Снижение усадки глинобетона

В соответствии с областью применения глинобетона изменяются требования к его свойствам. Оптимизируя зерновой состав грунтов, можно улучшить свойства глиносырцовых материалов. Изменить свойства строительного материала можно также за счет введения добавок или специальной обработкой. Однако добавки, улучшающие одни свойства, могут ухудшить другие. На рис. 1 видно, что добавки крахмала и целлюлозы повышают прочность при сжатии и изгибе, но одновременно снижают прочность при растяжении и повышают усадку, что является недостатком.

Рис. 1 Влияние различных добавок на усадку, прочность при сжатии, при изгибе, при растяжении глинобетона (легкий суглинок: глина 15%, пыль 29%, песок 56%)

Усадка глинобетона происходит с изменением его влажности. Величина усадки зависит от содержания воды, вида и количества глинистых минералов, а также от гранулометрического состава.

Расход песка

Введение песка и более крупных заполнителей уменьшают содержание глинистого вещества в глинобетонной смеси и снижают усадку глинобетона. Результаты проведенных исследований представлены на рисунках 2 и 3.

Рис. 2 Зависимость усадки от расхода песка

Рис. 3 Влияние усадки глинобетона от расхода песка различных фракций

Из рисунка 2 видно, что изменяя расход песка в смеси с грунтом, состоящим из глинистых и пылевидных частиц в равных долях, можно достичь близкой к нулю усадки глинобетона. При этом все сравниваемые образцы глинобетона имеют нормальную консистенцию смеси. Состав глинобетона, состоящий на 90% от массы воздушно-сухих компонентов из песка фракции 0-2 мм или на 80% из песка фракции 0,25-1,0 мм снижают его усадку до 0,1%. Аналогичная зависимость представлена на рисунке 3. Введение песка более крупной фракции 1-2 мм также снижает усадку глинобетона. Влияние минералогического состава глинистых грунтов и расхода песка на усадку глинобетона показано на рисунке 4.

Рис. 4 Зависимость усадки глинобетона от расхода песка и минералогического состава глинистых грунтов

Каолиновая глина состоит на 90—95% из минерала группы каолинит, а бентонитовая — на 71% из монтмориллонита и на 16% из иллита, которые отощают песком фракции 0-2 мм.

Пластифицирующие добавки

Добавки разжижающего действия, которые вводятся в глинобетонную смесь в виде водных растворов рабочей концентрации, служат одновременно для увеличения подвижности и снижения водопотребности смеси. С их введением добиваются снижения усадки глинобетона. К пластифицирующим добавкам разжижающего действия можно отнести жидкое стекло, соду (Na2CО3), а также гумусовые и дубильные кислоты. Экспериментальные данные, полученные в исследовательской лаборатории экспериментального строительства (FEB) Кассельского университета в Германии, показали, что применение вышеупомянутых пластифицирующих добавок незначительно увеличивает подвижность. Добавка молочной сыворотки позволила значительно снизить водопотребность и повысить подвижность глинобетонной смеси.

Волокнистые добавки

Для снижения усадки глинобетона применяют волокнистые добавки, такие как сизаль (мексиканская трава), волокно кокосового ореха, иглы хвойных деревьев, резаная солома, алоэ или бамбук, а также волосы человека или животных. Усадка снижается благодаря тому, что уровень относительного содержания глинистого вещества уменьшается, а часть воды затворения впитывается в поры волокон. Уменьшается также трещинообразование, которое имеет усадочную природу. За счет введения волокнистых добавок повышается трещиностойкость глинобетона. Исследования, проведённые в FEB с некоторыми волокнистыми добавками, представлены на рисунке 5.

Рис. 5 Коэффициент усадки глиняных смесей с добавлением волокон

Конструктивные мероприятия

Для уменьшения усадочных трещин при возведении монолитных глинобетонных конструкций зданий и сооружений необходимо определить оптимальный объем укладки смеси и продолжительность ее высыхания, с тем чтобы не вызывать внутренних напряжений в структуре материала. Отформованные саманные камни защищают от ветра и попадания прямых солнечных лучей, а для обеспечения равномерной сушки их через определенное время перекладывают на разные грани.

Конструктивные мероприятия предусматривают устройство усадочных швов во избежание появления неконтролируемых усадочных трещин.

Глинобитные дома. Все документы