Набухание и усадка газосиликата

Одним из факторов, влияющих на долговечность силикатных ячеистых бетонов автоклавного твердения, является изменение влажности, вызывающее деформации усадки и набухания. Однако до сих пор оставалась неясной физическая природа влажностных деформаций, которой может быть ключом к «управлению» этими деформациями.

В лаборатории автоклавных силикатных материалов ВНИИНСМа были изготовлены образцы из бетонной смеси состава (в граммах на один замес): вяжущее 2050, песок 1950, вода 400, алюминиевая пудра 2,4 Состав вяжущего известь-кипелка — 80, песок —20 Совместный помол компонентов осуществлялся в вибромельнице М-200. Образцы запаривались при 8 атм по режиму 2 + 8 + 2 ч.

Стеклянная вакуумная установка для изучения сорбционных свойств и влажностных деформаций газосиликата состоит из двух основных частей. В одной из них на кварцевых весах Мак-Бэна определяется количество воды, поглощенной навеской бетона в процессе сорбции водяного пара или отданной в процессе десорбинн.

Назначение другой части установки — определение деформаций усадки и набухання образца — призмы размером 1X25 см. Обе части установки U-образным манометром для определения равновесного давления водяного пара Р необходимого, чтобы выделять относительное давление водяного пара P/Pj (Ps давление насыщенного водяного пара при температуре плавления

Перед начатом эксперимента навеска образца вакуумировалась до постоянного веса. а призмы вакуумировались до постоянной длины в результате чего из установки и из образцов был удален не только воздух, но я вода, испаряющаяся при давлении 1 10 с мм рт Все измерения производились после достижения образцами равновесного состояния при данном относительном давлении водяного паре Этот момент определялся манометром и катетометром. Время достижения равновесного состояния для навески равнялось 3—4 ч, для призмы 1—2 сут., а при относительном давлении водяного пара, близком к 1, соответственно — 1 сут. и 3—4 сут.

Измерения растяжения кварцевой пружины весов и линейных деформаций производились одним катетометром с точностью до 1 мк. Относительная погрешность измерений влажностных деформаций призмы из газосиликата при отношении P/Ps, равном 1, и величине деформации, равной 0,2 мм, не превышает 2,5°/о, а погрешность измерений сорбции и десорбции паров воды газосиликатом равна 3°/о.

Анализ изотерм сорбции и десорбции (рис. I) выявляет поглощение большого количества воды при высоких относительных давлениях водяного пара. Это свидетельствует о том, что в результате тепловлажностной обработки исходных материалов образуется пористая структура контактирующих между собой кристаллов гидросиликата кальция, которая поглощает воду в основном путем капиллярной конденсации

Величина удельной поверхности бетона определялась по теории БЭТ1. Из ланных изотерм десорбции вплоть до P/Ps =0.3 вычитались величины необратимой сорбции воды. Удельная поверхность определялась по формуле


Влияние систематического высыхания на деформацию усадки ячеистых бетонов изучалось н ранее Обзор некоторых работ приведен в книге Е. С. Силаенкова Однако результаты опытов, полученных в разных лабораториях, не всегда поддаются сравнению из-за различных УСЛОВИЙ выполнения испытаний. Существенным недостатком большинства полученных до сих пор данных является то, что они определены вне зависимости от изменения влажности бетона. В предыдущих работах в основном изучалась кинетика развития деформаций усадки.

В данной работе исследовалась зависимость относительных деформаций усадки и набухания от относительного давления водяного пара в широком диапазоне изменения отношения P/Ps от 0 до 1 и от изменения его весовой влажности в пределах от 27 до 0° о




Анализ кривой усадки (рис. 3) свидетельствует о том, что величина деформации зависит от того, в каких пределах изменяется влажность материала. Чем меньше влажность материала прн выходе из автоклава и чем больше минимальная влажность, которую он достигает в результате длительной эксплуатации, тем меньшими деформациями усадки это будет сопровождаться.

Проиллюстрируем этот вывод кривой усадки на рис. 3. Например, если предельная минимальная влажность после длительного периода эксплуатации равна 3°/о, а из автоклава материал выходит с влажностью 27, 25 20 15л/о по весу, то величины деформации усадки будут соответственно равны 0.42: 0.40; 0.34 и 0.30 мм/м.

Если же m автоклава материал выйдет 27%. а минимальная влажность будет равна 7, 6, 5, 4. 3. то величины деформаций кладки будут соответственно равны 0.23 0.25; 0.30; 0.35 0,42 мм/м