Легкие бетоны
Легкие бетоны – бетоны средней плотностью в воздушно-сухом состоянии менее 2000 кг/м3. Применение легких бетонов позволяет обеспечить необходимую теплопроводность, снизить толщину и массу строительных конструкций, укрупнить монтируемые элементы, снизить трудоемкость строительства и сроки возведения сооружений, высвободить грузоподъемное и транспортное оборудование.
Для получения легких бетонов используют пористые заполнители:
- крупный заполнитель в виде щебня или гравия насыпной плотностью не более 1000 кг/м3;
- мелкий заполнитель в виде песка, насыпная плотность которого не более 1200 кг/м3.
Пористые заполнители делят на марки по насыпной плотности: 150, 200, 250, 300, 400, 500….1200. (К заполнителю марки 300 относятся заполнители, имеющие насыпную плотность в пределах от ее значения для предыдущей марки до данной марки: с насыпной плотностью свыше 250 и до 300 кг/м3).
Пористые заполнители делят на:
органические и неорганические;
на искусственные (специально приготовленные или отходы промышленности) и природные (осадочного и вулканического происхождения).
Бетоны на пористых заполнителях изготавливаются обязательно на крупных пористых заполнителях (искусственных или из пористых горных пород), а мелкий заполнитель может быть пористым или плотным.
Специально произведенные искусственные пористые заполнители – продукты обжига исходного сырья при температурах порядка 1000…1200 оС. При обжиге значительная часть сырья переходит в расплав, выгорают органические примеси и добавки, имеет место парообразование и другие процессы, сопровождающиеся выделением газообразных продуктов. В результате этого минеральное сырье вспучивается.
Качество пористых заполнителей характеризуют показателями: насыпная плотность, плотность и прочность зерен, зерновой состав, водопоглощение, морозостойкость, теплопроводность. От свойств пористого заполнителя зависит качество легкого бетона.
Керамзит – пористый материал в виде гранул, получаемых обжигом до вспучивания легкоплавких глин за счет выделения газообразных продуктов или введения выгорающих добавок. При высоких температурах легкоплавкие глины переходят в пиропластическое состояние и вспучиваются вследствие выделения внутри каждой из гранул газообразных продуктов. Марки по насыпной плотности 250 - 600 кг/м3.
Шунгизит получают вспучиванием при обжиге графитсодержащей сланцевой породы — шунгита. Шунгизит по свойствам аналогичен керамзиту. Марки шунгизитового гравия по насыпной плотности 400 – 700.
Аглопорит – продукт обжига невспучивающегося глиносодержащего сырья с отходами обогащения и сжигания углей на решетках агломерационных машин. Каменный уголь выгорает, а частицы сырья спекаются в виде пористой остеклованной массы. Средняя плотность аглопоритового щебня 400 - 900 кг/м3, аглопоритового гравия 500 – 900 кг/м3, аглопоритового песка 600 – 1100 кг/м3.
Вспученный перлит – продукт обжига природного перлитового сырья (вулканических стекловатых водосодержащих пород кислого состава). При обжиге имеет место выделение воды, сопровождающееся увеличением перлита в объеме в 10…20 раз. Марки по насыпной плотности: перлитового песка 75 – 500, перлитового щебня 200 –500.
Легкие бетоны классифицируют по следующим признакам:
- основному назначению;
- виду заполнителей;
- структуре.
По основному назначению легкие бетоны подразделяют на:
- конструкционные, в том числе конструкционно-теплоизоляционные;
- специальные (теплоизоляционные, жаростойкие, химически стойкие, декоративные и др.).
Свойства конструкционных легких бетонов:
- марки по средней плотности D1000 - D2000;
- классы прочности на сжатие В12,5 - В40;
- марки по морозостойкости F100 – F500.
Свойства конструкционно-теплоизоляционных бетонов:
- марки по средней плотности D600 – D1600;
- классы прочности на сжатие В2,5 – В10;
- марки по морозостойкости F25 – F100.
Свойства теплоизоляционных бетонов:
- марки по средней плотности D200 – D500;
- классы прочности на сжатие В0,35 – В2;
- морозостойкость не нормируется.
По виду крупного пористого заполнителя бетоны подразделяют на:
- керамзитобетон (бетон на керамзитовом гравии);
- шунгизитобетон (бетон на шунгизитовом гравии);
- аглопоритобетон (бетон на аглопоритовом щебне или гравии);
- шлакопемзобетон (бетон на шлакопемзовом щебне или гравии);
- перлитобетон (бетон на вспученном перлитовом щебне);
- бетон на щебне из пористых горных пород и др.
По структуре бетоны подразделяют на:
- плотные;
- поризованные;
- крупнопористые.
Поризованный легкий бетон отличается от обычного плотного легкого бетона тем, что содержит в цементном камне большое количество воздушных пор. Поризация растворной части – способ дополнительного снижения плотности и улучшения теплотехнических свойств бетона на пористых заполнителях. Поризацию осуществляют путем введения пено- или газообразующих добавок. Поризованные легкие бетоны имеют пониженные плотность и коэффициент теплопроводности.
Крупнопористый легкий бетон – характеризуется полным отсутствием песка и ограниченным расходом цемента, достаточным лишь для обволакивания зерен крупного заполнителя тонким слоем цементного теста. Структура этого бетона отличается наличием открытых пор, образующихся межзерновыми пустотами крупного заполнителя, не заполненных вяжущим веществом.
Прочность легкого бетона зависит от активности цемента Rц, цементно-водного отношения Ц/В, прочности пористого заполнителя. Описывается формулой:
Rb = A Rц(Ц/В – b),
где А, b – коэффициенты, значения которых принимают в зависимости от прочности пористого заполнителя А = 0,25 – 0,40; b = 0,15 - 0,25.
Марки легких бетонов по водонепроницаемости: W2…W12.