Влияние расхода модификатора на физико-механические свойства газобетона неавтоклавного твердения Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

к.т.н. Мартынова В. Б.

(ДонНАСА, г. Макеевка, ДНР, [email protected]),

Парамонова А. В.

(ЛНАУ, г. Луганск, ЛНР, [email protected])

ВЛИЯНИЕ РАСХОДА МОДИФИКАТОРА НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГАЗОБЕТОНА НЕАВТОКЛАВНОГО ТВЕРДЕНИЯ

Разработан оптимальный состав модифицированного газобетона неавтоклавного твердения по расходу модификатора «Арт-Конкрит». Установлено, что при расходе модификатора 0,5 % от массы цемента и В/Т=0,36 смеси обеспечивается марка по средней плотности образцов модифицированного газобетона D500, предел прочности при сжатии 1,5 МПа, коэффициент теплопроводности Х=0,122 Вт/м°С.

Ключевые слова: ячеистый бетон, неавтоклавный газобетон, модифицированные добавки, пластификатор, оптимизация, физико-механические свойства.

ISSN 2077-1738. Сборник научных трудов ГОУ ВПО ЛНР «ДонГТУ» 2019. № 13 (56)

Строительство и архитектура

УДК 666.965:541.183

Проблема и её связь с научными и практическими задачами. Большое значение в строительной индустрии уделяется использованию материалов с повышенными теплозащитными свойствами. Один из наиболее эффективных современных строительных материалов в жилищном домостроении — газобетон. Газобетон является оптимальным материалом в современном многоэтажном и высотном каркасном строительстве, поскольку обладает такими показателями, как: энергосбережение, низкая масса бетонных блоков, простота их обработки, а также комфортность возводимого жилья. Изделия из газобетона обладают широким диапазоном типоразмеров, что позволяет возводить здания практически любой сложности и конфигурации [3].

Согласно современным требованиям к строительным материалам, стеновые блоки из газобетона — это искусственный материал, который позволяет возводить однослойные стеновые ограждения, при этом обеспечиваются нормы по сопротивлению теплопередаче без дополнительного утепления.

Современная технология бетона основывается на создании высококачественного искусственного каменного материала, который характеризуется высокой дисперсностью, низкой дефектностью и постоянством структуры. Благодаря введе-

нию в структуру различных модифицирующих добавок, создаются различные по назначению бетоны.

Использование различных модификаторов (добавок) позволит усовершенствовать структуру газобетонной матрицы, получить эффективные газобетоны с повышенными физическими и механическими свойствами [5].

Постановка задачи. Задачей экспериментальных исследований является разработка оптимального состава модифицированного газобетона неавтоклавного твердения по расходу модификатора «Арт-Конкрит» (Республика Беларусь) при обеспечении образцов газобетона марки по средней плотности D500 и пределу прочности при сжатии не менее 1,4 МПа после тепловлажностной обработки (ТВО).

Изложение материала и его результаты. При проведении экспериментальной части исследований в качестве вяжущего вещества применялся портландцемент ПЦ 500 Д0 (ОАО «Новоросцемент», г. Новороссийск), в качестве заполнителя использовали оолитовый песок с модулем крупности Мк=1,83 (рис. 1). Алюминиевая пудра ПАП-1 использовалась в качестве газообразователя. Модификатор — пластифицирующая добавка «Арт-Конкрит» (рис. 2).

Строительство и архитектура

Рисунок 1 Заполнитель — оолитовый песок

терию пластической прочности смеси (не менее 20 кПа). Использовался полный двухфакторный эксперимент. Расчёты осуществлялись в программе MathCAD [7].

С целью увеличения прочностных показателей газобетона D500 оптимального состава в бетонную матрицу вводится модификатор, в качестве которого используется пластифицирующая добавка, обеспечивающая длительную сохранность подвижности смеси при формировании ячеистой структуры, что достигается с набором пластической прочности и процессом вспучивания газобетонного сырца [2]. Известно, что эффективность добавки определяется выбором оптимального количества дозировки и составом, а также с учётом условий применения, выбором цемента и других компонентов газобетонной смеси. Многообразие этих компонентов и их химическое взаимодействие с образованием трёх разделов фаз (Т-Ж-Г) в цементных системах, вводимые добавки создают ситуацию несовместимости процессов [6].

Поэтому одной из главных задач исследования является оптимизация расхода модификатора по категориям средней плотности (не более рср=530 кг/м3) и предела прочности при сжатии образцов газобетона после ТВО (не менее Ксж=1,4 МПа). На рисунке 4 показан расход модификатора и его влияние на водотвёрдое отношение газобетонной смеси при постоянном диаметре расплыва по Суттарду.

Рисунок 2 Модификатор — пластифицирующая добавка «Арт-Конкрит»

Расход материалов на 1м3 газобетона с расчётной средней плотностью 500 кг/м3 рассчитан согласно СН-277-80 [1]. Диаметр расплыва смеси по Суттарду составил dрac=34 см.

Физико-механические свойства газобетона определяли в соответствии со стандартными методами. Предел прочности на сжатие определяли на образцах — кубиках с размером ребра 100 мм — в соответствии с ГОСТ 10180-90 [4]. Коэффициент теплопроводности газобетона определялся на установке для определения теплопроводности строительных материалов и изделий «МИТ-1» (рис. 3).

Ранее в работах представлены исследования по оптимизации состава газобетонной смеси на карбонатном сырье с расчётной средней плотностью 530 кг/м3 по кри- Рисунок 3 Измерительный прибор «МИТ-1»

Строительство и архитектура

По сравнению с контрольной смесью, водотвёрдое отношение смеси снижается от 12,2-34,7 % с увеличением модификатора. Следует отметить, что водотвёрдое отношение снижается и приводит к увеличению предела прочности при сжатии образцов от 1,26-2,79 МПа по сравнению с контрольным образцом газобетона (рис. 5).

Увеличение прочностных показателей связано с тем, что пластифицирующая до-

бавка увеличивает соотношение размеров контактного слоя и расстояние между зёрнами при низком цементно-водном отношении смеси. Это влияние положительно сказывается на прочностных показателях газобетона. Однако на сырцах с расходом модификатора от 0,6 % и выше наблюдается неравномерное формирование ячеистой структуры по высоте сечения, что отображено на рисунке 6.

Рисунок 4 График зависимости водотвёрдого (В/Т) отношения газобетонной смеси

от расхода модификатора

Рисунок 5 График зависимости предела прочности при сжатии образцов газобетона после тепловлажностной обработки от расхода модификатора

Строительство и архитектура

■г—-

К» ЙЙ; Ад . '

■■■■

V': .-.-И? ¡Ч1-^ -

Щшш^М.

а) б)

а — образец газобетона с расходом модификатора 0,5 %; б — образец газобетона с расходом модификатора 0,8 %.

Рисунок 6 Образцы газобетона D500

Расход модификатора снижает водотвёр-дое отношение, но при этом увеличивается средняя плотность образцов, что видно в таблице 1. Свободная вода в газобетонной матрице также является порами и пустотами. Поэтому особый интерес представляет определение оптимального соотношения между расходом модификатора 0,5 % и во-дотвёрдым отношением газобетонной смеси при обеспечении средней плотности не более 530 кг/м3 и предела прочности при сжатии не менее 1,4 МПа после ТВО. Физико-механические свойства газобетона в зависимости от диаметра расплыва по Суттарду представлены в таблице 2.

Таблица 1

Изменение средней плотности образцов газобетона от расхода модификатора

Наименование показателя Расход модификатора, %

0 (контрольный образец) 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

Средняя плотность, р, кг/м3 525 610 664 654 658 666 655 543

Таблица 2

Физико-механические свойства газобетона в зависимости от диаметра расплыва по Суттарду

Наименование показателя образцов газобетона Диаметр расплыва по Суттарду, см

36 38 40

Средняя плотность, р, кг/м3 525 610 664

Предел прочности при сжатии, Я.^, МПа 1,5 1,46 1,46

По результатам исследования можно сделать следующие выводы: установлено, что оптимальная дозировка модификатора (0,5 % от массы цемента) и В/Т=0,36 газобетонной смеси соответствуют преде-

Библиографический список

лу прочности при сжатии 1,5 МПа, после ТВО и марки по средней плотности Б500 газобетона.

Коэффициент теплопроводности составил Х=0,122 Вт/м-0С.

1. Кривицкий, М. Я. Ячеистые бетоны [Текст] /М. Я. Кривицкий, Н. И. Левин, В. В. Макаричев. — М. : Стройиздат, 1972. — 138 с.

2. Явруян, Х. С. Влияние некоторых рецептурно-технологических факторов на свойства неавтоклавного газобетона [Текст] / Х. С. Явруян, М. Г. Холодняк, А. И. Шуйский, С. А. Стельмах, Е. М. Щербань //Инженерный вестник Дона. — 2015. — № 4 (38). — С. 93.

3. СН 277-80. Инструкция по изготовлению изделий из ячеистого бетона [Текст]. — М. : Стройиздат, 1981. — 20 с.

ISSN 2077-1738. Сборник научных трудов ГОУ ВПО ЛНР «ДонГТУ» 2019. № 13 (56)

Строительство и архитектура

4. ГОСТ 10180-90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам [Текст] : взамен ГОСТ 10180-78. — Введ. 1991-01-01. — М. : Стандартинформ, 2006. — 32 с.

5. Производство ячеистобетонных изделий : теория и практика [Текст] / Н. П. Сажнев, В. Н. Гончарик, Г. С. Горнашевич, Л. В. Соколовский. — Мн. : Стринко, 1999. —284 с.

6. Воробьев, Х. С. Регулирование скорости вспучивания и размеров газовых пор при производстве изделий из ячеистого бетона [Текст] / Х. С. Воробьев, Г. М. Гофман // Строительные материалы. — 1980. — № 3. — С. 20.

7. Дядюн, Ю. Ю. Модифицированный газобетон неавтоклавного твердения на основе карбонатного сырья с повышенными физико-механическими свойствами [Текст] / Ю. Ю. Дядюн, Д. М. Сокол, В. Б. Мартынова // Молодёжные инновации : сборник статей. — М. : НИМГСУ, 2018. — С. 128-135.

© Мартынова В. Б. © Парамонова А. В.

Рекомендована к печати к.т.н., доц., и. о. зав. каф. СКДонГТУПсюком В. В.,

к.т.н., доц., зав. каф. СКЛНАУМатвеевым В. П.

Статья поступила в редакцию 01.03.19.

к.т.н. Мартинова В. Б. (ДонНАБА, м. МакИ'вка, ДНР), Парамонова А. В. (ЛНАУ, м. Луганськ, ЛНР)

ВПЛИВ ВИТРАТИ МОДИФ1КАТОРА НА Ф1ЗИКО-МЕХАН1ЧН1 ВЛАСТИВОСТ1 ГАЗОБЕТОНУ НЕАВТОКЛАВНОГО ТВЕРД1ННЯ

Розроблено оптимальний склад модифтованого газобетону неавтоклавного твердтня за витратою модифтатора «Арт-Конкр1т». Встановлено, що при витрат1 модифтатора 0,5 % в1д маси цементу i В/Т=0,36 сум1ш1 забезпечуеться марка за середньою щтьтстю зразюв модифтованого газобетону D500, межа мiцностi при стиснент 1,5 МПа, коeфiцieнт теnлоnровiдностi Х=0,122 Вт/м °С.

Ключовi слова: тздрюватий бетон, неавтоклавний газобетон, модифтоваю добавки, плас-тифтатор, оnтимiзацiя, фiзико-механiчнi властивостi.

PhD Martunova V. B. (DonNABA, Makeyevka, DPR), Paramonova A. V. (LNAU, Lugansk, LPR) INFLUENCE OF THE FLOW MODIFIER ON PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF AERATED CONCRETE OF THE NON-AUTOCLAVED HARDENING

The optimal composition of D500 grade foam concrete with the use of carbonate raw materials by the flow of modified additive "Art-Concrete " was developed. It was found out that the optimal gauging of the modifier is 0.5 % of cement weight and B/T=0.36 of the aerated concrete mixture, corresponds to the compressive strength of 1.5 MPa, after the TVO and grade by the average density of D500 aerated concrete.

Key words: cellular concrete, non-autoclaved aerated concrete, modified additives, plasticizer, optimization, physical and mechanical properties.