книги / Проектирование, строительство и эксплуатация зданий и сооружений

УДК 662.998:658.531

Ю.П. Ржаницин, С.А. Сенъков, И. Ф. Султанова

Пермский государственный технический университет

ЯЧЕИСТЫЙ БЕТОН НОРМАЛЬНОГО ТВЕРДЕНИЯ

Приведены результаты исследования плотности и прочности ячеистого бетона в условиях нормального твердения. Для неавтоклавного бетона приемлемой предлагается считать плотность 800-1000 кг/м3 при его достаточной прочности.

Широкое применение ячеистых бетонов в ограждающих конструкциях, по сравнению с обжиговыми материалами, такими, как керамзит, керамический кирпич, позволяет снизить энергозатраты. Энергоемкость производства изделий из ячеистых бетонов с учетом изготовления вяжущих и заполнителей в 2 раза меньше, чем изделий из керамзитобетона и на 20 % меньше энергозатраты при эксплуатации зданий, где в ограждающих конструкциях использовался ячеистый бетон. Ячеистый бетон при малой плотности обладает относительно высокой плотностью и хорошими теплоизоляционными свойствами.

Общепринятая технология получения ячеистого бетона, включающая автоклавную обработку, малодоступна для большинства заводов по выпуску строительных материалов. Возможность получения ячеистого бетона в условиях нормального твердения или в пропарочных камерах при нормальном давлении значительно упрощает и удешевляет технологию, снижает расход энергии. По ряду свойств такой бетон уступает автоклавному (высокая прочность в короткие сроки), но в то же время он долговечнее и способен улучшать свои свойства во времени. Для изготовления ячеистых бетонов нормального твердения следует применять только цементные вяжущие.

С целью выявления факторов, влияющих на среднюю плотность и прочность ячеистого бетона, проведен эксперимент. Исходными материалами являлись:

-портландцемент Горнозаводского цементного завода ПЦ-500-Д0-Н;

-песок композиционный следующего состава: отсеянный на сите 0,63 карбонатный песок - 90-80 %, карбонатная мука с 3=2500-3000 г/см2 - 10-20%, поташ, суперпластификатор-разжижитель С-3.

Поташ применялся как ускоритель схватывания и как добавка, позволяющая повысить рН смеси для протекания процесса газообразования. Оптимальное количество поташа б эксперименте принято равным 1 % от массы цемента (рис. 1).

Соотношение между цементом и песком составило 1:1. Фактором оптимизации являлись зерновой состав песка (количество карбонатной муки) и количество пластификатора С-3.

Технология изготовления ячеистого бетона литьевая и вибрационная, соответственно расплыв по Суттарду составил 18-20 и 8-10 см. При литьевой технологии увеличение количества тонкоизмельченного компонента до 20 % снижает плотность (Д) на 5-10 % и увеличивает прочность (Л) на 30 %. Оптимальное количество пластификатора С-3 0,5 % от массы цемента позволяет снизить В/Т на 12 %. но при этом его влияние на Д и Я - несущественно.

При вибрационной технологии оптимальное количество С-3 также 0,5 % от массы цемента. Прочность больше по сравнению с литьевой технологией в 1,5-2,0 раза, а в сравнении с образцами без добавки - в 2,5 раза. Следует отметить низкий процент газообразующей способности при вибровспучивании. Это связано с низкой скоростью процесса газообразования, который не заканчивается к моменту окончания вибрационного воздействия. На рис. 2 приведены обобщенные результаты зависимости плотности и прочности ячеистого бетона нормального твердения. Образцы распалубливались через сутки с прочностью 10-30 кгс/см2. Практически в 14 суток нормального твердения прочность составляла 90-95 % от прочности в 28 суток.

На основании проделанной работы можно сделать вывод, что неавтоклавный ячеистый бетон полностью заменить автоклавный не может, так как неавтоклавный бетон нормального твердения с плотностью 600-700 кг/м3 получить при достаточной прочности проблематично, поэтому наиболее приемлема плотность для неавтоклавного бетона нормального твердения можно считать плотность в 800-1000 кг/м3. Этого вполне достаточно для строительства малоэтажных зданий, приусадебных домиков, например, для закладки проемов в стене или кладки новой перегородки взамен

демонтированной. Стоимость неавтоклавного бетона нормального твердения намного ниже по сравнению с автоклавным в виду отсутствия затрат на такие энергоемкие процессы, как тонкий помол песка и тепловая обработка в камерах или автоклавах.

Получено 10.06.99

УДК 666.9.031

К.Н. Южаков,

НПО «Стройпрогресс»

С.А. Сенъков

Пермский государственный технический университет

СУХИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ СМЕСИ НА КАРБОНАТНОМ ЗАПОЛНИТЕЛЕ

Доказана необходимость создания сухих смесей для отделочных работ из местных материалов и разработки для них нормативной документации. Представлены характеристики смесей для приклеивания плитки, штукатурных смесей и смесей для выравнивания поверхности пола.

Переход к рыночным отношениям обусловил потребность в новых строительных материалах. Одним из таких материалов являются сухие строительные смеси, применяемые при производстве отделочных, монтажных работ, а также устройстве самовыравнивающих полов.

В периодической печати, в последнее время, молено встретить много статей, посвященных этому материалу. Описаны преимущества сухих смесей перед традиционными растворными. На наш взгляд, наиболее важными преимуществами являются:

-соблюдение заданного гранулометрического состава и долевого соотношения компонентов, гарантирующее заданные свойства растворов;

-удобство транспортирования, складирования и хранения, так как сухие смеси упаковываются в специальные пакеты и мешки, что также позволяет приготавливать растворы порциями в расчете на заданный объем работ, а это, в свою очередь, способствует более эффективному их использованию.

Наиболее важным и перспективным направлением в подборах составов сухих смесей является использование вторичных продуктов промышленности, отходов производства нерудных строительных материалов.

В Пермском государственном техническом университете, на кафедре строительных материалов и специальных технологий проводились работы по подбору составов сухих смесей с использованием сырьевых компонентов цементного производства. В качестве вяжущего использовался портландцемент Горнозаводского цементного завода марки ПЦ-400-Д0 (ГОСТ 10178), в

качестве заполнителя - песок, полученный дроблением известняка Новопашийского месторождения, используемого при производстве цемента. Для придания пластичных свойств и повышения водоудерживающей способности в состав сухих смесей дополнительно вводился тонкодисперсный наполнитель. В качестве наполнителя использовалась известняковая мука.

Технология подготовки сырьевых компонентов такова, что позволяет совместить помол и сушку карбонатного песка. Влажность песка для производства сухих смесей должна быть не более 1 % (ГОСТ 28013).'

Все компоненты, входящие в состав смеси, имеют одну основу - СаС03. Таким образом, в конечном результате получается однородная структура.

Применение карбонатных песков оправдано с позиции качества. Имея угловатую форму зерен (в результате дробления), карбонатный песок не позволяет расслаиваться сухой смеси при транспортировке или других механических воздействиях, что наблюдается у смесей на кварцевых песках.

При сравнении прочностных характеристик растворов одинакового состава с одинаковым отношением В/Ц прочность на сжатие смесей на карбонатных песках примерно на 30 % выше, чем у смесей на кварцевых песках. Кроме этого, у смесей на карбонатных песках, наблюдаются более высокие темпы набора прочности. Так, лабораторные испытания показывают, что прочность в 7-суточном возрасте составляет около 60 % от марочной, а в 14-суточном возрасте - 85-87 %. Для сравнения на кварцевых песках - в 7- суточном 55 %, а в 14-суточном возрасте 80 % от марочной прочности. Исследования, проводимые в 60-е годы, показывают, что применение песка из дробленых известняков улучшает такие свойства растворов, как морозостойкость, водонепроницаемость и долговечность.

В то же время необходимо отметить и негативные моменты использования карбонатных песков. Повышенное содержание пылевидных частиц, присущее дробленым пескам, приводит к увеличению удельного расхода цемента (расход цемента на 1 м3 песка) и увеличению водопотребности смеси. Однако этого можно избежать за счет введения добавок.

В результате проведенных работ были подобраны оптимальные гранулометрические составы и долевое соотношение компонентов смесей. Подбор составов проводился для смесей, пользующихся наибольшим спросом: сухих смесей для штукатурных работ, выравнивания поверхности пола (самовыравнивающие) и приклеивания керамической плитки. Для сравнения использовались импортные материалы: клей для керамической плитки «Атлас», грунтовка «Бетонит ТТ», самовыравнивающая смесь «Бетонит Ваатери Плюс». Хочется отметить, что ГОСТ 5802 «Растворы строительные. Методы испытания» не предусматривают методику испытания отдельных видов растворных смесей. Поэтому некоторые методики были взяты из немецкого стандарта ВШ 18516. Ниже представлены наиболее важные, на наш взгляд,

характеристики смесей для приклеивания плитки, штукатурных смесей и смесей для выравнивания поверхности пола по стандарту БЩ 18516:

1. Время корректировки - отрезок времени, в течение которого можно исправить положение керамической плитки после ее приклеивания на плиточную смесь без значительного уменьшения адгезионных свойств плиточной смеси. Это время зависит от вида основания. Для приклеивания плитки на пористые основания (например газоили пенобетон и др.), чтобы увеличить время корректировки, необходимо ввести в состав смесей водоудерживающие добавки. Во время лабораторных испытаний были опробованы многие добавки как отечественного, так и импортного производства. К сожалению, отечественные добавки неспособны конкурировать с импортными материалами.

2. Коркообразование - процесс, при котором на поверхности нанесенного слоя плиточной растворной смеси в результате испарения воды с поверхности или затвердевания образуется пленка (корка), которая снижает адгезию керамической плитки к основанию. Отрезок времени, между нанесением плиточной растворной смеси и образованием корки, в стандарте БШ называется открытым временем.

наклонных поверхностях течь под тяжестью керамической плитки. На практике это выглядит следующим образом: при приклеивании к вертикальным или наклонным поверхностям плитка начинает сползать. Данное свойство можно регулировать введением в состав смесей водоудерживающих добавок и добавок загустителей. Для штукатурных работ хорошая устойчивость смесей к «сползанию» означает, что штукатурную смесь можно наносить толстым слоем на данную поверхность без угрозы ее сползания (т.е. образования «волн»). Хорошая устойчивость к «сползанию» также означает, что при обработке штукатурная смесь.не начинает течь из-за того, что у нее склонности к тиксотропии. Кроме этого, к этим смесям предъявляется требование по водоудерживающей способности.

4. Жизнеспособность растворной смеси на обрабатываемой поверхности (открытое время работы) - время, в течение которого нанесенную на поверхность растворную смесь можно разравнивать (т.е. в течение этого времени растворная смесь сохраняет свои реологические свойства). Это свойство необходимо учитывать при подготовке обрабатываемой поверхности (т.е. необходимо подготовить такую площадь, которую можно обработать в течение этого времени, разгладив растворную смесь на поверхности; большие площади необходимо разбивать ограничителями).

Остальные характеристики смесей (подвижность, насыпная плотность растворной смеси, прочность на сжатие) определялись по ГОСТ 5802.

Прочность сцепления облицовочных плиток с основанием, а также штукатурной смеси с основанием определялась по ГОСТ 28089.

Необходимо отметить, что при испытании клея «Атлас» для плитки (Польша) прочность на сжатие в 7-суточном возрасте составила 250 кг/см2, в 28-суточном - 450 кг/см2. В отечественном строительстве согласно нормативной документации этот показатель соответствует растворам марки 100. На наш взгляд, высокая прочность на сжатие для плиточных смесей неоправданна, так как ведет к увеличению расхода цемента, что, в свою очередь, увеличивает усадочные деформации раствора. Наиболее важным и определяющим показателем в этом случае является прочность сцепления облицовочной плитки с основанием. Так, например, испытания показывают, что для растворов марки 150, прочность раствора на отрыв (бетонное основание) составляет 7,8 кг/см2 в 7-суточном возрасте. Чтобы оторвать плитку размером 20x30 см (наиболее распространенный размер) через 7 суток после приклеивания, необходимо приложить усилие в 4,5 тонны, что в условиях эксплуатации нереально.

На рынке строительных материалов все больше стали появляться сухие смеси отечественных производителей. По своему качеству они не уступают импортным аналогам. Как правило, для их производства применяются местные материалы за исключением добавок, которые приобретаются за рубежом. Экономическая нестабильность в стране ведет к увеличению цен на импортные, а также отечественные смеси с импортными добавками, которые зависят от курса доллара. Поэтому в настоящее время создание сухих смесей для отделочных работ из местных материалов и разработка для них нормативной документации весьма актуальны.

Получено 10.06.99

УДК 624.028.6:624.012.454

Т.В. Юрта

Пермский государственный технический университет

ОПЫТ СЕРТИФИКАЦИИ ПРОДУКЦИИ НА ЗАВОДАХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Приведены результаты сертификации на соответствие нормативным документам более 10 видов продукции на нескольких заводах ЖБК Пермской области.

Открытое акционерное общество «Пермтрансжелезобетон» является самым крупным поставщиком железобетонных конструкций для транспортного, промышленного и гражданского строительства на Западном Урале. Потребителями продукции являются крупнейшие Российские

промышленные компании: ГПО «Газпром», «ЛУКойл», МПС России, РАО «ЕЭС России», корпорация «Трансстрой». Железобетонные конструкции по межправительственному соглашению поставляются также за рубеж.

ОАО «Пермтрансжелезобетон» одно из первых предприятий в Пермском регионе, которое в 1994 г. начало проводить добровольную сертификацию железобетонных изделий. В период подготовки к сертификации в соответствии с разработанной программой и методикой на заводе была проведена большая работа по обеспечению стабильности качества продукции: укомплектована и актуализирована нормативная документация с обеспечением ею всех подразделений; приобретены новые руководящие нормативно-технические материалы, разработанные НИИЖБом, научными и проектными институтами по технологии изготовления предварительно напряженных конструкций и сварке арматуры; проведена техническая учеба и аттестация персонала, переработаны технологические карты; все средства измерений и испытательное оборудование поверены в ЦСМ, приобретены современные приборы для определения прочности бетона и натяжения арматуры.

Первая сертификация аэродромных покрытий ПАГ была проведена в 1995 г. Пермским органом по сертификации строительных материалов и изделий совместно с Центральным органом по сертификации Госстроя России при участии представителей потребителя от Минобороны и автора проекта рабочих чертежей.

При сертификации проводился анализ состояния производства и стабильности качества продукции по результатам входного и периодического контроля исходных материалов, бетона и арматурных изделий, а также готовой продукции. Этот анализ подтвердил соответствие выпускаемой продукции требованиям нормативных документов.

Сертификационные испытания проводились по прочностным характеристикам бетона на сжатие и растяжение, по морозостойкости бетона, по качеству арматурных изделий, по величине напряжений в натянутой арматуре и по трещиностойкости готовых изделий в соответствии с ГОСТ 25912 «Плиты железобетонные предварительно напряженные ПАГ-14 для аэродромных покрытий». Результаты сертификационных испытаний подтвердили соответствие изделий требованиям стандартов.

Внутренняя система качества при входном контроле материалов, операционном контроле при изготовлении изделий и при их приемке соответствует требованиям научно-технической документации и обеспечена высокой степенью ответственности персонала и его квалификацией, современными средствами измерений.

В ОАО «Пермтрансжелезобетон» внедрена система оплаты труда, ориентированная на конечный результат деятельности каждого подразделения и конкретного работника, ответственных за качество готовой продукции.

За 1995-1998 гг. на ОАО «Пермтрансжелезобетон» проведена сертификация по схеме «За», т.е. с проверкой производства, основной номенклатуры серийно выпускаемых изделий; аэродромных плит; центрифу­ гированных стоек для опор контактной сети железных дорог; опор высоковольтно-сигнальных линий автоблокировки железных дорог; стоек для воздушных линий электропередач; дорожных плит и панелей оград; а также свай и "фундаментных блоков. В 1999 г. начата повторная сертификация продукции, на которую заканчивается действие сертификатов, выданных на 2-3 года. По итогам успешной работы (стабильное качество продукции и проведение ее сертификации) предприятие включено в список лидеров российской экономики и стало победителем в конкурсе на соискание Премии Правительства Российской Федерации в области качества.

В нартоящее время на предприятии ведется работа по применению системы качества с учетом требований международных стандартов ИСО-9000 и подготовке к сертификации этой системы.

На заводе «Стройпанелькомплект» в 1997 г. были сертифицированы бетонные смеси и растворы на соответствие прочностных и технологических характеристик требованиям нормативных документов. На этом же предприятии проводилась подготовка к сертификации трехслойных стеновых панелей с утеплителем из пенололистиролбетона, отвечающих требованиям по теплотехническим параметрам. Совместно с автором разработки М.В. Поповым (Пермгражданпроект) на заводе стеновые панели испытаны на прочность и трещиностошсостъ. В данный период на предприятии ведется работа по обеспечению стабильности качества стеновых панелей.

На ОАО «Строительно-монтажный трест 12» в 1996 г. проведена сертификация серийно выпускаемых бетонных смесей и строительного раствора и повторно в 1998 г. подтверждено при инспекционной проверке соответствие качества требованиям стандартов.

Завод ОАО «ЖБК-1» в 1996 г. подал заявку на проведение сертификации стоек железобетонных для воздушных линий электропередач. В течение 1997 г. была проведена подготовка производства, усовершенствовано армирование, испытаны готовые изделия на прочность, трещиностойкость и жесткость, а также определены стабильность физико-механических свойств используемых материалов (щебня, песка), составы бетонов и характеристики арматуры. Комиссия по проверке производства на основании анализа стабильности производства и качества продукции, а также по результатам сертификационных испытаний приняла решение о выдаче сертификата соответствия на стойки железобетонные для линий электропередач.

Пермский завод силикатных панелей с 1994 года проводит работы по сертификации стеновых блоков из ячеистого бетона, плитного и насыпного утеплителя из ячеистого бетона.

Выполненные работы по сертификации изделий на заводах ЖБК способствовали повышению качества и конкурентоспособности продукции.

Получено 10.06.99

УДК 625.731

А.С. Королев, Б.Я. Трофимов, Л.Я. Крамар

Пермский государственный технический университет

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОСТИ БЕТОНОВ ПО КИНЕТИКЕ КАПИЛЛЯРНОГО ПОДНЯТИЯ ВОДЫ В ИХ ТОЛЩУ

Предложены методика определения величины жидкостной проницаемости цементных бетонов и уравнение для расчета радиуса эффективных макрокапиллярных пор бетона.

Цементные бетоны характеризуются капиллярно-пористой структурой и поэтому являются ограниченно водопроницаемыми материалами. Водопроницаемость бетонов определяется показателями их пористой структуры и рабочей толщиной.

В качестве характеристик пористой структуры используются общая пористость, содержание сквозных пор, средний диаметр эффективных пор. Тем не менее, корреляционные зависимости водонепроницаемости от указанных факторов, полученные различными исследователями [5,7], всегда носят частный характер и признаются пригодными в узких пределах исходных данных.

Зависимость водонепроницаемости бетона от его рабочей толщины при проникании в него мягкой воды является прямо пропорциональной [1,2]. С увеличением глубины проникания воды в бетон под внешним давлением или без него происходит затухание данного процесса и в определенный момент его прекращение.

Изучение глубины проникания воды при подсосе ее образцами бетона, стоящими на влажной ткани, показало, что капиллярный подсос влаги через единицу площади образца 3 со временем затухает и в каждый определенный момент времени составляет:

М= тх/8 = а л/г = рИИ,

где р - плотность материала, г/см3; И - максимальное влагосодержание материала, г/г;

к - высота проникания воды на данный момент времени т, см.

Это означает, что затухание подсоса влаги не связано с нарушением связности пор, поскольку толща бетона, подсосавшая воду, характеризуется одинаковым (максимальным) влагосодержанием в любой точке пропитанного объема.