В настоящее время в процессе возведения наружных, внутренних стен многоэтажных зданий и коттеджных комплексов широко применяются такие каменные штучные материалы, как пенобетон, керамический и клинкерный кирпичи, силпор, вермикулитовые и перлитовые материалы [1], бетон повышенной плотности [2] и др. Эти строительные изделия обладают достаточными теплоизоляционными, прочностными и другими характеристиками [3]. Одним из эффективных и востребованных материалов является керамзитобетонный блок [4], представляющий собой легкий бетон на пористом заполнителе и обладающий достаточными прочностными характеристиками, неплохими морозостойкостью и звукоизоляцией [5]. Также керамзитобетон является экологически безвредным и относится к негорючим строительным изделиям.
Стоит отметить, что благодаря относительно малым плотности, массе, теплопроводности и небольшому расходу металла, керамзитобетонные блоки, как правило, пользуются большим спросом, нежели тяжелые бетоны. Застройщики зачастую применяют керамзитобетон в строительной сфере в течение почти уже полувека, так что его состоятельность в качестве достойного материала доказана как в теории, так и на практике [6].
Известно, что наиболее важными технологическими свойствами для любой бетонной смеси являются его водо- и морозостойкость, теплопродность, устойчивость к перепадам температур, прочность и удобоукладываемость. Применение пластифицирующих добавок значительно повышает физико-технические характеристики керамзитобетонный смесей. Они позволяют повысить их плотность и стойкость, снизить водоцементное отношение и трудозатраты в процессе изготовления. Также, пластификаторы улучшают подвижность смеси, что дает возможность выполнять укладку смеси в конструкциях, являющихся густоармированными и находящихся в труднодоступных местах. В таблице 1 приведены физико-химические показатели наиболее распространненых пластифицирующих добавок: суперпластификатора (С-1), мелассной упаренной последрожжевой барды (УПБ) и лигносульфоната технического (ЛСТ).
Таблица 1 – Физико-химические свойства некоторых пластифицирующих добавок
|
№ п/п |
Наименование показателя |
Наименование добавки |
||
|
С-3 |
УПБ |
ЛСТ |
||
|
1 |
Средняя плотность, г/см3 |
1,17-1,2 |
1,18-1,2 |
1,20-1,23 |
|
2 |
Концентрация (массовая доля веществ в сухом состоянии), % |
35-40 |
25-35 |
40-48 |
|
3 |
Концентрация рН |
6,0-9,0 |
4,5-6,0 |
4,4-4,8 |
Как показали эксперименты, использование этих пластификаторов позволяет на 15-20 % снизить количество воды, добавляемой в смесь бетона, при этом пластифицирующая добавка С-3 увеличивает подвижность смеси от П1 до П5, а добавки УПБ и ЛСТ – от П1 до П3-П4.
Для проведения сравнительного анализа физико-технических свойств керамзитобетона добавка лигносульфонат технический была введена в количестве 0,2 % в бетонную смесь. Ниже приведены результаты лабораторных исследований контрольного и полученного образцов керамзитобетонных блоков, а также их сравнение с такими уже известными стеновыми материалами, как пенобетон и газобетон (таблица 2).
Таблица 2 – Сравнительная характеристика физико-технических показателей стеновых блоков
|
№ п/п |
Наименование средних показателей |
Наименование материала |
|||
|
пенобетон-ный блок |
газобетон-ный блок |
керамзитобетонный блок |
керамзитобетонный блок с добавкой ЛСТ |
||
|
1 |
Средняя плотность, кг/м3 |
600-800 |
400-800 |
500-1600 |
540-1700 |
|
2 |
Морозостойкость, цикл |
15-25 |
35-50 |
25-50 |
40-75 |
|
3 |
Теплопроводность, Вт/м·°C |
0,15-0,4 |
0,09-0,15 |
0,14-0,34 |
0,15-0,36 |
|
4 |
Прочность на сжатие, МПа |
0,25-12,5 |
0,5-15 |
3,5-30 |
4,2-36 |
|
5 |
Водопоглощение, % |
11-15 |
21-25 |
10-12 |
9-11 |
|
6 |
Усадка, мм/м2 (%) |
0,6-1,2 |
0,3-0,35 |
0,015-0,02 |
0,01 |
Данные анализы показали повышение стойкости и снижение усадки керамзитобетонного блока за счет увеличения его средней плотности вследствие уплотнения зерен заполнителя. Следует отметить, что благодаря водоредуцирующему эффекту (т.е. снижению водопоглощения смеси), прочность образца на сжатие повысилась без перерасхода вяжущего, что немаловажно. Также, замечено небольшое изменение теплопроводности материала, однако при этом удалось значительно увеличить его морозостойкость в результате уменьшения общего количества пор.
Таким образом, данные пластифицирущие добавки обеспечивают проектную прочность конструкции, позволяя при этом сэкономить расход цемента и воды. К тому же, они повышают подвижность бетонной смеси, что способствует снижению трудозатрат в процессе формования изделий. Использование пластифицирующих добавок позволяет повысить долговечность керамзитобетона и улучшить ряд его физико-технических и эксплуатационных характеристик.
Литература:
- Крамаренко А.В., Тимошкин Т.В. Использование вермикулитовых и перлитовых материалов в качестве теплоизоляции при возведении зданий и сооружений. // Наука. Техника. Технологии (политехнический вестник). – 2019. – № 1. – С. 399-401.
- Esenkov I.I., Kramarenko A.V. Practical researches to increase leaching resistance on fine concrete for vibropressed product. // Materials Science Forum. – 2018. Т. 931 MSF. – С. 589-593.
- Крамаренко А.В., Мустекова А.М. Способ изготовления конструкционно-теплоизоляционного материала. Патент № 2637680. – Москва : Государственный реестр изобретений РФ, 06.12.2017 г.
- Крамаренко А.В., Тимошкин Т.В. Сравнительный анализ стеновых блоков из керамзитобетона, пенобетона и газобетона. // Наука. Техника. Технологии (политехнический вестник). – 2019.– №1. – С. 402-404.
- Крамаренко А.В., Сальников В.З., Вахромов Д.М. Трехслойные керамзитобетонные теплоблоки, как перспективный материал для малоэтажной застройки. // Перспективы науки. – 2018. – № 12(111). – С. 87-89.
- Крамаренко А. В., Калиниченко Н.М., Миронова Я.А. Сравнительный анализ теплотехнических характеристик керамзитобетонных блоков со строительными изделиями аналогичного назначения. // Инновации и инвестиции. – 2018. – № 4. – С. 318-320.
Literatura:
- Kramarenko A.V., Timoshkin T.V. The use of vermiculite and perlite materials as thermal insulation in the construction of buildings and structures. // The science. Equipment. Technology (Polytechnic Bulletin). — 2019 .— No. 1. — p. 399-401.
- Esenkov I.I., Kramarenko A.V. Practical researches to increase leaching resistance on fine concrete for vibropressed product. // Materials Science Forum. — 2018.T. 931 MSF. — p. 589-593.
- Kramarenko A.V., Mustekova A.M. A method of manufacturing a structurally insulating material. Patent No. 2637680. — Moscow: State Register of Inventions of the Russian Federation, December 6, 2017
- Kramarenko A.V., Timoshkin T.V. Comparative analysis of wall blocks made of expanded clay concrete, foam concrete and aerated concrete. // The science. Equipment. Technology (Polytechnic Bulletin). — 2019 .— No. 1. — p. 402-404.
- Kramarenko A.V., Salnikov V.Z., Vakhromov D.M. Three-layer expanded clay concrete blocks as a promising material for low-rise buildings. // Prospects for science. — 2018 .— No. 12 (111). — p. 87-89.
- Kramarenko A. V., Kalinichenko N. M., Mironova Y. A. Comparative analysis of the thermal characteristics of expanded clay concrete blocks with building products of a similar purpose. // Innovation and investment. — 2018. — No. 4. — p. 318-320.
