Виды и классификация легких бетонов

Сфера и особенности применения

Характеристики этой разновидности позволяют: Возводить легкие конструкции, включая армируемые стены и перекрытия. Для их усиления выбираются обычные металлические стержни, балки, швеллеры, армопояса, колонны и ригели из более тяжелых строительных смесей. Максимальный эффект энергосбережения наблюдается при закладке элементов, разделяющих разнотемпературные зоны: наружных стен, перекрытий первого и последнего этажа. Использовать материал в качестве промышленного утеплителя: обеспечивая минимальную нагрузку на фундамент, бетон хорошо выдерживает высокую температуру и не боится воздействия агрессивных сред. Изготавливать кладочные изделия: блоки, панели, элементы перекрытий. Закладывать пролеты, фермы и проезжие плиты мостов при условии их напряженного армирования. Проводить реставрационные работы, включая ремонт тоннелей, крупноблочных МКД, колонн и мостов.

Класть и футеровать печи (для жаростойких растворов). В большинстве случаев блоки из облегченных марок легко поддаются обработке и распилу, при их отделке не возникает проблем. Ограничением применения является высокая способность к водопоглощению, при обычных условиях этот материал не подходит для возведения фундаментов и подземных конструкций. Исключения представляют составы с гидрофобными добавками, имеющие марку водонепроницаемости от W4 и выше. Блоки из такого бетона, используемые для строительства наружных систем, нуждаются в закрытии от внешних воздействий, проще всего это сделать с помощью штукатурки. Технология производства, нюансы замеса своими руками

Применение тяжелых и легких бетонов

Тяжелый бетон обладает высокой и прочностью и большим сроком службы. Поэтому он широко используется при изготовлении фундаментов, несущих конструкций, дорожных покрытий, различных железобетонных изделий и пр. Этот строительный материал имеет высокую морозостойкость и водонепроницаемость. Низкая истираемость позволяет из тяжелого бетона изготавливать тротуарную плитку, ступени, дорожные и аэродромные плиты, бордюры.

Легкий бетон, благодаря своему низкому весу, высокой шумоизоляции и теплоизоляции, используется для возведения ограждающих конструкций жилых и общественных зданий. Дом, построенный на основе легкого бетона, способен «дышать». Зимой в таком помещении тепло, а в летнюю жару прохладно.

Как правило, легкий бетон используется в монолитном исполнении, либо для изготовления стеновых блоков (пеноблоков, газоблоков, керамзитоблоков). В отличие от тяжелого, легкий бетон легко поддается сверлению, пилению, штроблению. Возведение стен из таких блоков может осуществляться при помощи специального клея, благодаря чему образуется минимальный кладочный шов.

Пропорции бетона разных марок

Весь этот ассортимент и спектр качеств получается при использовании одних и тех же материалов, просто в разном количестве. Для достижения требуемых характеристик необходимо рекомендованные пропорции соблюдать строго.

При строительстве своего дома, хочется сделать все как можно лучше, в связи с чем при составлении бетона возникает желание добавить больше цемента: чтобы было прочнее. Делать этого не следует. Лучше станет вряд ли, а вот хуже — запросто. Для набора прочности бетону необходимо определенное количество воды и других компонентов. Если воды будет мало, цемента много, связи между частицами образуются в недостаточном количестве, из-за чего бетон может трескаться и крошиться. Тоже относится и к количеству заполнителей. И слишком большое их содержание, и недостаточное, негативно сказывается на качествах бетонного камня.

Пропорции бетона отображаются обычно в долях. За единицу берется количество цемента, а остальные компоненты прописываются по отношению к нему. Данные приводятся в виде таблиц для соответствующих марок, обязательно указаны единицы измерения. Такую таблицу компонентов бетона вы видите ниже.

Пропорции бетона разных марок из портландцемента М400 и М500

Как определить требуемые пропорции бетона по этой таблице? Во второй колонке находите требуемую марку бетона. Например, нужен M250. В зависимости от того, какой портландцемент будете использовать М 400 или М 500, выбираете одну из двух строк. В третьей колонке указаны пропорции для бетона в килограммах: для 400 цемента это 1/2,1/3,9. Обозначает это вот что: для получения бетона марки М 250, на 1 кг портландцемента М400 необходимо добавить 2,1 кг песка и 3,9 кг щебня. Аналогичным образом определяете пропорции для бетона М200 — данные для него в таблице находятся чуть выше, или бетон М 300 — чуть ниже.

В четвертой колонке представлены объемные доли: все компоненты даны из расчета на 10 литров. Выбираются они аналогично.

В подобных таблицах не указано количество воды. Оно зависит от того, какой густоты вам необходим раствор. Водо-цементное отношение дают отдельными таблицами. Например, ниже даны данные о количестве вводы по отношению к килограмму цемента, при условии использования заполнителей средних размеров.

Количество воды для получения бетона требуемой марки при использовании щебня и песка средних размеров

Например, для получения бетона марки М 300 пропорции цемента М 500 и воды определены как 0,61. Это значит что на 1 кг цемента в раствор добавляют 0,61 литра воды (610 мл). При этом получается среднепластичный раствор, который используется чаще всего. Но при заливке фундаментов или других конструкций с густым армированием может понадобиться пластичный раствор. Тогда при определении количества воды кроме марки цемента необходимо учитывать еще и размеры заполнителей и то, насколько текучим должен быть раствор. Эти данные представлены в таблице ниже.

Количество воды в бетоне в зависимости от размеров щебня /гравия и текучести раствора

Иногда необходимо определить, сколько же цемента вам потребуется для той или иной задачи. Для этого необходимо знать, сколько цемента содержится в кубометре бетона. Данные по маркам бетона и цементов вы найдете в таблице ниже.

Количество цемента на куб бетона

Технология приготовления

Газобетон изготавливается путем добавления газообразующих примесей, способствующих расширению раствора и образованию внутри него ячеек с газом. Ширина ячеек составляет 1-2 мм. Все пространство между порами занимает раствор. Пенобетон готовится по похожей технологии, только средством, служащим для создания пор, является пенообразователь. Заранее приготовленная пена смешивается с раствором. Конечный продукт после застывания получает пористую структуру.

Пену готовят путем взбивания воды с пенообразующим жидким канифольным мылом на основе животного клея. Компоненты для пенобетона смешивают внутри специальных устройств, после чего получившийся раствор закладывают в формы, отправляют в автоклавные печи либо пропарочные камеры.

Газобетон производится посредством смешивания цементного песка, кремнеземистых веществ, воды. Иногда сюда же вводят известь. Хорошенько перемешав состав, к нему присоединяют газообразователь, в роли которого выступает алюминиевая пудра либо пергидроль.Внутри печей раствор под большим давлением пара раскаляется до высочайших температур, достигающих практически двухсотой отметки термометра. Такие манипуляции содействуют активной связи кремнеземистого материала с гидроксидом кальция. Итоговым результатом получается гидросиликат кальция с высокой прочностью, долговечностью.

Больше пользуется спросом первый вариант газообразователя, имеющий консистенцию тонкодисперсного порошка. Возникновение пор здесь осуществляется благодаря взаимосвязи алюминиевой пудры и гидроксида кальция. При этом возникает химическая реакция, способствующая вспениванию цементного раствора, который по окончании застывания получает пузырчатую структуру.

Приготовленный раствор газобетона заливается в металлические формы. Технология заливки заключается в том, чтобы формы наполнились до верха по окончании вспенивания смеси. После этого материал помещают внутрь автоклавных печей, где под воздействием пара, большого давления, очень высоких температур он стремительно твердеет. Данный метод обработки обогащает конечный продукт высоким коэффициентом прочности, а также позволяет вместо цемента использовать известь, и получить при этом газосиликатные изделия.

Бетоны с крупнопузырчатой структурой изготавливаются из цементного порошка, крупного наполнителя, которым может выступать гравий либо щебенка, а также воды. Как правило, сей раствор идет без песка, и называется беспесчаным. Однако иногда песок в очень малых дозах добавляют к содержимому строительного состава. Такой тип смеси называют малопесчаным.

Пример подбора рецептуры

Существует несколько вариантов подбора плотности легких бетонов. Один из них – приготовление опытных затворений.

Цемент и наполнители

Для этого берется стандартная рецептура, используемая для обычных бетонов. Это один объем цемента и шесть объемов заполнителя. Если в качестве наполнителей используется комбинация из двух или трех видов, к примеру, керамзит и вспученный перлит, то крупной фракции (керамзит) добавляется 4 части, а мелкой (перлит) 2 части.

Вода

С водой сложнее, здесь придется подгонять ее количество под назначение бетонной смеси. Если раствор будет использован для стяжки, то лучше его сделать жидким.

Проверка заготовок

Затем производится заливка легкого бетона в емкость, обычно куб. После высыхания заготовка проверяется на прочность. Такие же заготовки придется делать из растворов, приготовленных по другим рецептам. К примеру, можно увеличить количество керамзита или, наоборот, перлита, уменьшая объем вносимого цемента. При этом придется увеличить объем воды.

Перлит.

Прочности всех заготовок сравниваются между собой. Определяется тот показатель, который подходит под требования заливаемой конструкции. Но при этом обязательно учитывается экономическая составляющая. К примеру, из двух подходящих рецептур лучше выбрать самый дешевый состав.

Искусственные пористые заполнители

В ряде случаев промышленные отходы можно использовать в качестве сырья для получения заполнителей. Например, при производстве жёлтого фосфора из фосфоритов на 1 т продукции приходится 10 т отходов в виде шлака. Из этих отходов в Казахстане организовано производство щебня, который в 2-3 раза дешевле щебня из природного камня. В Азербайджане получают искусственный пористый заполнитель — аглопорит из отходов алюминиевого завода, а также из отработанного гумбрина — глины, используемой в нефтеперерабатывающей промышленности для очистки нефтяных масел.

Современные технологии переработки неоднородных городских бытовых отходов предусматривают предварительное извлечение из них ряда полезных веществ и термическую обработку. В результате получают спекшиеся остатки, вполне пригодные в качестве заполнителей для бетонов определённого назначения или материала для устройства оснований дорог вместо дробленых каменных пород.

Таким образом, для разнообразных по назначению и свойствам бетонов могут оказаться пригодными различные отходы или продукты их переработки. В решении многоаспектной и сложной проблемы защиты окружающей среды от выбрасываемых отходов важная роль отводится строителям, имеющим возможность их использования в качестве заполнителей для бетона. Потребность в заполнителях огромна, она соизмерима с объёмами имеющихся отходов, что позволяет значительно уменьшить расходование природных ресурсов в сфере строительства.

Тяжелый и легкий бетоны: сравнительные характеристики

Тяжелый бетон отличается от легкого, прежде всего, плотностью. Для первого этот показатель варьируется в пределах от 1800 до 2500 кг/м3. Для легких бетонов характерна плотность – 600-1800 кг/м3. Разница в данном значении достигается за счет вида компонентов, используемых при изготовлении бетонной смеси.

При замешивании тяжелого бетона традиционно используется цемент, плотные заполнители, вода. В качестве крупного заполнителя используется гранитный щебень фракции 5 20 или гравий, мелким заполнителем является песок средней фракции. Все они в совокупности образуют плотную структуру, а при затвердевании – твердый камень, обладающий высокой прочностью.

В отличие от тяжелого бетона легкий имеет ячеистую структуру, которая образуется в результате использования пористых заполнителей (керамзит, известняк, пемза, туф) или специальных наполнителей. Последние, как правило, имеют неорганическое происхождение. При их взаимодействии с вяжущим компонентом выделяется кислород, за счет которого и образуется пористая структура в легком бетоне.

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.

Состав, характеристики и свойства

При изготовлении облегченных растворов в качестве вяжущего подбирают цемент, известь, гипс, шлаки, полимеры и их комбинации. Ячеистые и поризованные разновидности практически не содержат крупных фракций, основным наполнителем для них является песок. В остальных случаях засыпаются керамзит, шунгизит, доменные отвальные шлаки, туф, пемза, вермикулит или перлит и аналогичные породы. Большинство крупнопористых составов содержат минимум песка, его заменяет мраморная крошка, помолы доломитов, пемзы и вулканического туфа. При приготовлении арболита и его аналогов используются органические вещества – опилки хвойных пород или продукты чесания льна или пеньки. Несмотря на разную основу легкие виды бетонов имеют общие свойства и особенности: 1. Низкий коэффициент теплопроводности.

Значение этого показателя зависит от пористости заполнителя или самой структуры и сухости материала и варьируется от 0,055 до 0,75 Вт/м·°C. Теплоизоляционные параметры ухудшаются при увеличении объемной влажности (коэффициент возрастает на 0,01-0,03 при изменении насыщенности влагой на 1%). Лучшие показатели в этом плане имеют марки на основе вспученного вермикулита. 2. Зависимость итоговой прочности материала от вида вяжущего и качества заполнителя (причем в большей степени от второго фактора).

Рабочие характеристики во многом определяются долей цемента в составе (чем она выше, тем долговечнее бетон, но тем хуже его теплоизоляционные свойства), пористостью и насыпной плотностью крупных фракций, и методами уплотнения при замесе и заливке. 3. Достаточно высокую для применения снаружи морозостойкость, ее стандартное значение варьируется от 15 до 200 циклов и при необходимости доводится до 400, лучшие показатели наблюдаются при использовании в качестве заполнителей керамзита, пемзы и аглопорита (от F100 и выше). 4. Хорошую огнестойкость у большинства смесей за исключением пенополисторолбетонов.

Сфера использования

Сферы применения легкого бетона.

Пористый строительный материал, плотность которого доходит до 1200 кг/м3, зачастую применяют при:

стяжке перекрытий, полов;
цельной закладке стен;
изготовлении стеновых панелей;
закладке пустошей, обвалов грунта;
монтаже мостовых свай;
укладке дорог;
реставрации туннелей.

Стеновые панели на основе крупноячеистых смесей используются во время постройки цельных либо крупноблочных сооружений. За счет того, что в состав не входит песок, плюс за счет возможности приготовить раствор самостоятельно, строитель может значительно сэкономить средства.

Легкие материалы с мелкопузырчатой структурой больше пользуются спросом при возведении частных одноуровневых усадеб. Такие дома получаются очень теплыми, крепкими, устойчивыми к пожарам.

Ячеистые бетоны

Основой ячеистых бетонов являются кремнеземистые наполнители, которые в ходе реакции образуют внутри массы пустоты овальной или круглой формы. Такие стройматериалы производятся по трем разным технологиям:

путем обработки в тепловлажностных камерах;
в ходе естественного твердения;
в результате автоклавного твердения.

Пенобетон

Пенобетон делают из цементно-песчаной смеси, воды и пенообразователя. Благодаря последнему в структуре стройматериала формируются поры. Пенобетон длительно набирает прочность – за 20-40 дней после заливки, причем в последующие 2-3 года его характеристики только улучшаются. Он используется для постройки домов, утепления крыш, полов, стен.

Утепление стен пенобетоном

Газобетон

В качестве газообразователя в данном материале выступает мелкодисперсный алюминий. Его вводят в основной состав из кварцевого песка, цемента, воды, известкового раствора, после чего начинается реакция вспенивания.

В результате создается масса с сообщающимися порами округлой или овальной формы размером до 4 мм. Газобетон хорошо подходит для всех видов строительства.

Газобетон AEROC Hard

НЕАВТОКЛАВНЫЙ ГАЗОБЕТОН

Двухкомпонентная смесь для изготовления легких гидро-, тепло-, звукоизоляционных монолитных конструкций.Для внутренних и наружных работ.
Использование научных инноваций в области нанотехнологий в совокупности с подбором качественных исходных материалов, позволили получить принципиально новый неавтоклавный влагостойкий газобетон, который по своим характеристикам превосходит автоклавный и требования ГОСТ по прочности, морозостойкости, теплопроводности.
Благодаря достигнутым на атомарном уровне высоким физико-техническим показателям наногазобетон «Пионер» обеспечивает универсальность его применения для различных конструктивных элементов зданий, как в жилищном, так и в промышленном строительстве.СВОЙСТВА И ПРЕИМУЩЕСТВА НАНОГАЗОБЕТОНАДОЛГОВЕЧНОСТЬ
Это качественно новый и долговечный материал, который не подвержен разрушению, устойчив к атмосферным воздействиям, УФ-излучению и, в отличие от других материалов, с течением времени только улучшает свои физико-технические свойства.