Легкий бетон

Легкие бетоны – группа бетонов, обладающих объёмным весом в пределах от 800 до 1800 кг/м³, согласно ГОСТу 25192-2012, – это свойство и определило название стройматериала. Материал бетон обрел широкую популярность в строительной области благодаря своим уникальным характеристикам. Он имеет низкую теплопроводность, а структура облегченного бетона полностью исключает применение тяжелых компонентов размером более 40 мм.

Разделяют два назначения бетона:

• обычное – используется в классическом строительстве зданий и сооружений (общественные и частные постройки);
• специальное – возведение конструкции с особыми свойствами, например, высокая степень звукоизоляции, радиоактивная стойкость.

Виды и классификация

Существует несколько разновидностей легкого бетона в зависимости от наполнителей.

По структуре материала:

• обыкновенный – наполнитель мелкой фракции смешивается с песком и цементом, получаются пустоты внутри изделия, которые занимают всего 5-6% от общего объема. Такой бетон легок, прочен и обладает неплохими теплоизоляционными данными;
• крупнопористый – в этом случае крупный наполнитель соединяется непосредственно с цементом без подмешивания песка;
• ячеистый – для создания внутри тела бетона применяют специальные пенообразователи. Таким образом создают изделие с множеством замкнутых пор. Материал негорючий, с высокими термоизоляционными характеристиками. Бетон широко используется для ограждающих и наружных конструкций зданий.

По составу – в замес включены различные наименования наполнителя:

• газобетон, в котором есть примесь алюминиевой пыли или другого газообразователя;
• пенобетон – используется любой пенообразователь. Материал получается высокого качества, обладает хорошими теплоизоляционными характеристиками и морозостойкостью;
• керамзитобетон, основной компонент – керамзит. Такой бетон легкий, не просаживается;
• силикатный – главный элемент известняк с кремнеземистыми примесями;
• опилкобетон – из названия понятно, что добавляется древесная стружка;
• полистиролбетон – легкий материал, в состав которого входит полистирольная крошка.

Все виды легкого бетона участвуют в строительном процессе.

Рис. 1 – Классификация легких бетонов

Состав

Наполнителем в легком бетоне служит щебень, доломит, известняк и другие компоненты.

Рис. 2 – Таблица классов и марок для легких бетонов

Количество воздуха в смеси крайне мало и не превышает 6-ти процентов от общего объема изделия. Существует так называемый беспесчаный (крупно- или высокопористый) бетон. В его структуру входят крупные фракции наполнителя. Особенностью этого вида легкого бетона является присутствие воздушных пустот между зернами заполнителя.

Еще одной разновидностью легких бетонов является поризованный вид, изготовленный на основе порообразователя с наполнителем. В теле материала присутствуют ячейки, что является фактором снижения плотности изделия.

Технология производства

Для изготовления легкого бетона не требуются специфические познания и определенный опыт работы с таким материалом. Поэтому сделать его в бытовых условиях не представляет большого труда. Все, что нужно приготовить, это классический состав: вода, песок, заполнитель, цемент. Привычными пропорциями считается соотношение: В (вода) – 0,5, П (песок) – 2, З (заполнитель) – 4, Ц (цемент) – 1.

Таблица 1 – Соотношение пропорций конструктивных элементов в зависимости от марки цемента

*Используется портландцемент, эквивалентный марке бетона

Инструменты, использующие в работе:

• бетономешалка для замеса смеси;
• специальный вибростол (для керамзитобетона);
• установка для изготовления пенобетона;
• блочные формы (для шлакоблоков, кирпича, пеноблоков).

Существует 2 способа изготовления легкого бетона:

Естественный способ

Этапы работ:

• сделать замес раствора вручную или с использованием бетономешалки;
• подготовить соответствующие формы (опалубку);
• залить готовую смесь;
• выдержать ее в течение 2,5 часов: чем выше марка бетона, тем меньше времени требуется на схватывание;
• извлечь готовое изделие, разобрав опалубку;
• просушить материал, на это отводится 25-30 дней.

Автоклавный способ

В качестве базового материала применяют кварцевый песок, портландцемент и известь. Для изготовления газобетона берется алюминиевая пыль.

Составляющие смеси поместить в автоклав, где компоненты выдерживаются под воздействием высокой температуры.

Под воздействием температуры смесь увеличивается до 80-ти процентов, приобретая легкость, прочность и высокую теплоизоляцию.

Тепловлажностные пропарочные камеры

Основан на выдерживании смеси в специальных емкостях под влиянием пара. Такой легкий бетон значительно лучше, его характеристики выше изделий, полученных первыми двумя методами, однако процесс отличается дорогим производством. Ускоренное твердение происходит за счет обработки изделия паром.

Этапы тепловлажностного воздействия на смесь:

• начальный нагрев, который длится от 2 до 5 часов;
• плавное повышение температуры на 30°C в час (продолжительность составляет 2-3 часа);
• поддержание на постоянном уровне 80°C (от 3 до 5 часов);
• охлаждение – длится до 3-х часов.

Свойства и характеристики

Все виды легкого бетона независимо от типа наполнителя имеют одинаковые свойства:

1. Низкая теплопроводность материала.

Она зависит от двух показателей: пористости и степени сухости наполнителя. Чем выше объемная влажность бетона, тем тепловые характеристики хуже.

1. Прочностные показатели готового изделия напрямую зависят от типа наполнителя.

Если в смесь добавить больше цемента, то материал в итоге станет прочным, однако его теплопроводность значительно уменьшится.

1. Морозостойкость.

При использовании портландцемента в качестве вяжущего вещества можно получить большую морозостойкость бетона. А морозостойкие заполнители – это керамзит, пемза и аглопорит.

1. Пожаробезопасность.

Основные параметры бетонов приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Характеристики легкого бетона

Положительные стороны легкого бетона:

• высокая степень теплоизоляции;
• малый вес;
• несложная обработка;
• выносливость к нагрузкам, колебанию температуры.

Минусы материала:

• дополнительные расходы на армирование конструкции;
• склонность к трещинообразованию в первое время эксплуатации (обычно при усадке фундамента);
• в условиях повышенной влажности требуется устройство гидроизоляции;
• слабо удерживает крепления, если сила направлена горизонтально, вырывая крепеж из материала;
• необходимость дополнительной обработки поверхности (грунтовка, штукатурка) при внутренней отделке помещений;
• недостаточная шумоизоляция.

Области и особенности применения

Легкие бетоны широко используются для строительства небольших конструкций, внутренних перегородок, теплоизоляции поверхности стен, огнезащиты, возведения монолитных сооружений. Кроме того, облегченный материал применяется в декорировании, реставрации поврежденных участков архитектурных объектов.

Итак, облегченный бетон имеет широкий ассортимент и используется в различных областях. Благодаря своим эксплуатационным характеристикам материал хорошо зарекомендовал себя в строительной сфере. Этот легкий и прочный стройматериал несложно изготовить в домашних условиях.

Источники информации:

1. [url] ГОСТ 25192-2012
2. [url]  ГОСТ 25820-83*
3. [url]  ГОСТ 25820-2014
4. [url] ГОСТ 7473-2010