Керамзитогазобетон
Мешкаускас Ю.И.
1968 г.
В книге излагаются результаты исследования свойств керамзитогазобетона. Приводятся рекомендации по проектированию и применению конструкций из данного вида поризовапного легкого бетона. Затронуты некоторые вопросы технологии приготовления бетонов и изготовления конструкций. Освещается опыт и целесообразность внедрения конструкций с применением керамзитогазобетона.
Книга предназначена для инженерно-технических работников строительной индустрии, проектных и научно-исследовательских организаций.
ПРЕДИСЛОВИЕ
В настоящее время основное применение керамзит находит в крупнопанельном строительстве. Однако с ростом индустриального строительства потребность в пористых заполнителях превышает их производство, несмотря на то, что производственные мощности из года в год увеличиваются. Например, мощность предприятий страны, выпускающих искусственные пористые заполнители, за три года (1963—1966 гг.) увеличилась в 1,5 раза, а за пятилетие (1966—1970 гг.) намечается увеличение выпуска пористых заполнителей в 3 раза.
Одним из путей, ведущих к увеличению производства легких бетонов с теми же ресурсами заполнителей, является поризация растворной части бетона. Материал, полученный таким способом, является эффективным при изготовлении несущих ограждающих конструкций стен и покрытий.
С целью изучения и внедрения поризованного керамзитобетона (керамзитогазобетона) в Институте строительства и архитектуры Госстроя Литовской ССР на протяжении нескольких лет проводились исследования.
В данной работе (I, III и IV разделы) изложены результаты по физико-механическим свойствам керамзитогазобетона. Приводятся рекомендации их определения и применения для нормативной документации.
Раздел V посвящен вопросам проектирования конструкций с применением керамзитогазобетона.
В разделе VI освещаются некоторые вопросы технологии приготовления керамзитогазобетона, а также изготовления конструкций.
Производственные испытания несущих-ограждающих конструкций из керамзитогазобетона, внедрение и экономическая целесообразность их применения характеризуются в разделах VII и VIII.
Разделы I, VI и VIII написаны канд. техн. наук Ю. И. Мешкаускасом, раздел IV — канд. техн. наук. В. И. Баркаускасом, разделы II, III и V подготовлены канд. техн. наук Ю. И. Мешкаускасом, инженерами Р. А. Мажейкой и Р. П. Жилинскасом,
раздел VII — канд. техн. наук Ю. И. Мешкаускасом, В. И. Баркаускасом н ннж. Р. А. Маженкой.
Авторы выражают благодарность руководству института, а также сотрудникам Каунасского ДСК, оказавшим содействие при выполнении работы по исследованию керамзитогазо-бетона.
Замечания по содержанию настоящей работы просим направлять в Институт строительства и архитектуры Госстроя Литовской ССР, г. Каунас, ул. К. Баршаускаса, 60.
ВВЕДЕНИЕ
Все возрастающие масштабы и темпы строительства в нашей стране настоятельно требуют рационального использования имеющихся материальных ресурсов. Для этого отдельные виды строительных материалов целесообразно применять только в тех областях строительного производства, которым они наиболее соответствуют своими физико-механическими и общестроительными свойствами.
Легкие бетоны занимают достойное место среди других видов строительных материалов. В настоящее время только для крупнопанельного жилищного строительства требуется около 4,5 млн. л/3 легких бетонов. Для выпуска такого количества потребовалось бы около 7,0 млн. л/3 пористых заполнителей. В 1966 г. мощность предприятий нашей страны, выпускающих искусственные пористые заполнители, составила около 10 млн. л(3. Следовательно, только для крупнопанельного жилищного строительства потребовалось бы около 70% производственного объема искусственных пористых заполнителей. Частично эти потребности покрываются применением естественных пористых заполнителей и ячеистого бетона.
С дальнейшим ростом объема жилищного и промышленного строительства из крупных элементов имеющиеся резервы пористых заполнителей для изготовления рациональных ограждающих и несущих-ограждающих конструкций становятся явно недостаточными.
С другой стороны, как показала отечественная и зарубежная практика, все шире находят применение конструктивные легкие бетоны, в частности керамзнтобетон марок 200—400 Особенно широко он применяется для конструкций, обладающих значительным собственным весом по сравнению с полезными нагрузками. Применением конструктивных легких бетонов в этой области достигается экономический эффект порядка 10—15% [63]. Собственный вес конструкций снижается на 20—30% и более, арматурной стали расходуется меньше на 10—15%. В настоящее время ограниченное применение конструктивных легких бетонов объясняется отсутствием достаточного количества пористых заполнителей, особенно искусственных. Поэтому важно, чтобы возможно больше пористых заполнителей было изъято из производства тех видов конструкций, где они могут быть частично пли полностью заменены другими материалами. Одним из реальных путей для достижения этой цели может быть применение поризованных легких бетонов, а в частности — керамзитогазобетона. Наиболее целесообразно применение таких материалов для несущих-ограждающих конструкций стен и покрытии капитальных зданий.
Поризованные легкие бетоны представляют собой псевдо-плотные материалы, составляющими которых являются крупные пористые заполнители и поризованная растворная часть. Порнзация растворной части осуществляется во время изготовления при помощи порообразующих веществ: пенообразователей, газообразователей или воздухововлекающих веществ.
Выпускаемые поризованные легкие бетоны по существу являются гибридом легких и ячеистых бетонов. От плотных легких бетонов они отличаются меньшим объемным весом, лучшими теплотехническими свойствами, не требуют мелких фракций заполнителей, что способствует уменьшению расхода заполнителей в 1,5—1,8 раза и удешевлению изделий на 12— 15%. По сравнению с ячеистыми бетонами керамзитогазобетон отличается меньшим водопоглощением (в 2,5—3,0 раза), большей морозостойкостью, лучшими деформативными свойствами, не требует автоклавной обработки. Таким образом, он по своим свойствам больше соответствует требованиям, предъявляемым к конструктивно-теплоизоляционным материалам, чем керамзитобетон, обладающий повышенным конструктивным началом, или ячеистый бетон, надежность которого в ответственных конструкциях недостаточна.
Д. М. Киселев и А. А. Кудрявцев в работе по керамзито-пенобетону [38] приводят обширный обзор о развитии и применении поризованных легких бетонов как в нашей стране, так и за рубежом. В этой работе подробно рассказывается о пути создания и производства поризованных легких бетонов, начало которого было положено еще в тридцатых годах советскими учеными А. А. Брюшковым, Б. Т. Скрамтаевым, Н. А. Поповым и другими.
Среди поризованных легких бетонов наибольшее распространение получили бетоны, изготовленные на базе пенообразующих веществ. Исследование поризованных легких бетонов, изготовленных на базе газообразующих веществ, начато в нашей стране только в последние годы и в настоящее время проводится Т. А. Бужевичем, М. Я. Кривицким и другими. Имеются примеры производственного применения поризованных легких бетонов такого типа в Красноярске, Ачинске, Донбассе, Воркуте [9]. Определенные исследования технологических строительных и эксплуатационно-теплотехнических свойств керамзитогазобетона в комплексе проведены авторами настоящей работы. Полученные результаты свидетельствуют о некоторой оощестроительной и экономической эффективности керамзитогазобетона, позволяющей в какой-то мере более рационально использовать материальные ресурсы строительства, в частности, увеличить объем изготовления изделий из легких бетонов при том же уровне производства легких искусственных заполнителей.
Хотя приведенные в нашей работе материалы не исчерпывают всех аспектов производства и применения конструкций из керамзитогазобетона, они на данном этапе могут быть полезны в деле дальнейшего усовершенствования и внедрения его в строительную практику.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ...................................................... 3
Введение .......................................................... 5
Раздел 1. Физико-механические свойства керамзита ............ 8
1. Сырье для изготовления керамзита .............................. 9
2. Объемный насыпной нес ........................................ 9
3. Удельный и объемный вес зерен керамзита ...................... 10
4. Межзерновая пустотность........................................ И
5. Влажность и водопоглощение .................................... 11
6. Прочность при сжатии .......................................... 13
7. Морозостойкость ................................................ 14
Раздел II. Основные физико-механические свойства керамзнтогазобетона ...................... 19
1. Строение и структура ............................................ 19
2. Объемный вес .................................................. 20
3. Прочность при сжатии .......................................... 21
4. Призменная прочность .......................................... 26
5. 11рочность при растяжении ...................................... 27
6. Сохранность арматуры .......................................... 29
7. Морозостойкость ................................................ 31
8. Сцепление арматуры с керамзитогазобетоном .................... 35
Раздел III. Деформативные свойства ............................ 40
1. Модуль упругости при сжатии.................................... 40
2. Упруго-пластические свойства .................................... 44
3. Сжимаемость и растяжимость .................................. 46
4. Поперечные деформации- ........................................ 4Н
5. Усадка ........................................................ 53
6. Ползучесть при длительном сжатии .............................. 60
Раздел IV. Теплотехнические свойства керамзнтогазобетона н ограждающих конструкций из него .................................... 68
1. Теплопроводность ......:....................................... 69
2. Удельная теплоемкость .......................................... 71
3. Температуропроводность ........................................ 72
4. Теплоустойчивость .............................................. 73
5. Воздухопроницаемость .......................................... 77
6. Паропроницаемость ............................................ 79
7. Сорбционное влагосодержание .................................... 80
8. Водопоглощение и водоотдача.................................... 81
9. Эксплуатационные свойства стен ................................ 84
Раздел V. Особенности расчета конструкций ...........,........ 87
1. Общие положения .............................................. 87
2. Изгибаемые конструкции ........................................ 92
3. Центрально и внецентренно сжатые конструкции ................ 109
Раздел VI. Особенности технологии изготовления изделий и конструкций с применением керамзитогазобетона ...................... 113
1. Материалы и их подготовка...................................... 113
2. Подбор состава керамзитогазобетона ............................ 117
3. Приготовление керамзитогазобетонной смеси...................... 122
4. Формование изделий ............................................ 124
5. Тепловлажностная обработки .................................... 127
Раздел VII. Конструкции с применением керамзитогазобетона .... 130
1. Наружные стеновые панели для крупнопанельных жилых домов . . 130
2. Стеновые панели для отапливаемых промышленных и общественных зданий ........... 135
3. Конструкции совмещенных крыш ................................ 141
Раздел VIII. Эффективность применения керамзитогазобетона в строительстве ........ 147
Литература ...................................................... 151
Мешкаускас Ю.И.
1968 г.
В книге излагаются результаты исследования свойств керамзитогазобетона. Приводятся рекомендации по проектированию и применению конструкций из данного вида поризовапного легкого бетона. Затронуты некоторые вопросы технологии приготовления бетонов и изготовления конструкций. Освещается опыт и целесообразность внедрения конструкций с применением керамзитогазобетона.
Книга предназначена для инженерно-технических работников строительной индустрии, проектных и научно-исследовательских организаций.
ПРЕДИСЛОВИЕ
В настоящее время основное применение керамзит находит в крупнопанельном строительстве. Однако с ростом индустриального строительства потребность в пористых заполнителях превышает их производство, несмотря на то, что производственные мощности из года в год увеличиваются. Например, мощность предприятий страны, выпускающих искусственные пористые заполнители, за три года (1963—1966 гг.) увеличилась в 1,5 раза, а за пятилетие (1966—1970 гг.) намечается увеличение выпуска пористых заполнителей в 3 раза.
Одним из путей, ведущих к увеличению производства легких бетонов с теми же ресурсами заполнителей, является поризация растворной части бетона. Материал, полученный таким способом, является эффективным при изготовлении несущих ограждающих конструкций стен и покрытий.
С целью изучения и внедрения поризованного керамзитобетона (керамзитогазобетона) в Институте строительства и архитектуры Госстроя Литовской ССР на протяжении нескольких лет проводились исследования.
В данной работе (I, III и IV разделы) изложены результаты по физико-механическим свойствам керамзитогазобетона. Приводятся рекомендации их определения и применения для нормативной документации.
Раздел V посвящен вопросам проектирования конструкций с применением керамзитогазобетона.
В разделе VI освещаются некоторые вопросы технологии приготовления керамзитогазобетона, а также изготовления конструкций.
Производственные испытания несущих-ограждающих конструкций из керамзитогазобетона, внедрение и экономическая целесообразность их применения характеризуются в разделах VII и VIII.
Разделы I, VI и VIII написаны канд. техн. наук Ю. И. Мешкаускасом, раздел IV — канд. техн. наук. В. И. Баркаускасом, разделы II, III и V подготовлены канд. техн. наук Ю. И. Мешкаускасом, инженерами Р. А. Мажейкой и Р. П. Жилинскасом,
раздел VII — канд. техн. наук Ю. И. Мешкаускасом, В. И. Баркаускасом н ннж. Р. А. Маженкой.
Авторы выражают благодарность руководству института, а также сотрудникам Каунасского ДСК, оказавшим содействие при выполнении работы по исследованию керамзитогазо-бетона.
Замечания по содержанию настоящей работы просим направлять в Институт строительства и архитектуры Госстроя Литовской ССР, г. Каунас, ул. К. Баршаускаса, 60.
ВВЕДЕНИЕ
Все возрастающие масштабы и темпы строительства в нашей стране настоятельно требуют рационального использования имеющихся материальных ресурсов. Для этого отдельные виды строительных материалов целесообразно применять только в тех областях строительного производства, которым они наиболее соответствуют своими физико-механическими и общестроительными свойствами.
Легкие бетоны занимают достойное место среди других видов строительных материалов. В настоящее время только для крупнопанельного жилищного строительства требуется около 4,5 млн. л/3 легких бетонов. Для выпуска такого количества потребовалось бы около 7,0 млн. л/3 пористых заполнителей. В 1966 г. мощность предприятий нашей страны, выпускающих искусственные пористые заполнители, составила около 10 млн. л(3. Следовательно, только для крупнопанельного жилищного строительства потребовалось бы около 70% производственного объема искусственных пористых заполнителей. Частично эти потребности покрываются применением естественных пористых заполнителей и ячеистого бетона.
С дальнейшим ростом объема жилищного и промышленного строительства из крупных элементов имеющиеся резервы пористых заполнителей для изготовления рациональных ограждающих и несущих-ограждающих конструкций становятся явно недостаточными.
С другой стороны, как показала отечественная и зарубежная практика, все шире находят применение конструктивные легкие бетоны, в частности керамзнтобетон марок 200—400 Особенно широко он применяется для конструкций, обладающих значительным собственным весом по сравнению с полезными нагрузками. Применением конструктивных легких бетонов в этой области достигается экономический эффект порядка 10—15% [63]. Собственный вес конструкций снижается на 20—30% и более, арматурной стали расходуется меньше на 10—15%. В настоящее время ограниченное применение конструктивных легких бетонов объясняется отсутствием достаточного количества пористых заполнителей, особенно искусственных. Поэтому важно, чтобы возможно больше пористых заполнителей было изъято из производства тех видов конструкций, где они могут быть частично пли полностью заменены другими материалами. Одним из реальных путей для достижения этой цели может быть применение поризованных легких бетонов, а в частности — керамзитогазобетона. Наиболее целесообразно применение таких материалов для несущих-ограждающих конструкций стен и покрытии капитальных зданий.
Поризованные легкие бетоны представляют собой псевдо-плотные материалы, составляющими которых являются крупные пористые заполнители и поризованная растворная часть. Порнзация растворной части осуществляется во время изготовления при помощи порообразующих веществ: пенообразователей, газообразователей или воздухововлекающих веществ.
Выпускаемые поризованные легкие бетоны по существу являются гибридом легких и ячеистых бетонов. От плотных легких бетонов они отличаются меньшим объемным весом, лучшими теплотехническими свойствами, не требуют мелких фракций заполнителей, что способствует уменьшению расхода заполнителей в 1,5—1,8 раза и удешевлению изделий на 12— 15%. По сравнению с ячеистыми бетонами керамзитогазобетон отличается меньшим водопоглощением (в 2,5—3,0 раза), большей морозостойкостью, лучшими деформативными свойствами, не требует автоклавной обработки. Таким образом, он по своим свойствам больше соответствует требованиям, предъявляемым к конструктивно-теплоизоляционным материалам, чем керамзитобетон, обладающий повышенным конструктивным началом, или ячеистый бетон, надежность которого в ответственных конструкциях недостаточна.
Д. М. Киселев и А. А. Кудрявцев в работе по керамзито-пенобетону [38] приводят обширный обзор о развитии и применении поризованных легких бетонов как в нашей стране, так и за рубежом. В этой работе подробно рассказывается о пути создания и производства поризованных легких бетонов, начало которого было положено еще в тридцатых годах советскими учеными А. А. Брюшковым, Б. Т. Скрамтаевым, Н. А. Поповым и другими.
Среди поризованных легких бетонов наибольшее распространение получили бетоны, изготовленные на базе пенообразующих веществ. Исследование поризованных легких бетонов, изготовленных на базе газообразующих веществ, начато в нашей стране только в последние годы и в настоящее время проводится Т. А. Бужевичем, М. Я. Кривицким и другими. Имеются примеры производственного применения поризованных легких бетонов такого типа в Красноярске, Ачинске, Донбассе, Воркуте [9]. Определенные исследования технологических строительных и эксплуатационно-теплотехнических свойств керамзитогазобетона в комплексе проведены авторами настоящей работы. Полученные результаты свидетельствуют о некоторой оощестроительной и экономической эффективности керамзитогазобетона, позволяющей в какой-то мере более рационально использовать материальные ресурсы строительства, в частности, увеличить объем изготовления изделий из легких бетонов при том же уровне производства легких искусственных заполнителей.
Хотя приведенные в нашей работе материалы не исчерпывают всех аспектов производства и применения конструкций из керамзитогазобетона, они на данном этапе могут быть полезны в деле дальнейшего усовершенствования и внедрения его в строительную практику.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ...................................................... 3
Введение .......................................................... 5
Раздел 1. Физико-механические свойства керамзита ............ 8
1. Сырье для изготовления керамзита .............................. 9
2. Объемный насыпной нес ........................................ 9
3. Удельный и объемный вес зерен керамзита ...................... 10
4. Межзерновая пустотность........................................ И
5. Влажность и водопоглощение .................................... 11
6. Прочность при сжатии .......................................... 13
7. Морозостойкость ................................................ 14
Раздел II. Основные физико-механические свойства керамзнтогазобетона ...................... 19
1. Строение и структура ............................................ 19
2. Объемный вес .................................................. 20
3. Прочность при сжатии .......................................... 21
4. Призменная прочность .......................................... 26
5. 11рочность при растяжении ...................................... 27
6. Сохранность арматуры .......................................... 29
7. Морозостойкость ................................................ 31
8. Сцепление арматуры с керамзитогазобетоном .................... 35
Раздел III. Деформативные свойства ............................ 40
1. Модуль упругости при сжатии.................................... 40
2. Упруго-пластические свойства .................................... 44
3. Сжимаемость и растяжимость .................................. 46
4. Поперечные деформации- ........................................ 4Н
5. Усадка ........................................................ 53
6. Ползучесть при длительном сжатии .............................. 60
Раздел IV. Теплотехнические свойства керамзнтогазобетона н ограждающих конструкций из него .................................... 68
1. Теплопроводность ......:....................................... 69
2. Удельная теплоемкость .......................................... 71
3. Температуропроводность ........................................ 72
4. Теплоустойчивость .............................................. 73
5. Воздухопроницаемость .......................................... 77
6. Паропроницаемость ............................................ 79
7. Сорбционное влагосодержание .................................... 80
8. Водопоглощение и водоотдача.................................... 81
9. Эксплуатационные свойства стен ................................ 84
Раздел V. Особенности расчета конструкций ...........,........ 87
1. Общие положения .............................................. 87
2. Изгибаемые конструкции ........................................ 92
3. Центрально и внецентренно сжатые конструкции ................ 109
Раздел VI. Особенности технологии изготовления изделий и конструкций с применением керамзитогазобетона ...................... 113
1. Материалы и их подготовка...................................... 113
2. Подбор состава керамзитогазобетона ............................ 117
3. Приготовление керамзитогазобетонной смеси...................... 122
4. Формование изделий ............................................ 124
5. Тепловлажностная обработки .................................... 127
Раздел VII. Конструкции с применением керамзитогазобетона .... 130
1. Наружные стеновые панели для крупнопанельных жилых домов . . 130
2. Стеновые панели для отапливаемых промышленных и общественных зданий ........... 135
3. Конструкции совмещенных крыш ................................ 141
Раздел VIII. Эффективность применения керамзитогазобетона в строительстве ........ 147
Литература ...................................................... 151