Підвищення міцності глінобетона при стисканні

Відео: Будинок із саману будуємо своїми руками

Міцність при стисненні глінобетона в сухому стані знаходиться в межах 20-50 кг / см2. Відповідно до німецького стандарту DIN 18954 допустимі значення стискаючих напруг для стін складають 3-5 кг / см2. Підвищити міцність при стисненні глінобетона необхідно в тому випадку, якщо вихідні грунти мають незначну кількість глинистого речовини або гліносирцовие конструкції є несучими. Німецькі норми обмежують поверховість будівель і споруд з гліносирцовимі несучими стінами до двох поверхів.

Величезне значення для глінобетона дрібноштучних виробів при транспортуванні, укладанні має міцність кромок, яка залежить від міцності при стисненні і розтягуванні. Міцність при стисненні глінобетона залежить від гранулометричного і мінералогічного складу ґрунту, кількості води замішування, способу ущільнення (статичного чи динамічного). Грубозернисті добавки підвищують міцність при стисненні глінобетона. Вважається, що найкращою сумішшю піску і гравію при введенні в глинобетон буде суміш, що володіє мінімальною пустотностью. Порожнечі між піском і гравієм заповнюють пилоподібні і глинисті частинки. Максимальне значення щільності дає найвищу міцність при стисненні.

Підготовка вихідних грунтів

Міцність при стисненні глінобетона залежить від підготовки вихідних грунтів.

Дослідження, проведені в Інституті будівельної техніки (Цюріх і Швейцарія) і в лабораторії FEB, показали, що глінобетона блок, спресований з грунту кар`єрних вологості, має меншу міцність при стисненні в порівнянні з міцністю глінобетона блоку, сформованого в дерев`яній формі без ущільнення на тому ж грунті, але з пластичною консистенцією. Експериментальні роботи, проведені в лабораторії FEB, довели, що міцність при стисненні грунтового каменю ручного виготовлення в середньому на 19% вище міцності каменю, виготовленого на важільному пресі з питомим тиском пресування 20 кг / см2.

Твердження багатьох дослідників про те, що збільшення питомої тиску пресування глінобетона призводить до підвищення міцності при стисненні, вірно для окремих випадків. Особливістю глинистих ґрунтів є шарувату будову глинистих мінералів. Перебуваючи в пластичному стані, глинисті мінерали активізуються і з`єднуються в більш щільні групи з паралельним розташуванням, що призводить до підвищення сирцевої міцності при розтягуванні і при стисканні в сухому стані. На лабораторному устаткуванні для ущільнення глінобетона суміші вивчали зразки діаметром 76 мм і висотою 100 мм. Першу серію зразків з лесовидних грунту кар`єрних вологості ущільнювали десятьма ударами 4,5-кілограмового вантажу, що падає з висоти 0,45 м. Коефіцієнт ущільнення склав 1,3-1,4. Дві наступні серії зразків заповнювали в циліндричні форми без ущільнення, але лесовидний грунт був попередньо перемішаний з водою в примусовому змішувачі протягом 2 і 15 хвилин відповідно. Після сушіння не ущільнені зразки показали міцність при стисненні на 28 і 38% відповідно, що вище в порівнянні з міцністю утрамбованих зразків. Ці дослідження доводять, що спеціальна підготовка вихідних грунтів може чинити більший вплив на міцність глінобетона, ніж ущільнення суміші. Слід зазначити, що міцність при стисненні буде відрізнятися в залежності від типу грунтів.

ущільнення

Оптимальним способом ущільнення глінобетона на основі худих глинистих ґрунтів є ударне або виброударной формування. Статична пресування гліносирцових дрібноштучних виробів менш ефективно для підвищення міцності при стисненні. При виброударной пресуванні відбувається одночасний вплив на суміш вібрації і удару від падаючого пуансона.

Вібрація зменшує силу зчеплення між частинками глінобетона суміші і упаковує її в щільну структуру. У грунтах рухомий консистенції глинисті мінерали створюють паралельну, більш щільну і впорядковану структуру під впливом електричних сил, що веде до підвищення міцності при стисненні і розтягуванні. У таблиці наведено порівняльні дані динамічного і статичного ущільнення глінобетона, отримані експериментальним шляхом в лабораторії FEB.

Відео: SiliGypsum AcidColors модифікатор пластифікатор для гіпсу

Значення міцності при стисненні після статичного і динамічного ущільнення легкого суглинку (глина - 15%, пил - 29%, пісок - 56%) і пилуватого суглинку (глина - 12%, пил - 74%, пісок - 14%)

Міцність при стисненні пилуватого суглинку при постійному пресовому тиску і вібрації 3000 оборотів в хвилину протягом 10 секунд підвищується на 14%. Спосіб ущільнення впливає на оптимальний вміст води в глінобетона суміші, яке підбирається експериментальним шляхом. Відповідно до німецького стандарту DIN 18127, оптимальний вміст води в суміші відповідає максимальній щільності матеріалу в сухому стані. Однак максимальна щільність глінобетона при оптимальному вмісті води не обов`язково призводить до максимального значення міцності при стисненні. Більш важливими властивостями для глінобетона є удобообрабативаемость і міцність при розтягуванні. При визначенні необхідної кількості води для глінобетона суміші не слід керуватися методикою DIN 18127.

На практиці, при виготовленні каменів методом пресування з глінобетона сумішей з підвищеною на 10% від оптимальної вологістю, фізико-механічні властивості виробів підвищуються. Дослідження БОМАНС доводять, що при оптимальному вмісті води в грунтовій суміші не досягається максимальна міцність при стисненні глінобетона в сухому стані. При незначному питомій тиску пресування і підвищеній кількості води замішування, а також при підвищеному питомому тиску і низької вологості можна домогтися однакового значення міцності при стисненні глінобетона в сухому стані.

Експерименти, проведені в лабораторії ENTPE (Франція) довели вплив мінералогічного складу грунтів при ущільненні на міцність при стисненні. Підвищення питомої тиску пресування з 2 до 8 МПа при виготовленні грунтових каменів збільшило міцність при стисненні на 50% у каолінової глини і на 100% - у монтмориллонитовій.

мінеральні добавки

Введення в худий грунт монтмориллонитовій глини підвищує міцність при стисненні глінобетона. У лабораторії FEB проводили експерименти з відмитим піском, який збагачували каолінової і бентонітової глиною. Добавки глинопорошків становили 17% по масі. Зміст глинистого мінералу - монтморилоніту в бентонітової глини становило близько 70%. Міцність при стисненні глінобетона на каолінітової глині досягла 5 кг / см2, на бентонітової - 12 кг / см2. Добавки вапна і цементу понад 5% від маси повітряно сухих компонентів підвищують атмосферостійкість і міцність при стисненні глінобетона. Вапно і цемент руйнують сполучну силу глинистого речовини в тощем грунті. Чим вищий вміст глинистих частинок в грунті, тим більша кількість вапна і цементу потрібно додати.

Проведені дослідження показали, що добавки вапна ефективні для суглинків, а цементу - для супіщаних грунтів. Експериментально доведено, що цемент краще працює з каоліновими глинами, а вапно - з монтморіллонітових. На практиці рекомендується звертати увагу на наступне:

1. При стабілізації грунту незначною кількістю цементу або вапна порожнечі в суміші не завжди заповнені в`язким.
2. При гідратації цементу утворюється вільна вапно, яка вступає в реакцію з розташованої в глинистих ґрунтах в невеликих кількостях кремнекислотой. При цьому утворюється гідросилікат кальцію. У Цементогрунт нормальний процес твердіння цементу порушується, так як його твердіння відбувається в присутності іншого активного компонента - грунту, який входить в різноманітні сполуки з продуктами гідролізу цементу. На відміну від цементного бетону, що набирає марочну міцність в нормальних умовах на 28 добу, твердіння цементогрунта відбувається повільніше, тому його міцність збільшується навіть через чотири тижні.

Відео: ТЕСТ-ДРАЙВ 11 МАРОК глини !!! САМА МІЦНА ГЛИНА! * ПОЛІМЕРНА ГЛИНА

3. Дослідження показують, що попереднє насичення ґрунту добавками вапна дозволяє збільшити міцність цементогрунта. В результаті наявності у грунту фізико-хімічної та хімічної поглинальної здатності відбувається обмінна реакція між іонами кальцію і катіонами поглинаючогокомплексу, який триває 4-8 годин. Карбонізація вапна вуглекислим газом повітря, яка протікає дуже повільно, також призводить до підвищення міцності при стисненні.

4. Оптимальна вологість цементогрунта на Пилувато суглинку з добавкою вапна перевищує необхідну кількість води при виготовленні глінобетона на цьому ж грунті. Щільність в сухому стані цементогрунта нижче на 0,13 т / м3 у порівнянні з щільністю глінобетона. Експериментальні дані, отримані в лабораторії FEB (рис. 1), показують, що глинобетон на Пилувато суглинку (12% - глина, 74% - пил, 14% - пісок), має міцність при стисненні в сухому стані 50 кг / см2. При введенні в глінобетона суміш незначних добавок цементу міцність при стисненні цементогрунта зменшується і збільшується тільки при добавках цементу більше 2%.

Мал. 1 Вплив витрати цементу на міцність при стисненні цементогрунта

При добавках вапна більше 4% міцність при стисненні цементогрунта підвищується (рис. 2). Стабілізація цементогрунта 6% вапна знижує його міцність.

Мал. 2 Вплив витрати вапна на міцність при стисненні цементогрунта

Введення незначних добавок цементу в худий глиняний розчин рухомий консистенції значно знижує міцність при стисненні і вигині глиняної штукатурки (рис. 3).

Мал. 3 Вплив витрати цементу на міцність при вигині і стиску цементогрунта і піщаного бетону

Дослідження, проведені в лабораторії ENTPE, показують: 4-відсотковий витрата цементу збільшує міцність при стисненні глінобетона на каолінової глини, а при застосуванні монтмориллонитовій глини міцність знижується. При стисненні глінобетона на основі каолінового, а також монтмориллонитовій глини міцність збільшується в два рази при введенні 4% вапна і 2% цементу. Необхідно відзначити, що експерименти були проведені з сумішами, які мали оптимальну кількість води і високий вміст глинистого речовини. Однак на практиці таке підвищення міцності не приводить до таких високих результатів, так як грунти, що застосовуються в гліносирцовом будівництві, містять від 5 до 15% глинистих частинок, а суміші ущільнюють ні з оптимальною вологістю.

Відео: ковбаски КВІТКА ПОЛІМЕРНА ГЛИНА МАЙСТЕР КЛАС ANNAORIONA

Цікаво відзначити, що міцність при стисненні зразків на піску і суміші піску з бентонітових порошком при однаковій витраті терпкого практично не відрізняється. Міцність при стисненні цементогрунта на основі каолінового порошку і піску, укріпленого 6% вапна, менше міцності пескобетона.

На основі проведених досліджень були сформульовані такі висновки:

1. Грунти з великим вмістом глинистого мінералу - каолініту повинні стабілізуватися цементом, а не вапном.

2. Ґрунти з великим вмістом монтморилоніту повинні зміцнюватися вапняним або змішаним, в співвідношенні 2: 1 (вапно: цемент), в`язким.

3. Сильне ущільнення грунтів з великою кількістю монтмориллонита значно збільшує міцність при стисненні глінобетона.

Приготовану цементогрунтовую суміш необхідно відразу укладати, так як відбувається схоплювання цементу. Якщо готова суміш не використовувалася протягом кількох годин, то міцність при стисненні цементогрунтових каменів може знизитися на 50%. При стабілізації ґрунтів вапном вилежування суміші не матиме такого негативного впливу на кінцеву міцність.

Якщо в суміш введено менше 5% цементу, величезний вплив на міцність цементогрунта надають умови зберігання. Такі вироби необхідно оберігати від прямого впливу сонячних променів і вітру. Втрата вологи цементогрунтом негативно позначається на його марочної міцності, яка може зменшитися на 20% в порівнянні з блоками вологого зберігання. При відсутності можливості нормального зберігання продукції її вкривають рогожами і зволожують кілька разів на день водою. При введенні 10% цементу в грунтову суміш режим зберігання чинить менший вплив на міцність.

Введення вапна з будь-якими кислими активними добавками (природними і штучними) підвищує фізико-механічні властивості цементогрунта. Властивостями пуццолана володіють деякі види вулканічного попелу, паливні золи, а також зола винесення, отримана від спалювання рисової культури. До штучним кислим активним мінеральним добавкам відносять цемянку - порошок, який отримують тонким подрібненням бою цегли. Силікатизація грунту з одночасним введенням добавок кварцового піску і крейди дозволяє отримувати міцність при стисненні укріпленого глінобетона 40-65 Н / мм2, а додаткове введення перекису водню до цих компонентів дозволяє отримувати легкий гліногазобетон. Геополімери є результатом поліконденсації - процесу, який протікає в лужному середовищі з утворенням тривимірних ланок і супроводжується виділенням побічного низькомолекулярного речовини - води. Гліногазобетонние вироби отримують методом лиття, екструзії і пресування.

органічні добавки

Міцність при стисненні і вигині глінобетона в сухому стані на основі каолінової глини можна підвищити від 10 до 20 разів за рахунок добавок сечі і ацетату амонію. Висока міцність китайського фарфору досягалася при обробці каолінової глини сечею.

волокнисті добавки

Для зниження усадки глінобетона в суміш вводять волокнисті добавки. Часто зустрічаються твердження про те, що волокнисті добавки завжди підвищують міцність при стисненні глінобетона не вірні. Введення тонких волокон або волосся в невеликій кількості підвищує міцність при розтягуванні і, отже, при стисненні глінобетона. Однак при добавках солом`яною фібри відбувається зниження міцності, що експериментально доведено лабораторією FEB (див. Табл.).

Вплив витрати органічного заповнювача (подрібнена солома довжиною 5 см) на міцність при стисненні глінофібробетона

Глинобитні будинки. Слідами старих публікацій. Зміст.