Зависимость прочности ячеистых бетонов от их объемного веса

Исследования зависимости прочности ячеистых бетонов от их объемного веса показали, что эта зависимость не линейна. На основании многочисленных экспериментальных данных установлено, что в интервале плотностей от 300 кг/м3 до 1200 кг/м3 графически ее можно отобразить в форме сложной параболиче­ской кривой (см. рис.2.1-1). На этой кривой можно выделить 4 фрагмента, огра­ниченных следующими показателями плотности: 300-650, 650-740, 740-1200, 1200-1800 кг/см3.

Впервые теоретическое обоснование связи между макроструктурой ячеи­стых бетонов (а следовательно, и пористостью) и их прочностью было дано Ло­гиновым Г. И. и Филиным А. П. На основании строгих математических моделей, характеризующих заполняемость единицы объема шарообразными телами ис­следователи вывели столь же строгие закономерности, описывающие идеаль­ную структуру ячеистого бетона.

Зависимость прочности ячеистых бетонов от их объемного веса

Рис. 2.1-1 Зависимость прочности ячеистых бетонов от их объемного веса

Известно, что наиболее плотной упаковкой шарообразных тел одинаково­го диаметра (в нашем случае это пузырьки пены) является их гексагональная укладка. При такой укладке в бетоне строго сферические поры одинакового диаметра создадут объемную пористость, равную 74,05 %. Таким образом, мини­мально достижимый объемный вес ячеистого бетона с порами одинакового диа­метра зависит исключительно от плотности сырьевых компонентов, применен­ных для его производства. Для ячеистого бетона (при плотности 2730 кг/м3) она составит 700-720 кг/м3, для ячеистого силиката (при плотности 2690 кг/м3) - 690-710 кг/м3, для ячеистого шлакозолобетона (при плотности 2760 кг/м3) - 710-720 кг/м3 и т. д.

Безусловно, гексагональная упаковка является теоретически предельной упаковкой пор. В действительности, в силу случайного характера расположения пор их упаковка может лишь приближаться к гексоганальной, но никак не дости­гать ее. Поэтому лишь в ячеистых бетонах объемным весом свыше 700 кг/м3 же­лательно иметь большинство пор одинакового размера. Для более легких видов ячеистого бетона, как показывают теоретические исследования, наиболее опти­мально некое смешанное сочетание пор разного диаметра.

(Это «некое смешанное сочетание» также имеет строгое математическое Обоснование и столь же строгое наименование - модальность. Под модальнос­тью непрерывного распределения пор по радиусам их сечений называют значе­ние, при котором эмпирическая плотность вероятности ( AN/NAR ) достигает Максимума. Иными словами, наиболее оптимально, когда размеры пузырьков Пены разнятся друг от друга примерно в полтора раза, а точнее, в 1,63 раза).

Если же стремиться к получению в ячеистых бетонах с объемной пористо­стью выше 74 % (плотность меньше 650 кг/м3) одинаковых по размеру сфери­ческих пор, то при этом получатся такие нежелательные для макроструктуры явления, как увеличение числа пор, сообщающихся между собой, их объеди­нение, резкое отклонение от сферичности и т. д. Совершенно естественно ожи­дать, что зависимость технических свойств ячеистых бетонов от объемного веса должна резко меняться при значениях объемного веса, равных приблизительно 650-700 кг/м3.

Исходя из вышесказанного, необходимо разрабатывать такую технологию производства пористых строительных материалов, в частности, ячеистых бе­тонов, которая позволяла бы получать конструктивные изделия (воздушная пористость менее 74 %) с равномерно распределенными порами одинакового размера и максимально приближающимися к сферической форме. А теплоизо­ляционные изделия (воздушная пористость 75-95 %) - с двумодальным рас­пределением по размерам воздушных округлых пор, при котором мелкие сфе­рические поры будут расположены между более крупными.

Комментарии закрыты.