КЕҢЕЙТІЛГЕН САЗДЫ ПАЙДАЛАНАТЫН КОНСТРУКЦИЯЛЫҚ БЕТОН

АННОТАЦИЯ

Бұл мақалада құрылымдық жеңіл бетон алу үшін кеңейтілген сазды толтырғышты (КСТ) қолдануға қатысты зерттеулер жинақталған.

Әдістер / талдау: қолжазбада толтырғыштың физикалық және химиялық қасиеттері, түйісу бұрышы, айналу жылдамдығы және түйіршіктеу процесінің ұзақтығы, сондай-ақ оның агрегат қасиеттеріне әсері сияқты агрегат параметрлерінің құрамдас бөліктері қарастырылады. Физикалық және РГЗ механикалық қасиеттері туралы да хабардар болды. Қорытынды: әдебиетке шолу нақты ауырлық дәрежесін көрсетеді бұл толтырғышты қалыпты салмағы бар толтырғыштарға қарағанда 16-46% аз болды және олар судың жоғары сіңуіне ие. Сондай-ақ,кеңейтілген сазды толтырғыш көмегімен алынған бетонның физикалық және механикалық қасиеттері жалпыланған. Сазды толтырғыш кеңейетін бетондары тығыздығы 1290-2044 кг /м3 болатын 23-60 МПа диапазонында 28 күндік сығуға беріктік күшіне ие. Кең сазды агрегаттардың беріктік қасиеттері дизайнда қолдану үшін өнімділік қанағаттанарлық екенін көрсетеді.

Жаңалық / жақсарту: шолу кеңейтілген сазды агрегат құрылымдық бетонды жасауға арналған әлеуетті материалдардың бірі екенін көрсетеді.

Түйінді Сөздер: беріктік, қымбат сазды агрегат, жеңіл бетон, құрылымдық бетон.

1.Кіріспе

Кеңейтілген саз толтырғыштары техникалық сипаттамалары мен көптеген түрлеріне байланысты көптеген салаларда қолданылады көптеген басқа өнеркәсіптік шикізаттармен салыстырғанда артықшылықтары. Жеңіл агрегаттар арасында ең жоғары беріктігі бар материалдардың бірі-кеңейтілген саз толтырғыштары. Бұл оған маңызды орын береді құрылыс саласы. 20% арматуралық болаттан үнемделуі мүмкін, ал 50% дейін жылу мен салқындату шығындарын үнемдеуге болады, жеңіл кеңейтілген сазды толтырғыш қолданылған ғимараттарда (КСТ) [1]. Оның қолайлы оқшаулау қасиетін ескере отырып, КСТ бетонның қасиеттерін жақсарту үшін қоспаға қосылды. Үндістанның жасыл бизнес орталығының есебі сәйкес, КСТ ұялы құрылымы жоғары ұсақтауға төзімді, жақсы отқа төзімді және керемет жылу және дыбыс оқшаулау қасиеттеріне ие [2].

Құрылымдық қолдану тұрғысынан жеңіл бетон толтырғышы (ЖБТ) жеңілдік және жақсартылған жылу және дыбыс оқшаулау қасиеттері сияқты артықшылықтарға ие. ЖБТ-бұл жеңіл толтырғыш (ЖТ)қолданатын бетон түрі, және ол ГОСТ 25820-2014-де көрсетілген нормаларға сәйкес келеді. Қарапайым бетонның орнына құрылымдық жеңіл бетон ғимараттардың құрылымдық тиімділігін арттыра алады. Жеңіл бетон қарапайым бетонға қарағанда жақсы жылу сипаттамаларына ие және оны қолдану ғимараттарда энергияны тұтынуды едәуір төмендетеді [3]. Еуропа елдерінде орналасқан ғимараттарда құрылымдық жеңіл бетон агрегатын қолдану қалыпты салмағы бар бетонмен салыстырғанда жылу энергиясын тұтынуды 15% төмендетуі мүмкін [4].

2. Сазды толтырңышты өндіру процессі.

Жеңіл кеңейтілген сазды бетон толтырғышы (ЖКСБТ) - жасанды және жасанды жеңіл толтырғыш. Айналмалы пеште 1150 ° C температурада қызғаннан кейін, саз бастапқы өлшеммен салыстырғанда шамамен төрт - бес есе кеңейіп, түйіршіктер пішінін алды. Бұл процесс бастапқыда 1930 жылы Скандинавияда жеңіл текшелер шығару үшін қолданылған [2]. Ісінген саздар-бұл термиялық өңдеу кезінде газдың шығуы нәтижесінде көлемі бойынша 5-6 есеге дейін кеңейе алатын саздар. Сыртқы бетінде қатты күйген қыртыс пайда болады, ал оның ішіндегі өте жеңіл және өте берік агрегат кеуекті клинкер тәрізді құрылымды алуға болады [5]. Батырып жағатын балқыту конвертеріндегі жеңіл бетонға арналған керамзит бетон агрегаттарына (толтырғыштарға) өздігінен шығарылмайтын балшықтарды қайта өңдеудің инновациялық технологиясы үйілмелі салмақ диапазоны 160-850 кг/м3 қысқа тұйықталуды және цилиндрдің қысу беріктігін 0,78– 14,4 МПа диапазонында өндіруге мүмкіндік береді. Толтырғыш ретінде азеритті Бетон қарапайым бетоннан кем дегенде екі есе жеңіл және жылу өткізгіштігі қарапайым бетоннан кем дегенде екі есе аз [6].

Кеңейту сынақтары әртүрлі параметрлердің өндіріске қалай әсер ететінін анықтау үшін үш бөлек өрістің үлгілерін қолдана отырып жүргізілді. Саздың мөлшері кеңеюге оң әсер етеді, ал түйіршіктердің мөлшерін азайту оған теріс әсер етеді. Сонымен қатар, пештегі температура және саз пеште қалатын уақыт кезеңі 7-10 толтырғыштың алынған сапасы үшін маңызды болып табылады.

3.Шикізат және материалдар

Жеңіл кеңейтілген саз толтырғыштары саз, көмір, перлит және төменгі күлдің көмегімен алынды. Толтырғыштар түйіршіктеу арқылы пайда болды. Дайындалғаннан кейін дөңгелек агрегаттар электр жылыту пешінде 900-ден 1200 °C-қа дейінгі әр түрлі температурада өңделді. Ең төменгі үлес салмағы 30% төменгі күлді қосқанда алынды[11]. Бұл өнімнің жеңіл салмағы негізінен жартылай жабық тері тесігінің салыстырмалы түрде жоғары үлесіне байланысты. Көбіктендірілген әйнек түйіршіктері-КСТ өндірісінде қолданылатын ең көп қолданылатын көбік түзетін агенттердің бірі. Көбіктенген шыны түйіршіктерімен кеуектердің түзілуі өндіріс құнын төмендету мақсатында көмір сияқты жанғыш қоспалармен біріктірілуі мүмкін [12]. Кеңейту процесіне әсер ететін факторларға пештің температурасы, өрт уақыты, саз дәнінің мөлшері, түйіршіктердің мөлшері, пештің құрылысы, пештің атмосферасы, өрт жылдамдығы, қоспалар, минералогиялық және химиялық құрылым, балқыманың тұтқырлығы жатады[13]. Жеңіл толтырғыштар саздан Na2CO3, SiO2, Fe2O3 және Fe қосылған, массасы 2-ден 10% - ға дейінгі мөлшерде алынды және беріктікке, тығыздыққа және кеңейту сипаттамаларына қатысты зерттелді. Қоспалар құрғақ саз ұнтағымен араластырылды, су қосылды, түйіршіктер қолмен құйылды және камералық пеште 1120°C температурада күйдірілді [4].

3.1 Қоспалардың әсері

Саз түйірлерінің мөлшерінің азаюы кеңеюдің ұлғаюына әкеледі [13]. Өндірістік процесті де, жеңіл кеңейтілген сазды бетон толтырғыштардың қасиеттерін жақсартуға бағытталған түрлі қоспалар сыналды. Na2CO3 түйіршіктердің бетіндегі шыны фазаның тұтқырлығын төмендететіні белгілі болды, бірақ түйіршіктердің күрт кеңеюіне, дұрыс емес пішініне және жабысуына әкеледі. SiO2 қосу зерттелетін композиция интервалында қарастырылатын қасиеттерге айтарлықтай әсер етті. Темір ЖТ қасиеттеріне айтарлықтай әсер ететіні анықталды. Fe2O3 қосу түйіршіктің орталық бөлігінде тері тесігінің ұлғаюына әкелді; металл темір ұнтағының қосылуы кеңеюдің едәуір артуына әкелді және сәйкесінше бөлшектердің тығыздығын да, механикалық беріктігін де азайтты. Fe ұнтағы төмен тығыздық беріктікке қарағанда маңызды болған жағдайда КСТ тығыздығын төмендету үшін тиімді қосымша ретінде пайдаланылуы мүмкін.

3.2 Түйіршіктер өлшемінің әсері

Түйіршіктердің өлшемі ұлғайған сайын кеңейту де артады. Егер қажетті мөлшердегі толтырғыштарды өндіруде төменгі тығыздық қажет болса, түйіршіктердің осы өлшем ауқымындағы максималды нүктеге жақын түйіршіктердің өлшемі таңдалуы мүмкін [13].

3.3 Температураның әсері

Пеш ішіндегі Температура қамтамасыз етілуі керек ең маңызды параметр болып табылады. Кеңейту температураның жоғарылауымен балқу нүктесіне дейін артады, ол саздың түріне байланысты өзгереді. Осылайша, оңтайлы температура саздың түріне байланысты көрсетілуі керек. Өндіріс қондырғысының өндіріс құнын төмендету үшін агрегаттың қажетті тығыздығына қол жеткізу үшін өндіріс кезінде мүмкіндігінше төмен температураны пайдалану керек [13].

4. Сазды толтыртығштардың физикалық қасиеттері

Толтырғыштардың қасиеттері мен бетонның өнімділігі арасындағы байланыс бірнеше аспектілерде әлі толық зерттелген жоқ. Толтырғыштың қасиеттері бетонның қасиеттеріне қатты әсер етеді және оларды дұрыс түсіну жоғары сапалы бетонды жасау үшін өте маңызды. Тығыздығы, беріктігі және судың сіңуі кең сазды агрегаттардың негізгі қасиеттері болып табылады [14]. Жеңіл кеңейетін сазды агрегаттардың механикалық қасиеттері көбінесе байланыстырғыштың түрі мен мөлшеріне, сондай-ақ сіңу температурасы мен оның ұзақтығына байланысты екені анық. Ал агрегаттардың өлшемдік қасиеттері ылғалдың құрамына және қолданылатын түйіршіктеу бұрышына байланысты болды. Қол жетімді физика-механикалық қасиеттер 1-кестеде келтірілген.

Кесте 1.

Кеңейтілген саз толтырғышының физикалық қасиеттері

4.1 Пішіні мен құрылымы

Агрегат формасы бөлшектердің қаптамасына және матрицаның ішіндегі агрегаттың адгезиясына айтарлықтай әсер етеді [15]. Кеңейтілген саз толтырғыштары 1-суретте көрсетілгендей сфералық және қоңыр түсті, ішкі қара өзегі бар. Бұл көміртегі мен темірдің тотығу күйіне байланысты. Микроқұрылым тегіс, бірақ микроқұрылымда ол ашық тері тесігімен салыстырмалы түрде өрескел. Тері тесігінің құрылымы шамамен 10-200 мкм құрайды және 2-суретте көрсетілгендей таратылады. Соңғы зерттеулер көрсеткендей, толтырғыштың "пішін индексі" ЖТБ механикалық қасиеттеріне де айтарлықтай әсер етеді[16]. Сфералық агрегаттар, әдетте, бұрыштық қондырғыға қарағанда төмен "пішін индексіне" ие. Агрегаттың беріктігі бірдей болғанымен, жоғары пішінді индексі бар агрегат бетондарда жоғары беріктікті көрсете алады[16]. Агрегаттың беткі құрылымы қоспаның беткі үйкеліс қасиеттеріне, демек қоспаның жаңа қаттылығына әсер етуі мүмкін. Сондай-ақ, кеуекті агрегаттар немесе өрескел беті бар агрегаттар үшін цемент пастасы немесе цементті ылғалдандыру өнімдері агрегат бетіндегі қуыстарға немесе үлкен тесіктерге енуі мүмкін деп саналады. Олар агрегаттық фаза мен паста фазасын бір-бірімен байланыстыратын бірнеше 'ілмектер" ретінде әрекет етеді[17].

Сурет 1. ЖКСБТ ішкі, сыртқы беті және керамикалық кеуекті сфераның бейнесі

4.2 Салмақ үлесі

Таблица 1 можно заметить, что удельный вес спеченных заполнителей варьировался от 0,66 до 1,65, удельный вес на 20-45% меньше, чем у обычных заполнителей. Значения удельного веса уменьшались по мере увеличения добавления угля. Удельный вес увеличивается с повышением температуры спекания [11]. Обнаружено, что в присутствии связующего удельный вес снижается при более высокой температуре спекания (1200°C). Это может быть связано с эффектом раздувания, вызванным выделением большего количества газа во время операций спекания [18]. Образование плотной структуры и более высоких удельных весов может быть связано с чрезмерным стеклообразованием при более высоких температурах спекания [19].

4.3 Су сіңіргіштігі

Жеңіл көбіктендірілген сазды агрегаттың маңызды қасиеті-бетон қоспаларын мөлшерлеуде маңызды рөл атқаратын суды сіңіру. Агрегаттың кеуекті табиғаты (сурет. 2) оның жоғары сіңуін анықтайды[20]. Мұндай жоғары сіңіру, егер тиісті қарсы шаралар қабылданбаса, жақсы бетон алуға ықпал етпейді. Барлық тері тесігін тығыздау сіңіруді азайту үшін қолайлы тәжірибе емес, өйткені бұл агрегаттардың тығыздығын арттырады. 1-кесте ЖКСБТ суды сіңіру мәні 20% - дан 78% - ға дейін өзгереді. ЖТ мәні көмір қосылуының жоғарылауымен өсті. ЖТ бірқалыпты төмендеуі температураның 1180°C көтерілуімен байқалды[11]. Жоғары температурада агрегаттардың бетінде шыны тәрізді құрылым пайда болады, бұл аралық қосылысқа кедергі келтіруі мүмкін[21]. Агрегаттардың су сіңіру қабілетінің едәуір төмендеуі агрегаттарды өндіруде байланыстырғышты қосқанда, қолданылатын байланыстырғыш түріне қарамастан байқалды.

Сурет 2. Әр түрлі тығыздықтағы кеңейтілген саз агрегаттарының оптикалық микроскопы (үлкейту: x40)[40]

4.4 Сусымалы тығыздығы

1-кестеде күйген агрегаттардың жаппай тығыздығы 1640-тан 2050 кг/м3-ге дейін өзгергенін көруге болады. Түйіршіктердің мөлшері ұлғайған сайын жаппай тығыздық азаяды, бұл агрегаттардың беріктігінің төмендеуіне әкеледі [13]. Толтырғыштардың жаппай тығыздығы бетон матрицасына қажет пастаның көлемін, сондықтан қоспаның қанықтылығы мен тиімділігін анықтайды 15. Еуропалық стандарт минералды агрегат пештің құрғақ күйіндегі бөлшектердің тығыздығынан 2000 кг/м3-ден аспауы керек немесе құрғақ күйдегі сусымалы тығыздық 1200 кг/м3-ден аспауы керек деп анықтайды. ГОСТ 25820-2014-ге сәйкес конструкциялық бетон өндіру үшін толтырғыштардың мөлшеріне байланысты Сусымалы Сусымалы тығыздығы 880-1120 кг/м3 рұқсат етіледі.

4.5 Толтырғыштың механикалық қасиеттері

Кеуектіліктің өзі ешқашан жеңіл агрегаттардың ұсақталу rүшін анықтамайды. Минералогиялық құрамның өзгеруі, байланыстырғыштардың балқу температурасы, синтездеу кезінде пайда болатын тығыздау шегі, агрегаттың ісінуі және жылу кернеулеріне байланысты ішкі ақаулар сияқты бірнеше факторлар ұсақтау күші үшін де маңызды[24-26]. Қалыпты тығыздықты толтырғыштардың ұсақтау күші әдетте "агрегаттың ұсақтау шамасында" көрінеді. Кішігірім кеңейтілген саз агрегаттарының жеке ұсақтау күші үлкен габаритті агрегаттарға қарағанда жоғары екендігі анықталды[27,28]. 1-кесте агрегаттардың ұсақталу дәрежесі 1,4-тен 8,34-ке дейін өзгергенін атап өткен жөн. Байланыстырғыштармен алынған агрегат температураның 1150 °C-қа дейін көтерілуімен ұсақтау беріктігінің жоғарылағанын көрсетті, 1200°C-та беріктіктің төмендегені туралы хабарланды, бұл ентігу салдарынан үлкен тері тесігінің пайда болуымен байланысты болуы мүмкін[28]. Сондай-ақ, агрегаттарды термиялық және полимерлі өңдеу агрегаттардың ұсақталу Күшін арттыратыны анық[29].

5. Сазды бетон толтырғышының дамуы

5.1 Бетон Қоспасының Дизайны

Жеңіл бетон толтырғышы (ЖБТ) жасау үшін ұсынылған бетон қоспасын жобалау процедуралары бетон қоспасын толтырғыштың әдеттегі дизайнынан мүлдем өзгеше. Қоспаларды жобалаудың бұрынғы әдістерінің көпшілігі агрегаттың құрамына немесе бетондағы паста көлеміне, агрегаттың сипаттамаларына және беріктік талаптарына қарамастан, бекітуге негізделген [30-35]. Бетон қоспасының дизайны тек беріктік қасиеттеріне ғана емес, сонымен қатар бетонның беріктігіне де назар аударғаны белгілі. Жеңіл агрегаттың кеуектілігі оның сығылу күшінің төмендеуіне әкеледі және паста матрицасынан бос судың мөлшерін азайтады. Демек, тиісті өңдеу мен беріктікке жету үшін цемент пастасының көп мөлшері қажет[36]. Бұл құрылымдық бетондардың беріктігіне қойылатын талаптарға әсер етуі мүмкін. Цемент массасының мөлшерін азайту қалыптың тұрақтылығы үшін де, бетонның кез-келген түрінің беріктігі үшін де өте маңызды. Паста аз болған кезде агрегаттардың орамасы тығыз болады; бұл цементтің беріктігі мен кедергісінің тиімділігін арттыруға, сондай-ақ ЛЗБ хлорид-иондарының өткізгіштігін төмендетуге ықпал етеді [37,38]. Кез-келген бетон қоспаларын жобалау кезінде ескерілетін кейбір негізгі параметрлер: су-цемент қатынасы, цемент құрамы және агрегат құрамы [34]. Агрегаттың аралас сұрыпталуы агрегаттың бетон матрицасына дұрыс салынуын жеңілдетеді. Бұл цемент құрамын азайтады және қатайтылған бетонның қасиеттерін жақсартады. Сондай-ақ, цемент құрамы 375 кг/м3 және массасы 0,49 болған кезде 60 МПа-ға дейін қысу күші бар кеңейетін жеңіл агрегатты қолдана отырып, өздігінен тығыздалған бетон шығаруға болады[39].

5.2 С/Ц қатынасы

Су-цемент қатынасы жаңа және қатайтылған бетонның қасиеттеріне маңызды әсер ететін бетон қоспасын жобалаудағы маңызды параметр болып табылады. Кәдімгі бетон үшін судың цементке қатынасы төмендеген кезде сығымдау күшінің экспоненциалды жоғарылауы байқалды. Дәл осындай қатынас жеңіл толтырылған бетонға да қатысты. Көптеген эксперименттік зерттеулерде су мен цементтің қатынасы 0,25-тен 0,58-ге дейін ескерілді. Су мен цементтеу материалының бірдей қатынасын салыстыра отырып, LWAC беріктігінің дамуы 39, 40 суретте көрсетілгендей судың төменгі қатынасы бар кәдімгі бетон агрегатынан төмен екенін көруге болады. Осы уақытқа дейін ЖБТ қоспасы үшін су-цемент қатынасына беріктіктің стандартты қатынасы жоқ.

Сурет 3. ЖБТ және кәдімгі бетон үшін құрғақ ауырлық күші мен сығымдау күші арасындағы байланыс [40]

5.3 Жиынтығы және жағдайы

Бетон-толтырғыш матрицасындағы ең үнемді ингредиент. Экономикалық пайдадан басқа, өзіндік салмақтың төмендеуіне бетон матрицасындағы ЖТ көлемінің максималды өсуі арқылы қол жеткізіледі. Саз агрегаттарының ұсақ фракциясын тек үлкен саз агрегаттарын ұсақтау арқылы алуға болады. Бұл суға деген қажеттілікті арттырып, бетонның өңделуін біртіндеп төмендетуі мүмкін. Ірі түйірлі ЖТ мен қалыпты тығыздықтағы құмның үйлесімі бұл қолайсыз мінез-құлықты азайтуға көмектеседі. Араластыру процесінде суды сіңірудегі белгісіздік ЖБТ-ті дамытуда үлкен проблема болып табылады. Қаныққан толтырғышты  пайдалану  жалпы қабылданған тәжірибеге үшін бұл проблеманы шешу болып табылады [35]. Сондай-ақ, ауада кептірілген және алдын-ала сіңдірілген толтырғыштарды қолданатын бетон арасында жұмыс пен сығылу беріктігінде айтарлықтай айырмашылық жоқ [6].

5.4 Цементтейтін материал

Үнемді бетон қоспасын жасау үшін цемент құрамын оңтайландыру керек. Ол үшін ұшпа күл, қож, кремний түтіні сияқты қосымша цементтеу материалдары қолданылады. ГОСТ 25820-2014 [41] қалыпты тығыздықтағы бетонға арналған цемент түрін және басқа минералды қоспаларды таңдау критерийлері LWAC үшін де қолданыла алады. Ұқсас беріктікті алу үшін LWAC кәдімгі бетонға қарағанда көбірек цемент немесе байланыстырғышты қажет етеді. Әлсіз агрегат қажетті беріктікке жету үшін неғұрлым берік ерітінді мен жоғары цементті қажет етеді. Ұнтақтың көп мөлшері жаңа қасиеттерді жақсарта алатындығы белгілі, бірақ бұл беріктік қасиеттеріне теріс әсер етуі мүмкін. ГОСТ 25192-2012  темірбетонда қолданылатын LWAC үшін ең аз цемент мөлшері 300 кг/м3 ұсынады [42, 43].

5.5 Жұмыс қабілеттілігі

Тұндыру мөлшері бетон массасының өзіндік салмағына байланысты. Бұл бетондардың шөгінділері бірдей болғанына қарамастан, бірақ ЖТ қолданған кезде олар қалыпты тығыздықтағы бетон агрегаттарына қарағанда жоғары жұмыс қабілеттілігін көрсете алатындығын көрсетеді [44]. ЖКСБТ бетондары қалыпты салмағы бар гранитті бетонға қарағанда едәуір төмен шөгу мәндеріне ие болды. Сынақ нәтижелері су мен суперпластификатордың бірдей құрамымен ЖКСБТ бетонының басқа жеңіл агрегаттармен салыстырғанда жауын-шашынның жоғары мәні бар екенін көрсетті. Бұл ЖКСБТ агрегаттарының дөңгелек пішініне және басқа жеңіл агрегаттармен салыстырғанда олардың шектеулі беткі кеуектілігіне байланысты болуы мүмкін [3]. Сонымен қатар, ЖКСБТ бар бетон қоспасы ЖКСБТ толтырғыштары үшін өзгермелі құбылысты көрсетті, өйткені ол өте жеңіл (ЖКСБТ сәйкесінше майлы пальма қазандықтарына арналған клинкерлерге  қарағанда шамамен 65% және 75% жеңіл).және гранит). Сондықтан, ЖБ қоспасындағы суперпластификатордың құрамы сегрегацияның алдын алу үшін азайтылды [24].

5.6 Пластиктің және құрғақ заттың тығыздығы

Тығыздық термині ЖБТ-тің ерекше белгісі болып табылады. Пластикалық күйде ЖБТ екі түрлі тығыздыққа ие, атап айтқанда жаңа піскен тығыздық және балқу тығыздығы. Таза тығыздық-бұл ауаның минималды мөлшері бар толығымен тығыздалған таза бетонның тығыздығы. Балқу тығыздығы - бұл қалыпты тығыздалған бетонның тығыздығы, 24 сағат ішінде ауа өткізбейтін күйде болады [45]. Қалыпты салмағы бар бетондағы ECA бақылау қоспасымен салыстырғанда тығыздықтың барлық түрлерін төмендетуі мүмкін [46]. Пештегі құрғақ күйдегі ЖКСБТ бетон қоспасының тығыздығы қарапайым бетонға қарағанда шамамен 25% және 34% төмен.ГОСТ 25192-2012 сәйкес, жеңіл бетон пештің жетегінің тығыздығы 1320 кг/м3-ден 2044 кг/м3-ге дейін (2-кесте). 28 күндік және 120 күндік бетон үлгілері үшін анықталған құрғақ бірліктердің салмағы мен сығымдау күші арасындағы қатынастар 3-суретте көрсетілген. Жалпы алғанда, бетонның нақты салмағы артқан сайын, қоспалардың сығылу беріктігі де артады [40].

Кесте 2.

Кеңейтілген сазды бетонның физикалық және механикалық қасиеттері

5.7 Қатаю

ЖТ су сіңіру қалыпты салмағы бар агрегаттарға қарағанда едәуір үлкен. ЖТ алдын-ала қаныққан күйде бетонда қолданылған кезде, жеңіл агрегаттың ішіндегі су қосымша ішкі су болып табылады, ол араластыруға арналған судың бөлігі емес. Бұл су жеңіл агрегаттан қоршаған матрицаға ылғалданудың алғашқы жеті күнінде бірнеше миллиметрге дейін жетуі мүмкін [46,47] судың қаныққан пемза жеңіл агрегатынан судың цементке қатынасы 0,3 болатын қатайтатын цемент пастасына өлшенген тасымалдануы. Олар құйылғаннан кейінгі алғашқы күндері суды жеңіл агрегаттан ылғалдандыратын цемент пастасына айтарлықтай ауыстыру болғанын хабарлады. Ішкі емдеудің артықшылықтарының бірі-ылғалданудың жоғарылауы және беріктіктің жоғарылауы [48]. Ылғалдың жоғалуын өтеуден басқа, бұл сіңірілген судың болуы "ішкі емдеуде" де маңызды рөл атқарады (сурет. 4) бетон. Жеңіл салмағының арқасында ЖБТ сонымен қатар темірбетонды өндіруге қолайлы материал болып табылады. Бұл тасымалдау мен тиеу-түсіру жұмыстарының құнын төмендетуге мүмкіндік береді. Темірбетон өнеркәсібі құйылған элементтерді көтеру үшін ерте жастан жоғары беріктікті қажет етеді. Жоғары температуралы емдеу әдеттегі емдеуге қарағанда жоғары ерте беріктікке қол жеткізу үшін шешімдердің бірі болып табылады. Lwa жылу өткізгіштігінің төмен болуына байланысты бетонда ылғалданудан туындаған температураның жоғарылауы мүмкін [45].

Сурет 4. Сыртқы және ішкі қатаюдың тұжырымдамалық схемасы

6.Түйіндеме және қорытынды

Алдыңғы басылымдарда ЖТ кеңейтілген сазды бетонды құрылымдық бетон өндіру үшін қолданудың орындылығы қарастырылды. Кеңейтілген сазды өндіру процесі және агрегаттың қасиеттеріне айтарлықтай әсер ететін әртүрлі өндірістік параметрлер егжей-тегжейлі талқыланды. Сондай-ақ кеңейтілген саздың ЖБТ физикалық-механикалық сипаттамалары талқыланды. Шолу негізінде келесі қорытынды жасауға болады:

1. Балшық дәндерінің мөлшерін азайту өндіріс параметрлерінің бірі болып табылады, бұл кеңеюдің жоғарылауына әкеледі. Өндіріс шығындарын азайту кезінде оның болжамды қолдану талаптарына сәйкес келетін агрегатты алу үшін саздың мөлшерін оңтайландыру керек. Түйіршіктердің мөлшері ұлғайған сайын кеңейту де артады. Егер қажетті мөлшердегі агрегаттарды өндіруде төменгі тығыздық қажет болса, түйіршіктердің осы өлшем ауқымындағы максималды нүктеге жақын түйіршіктердің мөлшерін таңдауға болады. Пеш ішіндегі Температура қамтамасыз етілуі керек ең маңызды параметр болып табылады. Температураның жоғарылауымен кеңейту артады. Түйіршіктеу дискісінің бұрышы мен жылдамдығы сәйкесінше 35° - тан 70° - қа дейін және 20-50 айн/мин аралығында өзгеруі мүмкін. Пісіру температурасы әдетте 1000-нан 1200°C-қа дейін өзгерді.

2. Толтырғыштар сфералық пішінді, ал ауырлық күші 0,66-дан 1,35-ке дейін өзгереді. Сусымалы материалдың тығыздығы 334-тен 800 кг/м3-ге дейін өзгерді. Әдебиеттерде суды сіңіру қабілеті 0,7-ден 33,9% - ға дейін болса да, коммерциялық қол жетімді агрегаттарда суды сіңіру қабілеті шамамен 10-25% құрайды.

3. 23-тен 60 МПа-ға дейін және тығыздығы 1290-нан 2044 кг/м3-ге дейін бетон өндірісі мүмкін. Сонымен қатар, созылу күші мен электронды модуль сәйкесінше 1,86-дан 2,77 МПа-ға және 13,1-ден 23 ГПа-ға дейін өзгерді. Барлық осы диапазондар құрылымдық бетондарды жасау үшін қолайлы. Бұл бетондардың құрылымдық тиімділігі қалыпты тығыздықтағы бетондарға қарағанда әлдеқайда жоғары.

Әдебиеттер тізімі:

1. Пайам С., Ли Джей Си, Махмуд Х.М., Мохаммад АН. Сравнительное исследование свойств свежих и затвердевших бетонов с нормальным весом и легких заполнителей. Журнал строительной инженерии. 2018; 15:252–60.
2. Коринальдези В., Морикони Г. Использование синтетических волокон в самоуплотняющихся легких заполняющих бетонах. Журнал строительной инженерии. 2015; 4:247–54.
3. Стандартная спецификация ASTM C330-05 для легких заполнителей для конструкционного бетона. ASTM International, Западный Коншохокен, Пенсильвания, 2005 год.
4. Маркус Б., Харальд Дж., Хильде Т.К. Влияние добавок на свойства легких заполнителей, получаемых из глины. Цемент и бетонные композиты. 2014, 53, с. 233-238. Перекрестная ссылка.
5. ASTM C330/330M, Стандартная спецификация для легких заполнителей для конструкционного бетона, ASTM International, Западный Коншохокен, Пенсильвания, США. 2014.
6. Бонаби С.Б., Джалал Кахани Хабушан Дж.К., Кахани Р., Аббас Х. Изготовление металлической композитной пены с использованием керамических пористых сфер. Легкий заполнитель из керамзита методом литья. Материалы и дизайн. 2014; 64:310-15. Перекрестная ссылка.
7. Суранени П., Фу Т, Азад В.Я., Искор О.Б., Вайс Дж. Пуццолановость тонкоизмельченных легких заполнителей. Цементные и бетонные композиты. 2018; 1(5):214-8. Перекрестная ссылка.
8. Сергей А.М., Анна Ю.З., Галина С.С. Технология производства водонепроницаемых пористых заполнителей на основе щелочного силиката и негорючей глины для бетона общего назначения. Цементные и бетонные композиты. 2015; 111: 540-4.
9. Пиоро Л.С., Пиоро ИЛ. Производство керамзитобетонного заполнителя для легкого бетона из несамоизвлекающихся глин. Цемент и бетонные композиты. 2004; 26: 6392-43. Перекрестная ссылка.
10. Гита С., Рамамурти К. Свойства спеченного заполнителя из нижней золы с низким содержанием кальция с глинистыми связующими. Строительство и Строительные материалы. 2011; 25:2002–13. Перекрестная ссылка.
11. Керамзитовый заполнитель. 2018 год, 12 января. Доступно по адресу: https://en.wikipedia.org/wiki/Expanded_clay_aggregate.
12. Тот М.Н., Чаки И.Б. Роль группы стеатита в процессе вздутия живота. Ziegel Industries. 1989; 5:246-50.
13. Мигель К.С., Педро Д.С. Экспериментальная оценка цементных растворов с материалом с фазовым переходом, включенным в состав легкого керамзитового заполнителя. Строительство и строительство. Материалы. 2014; 63:89-96. Перекрестная ссылка.
14. Александра Б., Джеффри П., Ле АД, Дузан О., Амар Б., Фредерик Р., Тьерри Л. Гигротермические свойства блоков на основе экогагрегатов: экспериментальное и численное исследование. Строительство и строительство. Материалы. 2016; 125:279-89. Перекрестная ссылка.
15. Александер М.Г., Миндесс С., Заполнители в бетоне. Тейлор и Фрэнсис, Мэдисон-авеню, 270, Нью-Йорк. 2005. стр.1-448.
16. Цуй ХЗ, Ло ТАЙ, Мемон СА, Сюй В. Влияние легких заполнителей на механические свойства и хрупкость легкого заполнителя бетона. Констр. Строить. Матер. 2012; 35:149-58. Перекрестная ссылка.
17. Чжан М.Х., Йорв Э., Микроструктура межфазной зоны между легким заполнителем и цементной пастой. Исследование цемента и бетона. 1990; 20(4):610–8. Перекрестная ссылка.
18. Аризон О, Килинч К, Карасу Б, Кайя Г, Арслан Г, Тункан А, Тункан М, Киврак С, Коркут М, Киврак С. Предварительное исследование свойств легкого керамзитового заполнителя. Журнал Австралийского керамического общества. 2008; 44(1):23–30.
19. Реал С, Гомес МГ, Родригес А.М., Богас Я.А. Вклад конструкционного легкого заполнителя бетона в снижение эффекта теплового перекрытия в зданиях. Строительство и строительные материалы. 2016; 121: 460-70. Перекрестная ссылка.
20. Губертова Б., Хела Р. Долговечность легкого керамзитобетона. Procedia Engineering. 2013; 65:2-6. Перекрестная ссылка.
21. Чиоу К., Ван К.К., Лин Ю. Легкий заполнитель, изготовленный из осадка сточных вод и сжигаемой золы. Управление отходами. 2006; 26(12):1453–61. Перекрестная ссылка. Идентификационный номер: 16431096.
22. Легкий заполнитель для бетона, раствора и затирки -Часть 1: Легкие заполнители для бетона, раствора. Май 2002 года. Доступно по адресу: https://shop.bsigroup.com/ProductDetail/pid=0000000000301187942002 .
23. Свами Р.Н., Ламберт Г.Х. Микроструктура агрегатов ТМ Lytag. Международный журнал цементных композитов и легкого бетона. 1981; 3(4):273-85. Перекрестная ссылка.
24. Уильям Д.А., Грегор Ю.Г., Клаус П. Термомеханические испытания на месте геополимерных бетонов из летучей золы, изготовленных из кварцевых и керамзитовых заполнителей. Исследование цемента и бетона. 2016; 80:33-43. Перекрестная ссылка.
25. Богас Я. А., Брито Дж. Д., Кабасо Дж. Долговременное поведение бетона, полученного из переработанного легкого керамзитобетона. Строительство и строительные материалы. 2014; 65:470-9. Перекрестная ссылка.
26. Аслама М., Шафиг П., Ализаде Н.М., Джумаата М.З. Производство высокопрочного легкого заполнителя из бетона с использованием смешанных крупных легких заполнителей. Журнал строительной инженерии. 2017; 13:53–62.
27. Сергей А.М., Александр Г.К., Галина С.С., Роман В.Д. Некоторые аспекты разработки и применения силикатных вспученных заполнителей в легких бетонных конструкциях. Procedia Engineering. 2016; 153:599–603. Перекрестная ссылка.
28. Аризон О, Арслан Г, Тункан А, Тункан М, Кайя Г, Карасу Б, Килинч К, Киврак С. Облегченное расширенное производство из донной золы. Материалы 10-й конференции ECerS. Барден, 2007. стр. 2051-3.
29. Лю П., Фарзана Р., Равиндра Р., Вина С. Легкие вспученные заполнители из смеси отходов автомобильных пластмасс и глины. Строительство и Строительные материалы. 2017; 145:283–91. Перекрестная ссылка.
30. Свами Р.Н., Ламберт Г.Х. Конструкция смеси и свойства бетона, изготовленного из крупных заполнителей PFA и песка. Международный журнал цементных композитов и легкого бетона. 1983; 5(4):263-75. Перекрестная ссылка.
31. Дхир К., Мэйс ГК, Чуа ХК. Легкий конструкционный бетон с аглитовым заполнителем: конструкция и свойства смеси. Международный журнал цементных композитов и легких бетонов. 1984; 6(4):213-8. Перекрестная ссылка.
32. ACI 211-91, Стандартная практика выбора пропорций для обычного, тяжелого и массового бетона, Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, Мичиган, США, 1991. стр. 1-38.
33. Легкий заполнитель. 2000. Доступно по адресу: https://www.scribd.com/document/89657615/BE3942R15 .
34. Богас Я. А., Гомес А. Простой метод расчета смеси для конструкционного легкого заполнителя бетона. Материалы и конструкции. 2013; 46: 1919-32. Перекрестная ссылка.
35. Ян Х., Ким Г.Х., Чхве Ю.Х. Процедура первоначального пробного распределения смеси для конструкционного легкого заполнителя бетона. Строительство и строительные материалы. 2014; 55:431-9. Перекрестная ссылка.
36. Кванде Т. Исследования некоторых свойств материала для структурного анализа каменной кладки LECA. Норвежский университет науки и техники. 2001. Идентификационный номер: 11475194.
37. Чанг Г, Лян Х, Либо Янь Л, Богумил Касал Б, Ли У. Поведение бетона из переработанного заполнителя, заключенного в трубу из стеклопластика и углеродного волокна, с заполнителем из переработанного глиняного кирпича. Композитные конструкции. 2016; 155:245-54. Перекрестная ссылка.
38. Алессандро П.Ф., Бернардино С., Андреа Г. Экологическая и механическая оценка легкого фибробетона, изготовленного из резиновых или керамзитобетонных заполнителей. Строительство и строительство. Материалы. 2016; 127: 692-701. Перекрестная ссылка.
39. Богаш Я.А., Аугусто Г., Перейра МФК. Самоуплотняющийся легкий бетон, изготовленный из керамзитового заполнителя. Строительство и строительство. Материалы. 2012; 35:1013-22. Перекрестная ссылка.
40. Мурат Д., Атахан Х.Н., Энгул С.С. Сравнение прочностных и упругих свойств между обычными и легкими конструкционными бетонами, изготовленными с использованием керамзитобетонных заполнителей. Строительство и Строительные материалы. 2015; 101:260–7. Перекрестная ссылка.
41. ГОСТ 25820-2014. Бетоны легкие ТУ
42. Ньюман Дж.Б. Свойства конструкционного легкого бетона в конструкционном легком бетоне. Чепмен и Холл. 1993. стр. 19-44.
43. ГОСТ 25192-2012 Бетоны. Классификация и общие технические требования.
44. Топчу И.Б., Кочатаскин Е. Двухфазный подход композитных материалов к обрабатываемости бетона. Цемент и бетонные композиты. 1995; 17:319-25. Перекрестная ссылка.
45. Надесан М.С., Динакар П. Конструкционный бетон с использованием спеченного заполнителя из летучей золы - Обзор. Строительство и строительные материалы. 2017; 158:928–44. Перекрестная ссылка.
46. Жутовский С., Ковлер К., Бентур А. Оценка расстояния миграции воды при внутреннем отверждении высокопрочного бетона. Специальная публикация ACI. 2004; 220:181–200.
47. Люра П., Бенц Д.П., Ланге Д.А., Ковлер К., Бентур А., Брейгель К. Измерение переноса воды из насыщенных заполнителей из пемзы в твердеющую цементную пасту. Структура Материала. 2006; 39(9):861–8. Перекрестная ссылка.
48. Бенц Д.П., Люра П., Робертс Дж.У. Дозирование смеси для внутреннего отверждения. Конкретный Международный. 2005; 27(2): 35–40.