Влияние кремнийорганических добавок на влажностные свойства керамвитобетона
Керамзитобетон — эффективный материал для изготовления двухслойных комплексных плит покрытия. Однако такие конструкции покрытий имеют сравнительно высокую начальную влажность (до 18—20%), и это значительно снижает их теплофиическне характеристики и эксплуатационные качества, а в ряде случаев приводит к снижению долговечности ограждающих конструкций, особенно покрытий промышленных зданий с влажным и мокрым режимом эксплуатации
Во избежание переувлажнения эле- ментов конструкций при перевозках и монтаже целесообразно проводить простейшие мероприятия, не требующие больших затрат и не изменяющие технологии изготовления этих конструкций. iB настоящее время наружную поверхность элементов покрытий защищают битумной обмазкой или однослойным рулонным ковром. Для стеновых элементов применяются защитные отделочные лакокрасочные покрытия.
Однако применение битумных и рулонных материалов связано с необходимостью дополнительных производственных площадей, специального персонала и оборудования. Кроме того, защитное покрытие затрудняет последующую сушку конструкций покрытия, особенно над помещениями с повышенной и высокой относительной влажностью воздуха с положительными температурами. Такие защитные мероприятия не препятствуют также увлажнению ограждающих конструкций вследствие высокой сорбции легких бетонов. При относительной влажности воздуха <р=90,% сорбционная влажность керамзитобетона равна 9— 10%, а десорбция с учетом гистерезиса может быть еще на 3—4% больше.
В связи с этим керамзитобетонные ограждающие конструкции не были рекомендованы до сих пор для использования в зданиях с высокой (более 75%) относительной влажностью.
Выполненные ранее исследования показывают, что легкие бетоны (керамзитобетоны) с кремнийорганическими добавками обладают рядом положительных свойств — повышенной морозостойкостью, водо-и солестойкостью, а также пониженным водопоглощением.
Кремиийорганические добавки (особенно ТЖЖ-Ю и ГКЖ-П) пластифицируют легкобстонную смесь н позволяют снизить В/Ц. Введение, этих добавок улучшает структуру бетона, а также придаст поверхности пор частичную гидрофобизацию.
Для изучения влияния кремнийорганических добавок на паропронициаемость, сорбцию и водопоглощенне различных составов керамзитобетона нами проведены опыты
Определены коэффициенты naiponpo- шщаемостн и сорбции керамзитобетонов составов, марок 75 и 200 с добавками кремиийорганических соединений ЩЖ-П и 1ЖЖ-94 и контрольных образцов без добавок состава I.
Состав керамзитобетона изготовлен с применением керамзитового щебня с плотной наружной оболочкой, керамзитового песка сочинского завода и морского песка. Для состава 1.1 использована смесь дробленого рядового керамзита Сочинского и Бескудниковского керамзитовых заводов, керамзитового песка и горного песка; цемент для обоих составов Ново-Здолбуновского цементного завода активностью 440 кгс/см2. Расход цемента для керамзитобетона марки 200—360 кг/м3, марки 75—200 кг/м3.
Образцы уплотняли на лабораторной виброплощадке с пригрузом; после формования выдерживали при ?=20°С, Ф50% в течение 6 ч. Тепловлажностная обработка велась в лабораторных пропарочных камерах по режиму 3+6+ +13 ч при 80—85°С.
Следует отметить, что режим пропаривания по объему камеры не одинаков. ? части образцов, пропаренных в одной и той же камере, появились трещины с раскрытием 0,1—0,3 мм (количество трещин от 0,79 ж на 1 ж2 — серия 3; до 1,7 м — серии 5,6). Образцы серий 3, 5, 6, 7 испытаны для выявления допустимости таких трещин и их влияния на паропроницаемость.
Характеристика опытных образцов керамзитобстонов с применением добавок дана в таблице.
Добавки вводили в бетон с водой затворення; ГКЖ-94 использовал» в виде 50%-ной водной эмульсии, ГКЖ-11 — в виде водио-спиртового раствора (26,4%), поставляемого Данковскнм химическим заводом. Количество добавок — 276 г на 1 м3 керамзитобетона, считая на 100%-ное вещество.
Паропроницаемость исследовалась при =20°С, фв=66%.
Результаты испытаний на паропроницаемость приведены на рис. 1. Они показывают, что введение., добавки ГКЖ-11 в керамзитобетон Mapufi 200 с расходом цемента 060 кг/м3 незначительно уменьшает паропроницаемость(до 10%). Дополнительная обмазка поверхности раствором ПКЖ-П за два раза снижает коэффициент паропроницаемости примерно на 8%.
Наличие трещин с раскрытием 0,1— 0,2 мм в количестве до 0,79 ж на 1 ж2 увеличивает коэффициент паропроницаемости таких бетонов (с 0,003 до 0,004), несмотря на введение добавок.
Введение добавок в керамзитобетон марки 75 с расходом цемента 200 кг/м3 не влияет на его паропроннцаемость. Применение дробленого керамзитового щебня с большим количеством открытых пор увеличивает паропроницаемость материала в одинаковых условиях примерно в 1,5 раза. Наличие трещин с раскрытием до 0,3 мм в количестве до 1,7 м на 1 ж2 увеличивает коэффициент паропроницаемости таких бетонов более чем в два раза (с 0,00366 до 0,00736).
Незначительное влияние кремнийорганических добавок на паропроницаемость керамзитобетона объясняется тем, что общая пористость материала почти не изменяется. Однако при этом меняется характер пор и свойства их поверхности [4], что благоприятно влияет на сорбционные характеристики керамзитобетона с кремнийорганическими добавками, его водопоглощение и теплотехнические показатели.
Сорбционная влажность керамзитобетона определялась эксикаторным методом на образцах, изготовленных из тех же составов одновременно с образцами, испытанными на паропроницаемость.
На рис. 2 представлены изотермы; сорбции исследуемых керамзитобетонов с добавками ГЖЖ-П и ГКЖ-94 и без добавок.
Добавки снижают сорбционную влажность ; керамзитобетона с 9—10% до 2,5—3,ф% (свидетельствует о том, что внутренней поверхности пор придаются гидрофобные свойства.
При длительном непрерывном пребывании керамзитобетона в воде влияние добавок ослабевает. Так, после 16 сут. водопоглощение керамзитобетонов с добавками только на 30% ниже, чем керамзитобетона без добавок. После непрерывного 2-месячного пребывания материала в воде кремний- органические добавки почти не оказывают влияния на водопоглощение. Однако периодическое высушивание образцов в нормальных условиях восстанавливает гидрофобизацнонные свойства добавок полностью, даже если образцы предварительно непрерывно находились в воде
Применение ЩЖ-11 не вызывает осложнений в производстве работ, не требует дополнительных площадей, оборудования, специальной рабочей силы и незначительно повышает стоимость керамзитобетона (70—60 коп. 1 м3 готового изделия).
Снижение сорбционного увлажнения керамзитобетонов с кремнийорганическими добавками свидетельствует об улучшении структуры материала (мелкопористая с замкнутыми порами и частично поверхностью). Улучшаются и теплотехнические свойства керамзитобетона — снижается его теплопроводность(рис. 4), что согласуется с данными зарубежных исследований [6].
Пониженная сорбционная влажность керамзитобетона без изменения его паропроницаемости способствует улучшению влажностного режима ограждающих конструкций зданий и их теплоизоляционных свойств.. Особенно это благоприятно влияет на конструкции покрытий зданий с повышенной и высокой относительной влажностью воздуха.
Керамзитобен с добавкой ПКЖ-П применен для плоских керамзитобетонных конструкций типа «Геленджик». Поверхность плит дополнительно промазана за 2 раза 26,4%-ным водо-спиртовым раствором ГКЖ-1 П.
Нормативные коэффициенты теплопроводности по СНпП II-A.7-62: I — при условии эксплуатации «А»; 11 — при условии эксплуатации «К»
Стрелками показано изменение коэффициента теплопроводности и объемной массы одного и того же образца при его увлажнении влажность наружного слон керлмзитобетона с добавкой ПКЖ-П не превышала 8%, а влажность керамзитобетона марки 75 на глубине 80—100 мм равнялась 11—1112%, несмотря на то, что плнты находились в течение I года па покрытии здания без (кровельного ковра. Керамзитотобетон без добавок в уложенных плитах характеризовался влажностью 18— 23%.
Выводы
Введение кремнийорганических добавок в керамзнтобетонную смесь с водой затворения позволяет снизить начальную влажность керамзитобетона с 15—;1в до 5-9%.
Сорбционная влажность снижается примерно в 3 раза и не превышает 3,4% (по весу) при относительной влажности воздуха 67%.
Конструкции из керамзнтобетонов, в частности ограждающие конструкции покрытия с кремннйорганическими добавками, могут быть применены в помещениях с высокой относительной влажностью воздуха (до 97%).
Теплопроводность керамзитобетона с такими добавками снижается на СО—25%.
Для ограждающих конструкций рекомендуется ограничить величину раскрытия трещин до ОД мм при количестве не более 0,8 м па 1 м2 (для конструкций III категории трещиностойкости). Это позволит снизить паропроницаемость конструкций примерно н 2 раза.