Tímarit Verkfræðingafélags Íslands - 01.06.1949, Blaðsíða 12

38
TÍMARIT V.F.I. 1949
Fjöldi sýnis- horna % Brotþol kg/cm2 Meðal- brotþol kg/cm2 Rúm- þungi g/1
1 2,5 >400 437 2486
3 7,5 <400 >350 378 2498
3 7,5 <350 >300 336 2460
7 17 <300 >250 278 2456
6 14 5 y <250 >200 213 2377
8 19,5 <200 >150 179 2406
11 26,5 <150 >100 118 2361
2 5 <100 67 2313
Byggingarsamþykkt fyrir Reykjavík segir fyrir
nm það, að járnbent steinsteypa skuli ekki vera lak-
ari en svo, að einn hluti af sementi komi á móti
þrem af sandi og þrem af möl (1:3:3), og ójárn-
bent steypa ekki lakari en 1:3,5:5. Á öðrum stað í
sömu byggingarsamþykkt segir, að mót megi ekki
taka utan af steypu fyrr en teningsstyrkleiki hennar
er um 160 kg/cm2, og er þá miðað við teninga, sem
eru 10 cm á kant og steypublöndu 1:3:3.
Áður fyrr var algengt að reikna með burðarþolinu
140 kg/cm2 fyrir venjulega steinsteypu, en nú þekk-
ist það, að gerðar séu kröfur um burðarþol allt upp
í 350 kg/cm2.
Minnstu kröfur, sem gera verður til 28 daga
steypu af hlutföllunum 1:6, ættu ekki að vera lægrí
en 190 kg/cm2. Af þeim sýnishornum af járnbentri
steinsteypu (1:6), sem kom til rannsókna, voru 21%,
sem ekki stóðust þessa minnstu kröfu.
Minnstu kröfur fyrir 28 daga steinsteypu (1:8,5)
skulu á sama hátt vera 110 kg/cm2. Af þeim sýnis-
hornum af veggjasteypu, sem rannsakaðar voru,
stóðust 37% ekki þessa kröfu.
160 kg/cm2 kröfuna stóðust eftir sjö daga 41%
af sýnishornum þeim af loftasteypu, sem. rannsök-
uð voru, og eftir 28 daga stóðst eitt sýnishornið
enn ekki nema 140 kg/cm2. (Af veggjasteypunni
stóðust aðeins 22% þessa kröfu eftir 28 daga (steyp-
an 1:8,5)).
Rannsóknir þessar, sem ég hefi nú greint frá, hafa
aðallega beinzt að mælingum á brotþoli steinsteyp-
unnar. Vitað er, að aðrir þýðingarmestu eiginleikar
steinsteypu, svo sem vatnsþéttleiki og slitþol standa
nokkurn veginn í beinu hlutfalli við burðarþolið,
þannig að steinsteypa, sem hefur hátt burðarþol, er
venjulega vatnsþétt og slitsterk.
Niðurstöður rannsóknanna virðast því ekki bera
innlendri steyputækni góðan vitnisburð. Ástæðan
fyrir því, að árangur hefur ekki verið betri, er fyrst og
fremst fólgin í því, að ekki er tekið tillit til vatns —
sementstölu (V:S) lögmálsins fyrir burðarþoli stein-
steypu.
Fyrir ákveðin efni og me’ðhöndlun er styrkleiki
steinsteypu fyrst og fremst ákveðinn með því rúm-
máli af vatni, sem kemur á móti hverri rúmmáls-
einingu af sementi, svo lengi sem hrœran er plastisk
og meðfœrileg. Með öðrum orðum: Með vissri V : S
tölu er styrkleiki steypunnar ákveðinn, óháð því,
hversu mikill sandur og möl eru látin saman við
ef juna (efja = sement og vatn), svo lengi sem þessi
blanda er plastisk og meðfærileg og efnin hrein.
Sementsmagn, gradering efnanna og að nokkru leyti
tegund efnanna hafa óbein áhrif á styrkleika steyp-
unnar, með því að þau hafa áhrif á þá V : S tölu, sem
nauðsynleg er til þess, að hræran verði plastisk.
Portlandssement er heterogent duft, sem saman-
stendur aðallega af fjórum kristalsamböndum, en
þau eru trikalsiumsilikat, dikalsiumsilikat, trikalsi-
umaluminat og tetrakalsium-aluminumferrat auk
gipsins, sem bætt er við eftir að sementið hefir ver-
ið brennt.
Fínleiki efnisins er allt frá því að vera brot úr /x
upp í rúmlega 100 p,. Yfirborð sementsins er venju-
legast eitthvað um 2000 cm2 per g. Kornin eru vatns-
næm, vökna fljótt og mynda suspension í vatni.
Þykkleiki þessarar suspensionar er háður V : S hlut-
fallinu. Sé upplausnin þunn, falla stærstu kornin út, en
þau minni halda áfram að vera í suspension. Sé um
þykka upplausn að ræða, verður lítil útfelling.
Þegar vatni er bætt við sement, keppa margir
kraftar um þetta vatn. Af eðlisfræðilegum kröftum
má nefna hárpípukrafta og viðloðun (sement er por-
öst og hydrofilt) og af efnafræðilegum kröftum má
nefna hydrolysu og hydration. Hér á eftir mun ég
reyna að gefa litla mynd af allra helztu einkennum
þessara breytinga.
Þegar nægilegu vatni er bætt við portlandssement
til þess að mynda ef ju, leysist sementið upp í vatn-
inu, myndar yfirmettaða upplausn, sem síðan koa-
gulerar og myndar þéttan massa. Þessa koagulation
mætti nefna frumstorknun steypunnar, en hún þekk-
ist á því, að um leið og steypan koagulerar, skiptir
yfirborð steypunnar um útlit og verður matt. Hin
raunverulega storknun er hinsvegar ákveðin með
eðlisfræðilegum mælingum og felur í sér nokkura
hörðnun. Áframhaldandi hörðnun er svo háð þeim
efnabreytingum, sem eiga sér stað milli vatns og se-
ments annarsvegar og sementsefna á ýmsum stig-
um hydrationar hinsvegar. Þessar efnabreytingar má
flokka niður, eins og sýnt er á töflunni efst á síðu 39.
Hydrolysa og hydration sementssambandanna, að
undanteknu 2CaOSiO,, eru tiltölulega örar, þegar
þau verka óháð hvort öðru. Þannig eru t. d. 15%
af kalki trikalsiumsilikatsins losnað úr sambandi eftir^
sólarhring og 23% eftir sjö sólarhringa, en eftir tvö
ár er ekki nema 26% af þessu kalki laust.1)
Hydration tetrakalsium-aluminum-ferratsins og tri-
kalsium-aluminatsins getur gengið fyrir sig á fáum
klukkustundum, og ef hydration fyrstu kristalkorn-
anna myndaði ekki þétta varnarhúð utan um se-
mentskornin, myndi efnabreytingin vera enn örari.
Þetta yrði til þess, að sementið myndi storkna of