Что такое легкие цементные бетоны

Легкие бетоны. Свойства легких бетонов.

Лёгкие бетоны, это такие бетоны, которые имеют среднюю плотность менее 1800 кг/куб. м. Так же, лёгкие бетоны отличаются высокой пористостью, её объём может достигать 50%.

Данный вид бетонов используют при возведении несущих и ограждающих бетонных и железобетонных конструкций. Высокая пористость данного вида бетонов, обеспечивает высокую теплоизоляцию и за счёт этого имеется возможность изготавливать более тонкие стены зданий, в так же уменьшить их массу. Все эти свойства лёгких бетонов позволяют сократить траты на изготовление и транспортировку.

Особенности строения и разновидностей

От общих положений теперь давайте перейдём к конкретике, так как виды свойства применение легкого бетона зависят от особенностей его структуры и используемого наполнителя.

Строение

Классификация легких бетонов согласно их структуре следующая:

1. Обыкновенные. Здесь наблюдается классический бетонный состав: вяжущее вещество, мелкий заполнитель, крупный заполнитель и вода. Вовлеченность воздуха в таком случае не превышает шести процентов.
2. Крупнопористые. В таких растворах в процессе замешивания отсутствует песок, благодаря чему пустоты между крупными компонентами остаются нетронутыми, а сами они покрываются тонким слоем цемента. Это гарантирует 25% воздуха в составе готового продукта.

Пример строения крупнопористого лёгкого бетона

1. Поризованные. Добавление в цемент порообразователя стимулирует образование в нём душных ячеек, за счёт чего происходит увеличение теплоизоляционных свойств и уменьшение прочностных показателей.

Назначение

В зависимости от того, собираетесь ли вы использовать блоки лёгкого бетона лишь в качестве утеплителя или намерены возводить из них несущие стены, применяется различный подход к их производству. Для увеличения прочностных показателей выполняется специальная автоклавная обработка. Это позволяет следующим образом классифицировать готовые к эксплуатации изделия:

Использование теплоизоляционных блоков для утепления стены из тяжёлого бетона

Возможные наполнители

Состав легкого бетона отличается в зависимости от применяемого для его создания крупного заполнителя, в качестве которого могут быть использованы:

1. Природные. Производятся путём дробления и фракционирования пористых горных пород.

• пемза;
• вулканическая лава;
• известняк-ракушечник.

Совет: наилучшим выбором из данной группы станет пемза благодаря закрытой системе пор, значительно понижающей влагопоглощающие свойства материала.

1. Промышленные отходы без предварительной переработки:

• металлургические шлаки;
• топливные шлаки;
• химические шлаки.

1. Промышленные отходы и каменные материалы, прошедшие соответствующую обработку:

• Керамзит. Гранулы глинистой массы вспучивают при помощи специальных добавок, после чего помещают в печь, где они проходят обработку температурой в 1200 градусов Цельсия. К окончанию формировочного процесса происходит увеличение в 17 раз, что гарантирует очень высокую пористость.

Керамзит перед добавлением в бетон

• Аглопорит. Изготавливается методом спекания глины с переработанными остатками углей.

• Перлит. Чтобы его получить изверженные полиминеральные горные породы нагревают до 1300 градусов Цельсия, в результате чего они вспучиваются и образуют материал, который внешне похож на пористый щебень.

Повышенная лёгкость

Можно также выделить легкие и особо легкие бетоны. К особо лёгким можно отнести те виды растворов, в которые не добавляется крупный наполнитель, а пористость реализуется путём искусственного вспенивания в самом вяжущем веществе.

Такой сверхлегкий пенобетон обладает уникальными качествами:

1. Долговечность. Ему не свойственны столь пагубные процессы, как гниение, коррозия и нападение вредителей.
2. Очень низкая теплопроводность, всего лишь 1 Вт/(м× 0 С).
3. Экологичность. Самый экологически чистый строительный материал – это дерево, зато на втором месте находится именно пенобетон, а керамзитобетон, например, на двадцатом.
4. Простота и лёгкость монтажа. Абсолютно правильные формы и маленький вес способствуют быстрым и качественным строительным работам.

1. Высокая огнестойкость. При прямом и длительном воздействие пламени пенобетон не расщепляется и не взрывается, как это может произойти с тяжёлым бетоном.
2. Красивый внешний вид. С учётом использования клея в качестве фиксирующего вещества может вполне обойтись без отделочных работ.

Эстетичный фасад дома из пенобетонных блоков

1. Низкий уровень влагопоглощения. Поры данного материала закрыты, что позволяет ему плавать на поверхности воды в течение недели. Это позволяет ему стойко переносить любые атмосферные осадки и сильные морозы.

Если вы зададитесь вопросом, как сделать самый лёгкий из лёгких бетонов, то вам пригодиться информация о составе наиболее универсального класса D600:

1. Цемент – 330 кг, марки не ниже М400.
2. Песок – 210 кг, желательно сухой и прошедший очистку.
3. Пенообразователь – 1,1 кг.
4. Вода – 180 л.

Виды бетона [ править | править код ]

Согласно ГОСТ 25192-2012 (на Украине — ДСТУ Б В.2.7-221:2009), классификация бетонов производится по основному назначению, виду вяжущего, виду заполнителей, структуре и условиям твердения:

• По назначению различают бетоны обычные (для промышленных и гражданских зданий) и специальные — гидротехнические, дорожные, теплоизоляционные, декоративные, а также бетоны специального назначения (химически стойкие, жаростойкие, звукопоглощающие, для защиты от ядерных излучений и др.) [4] .
• По виду вяжущего вещества различают цементные, силикатные, гипсовые, шлакощелочные, асфальтобетон, пластобетон (полимербетон) и др.
• По виду заполнителей различают бетоны на плотных, пористых или специальных заполнителях.
• По структуре различают бетоны плотной, поризованной, ячеистой или крупнопористой структуры.
• По условиям твердения бетоны подразделяют на твердеющие
  • в естественных условиях;
  • в условиях тепловлажностной обработки при атмосферном давлении;
  • в условиях тепловлажностной обработки при давлении выше атмосферного (автоклавного твердения).

Дополнительно к классификации ГОСТ 25192-2012 (ДСТУ Б В.2.7-221:2009) используется классификация бетонов по объёмной массе:

• особо тяжёлый (плотность свыше 2500 кг/м³) — баритовый, магнетитовый, лимонитовый;
• тяжёлый (плотность 2200—2500 кг/м³);
• облегчённые (плотность 1800—2200 кг/м³);
• лёгкий (плотность 500—1800 кг/м³) — полистиролбетон, керамзитобетон, пенобетон, газобетон, арболит, вермикулитовый, перлитовый;
• особо лёгкий (плотность менее 500 кг/м³).

По содержанию вяжущего вещества и заполнителей бетоны подразделяют на:

• тощие — с пониженным содержанием вяжущего вещества и повышенным содержанием крупного заполнителя;
• жирные — с повышенным содержанием вяжущего вещества и пониженным содержанием крупного заполнителя;
• товарные — c соотношением заполнителей и вяжущего вещества по стандартной рецептуре.

Виды заполнителей

Для производства легких бетонов находят применение заполнители природного и искусственного происхождения. Среди прочих натуральных компонентов чаще всего в этом качестве выступает пемза и вулканический туф. Шлаки химического происхождения, представляющие собой промышленные отходы, В числе заполнителей данного типа вступает керамзит вермикулит, аглопорит.

Керамзит является продуктом, получаемым на основе глинистого сырья посредством обжига. Вспученная глинистая масса представляется в виде гранул, которые просушиваются перед температурным воздействием, которое способно увеличить их в объеме почти в 17 раз. Итогом технологического процесса является керамзитовый гравий.

Перлит является ненатуральным материалов, изготовленным на основе горных пород полимерного происхождения. В ходе термообработки при температуре до 1300С из породы получают щебень

Вермикулит получают на основе технологии выветривания камня. Материал при нагреве до 900С вспучивается и увеличивается в объеме практически в 40 раз.

Аглопорит получают при спекании веществ, которые образуются в ходе сжигания и переработки углей с глинистой породой.

Классификация

Легкие бетоны классифицируются по ряду признаков.

Градация по виду заполнителя:

Плотные. Смеси для ответственных строительных работ.Пористые. Применяется в качестве материалов для внутренних строительных работ.Специальные. Смеси под индивидуальные нужды – состав формируется в зависимости от требуемых свойств.

Виды по назначению:

Обычного назначения. Применяются в рамках классического частного строительства.Специального назначения. Бетонным смесям предаются особые свойства – химическая стойкость, дополнительное звукопоглощение, прочее.

Классификация по типу вяжущего вещества:

Цементные. Классический соединитель бетонной смеси.Силикатные. Вяжущая основа – соединения кремния.Гипсовые. Соединительные компоненты – гидраты и сульфаты кальция.Прочие. Полимерные, шлакощелочные, асфальтосодержащие.

Градация по структуре раствора:

Плотная смесь;Поризованная смесь;Ячеистая смесь;Крупнопористая смесь.

Классификация по особенностям твердения:

Обычные бетоны. «Созревание» происходит за 26-30 суток.Тепловлажностные бетоны. Затвердевание обусловлено повышенными значениями влажности и температуры.Автоклавные бетоны. Набор прочности происходит при высоком давлении/температуре.

Виды легких бетонов по объемной массе:

Обычные. Средняя плотность – 1000-2000 килограмм на кубометр.Облегчённые. Средняя плотность – 500-1000 килограмм на кубометр.Сверхлегкие. Плотность – менее 500 килограмм на кубометр.

Классификация по концентрационным разностям компонентов:

Товарные. Производятся по стандартным рецептам, соответствующим ГОСТам.Жирные. Содержат меньше заполнителей и больше вяжущей основы.Тощие. Содержат больше заполнителей и меньше вяжущей основы.

Специфика легких бетонов

Преимущества продукции – это выгодная цена, небольшая масса и легкость в использовании/обработке. При выполнении вторичных работ они позволяют снизить финансовые затраты без потери общих технико-эксплуатационных свойств конструкций. Привнесение в бетонную смесь дополнительных компонентов повышает её теплотехнические и акустические характеристики, уменьшает вес постройки. Дополнительный фактор – экономия трудовых затрат. Лёгкие бетоны готовятся самостоятельно, легко транспортируются при необходимости.

Ключевым фактором при подборе конкретного типа легкого бетона и его состава, являются оптимальные условия получения материала с заданными характеристиками плотности, прочности и удобоукладываемости. В этом контексте задача осложняется трудностями с расчётами, поскольку пористые заполнители сильно поглощают воду (часто нелинейно и плохо прогнозируемо), прочие параметры колеблются в широких пределах. В рамках частного строительства при замесе легкобетонных смесей комбинация компонентов подбирается экспериментальным путем.

Из существующих методик оптимальным считается расчет соотношений расхода сыпучих компонентов к воде путем создания пробных замесов в небольшом количестве. После получения готовой субстанции, она пробуется на практике. При получении удовлетворительного результата бетонную смесь изготавливают в нужном объеме по формуле, полученной эмпирическим путём.

Тонкости технологии производства

Как известно, технология производства бетона с небольшим весом существенно отличается от производства тяжелого бетона. Чтобы создать качественный продукт пористый элемент нужно поместить в сухие условия, где отсутствует влага. При этом фракции не должны быть смешанными, а раздельными. В противном случае состав продукта будет отличаться от требуемого.

Также важно осторожно доставить заполнители на место производства. Любое разрушение, проникновение влаги или смешивание существенно навредят консистенции. В большинстве случаев легкие смеси создаются в специализированных смесителях, где исключена вероятность расслоения составляющих. Воду подают в емкость постоянно до завершения загрузки. Время смешения определяется работой смесителя, скоростью оборотов и плотностью смеси.

Для уплотнения конструкции задействуется технология вибрирования. Именно посредством вибрации материал обретает одну уникальную особенность. В завершении легкие зерна выплывают на верх, а цемент оказывается снизу.

Изделия из описываемого стройматериала часто поддаются дополнительной обработке в среде с насыщенным паром. Для ускорения затвердевания бетона, лучше задействовать беспаровой прогрев в среде с пониженной влажности. Именно такой подход гарантирует полную очистку материала от влаги, не нарушая прочностные показатели.

По составу

Наполнитель бетона во многом определяет его разновидность. На сегодня известно множество типов материалов, которые приготавливаются с применением самых разных добавок. Чаще всего в строительстве используют:

• Пенобетон – тип ячеистого бетона, изготавливаемый с применением пенообразователя. Имеет высокую плотность, морозостойкость, способность сохранять тепло внутри здания.
• Газобетон – готовится с добавлением газообразователя, обычно – мелкодисперсного алюминия. После замешивания образует массу со сливающимися порами диаметром до 4 мм.
• Керамзитобетон – включает в себя керамзит и воздухововлекающие добавки. Имеет небольшой удельный вес, почти не поддается усадке, может выдерживать до 30 циклов заморозки/разморозки.
• Силикатный бетон – вместо цемента в нем применяют известняк, который перемешивается с кремнеземистыми компонентами. Ингредиенты вступают в химическую реакцию и образуют гидросиликат кальция, который обеспечивает надежную связь заполнителей и раствора.
• Опилкобетон – готовится с древесной стружкой и может использоваться как теплоизоляционный или конструкционно-теплоизоляционный материал.
• Полистиролбетон – содержит в составе полистирольную крошку, которая наделяет готовую смесь отличными теплоизоляционными характеристиками. Область применения легких бетонов этого типа – утепление чердаков, стен, устройство стяжки.

Легкие бетоны – универсальный материал при сооружении зданий. Его широкая классификация позволяет строителям с легкостью подобрать именно тот тип бетонной смеси, который оптимально подходит для конкретного вида работ.

Виктор Филонцев

Образование:
НИУ МСГУ, Кафедра Технологии вяжущих веществ и бетонов, 2003.

Опыт работы:
12 лет в сфере производства бетона.

Текущая деятельность:
независимые консультации в сфере строительства.