50. Лёгкие бетоны. Классиф, св-ва, обл прим.

К группе лёгких бетонов относятся бетоны со ср. плотн. 500 – 1800 кг/м3. По способу создания в бетоне искусственной пористости их разделяют на: 1) бетоны на пористых заполнителях; 2) крупнопористые (беспесчаные); 3) ячеистые. По назначению в соотв-ии с техн. свойствами бетоны делят на: конструкционные (ср. плотн. 1400 – 1800 кг/м³, М не менее 50 кс/см²); конструкционно-теплоизоляционные (для ограждающих и самонесущих к-ций, ср. плотн. 1400 – 1500 кг/м³, Rсж. не менее 35); теплоизоляционные (ср. плотн. не менее 500).

Бетоны на пористых заполнителях. Применяются для обширной номенклатуры строительных деталей и конструкций – для снижения веса и теплопроводности. Для приготовления лёгких бетонов применяют минеральные вяжущие: цемент, известь, гипс. В кач-ве заполнителей: искусственные, получаемые из отходов, естественные. К искусственным относят: 1) керамзит, получаемый из легкоплавких глин в виде гравия и песка; 2) аглопорит (????), получаемый из смеси глины и золы, шлака в виде щебня; 3) вспученный перлит и вермикулит; перлит получают вспучиванием обсидиана, вермикулит – из гидрослюды; 4) шлаковая пемза (термозит) в виде кусков; 5) зольный гравий, получаемый после обжига из золы, смешанной с твёрдым топливом. Исп-т также зола-унос, топлёные шаки, ???зит. Из естественных заполнителей применяют вулканические туфы, пемзу, известняки-ракушечники, известковые туфы., если бетон производится в районах добычи этих пород. Лёгкие бетоны часто называются по названию заполнителя, например – керамзито-бетон. Осн. х-кой заполнителя явл-ся насыпная плотность. Согласно насыпной плотности заполнители делятся на марки: 100, 150, 200, 250, …, 400, 500, 600, 800, 1000, 1200 кг/м³.

Качество лёгких бетонов оценивается двумя важными показателями: проектной маркой на сжатие и ср. плотностью. Поэтому маркировка лёгких бетонов состоит из двух цифр, например, М 75/1200. Числитель – прочность, знаменатель – плотность. Нормирование ср. плотности необходимо для контроля соблюдения теплотехничских свойств м-ла.

Ср. плотность лёгкого бетона слитного строения на пористых заполнителях зависит от плотности заполнителя. Чем легче заполнитель и больше его расход, тем ниже ср. плотность бетона. Поэтому при определении сотава бетона стремятся к макс. заполнению пористым заполнителем. Добиваются этого путём подбора рационального зернового состава смеси мелкого и крупного заполнителя, а также использованием текущих приёмов: принудительного перемешивания, интенсивного уплотнения.

Поскольку пористые заполнители отсасывают часть воды затворения, в рез-те чего смесь быстро теряет подвижность и удобоукладываемость, весьма полезно применять пластифицирующие добавки. Прочность лёгких бетонов зависит от тех же факторов, что и прочность тяжёлых, т. е. от качества м-лов, пористости цементного камня. Прочность вычисляют:

Rб = А₂Rц(Ц/В – В₂)

А₂, В₂ – к-ты, зависящие от вида и прочности пористых заполнителей. Установлены проектные марки: М25, М35, М50, М75, М100, М150, М250, …, М300, М400. На осевое растяжение: Р-10, Р-15, …, Р-35. Для бетонов высоких марок мелкий заполнитель заменяют кварцевым песком, а чтобы получить очень лёгкие бетоны, растворную составляющую дополнительно поризуют, вводя пену, газообразователи.

Деформативные свойства лучше, чем у тяжёлых бетонов. Так, при одинаковой прочности предельная сжимаемость у лёгкого бетона в 1,5 – 2 раза больше, чем у тяжёлого, и составляет 1,5 – 2 мм/м. Предельная растяжимость 0,2 мм/м (у тяжёлого – 0,1 мм/м). Благодаря этому лёгкие бетоны трещиностойки. Усадка и ползучесть – выше. Теплопроводность: λ=0,15 – 0,75 Вт/мºС. Морозостойкость: F15 – F200. Водонепроницаемость: W2 – W6 (W16 – W18).

Крупнопористый бетон. Получают из гравия, воды и цемента. ПЦ 400, К3 = 5 – 20 мм. Этот бетон имеет крупные поры – пустоты, а ср. плотность менее 600 – 700 кг/м³. Расход цемента низкий (75 – 100 кг/м³). М75 – 150, теплопроводность 0,55 – 0,8 Вт/мºС. Ср. плотность на плотном щебне 1700 – 1900 кг/м³, на керамзитном – 700 – 500 кг/м³. Широко применяется в монолитном стр-ве. Требует двустороннего оштукатуривания.

50. Ячеистый бетон. Получают в рез-те затвердевания предварительно поризованной смеси вяжущего вещ-ва, кремнеземистого компонента и воды. Ячеистый бетон содержит условно замкнутые поры размерами 0,8 – 2 мм (занимают до 15% объёма). По способу образования пористой структуры ячеистые бетоны разделяются на газобетоны и пенобетоны. В газобетонах поры получаются в рез-те вспучивания бет. смеси при выделении газа в реакции между вяжущим и добавкой-газообразователем. Получение пенобетонов основано на смешивании вяжущего, заполнителя и воды с отдельно полученной устойчивой пеной. Приготовляют газо- и пенобетон на ПЦ, иногда добавляя до 10% извести. Заполнитель: молотый кварцевый песок или другой кремнеземистый компонент. Если в кач-ве вяжущего используется только известь, то такие газобетоны называются газосиликатами, если кремнеземистый м-л (зола) – то это газозолобетон. По виду вяжущего (кроме цемента и молотой негашёной извести) ячеистые бетоны бывают следующими: газогипсобетоны и пеногипсобетоны; пенобетоны на известково-нефелиновом вяжущем.

По способу твердения ячеистые бетоны бывают: безавтоклавные, автоклавные, комбинированные. По назначению: теплоизоляционные (ср. плотн. менее 500 кг/м³); теплоизоляционно-конструкционные (ср. плотность 900 – 500 кг/м³); конструкционные (ср. плотность 900 – 1200 кг/м³).

Вяжущие: ПЦ не ниже 400, молотая негашёная известь не ниже 2 сорта, гипс и нефелиновый цемент. Кремнезём-компоненты: кварцит (Sуд.=2000 – 3200 см²/ч.); зола-унос; молотый гранулированный шлак; природный м????т. Соотношение в составе бетона устанавливается опытным путём. Для получения газобетона исп-т газообразователи: алюминиевую пудру, технический пергидроль, CaCO₃+HCl, H₂O₂. Технич. пену получают в лопастных пеновзбивателях из водного раствора ПАВ, понижающих поверхностное натяжение воды (ПАВ смолосапониновый, алюмосульфонафтеновый, сульфалон., смолосапониновый, ГК – «бойенская гидролизованная кровь», сульфанол

Кроме того, пена не должнао падать в теч. 30 – 40 мин.

Технология газобетонов. Исходные компоненты (вяжущие, заполнители, воду) нагревают, пермешивают 4 – 5 мин., затем вводят предварительно приготовленную мыльную суспензию алюмин. пудры (при т-ре 60С). Всё смешивают и разливают в формы, заполняя их на 2/3 высоты. Вспучивание смеси происходит в рез-те реакции:

3Ca(OH)₂ + 6Al + 3H₂O → 3CaO · Al₂O₃ · 6H₂O + 3H₂↑

Широкое распространение получила вибрационная технология газообразования; за счёт тиксотропии снижается на 20 – 25% кол-во воды затворения и ускоряется вспучивание. Мелкопористый бетон получается за счёт равномерного распределения пузырьков газа. После твердения изделие извлекается из формы, срезается горбушка. Обычно формуют целый блок – длина 3,4, высота 2 м – кот-й затем разрезают на мелкие прямоугольники.

Технология пенобетонов. Заключается в раздельном приготовлении раст-ой смеси и пены в разных смесителях. Смесь разливается в формы, полностью заполняя их. Если требуется, предварительно в форму укладывается арматура. В декоративные пенобетоны целесообразно вводить добавки: K₂CO₂, Na₂SO₄.

Основными свойствами ячеистых бетонов явл-ся ср. плотность и прочность. Обе характеристики связаны между собой и зависят от пористости. Марки по прочности: 15 – 150. Морозостойкость: наибольшая достигает F100. Применяют как тепло- и звукоизоляционный м-л, а также архитектурно-отделочный и конструкционный м-л.