- •9. Легкие бetоны
- •9.1. Легкие бетоны на пористых заполнителях
- •9.2. Ячеистые бетоны
- •10. Бетон для бетонных и железобетонных сооружений, возводимых в зимних условиях
- •(Rсж, % от 28-суточной прочности нормального твердения)
- •11. Сборный железобетон
- •11.1. Основные сведения о железобетоне
- •11.2. Материалы для сборного железобетона
- •3. Производство сборного железобетона
- •11.4.Основные способы производства железобетонных деталей и изделий
- •Риc. 50. Схема стендов для формирования железобетонных изделий .
- •11.5. Применение сборного железобетона в транспортном строительстве
9.2. Ячеистые бетоны
Ячеистыми называют высокопористые искусственные каменные материалы с равномерно распределенными порами в виде ячеек диаметром 1-2 мм.
а) Классификация бетонов
По способу получения пористой структуры ячеистые бетоны подразделяются на пено- и газобетоны. В пенобетонах замкнутые поры образуются в результате смешивания цементного теста или растворной смеси с устойчивой пеной; в газобетонах пористую структуру получают вспучиванием цементного теста или раствора газами — продуктами реакций, вызываемых специально вводимыми в смесь добавками - газообразователями.
По назначению ячеистые бетоны разделяют на теплоизоляционные с объемной массой в высушенном состоянии менее 500 кг/м3, конструктивно-теплоизоляционные с объемной массой от 500 до 900 кг/м3 и конструктивные с объемной массой от 900 до 1200 кг/м3.
По виду применяемого вяжущего различают газобетоны и пенобетоны на портландцементе, цементноизвестковом и известково-нефелиновом вяжущем; газо-силикаты и пеносиликаты на воздушной извести; газошлакобетоны и пеношлакобетоны, получаемые с применением доменных шлаков с активизирующими добавками (извести и гипса).
По условиям твердения ячеистые бетоны подразделяются на бетоны естественного и автоклавного твердения. В строительстве наиболее широко применяют более прочные и долговечные автоклавные ячеистые бетоны.
б) Получение автоклавных ячеистых бетонов
Для получения автоклавных бетонов используют вяжущее (цемент, известь и др.), кремнеземистые компоненты, порообразователи и воду. В качестве кремнеземистых компонентов берут молотый кварцевый песок или золу-унос ТЭЦ.
Процесс получения изделий из пенобетона складывается из следующих операций: приготовление устойчивой пены, приготовление раствора, совместное перемешивание пены и раствора, заливка пенобетонной смеси в формы, выдерживание пенобетонной смеси в формах, твердение изделий из пенобетона в автоклавах, охлаждение и распалубка изделий, отделка изделий.
Устойчивая пена приготовляется в пеновзбивателях путем перемешивания пенообразователя с водой. В качестве пенообразователей применяют водные растворы сапонина (вытяжка из растительного мыльного корня) пли водные клееканифольные растворы, приготовляемые из канифоли, омыленной щелочью, и животного клея, а также препарат ГК (гидролизованная кровь).
Раствор, состоящий из вяжущего, кремнеземистого компонента и воды, готовят в смесителе, куда затем подают приготовленную пену, и смесь перемешивают не менее 2 мин. Пенобетонную смесь заливают в металлические формы, куда в случае изготовления армированных изделий предварительно устанавливают закладные детали и арматурные каркасы.
При твердении пенобетона в автоклавах под давлением пара 8—12 атм (избыточных) гидрат окиси кальция Са(ОН}2 химически взаимодействует с кремнеземом Si02, входящим в состав кремнеземистого компонента. При этом образуются низкоосновные гндросиликаты кальция, в частности тоберморит 5СаО • 6SiO2 • 5Н2О (C5S6H5) и ксонотлит С656Н. Эти гидросиликаты характеризуются высокой прочностью, чем и объясняется повышенная прочность ячеистых материалов автоклавного твердения в сравнении с прочностью тех же бетонов естественного твердения или пропаренных при нормальном давлении и температуре до 100°С.
Процесс получения газобетона аналогичен процессу получения пенобетона. Различие в технологии заключается в следующем: в газобетономешалку вначале заливают воду, затем при включенном перемешивающем механизме подают вяжущее и кремнеземистый компонент. После перемешивания в течение 2-3 мин в газобетономешалку вводят газообразователь — алюминиевый порошок в виде водно-алюминиевой суспензии. Сразу же после окончания перемешивания газобетонную смесь выгружают в формы, в которых и происходит процесс вспучивания вследствие выделения водорода, образующегося по реакции
2Al+3Ca(OH)2+6H2O=3CaO•Al2O3•6H2O+3H2
В качестве газообразователя при получении газобетона применяют также пергидроль–водный раствор технической перекиси водорода H2O. Это нестойкое соединение разлагается в щелочной среде с выделением кислорода по реакции:
2H2O2=2H2O+O2
Твердение ячеистых бетоноа происходит в формах в автоклавах.
в) Свойства и применение ячеистых бетонов
Согласно СНиП II-21-75, ячеистые бетоны по прочности делятся на следующие марки: М15, М25, М50, M75, М100, М150.
По ГОСТ 12852-67 за марку (контрольную характеристику) ячеистых бетонов принимают предел прочности при сжатии образцов-цилиндров диаметром и высотой 100 мм или образцов-кубов с длиной ребер 100 мм в абсолютно сухом состоянии.
Средняя плотность ячеистого бетона в высушенном состоянии должна соответствовать марке и не превышать значений, приведенных ниже.
Марка бетона |
М15 |
М25 |
М35 |
М50 |
М75 |
М100 |
М150 |
Средняя плотность, кг/м3, не более |
400 |
500 |
600 |
700 |
900 |
1000 |
1200 |
Ячеистые бетоны характеризуются хорошими звукоизоляционными свойствами и легко обрабатываются.
Высокая пористость ячеистых бетонов определяет их низкую теплопроводность λ: она составляет 0,07-0,25 ккал/(м.ч. °С) [0,08-0,29 Вт/(м. °С)]. Из теплоизоляционного ячеистого бетона изготовляют плиты, скорлупы и сегменты для теплоизоляции труб, камни-вкладыши для стен и перекрытий, плиты для перегородок и наружных стен и др.