К категории легких относятся бетоны, обладающие высоким уровнем пористости в объеме до 40% и показателем средней плотности, составляющим от 500 до 2000 кг/м3. Практическая сторона широкого применения в гражданском строительствелегких бетонных материалов лежит в плоскости замены и альтернативы кирпичу, тяжелым смесям, что позволяет осуществлять строительство, снижая при этом нагрузки на основание, сокращая затраты не только на компоненты по смете, но и транспортные расходы по доставке. Также этот вид материала обладает повышенными теплоизоляционными свойствами, которые необходимы зданиям в процессе эксплуатации. Помимо этого легкие железобетонные изделия позволяют применять их для строительства заборов и оград. Широкий спектр применения изделий с объемной массой до 2000 кг/м3 позволяет применять их в качестве целого ряда элементов при строительстве малоэтажных зданий и сооружений.
К данной группе бетонов относятся материалы, основанные на заполнителях пористого типа в виде: перлитобетона, аглопоритобетона, керамзиобетона, а также ряд материалов на заполнителях органического типа полистиролбетоны, костробетоны, арболиты. В числе легких также классические ячеистые бетоны, включающие в себя газобетон и пентобетон. В роли вяжущих компонентов при этом находят применение обычный и магнезиальный цементы, а также гипс.
Использование легких бетонов во многом оправдано их эксплуатационными качествами и доступной стоимостью по сравнению с тяжелыми. В отдельной категории находятся легкие материалы на бетонной основе с высоким пределом удельной прочности, достигающей значения более 25 МПа.
Изготовление
Традиционно бетонный раствор производится посредством смешивания трех основных ингредиентов: воды, щебня и песка. Окончательно марка материала формируется в зависимости таких критериев, как влажность песка и щебня, его фракция, объем добавляемой воды. В качестве легирующих добавок находят применение гидрофобизаторы, пластификаторы и т. д.
Наиболее важным параметром любого бетона является такая характеристика, как водоцементное соотношение. Для практичности это значение рассчитывается не только на основании коэффициента гидратации цемента, но и его и его пластичности, составляя от 0,3 до 0,5. Излишнее наполнение растворов водой приводит к его подвижности, которая в свою очередь снижает прочность. При этом важно соблюдать главное правило технологии – равномерность в распределении замкнутых ячеек, которые наполняются воздухом. Доля его содержания в легких бетонах может содержать от 5%.
Для изготовления автоклавного ячеистого газобетона используется поэтапная технология. Первоначально перемешивается известь, вода, цемент, а также кварцевый песок, а лишь на втором этапе смесь обогащается автоклавом, который вызывает вспучивание содержимого, благодаря которому в процессе вспенивания увеличивается содержание кислорода. Впоследствии смесь затвердевает.
Для производства пенобетона находит применение цемент в сочетании с простым или карбонатным песком, которые разбавляются водой и пеной с увеличенной концентрацией воздуха. Как правило, в качестве пенообразователей используют органические вещества на базе протеинов и синтетических материалов.
Готовый материал обладает высоким уровнем тепловой емкости, способствуя сохранению тепла внутри помещения и огневой стойкостью.
Классификация
Легкие бетоны могут иметь различную структуру, согласно которой они разделяются на следующий виды:
- обыкновенные, в основе которых лежит крупный или мелкий заполнитель, вода и вяжущее вещество. Количество воздуха в смеси составляет до 6%;
- поризованные, в производстве которых наряду с вяжущим веществом применяются порообразователи ячеек, которые снижают плотность готового бетона;
- крупнопористые или беспесчаные, в которых использован крупнофракционный заполнитель, зерна которого связываются цементным тестом незначительной толщины, между которыми остаются пустоты, занимающие свыше 25% объема материала.
Легкие бетоны классифицируются по виду их практического применения, разделяясь на:
- конструкционно-теплоизоляционные, показатель плотности которых лежит в диапазоне от 500 до 1400 кг/м3. Сфера применения бетонов лежит в области строительства несущих конструкций с прочностью до М35 при теплопроводности от 0,6 Вт/(мх°С);
- теплоизоляционные виды легких бетонов, отличающиеся средним уровнем показателя плотности до 500 кг/м3 при значении показателя теплопроводности 0,25 Вт/(мх°С). Данный сортамент применим для формирования теплоизолирующего покрытия конструкций;
- конструкционные виды бетонов, показатель плотности которых варьируется от 1400 до 1800 кг/м3, класс морозостойкости которых не ниже чем F15, а прочность от М50.
По разновидности используемого вяжущего вещества легкие бетоны разделятся на три типа:
- цементные материалы;
- гипсовые;
- смешанные.
Виды заполнителей
Для производства легких бетонов находят применение заполнители природного и искусственного происхождения. Среди прочих натуральных компонентов чаще всего в этом качестве выступает пемза и вулканический туф. Шлаки химического происхождения, представляющие собой промышленные отходы, В числе заполнителей данного типа вступает керамзит вермикулит, аглопорит.
Керамзит является продуктом, получаемым на основе глинистого сырья посредством обжига. Вспученная глинистая масса представляется в виде гранул, которые просушиваются перед температурным воздействием, которое способно увеличить их в объеме почти в 17 раз. Итогом технологического процесса является керамзитовый гравий.
Перлит является ненатуральным материалов, изготовленным на основе горных пород полимерного происхождения. В ходе термообработки при температуре до 1300С из породы получают щебень
Вермикулит получают на основе технологии выветривания камня. Материал при нагреве до 900С вспучивается и увеличивается в объеме практически в 40 раз.
Аглопорит получают при спекании веществ, которые образуются в ходе сжигания и переработки углей с глинистой породой.
Достоинства и недостатки легких бетонов
Данный вид строительного материала обладает рядом неоспоримых достоинств, среди которых:
- теплоизоляционные характеристики;
- прочностные свойства;
- высокая долговечность;
- низкая масса изделий и конструкции в целом;
- устойчивость к низким температурам;
- снижение толщины основных видов материалов за счет облицовки;
- огнестойкость.
Среди недостатков стоит выделить:
- необходимость реализации отделочных работ, предотвращающих разрушение бетона;
- повышенную стоимость материала по сравнению с традиционными бетонными смесями;
- допускаемое истирание поверхностей.
