного легкого бетона для применения в строительстве. Int. J. Cem. Compos. Легкая Concr. 10 (2), 79e90. Wongkeo, W., Thongsanitgarn, P., Chaipanich, A., 2012. Прочность на сжатие и усадка при высыхании многокомпонентных цементных растворов с зольным остатком и дымом кремнезема. Матер. Des. 36, 655e662. Закария, М.Л., 1986. Прочностные свойства клинкерного бетона масличной пальмы. J. Teknol. 8 (1), 28e37. Чжан, М.Х., Ли, Л., Парамасивам, П., 2005. Усадка высокопрочного бетона из легкого заполнителя при воздействии сухой окружающей среды.ACI Mater. J. 102 (2), 86e92. Зия, П., Шуайб, А., Леминг, М., 1997. Высокоэффективные бетоны, современный отчет (1989–1994). Федеральное управление шоссейных дорог, FHWA-RD-97e030: Маклин (Вирджиния).

Процитируйте эту статью в прессе как: Аслам М. и др., Усадочная характеристика конструкционного легкого заполнителя бетона, содержащего смешанные биопродукты масличной пальмы, Journal of Cleaner Production (2016), http: //dx.doi .org / 10.1016 / j.jclepro.2016.03.165

Статьи из раздела «Строительные материалы»

Статьи из раздела «Строительные материалы» | Журнал гражданского строительства MCE

С 2008 года

ISSN 2712-8172

График публикации

  • №6 октябрь 2021 г.

  • №7 ноябрь 2021 г.

  • №8 декабрь 2021 г.

  • №1 Февраль 2022 г.

Статьи из раздела «Строительные материалы»

  • 38
  • 369
  • Страницы: 10413-10413
  • 37
  • 341
  • Страницы: 10412-10412
  • 17
  • 254
  • Страницы: 10411-10411
  • 44
  • 497
  • Страницы: 10314-10314
  • 40
  • 440
  • Страницы: 10313-10313
  • 70
  • 364
  • Страницы: 10311-10310
  • 26
  • 382
  • Страницы: 10307-10307
  • 46
  • 491
  • Страницы: 10304-10304
  • 35
  • 361
  • Страницы: 10302-10302
  • 66
  • 739
  • Страницы: 10301-10301
  • 25
  • 459
  • Страницы: 10213-10213
  • 37
  • 606
  • Страницы: 10210-10210
  • 58
  • 494
  • Страницы: 10206-10206
  • 83
  • 526
  • Страницы: 10202-10202
  • 40
  • 471
  • Страницы: 10112-10112
  • 70
  • 597
  • Страницы: 10107-10107
  • 49
  • 504
  • Страницы: 10106-10106
  • 61
  • 611
  • Страницы: 10105-10105
  • 42
  • 391
  • Страницы: 10104-10104
  • 39
  • 388
  • Страницы: 10103-10103
  • 48
  • 708
  • Страницы: 10010-10010
  • 60
  • 520
  • Страницы: 10012-10012
  • 38
  • 674
  • Страницы: 10009-10009
  • 30
  • 481
  • Страницы: 10007-10007
  • 50
  • 536
  • Страницы: 10006-10006
  • 33
  • 520
  • Страницы: 10005-10005
  • 63
  • 600
  • Страницы: 10003-10003
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

[an error occurred while processing the directive]
L 908 0,8 L 908.30 / 0,8 908 0,8 2

9


Номер смеси Срок отверждения (дни)
1 3 7 14 28 60 90 120 180 210 240 270

HL0.30 / 0,4 0 88 126 169 221 266 292 312 318 320 325 328 329
0 50 111 152 199 242 268 303 316 317 320 324 328
HL0.30 / 1,2 0 32 77 129 192 218 248 266 292 297 300 304 308
1,6 0 23 48 123 165 210 233 250 274 276 280 284 288
HL0.30 / 2,0 0 8 44 96 148 185 210 230 250 256 260 264 268
NL0 0,8 0 109 124 184 225 272 298 323 343 344 345 345 348
0 84 137 202 283 329 355 376 382 392 400 400 400
0 129 257 325 361 408 436 464 480 484 488 496 505

На основании статистического анализа данных испытаний, закономерность усадки при высыхании SFRLAC с различной объемной долей стальной фибры может быть выражена в виде ряда гипербол: где — усадка при высыхании SFRLAC при старении, а — начальный возраст. для испытания на автогенную усадку здесь принимается за 1 день после формования.и — коэффициенты формы, связанные с объемной долей стальной фибры.

Из формулы (2) коэффициенты формы и могут быть получены путем подгоночного анализа данных испытаний, показанных на рисунке 5. После этого их линейная связь с объемной долей стальной фибры может быть получена следующим образом и показана на Рисунок 6:


В сочетании с формулой (2) коэффициент уменьшается и увеличивается с увеличением объемной доли стальной фибры. Это означает, что последующая усадка при высыхании будет уменьшена, а развитие усадки при высыхании будет замедлено из-за сильного сдерживающего эффекта стальных волокон, соответственно.Сравнение формулы (2) с результатами испытаний SFRLAC с различной объемной долей стальной фибры показано на рисунке 7, который лучше соответствует коэффициенту корреляции более 0,90.


Подобно развитию автогенной усадки, с тем же соотношением воды и связующего и L-мелким легким заполнителем, усадка при высыхании SFRLAC с N-расширенным сланцем развивалась быстро в течение 28 дней и в целом была больше, чем у SFRLAC. SFRLAC с H-расширенным сланцем. Это показало, что ограничивающее влияние стальных волокон на деформацию усадки SFRLAC не могло изменить присущую усадку LAC-основы, образованную цементной пастой и заполнителем.По сравнению с SFRLAC, смешанным с L-мелким легким заполнителем, SFRLAC, смешанный с промышленным песком (M-песок), имел большую усадку при высыхании. Это происходит из-за большего водопоглощения L-мелкого легкого заполнителя, что приводит к благоприятному внутреннему отверждению для гидратации цемента. В этом случае полезные эффекты, такие как твердые частицы М-песка, заполняющие поры расширенных сланцев для ограничения аутогенной деформации и улучшение свойств межфазной связи между цементной пастой и частицами М-песка, становятся вторичными.

На основании статистического анализа данных испытаний, закономерность усадки при высыхании SFRLAC с различными заполнителями также может быть выражена в виде ряда гипербол. Исходя из формулы (2), это где и являются влияющие факторы, относящиеся к крупному и мелкому заполнителю.

Результаты статистического анализа значений влияющих факторов в формуле (5) приведены в таблице 10. Сравнение тестовых данных с расчетом по формуле (5) показано на рисунке 8.Как видно из таблицы 10, значения влияющих факторов и для SFRLAC с N-расширенным сланцем / M-песком не равны произведению для SFRLAC, соответственно, с N-расширенным сланцем / L-мелким легким заполнителем и с Н-расширенным сланцем / М-песком. Это означает, что влияние вспученного сланца и мелкого заполнителя (песка) на усадку при высыхании SFRLAC коррелировало. В этом исследовании усадка при высыхании SFRLAC с N-расширенным сланцем и M-песком была наибольшей.

2 900 10

Тип заполнителя Крупный заполнитель мелкий заполнитель
H L N L H M N M

1,04 1,22
1,0 0,71 0,77


9 4. Выводы из этого исследования
можно представить следующим образом.

(1) Осадка смеси, очевидно, зависела от отношения воды к связующему и имела тенденцию к уменьшению с увеличением объемной доли стальной фибры. Смеси с N-расширенным сланцем или искусственным песком имели меньшую осадку.

(2) Кажущаяся плотность SFRLAC увеличивалась с увеличением объемной доли стальной фибры и несколько снижалась с увеличением; однако оно было менее 1850 кг / м 3 или 1950 кг / м 3 при использовании легкого песка или искусственного песка, соответственно. Прочность на сжатие SFRLAC увеличивалась с увеличением объемной доли стальной фибры и уменьшалась с увеличением, в то время как она была выше с технологическим песком, чем с легким песком.

(3) Выдаются результаты испытаний автогенной усадки SFRLAC за срок до 270 суток.Развитие аутогенной усадки SFRLAC происходило быстро в течение 28 дней и, как правило, стабилизировалось через 90 дней. Аутогенная усадка SFRLAC с H-расширенным сланцем и L-мелким заполнителем медленно росла с увеличением, особенно в раннем возрасте в течение 28 дней. Обладая более низкой прочностью на сжатие, чем у H-расширенного сланца, N-расширенный сланец привел к быстрому развитию в течение 28 дней и общей большей автогенной усадке SFRLAC. Однако L-мелкий легкий заполнитель приводил к большей автогенной усадке, чем промышленный песок в SFRLAC.

Основываясь на данных испытаний, закономерность аутогенной усадки SFRLAC может быть хорошо выражена как серия гипербол, в которой эффекты грубого и мелкого заполнителей независимо оцениваются по скорости развития в раннем возрасте и в более позднем возрасте. развивающееся состояние аутогенной усадки.

(4) Представлены результаты испытаний усадки при сушке SFRLAC в течение 270 дней. Последующая усадка при высыхании была уменьшена, и развитие усадки при высыхании замедлилось с очевидным увеличением объемной доли стальной фибры.Подобно развитию аутогенной усадки, N-расширенный сланец приводит к быстрому развитию в течение 28 дней и в целом большей усадке при высыхании, чем H-расширенный сланец в SFRLAC. Но внутреннее отверждение L-мелкого легкого заполнителя было более эффективным для уменьшения усадки при высыхании по сравнению с промышленным песком в SFRLAC.

Основываясь на данных испытаний, регулярность усадки при высыхании SFRLAC также может быть выражена в виде серии гипербол, в которой коэффициенты формы линейны с объемной долей стальной фибры, а влияющие факторы грубого и мелкого заполнителей равны квалифицированный.Значения влияющих факторов показывают, что влияние этих двух вспученных сланцев, мелкозернистого легкого заполнителя и технологического песка, на усадку при высыхании SFRLAC коррелировало. В этом исследовании усадка при высыхании SFRLAC с N-расширенным сланцем и M-песком была наибольшей.

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов.

Выражение признательности

Это исследование финансировалось Группой научно-технических инноваций по экологическим строительным материалам и структурной инженерии Университета провинции Хэнань, Китай (13IRTSTHN002), и ключевым исследовательским проектом Университета провинции Хэнань, Китай ( 16А560024).

Влияние соотношения крупного и мелкого заполнителя на усадку при высыхании уплотненного роликовым бетонным покрытием при различных условиях твердения

Ван Дам, Т .; Taylor, P .; Fick, G .; VanGeem, M .; Лоренц, Э. (2012) Устойчивые бетонные покрытия: практическое руководство. https://www.semanticscholar.org/paper/Sustainable-Concrete-Pavements%3A-A-Manual-of-Dam-Taylor/773d1e391e-13173dc27abffc74c5d186823d5c93.

Zollinger, D.G. (2016) Бетонное покрытие с роликовым уплотнением: [techbrief] (No.FHWA-HIF-16-003). Соединенные Штаты. Федеральное управление автомобильных дорог https://www.fhwa.dot.gov/pavement/pub_details.cfm?id=993.

Harrington, D .; Abdo, F .; Adaska, W .; Hazaree, C.V .; Ceylan, H .; Бектас, Ф. (2010) Руководство по бетонным дорожным покрытиям, уплотненным роликами. https://lib.dr.iastate.edu/intrans_reports/102/.

Питтман Д. (1989) Влияние процесса строительства на отдельные свежие и затвердевшие свойства бетонных дорожных покрытий из бетона, уплотненного валками (RCC).Армейская инженерно-водная экспериментальная станция. Виксбург, г-жа Геотехническая лаборатория. https://apps.dtic.mil/sti/citations/ADA213735.

Невилл, А. (1995) Свойства бетона (Том 4). Лондон: Лонгман.

Цемент, бетон и заполнители, Австралия (2002) Усадка цемента и бетона при сушке. https://www.ccaa.com.au/iMIS_Prod.

Аврам, К. (1981) Прочность и деформации бетона, Elsevier Scientific Pub. Co. (1981).

Хаят, К.ЧАС.; Либре, Н.А. (2014) Бетон, уплотненный роликами: оценка поля и оптимизация смеси (№ NUTC R363). Миссурийский университет науки и технологий. Центр транспортной инфраструктуры и безопасности. https://www.semanticscholar.org/paper/Roller-Compaken-Concrete%3A-Field-Evaluation-and-Khayat-Libre/002baa-236c54e20a58991d675089cf08233b7fdb.

Pittman, D.W .; Раган, С.А. (1998) Усадка при высыхании уплотненного роликами бетона для дорожных покрытий. Матер. Jour.95 [1], 19–26.

Gholami, N .; Модаррес, А. (2019) Поведение усадки сверхпластифицированного RCCP и его взаимосвязь с внутренней температурой. Интер. Проложить. Engi. 20 [1], 12-23.

Jingfu, K .; Chuncui, H .; Zhenli, Z. (2009) Прочность и усадка бетона, уплотненного роликами, с добавками каучука. Матер. Struc. 42 [8], 1117-1124.

Hashemi, M .; Shafigh, P .; Карим, M.R.B .; Атис, К. (2018) Влияние соотношения крупного и мелкого заполнителя на свойства свежего и затвердевшего бетона, уплотненного роликами.Пост. Строить. Матер. 169, 553-566.

Карлсон Р. В. (1938) Усадка бетона при высыхании под влиянием многих факторов. American Soc Testing & Materials Proc. 38 [2], 419-437.

Рао, Г.А. (2001) Длительная усадка раствора при высыхании — влияние микрокремнезема и размера мелкого заполнителя. Джем. Concr. Res. 31 [2], 171–175.

Пикетт, Г. (1956) Влияние заполнителя на усадку бетона и гипотеза об усадке.J. Proceed. 52 [1], 581-590.

Невилл, А. (1995) Свойства бетона, четвертое издание. Автор AM Невилл.

Косматка, С.Х .; Уилсон, М. (2016) Портлендская цементная ассоциация; 16-е издание.

ASTM C1435 / C1435M-14 (2014) Стандартная практика формования бетона, уплотненного роликами, в цилиндрических формах с использованием вибромолота. Ежегодный сборник стандартов ASTM. Филадельфия (Пенсильвания, США): Американское общество испытаний и материалов.

ACI 211.3R-02 (2002) Руководство по выбору пропорций для непросадочного бетона.

ASTM C157 / C157M-17 (2017) Стандартный метод испытаний на изменение длины затвердевшего гидроцементного раствора и бетона. ASTM International, West Conshohocken, PA.

ASTM C39 / C39M-20 (2020) Стандартный метод испытаний на прочность на сжатие цилиндрических образцов бетона, ASTM International, West Conshohocken, PA.

ASTM C496 / C496M-17 (2017) Стандартный метод испытания прочности на разрыв цилиндрических образцов бетона при раскалывании.ASTM International, West Conshohocken, PA.

ASTM C78 / C78M-18 (2010) Стандартный метод испытания прочности бетона на изгиб (с использованием простой балки с нагрузкой в ​​третьей точке). ASTM International, West Conshohocken, PA.

ASTM C1170 / C1170M-20 (2010) Стандартный метод испытаний для определения консистенции и плотности бетона, уплотненного роликами, с использованием вибростола. ASTM International, West Conshohocken, PA.

Еррамала, А.; Бабу, К. (2011) Транспортные свойства бетона, уплотненного роликами с большим объемом золы-уноса. Джем. Конц. Комп. 33 [10], 1057-1062.

Hashemi, M .; Shafigh, P .; Abbasi, M .; Асади, И. (2019) Влияние использования песка с низким содержанием мелочи на свежие и затвердевшие свойства бетонного покрытия, уплотненного роликами. Case Stud. Пост. Матер. 11, e00230.

Vahedifard, F .; Нили, М .; Михан, К. (2010) Оценка влияния дополнительных вяжущих материалов на характеристики дорожного покрытия из бетона, уплотненного роликами с низким содержанием цемента.Пост. Строить. Матер. 24 [12], 2528-2535.

Neville, A.M .; Брукс, Дж. Дж. (2008) Concrete Technology, Малайзия: Prentice Hall.

Калверли, М.А.А. (1977) Дизайн тротуаров властей британских аэропортов. Международная конференция по проектированию бетонных покрытий. https://trid.trb.org/view/717615.

Трокселл, Г. Э. (1958) Испытания на ползучесть и усадку обычного и железобетона с течением времени. В ASTM. 58, 1101-1120.

Чжан, Дж.; Han, Y.D .; Гао, Ю. (2014) Влияние соотношения воды и связующего и содержания крупного заполнителя на влажность внутри, автогенную усадку и усадку бетона при высыхании. Матер. Гражданский Энгин. 26 [1], 184–189.

Adam, I .; Sakata, K .; Аяно Т. (2001) Влияние крупного заполнителя на усадку нормальных и высокопрочных бетонов. J. Facult. Environ. Sci. Technol. Okayama Univ. 6 [1], 41–45.

Mehta, P.K .; Монтейро, П. Дж. (2017) Микроструктура, свойства и материалы бетона.

Невилл, А. (1995) Свойства бетона (Том 4): Longman London.

Wongkeo, W .; Thongsanitgarn, P .; Чайпанич, А. (2012) Прочность на сжатие и усадка при высыхании многокомпонентных цементных растворов с зольным остатком и дымом кремнезема. Матер. Des. (1980-2015). 36, 655-662.

Bogas, J.A .; Nogueira, R .; Алмейда, Н. (2014) Влияние минеральных добавок и различных параметров состава на усадку конструкционного керамзитового легкого бетона.Матер. Des. (1980-2015). 56, 1039-1048.

Aslam, M .; Shafigh, P .; Джумаат, М.З. (2016) Характеристики усадки при высыхании конструкционного легкого заполнителя бетона, содержащего смешанные биопродукты масличной пальмы. Чистый. Prod. 127, 183–194.

Ковлер, К .; Дженсен, О. (2007) Внутреннее твердение бетона. Публикации RILEM SARL.

Basma, A.A .; Джавад, Ю.А. (1995) Модель вероятности усадки бетона при высыхании. Матер. 92 [3], 246-251.

Siegel, J.A .; Mirakovits, J.A .; Хадсон, Б. (2013) Проектирование, контроль качества и спецификации бетонной смеси. CRC Press.

Videla, C .; Carreira, D.J .; Гарнер, Н. (2008) Руководство по моделированию и расчету усадки и ползучести в затвердевшем бетоне. Отчет ACI, 209.

с использованием легкого заполнителя для внутреннего отверждения | Журнал Concrete Construction

Легкий бетон давно используется для подвесных полов с целью уменьшения веса конструкции и повышения огнестойкости.А поскольку легкий пол обычно тоньше (5,25 дюйма против 6,5 дюйма с нормальным весом для эквивалентной огнестойкости), легкий пол будет на 40-45% легче, чем пол с нормальным весом. Таким образом, хотя легкий бетон стоит немного дороже, с уменьшением веса каркас здания стоит меньше. Но у легкого бетона есть и другие преимущества, если он рассчитан на внутреннее отверждение.

Внутреннее отверждение

Бетонные плиты необходимо подвергнуть 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 также важно то, что происходит дальше в плите, и поверхностное отверждение мало влияет на внутреннюю часть. Использование легкого заполнителя для отверждения бетона внутри плиты помогает решить некоторые проблемы при относительно небольших затратах.

Американский институт бетона определяет внутреннее отверждение как «процесс, при котором продолжается гидратация цемента из-за наличия внутренней воды, которая не является частью воды для смешивания.Это достигается заменой части мелкого или промежуточного заполнителя предварительно увлажненным легким заполнителем. Мы называем это лечением изнутри.

Когда вяжущий материал (портландцемент и дополнительные вяжущие материалы или SCM) в бетонной плите вступает в реакцию, он потребляет воду. Бетон с более низким соотношением водоцементных материалов (ниже примерно 0,48) потребляет больше воды, чем доступно в смеси. Когда это происходит, бетон высыхает, теряет прочность и начинает образовывать усадочные трещины.

Однако при внутреннем отверждении по мере гидратации вяжущего материала в пасте образуются крошечные сухие поры. Поскольку эти поры меньше пор в легком заполнителе, влага выводится из заполнителя. Это позволяет цементной пасте продолжать набирать прочность и предотвращает химическую усадку.

Химическая усадка возникает в результате того, что объем цементного теста меньше объема цементных материалов и воды. Фактически, 1 кубический сантиметр цемента плюс 1 кубический сантиметр воды дает только 1 кубический сантиметр.8 кубических сантиметров сухого цементного теста. Но если вода подается постоянно, химическую усадку можно предотвратить, в результате чего бетон станет более прочным.

Использование внутренней пропитки полов дает множество преимуществ, в том числе:

  • Улучшенная гидратация… более эффективное использование цемента и SCM (известняк, летучая зола, шлак, микрокремнезем)
  • Уменьшенное количество усадочных трещин
  • Уменьшенная ширина трещин
  • Уменьшение скручивания и коробления
  • Повышенная прочность бетона
  • Пониженная проницаемость
  • Повышенная прочность
  • Помогает компенсировать плохое отверждение поверхности и улучшает хорошее отверждение

Эти преимущества подтвердились в самых разных условиях.Исследования, проведенные профессором Джеффом Роэслером и Арменом Амирханяном в Университете Иллинойса, показали снижение керлинга на 75% при использовании внутреннего отверждения. А на большую мостовую, построенную в 2005 году на территории интермодального узла Union Pacific в Хатчинсе, штат Техас, потребовалось 250 000 кубических ярдов бетона внутреннего отверждения. Визуальный осмотр через шесть месяцев обнаружил только одну трещину; примерно через восемь лет остались лишь крохотные пластичные или усадочные трещины при высыхании.

Время высыхания

В связи с этим возникает вопрос, просохнет ли плита с легким заполнителем настолько, чтобы можно было установить непроницаемый пол в соответствии с графиком строительства.Исследование, проведенное журналом Concrete Construction в 2000 году («Долгое ожидание легкого»), показало, что для высыхания легкого бетона требуется в два-четыре раза больше времени, чем для обычного тяжелого бетона. У Института расширенного сланца, глины и сланца (ESCSI) был опыт, который, казалось, указывал на неправду, поэтому они объединились с Питером Крейгом для проведения некоторых исследований. Команда провела 13-месячное исследование, сравнивая бетон нормального веса с легким в не кондиционируемом помещении в Далтоне, штат Джорджия, с полированной и немеблированной отделкой пола.В результате для высыхания легкого бетона потребовалось больше времени, но гораздо меньше, чем сообщалось ранее. Бетон LW отставал от бетона с нормальным весом в достижении приемлемого уровня высыхания, но только примерно на две недели.

Учитывая все эти преимущества легкого бетона, не стоит ли вам рассмотреть возможность его использования в своем следующем проекте?

Джон Райс — президент и технический директор Института расширенных сланцев, глины и сланца.

Характеристики усадки при высыхании конструкционного легкого заполнителя бетона, содержащего смешанные биопродукты масличной пальмы

Journal of Cleaner Production xxx (2016) 1e12

Списки содержания доступны на ScienceDirect

Домашняя страница журнала Journal of Cleaner Production: www.elsevier.com/locate/jclepro

Характеристики усадки при высыхании конструкционного легкого заполнителя бетона, содержащего смешанные биопродукты масличной пальмы Мухаммад Аслам a, Пайам Шафиг b, Мохд Замин Джумаат a, * ab

Департамент гражданского строительства, инженерно-технический факультет, Университет Малайи, 50603, Куала-Лумпур, Малайзия Кафедра геодезии зданий, Факультет искусственной среды, Малайский университет, 50603, Куала-Лумпур, Малайзия

articleinfo

аннотация

История статьи: Поступила в редакцию 16 декабря 2015 г. Март 2016 Принято 29 марта 2016 Доступно онлайн xxx

Скорлупа масличной пальмы (или скорлупа пальмовых ядер) и клинкер масличной пальмы из котла — два твердых отхода производства пальмового масла в тропических регионах.Их можно использовать как заполнитель в бетонной смеси. Бетон из легкого заполнителя с высокой прочностью был успешно произведен с использованием скорлупы масличной пальмы в качестве крупного легкого заполнителя. Однако легкие бетоны, содержащие скорлупу масличных пальм с нормальной и высокой прочностью, имеют относительно высокую усадку при высыхании в раннем и более позднем возрасте. Это исследование является попыткой уменьшить усадку при высыхании легкого бетона из скорлупы масличных пальм. Предыдущие исследования показали, что увеличение объема скорлупы масличной пальмы в бетоне увеличивает его усадку при высыхании.Следовательно, одним из способов уменьшения усадки при высыхании является уменьшение объема скорлупы масличной пальмы путем замены этого заполнителя другим типом заполнителя. С этой целью было проведено комплексное экспериментальное исследование, чтобы изучить влияние частичной замены оболочки масличной пальмы клинкерным заполнителем масличной пальмы-котла на усадку этого типа легкого бетона. В этом исследовании были разработаны два набора бетонных смесей. В первом наборе скорлупа масличной пальмы была заменена клинкером масличной пальмы-котла от 0 до 50% с интервалом 10% в бетоне из скорлупы масличной пальмы с постоянным отношением воды к цементу, равным 0.36. Во втором наборе замена скорлупы масличной пальмы клинкером масличной пальмы-котла составила 30-50% с пониженным отношением воды к цементу с 0,36 до 0,295. Также учитывалось влияние условий твердения на усадку бетона при высыхании. Результаты испытаний показали, что частичная замена скорлупы масличной пальмы клинкером масличной пальмы может значительно снизить длительную усадку бетона при высыхании. Вклад клинкера из масличной пальмы в бетон из скорлупы масличной пальмы в диапазоне от 30 до 50% значительно увеличил оседание бетона из контрольной оболочки из масличной пальмы.Таким образом, удалось снизить содержание воды в этих бетонах для достижения такой же удобоукладываемости, как и контрольная смесь. Уменьшение содержания воды еще больше уменьшило усадку бетона при высыхании. Образцы бетона после 7-дневного влажного отверждения показали более высокую усадку при высыхании по сравнению с условиями сушки на воздухе. © 2016 Elsevier Ltd. Все права защищены.

Ключевые слова: Раковина масличной пальмы Клинкер Конструкционный легкий бетон Высокопрочный бетон из легкого заполнителя Коэффициент эффективности Усадка

1.Введение Увеличение усадки увеличивается пропорционально возрасту бетона. Он дает усадку, когда подвергается воздействию среды высыхания, которая вызывает увеличение растягивающего напряжения, приводящего к растрескиванию и внешнему прогибу, прежде чем бетон подвергнется нагрузке (Day, 2003). На усадку бетона влияет количество перемешивания, время после добавления воды, колебания температуры, укладка и отверждение (Маккин и Ледбеттер, 1969). Чем выше количество воды в свежем бетоне, тем выше высыхание

* Корреспондент.Тел .: þ60 379675203; факс: þ60379675318. Адреса электронной почты: [защищенная электронная почта] (М. Аслам), пшаф [защищенная электронная почта] (П. Шафиг), [защищенная электронная почта] (М.З. Джумаат).

Будет затронута усадка

(Day, 2003). Состав бетона очень важен, потому что каждый ингредиент имеет отличительные характеристики, которые способствуют усадке бетона. Усадка при высыхании может происходить в балках, плитах, колоннах, фундаментах и ​​вызывать потерю напряжений в предварительно напряженных элементах и ​​разрушение соединений (Shafgh et al., 2013). В случае бетона из легкого заполнителя (LWAC) усадка при высыхании больше, чем у обычного бетона, и в основном зависит от свойств и количества заполнителей (Satish and Berntsson, 2003). Дело в том, что усадка бетона в основном определяется цементным тестом из-за его усадки. Потому что вода внутри CeSeH удаляется в условиях сушки. Wongkeo et al. (2012) сообщили, что когда мелкие капиллярные поры (поры менее 50 нм) теряют воду, это

http: // dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.03.165 0959-6526 / © 2016 Elsevier Ltd. Все права защищены.

Процитируйте эту статью в прессе как: Аслам М. и др., Усадочная характеристика конструкционного легкого заполнителя бетона, содержащего смешанные биопродукты масличной пальмы, Journal of Cleaner Production (2016), http: //dx.doi .org / 10.1016 / j.jclepro.2016.03.165

2

M. Aslam et al. / Journal of Cleaner Production xxx (2016) 1e12

существенно повлияет на изменение объема бетона.Степень гидратации или изменение объема бетона влияет на деформацию усадки бетона при высыхании (Basma and Jawad, 1995). Одним из основных источников противодействия этому сжатию является добавление заполнителей для ограничения усадки портландцементной пасты до такой степени, что бетон становится практичным материалом (CEB / FIP, 1977). Поскольку структурная LWAC изменяется в результате этих двух факторов, ожидается, что ее поведение будет отличаться от наблюдаемого в бетоне с нормальным весом (NWC). Во-первых, использование менее жестких пористых заполнителей снижает эффект ограничения деформации пасты (Zhang et al., 2005). Во-вторых, либо с точки зрения прочности, либо по причинам удобоукладываемости и стабильности смесей, легкий бетон (LWC) обычно характеризуется большими объемами пасты лучшего качества и меньшим объемом крупных заполнителей (Bogas, 2011; Holm and Bremner, 2000). Следовательно, долговременная усадка легкого бетона должна быть выше, чем у NWC той же марки. С другой стороны, следует отметить, что вода, абсорбированная легким заполнителем (LWA), позже выделяется в пасту из-за внутреннего отверждения, которое компенсирует начальную потерю воды в результате высыхания и самовысыхания.Из-за внутреннего отверждения и продолжающейся гидратации пасты сопротивление деформации матрицы выше, и поэтому меньше воды доступно для испарения (Selih and Bremner, 1996). Сочетание всех этих влияющих факторов вместе с различной вариабельностью легких агрегатов приводит к более высокой усадке LWAC по сравнению с NWC (Coquillat, 1986; Hossain and Lachemi, 2007; Shafgh et al., 2014a). Однако некоторые отчеты показали, что усадка LWAC меньше или похожа на усадку NWC (Shafgh et al., 2014а; Wegen and Bijen, 1985). Для общих проектных работ было высказано предположение, что усадка LWAC в 1,4–2 раза больше, чем у NWC (Clarke, 2002). Значения усадки при высыхании для конструкционного легкого бетона могут варьироваться от 0,04% до 0,15% (Ламонд, 2006). С последних двух десятилетий скорлупа масличной пальмы (OPS) или скорлупа ядра пальмы (PKS) использовалась в качестве LWA для получения структурных LWAC с плотностью на 20–25% ниже, чем NWC (Shafgh et al., 2012a). В литературе мало информации об усадке бетона OPS.Усадка при высыхании бетона OPS была впервые исследована Абдуллой (1997), который сообщил, что бетон OPS показал примерно в 5 раз большую усадку при высыхании, чем NWC. Маннан и Ганапати (2002) исследовали усадку при высыхании бетона OPS и NWC до возраста 90 дней. Они сообщили, что усадка при высыхании обоих бетонов увеличивалась с возрастом, но бетон OPS показал более высокий прирост. Бетон OPS показал на 14% большую усадку при высыхании по сравнению с NWC в возрасте 90 дней. Alengaram (2009) измерил усадку при высыхании нескольких типов легкого бетона OPS без какого-либо начального влажного отверждения.Образцы подвергались воздействию лабораторных условий сразу после извлечения из формы при средней влажности 75% и температуре 30 ° C. Содержание цемента, общее содержание вяжущего (цемент, зола, кремнеземная пыль), соотношение воды к вяжущему и 28-дневная прочность на сжатие варьировались. от 500 до 560 кг / м3, 560e595 кг / м3, 0,30e0,35 и 22e38 МПа соответственно. Он сообщил, что усадка бетона OPS при высыхании через 28, 56 и 90 дней находится в диапазоне микродеформаций 160e520, 300e990 и 540e1300 соответственно.Он сообщил, что конструкционный легкий бетон OPS имеет высокую усадку при высыхании из-за высокого содержания цемента и OPS (как крупного заполнителя). Shafgh et al. (2013, 2014b) изучали усадку при высыхании бетонов OPS при замене летучей золы на цемент и нормального песка на песок из маслобойного клинкера (OPBC). Они сообщили, что использование 10% зольной пыли в высокопрочном бетоне OPS не повлияло на усадку бетона при высыхании. Однако, как правило, при более высоких уровнях процентного замещения 30% и 50% усадка при высыхании увеличивалась, но не была значительной.Замена

нормального песка на песок OPBC в бетоне OPS не влияет на усадку при высыхании (Shafigh et al., 2014b). Однако в дальнейшем они провели сравнительное исследование легких бетонов из ОПС и керамзита (Shafgh et al., 2014a). Исследования показали, что, хотя бетон OPS имел лучшие инженерные свойства и больший коэффициент эффективности (отношение прочности на сжатие к плотности), он показал вдвое большую усадку при высыхании в раннем возрасте. Однако в более старшем возрасте это соотношение значительно снижается.Недавно Мо и соавт. (2016) исследовали свойства долговечности устойчивого бетона, используя OPS в качестве крупного и искусственного песка в качестве мелкого заполнителя. GGBFS использовался в качестве частичной замены цемента на уровнях 20, 40 и 60% в бетоне OPS. Они сообщили о значениях усадки при высыхании около 740e760 микродеформации при уровнях замены GGBFS 20% и 40%, что было ближе к таковому у контрольного бетона OPS. Однако замена 60% GGBFS увеличила значения усадки примерно на 20% по сравнению с контрольным бетоном OPS.Предыдущие исследования (Mannan et al., 2006; Teo et al., 2007) показали, что бетон OPS имеет хорошие механические свойства и долговечность. Однако у этого бетона есть некоторые недостатки, которые необходимо устранить, прежде чем применять его на практике. Одним из недостатков является его высокая усадка при высыхании по сравнению с искусственным легким бетоном, а также с обычным бетоном. Основная цель данного исследования — решить проблему высокой усадки бетона OPS при высыхании. Shafgh et al. (2013) сообщили, что основная причина высокой усадки бетона OPS при высыхании связана с высоким содержанием цемента и содержанием OPS (как крупнозернистого).Таким образом, кажется, что один из способов уменьшить усадку этого бетона при высыхании — это уменьшить объем грубого OPS в бетонной смеси. Для этой цели был выбран маслобойный клинкер (OPBC) в качестве легкого заполнителя, который будет использоваться в качестве частичной замены OPS. Причина выбора включения заполнителей OPBC в бетон OPS заключается в том, что OPBC — это твердые отходы и легкий материал, получаемый в результате сжигания твердых отходов в процессе сжигания в котлах на заводах по производству пальмового масла. Он похож на пористый камень серого цвета, овальный и неправильной формы (Ahmad et al., 2007). Предыдущие исследования (Ахмад и др., 2008; Чан и Робани, 2005; Закария, 1986) показали, что OPBC можно использовать в качестве крупного легкого заполнителя в бетоне. Плотность и 28-дневная прочность на сжатие бетона OPBC соответствуют требованиям структурных LWAC. Таким образом, в этом исследовании два типа отходов производства пальмового масла, а именно OPS и OPBC, были использованы в качестве грубых заполнителей. Определен оптимальный уровень замены OPBC в бетоне OPS для уменьшения усадки при высыхании бетона OPS.2. Экспериментальная программа 2.1. Используемые материалы Обычный портландцемент (OPC), имеющий 3-, 7- и 28-дневную прочность на сжатие 26, 36 и 48 МПа, соответственно, был использован в качестве связующего вещества, соответствующего стандарту MS522, часть-1: 2003. Удельная плотность и удельная поверхность по Блейну цемента составляли 3,14 и 3510 см2 / г соответственно. Вискокрит Sika с общим содержанием хлорид-иона 0,1 и совместим со всеми типами цементов согласно BS-5075 был использован в качестве суперпластификатора (SP). Местный горный песок с модулем мелкости 2.89, удельный вес 2,68 и максимальный размер зерна 4,75 мм использовался в качестве мелкого заполнителя. OPS и OPBC были собраны на местном заводе по производству пальмового масла. Их использовали как крупнозернистый заполнитель. Агрегаты OPS были помещены на открытый воздух на 6 месяцев для удаления волокон с поверхности, а затем промыты (Shafgh et al., 2011). При этом агрегаты OPBC измельчали ​​с помощью дробильной машины. После промывки и измельчения оба заполнителя были просеяны для получения одинаковой степени чистоты

. Цитируйте эту статью в прессе как: Aslam, M.и др., Характеристики усадки при высыхании конструкционного легкого заполнителя бетона, содержащего смешанные биопродукты масличной пальмы, Journal of Cleaner Production (2016), http://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.03.165

M. Aslam et al. / Journal of Cleaner Production xxx (2016) 1e12

3

Рис. 1. Классификация заполнителей в соответствии с пределами, установленными ASTM C-33.

агрегатов (рис. 1). Физико-механические свойства агрегатов приведены в таблице 1.Из таблицы 1 видно, что OPBC имеет более высокую плотность и более низкое водопоглощение по сравнению с OPS. Однако значения раздавливания, удара и истирания грубых заполнителей показывают, что OPBC имеет более низкую прочность по сравнению с OPS. Как видно на рис. 2, зерно OPBC имеет круглую форму и имеет много пористости на поверхности, в то время как OPS является плоским и удлиненным без пористости на поверхности. 2.2. Бетонное смешивание и пропорции смеси Девять различных пропорций смеси с одинаковым содержанием цемента были разработаны с использованием двух типов твердых отходов производства пальмового масла в качестве крупных заполнителей.Чтобы учесть деформацию усадки при высыхании: объем и тип заполнителей, различные условия отверждения, различное соотношение воды и цемента и частичную замену OPS заполнителями OPBC. Были разработаны два набора бетонных смесей, и бетон OPS без заполнителей OPBC был рассмотрен в качестве контрольного бетона. В наборе (1) заполнитель OPS контрольной бетонной смеси был частично заменен на OPBC в процентах 10, 20, 30, 40 и 50 по объему. Следовательно, разница между всеми смесями в наборе (1) заключается только в объеме OPS и OPBC, используемых в бетонных смесях.Удобоукладываемость приготовленных смесей в наборе (1) была измерена с помощью испытания на осадку, как показано в таблице 2. Как видно из таблицы 2, включение OPBC в бетон OPS увеличило значение осадки. Однако, чтобы избежать какой-либо сегрегации легких заполнителей, величина осадки контролировалась снижением содержания SP в смесях, содержащих 40 и 50% OPBC. Причина более высокого значения осадки бетона OPS-OPBC заключается в том, что OPBC имеет округлую форму и более низкое водопоглощение, чем OPS. Целью выбора такого же соотношения воды и цемента в бетонных смесях набора (1) было наблюдение влияния заполнителей OPBC на удобоукладываемость и усадку при высыхании подготовленных легких бетонов.Таким образом, при увеличении количества заполнителей OPBC в бетоне OPS удобоукладываемость бетонов OPS-OPBC была значительно увеличена без какой-либо сегрегации. По результатам анализа обрабатываемости она составила

Рис. 2. Скорлупа масличной пальмы (слева) и клинкер масличной пальмы котлового (справа).

решил управлять удобоукладываемостью ближе к контролю ОПС бетона. Для этого был разработан комплект (2) бетонных смесей (от С-30 (2) до С-50 (2)) с пониженным водоцементным соотношением от 0,36 до 0,295.Было замечено, что за счет уменьшения отношения воды к цементу удобоукладываемость была достигнута в приемлемом диапазоне структурной LWAC. Мехта и Монтейро (2006) сообщили, что конструкционный LWAC со значением осадки в диапазоне 50-75 мм рассматривается как легкий бетон с хорошей удобоукладываемостью. Эти значения осадки аналогичны бетону с нормальным весом 100–125 мм. Следовательно, в наборе (2) были изготовлены три бетонные смеси путем включения 30-50% заполнителей OPBC в бетон OPS с интервалом 10%.В этом наборе (2) для контроля удобоукладываемости бетонов OPSOPBC было снижено содержание воды вместо уменьшения содержания SP. Следовательно, в этом наборе смесей содержание SP было оставлено постоянным, но соотношение воды к цементу было уменьшено, чтобы наблюдать влияние более низкого отношения воды к цементу на удобоукладываемость и усадку при высыхании. По сравнению с заданными (1) бетонными смесями снижение отношения воды к цементу для смесей C-30 (2), C-40 (2) и C50 (2) составило 10%, 15% и 20% соответственно. Было отмечено, что при уменьшении отношения воды к цементу величина осадки была обнаружена почти ближе к контрольному бетону OPS (Таблица 2) и находилась в приемлемом диапазоне для конструкционных бетонов.Бетоны производились во вращающемся барабанном смесителе. Для каждой пропорции смеси легкие заполнители (OPS и OPBC) взвешивались в сухом состоянии, а затем предварительно замачивались в течение 24 часов для контроля удобоукладываемости и эффективного содержания воды в бетоне. После этого LWA сушили на воздухе в лабораторных условиях в течение 2–3 часов для получения насыщенной поверхности в сухом состоянии. Цемент и заполнители помещали в смеситель и перемешивали в течение 2 минут, после чего к смеси добавляли смесь 70% воды для смешивания с SP и перемешивание продолжали еще 3 минуты.Затем к смеси добавляли оставшуюся воду и перемешивание продолжали еще 5 мин. После этого было проведено испытание на осадку. Все пропорции бетонной смеси приведены в таблице 2.

Таблица 1 Физико-механические свойства заполнителей. Физико-механические свойства

Удельный вес Насыпная плотность в уплотненном состоянии [кг / м3] Поглощение воды за 24 часа (%) Величина раздавливания (%) Величина удара (%) Величина истирания (%)

Крупный заполнитель

Мелкий заполнитель

OPS

OPBC

Нормальный песок

1.19 610 20,5 0,2 5,5 5,7

1,69 860 7,0 21,2 36,3 23,9

2,68 1657 1,2 eee

Пожалуйста, цитируйте эту статью в прессе как: Aslam, M., et al., Характеристики усадки конструкционного легкого заполнителя бетона, содержащего масляную смесь пальмовые биопродукты, Журнал чистого производства (2016 г.), http://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.03.165

4

M. Aslam et al. / Journal of Cleaner Production xxx (2016) 1e12

Таблица 2 Пропорции смеси (кг / м3), величина осадки (мм) и плотность в сухом состоянии (кг / м3) бетона.Группа смесей

Код смеси

Цемент (кг / м3)

Вода (кг / м3)

w / c

SP (% цемента)

Песок (кг / м3)

Крупный заполнитель (кг / м3) ) OPS

OPBC

Набор (1)

C-0 C-10 C-20 C-30 C-40 C-50 C-30 (2) C-40 (2) C-50 (2)

480 480 480 480 480 480 480 480 480 480

173 173 173 173 173 173 156 149 142

0,36 0,36 0,36 0,36 0,36 0,36 0,325 0,310 0,295

1 1 1 1 0,90 0,85 1 1 1

890 890 890 890 890 8