Особливості та характеристики легкого бетону

Легкі бетони, що відрізняються відносно невеликий середньою щільністю (500-800 кг / мsup3-) і високу пористість (аж до 40%), в даний час широко використовуються для виготовлення огороджувальних та несучих залізобетонних і бетонних конструкцій. Якщо легкий бетон використовується замість цегли і важкого бетону, зявляється можливість істотно підвищити теплозахисні характеристики огороджень, що дає можливість знизити масу і товщину стін будівель і скоротити за рахунок цього транспортні витрати.

Види легких розчинів

Як заповнювачі в легких бетонах використовують щебінь з вулканічного шлаку, пемзи, вулканічного доломіту і пористого вапняку, вапняного туфу, вапняку-черепашнику, трепелу, опоки, паливних ков, діятимуть, пористих металургійних шлаків, перліту, термозіта, вермикуліту та ін.

Залежно від того, з яким видом крупного пористого заповнювача був виготовлений бетон, він поділяється на шлакобетон, аглопорітобетон, керамзитобетон, пемзобетона і т.д.

За структурою поділяють на такі види:

• звичайні, які виготовляються з вязкої речовини, великої та дрібної заповнювачів, а також води. Кількість повітря, залученого в суміш, не перевищує 6% від загального обсягу;
• беспесчание (великопористі), в яких зерна крупного заповнювача покриваються тонким шаром цементного тесту, а порожнечі між зернами при цьому залишаються вільними. Крупнопористая структура включає понад 25% порожнеч, заповнених повітрям;
• порізованниє на основі порообразователя і вязкої речовини. У структурі таких матеріалів утворюються задушливі комірки. Завдяки цьому підвищується пористість цементного розчину, що знижує щільність будівельної суміші.

За своїм призначенням на основі пористих заповнювачів поділяються на кілька видів:

• теплоізоляційні - середня щільність у повітряно-сухому стані становить менш 500 кг / мsup3-, а теплопровідність - не вище 0,25 Вт / (мх ° С). Використовуються для виготовлення теплоізоляційних плит та інших виробів;
• конструктивно-теплоізоляційні з середньою щільністю до 1400 кг / мsup3-, теплопровідністю не вище 0,6 Вт / (мх ° С) і міцністю не нижче М35. Використовуються в самоутримних і несучих конструкціях (перекриттях і стінах);
• конструкційні - середня щільність 1400-1800 кг / мsup3-, міцність не менше М50, морозостійкість від F15. Використовуються в несучих конструкціях.

По виду вяжучих матеріалів легкі бетони бувають вапняними, цементними, гіпсовими, на рідкому склі і змішаному вязкому. Для легких будівельних сумішей неавтоклавного твердіння використовують портландцемент, пуцолановий портландцемент, шлакопортландцемент, а також бистротвердеющий портландцемент.

Заповнювачі для суміші

Для легких будівельних сумішей в якості наповнювачів використовуються штучні або природні пористі камяні матеріали, від якості і характеристик яких залежать властивості приготовленого будівельного матеріалу.

Природні пористі заповнювачі виходять шляхом дроблення і фракціонування пористих гірських порід - лави або вулканічного туфу, пемзи, вапняку-черепашнику та ін. Серед них найбільш ефективними є вулканічні туфи і пемза, які мають високу, за великим рахунком замкнуту, пористість, в результаті чого показник їх водопоглинання виявляється невисоким.

Як штучні наповнювачів, з якими виготовляються легкі бетони, використовуються відходи промисловості та перероблення природних камяних матеріалів. Серед наповнювачів, що є промисловими відходами і застосовуваних без попередньої обробки, можна виділити паливні й металургійні шлаки, а також шлаки хімічного виробництва.

До заповнювачів, які отримують шляхом спеціальної переробки відходів промисловості і камяних матеріалів, відносяться спучені при випалюванні глин аглопорит і керамзит, спучені вермикуліт і перліт, зольний гравій, гранульований шлаки та ін.

Керамзит виготовляється з глинистої сировини, яка здатна добре спучуються під час випалу, з високим вмістом залізистих сполук або ж з добавками, що виділяють газоподібні продукти. З отриманої глинистої маси формуються гранули, які перед випалюванням необхідно просушити. Просушені гранули обпікаються в обертових печах при високій температурі (близько 1200 градусів). Під час випалу гранули спучуються і збільшуються в обсязі до 17 разів. Утворюється керамзитовий гравій.

Перліт - це штучний пористий матеріал, який отримують з полімерних вивержених гірських порід. При нагріванні до 1100-1300 градусів дані породи спучуються, в результаті чого утворюється щебінь.

Вермикуліт являє собою продукт вивітрювання гірського каменю (біотитовий слюди). При швидкому нагріванні до 700-900 градусів гірський камінь спучується і збільшується в обємі до 40 разів.

Аглопорит - це матеріал у вигляді піску і щебеню, одержуваний шляхом спікання глинистої породи і відходів, які утворюються в результаті видобутку, переробки, спалювання викопного вугілля. Залежно від величини насипної щільності в сухому стані, пористі заповнювачі діляться на безліч марок.

Особливості та властивості

Основними якостями, якими характеризується такий бетон на пористих заповнювачах, є теплопровідність, щільність, морозостійкість і міцність. Для того щоб проаналізувати подібний бетон за заданими характеристиками, необхідно не просто вибрати вихідні складові матеріали, але і підібрати правильний склад.

Середня щільність, якої характеризується такий бетон, найбільше залежить від зернового складу і щільності заповнювача, витрати води і вяжучого. Ставлення показника насипної щільності крупного пористого заповнювача до показника щільності отриманої на ньому будівельної суміші в середньому для стандартного легкого бетону становить 0,5, а для поризованного і малопіщані - 0,6.

Показник теплопровідності, який має подібний бетон, коливається в досить широких межах - від 0,07 до 0,7 Вт / (мх ° С). На даний показник впливають характер пористості, щільність та інші фактори. У міру збільшення щільності теплопровідність будівельної суміші теж підвищується. Теплоізоляційні легкі будівельні суміші теплопровідністю не вище 0,2 Вт / (мх ° С) отримують при використанні особливо легких наповнювачів, наприклад, спученого перліту.

Те, який міцністю буде володіти бетон, залежить від міцності цементного каменю і використовуваних наповнювачів, міцність яких суттєво нижче, ніж міцність наповнювачів, використовуваних у важких бетонах. У разі низької міцності крупний заповнювач руйнування будівельної суміші може починатися з руйнування заповнювач незалежно від того, якою є щільність цементного каменю. У разі армування будівельної конструкції застосовується бетон з щільною структурою. В даному випадку витрата цементу на 1м3 суміші повинен бути не менше 200 кг.

Середня щільність, якої характеризується такий матеріал, не нижче 800 кг / мsup3-. У подібних бетонах забезпечується надійне зчеплення арматури з будівельною сумішшю і хороший захист від корозії. Показник морозостійкості, що характеризує такий бетон, залежить від кількості і виду вяжучого і морозостійкості заповнювача. Бетони на основі портландцементу характеризуються більш високою морозостійкістю, яка збільшується по ходу збільшення кількості цементу. Легкі морозостійкі наповнювачі (аглопорит, керамзит, пемза) дають можливість отримувати легкий морозостійкістю до F100. Бетони таких видів використовуються для зовнішніх конструкцій будівель.

ніздрюватий розчин

Ніздрюваті готують із суміші вязкої матеріалу і піно або газообразующих добавок, в яких відсутні великі наповнювачі. Іноді відсутня і дрібний заповнювач (пісок). При твердінні такої будівельної суміші виходить високопористий камяний будматеріал з рівномірно розподіленими повітряними порами, які можуть становити до 85% від загального обсягу матеріалу. Пори мають вигляд замкнутих осередків, заповнених газом або повітрям.

Відповідно до виду пороутворення виділяють газобетони і пінобетони. У першому виді спучування бетонної суміші виконується шляхом введення газообразователя, а в другому - піноутворювача. Утворилися в результаті пори мають вигляд замкнутих осередків діаметром близько 1-2 мм, розділених тонкими стінками затверділої будівельної суміші.

приготування пінобетону здійснюється шляхом змішування розчину або цементного тесту з окремо приготованою стійкою піною. Після того як суміш затвердіє, утворюється будівельний матеріал пористої структури. Піна готується шляхом енергійного перемішування піноутворювача і води. Як піноутворювач використовуються рідкі суміші каніфольного мила з тваринним клеєм або водним розчином сапоніну (витяжки з мильного рослинного кореня) і препарат ГК, який представляє собою гидролизованную кров з боєнь. Отримана в результаті піна має стійку структуру і добре поєднується з цементним розчином або тестом.

Приготування суміші здійснюється в пінобетонозмішувач. Після цього суміш розливається по металевим формам і направляється в автоклави або пропарювальні камери.

В автоклаві при температурі близько 180-190 градусів і під тиском пари 0,8-1,3 МПа відбувається інтенсивна взаємодія гідроксиду кальцію і кремнеземистого компонента. В результаті такої взаємодії утворюється гідросилікат кальцію, який має досить високу довговічність і міцність.

Газобетон виходить із суміші цементу (іноді додається вапно), води і кремнеземистого компонента. У вже перемішану бетонну суміш вводиться газообразователь - алюмінієва пудра, водний розчин перекису водню (пергідроль) і ін. Найпоширенішим газообразователем є алюмінієва пудра (тонкодисперсний порошок). Процес газоутворення в даному випадку відбувається в результаті хімічної взаємодії гідроксиду кальцію і алюмінію. Водень, який виділяється в результаті реакції, спучує цементне тісто. Останнє, затвердевая, зберігає характерну порожнисту структуру.

Вихідні компоненти, що використовуються для отримання газобетону, ретельно змішують, вливають в отриманий в результаті змішування розчин водну суспензію алюмінієвої пудри, виконують повторне перемішування і розливають газобетонну суміш по металевим формам. Заповнення металевих форм виконується з таким розрахунком, щоб після завершення вспучивания вони були заповнені вщерть.

Після того як газобетон визріє в формах, зазвичай його піддають прискореному твердненню шляхом автоклавної обробки. Використання автоклавної обробки дає можливість не тільки отримувати вироби з високою міцністю, але і істотно знизити витрату цементу завдяки його повної або часткової заміни вапном. У разі повної заміни цементу вапном отримують газосилікати. пористі бетони чудово піддаються розпилюванню та свердління.

великопористі

Бетонна суміш крупнопористого бетону, як правило, готується з цементу, води і крупний заповнювач (гравію або щебеню). Цементний камінь виконує зєднання окремих зерен крупного заповнювача по площинах їх контакту один з одним. Даний бетон називають беспесчаний.

У деяких випадках до складу будівельної суміші вводиться невелика кількість піску. Пісок додається з таким розрахунком, щоб загальний обсяг піску, цементу і води був менше обсягу порожнеч гравію або щебеню. Такий називають малопіщані.

Як ми вже говорили, як крупний заповнювач використовується пористий (іноді щільний) щебінь або гравій. Витрата цементу на кубометр суміші коливається в досить широких межах - від 70 до 150 кг. Головною перевагою виробництва крупнопористой будівельної суміші на щільному гравії або щебені є недефіцитним, тобто широка доступність складових. У повітряно-сухому стані середня щільність такого виду становить 1700-1900 кг / м3.

Коефіцієнт теплопровідності крупнопористого будівельного матеріалу на щільних заповнювачах коливається від 0,6 до 1 Вт / (МХК). Цей бетон є найменш ефективним по своїх теплозахисних характеристик. Найвищими теплозахисними характеристиками відрізняються великопористі будівельні матеріали на пористих заповнювачах. В такому випадку коефіцієнт теплопровідності буде залежати тільки від виду використовуваного заповнювач.

Так як в матеріалі утворюються пори, які повідомляються між собою, то для забезпечення теплозахисту приміщень стіни будівель з крупнопористого бетону підлягають обовязковому обштукатурюванню з двох сторін. Марки крупнопористого матеріалу визначаються так само, як і марки важкого.

застосування рствора

Легкі бетони знаходять все більш широке застосування в будівельній практиці. Особливо популярний керамзитобетон, тому що з даного матеріалу виготовляються стінові панелі промислових будівель, конструкції великопанельних будинків, несучі конструкції споруд і будівель.

Застосування легких бетонів - один з головних напрямків індустріалізації будівництва. Такий матеріал сприяє зниженню транспортних витрат, економії будівельних матеріалів і зниження маси будівель.

Найчастіше такий бетон використовується при виготовленні стін і кладок матеріалів - керамзитобетону, шлакобетону, газобетону, пінобетонних блоків і т.д. У сучасній будівельній практиці найбільш популярні стінові матеріали, виконані саме з легкого бетону, що обумовлюється особливостями його структури, особливо меншою теплопровідністю в порівнянні з конструкціями з важких бетонів.

Легкі бетони не йдуть в порівняння з важкими бетонами в питанні несучих здібностей і міцності, а й використовуються дані матеріали для різних цілей.

Легкий бетон як останнє слово в будівельній практиці постійно вдосконалюється, набуває нових форм, види і склади. Тому можна без перебільшення сказати, що даний матеріал - це будівельний матеріал майбутнього.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!