Глинобитные дома. По следам старых публикаций. Содержание.

Влияние воды на глину

В зависимости от степени увлажнения глинистые грунты могут находиться в твердом, пластичном или текучем состоянии.

Способность грунтов увеличивать свой объем в процессе затворения водой, а также уменьшать его при высыхании и давать усадку отрицательно сказываются на свойствах глиносырцовых материалов. Способность к набуханию связана с гидрофильным характером глинистых минералов и удельной поверхностью глинистых грунтов. Поглощение влаги из воздуха не приводит к набуханию.

Объем набухания и усадки, как показали исследования, проведенные в FEB, зависят от количественного содержания коллоидных веществ и их качества. Наибольшее набухание наблюдается у грунтов, содержащих в большом количестве глинистые минералы с подвижной кристаллической решеткой (типа монтмориллонита). Учитывая способность глинистых и коллоидных частиц к набуханию в воде и отсутствие набухания у песчаных и пылеватых частиц в этих же условиях, часто прибегают к косвенной характеристике содержания глинистых частиц в грунте по величине (числу) набухания. Эксперименты проводились на образцах размером 10x10x7см, полученных из кирпичей различного состава. Для определения усадки каждый образец погружали в сосуд, где он поглощал 80 см3 воды. Затем его высушивали в печи при температуре 50ºС. Образец из кирпича-сырца заводского изготовления имеет значительные усадочные трещины. Глинобетонный образец с тем же содержанием глинистых частиц, но с «оптимальным» соотношением пылевидных, песчаных частиц и гравия, имеет незначительные трещины при высыхании. Образец из кирпича ручного изготовления на основе лессовидного суглинка, с высоким содержанием пылевидных частиц имеет несколько волосяных трещин. Образец из кирпича ручного изготовления на основе легкого суглинка с высоким содержанием песка вообще не имеет усадочных трещин.

Рис. 1 Образцы глинобетона различного состава после испытаний

Определение линейной усадки

Для сравнения усадки глинобетона различного состава необходимо, чтобы смеси имели одинаковую консистенцию.

Немецкий стандарт DIN 18952 предлагает методику определения нормальной консистенции, которая состоит из следующих последовательных операций:

1. Сухой глинистый грунт измельчают и просеивают через сито с размером ячеек 2 мм. Фракции крупнее 2 мм удаляют.

2. Примерно 1200 см3 грунта увлажняют, тщательно перемешивают и уплотняют молотком на ровной поверхности так, чтобы получился плоский диск равномерной толщины.

3. При помощи ножа диск разрезают на полоски шириной 2 см и выкладывают в ряд так, чтобы они соприкасались краями, и снова отбивают. Эта процедура повторяется до получения однородной структуры.

4. После этого грунт с высоким содержанием глинистых частиц выдерживают 12 часов, грунт с низким содержанием глинистого вещества выдерживают 6 часов. За это время вода, содержащаяся в смеси, равномерно распределяется по всему объему.

5. Из этой смеси берут навеску в 200 г и скатывают вручную шарик.

6. Шарик сбрасывают с высоты 2 м на ровную твердую поверхность и замеряют полученный на нем отпечаток.

7. При нормальной влажности теста отпечаток в поперечнике должен иметь в диаметре 50 мм с допуском ±2мм. Отпечаток больше 52 мм указывает на повышенную влажность. В этом случае приготовленную пробу следует распластать и дать подсохнуть.

8. Отпечаток меньше 48 мм указывает на пониженную влажность. Поэтому приготовленную пробу необходимо распластать и дополнительно увлажнить. В обоих случаях опыты нужно повторять до тех пор, пока диаметр отпечатка не составит требуемой величины.

После определения нормальной консистенции проводят испытание на усадку:

1. Грунт нормальной консистенции уплотняют при помощи деревянного молотка с размером в поперечнике 2x2 см в специальной форме, изображенной на рис. 2.

Рис. 2 Форма для определения линейной усадки согласно немецкому стандарту DIN 18952

2. Испытания проводят на трех образцах, которые одновременно извлекаются из формы.

3. На образцах с интервалом 200 мм ножом наносят контрольные метки.

4. Образцы высушивают в течение 3 дней в нормальных условиях, а затем в печи при температуре 60°С до постоянного веса. Согласно стандарту DIN образцы должны сушиться на стеклянном поддоне, смазанном маслом. FEB рекомендует использовать поддон с тонким слоем песка, что делает процесс сушки более равномерным.

5. После высушивания образцов расстояние между метками измеряют и определяют среднее значение
усадки в процентах. Если усадка одного из образцов отличается от показателей двух других более чем на 2 мм, нужно изготовить новые образцы и повторить испытание.

Эрозия глинобетона при воздействии дождя и мороза

В лаборатории FEB исследовали влияние атмосферных осадков на эрозию глинобетона. Испытывались два состава. Первый состав глинобетона содержал 40% глинистых частиц. Второй состав глинобетона содержал 16% глинистого вещества. Этот образец был изготовлен из того же грунта, что и первый, но с добавлением песка. Оба образца имели одинаковые размеры. После изготовления и сушки у обоих образцов появились большие усадочные трещины. Усадка глинобетона с большим содержанием глинистых частиц составила 11%, а усадка второго образца — только 3%. Затем образцы в течение трех лет находились под воздействием атмосферных условий. Глинобетон с большим содержанием глинистого вещества имел значительные отслоения по всей поверхности. Появившиеся при высыхании волосяные трещины открывали доступ для дождевой воды, которая поглощалась капиллярной системой. При замерзании воды ее объем увеличивался, что приводило к разрыву верхних слоев. В тех местах, где волосяные трещины не обнаружены, такого эффекта не наблюдалось. Глинобетон с содержанием глинистого вещества 16% после трехлетних испытаний не имел признаков эрозии. Образец не имел волосяных трещин. Кроме того, усадочная трещина, образовавшаяся после высыхания, под воздействием атмосферных осадков уменьшилась.

Рис. 3 Образцы глинобетона до испытаний (слева) и после испытаний (справа)

Испытания показали, что глинобетон с содержанием глинистого вещества 40% в большей степени подвержен эрозии при воздействии дождя и мороза.

Время сушки

Глиносырцовый материал достигает своей равновесной влажности через определенный период, который называется временем сушки. Длительность сушки при влажности 44% — 14 дней, в то время как при влажности 81% — около 30 дней. Проводились испытания на образцах размером с кирпич. Их погружали в воду на глубину 3 мм на 24 часа, а затем выдерживали в помещении с температурой 23ºС и относительной влажностью 50%. Все грунтовые кирпичи высохли спустя 20—30 дней, в то время как обожженные и силикатный кирпичи, а также бетонные блоки не высохли даже спустя 100 дней.

Глинобитные дома. Все документы