Легкие бетоны.

К легким бетонам относятся бетоны с плотностью в су­хом состоянии до 2000 кг/м³. Снижение плотности обеспечи­вается за счет использования пористых заполнителей природ­ного происхождения (туфы, пемзы, известняк-ракушечник и др.) и искусственных (керамзит, аглопорит, шлаковая пемза и др.). Марка бетона по средней плотности определяется в сухом состоянии и обозначается буквой «D» (например, D500 соответствует сред­ней плотности 500 кг/м³). В зависимости от прочности на сжа­тие бетоны подразделяют на 3 группы: теплоизоляционные, конструкционно-теплоизоляционные и конструкционные. Теп­лоизоляционные бе-тоны имеют классы прочности В0, 35-В2 и марки плотности от D200 до D500. Прочность конструк­ционно-теплоизоляционных бетонов соответствует классам В2, 5—В10 и маркам по плотности свыше D600. Конструкци­онные бетоны изго-товляют классов В12, 5-В40 с плотностью от D1100 дo D2000. Свойства легких бе-тонов определяют их область примене­ния.

По структуре легкие бетоны подразделяют:

обычные легкие бетоны на пористых заполнителях слитной структуры;

поризованные легкие бетоны, в которых растворная часть поризуется специа-льными добавками, обеспечивая заполнение поризованным раствором межзерно- вых пустот;

крупнопористые легкие бетоны, в которых отсутствует песок и сохраняются межзерновые пустоты в крупном запол­нителе.

Легкие бетоны на пористых заполнителях являются наи­более распростра-ненным видом легких бетонов. Пористый заполнитель характеризуется боль-шим объе­мом пор, что определяет его повышенное водопогло щение. Прочность пористого заполнителя значительно ниже прочности заполнителя из плотных ка-менных по­род и обычно ниже прочности растворной части бето­нов. Необходи-мость одновременного обеспечения пони­женной средней плотности и требуемой прочности лег­кого бетона определяет специфику подбора составов легких бетонов.

Для снижения плотности бетона необходимо обеспечить максимальное со-держание в бетоне самого легкого компо­нента — пористого заполнителя. Это достигается рациональ­ным подбором зернового состава. Однако при максималь­ном насыщении бетона крупным заполнителем, особенно в конструкционных и прочных конструкционно-теплоизоляци­онных бетонах, прочность бетона может оказаться ниже тре­буемой.

Для повышения прочности можно увеличить расход цемен­та, но при этом уве-личится и относительное содержание наибо­лее тяжелой составляющей бетона — растворной части, что при­водит к повышению его плотности. Возникшее противо-речие может быть разрешено правильным выбором вида и свойств заполнителя, обеспечивающего требуемые свойства бетона. Например, для получения легкого бе-тона класса В3, 5 и средней плотностью 800 кг/м³ наиболее рационально исполь-зовать ке­рамзитовый гравий с насыпной плотностью 300 кг/м³ при рас­ходе це-мента 230 кг/м³, а бетон с той же прочностью и более высокой плотностью — 1000 кг/м³ может быть получен при использовании керамзитового гравия с насып-ной плотностью 600 кг/м³ и расходом цемента 210 кг/м³.

Подбор состава легкого бетона производят на основе дан­ных ряда таблиц и поправочных коэффициентов, которые учи­тывают особенности влияния пористого заполнителя на свой­ства бетона. Окончательный выбор состава производится пос­ле экспериментальной проверки.

Высокое водоглощение пористого заполнителя, шерохо­ватая поверхность и в некоторых случаях угловатая форма зе­рен снижают удобоукладывемостъ легкобе-тонных смесей. Поэтому для улучшения формуемости в бетонную смесь вводят до-бавки ПАВ. При формовании изделий из легкого бетона используют интенсивные способы уплотнения, иногда с при­менением пригруза.

Водосодержание бетонной смеси с течением времени из­меняется из-за отсоса воды из цементного теста пористым за­полнителем. Этот процесс наиболее интенси-вно протекает в первые 10-15 мин после приготовления смеси. Количество воды, поглощенной заполнителем, зависит от свойств запол­нителя и начального водосо-держания бетонной смеси. Слож­ный характер влияния пористого заполнителя на технологи­ческие свойства бетонной смеси учитывается при расчете проч­ности бето-на, которая рассматривается как функция R_b = f(Ц) и вычисляется по формуле:

где — эмпирические величины, зависящие от свойств заполнителя.

Формула справедлива для составов с оптимальным водосодержанием, при-нимаемым по минимальному значению коэффициента выхода бетонной смеси .

В бетонах на пористых заполнителях формируется более прочная и плотная контактная зона, что объясняется отсосом воды из цементного теста заполнителем и лучшим сцеплени­ем цементного камня с поверхностью заполнителя. В резуль­та-те, несмотря на высокую пористость заполнителя, легкий бетон обладает низкой проницаемостью и как следствие это­го — достаточно высокой, долговечностью и коррозионной стой­костью.

Легкие бетоны на пористых заполнителях имеют марки по водонепроницае-мости — от W2 до W12 и по морозостойко­сти — от F25 до F500.

Легкие бетоны характеризуются пониженной теплопровод­ностью, которая за-висит не только от плотности бетона, но и от вида пористого заполнителя и струк-туры бетона. Напри­мер, при плотности легкого бетона 800 кг/м³ коэффициент теп­лопроводности (Вт/(м∙ К) составляет: для керамзитобетона — 0, 25, для пер-литобетона — 0, 22, для крупнопористого бетона-0, 30.

Деформативные свойства легких бетонов выше, чем тя­желых. Предельная растяжимость примерно в 2 раза больше, чем у тяжелых бетонов, что обеспечива-ет более высокую трещиностойкость.

Поризованный бетон изготовляют с целью снижения сред­ней плотности и те-плопроводности легкого бетона за счет до­полнительной поризации растворной час-ти. Для поризации используются воздухововлекающие добавки (СНВ, СДО, ЦНИПС-1 и др.), газо- и пенообразующие. Поризованные смеси отличаются хорошей связностью, повышенной удобоукладываемостью и нерасслаиваемостью. Степень поризации легких бетонов с мелким заполнителем не должна превышать 12%, а без него — 25%. При изготовлении поризованных бетонов необходимо учиты-вать снижение прочности бетона вследствие повышения пористости цементного ка-мня. Поризованные бетоны используются в ограждающих кон­струкциях.

Крупнопористый (беспесчаный) бетон изготовляют с при­менением однофра-кционного пористого крупного заполните­ля, вяжущего и воды. Вследствие исклю-чения из состава бе­тона песка и ограниченного расхода цемента, используемого то-лько для склеивания зерен крупного заполнителя, средняя плотность крупнозернис-того бетона уменьшается примерно на 600 кг/м³, повышаются теплозащитные свойства. Такой бетон можно использовать для возведения монолитных наруж-ных стен зданий, изготовления стеновых блоков с оштукатуриванием поверхностей и в качестве теплоизоляционных прослоек в многослойных ограждениях.

К легким бетонам относятся также ячеистые, отличитель­ной особенностью которых является своеобразная ячеистая структура, представленная большим коли-чеством равномерно распределенных условно замкнутых пор, разделенных тонки­ми и достаточно прочными перегородками из отвердевшего материала.

Ячеистая мелкопористая структура предопределяет высо­кие теплотехничес-кие и звукоизоляционные свойства такого бетона, что особенно важно при исполь-зовании его для тепло­изоляции и в ограждающих конструкциях. Пористость может достигать 85% от общего объема бетона, коэффициент тепло­проводности яче-истых бетонов, в зависимости от их плотно­сти изменяется в пределах от 0, 07 до 0, 38 Вт/(м∙ °С).

Применяют ячеистые бетоны для изготовления теплоизо­ляционных изделий, ограждающих конструкций жилых, об­щественных, сельскохозяйственных и про-мышленных зданий и сооружений; конструкционный ячеистый бетон использует­ся при изготовлении несущих элементов здании. Более подробные сведения об этих бетонах будут в теме «Теплоизоляционные материалы и изделия».