Прочностные характеристики легкого бетона на гранулированной пеностеклокерамике

Введение. За последние 20–30 лет разработана широкая номенклатура эффективных пористых заполнителей с повышенным содержанием стеклофазы различных видов и на их основе низкотеплопроводных легких бетонов различных структур.

В АО «НИЦ «Строительство» за последние годы разработана новая высокоэффективная одностадийная технология по производству пористой гранулированной пеностеклокерамики (ПСКГ). Она основана на получении сырцовых гранул путем смешивания и гранулирования высокопористого порошка опал-кристобалитовой породы с натрийсодержащим раствором. Это обеспечивает максимальную площадь межфазной границы, максимально равномерное распределение всех компонентов на микроуровне и, как следствие, обеспечивает стеклообразование при температуре, не выходящей за интервал вспенивания готовой стеклофазы.

Целью исследования является изучение проблематики особенностей прочностных характеристик легкого бетона на гранулированной пеностеклокерамике (ПСКГ).

Материалы и методы. Прочность кубов из легкого бетона на ПСКГ при сжатии (R) определяли на образцах размером 10 × 10 × 10 см и 7 × 7 × 7 см по ГОСТ 10180-2012 с оценкой прочности по ГОСТ 18105-2018.

Коэффициент призменной прочности (K_пп) определяли по результатам испытаний на сжатие образцов-призм размерами 10 × 10 × 40 см и 7 × 7 × 28 см и изготовленных из одного замеса образцов-кубов размерами 10 × 10 × 10 см и 7 × 7 × 7 см.

Прочность на растяжение при изгибе (R_tb) и раскалывании (R_tt) определяли соответственно на образцах-призмах размером 10 × 10 × 40 см и образцах кубах размером 10 × 10 × 10 см по ГОСТ 10180-2012 с оценкой значений прочности по ГОСТ 18105-2018.

Прочность на осевое растяжение (R_tb) и раскалывание (R_tt) определяли соответственно на образцах-призмах размером 7 × 7 × 28 см по ГОСТ 10180-2012. Прочность призм (R_пр) определяли на образцах призмах 10 × 10 × 40 см по ГОСТ 24452-80.

Результаты. В статье приведены результаты экспериментально-теоретических исследований основных прочностных свойств теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов на пеностеклокерамике гранулированной (ПСКГ) плотностью от 500 до 800 кг/м³, а также конструкционных легких бетонов плотностью до 1700 кг/м³ оптимальных составов (призменной прочности на сжатие, коэффициента призменной прочности, прочности при осевом растяжении, прочности на растяжении при изгибе и раскалывании).

Проанализированы различные зависимости по оценке полученных экспериментальных данных и даны рекомендации по внесению в нормативные документы, в частности, в СП 351.1325800.2017 «Бетонные и железобетонные конструкции из легких бетонов. Правила проектирования».

Выводы. Получены опытные данные по более высокому коэффициенту призменной прочности для легкого бетона на ПСКГ, которые в перспективе могут быть основанием для увеличения нормативных расчетных сопротивлений прочности при осевом сжатии для такого вида легкого бетона.

Значения и формулы для определения призменной прочности и коэффициента призменной прочности легкого бетона испытанных составов на ПСКГ могут быть использованы при расчете и проектировании крупноформатных панелей стен нового типа.

Получены опытные и расчетные данные по прочности на растяжение испытанных составов легкого бетона поризованной структуры на ПСКГ, которые могут быть учтены при корректировке нормативных документов.

При применении легкого бетона поризованной структуры на ПСКГ для повышения усадочной трещиностойкости такого бетона для ограждающих конструкций целесообразно использовать дисперсное армирование полимерной фиброй, повышающей также теплозащитные свойства таких конструкций.

1. ГОСТ 24452-80. Бетоны. Методы определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона. Москва: Государственный комитет СССР по делам строительства; 1982.

2. ГОСТ 10180-2012. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам. Москва: Министерство регионального развития; 2013.

3. Давидюк А.Н. Легкие конструкционно-теплоизоляционные бетоны на стекловидных пористых заполнителях. Научное издание. Москва: Издательство Красная звезда; 2008. 208 с.

4. Черноусов Н.Н., Бондарев Б.А., Стурова В.А., Бондарев А.Б., Ливенцева А.А. Аналитические зависимости влияния плотности материала на прочность и деформативность конструкционного бетона при осевом сжатии // <i>Строительные материалы</i>. 2022. № 5. С. 58–67. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-802-5-58-67. EDN: NDKYMY

5. СП 351.1325800.2017. Бетонные и железобетонные конструкции из легких бетонов. Правила проектирования. Москва: Росстандарт; 2017.

6. Бужевич Г.А. Легкие бетоны на пористых заполнителях Москва: Стройиздат; 1970. 272 с.

7. Кузмич Т.А. Коэффициент призменной прочности низкомарочного керамзитобетона / Совершенствование легких бетонов и конструкций из них: Сб. науч. тр. под ред. И.Е. Путляева, Ю.В. Чиненкова. Москва: НИИЖБ; 1988. 123 с.

8. Гнатусь Н.А. Дацизитобетон. Под ред. И.Е. Путляева. Москва: Недра; 1991. 124 с.

9. ГОСТ 18105-2018. Бетоны. Правила контроля и оценки прочности. Москва: Росстандарт; 2020.

10. Несветаев Г.В. Закономерности деформирования и прогнозирования стойкости бетонов при силовых и температурных воздействиях: Автореферат дисс. … д.т.н. Ростов-на-Дону: РГСУ; 1998. 48 с.