Деформации газобетона и арматуры в процессе автоклавной обработки

В НИИЖБе при участии ЭКБПЦНИИСКа разработана установка для изучения деформаций газобетона и арматуры. Она создала для исследования влияния различных вяжущих и кремнеземистых компонентов на совместные деформации ячеистого бетона арматуры. Установка (рис. 1) состоит из автоклава, парообразователя, записывающей, контрольной и предохранительной аппаратуры.

Автоклав представляет собой герметический сосуд с прозрачными окнами и откидными крышками. Снаружи имеются лампы для подсвечивания, а внутри — обогреватели, Предотвращающие запотевание стекол, и электроспирали для создания среды с перегретым паром, а также поддоны, куда укладывают образцы и эталонный стержень. Автоклав оборудован манометром, электроконтактньим термометром и конденсатоотводчиком с вентилем. Парообразователь представляет собой котел со встроенными трубчатыми электронагревателями.

К стойкам автоклава с помощью кронштейнов крепятся микроскопы типа МИР-11 с микрометрическими винтовыми окулярами. Расстояние между осями равняется измеряемой длине образца. В автоклаве на нижний поддон устанавливается испытуемый образец и при необходимости эталонный стержень длиной 230 мм каждый. В образец при формовании закладываются два латунных репера с нанесенными на них перекрещивающимися рисками. Расстояние между ними 200+0,5 мм.


Образцы устанавливаются в автоклаве так, чтобы риски на реперах были совмещены с точкой пересечения креста микрометрического окуляра при наблюдении их в микроскоп. Микроскопы настраиваются по фокусному расстоянию. На верхний поддон укладываются контрольные газобетонные кубы.

Определение деформаций в процессе автоклавной обработки производятся на образцах без форм размером 30Х30ХЗО мм на базе 200 мм. Отсчет деформаций с помощью микрометра ведется с точностью 0,01 мм. При увеличена объектива в 3,5 точность отсчета составляет


Для оценки точности работы прибора в условиях повышенных температур и давления пара была проведена его тарировка в процессе запаривания в интервале температур 20—230ОС при избыточном давлении 8 кгс/см2. В качестве эталона использовался предварительно оттарированный медный стержень длиной 230 мм с коэффициентом линейного расширения 16,3-10-с °С.

Результаты показали, что погрешность прибора не превышает 0,1 мм/м и таким образом отвечает целям опытов.

Первый этап экспериментов предусматривал определение деформаций отдельно газобетона и арматуры в процессе автоклавной обработки в среде насыщенного пара. Деформации газобетона мучались на образцах, в которых практически отсутствуют температурные перепады при их прогреве.

В качестве переменных факторов принимались разновидности ячеистого бетона (оптимальных составов) газобетон на цементе объемной массой 500 и 700 кг/м3; газосиликат и газошлакобетон объемной массой 700 кг/м3.

Рассмотрение результатов опытов (рис. 2) показывает, что для газобетона на портландцементе максимальные деформации составляют 1,75—1,80 мм/м. После изотермической выдержки в течение 4 ч деформации снижаются примерно на 0,15—0,2 мм/м. Это происходит, ио-видимому, вследствие объемных изменений, связанных с образованием ннз- кооеновных гидросмлнкатов кальция. При снижении давления обработки имеет место уменьшение деформации. Газобетонные образцы после окончания запаривания и остывания до температуры +20°С укорачивались примерно на 0,2— 0,3 мм/м но сравнению с начальными размерами до запаривания (при -р20°С).

Несколько иные результаты были получены для газозолосилнкатных образцов, где максимальные деформации расширения не превышали 1,45 мм/м. Это объясняется тем, что зола-унос имеет более низкий коэффициент температурного расширения по сравнению с кварцевым песком. Остаточные деформации расширения составляли при +20СС 0,30—0,35 мм/м.

Деформации газобетона оптимального состава, приготовленного на шлаковом вяжущем, по своему характеру практически не отличаются от деформации газобетона на портландцементе. Максимальные значения расширения составляют 2 1—2,2 мм/м.

Деформации арматуры изучались на гладком стержне круглого сечения из горячекатаной стали класса А-.1. Опыты показали, что линейные деформации арматурного стержня в интервале температур 20—180°С близки к расчетным (погрешность не превышает 5%).

Изучались деформации газобетона на портландцементе и арматурного стержня при их совместной работе. У одного смотрового окна прибора располагался армированный газобетониый образец для определения деформаций арматурного стержня. Для снятия отсчетов в процессе автоклавной обработки на обнаженных участках арматуры, расположенных напротив микроскопов, предварительно наносили риски. У второго смотрового окна располагался отдельно лежащий аналогичный арматурный стержень.

Как выяснилось характер изменен-ш деформаций арматуры, заложенной в газобетонный образец, совпадает с деформациями отдельно лежащего газобетонного образца и арматурного стержня.


После окончания запаривания образцов и их остывании до температуры +20°С наблюдалось укорочение образцов, достигающее 0,5—0,7 мм/м, по сравнению с начальными размерами при температуре +20°С.

Таким образом применение перегретого пара будет способоствовать получению газобетоиных изделий с меньшими значениями по усадке в процессе эксплуатации.