Бетон легкий на пористых заполнителях классы
Легкие бетоны на пористых заполнителях классифицируются по назначению, виду вяжущего и заполнителей, структуре. Низкая средняя плотность этих бетонов достигается за счет применения пористых заполнителей и межзернового пространства, имеющего поризованную или крупнопористую структуру. При плотной структуре межзерновой объем полностью заполнен мелким заполнителем и цементным камнем, при поризованной структуре межзерновой объем частично заполнен искусственно созданными порами и крупнопористая структура создается за счет частичного или полного отказа от применения мелкого заполнителя.
По назначению легкие бетоны на пористых заполнителях подразделяются на конструкционные, конструкционно-теплоизоляционные и теплоизоляционные.
Конструкционные бетоны имеют плотную структуру, среднюю плотность в сухом состоянии от 1400 до 2000 кг/м 3 , прочность при сжатии от 15 до 50 МПа. Их применяют в несущих бетонных и железобетонных конструкциях.
Конструкционно-теплоизоляционные бетоны могут иметь плотную, поризованную или крупнопористую структуру, частично заполненную мелким заполнителем. Средняя плотность их составляет от 500 до 1400 кг/м 3 , прочность при сжатии – от 3,5 до 10 МПа. Они должны обладать теплоизоляционными свойствами, иметь теплопроводность от 0,17 до 0,4 Вт/(м· о С). Их применяют в ограждающих конструкциях, которые воспринимают нагрузки и являются теплоизоляцией.
Теплоизоляционные бетоны имеют поризованную или крупнопористую структуру, среднюю плотность от 200 до 500 кг/м 3 , прочность при сжатии от 1,5 до 2,5 МПа, теплопроводность от 0,12 до 0,24 Вт/(м· о С). Их применяют для устройства теплоизоляции в ограждающих частях зданий и оборудования.
Для изготовления легких бетонов на пористых заполнителях используют те же материалы, что и для тяжелых бетонов, за исключением заполнителей.
Вяжущими служат портландцемент и его разновидности, глиноземистый цемент, известь, растворимые силикаты натрия и калия, гипсовые, шлакощелочные и полимерные вяжущие. В качестве заполнителей применяют сыпучие материалы из минерального сырья. Пористый песок должен иметь насыпную плотность не более 1200, щебень и гравий – не более 1000 кг/м 3 . Для конструкционных и конструкционно-теплоизоляционных бетонов может применяться тяжелый песок.
По происхождению пористые заполнители подразделяются на природные, из отходов промышленности и искусственные, специально изготавливаемые.
Природные заполнители изготавливаются из пористых изверженных и осадочных горных пород. Из изверженных пород применяют пемзы, вулканические шлаки, вулканические туфы и туфовую лаву.
Пемза – пористая горная порода, образовавшаяся в результате вспучивания магмы. Она встречается в виде залежей песка, щебня, крупных обломков. Насыпная плотность песка составляет 600–1100, щебня – 400–900 кг/м 3 . Литоидные плотные и прочные пемзы применяют для конструкционных легких бетонов, менее плотные – для конструкционно-теплоизоляционных и теплоизоляционных.
Вулканические шлаки образовались из жидкой магмы основного состава. Имеют крупнозернистую ноздреватую структуру. Насыпная плотность песка из них составляет 650—1300, щебня – от 400 до 850 кг/м 3 .
Вулканические туфы получились из уплотнившихся вулканических пеплов. Туфовая лава – это поризованная лава с наличием в своем составе пепла, песка, пемзы. Насыпная плотность песка из них – от 700 до 1000, щебня – 600—800 кг/м 3 .
Из осадочных пород применяют известняки-ракушечники и известняковые туфы, опоки, трепелы, диатомиты.
Известняки-ракушечники образовались из мелких сцементированных раковин. Известняковые туфы – из осадков углекислых вод. Из известняковых пород получают щебень с насыпной плотностью до 1000 кг/м 3 .
Опоки, трепелы, диатомиты – осадочные породы, представляющие собой остатки диатомовых водорослей. В их состав входит аморфный кремнезем, который может взаимодействовать со щелочами цемента и вызывать коррозию цементного камня. Это ограничивает их применение.
Искусственные заполнители изготавливаются из вторичных ресурсов промышленности. В качестве заполнителей для легкого бетона применяют горелые породы, металлургические и топливные шлаки, золы, золошлаковые смеси.
Горелые породы образовались в результате возгорания угля в терриконах-отвалах отходов добычи и обогащения угля с содержанием угля. Из них изготавливают щебень и песок с насыпной плотностью от 800 до 1000 кг/м 3 , который можно применять для легких бетонов с прочностью при сжатии 10–20 МПа.
Щебень из доменного шлака получают дроблением шлаков из старых отвалов или шлаков текущего выхода. Из пористых шлаков изготавливают щебень со средней плотностью до 800 кг/м 3 .
Из гранулированного шлака получают песок со средней плотностью от 600 до 1200 кг/м 3 .
Топливные шлаки образуются от сжигания углей. Их разделяют на шлаки из кускового и пылевидного топлива. Из кускового топлива получаются шлаки ноздреватого строения. Лучшими являются шлаки от сжигания антрацита, худшими – от сжигания бурых углей.
Насыпная плотность шлаков составляет до 1000 кг/м 3 . Их применяют в бетонах для неответственных конструкций. Наличие свободной извести в шлаках может привести к их разрушению, поэтому их следует выдерживать не менее одного года.
От сжигания пылевидного топлива образуется кусковой шлак ячеистой структуры, состоящий из спекшейся и оплавленной золы со средней плотностью зерен от 0,5 до 1,5 г/см 3 . Из них получают бетоны с пределом прочности от 5 до 50 МПа.
Зола тепловых электростанций представляет дисперсный материал с частицами пористой структуры. Насыпная плотность ее составляет 600—1300 кг/м 3 . Применяют золу в качестве мелкого заполнителя.
К искусственным пористым заполнителям относятся также керамзитовый гравий и песок, аглопоритовый щебень и песок, зольный гравий, шлаковая пемза, шунгизит, термолит, вспученные перлит и вермикулит.
Керамзитовый гравий и песок получают обжигом вспучивающихся легкоплавких глин. Песок можно изготавливать дроблением керамзитового гравия. Средняя плотность гравия составляет от 200 до 600, песка – от 500 до 1100 кг/м 3 . Их рекомендуют применять для стеновых панелей зданий, для стен монолитных домов.
Аглопоритовый щебень и песок получают спеканием глинистых пород, топливных зол, шлаков, отходов добычи угля, их дроблением и последующим рассевом на фракции. Щебень выпускают с насыпной плотностью от 400 до 900, песок – до 1000 кг/м 3 . Их рекомендуют применять для конструкционных легких бетонов.
Обжиговый зольный гравий получают обжигом золошлаковой смеси бурых углей. Насыпная плотность его составляет 300–800 кг/м 3 . Применяют зольный гравий для конструкционно-теплоизоляционных бетонов.
Безобжиговый зольный гравий получают грануляцией увлажненной золы и портландцемента, гипсоцементно-пуццоланового вяжущего и др. Насыпная плотность его составляет 700–950 кг/м 3 . Применяется для конструкционных и конструкционно-теплоизоляционных бетонов.
Шлаковая пемза (термозит) получается вспучиванием шлаковых расплавов. По бассейновому способу расплав сливают в емкость с перфорированным дном, через которое подается вода. Образующийся пар разрыхляет материал. Щебень из шлаковой пемзы имеет насыпную плотность от 700 до 900 кг/м 3 . Его применяют для конструкционных бетонов.
Шунгизитполучают вспучиванием графитсодержащей сланцевой породы. Применяют его для конструкционно-теплоизоляционных и теплоизоляционных бетонов.
Термолитполучают обжигом трепелов, диатомитов, опоки. Щебень и гравий из него имеют насыпную плотность 600–1200 кг/м 3 . Применяют их для конструкционных и конструкционно-теплоизоляционных бетонов.
Перлит вспученный получают обжигом силикатных водосодержащих пород перлита, обсидиана и др. При обжиге они увеличиваются в объеме в 10–12 раз. Перлитовый песок имеет насыпную плотность от 75 до 500, щебень от 200 до 500 кг/м 3 . Применяют их для конструкционно-теплоизоляционных и теплоизоляционных бетонов.
Вермикулит вспученный получают обжигом природных гидрослюд, содержащих 8–18 % связанной воды. При нагревании объем их увеличивается в 15–20 раз. Щебень и песок из вспученного вермикулита имеет среднюю плотность от 80 до 300 кг/м 3 . Применяют его для получения особолегких бетонов.
Технология получения легкого бетона на пористых заполнителях в основном не отличается от технологии изготовления тяжелого бетона. Дополнительно легкий заполнитель рекомендуется насыщать водой, дозирование его выполнять по объему. Время перемешивания по сравнению с тяжелобетонной смесью увеличивается.
Из легкого бетона и железобетона на пористых заполнителях изготавливают стеновые панели и блоки, плиты перекрытия и покрытия, камни для стен. Имеется опыт применения конструкционного керамзитобетона для пролетных строений мостов, в мелиоративном строительстве для устройства труб, лотков, акведуков, плит крепления каналов, туфобетона – в гидротехническом строительстве для возведения бетонных плотин.
Ячеистые бетоны
Ячеистые бетоны представляют собой материалы с искусственными, равномерно распределенными порами размером 1–2 мм. В их состав входит вяжущее, кремнеземистый компонент, порообразователь, регуляторы структурообразования. Пористая структура создается вспучиванием смеси и может регулироваться в процессе изготовления. В результате получаются бетоны с малой плотностью, низкой теплопроводностью, которые наиболее эффективны в ограждающих конструкциях.
Ячеистые бетоны подразделяются по назначению, по условиям твердения, по виду порообразователя, видам применяемых вяжущих и кремнеземистых компонентов.
По назначению ячеистые бетоны подразделяются на теплоизоляционные, конструкционно-теплоизоляционные, конструкционные и специальные. Специальные ячеистые бетоны могут быть жаростойкими, звукоизоляционными и др. По условиям твердения ячеистые бетоны подразделяются на автоклавные и неавтоклавные; по способу порообразования – на газобетоны и пенобетоны; по виду применяемых вяжущих – на основе известковых, цементных, шлаковых, зольных, смешанных; по виду кремнеземистого компонента могут быть на природных и вторичных продуктах промышленности.
Ячеистые бетоны самые востребованные строительные материалы. Они обладают многими положительными свойствами, которые обусловливают их широкое применение в строительстве и ряд особенностей, которые необходимо учитывать при их применении.
Они имеют небольшую среднюю плотность, которая составляет от 300 до 1200 кг/м 3 , что снижает нагрузки на фундамент и обеспечивает высокую сейсмоустойчивость зданий.
Теплопроводность ячеистого бетона в сухом состоянии составляет от 0,08 до 0,38 Вт/(м· о С). Она зависит от средней плотности. Большое влияние на теплопроводность оказывает влажность ячеистого бетона. На 1 % увеличения влажности по массе теплопроводность повышается на 4 %. Поэтому ячеистобетонные изделия следует защищать от увлажнения при перевозке, строительстве и эксплуатации. Равновесная влажность стеновых конструкций 3–5 % в отапливаемых зданиях с хорошей вентиляцией достигается через 1–2 года эксплуатации.
При плохой вентиляции и в неотапливаемых зданиях возможна конденсация влаги. В этом случае внутри следует устраивать пароизоляцию, а снаружи – вентилируемую облицовку.
Прочность ячеистого бетона при сжатии составляет от 0,5 до 15 МПа. На нее также влияет влажность. Так, при увеличении влажности силикатных бетонов до 10 % прочность в среднем снижается на 25 %.
Ячеистые бетоны имеют высокую огнестойкость. Их можно применять для огнезащиты стальных конструкций и повышения огнестойкости бетонных конструкций.
В связи с высокой пористостью и большим количеством сообщающихся пор ячеистые бетоны обладают высокой звукопоглощающей и звукоизолирующей способностью. Так, плиты «Силакпор» из ячеистого бетона со средней плотностью 300–350 кг/м 3 при частоте звука 125–2000 Гц имеют коэффициент звукопоглощения 0,35–0,77. При средней плотности 400–500 кг/м 3 и толщине 8 см. звукоизоляция ограждения составляет 32–34 дБ. Поэтому из ячеистого бетона устраивают перегородки в зданиях.
Морозостойкость ячеистых бетонов составляет 15–100 циклов и может быть выше. Однако при достижении критической влажности они могут разрушаться знакопеременными температурами. Это наблюдается при повышенной влажности внутри помещений, когда увлажнение миграционной и конденсационной влагой преобладает над высушиванием ячеистого бетона. В результате отслаивается наружное отделочное покрытие или разрушаются наружные поверхностные слои. Для защиты конструкций от увлажнения устраивают внутреннюю пароизоляцию.
Ячеистый бетон легко обрабатывается – режется, сверлится, пробивается гвоздями.
Согласно ГОСТ 25489-89 к ячеистым бетонам предъявляются требования по средней плотности, прочности при сжатии, морозостойкости, теплопроводности, паропроницаемости, сорбционной влажности, которые приведены в таблицах 4.26 и 4.27.
Таблица 4.26 – Физико-механические свойства ячеистых бетонов
| Вид бетона | Марка бетона по средней плотности | Бетон автоклавный | Бетон неавтоклавный | ||
| Класс по прочности на сжатие | Марка по морозостойкости | Класс по прочности на сжатие | Марка по морозостойкости | ||
| Теплоизоляционный | D300 | B0,75 B0,50 | Не нормируется | – | – |
| D350 | B 1 B0,75 | ||||
| D400 | B1,5 B1 | B0,75 B0,5 | Не нормируется | ||
| D500 | — | — | B1 B0,75 | ||
| Конструкционно-теплоизоляционный | D500 | B2,5 B2 B1,5 B1 | От F15 до F35 | — | — |
| D600 | B3,5 B2,5 B2 B1,5 | От F15 до F75 | B2 B1 | От F15 до 35 | |
| D700 | B5 B3,5 B2,5 B2 | От F15 до F100 | B2,5 B2 B1,5 | От F15 до F50 | |
| D800 | B7,5 B5 B3,5 B2,5 | B3,5 B2,5 B2 | От F15 до F75 | ||
| D900 | B10 B7,5 B5 B3,5 | B5 B3,5 B2,5 |
| Вид бетона | Марка бетона по средней плотности | Бетон автоклавный | Бетон неавтоклавный | ||
| класс по прочности на сжатие | марка по морозостойкости | класс по прочности на сжатие | марка по морозостойкости | ||
| Конструк- ционный | D1000 | B12,5 B10 B7,5 | От F15 до F50 | B7,5 B5 | От F15 до F50 |
| D1100 | B15 B12,5 B10 | B10 B7,5 | |||
| D1200 | B15 B12,5 | B10 B7,5 |
Таблица 4.27 – Физические свойства ячеистых бетонов
| Вид бетона | Марка бетона по средней плотности | Теплопроводность, Вт/(м· о С), не более, в сухом состоянии бетона изготовленного | Коэффициент паропрони- цаемости, мг/(м·ч·Па), не менее, бетона изготовленного | Сорбционная влажность бетона, %, не более | |||
| при относительной влажности воздуха 75 % | при относительной влажности воздуха 97 % | ||||||
| бетона изготовленного | бетона изготовленного | ||||||
| на песке | на золе | на песке | на золе | на песке | на золе | на песке | на золе |
| Теплоизоля- ционный | D300 D400 D500 | 0,08 0,10 0,12 | 0,08 0,09 0,10 | 0,26 0,23 0,20 | 0,23 0,20 0,18 | ||
| Конструкции онно-тепло- изоляционный | D500 D600 D700 D800 D900 | 0,12 0,14 0,18 0,21 0,24 | 0,10 0,13 0,15 0,18 0,20 | 0,20 0,17 0,15 0,14 0,12 | 0,18 0,16 0,14 0,12 0,11 | ||
| Конструкци- онный | D1000 D1100 D1200 | 0,29 0,34 0,38 | 0,23 0,26 0,29 | 0,011 0,010 0,010 | 0,010 0,09 0,08 |
Дата добавления: 2016-11-12 ; просмотров: 3047 | Нарушение авторских прав
источник
Лекция 6. Легкие бетоны.
Легкий бетон — эффективный материал. Конструкции из легких бетонов позволяют улучшить теплотехнические и акустические свойства зданий, значительно снизить их массу, успешно решить проблему объемного и многоэтажного строительства, а также строительства в сейсмических районах страны. Применение легких бетонов позволяет уменьшить стоимость строительства на 10. 20%, снизить трудовые затраты на стройках до 50%, увеличить производительность труда на 20%. Развитие производства бетонов с применением пористых заполнителей характерно как для нашей страны, так и зарубежного строительства. Но в нашей стране наиболее широко используемым заполнителем является керамзит, а также аглопорит, перлит и др. За рубежом более типичным легким заполнителем является термозит (шлаковая пемза).
К легким бетонам относятся бетоны, имеющие плотность ρ = 500…1800 кг/м 3 . Плотность бетона зависит от плотности заполнителей и их расхода. Основные требования к легким бетонам: высокие Rизг и морозостойкость при минимальных показателях плотности и расхода цемента. Применение легких бетонов позволяет улучшить теплотехнические и акустические свойства зданий, значительно снизить их массу.
Классификация легких бетонов
Классификация легких бетонов по назначению:
– конструкционные бетоны (плотность 1400…1800 кг/м 3 ; коэффициент теплопроводности 0,35…0,6 Вт/(м∙град));
– конструкционно-теплоизоляционные бетоны (плотность 500…1400 кг/м 3 ; коэффициент теплопроводности 0,20…0,35 Вт/(м∙град));
– теплоизоляционные бетоны (плотность 200…500 кг/м 3 ; коэффициент теплопроводности менее 0,20 Вт/(м∙град)).
Классификация по способу создания пористости:
– легкие бетоны на пористых заполнителях;
– крупнопористые (беспесчаные) легкие бетоны;
Классификация легких бетоны по прочности: М25, М35, М50, М75, М100, М150, М200, М250, М300, М350, М400.
Классификация легких бетоны по морозостойкости: F15, F25, F35, F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500. Возможность получения легких бетонов с высокой морозостойкостью и малой водонепроницаемостью расширило области их применения.
Классификация легких бетоны по плотности: Д200, Д300, Д400…Д1800.
Легкие бетоны на пористых заполнителях
Легкие бетоны на пористых заполнителях получают все большее применение в строительстве благодаря меньшей плотности при достаточно большой прочности и ряду сравнительно благоприятных свойств — повышенной долговечности, морозостойкости, водонепроницаемости, огнестойкости, коррозионной стойкости, меньшей теплопроводности и стоимости. Минеральная преимущественно основа легких бетонов и отсутствие вредных примесей в используемом сырье делает эти бетоны экологически чистыми и безопасными. Это позволяет успешно использовать их в несущих сборных и монолитных конструкциях — колоннах, плитах перекрытий, балках, фермах, пролетных строениях мостов, куполах, каркасах высотных зданий, силосах, элеваторах и др. сооружениях; в ограждающих конструкциях — однослойных наружных стенах и плитах покрытий, а также в качестве теплозвукоизоляционного материала в слоистых конструкциях наружных стен и плит покрытий, межквартирных перегородках и междуэтажных перекрытиях.
Пористые заполнители, используемые для изготовления легких бетонов, подразделяются на природные и искусственные.
Природные получают путем дробления и рассева на фракции горных пород вулканического туфа, лавы, пемзы, известняка-ракушечника и других пористых горных пород.
Бетоны на их основе: пемзобетон, туфобетоны, опокобетоны. Искусственные пористые заполнители являются продуктами термической обработки минерального сырья – это керамзит, перлит, вермикулит и т.д., а также отходами металлургической и химической промышленности — доменные, электротермофосфорные и топливные шлаки и золы ТЭС.
• керамзитобетон (бетон на керамзитовом гравии);
• шунгизитобетон (бетон на шунгизитовом гравии);
• аглопоритобетон (бетон на аглопоритовом щебне);
• шлакопемзобетон (бетон на шлакопемзовых щебне и гравии);
• перлитобетон (бетон на вспученном перлитовом щебне);
• вермикулитобетон (бетон на вспученном вермикулите);
• шлакобетон (бетон на золошлаковых смесях тепловых электростанций (ТЭС) или на пористом топливном шлаке);
• бетон на аглопоритовом гравии;
Для производства легких бетонов возможно применение одновременно различных видов пористых заполнителей. Так, получают, например, керамзитоперлитобетон, керамзитовермикулитобетон и др. (В названии бетона сначала отражается вид крупного заполнителя, а затем мелкого.)
Разновидностями легких бетонов на органических заполнителях являются арболит, опилкобетоны, изготавливаемые с применением продуктов переработки древесины и другого растительного сырья, бетон на пенополистирольных заполнителях и др.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Лучшие изречения: Для студента самое главное не сдать экзамен, а вовремя вспомнить про него. 9722 — 
| 7355 — 
или читать все.
178.45.150.72 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.
Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно
источник
Экономия энергоносителей становится необходимостью, а одна из главных статей расходов в нашем климате — отопление. В связи с этим разрабатываются новые материалы, которые позволяют строить теплые дома и утеплять имеющиеся. Все более популярными становятся легкие бетоны. Это целая группа материалов с довольно широким диапазоном свойств и характеристик.
Снижение массы бетона происходит за счет образования пор и использования вместо традиционного гравия, а иногда и песка, легких заполнителей. Иногда поры образуются при использовании различных процессов. В зависимости от способа получения легкие бетоны подразделяют на три группы:
- Ячеистый или поризованный бетон. Получают путем смеси вяжущего, воды, песка (в некоторых марках песка нет) и добавок, образующих пену или способствующих газообразованию. При использовании пены получают пенобетон, при использовании газообразующих добавок — газобетон. Если газобетоне большая часть вяжущего — известь, получают газосиликат. Основное отличие ячеистых материалов — отсутствие крупного заполнителя.
Ячеистые бетоны отличаются мелкими порами и однородной структурой
В обыкновенном легком бетоне вместо щебня используют легкие заполнители
В крупнозернистом бетоне нет песка и фрагменты заполнителя соединены только в местах соприкосновения
Но в каждой из групп может быть много разновидностей и составов. Используется разный заполнитель и различные вяжущие. Традиционно в качестве вяжущего используются цементы (на портландцементе материалы имеют лучшие прочностные характеристики). Вторым по популярности вяжущим является известь, реже используют гипс. Иногда могут применять смеси вяжущих и использовать жидкое стекло.
Есть три технологии изготовления ячеистого бетона:
- Естественное твердение. Залитый в формы состав оставляют не определенное время в опалубке. По истечении определенного времени (зависит от состава и вида) опалубку снимают. По этой технологии материал получается самый дешевый, но его характеристики находятся в самой нижней части допустимого диапазона, а иногда и ниже.
- Обработка в тепло-тепловлажностных камерах при атмосферном давлении. Качественные показатели выше, но и выше затраты и цена.
- Автоклавное твердение. Материал приобретает отличные характеристики, но и дороже стоит из-за дорогостоящего оборудования и расходов на энергоносители (на поддержание температуры и давления в камере).
Завод по изготовлению автоклавного газобетона
По происхождению заполнители для легких бетонов можно разделить на две группы: натуральные (природные) и искусственные. Натуральные получают путем измельчения природных пористых материалов: ракушняка, пемзы, лавы, турфа, известняка и т.п. Лучшие из них — пемза и вулканический турф. У них структура пор закрытая, что снижает количество впитываемой материалом влаги.
Заполнители могут быть разными не только по «происхождению» но и по размеру, а часто еще и по форме
Искусственные заполнители для легкого бетона — это отходы некоторых технологических процессов (шлаки) или специально созданные из природных компонентов материалы (керамзит, вермикулит, перлит и т.д.) а также некоторые химические заполнители (полистирол).
Основные характеристики легких бетонов, на которые следует обращать внимание при выборе, это плотность (объемная масса), прочность, теплопроводность и морозостойкость.
Плотность материала зависит в основном от характеристик наполнителя, а также расхода вяжущего и воды. Изменяться она может в широких пределах — от 500 до 1800 , но чаще всего она находится в пределах 800-1500 кг/м 3 . Исключение — поризованные или ячеистые бетоны (пено- и газо- бетон). Их плотность может быть от 200 кг/м 3 .
Основная же эксплуатационная характеристика — прочность на сжатие. Она подразделяется по классам, обозначается в спецификации латинской буквой «B», после которой стоят цифры. Эти цифры отображает то давление, которое может выдержать данный материал. Например, класс прочности B30 означает, что в большинстве случаев (по ГОСТу 95%) он выдерживает давление в 30 МПа. Но при расчетах берут запас прочности порядка 25%. И при расчетах для класса B30 закладывают прочность 22,5-22,7 МПа.
Одновременно используется и такая характеристика, как предел на сжатие. Она обозначается латинской буквой «M», а следующие за ней цифры принимают равными объемной массе бетона в кг/м 3 .
Соответствие между марками и классами бетона
Теплопроводность легких бетонов имеет обратную зависимость по отношению к плотности: чем больше воздуха содержит материал, тем меньше тепла он проводит. Этот параметр изменяется в значительных пределах от 0,07 до 0,7 Вт/(мх°С). Самые легкие материалы с малой плотностью используют как теплоизоляцию. Ими обшивают стены зданий и пристроек. Очень популярно утепление пенобетоном балконов и лоджий. Но наибольший экономический эффект можно получить при строительстве из легкого бетона средней плотности. Он имеет достаточную несущую способность для того чтобы можно было построить двух- или трех- этажный дом. При этом дополнительного утепления не требуется.
Таблица теплопроводности легких бетонов и традиционных строительных материалов
Еще одна важная характеристика — морозостойкость. Обозначается латинской буквой F, после которой стоят цифры, отображающие количество циклов разморозки/заморозки, которые материал может вынести без потери прочности. В случаях с легкими бетонами его морозостойкость напрямую зависит от количества вяжущего в составе: чем его больше, тем более морозостойкий будет бетон.
По назначению легкие бетоны делят на следующие группы:
- Теплоизоляционные. Имеют теплопроводность не выше 0,25 Вт/(мх°С), плотность не более 500 кг/м 3 .
- Конструкционно-теплоизоляционные. Теплопроводность не выше 0,6 Вт/(мх°С), плотность 500-1400 кг/м 3 , марка прочности не ниже М35. В малоэтажном частном строительстве используются для строительства несущих стен, в многоэтажном — для ненагруженных стен.
- Конструкционные. Плотность от 1500 кг/м 3 и выше, марка прочности не менее М 50 и морозостойкость не ниже F 15. Используются для возведения несущих стен для построек выше 3 этажей.
Требования к легким бетонам разного назначения
Если говорить о применении легкого бетона как утеплителя, то минусов немного. Главный — высокая гигроскопичность, которая, тем не менее, изменяется в широких пределах и сильно зависит от наполнителя и вида материала. Второй не очень приятный момент — необходимость подбирать соответствующую отделку. Если речь идет о наружной отделке (со стороны улицы), то выбирая материалы или тип отделки необходимо учитывать высокую паропроводимость. В связи с этим используют или специальные паропроводимые штукатурки или делают обшивку с вентиляционным зазором.
Зато плюсы легкого бетона как утеплителя более существенны. Он легко монтируется, мало весит, легко режется и пилится, хорошо переносит погодные изменения, не требует использования ветрозащиты. Ко всему этому добавьте высокие свойства по теплоизоляции и невысокую цену.
Один из легких бетонов — полистиродбетон
Если говорить об использовании легких бетонов, как материала для строительства домов, их достоинства в следующем:
- Высокие теплоизоляционные характеристики. Это свойство позволяет отказаться от дополнительного утепления стен и уменьшить при этом толщину стен.
- Небольшая масса. Стены из легких бетонов весят в разы меньше традиционных «тяжелых» материалов и по весу сопоставимы с массой домов из дерева. Малая масса ведет за собой «облегчение» фундамента и возможность использования более простых конструкций. А это значительно снижает затраты на строительство, а также транспортные расходы (считают, в основном, доставку стройматериалов по тоннажу).
- Малая масса позволяет изготавливать крупномерные строительные блоки и плиты, которые тем не менее, укладываются вручную. Это ведет к сокращению сроков строительства, а также уменьшению количества швов, которые являются в данном случае мостиками холода.
Блоки большие, но переносить их может один человек
Как видим, достоинств у легкого бетона как строительного материала масса. Но не все так безоблачно. Есть недостатки, о которых стоит знать для принятия взвешенного решения:
- Для повышения прочности стен необходимо частое армирование. Это — дополнительные затраты на материалы и время на укладку арматуры.
- Недостаточная стойкость к трещиннообразованию. Неоднородная структура материала приводит к тому, что при наличии неравномерных нагрузок (неравномерное усадки фундамента, например) в блоках появляются трещины. Если они тонкие -паутинообразные — на прочность строения они не влияют, хотя выглядят устрашающе.
- Высокое влагопоглощение. Теплоизоляционные характеристики влажных материалов снижаются в разы. Потому при строительстве важно сделать качественную гидроизоляцию. Если планируется использование в условиях повышенной влажности, в качестве заполнителей рекомендуют использовать пемзу, аглопорит и керамзит.
- Низкая плотность материалов приводит к тому, что в таких стенах плохо держится крепеж. Вертикальные нагрузки материал держит хорошо, а вот на «вырыв» — плохо. Для легких и ячеистых бетонов разработан специальный крепеж, но лучшим решением является монтаж закладных в местах предполагаемого крепления тяжелых предметов.
- Сложность выбора наружной отделки. Как уже говорилось, это или облицовка с вентилируемым фасадом, или специальные штукатурки.
- Для внутренней отделки может потребоваться качественная предварительная грунтовка стен — для лучшего сцепления с штукатуркой или шпаклевкой.
- Невысокая степень звукопоглощения. Из-за большого количества пустот и проходящих между ними «дорожек» из бетона, звуки передаются очень хорошо. Для нормальной звукоизоляции требуется использование дополнительных материалов.
Большая часть недостатков, скорее, является особенностями эксплуатации, но принимать их во внимание необходимо. Тогда не будет неприятных сюрпризов, а все особенности будут учитываться еще на стадии планирования.
Как можно было понять из всего сказанного, использовать легкие бетоны можно для любых конструкций. Из них строят стены, используют как утеплитель, льют плиты для перекрытий, делают стяжку. Но под все эти задачи требуются разные характеристики. Их «набирают» подбором составляющих.
Например, для стяжки пола нужны прочность, гидрофобность и низкая теплопроводность. Прочность и снижение количества впитываемой влаги дает использование портландцемента в качестве вяжущего. Так как лучшие природные добавки, обеспечивающие низкую впитываемость влаги — пемза и вулканический турф — общедоступными не назовешь, то для увеличения теплопроводности можно использовать керамзит или полистирольные шарики. Они также влагу впитывают мало.
Пропорции компонентов для бетонов разных марок
Теперь о пропорциях. Их берут стандартные для заданной марки. И в зависимости от выбранного типа (беспесчаный или обычный) заменяют заполнитель. Для стяжки пола чаще всего используют обычные легкие бетоны. В них гравий заменяют выбранным заполнителем, который добавляют в нужной пропорции. Только воды берут меньше, делая раствор настолько плотным или текучим, чтобы можно было только его уложить.
Даже на производстве точный состав легкого бетона определяют каждый раз экспериментальным путем. Это обусловлено тем, что заполнители имеют очень разные характеристики как по массе, так и по плотности и другим параметрам. Делают несколько мелких замесов с разным составом заполнителя (крупного, мелкого, их пропорций, комбинируют несколько разных типов заполнителя) и разным количеством воды. После застывания определяют, какой из них лучше подходит для выполнения конкретной задачи. По такой же методе можно и самостоятельно определить сколько и какого заполнителя лучше сыпать, а потом затворять большие объемы.
Пример экспериментального подбора под конкретные задачи смотрите в видео. Требовалось подобрать состав для утепления чердачного перекрытия. Решено использовать полистиролбетон как теплый и легкий. Выбран был беспесчаный состав и в качестве заполнителя насыпались только полистирольные шарики.
По выбранной рецептуре и замешивали легкий бетон и утепляли чердак. Процесс можно увидеть дальше.
Но этот состав подойдет только для утепления в местах с небольшой нагрузкой. Если вам нужна стяжка с теплоизоляционными характеристиками на пол, берете традиционную рецептуру с песком, а заполнитель заменяете на полистирольные шарики. Для повышения прочностных характеристик можно добавить армирующие волокна, например волокна фибры. Для улучшения пластичности можно добавить, как в видео-фрагменте, некоторое количество моющего средства для посуды или жидкого мыла. В общем, оптимальный состав надо определять экспериментально.
Пример заливки стяжки из полистиролбетона можно увидеть в следующем видео. Новостей никаких, кроме другого состава: есть песок. В результате получится более однородная структура с полостями, заполненными бетонным раствором и небольшими воздушными пузырьками.
Что еще надо знать, что для производства полистиролбетона крошку лучше не использовать. Для нормальных характеристик нужны шарики, причем не любые, а те, которые будут хорошо сцепляться с раствором. Они имеют прочную пленку на поверхности и не впитывают цементное молочко, благодаря чему и имеют хорошие теплоизоляционные свойства. Крошка, полученная измельчением бракованных плит, имеет неравномерную и рваную структуру. В результате пропитывается цементным молочком. Естественно, такой бетон будет теплее чем обычный, но не такой, как с гранулированным.
Еще один популярный заполнитель для производства легкого бетона в домашних условиях — керамзит. Он сделан из глины, в которую добавлены вещества, увеличивающиеся в объеме при нагревании. Этот состав загружают в печи, где и происходит вспучивание и с последующим обжигом. Но, как показали исследования, многие глины фонят, в результате керамзит тоже имеет радиационный фон, порой даже небезопасный для здоровья. Так что к его выбору надо быть готовым — иметь дозиметр.
Порядок подбора состава тут аналогичен описанному выше. Только еще добавляется возможность изменять пропорции крупной и средней фракции. Также можно добавлять или нет песок и получать разные по структуре и характеристикам результаты.
Керамзитобетон используют для заливки в формы и получение строительных блоков, а также возможно возведение стен с переставной опалубкой. В отличие от керамзитобетонных блоков такую технологию можно использовать для возведения несущих стен.
А в этом видео — опыт проживания в доме из монолитного керамзитобетона.
Еще один натуральный заполнитель, который стоит сущие копейки и может использоваться для частного домостроения — опилки, вернее стружки с опилками. Совсем мелкая фракция для этого материала непригодна, нужны отходы из-под оцилиндровки среднего или крупного размера.
Состав в этом случае беспесчаный, но пропорции сохраняются: на 1 часть бетона берут 6-7 частей заполнителя. В данном случае — опилок. Для повышения гидрофобности состава добавляют жидкое стекло или хлористый кальций.
Второй вариант замеса и пропорций
источник
В середине XX столетия шведский архитектор Йохан Эриксон доказал, что цемент из смеси гипса и извести не бесполезный материал. При добавлении к этому раствору специальных порообразующих добавок можно получить очень нужный стройматериал.
Схема производства легкого мелкозернистого бетона с использованием «мокрых» отходов производства асбестоцементных изделий: 1 — смеситель; 2 — элеватор; 3 — мельница; 4 — растворонасос; 5 — промежуточная емкость; 6 — дозатор; 7 — бетоносмеситель; 8 — бункер с песком; 9 — бункер с цементом; 10 — дозатор.
Легкие бетоны на пористых заполнителях имеют объемную массу не менее 1800 кг/м 3 . Они изготавливаются на основе обычного и быстротвердеющего портландцемента и шлакопортландцемента с добавлением неорганических пористых заполнителей. Для некоторых видов конструктивно-теплоизоляционных и теплоизоляционных пористых материалов используются отходы сельскохозяйственных культур, древесные органические заполнители, вспученные пластмассы, например, в стиропорбетоне.
Легкие материалы на заполнителях, дающих пористость, применяются в гражданском строительстве для изготовления панелей наружных стен. Такие конструкции имеют ряд преимуществ перед конструкциями, сделанными из других материалов, и изготавливаются в основном однослойными из марок 50-75, объемным весом 800-1500 кг/м 3 , а иногда двухслойными или трехслойными. Элементы однослойные очень просты в изготовлении, поэтому цена на них невысока. В последнее время стали довольно широко применяться пустотелые панели из легкого материала с предварительно напряженной арматурой. Данные панели активно распространяются в применении из-за своей рациональности.
Таблица теплопроводности легких бетонов.
Применение легкого материала во внутренних конструкциях не менее эффективно в несущих перегородках и перекрытиях. Это позволяет существенно снизить вес конструкций и заметно уменьшить затраты на цемент и арматуру. Расширенное применение внутренних элементов из легких материалов позволяет снизить стоимость строительных работ и значительно сэкономить цемент и сталь.
Также применяются крупнопанельные комплексные межэтажные керамзитовые перекрытия с высокой заводской готовностью. Перекрытия выгодно устраивать и на более тяжелых заполнителях, так как чем выше марка бетона, тем меньше влияние объемного веса заполнителя на объемный вес материала.
Неорганические пористые заполнители имеются в разнообразном виде, и, благодаря этому, в любом экономическом районе страны можно изготавливать вид заполнителя, который будет наиболее выгоден по своим технико-экономическим показателям. Пористые заполнители в природе получают дроблением и фракционированием горных пористых пород, таких как известковый и вулканический туф, пемза и другие. Такие заполнители являются самыми дешевыми и получаются без термической обработки. Также недорога и шлаковая пемза, получаемая вспучиванием доменных шлаков.
Заполнители, благодаря которым получается пористость бетона, изготавливаются и искусственным путем: горные породы, такие как вермикулит, перлит, керамзит, обжигаются и вспучиваются. Для изготовления аглопорита используется минеральное сырье: лессовые породы и глинистые, топливные шлаки, золы и другие, которые обжигаются с добавлением измельченного каменного угля в установках агломерации.
Классификация легких бетонов по признакам вспученного и крупного пористого заполнителя.
Легкий бетон, имеющий пористость, от всех остальных видов отличается универсальностью. При имеющихся заполнителях, дающих пористость, и при использовании технологических приемов получаются растворы, применяемые в различных строительных отраслях: теплоизоляционные с объемной массой менее 500 кг/м 3 ; конструктивно-теплоизоляционные, предназначающиеся для конструкций ограждения, покрытия зданий и стен, объемной массой до 1400 кг/м 3 , марки по прочности 35-100; конструктивные, имеющие объемную массу от 1400 до 1800 кг/м 3 , с высокой морозостойкостью (Мрз 100-300) с марками прочности от 150 до 500.
Два самых важных свойства легкого бетона определяют его качества: величина объемной массы и проектная марка прочности на сжатие. Например, материал с объемной массой 1000 кг/м 3 и с прочностью 75 обозначается так: 75/1000.
От объемной массы заполнителя, дающего пористость, зависит объемная масса слитного строения легкого бетона. Наибольшее его насыщение пористым заполнителем дает очень выгодное сочетание показателей теплопроводности, объемной массы и расхода цемента. При этом уменьшается содержание цементного камня и расход самого цемента, который является самым тяжелым из составных частей изготавливаемого материала.
От 700 до 1400 с шагом в 100 единиц — это установленные марки конструктивно-теплоизоляционного бетона в его стандартном состоянии после сушки до постоянной массы при температуре в 105 градусов по Цельсию. Характеризует пористость данного материала его объемная масса. Увеличение объемной массы означает снижение пористости, при этом возрастает его прочность и увеличивается теплопроводность.
По прочности на сжатие установлены следующие марки: 25, 35, 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500. Для стен обычно используют марку 25 или 35, а из марок 50, 75, 100 делаются крупные стеновые блоки и панели.
Схема соотношения между компонентами в бетонной смеси.
Применяя портландцемент марки от 400 до 600, получают легкие конструктивные марки материала от 150 до 500. Шлаковая пемза, аглопоритовый щебень или керамзитовый гравий при этом служат крупным заполнителем. Заполнитель берется более плотный с объемной насыпной массой 600-800 кг/м3, а кварцевый песок зачастую применяется в качестве мелкого заполнителя. От марки зависит расход портландцемента, и он колеблется от 250 до 600 кг/м 3 .
Объемная масса легких конструктивных материалов, в которых использован кварцевый песок, доходит до 1800 кг/м 3 , но у тяжелого материала она больше на 600-700 кг/м3. Поэтому отношение прочности к объемной массе — коэффициент конструктивного качества, при одинаковой прочности у легкого бетона выше примерно в 1,4 раза. Поэтому применение легких пористых бетонов вместо тяжелых очень выгодно там, где достаточно эффективно снижение массы конструкции, например, в конструкциях из железобетона с большими пролетами (пролетное строение мостов, фермы и так далее). При этом расход арматурной стали уменьшается на 15-30%.
Деформативные свойства тяжелых и легких материалов, имеющих пористость, достаточно сильно отличаются. Легкие, изготовленные на пористых заполнителях имеют большую трещиностойкость, благодаря предельной растяжимости, которая выше в 2-4 раза, чем у равнопрочного тяжелого. Однако легкий бетон имеет усадку и ползучесть большую, чем у тяжелого.
От объемной массы и влажности зависит теплопроводность легкого бетона. Теплопроводный коэффициент повышается на 0,01-0,03 Вт/(м*К), при увеличении влажности материала всего на 1%. От коэффициента теплопроводности и от объемной массы зависит толщина стены, и она может быть от 22 до 50 см.
От морозостойкости зависит долговечность материала. Легкие бетоны, выдерживающие более 15-ти попеременных циклов замораживания и оттаивания, применяются для ограждающих конструкций.
Таблица теплофизических характеристик полистиролбетонов.
Для влажных промышленных помещений в районах с суровым климатом нужны более морозостойкие легкие бетоны. И эти требования становятся еще выше при применении легкого материала в мостовых конструкциях, гидротехнических сооружениях и им подобным. В таких случаях применяется материал с морозостойкостью марок Мрз50, Мрз100 и Мрз200.
Для легкого морозостойкого материала маркой не ниже 600 и 500 рекомендуют применять портландцемент, изготовленный с умеренным содержанием трехкальциевого алюмината (не более 6-7%) на основе клинкера. В качестве крупного заполнителя для такого материала лучше брать керамзитовый гравий, так как он имеет резервные поры, не заполненные водой в обычных условиях.
Чем больше в керамзите объем пор, тем выше его морозостойкость. Вода в керамзите, замерзая, расширяется и отжимается в свободные от воды поры, при этом материал не повреждается. Объем пор в керамзите определяют по водопоглощению керамзита при нормальном давлении и под вакуумом. При применении в материале керамзитового песка вместо мелкого заполнителя его морозостойкость резко повышается.
Морозостойкость зависит и от качества цемента и его заполнителей и от строения материала. Оно должно быть слитным, и цементного теста должно быть такое количество, чтобы его хватило на образование оболочек вокруг зерен пористого заполнителя, которые уменьшают водопоглощение этими самыми зернами, что увеличивает стойкость легкого материала.
График зависимости морозостойкости бетона от — максимального относительного увеличения разности объемных деформаций бетонного и стандартного образцов при замораживании: 1 — для тяжелого бетона; 2 — для легкого бетона.
Легкие виды материала при оптимальном объеме воды затворения имеют наибольшую морозостойкость. При этом применяемые способы уплотнения обеспечивают компактное размещение твердых составляющих, и это отвечает минимальному коэффициенту выхода. Повышению морозостойкости и созданию оптимальных структур легкого материала способствует применение гидрофобизирующих добавок и оптимальный расход воды.
Если 5-10% воды затворения заменить битумной эмульсией, то повышается такой показатель бетона, как удобоукладываемость, а капиллярное всасывание и водоотделение уменьшается. При введении кремнийорганических жидкостей в 0,1-0,2% от общей массы цемента возрастает морозостойкость. Также применяются канифольное мыло 0,02 — 0,04% и абиетат натрия не более 0,01%.
При помощи опытов показана возможность получения легких материалов, которые будут выдерживать до 800 циклов замораживания/оттаивания, при снижении прочности бетона на пористых заполнителях не более чем на 25%.
Получение легких материалов с малой водопроницаемостью и высокой морозостойкостью чувствительно расширяет возможности их применения.
Такие материалы успешно используются в гидротехническом строительстве, мостостроении и даже при построении судов.
Конструкции из легкого бетона при средне- и слабоагрессивных средах могут применяться без специальной защиты в том случае, если его показатель проницаемости не будет ниже, чем у тяжелых материалов, применяемых в таких же условиях. В агрессивной среде без опытной проверки применение легких бетонов не разрешается.
Схема устройства пола из легкого бетона с пенополистирольным заполнителем и последовательность технологических операций.
Для построения несущих армированных конструкций легкий материал должен иметь слитную структуру, то есть быть плотным. При такой структуре межзерновые пустоты крупноразмерного заполнителя максимально заполнены цементным раствором. В таком материале не нужна защита от коррозии металлической арматуре. Добавки и вид цемента выбираются согласно тем рекомендациям, которые приняты для эксплуатируемых в данных условиях тяжелых бетонов. При этом нормируется расход цемента и устанавливается дозировка добавок для повышения прочности легкого бетона.
Специальные меры по защите арматуры в материале применяются при недостаточной плотности защитного слоя легкого бетона. Например, металлические детали в конструкциях из такого материала защищают от коррозии оцинкованием.
Водостойкость плотных цементных материалов несущественно отличается от водостойкости бетонов тяжелых. Обычно от кратковременного насыщения водой легкие бетоны уменьшают свою прочность не более чем на 15%.
У конструктивных легких пористых материалов водонепроницаемость высокая. Керамзитобетон с цементным расходом в 300-350 кг/м 3 воду не пропускает даже при давлении в 2 МПа. Легкие бетоны имеют малую водопроницаемость, и это подтверждает долговременная эксплуатация различных гидросооружений и испытания напорных труб. Интересно, что водонепроницаемость легких пористых бетонов со временем повышается.
источник
10 Июл 2019 admin 20