Улучшение свойств керамзитобетона полимерными добавками

Работами многих исследователей до-казана возможность улучшения свойств бетона добавками полимерных материалов. Известно, что наибольший эффект получен при использовании сравнительно дешевой водорастворимой смолы № 89.

В МИИТе под руководством проф. С. С. Давыдова проведены исследования некоторых свойств конструктивного керамзитобетона с добавкой смолы № 89 на образцах-призмах 4X4x16,5 и 4Х Х4Х28 см; балочках 4X4X32 см и кубах с высотой ребра 7,07 см.

Для изготовления образцов применяли керамзитовый гравий Бескудниковского завода крупностью 5—10 мм с насыпным объемным весом 590 кг/м3 и объемным весом в куске 1020 кг/ж3. Прочность керамзита при испытании в цилиндре диаметром 120 мм составляла 45,9 кг/см2. Мелким заполнителем служил кварцевый песок, а вяжущим — портландцемент Белгородского завода М 600. Расход материалов и объемный вес воздушно-сухого керамзитобетона (при весовой влажности 2,5—3,5%) приведены в табл. I. Уменьшение объемного веса воздушно-сухого керамзитобетона в составе 3 на 5,2% в сравнении с составом I объясняется несколько большим расходом воды (на 3.2% с учетом воды, содержащейся в 31%-ном растворе смолы № 89).

Образцы хранились в течение 2 месяцев во влажном песке, а затем в воздушно-сухих условиях и испытывались в возрасте 100—120 суток.

На сжатие, растяжение и изгиб испытано 20 серий образцов (по шесть— девять образцов в каждой серии). Испытания проводились на машине ГРМ-1, М.ИИ-100 и малогабаритных рычажные установках. Деформации измерительной головкой измерений до 0,1 мк) на базах 80 и 100 мм. Нагрузка прикладывалась ступенями п: 0,1 РПр (Rp) вплоть дс разрушения г выдержкой сжимающей нагрузки к в каждой ступени в течении 5 мин.



Повышенной эластичностью растворной части керамзитобетона с добавками полимера можно объяснить снижение прочности при сжатии и изгибе (табл. 2) вследствие более быстрого включения в работу менее прочной составляющей — керамзитового гравия. На рис. 2 представлена зависимость упругих и полных относительных деформаций керамзитобетона в интервале от 0 до 0,9 Ruр-Г В интервале от 0 до 0,6 ДПр наблюдается почти линейная зависимость деформаций от напряжений, а далее кривые упругих (незначительно) и полных (более заметно) деформаций получают плавное искривление в том или ином направлении, определяемом эластичностью материала. Важно заметить, что добавка смолы, значительно увеличивая растяжимость керамзитобетона (сравнительно быстрый темп роста нагрузки), незначительно снижает начальный модуль упругости, определенный при 0,2 (табл. 2). Сжимаемость керамзитобетона с добавкой смолы в интервале от 0 до 0,9 R„р почти одинакова с обычным или несколько ниже (кривая 2 и 2 на рис. 2).

Таким образом, отставание предельной растяжимости от сжимаемости, определяемое для обычного бетона величиной 10—12, для керамзитобетона несколько сокращается, а оптимальная добавка смолы уменьшает эту величину еще более заметно. Так, при сравнении этих величии на уровне 0,8—0,9 Rnр (Rp) для указанных образцов и режимов загружения получаем для состава I (без добавки) — 8—9, а для состава 2 и 3 — это отношение снижается до 4,5—5.

Эти особенности в работе сжатых н растянутых образцов с добавками смолы № 89 значительно улучшают конструктивные качества керамзитобетона. Добавка смолы в керамзитобетонах более плотной структуры значительно уменьшает их водопоглощение (кривые 2, 4 на рис. 3). Снижение объемного веса бетона на 5,2% по сравнению с обычным в составе 3 вызвало повышенное водопоглощение его на 35% (кривая 3). Керамзитобетон с оптимальной добавкой смолы в возрасте 30 суток содержит в 1,46 раза меньше воды, чем обычный. Водоотдача происходит значительно быстрее, чем в обычном бетоне (кривые 2, 3 и 4 на рис. 3). Это свидетельствует о том, что проникновение воды в глубь образца (исследование проводилось на призмах 4x4x16 см) из керамзитобетона с добавками смолы происходит в меньшей мере даже и для более пористого состава (кривая 3). Более медленное водопоглощение и сравнительно быстрая водоотдача керамзитобетона будут способствовать дальнейшему повышению его атмосферо- и морозостойкости.


Таким образом, оптимальная добавка смолы № 89 придает керамзитобетону повышенную растяжимость и уменьшает водопоглощение без заметного снижения прочностных характеристик и начального модуля упругости при некотором снижении деформативности сжатых образцов, весьма существенно приближая предельную растяжимость к сжимаемости. Эпоксидная водорастворимая смола № 89 выпускается Охтинским химкомбинатом в виде 30—33%-ного водного раствора стоимостью 1,28 руб. на 1 кг.