Разновидности легких бетонов

В зависимости от вида применяемого крупного пористого заполнители легкие бетоны разделяют на: керамзитобетон, аглапоритобетон, шлакобетон, пемзобетон и т. д

По структуре имеются следующие основные виды:

1. обыкновенные легкие бетоны, изготовляемые из вяжущего вещества, воды, мелкого и крупного заполнителей при полном заполнении раствором пустот между зернами крупного заполнителя;

. крупнопористые (беспесчаные) легкие бетоны, в которых зерна крупного заполнителя покрыты тонким слоем цементного теста, а межзерновые пустоты остаются свободными;

. поризованные легкие бетоны на основе вяжущего вещества и порообразователя.

С помощью порообразователя в структуре бетона возникают воздушные ячейки. Это повышает пористость цементного раствора и тем самым снижает плотность бетона.

В зависимости от назначения легкие бетоны на пористых заполнителях разделяют на следующие виды:

- теплоизоляционные (средней плотностью в воздушно-сухом состоянии менее 500 кг/м^З, теплопроводностью не более 0,25 Вт/(м-^оС)), применяемые дляизготовления теплоизоляционных плит и других изделий;

- конструкционно-теплоизоляционные (со средней плотностью 500 -1400 кг/м^З, прочностью не ниже М35, теплопроводностью не более 0,6 Вт/(м.^оС)), используемые в несущих и самонесущих ограждающих конструкциях (стенах и перекрытиях);

- конструкционные (средней плотностью 1400 -1800 кг/м^З, прочностью не ниже М50, морозостойкостью (МРЗ 15 и выше), применяемые в несущих конструкциях.

По виду вяжущего легкие бетоны разделяют на: цементные, известковые, гипсовые, на смешанном вяжущем и жидком стекле.

Заполнители для легких бетонов.Природные пористые заполнители: дробленые пемза, вулканический туф или лава, известняк-ракушечник и др. Наиболее эффективны пемза и вулканические туфы, имеющие высокую замкнутую пористость, имеющие небольшое водопоглощение. Применение их эффективно когда они являются местными материалами.

Искусственными заполнителями служат отходы промышленности (шлаки металлургические и топливные, шлаки химических производств, а также зола) и специальной переработки природных каменных материалов (вспученные при обжиге глин керамзит и аглопорит, вспученные перлит и вермикулит, шлаковая пемза, гранулированные шлаки, зольный гравий и пр.).

Свойства легких бетонов.Основными свойствами легких бетонов на пористых заполнителях являются плотность, теплопроводность, прочность и морозостойкость. Для того чтобы получить легкий бетон с заданными свойствами, необходимо не только выбрать исходные составляющие материалы, но и правильно подобрать состав бетона.

Средняя плотность бетона зависит главным образом от насыпной плотности и зернового состава заполнителя, расхода вяжущего и воды.

Плотность легкого бетона с увеличением расхода вяжущего возрастает. Поэтому для снижения плотности бетона необходимо за счет подбора оптимального зернового состава заполнителей добиваться наименьшего расхода вяжущего или образования в цементном камне мелких замкнутых пор. Так называемые поризованные легкие бетоны целесообразно приготовлять при наличии утяжеленных пористых заполнителей насыпной плотностью более 600 кг/м^З.

Теплопроводность легких бетонов колеблется в широких пределах - от 0,07 до 0,7 Вт/(м.^оС). С увеличением плотности теплопроводность бетона повышается. Теплоизоляционные легкие бетоны теплопроводностью менее 0,2 Вт/(м.^оС) получают при применении очень легких заполнителей, например, вспученного перлита.

Прочность. Чем больше в объеме бетона прочного цементного камня, тем выше прочность бетона. Однако при увеличении содержания цемента плотность бетона возрастает, а вместе с тем повышается его теплопроводность, что нежелательно.

Морозостойкость легкого бетона зависит от вида и количества израсходованного вяжущего, а также от морозостойкости заполнителя. Бетоны на портландцементе обладают более высокой морозостойкостью, которая возрастает с увеличением количества цемента. Морозостойкие легкие заполнители (пемза, керамзит, аглопорит) позволяют получать бетон морозостойкостью М_РЗ 25 -100.

Ячеистые бетоны

Виды ячеистых бетонов.Ячеистый бетон - искусственный каменный материал, состоящий из затвердевшего вяжущего вещества с равномерно распределенными в нем замкнутыми порами в виде ячеек диаметром не более 1-2 мм, заполненных воздухом или газом. Ячеистые бетоны получают в результате твердения предварительно вспученной смеси минерального вяжущего, тонкодисперсного кремнеземистого компонента, порообразователя и воды. В объеме ячеистого бетона до 85% пор, они равномерно распределены в его теле и разделены одна от другой тонкими и прочными перегородками из цементного камня или иного вяжущего вещества.

Существует много разновидностей ячеистых бетонов:

В зависимости от способа образования пористой структуры ячеистые бетоны делят на газо- и пенобетоны.

По виду применяемого вяжущего различают газо- и пенобетоны на портландцементе, газо- и пеносиликаты на воздушной извести, газо- и пеношлакобетоны на шлаковых вяжущих с активизаторами твердения, газо- и пеногипсы на гипсовых вяжущих.

По виду кремнеземистого компонента подразделяют на две группы: газосиликаты, пенобетоны н другие, получаемые с применением молотого песка, и газозолосиликаты, газозолобетоны, пенозолобетоны и др., получаемые с применением золы-уноса ТЭС взамен песка.

По условиям твердения ячеистые бетоны бывают автоклавного и безавтоклавного твердения.

По назначению ячеистый бетон разделяют на следующие виды:

. теплоизоляционные плотностью в воздушно-сухом состоянии менее 500 кг/мЗ (для изготовления теплоизоляционных и акустических плит, скорлуп и других изделии);

. конструкционно-теплоизоляционные плотностью 500 - 900 кг/мЗ, прочностью 5 - 7,5 МПа (для ограждающих конструкций зданий);

. конструкционные плотностью 900 -1200 кг/мЗ (для изготовления несущих и одновременно теплоизоляционных строительных конструкций, панелей междуэтажных перекрытий и др.).

Пенобетонприготовляют смешиванием цементного теста или раствора с отдельно приготовленной устойчивой пеной. После затвердевания пенобетонной смеси образуется бетон ячеистой структуры. Пену приготовляют путем энергичного перемешивания пенообразователя с водой. В качестве пенообразователя применяют жидкие смеси канифольного мыла и животного клея или водного раствора сапонина (вытяжки из растительного мыльного корня), а также препарат ГК (гидролизованная кровь с боен). Полученная пена имеет устойчивую структуру и хорошо смешивается с цементным тестом или раствором.

Газобетон готовят из смеси цемента (иногда с добавкой извести), кремнеземистого компонента и воды с введением в уже перемешанную смесь газообразователя - алюминиевой пудры, пергидроля (водный раствор перекиси водорода Н₂О₂) и др. Наиболее распространенный газообразователь -тонкодисперсный алюминиевый порошок (пудра). Процесс газообразования происходит в результате химического взаимодействия алюминия с гидроксидом кальция:

А1+ЗСа (ОН)₂ + 6Н₂О =ЗСаО. А1₂О_З 6Н₂О +ЗН₂.

Выделяющийся водород вспучивает цементное тесто, которое, затвердевая, сохраняет ячеистую структуру.

Перемешанные исходные компоненты газобетона разливают в металлические формы, заполняя их с таким расчетом, чтобы после окончания вспучивания форма была заполнена доверху.

После вызревания в формах газобетон обычно подвергают ускоренному твердению в автоклавах. Применяя автоклавную обработку, можно не только обеспечить получение изделий с высокой прочностью, но и значительно снизить расход цемента путем частичной или полной замены его известью. В последнем случае получают газосиликаты.

Свойства ячеистых бетонов. Основные свойства ячеистых бетонов, определяющие область их применения - пористость, прочность, теплопроводность, водопоглощенне и морозостойкость.

Пористость ячеистых бетонов 50 - 85 %. Косвенно она может характеризоваться плотностью бетонов, которая колеблется от 500 до 1200 кг/м^З.

Прочность ячеистых бетонов зависит от плотности, вида и свойств исходных материалов, а также от вида и режима тепловой обработки. Для ячеистых бетонов установлены следующие марки по прочности при сжатии: М15, М25, М35, М50, М75, М100 и М150. Теплопроводность ячеистых бетонов зависит от их плотности. Для конструкционно-теплоизоляционных ячеистых бетонов плотностью 700 - 900 кг/м³ теплопроводность равна 0,16 - 0,23 Вт/(м.^оС).

Водопоглощение и морозостойкость ячеистых бетонов зависят от плотности и строения пор. При плотности ячеистых бетонов 700 - 900 кг/м^З водопоглощение по массе колеблется в пределах 30 - 40%. Морозостойкость ячеистых бетонов несколько ниже, чем у легких бетонов. Для уменьшения водопоглощения и повышения морозостойкости рекомендуется получать ячеистые бетоны с равномерно распределенными мелкими замкнутыми порами.

Лекция 8. ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ И БЕТОННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ ИЗДЕЛИЯ (2 часа)