§ 5.3. Легкие бетоны

К большой группе бетонов, имеющих среднюю плотность до 1800 кг/м , относятся бетоны на пористых заполнителях, крупнопористые и поризованные бетоны, ячеистые бетоны.

Применение бетонов на пористых заполнителях позволяет снизить массу строительных изделий и конструкций за счет снижения средней плотности бетона, а также за счет уменьшения сечения конструкции, обусловленного снижением средней плотности и лучшими теплотехническими качествами.

Легкие бетоны на пористых заполнителях изготовляют, используя минеральные вяжущие вещества, воду, добавки, крупные и мелкие заполнители. В качестве заполнителей, как указывалось ранее, используются природные и искусственные пористые заполнители. Природные пористые заполнители получают дроблением и последующим рассевом исходных горных пород. Искусственные — в результате термической обработки сырья или горных пород с последующим рассевом или дроблением и рассевом, при этом они специально изготовляются или являются отходами промышленности. К специально изготовленным заполнителям относят керамзитовый, зольный и трепальный гравий, щебень из вспученных сланцевых пород, аглопорит, шлаковую пемзу, вспученный перлит, вермикулит, шунгизит и др. Из отходов промышленности в качестве пористых заполнителей используют топливные шлаки и золы, пористые металлургические шлаки, бой глиняного кирпича и других пористых керамических материалов, иногда шлаки от сжигания торфа. Пористые заполнители из отходов промышленности, учитывая их неоднородность, используют для изготовления малоответственных конструкций.

В некоторых случаях для изготовления конструкционных бетонов на пористых заполнителях в качестве мелкого заполнителя используют песок плотных пород (кварцевый). Свойства каждого вида пористого заполнителя регламентированы соответствующими ГОСТами или техническими условиями.

Важнейшими характеристиками бетонов на пористых заполнителях являются: средняя плотность, прочность при сжатии, морозостойкость. Для применения в ограждающих конструкциях важное значение имеют теплопроводность и структура бетона. Прочность легкого бетона на пористых заполнителях может изменяться в пределах от 0,98 до 32,2 МПа и выше. На прочность бетона оказывают большое влияние свойства пористого заполнителя, с возрастанием прочности цементного камня она увеличивается, но максимальная определяется прочностью пористого заполнителя. В свою очередь прочность заполнителя находится в определенной зависимости от его средней плотности. Следовательно, для получения бетона заданного класса с

минимальной (заданной) средней плотностью необходим соответствующий пористый заполнитель. Приемы определения состава бетона базируются также на методе абсолютных объемов, однако свойства пористых заполнителей (необходимая прочность, большое водопогло-щение, большая относительная поверхность) вносят существенные отличия от приема определения состава тяжелого бетона. Определение состава легких бетонов производится в соответствии со специальными инструкциями.

Морозостойкость легких бетонов относительно высокая, этому способствуют свойства пористого заполнителя. Для конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов она должна составлять 25...50 циклов, для конструкционных — 75...100 циклов и более. Легкие бетоны отличаются несколько большей стойкостью к агрессивной среде.

Теплопроводность таких бетонов зависит не только от средней плотности, но и от структуры бетона и заполнителя. Чем больше мелких пор в заполнителе и бетоне, тем выше теплоизолирующая способность, и наоборот.

Ячеистые бетоны представляют собой искусственный пористый камень с равномерно распределенными порами, крупность которых не превышает 2 мм. Ячеистые бетоны получают из смеси вяжущего, воды, тонкомолотого кремнеземистого компонента и порообразователя. Поризация смеси осуществляется либо химическим путем, либо смешиванием с пеной, приготовленной ранее механическим путем.

В первом случае в смесь вводят газообразующие добавки (алюминиевую пудру), которые, реагируя с компонентами вяжущего (известью), образуют газ, более или менее равномерно вспучивающий всю массу. Так получают газобетон. Во втором случае в специальных смесителях с быстровращающимися лопастями из воды с пенообразователем (СНВ, ЦНИИПС-1, 1К и др.) получается устойчивая пена, которая далее, смешиваясь с указанной выше смесью вяжущего, тонкомолотого кремнеземистого компонента и воды, образует ячеистую массу, а затвердевая — пенобетон. В зависимости от условий твердения ячеистые бетоны бывают автоклавные и безавтоклавные, а по области применения — теплоизоляционные (средняя плотность в сухом состоянии до 500 кг/м ); конструкционно-теплоизоляционые (500...900 кг/м ) и конструкционные (900...1200 кг/м3).

В нашей стране ячеистые бетоны широко используются главным образом как стеновой материал, имеются отдельные случаи их применения для изготовления покрытий и перекрытий. Основным недостатком ячеистых бетонов является повышенная влагоемкость,

что исключает их применение в сооружениях с относительной влажностью более 75 %.

Крупнопористый легкий бетон готовится из крупного заполнителя — гравия или щебня (плотного или пористого), цемента и воды, без добавления мелкого заполнителя — песка. Это обуславливает его крупнопористое строение, так как цементное тесто лишь частично заполняет межзерновую пустоту. Для получения крупнопористого бетона используется либо однофракционный, либо многофракционный заполнитель. При использовании много-фракцирнного крупного заполнителя качество бетона улучшается, но увеличивается средняя плотность. Наиболее эффективный крупнопористой легкий бетон может быть получен на пористом заполнителе. Крупнопористый бетон используется в основном как стеновой материал, но в сочетании с конструкционным бетоном может быть применен для изготовления покрытий и перекрытий. Использование крупнопористых бетонов недопустимо в районах с сильными ветрами и морозами, так как они легко продуваемы; кроме того, при сильных морозах крупные поры заполняются изморозью, что резко сокращает теплоизоляционные свойства. Стены из крупнопористого бетона должны оштукатуриваться.

Поризованные бетоны готовятся из смеси вяжущего, крупных заполнителей, поризующей добавки и воды. Иногда в состав смеси для поризованных бетонов добавляют мелкий заполнитель, но в таком количестве, которое не полностью заполняет межзерновую пустоту крупного заполнителя. Поризация растворной составляющей производится для уменьшения плотности бетона, повышения связанности и удобоукладываемости смеси. В результате поризации цементного камня или растворной части получается легкий бетон с хорошей структурой; в этом случае вся межзерновая пустота заполнена поризованным цементным камнем или раствором.