Лёгкие бетоны - Пористые, крупнопористые бетоны, гипсобетон

22.05.2009

Бетоны на пористых заполнителях.

Для легкого бетона применяют обычный и быстротвердеющий портландцементы, а также шлакопортландцемент. Используют обычно неорганические пористые заполнители. Для теплоизоляционных и некоторых видов конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов применяют и органические заполнители, изготовленные из стеблей хлопчатника, древесины, костры, гранулы пенополистйрола (стиропорбетон) и др.

Неорганические пористые заполнители характеризуются большим разнообразием, их классифицируют на искусственные и природные. Природные пористые заполнители изготовляют путем рассева и частичного дробления или только рассева горных пород (вулканического туфа, пемзы, известняка-ракушечника и др.). Искусственные пористые заполнители являются также продуктами термической обработки минерального сырья и делятся на побочные продукты промышленности (топливные шлаки, отвальные металлургические шлаки, золы и др.) и специально изготовленные продукты промышленности.

Пористые заполнители делят на мелкие (пористый песок), состоящие из частиц менее 5 мм и крупные (щебень или пористый гравий) с размером кусков 5-40 мм. Пористый песок разделяют на две фракции: 1,2-5 мм (крупный песок) и до 1,2 мм (мелкий песок). Пористый щебень (гравий) рекомендуется разделять на фракции - 5-10, 10-20, 20-40 мм. По насыпной плотности в сухом состоянии (кг/м³) пористые заполнители разделяют на марки 250..... 1100.

Свойства легкого бетона

Качество легкого бетона оценивают двумя важнейшими показателями: маркой по средней плотности и классом по прочности. Легкий бетон плотной структуры по прочности на сжатие (МПа) имеет классы: В2,5...В40, по прочности на осевое растяжение (МПа) -В0,8...В3,2. Для теплоизоляционных бетонов характерны классы: В0.35, В0,75, В1. Для легких бетонов запроектированных без учета классов, показатели прочности (кг/см²) описаны марками: М35-М500.

Для приготовления высокопрочных легких бетонов (имеющих плотность 1600-1800 кг/м³) испотзуют более прочный пористый заполнитель (с насыпной плотностью 600-800 кг/м3), а пористый песок полностью или частично заменяют плотным. В зависимости от плотности в сухом состоянии (кг/м³) легкие бетоны подразделяются на марки: Д200...Д2000.

Наиболее важной наряду с прочностью характеристикой легкого бетона является плотность. В зависимости от назначения легкие бетоны классифицируют на следующие группы: конструкционно-теплоизоляционные бетоны (для ограждающих конструкций - покрытий зданий, наружных стен) с плотностью 500-1400 кг/м³; теплоизоляционные бетоны с плотностью до 500 кг/м³; конструкционные бетоны с плотностью 1400-1800 кг/м³. Уменьшить плотность легких бетонов возможно в результате образования в цементном камне мелких замкнутых пор. Для поризации цементного камня, который является самой тяжелой составной частью легкого бетона, применяют небольшие количества газообразующих или пенообразующих веществ.

Теплопроводность легких бетонов зависит в основном от влажности и плотности. Увеличение объемной влажности легкого бетона на 1% повышает теплопроводность на 0,016-0,035 Вт/(м.°С). В зависимости от теплопроводности легкого бетона толщина наружной стены может варьироваться от 20 до 40 см. Наружные ограждающие конструкции из легких бетонов подвергаются воздействию переменного оттаивания и замораживания, высыхания и увлажнения. Поэтому легкие бетоны, применяемые для покрытий зданий, наружных стен, а также для гидротехнических сооружений, конструкций мостов, должны обладать определенной морозостойкостью.

По водонепроницаемости легкие бетоны подразделяют на марки W0,2...W1,2; по морозостойкости: F25... F500;. Для наружных стен обычно используют бетоны с морозостойкостью не менее 15-25 циклов попеременного оттаивания и замораживания. Возможность получения легких бетонов с малой водопроницаемостью и высокой морозостойкостью значительно расширяет области их применения. Бетоны на пористых заполнителях успешно применяют в гидротехническом строительстве, мостостроении. Водонепроницаемость плотных конструкционных легких бетонов может быть высокой. Керамзитобетон с расходом цемента 300-350 кг/м³ не пропускает воду даже при давлении 2 МПа. Малая водопроницаемость плотных легких бетонов подтверждается долголетней эксплуатацией возведенных из них гидротехнических сооружений (например, в Грузии и Армении), а также испытанием напорных железобетонных труб. Со временем водонепроницаемость легких бетонов повышается.

Крупнопористый бетон

В состав беспесчаного (крупнопористого) бетона входят щебень или гравий фракцией 5-20 мм, шлакопортландцемент МЗОО-М400 или портландцемент и вода. За счет исключения песка из состава крупнопористого бетона его плотность уменьшается примерно на 600-700 кг/м^З и составляет 1700-1900 кг/м³. Ограниченный расход цемента (70-150 кг/м³) и отсутствие песка позволяют получить пористый бетон с теплопроводностью 0,55-0,8 Вт/(м-°С) и марками М15-М75. Крупнопористый бетон лучше применять в районах богатых гравием. Из крупнопористого бетона сооружают монолитные наружные стены зданий, производят крупные стеновые блоки. Стены из крупнопористого бетона оштукатуривают с двух сторон, чтобы устранить продувание. Крупнопористый бетон на пористом заполнителе (керамзитовом гравии и т.п.) имеет небольшую плотность (500-700 кг/м³) и применяется как теплоизоляционный материал.

Гипсобетон

Гипсобетон производят на базе высокопрочного гипса, строительного гипса и гипсоцементнопуццоланового вяжущего, обеспечивающего получение водостойких изделий. Для уменьшения плотности стараются применять пористые заполнители (керамзитовый гравий, топливные шлаки, шлаковую пемзу и т.п.), а также комбинированный заполнитель из древесных пилок и кварцевого песка. С этой целью вводят породообразующие добавки, дающие возможность снизить плотность гипсобетона. Для уменьшения хрупкости и повышения прочности на изгиб в состав гипсобетона вводят волокнистые наполнители (измельченную бумажную массу, древесные волокна и т.п.). Крупноразмерные изделия производят путём непрерывного вибропроката на специальных станах. Отформованные затвердевшие изделия подвергаются сушке в сушильных камерах.

Плотность гипсобетонов в зависимости от водогипсового отношения и применяемого заполнителя составляет 1000-1600 кг/м³, а марки М25 и М50. Гипсобетон широко используют для производства пустотелых и сплошных плит перегородок. Плиты можно армировать камышом, штукатурной дранью и т.п. Стальная арматура (проволока) должна быть защищена от коррозии специальной обмазкой (битумной, цементно-казеиновой или полимерной). На водостойком гипсоцементнопуццолановом вяжущем производят крупные блоки и мелкие камни для внутренних и наружных стен жилых, сель-скохозяйственных производственных зданий с относительной влажностью помещений до 75%.