ФАКТОРЫ,
ОКАЗЫВАЮЩИЕ ВЛИЯНИЕ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННОЕ СОСТОЯНИЕ
И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ НАРУЖНЫХ СТЕН ИЗ АВТОКЛАВНЫХ ГАЗОБЕТОННЫХ
БЛОКОВ
Автоклавный газобетон в составе наружных стен эксплуатируется в условиях попеременного увлажнения и высушивания в широком диапазоне влажности. При этом в объеме материала возникают неравномерные деформации набухания-усадки, обусловленные реализацией механизма сорбции-десорбции, а также напряжений стягивания водных менисков в капиллярах, что приводит к развитию внутренних напряжений и локальным структурным повреждениям, деструкции материала. Влагостойкость материала в данном случае связана с амплитудой цикла и числом циклов попеременного увлажнения и высушивания.
3
Структура автоклавного бетона со средней плотностью 400 - 600 кг/м
имеет большой объем "резервной" пористости, что при увлажнении на уровне
сорбционного в условиях действия попеременного замораживания-оттаивания не
приводит к развитию внутриструктурных напряжений. Однако при
влагонакоплении выше сорбционного в порах структуры формируются водные
мениски, происходит частичное или полное заполнение пор водой, что при
фазовых превращениях жидкой поровой влаги в лед с 9%-ным увеличением объема
обусловливает развитие внутриструктурного давления льда и гидравлическое
давление еще не замерзшей воды, захваченной льдом и твердой фазой стенок
пор. Этот механизм реализуется в виде многократных повторных воздействий и
также приводит к снижению прочности. В соответствии с распределением
температуры по толщине стены размораживание сочетается с интенсивным
замачиванием наружной стены при косом дождевании, при конденсации влаги в
переходные периоды "зима - весна", "осень - зима" и локализуется в наружных
слоях стены.
Оптимизация технологии производства автоклавных стеновых изделий
основывается, как правило, практически на единственном критерии -
максимальной прочности применительно к конкретной плотности. В соответствии
с этим проектирование составов известково-кремнеземистых или смешанных
вяжущих применительно к кремнезему определенной дисперсности (3000 - 5000
2
см /г) базируется на минимальном соотношении C/S, с формированием в цикле
автоклавирования низкоосновных гидросиликатов кальция типа ксонотлита
(C S H), тоберморита (C S H ) при полном связывании извести. Такая система
6 6 5 6 6
в силу высокой пористости (75 - 85%) и попеременного увлажнения-осушения
уязвима по воздухостойкости из-за доступности структурообразующих фаз в
виде гидросиликатов кальция для углекислого газа воздуха CO . Карбонация
2
ячеистого бетона атмосферной углекислотой протекает во много раз быстрее,
чем в плотных силикатных бетонах или на цементной основе. Скорость
карбонизации не останавливается в поверхностных слоях стены, как это
происходит у тяжелых бетонов. Глубокому проникновению CO в толщу стены и
2
сравнительно высокой скорости протекания карбонизационных процессов
способствует сеть сквозных капилляров и макропор, характерных для ячеистых
бетонов, пористость которых формируется за счет газообразователя.
Карбонизация низкоосновных гидросиликатов кальция, преобладающих в
автоклавном газобетоне, происходит с перекристаллизацией в карбонаты
кальция при выделении кремнекислоты с потерей объема носителя прочности -
кристаллической фазы. Более благоприятным для сохранения прочности и
обеспечения долговечности будет растянутый во времени двухстадийный
процесс перекристаллизации высокоосновных гидросиликатов кальция частично в
низкоосновные гидросиликаты и частично - в кальцит (первая стадия).
Имеющаяся при этом непрогидратировавшая известь также будет
перекристаллизовываться в CaCO , при этом объем носителя прочности -
3
кристаллической фазы - будет прирастать. На второй стадии
перекристаллизации низкоосновных гидросиликатов в карбонаты также будет
наблюдаться увеличение объема кристаллической фазы.
Результаты исследований, проведенных Силаенковым Е.С. по принудительной карбонизации автоклавного газобетона, показали снижение прочности ячеистых бетонов на известково-кремнеземистых вяжущих, сформированных из низкоосновных гидросиликатов, относительно показателей до карбонизации. Механизм снижения прочности газобетона при действии атмосферной углекислоты связан с повреждением структурообразующего элемента - межпоровых перегородок.
Отметим также, что снижению прочности ячеистобетонной стены будет способствовать не только влажностная и карбонизационная усадка, но и градиент влажности и карбонизации материала по толщине стены, обусловливающий развитие дополнительных конструкционных напряжений растяжения.
Таким образом, необходимым условием воздухостойкости автоклавного газобетона в исходном состоянии является наличие в его структуре гидросиликатов повышенной основности и свободной извести.
Защиту наружной стены на основе автоклавных газобетонных блоков от действия названных выше негативных факторов могут выполнять системы в виде гидрозащитной штукатурки, жесткого экрана на основе кладки из штучных стеновых материалов или системы "Вентилируемый фасад", которые совмещают также декоративную функцию, т.е. защитно-декоративные системы.
Штукатурные защитно-декоративные системы должны обладать
гидрофобностью, обеспечивающей блокировку поступления влаги при косом
дождевании, конденсатной влаги, локализующейся на поверхности стены в
переходные периоды. Адгезия систем к автоклавному газобетону должна быть на
уровне прочности газобетона на растяжение, т.е. примерно 1,3 R (R -
btn btn
нормативное сопротивление ячеистого бетона на растяжение). Для бетонов
3
средней плотности 400 - 600 кг/м это соответствует диапазону характеристик
адгезии 0,15 - 0,4 МПа. Элементы штукатурных защитных систем должны
обладать минимальной усадкой, повышенной растяжимостью и морозостойкостью.
Материалы таких систем должны быть паропроницаемыми, чтобы обеспечить
защиту стены от переувлажнения по двум критериям: из условия недопустимости
накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период и из условия
ограничения влаги за период с отрицательными среднемесячными температурами
наружного воздуха дельта W . Эти условия должны согласовываться с
a ню
высоким коэффициентом паропроницаемости высокопористого газобетона (мю =
0,23 - 0,17 мг/(м·ч·Па) для ячеистых бетонов со средней плотностью 400 -
3
600 кг/м ) и низким сопротивлением паропроницанию стены (для толщины стены
2
400 мм R = 1,8 - 2,4 м ·ч·Па/мг).
ню p
Методология проектирования защитно-декоративных систем названных типов представлена в настоящих нормативах.
Документ сверен по:
Официальный Интернет-портал правовой информации Республики Башкортостан http://www.npa.bashkortostan.ru, 11.01.2013