Газобетон. Атмосферная стойкость
Разработанная НИИЖБ и другими институтами технология позволяет готовить крупноразмерные изделия для ограждающих конструкций из газобетона с объемной массой 550—600 кг/м3 с достаточно высокими прочностными показателями.
Для решения вопроса о возможности использования таких конструкций в строительстве жилых и промышленных зданий необходимо исследовать атмосферную стойкость этого газобетона.
Известно, что ячеистый бетон в процессе эксплуатации подвергается воздействию как физических, так и химических факторов. К физическим факторам относятся: 1) расклинивающее действие влаги при ее замерзании в ячеистом бетоне; 2) попеременное увлажнение и высыхание, а также попеременное нагревание и охлаждение. Химические факторы — это воздействие углекислого газа воздуха на новообразования, возникающие в процессе тепловлажностной обработки.
В настоящей статье приводятся результаты исследований стойкости газобетонов с объемной массой 550— 600 кг/м3, полученных при оптимальном соотношении различных вяжущих и кремнеземистого компонента.
Химический состав использованных материалов приведен в табл. 1. Скорость гашения извести составляла 6—8 мин; температура гашения 82—88° С; дисперсность молотой извести-кипелки—4000 см2/г; дисперсность молотого шлака и песка соответственно 4000 и 2500 см2/г.

ТАБЛИЦА I. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ В %

Сырье	SiO3	AI03	Fe203	CaO	MgO	so3	П.п.п.
Новоздолбунов
ский   цемент    .   .   .	23,51	4,99	3,80	54,29	6,74	3,00	3,54
Коммунарский  гра	41,00
нулированный    шлак		6,09	0,25	45,23	7,04	0,27	0
Песок   люберецкий	96.36	0,48	1,22	0,97	0	0,12	0,27
Известь-кипелка	6,15	-	1,13	89,40	1.03	—	1,93

Газобетон готовили при соотношении цемента и песка 1:1 по весу. Для ускорения процесса вспучивания к смеси добавляли 3% извести от веса цемента.
Раствор для газошлакобетона получали из известковошлакового вяжущего и песка в соотношении 1:0,6. Брали такое количество извести, чтобы активность смеси из расчета на содержание СаО соответствовала 8%. Для получения газобетона на смешанном вяжущем готовили смесь из цемента, извести и песка в соотношении 1:1:3. Количество воды затворения брали с таким расчетом, чтобы во всех случаях текучесть смеси составляла 22 vja по Суттарду, а температура смеси равнялась 10° С Параллельно с образцами с объемной массой 600— 550 кг/м3 для сравнения готовили образцы того же состава с объемной массой 700 кг/м3. Как указывалось ранее, одним из факторов, влияющих на образование и развитие микротрещин, является попеременное увлажнение и высушивание, которое приводит к быстрому расшатыванию структуры н в конечном счете к полному разрушению бетона. Причиной такого необратимого разрушения, как указывал академик Ребиндер, является то, что при увлажнении происходит постепенное растворение мест контакта между отдельными кристалликами, сросшимися в кристаллизационную структуру. При сушке, кроме того, материал разрушается вследствие дифференциального изменения объема, возникающего в наружных п внутренних зонах материала, и появления в связи с этим растягивающих и раскалывающих напряжений.
Для изучения влияния попеременного увлажнения и высушивания приготовленные образцы после предварительного увлажнения в течение 7 ч и последующей сушки в течение 16 ч при температуре 105±5°С испытывали па прочность при сжатии (образцы размером 10Х10Х10 см) и прочность при растяжении (раскалывании). Кроме того, определяли динамический модуль упругости (образцы размером 7Х7Х35 см).
Наши исследования показали, что прочность на сжатие практически не изменилась через 21 цикл попеременного увлажнения и высушивания, в то время как динамический модуль упругости уже через 4—6 циклов резко снизился с 24 000 до 12 000 кгс/см2, т. е. на 50% для газобетона, и с 22 000 до 18000 кгс/см2, т е. на 18% для газошлакобетопа. Интересно отметить, что динамический модуль упругости у газобетона на смешанном вяжущем после четырех циклов попеременного увлажнения и высушивания снизился па 75—80%. Проведенные сравнительные испытания газобетонов тех же составов, по с объемной массой 700 кг/м3 показали, что через 4 цикла их динамический модуль упругости снижается па 60—65%. Прочность при сжатии не является характерным показателем деструктивного процесса, так как на протяжении 21 цикла практически не меняется. Влияние попеременного замораживания и оттаивания на стойкость газобетонов с объемной массой 550—600 кг/м3 изучалось в соответствии с ГОСТ 12852—67. Кроме того, изучалось повеление образцов при хранении на Кришной станции с последующим замораживанием и оттаиванием.
У всех видов газобетонов независимо от их объемной массы после 50 циклов замораживания и оттаивания коэффициент морозостойкости был равен 1. Никаких следов разрушения при внешнем осмотре не наблюдалось. После года хранения таких же образцов на крышной станции с последующим замораживанием и оттаиванием в течение 50 циклов на 8-10% снижается прочность у газобетона на цементе, на смешанном вяжущем и на 12-14% у газошлакобетона. Для газобетонов тех же составов, по с объемной массой 700 кг/м3
прочность снижалась до 15-18%, потеря же в весе во всех случаях составляла 4—5%.
Из химических факторов, воздействующих на стойкость газобетона с пониженной объемной массой, мы изучали влияние углекислого газа.
Известно , что ячеистый бетон при определенных влажностных условиях карбонизируется с образованием карбоната кальция гелия кремневой кислоты. Изучали в основном ячеистый бетон с объемной массой 700 кг/м3 и выше. Представляло интерес как будет вести себя газобетон с объемной массой 550—600 кг/м5 на различных вяжущих в атмосфере со 100% углекислого газа. Стойкость материала характеризовалась изменением прочности при сжатии, динамического модуля упругости и усадки в процессе карбонизации. Методика этих исследовании заключалась в следующем. Готовые образцы после предварительной сушки при температуре 105±5°С помещали в герметически закрытую камеру над водой, пока материал не приобретал адсорбционную влажность. После этого образцы загружали в карбонизационную камеру. Предварительно определяли начальные характеристики газобетонов (прочность при сжатии, при раскалывании, объемную массу, влажность и содержание С02). Кроме того, определяли динамический модуль упругости и измеряли длину для нахождения усадки. В процессе карбонизации через заданные промежутки времени (1, 3, 7, 10, 14 и 20 суток) определяли усадку образцов, динамический модуль упругости, прочность при сжатии и растяжении. Для определения степени карбонизации отбирали пробы с наружной стороны образцов, из середины (па глубине 5 см) и в промежутке между этими двумя точками (на глубине 2,5 см).
Полнота карбонизации характеризовалась одинаковым содержанием С02 по всему сечению образцов.
О ней судили также по увеличению их объемной массы. Для газобетона на цементе и для газошлакобетона степень карбонизации через трое суток достигала 18-22, за 10 суток - 80%. Для газобетона на смешанном вяжущем уже через трое суток степень карбонизации составляла 56-58%, и через 10 суток процесс практически заканчивался. Количество поглощенного углекислого газа для газобетона с объемной массой 550-600 кг/м3 независимо от вида вяжущего составляет 8-11% веса образца, что соответствует 18- 25% СаСОз и разложению 24-33% одноосновного гидросиликата, т. е. почти всего количества новообразований в материале. Можно отметить, что количество разложившихся в материале новообразований хорошо совпадает с определенным ранее содержанием их в газобетоне с объемной массой 700 кг/м3.
Характер изменения фактической прочности газобетонов различного состава в ходе карбонизации показан в табл. 3. Так, через трое суток карбонизации снижение прочности газобетона на цементе доходит до 18%, через 14 суток — до 30% исходной, а через 20 суток, т. е. при полной карбонизации, прочность снова повышается, достигая 80% первоначальной. Снижение прочности газобетона на смешанном вяжущем составило через трое суток 22%, через 14 суток — 26% и через 20суток — 26%. Прочность газошлакобетона уменьшилась за это время соответственно па 7, 27 и 22%. Такой же приблизительно характер изменения прочности наблюдается у высушенного до постоянного веса карбонизированного газобетона.
Характер изменения динамического модуля упругости для всех видов ячеистого бетона приблизительно одинаков, он снижается па 25-35%.
Следует отметить, что если у газобетонов различного состава с объемной массой 700 кг/м3 в процессе карбонизации обнаруживается значительное количество раскрытых трещин (хотя прочность на сжатие при этом снижается незначительно), то у газобетонов с объемной массой 500—600 кг/м3 таких явлений не наблюдается.
Усадка газобетонов с объемной массой 550—600 кг/м3 в процессе карбонизации достигает максимальной величины к 10 суткам и соответствует 1,25—1,35 мм/м.
Наряду с изучением угадки газобетонов и процессе карбонизации при постоянной влажности была исследована полная усадка предварительно карбонизированных в течение 20 суток газобетонов различных составов. Установлено, что полная усадка, т.е. усадка, полученная при высушивании водонасыщенного карбонизированного газобетона до его постоянного веса при нормальных условиях, а затем при температуре 105+5° С, различна и зависит от вида применяемого вяжущего. Полная усадка газобетона и газошлакобетона доходит до 5,1—4,7 мм/м, а газобетона па смешанном вяжущем— до 2,7 мм/м. Полная усадка таких же материалов до карбонизации составляет 1,6—1,8 мм/м.
ВЫВОДЫ
Атмосферная стойкость газобетонов с объемной массой 550—600 кг/м3 на различных вяжущих выше, чем у газобетонов с объемной массой 700 кг/м3 того же состава.
Несмотря на большое снижение динамического модуля упругости у газобетона па смешанном вяжущем при переменном увлажнении и высушивании, полная усадка при карбонизации значительно меньше, чем у газобетона на цементе и у газошлакобетона.
Коэффициент морозостойкости после 50 циклов замораживания и оттаивания выше нормативных требований.

Легкие бетоны на пористых заполнителях
Ячеистый бетон. Производство и применение ячеистых бетонов с пониженной объемной массой
Опалубка. "Роддом" для бетонного монолита
Газобетон. Способ объемной гидрофобизации