Легкий бетон

Легкие бетоны на пористых заполнителях

Лекция 6. Легкие бетоны.

Легкий бетон — эффективный материал. Конструкции из легких бетонов позволяют улучшить теплотехнические и акустические свойства зданий, значительно снизить их массу, успешно решить проблему объемного и многоэтажного строительства, а также строительства в сейсмических районах страны. Применение легких бетонов позволяет уменьшить стоимость строительства на 10…20%, снизить трудовые затраты на стройках до 50%, увеличить производительность труда на 20%. Развитие производства бетонов с применением пористых заполнителей характерно как для нашей страны, так и зарубежного строительства. Но в нашей стране наиболее широко используемым заполнителем является керамзит, а также аглопорит, перлит и др. За рубежом более типичным легким заполнителем является термозит (шлаковая пемза).

К легким бетонам относятся бетоны, имеющие плотность ρ = 500…1800 кг/м3. Плотность бетона зависит от плотности заполнителей и их расхода. Основные требования к легким бетонам: высокие Rизг и морозостойкость при минимальных показателях плотности и расхода цемента. Применение легких бетонов позволяет улучшить теплотехнические и акустические свойства зданий, значительно снизить их массу.

Классификация легких бетонов

Классификация легких бетонов по назначению:

– конструкционные бетоны (плотность 1400…1800 кг/м3; коэффициент теплопроводности 0,35…0,6 Вт/(м∙град));

– конструкционно-теплоизоляционные бетоны (плотность 500…1400 кг/м3; коэффициент теплопроводности 0,20…0,35 Вт/(м∙град));

– теплоизоляционные бетоны (плотность 200…500 кг/м3; коэффициент теплопроводности менее 0,20 Вт/(м∙град)).

Классификация по способу создания пористости:

– легкие бетоны на пористых заполнителях;

– крупнопористые (беспесчаные) легкие бетоны;

– ячеистые бетоны.

Классификация легких бетоны по прочности: М25, М35, М50, М75, М100, М150, М200, М250, М300, М350, М400.

Классификация легких бетоны по морозостойкости: F15, F25, F35, F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500. Возможность получения легких бетонов с высокой морозостойкостью и малой водонепроницаемостью расширило области их применения.

Классификация легких бетоны по плотности: Д200, Д300, Д400…Д1800.

Легкие бетоны на пористых заполнителях

Легкие бетоны на пористых заполнителях получают все большее применение в строительстве благодаря меньшей плотности при достаточно большой прочности и ряду сравнительно благоприятных свойств — повышенной долговечности, морозостойкости, водонепроницаемости, огнестойкости, коррозионной стойкости, меньшей теплопроводности и стоимости. Минеральная преимущественно основа легких бетонов и отсутствие вредных примесей в используемом сырье делает эти бетоны экологически чистыми и безопасными. Это позволяет успешно использовать их в несущих сборных и монолитных конструкциях — колоннах, плитах перекрытий, балках, фермах, пролетных строениях мостов, куполах, каркасах высотных зданий, силосах, элеваторах и др. сооружениях; в ограждающих конструкциях — однослойных наружных стенах и плитах покрытий, а также в качестве теплозвукоизоляционного материала в слоистых конструкциях наружных стен и плит покрытий, межквартирных перегородках и междуэтажных перекрытиях.

Пористые заполнители, используемые для изготовления легких бетонов, подразделяются на природные и искусственные.

Природные получают путем дробления и рассева на фракции горных пород вулканического туфа, лавы, пемзы, известняка-ракушечника и других пористых горных пород.

Бетоны на их основе: пемзобетон, туфобетоны, опокобетоны. Искусственные пористые заполнители являются продуктами термической обработки минерального сырья – это керамзит, перлит, вермикулит и т.д., а также отходами металлургической и химической промышленности — доменные, электротермофосфорные и топливные шлаки и золы ТЭС.

Бетоны на их основе:

• керамзитобетон (бетон на керамзитовом гравии);

• шунгизитобетон (бетон на шунгизитовом гравии);

• аглопоритобетон (бетон на аглопоритовом щебне);

• шлакопемзобетон (бетон на шлакопемзовых щебне и гравии);

• перлитобетон (бетон на вспученном перлитовом щебне);

• вермикулитобетон (бетон на вспученном вермикулите);

• шлакобетон (бетон на золошлаковых смесях тепловых электростанций (ТЭС) или на пористом топливном шлаке);

• бетон на аглопоритовом гравии;

• бетон на зольном гравии;

Для производства легких бетонов возможно применение одновременно различных видов пористых заполнителей. Так, получают, например, керамзитоперлитобетон, керамзитовермикулитобетон и др. (В названии бетона сначала отражается вид крупного заполнителя, а затем мелкого.)

Разновидностями легких бетонов на органических заполнителях являются арболит, опилкобетоны, изготавливаемые с применением продуктов переработки древесины и другого растительного сырья, бетон на пенополистирольных заполнителях и др.

Керамзит.

Перлит

Особенности легких бетонов на пористых заполнителях

Легкий бетон представляет собой смесь из цемента, воды, пористых заполнителей и песка. Легким считается материал с удельной массой 1 м³ до 1800 кг. Обычно так называют шлакобетон и керамзитобетон.

По способу получения и по строению легкие бетоны принято подразделять на виды:

• легкие на пористых заполнителях;
• бетоны ячеистого типа, роль заполнителей в них выполняют сферические поры (ячейки);
• крупнопористые с пустотами между частицами заполнителя.

К категории легких зачастую относят газобетон, пенобетон, полимербетон, полистиролбетон, но у них несколько другая технология изготовления.

Среди преимуществ материала отмечают небольшой вес железобетонных конструкций, высокие характеристики теплосбережения. Для высотного монолитного строительства применение легких бетонов особенно актуально.

Наибольшее распространение легкий бетон получил в изготовлении ограждений (монолитных стен) и материалов для кладки стен – пенобетонных блоков, шлакобетона, керамзитобетона, газобетона. Благодаря сниженной теплопроводности легких бетонов на пористых заполнителях, стеновые материалы из них востребованы в строительстве. Для существенной экономии на отоплении в зданиях без подвалов используют плиты из легкого бетона на пористых заполнителях. Они соответствуют нормам и требованиям по теплосбережению.

Преимущества и недостатки

Легкие бетоны являются хорошими теплоизоляторами, и они могут применяться при строительстве несущих стен. Для производства требуется меньше цемента, чем для тяжелых марок, при этом объем у них одинаковый. Нагрузка, оказываемая ими на фундамент, меньше, это позволяет сэкономить на использовании тяжелых бетонов в конструкциях зданий. Они повышают огнестойкость сооружений. Имея низкую теплопроводность, лучше защищают арматуру.
Легкому бетону не свойственна прочность и несущая способность тяжелого материала, но он имеет другое предназначение. При необходимости в конструкции включают металлические каркасы из балок, арматуры, швеллеров, устанавливают колонны, армирующие пояса для достижения большей прочности. В результате достигают общей высокой несущей способности и лучшего теплосбережения.

Сегодня появляются все новые виды, формы и составы легких бетонов. Приготовление легкого бетона своими руками становится еще проще и доступнее. Полученный состав используют для обустройства теплоизоляционного слоя на горизонтальной поверхности. Стяжка пола из легкого бетона является самым надежным и приемлемым по стоимости вариантом.

Легкий бетон — что это такое и его состав

Согласно ГОСТ 25192-82, бетон называют легким, если его плотность не превышает 1800 кг/м3. Это востребованный стройматериал, снижающий общие затраты на замес раствора до 20 %, а трудоемкость — до 50. Его теплоизоляционные, качественные и конструкционные параметры весьма высоки, бонусом применения является способность к обработке и распилу после достижения прочности. Облегченный бетон разделяется в зависимости от компонентов, структуры и подгрупп, объединяемых исключительно пониженной плотностью. Некоторые виды проще купить, чем приготовить самому, другие вполне подходят для замеса своими руками.

1. Свойства и технические параметры
2. Область эксплуатации
3. Нюансы изготовления
4. Самостоятельный замес
5. Цены на готовые составы

Группа включает в себя смеси на основе пористых наполнителей, снижение веса происходит за счет уменьшения доли цемента и компонентов из твердых горных пород. Размер крупных фракций ограничен 20 мм, в редких случаях добавляется гравий не более 40. В результате материал в 1,5 раза легче гипсовых растворов, и в 2,5 — цементных. Эффект достигается не только за счет смены заполнителя, но и поризации вяжущего, ячеистость легкого бетона доходит до 40 %. Как следствие, ему присуще снижение прочности и минимальная теплопроводность.

Состав, рабочие характеристики

Структура и объем вовлеченного в бетон газа или воздуха у разных видов отличаются, их разделяют на: плотные, поризованные и крупноячеистые. Помимо цемента, в качестве вяжущего добавляются: гипс, известь, шлаки, полимеры, обжиговые глины, промышленные отходы. В зависимости от заполнителя, различают смеси на основе керамзита, перлита, аглопорита, щебня из пористых горных пород, вермикулита, шлаков, зольного гравия. В качестве мелкофракционного наполнителя, помимо песка, в составы вводится мраморная крошка, помолы пемзы, вулканического пуфа и известняков. Важную роль играет соотношение воды, легкие материалы на заполнителях, дающих пористость, менее чувствительны к ее избытку, но при превышении определенной доли резко теряют прочность. Модификаторы и пенообразующие ингредиенты регулируют объем вовлекаемого воздуха, морозостойкость и защищенность ячеек от влаги.

Ввод в состав пористых заполнителей приводит к снижению стоимости бетона. При выборе конкретной марки ориентируются на такие свойства и особенности, как:

1. Средняя плотность, кг/м3.

2. Прочность (зависит прежде всего от вида заполнителя, а не от марки цемента). Основным показателем является класс: от В2 до В40. У высокопрочных марок прочность на сжатие достигает 70 МПа, у обычных — варьируется в пределах 2–20.

3. Теплопроводность: от 0,07 до 0,7 ВТ/(м∙C). Зависит от пористости, плотности, максимальная теплоизоляция наблюдается у бетонов с легчайшими заполнителями (вспученных перлитом).

4. Морозостойкость: в среднем от F25 до F100. Данная характеристика зависит от вида вяжущего (портландцемент высокой марки выдерживает низкие температуры лучше всех) и используемой основы. Максимальная морозостойкость наблюдается у бетонов с добавлением пемзы, керамзита и аглопорита.

5. Плотность в сухом состоянии или пористость — важная характеристика, варьируется от Д200 до Д2000.

6. Водонепроницаемость: марки от W0,2 до W1,2.

К полезным свойствам относят огнестойкость, легкость, пластичность, практически все марки пригодны для армирования (для увеличения выдерживаемых нагрузок).

Сфера применения

Подходит как для производства готовых изделий: строительных блоков, плит для стяжек и перекрытий, стеновых панелей, так и для монолитной заливки. Легкими бетонными растворами удобно заполнять пустоты в конструкциях и провалы в грунте. В частных целях они используются для теплоизоляции зданий, внешней и внутренней огнезащиты, строительства перегородок и несущих стен (при условии надлежащего армирования). В промышленных — для ремонта туннелей, возведения опор, колонн, небольших мостов, крупноблочных многоквартирных домов. Отдельного упоминания застуживает применение специализированных марок: высокопрочные актуальны при ведении строительных работ в сейсмически опасных зонах, легкие жаростойкие — при кладке и футеровке печей.

Материал оказывает минимальную нагрузку на фундамент и, как следствие, рекомендуется для реставрационных работ, создания декоративных и малых архитектурных форм. По той же причине и из-за хороших теплоизоляционных свойств он оптимален для горизонтальных перекрытий. За редкими исключениями, легкий бетон на пористых заполнителях не используется для заливки или кладки фундамента, объясняется это не уступкой в прочности тяжелым маркам, а риском попадания грунтовых вод внутрь ячеек и промерзания.

Внешние блоки из крупнопористых бетонов нуждаются в оштукатуривании для усиления теплоизоляционных свойств. Но сам по себе материал не относится к водопоглощающим, при применении в помещениях с высокой влажностью (банях, бассейнах, душевых) проблемы не возникают. В целом, легкий бетон является полноценной заменой кирпича и обычных цементных растворов при возведении стен, бонусом служит снижение веса и толщины конструкций.

Технология производства

Процесс во многом зависит от структуры и состава материала. Сложнее всего приготовить пено- и газобетоны: используется специальное оборудование: пенобетоносмесители, автоклавы, пропарочные камеры и сложные химические реагенты. В легкий ячеистый бетон не вводят крупнофракционный наполнитель, некоторые марки полностью безпесочные.

Главным условием технологии является распределение вяжущего с максимальной однородностью, во многом это объясняется снижением доли тяжелого цемента в общей массе. По этой причине данные растворы перемешивают дольше, интенсивнее и тщательнее. Еще одним требованием является вибрирование залитых конструкций: легкий, в отличие от тяжелого бетона, не расслаивается на тяжелый щебень и воду, но при слабом уплотнении слоев его качество снижается.

Как сделать своими руками?

Процесс зависит от вида раствора: приготовить пенобетон в домашних условиях практически нереально, а вот смеси с керамзитом или легкими пористыми добавками — вполне. Основная проблема касается выбора соотношения В/Ц, большинство заполнителей шершавые и абсорбционные. Поэтому пропорции подбираются опытным путем, делается замес небольшой порции, заливается и выдерживается пробный образец. Проще всего приготовить легкий бетон своими руками на основе керамзита: в бетономешалку заливается вода, добавляется порционно цемент (до кондиции молочка) и только потом — заполнитель, все компоненты перемешиваются до однородного состояния.

При замесе в домашних условиях существует постоянный риск неравномерного распределения вяжущего. По этой причине любые модификаторы просто добавляются в воду в начале замеса (а не в конце, как у тяжелых бетонов). Исключение представляет фиброволокно, оно вводится в состав последним. Пористые теплоизоляционные заполнители нуждаются в предварительном смачивании (такие, как перлит или вермикулит).

Ручной замес не рекомендуется, при отсутствии бетоносмесителя следует воспользоваться дрелью или строительным миксером. Легкие пористые бетоны хорошо сохраняют структуру и оптимальны для применения технологии скользящей опалубки, окончательный набор прочности зависит от состава.

Стоимость готовых растворов

Наименование продукции	Класс	Марка прочности	Цена за 1 м3, рубли
П4 F50 W2	7,5	М 100	3 500
	12,5	М 150	3 750
	15	М 200	3 800
Керамзитобетон F100W4/ D1600	7,5	М 100	2 950
	12,5	М 150	3 100
	15	М 200	3 250
	20	М 250	3 350

Лёгкие бетоны

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 5 апреля 2019 года.

Тестирование легкобетонного блока на влагостойкость. Риза (ГДР), 1975

Лёгкие бетоны — группа бетонов с объёмной массой менее 2000 кг/м3. К ней относятся бетоны на пористых заполнителях (керамзитобетон, аглопоритобетон, перлитобетон), бетоны на лёгких органических заполнителях (арболит, костробетон, полистиролбетон) и ячеистые бетоны (пенобетон, газобетон). В качестве вяжущих могут быть использованы цемент, гипс, магнезиальный цемент.

Применяются лёгкие бетоны как конструкционные или теплоизоляционные материалы, обладая небольшой массой и стоимостью относительно тяжёлых бетонов. Отдельно выделяют высокопрочные лёгкие бетоны полифункционального назначения, удельная прочность которых превышает 25 МПа.

Изготовление

Газобетонные блоки

Бетон производится смешиванием цемента, песка, щебня и воды (соотношение их зависит от марки цемента, фракции и влажности песка и щебня), а также небольшого количества добавок (пластификаторы, гидрофобизаторы, и т. д.). Цемент и вода являются главными связующими компонентами при производстве бетона. Например, при применении цемента марки 400 для производства бетона марки 200 используется соотношение 1:3:5:0,5. Если же применяется цемент марки 500, то при этом условном соотношении получается бетон марки 350. Соотношение воды и цемента («водоцементное соотношение», «водоцементный модуль»; обозначается «В/Ц») — важная характеристика бетона. От этого соотношения напрямую зависит прочность бетона: чем меньше В/Ц, тем прочнее бетон. Теоретически, для гидратации цемента достаточно В/Ц = 0,2, однако у такого бетона слишком низкая пластичность, поэтому на практике используются В/Ц = 0,3—0,5.

Распространённой ошибкой при кустарном производстве бетона является чрезмерное добавление воды, которое увеличивает подвижность бетона, но в несколько раз снижает его прочность.

Виды бетона

Согласно ГОСТ 25192-2012 (на Украине — ДСТУ Б В.2.7-221:2009), классификация бетонов производится по основному назначению, виду вяжущего, виду заполнителей, структуре и условиям твердения:

• По назначению различают бетоны обычные (для промышленных и гражданских зданий) и специальные — гидротехнические, дорожные, теплоизоляционные, декоративные, а также бетоны специального назначения (химически стойкие, жаростойкие, звукопоглощающие, для защиты от ядерных излучений и др.).
• По виду вяжущего вещества различают цементные, силикатные, гипсовые, шлакощелочные, асфальтобетон, пластобетон (полимербетон) и др.
• По виду заполнителей различают бетоны на плотных, пористых или специальных заполнителях.
• По структуре различают бетоны плотной, поризованной, ячеистой или крупнопористой структуры.
• По условиям твердения бетоны подразделяют на твердеющие
  • в естественных условиях;
  • в условиях тепловлажностной обработки при атмосферном давлении;
  • в условиях тепловлажностной обработки при давлении выше атмосферного (автоклавного твердения).

Дополнительно к классификации ГОСТ 25192-2012 (ДСТУ Б В.2.7-221:2009) используется классификация бетонов по объёмной массе:

• особо тяжёлый (плотность свыше 2500 кг/м³) — баритовый, магнетитовый, лимонитовый;
• тяжёлый (плотность 2200—2500 кг/м³);
• облегчённые (плотность 1800—2200 кг/м³);
• лёгкий (плотность 500—1800 кг/м³) — полистиролбетон, керамзитобетон, пенобетон, газобетон, арболит, вермикулитовый, перлитовый;
• особо лёгкий (плотность менее 500 кг/м³).

По содержанию вяжущего вещества и заполнителей бетоны подразделяют на:

• тощие — с пониженным содержанием вяжущего вещества и повышенным содержанием крупного заполнителя;
• жирные — с повышенным содержанием вяжущего вещества и пониженным содержанием крупного заполнителя;
• товарные — c соотношением заполнителей и вяжущего вещества по стандартной рецептуре.

Подбор состава бетона

Одной из важнейших составляющих бетонной смеси является песок. Для приготовления бетона можно использовать практически любой природный песок. Важнейшим ограничением при использовании природного песка является ограничение на наличие в составе песка глины или глинистых частиц. На прочность бетона мелкие (глинистые) частицы влияют очень сильно. Даже незначительное их количество приводит к существенному снижению прочности бетона. Поэтому при отсутствии природного песка без глинистых частиц имеющийся в наличии песок улучшается (обогащается) с помощью следующих процедур: промывки песка; разделения песка на фракции в потоке воды; выделения из песка нужной фракции; смешивания песка, имеющегося в зоне выполнения работ, с привозным высококачественным песком.

После обогащения и подготовки песок должен удовлетворять условиям, определяемым так называемой стандартной областью просеивания. Зерновой состав, определяемый просеиванием песка через сита с разными отверстиями, должен укладываться в область, показанную на рисунке штрихами. Можно использовать песок с размерами частиц с учётом и не заштрихованной области, но только для бетонов марки 150 и ниже

Эксплуатационные свойства

Основной показатель, которым характеризуется бетон — прочность на сжатие. По ней устанавливается класс бетона. Согласно СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции», класс обозначается латинской буквой «B» и цифрами, показывающими выдерживаемое давление в мегапаскалях (МПа). Например, обозначение В25 означает, что бетон данного класса в 95 % случаев выдерживает давление 25 МПа. Для расчёта показателя прочности необходимо учитывать и коэффициенты, например, для класса В25 нормативная прочность на сжатие, применяемая в расчётах — 18,5 МПа. Возраст бетона, отвечающий его классу по прочности на сжатие и осевое растяжение, назначается при проектировании исходя из возможных реальных сроков загрузки конструкции проектными нагрузками, способа возведения, условий твердения бетона. При отсутствии этих данных класс бетона устанавливается в возрасте 28 суток.

Класс прочности на сжатие для лёгкого бетона в соответствии с DIN 1045-1
Класс прочности	Характерная сила сжатия цилиндра (Н/мм²)	Средняя сила сжатия цилиндра (Н/мм²)
LC12/13	12	20
LC16/18	16	24
LC20/22	20	28
LC25/28	25	33
LC30/33	30	38
LC35/38	35	43
LC40/44	40	48
LC45/50	45	53
LC50/55	50	58
LC55/60	55	63
LC60/66	60	68

Наряду с классами, прочность бетона также задаётся марками, обозначаемыми латинской буквой «М» и цифрами от 50 до 1000, означающими предел прочности на сжатие в кгс/см². ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжёлые и мелкозернистые. Технические условия» устанавливает следующее соответствие между марками и классами при коэффициенте вариации прочности бетона 13,5 %:

Класс бетона по прочности	Ближайшая марка бетона по прочности
B3,5	М50
B5	М75
B7,5	М100
B10	М150
B12,5	М150
B15	М200
B20	М250
B22,5	М300
B25	М350
B27,5	М350
B30	М400
B35	М450
B40	М550
B45	М600
B50	М700
B55	М750
B60	М800
B65	М900
B70	М900
B75	М1000
B80	М1000

Для проверки прочности незатвердевшей смеси используются камеры нормального твердения, проверка прочности готовой конструкции осуществляется с помощью молотков Кашкарова, Физделя или Шмидта. Удобоукладываемость

Согласно ГОСТ 7473-94 «Смеси бетонные. Технические условия», по удобоукладываемости (обозначается буквой «П») различают бетоны:

• сверхжёсткие (жёсткость более 50 секунд);
• жёсткие (жёсткость от 5 до 50 секунд);
• подвижные (жёсткость менее 4 секунд, подразделяются по осадке конуса).

ГОСТ устанавливает следующие обозначения бетонных смесей по удобоукладываемости: Марка по удобоукладываемости Норма по жёсткости, с Осадка конуса, см Сверхжесткие смеси СЖ3 Более 100 — СЖ2 51—100 — СЖ1 менее 50 — Жесткие смеси Ж4 31—60 — Ж3 21—30 — Ж2 11—20 — Ж1 5—10 — Подвижные смеси П1 4 и менее 1—4 П2 — 5—9 П3 — 10—15 П4 — 16—20 П5 — 21 и более

Показатель удобоукладываемости имеет решающее значение при бетонировании с помощью бетононасоса. Для прокачки насосом используют смеси с показателем не ниже П4. Другие важные показатели Прочность на изгиб. Морозостойкость — обозначается латинской букой «F» и цифрами 50-1000, означающими количество циклов замерзания-оттаивания, которые способен выдержать бетон. Водонепроницаемость — обозначается латинской буквой «W» и цифрами от 2 до 20, обозначающими давление воды, которое должен выдержать образец-цилиндр данной марки.

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.

Основы проектирования состава лёгких бетонов

При подборе состава лёгких бетонов исходят из условия получения экономичного бетона, обеспечивающего не только удобоукладываемость бетонной смеси и прочность бетона, но и заданную плотность при наименьшем расходе цемента.

Задача подбора состава лёгкого бетона усложняется по сравнению с подбором состава тяжёлого бетона. Подбирая состав тяжёлого бетона, обычно находят соотношение между щебнем и песком, требуемое В/Ц и расход цемента. В лёгком бетоне трудно установить расчётом В/Ц, а удобоукладываемость колеблется в больших пределах. Это связано с тем, что пористые заполнители обладают значительным водопоглощением, интенсивно отсасывая воду из цементного теста. Шероховатая поверхность пористых заполнителей затрудняет получение точных показателей удобоукладываемости смеси. Эти обстоятельства приводят к тому, что состав легкобетонной смеси подбирают опытным путём, определяя оптимальный расход воды для каждого состава бетона, устанавливая зависимость прочности бетона от расхода цемента при оптимальных расходах воды.

Существует несколько методов подбора состава лёгкого бетона, но чаще всего применяют метод подбора состава лёгкого бетона по оптимальному расходу воды. При этом пользуются способом опытных затворений, который включает следующие операции: выбор наибольшей крупности и определение содержания крупного и мелкого заполнителей (6.15); определение расхода вяжущих и добавок для пробного замеса; предварительный расчёт расхода заполнителей на 1 м³ смеси для приготовления пробных замесов; уточнение расхода воды по заданной подвижности или выявление оптимального содержания воды по наибольшей плотности уплотнённой легкобетонной смеси; установление зависимости между расходом вяжущего и прочностью бетона при заданной подвижности смеси. Одновременно устанавливают зависимость между расходом цемента и плотностью бетона при принятых условиях уплотнения смеси.

> См. также

• Бетон
• Тяжёлые бетоны
• Полистиролбетон
• Композитная арматура
• Арматура
• Монолитный пенобетон

Примечания

1. Звездов А.И., Фаликман В.Р. Высокопрочные лёгкие бетоны в строительстве и архитектуре // Жилищное строительство : журнал. — 2008. — № 7. — С. 106—109. — ISSN 0044-4472.
2. Королев Е.В., Иноземцев А.С. Прочность наномодифицированных высокопрочных лёгких бетонов // Нанотехнологии в строительстве : научный интернет-журнал. — Центр новых технологий «НаноСтроительство» (Москва), 2013. — № 1. — С. 24—38. — ISSN 2075-8545.
3. ГОСТ 25192-82: Бетоны. Классификация и общие технические требования
4. СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции»
5. ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжёлые и мелкозернистые. Технические условия»
6. ГОСТ 7473-94 «Смеси бетонные. Технические условия»

В строительстве бытуют ситуации, когда требуется применение более легких строительных смесей. Например, деревянные полы не выдерживают нагрузку из бетонов повышенной плотности и массы. Поэтому для их выравнивания используются только легкие бетоны на пористых заполнителях. Что же собой представляют данные растворы? Какова их прочность и долговечность? Попробуем ответить.

Положительные характеристики

Легкий бетон имеет много качеств, благодаря которым завоевал популярность у строителей. Среди свойств бетона выделяются:

Повышенная теплоизоляция

Теплоизоляционные качества в легком бетоне присутствуют благодаря его пористости, занимающей около 40% от всей массы материала.

Маленький вес

Данное качество добавляет такого рода бетонам еще несколько преимущественных характеристик, позволяющих строителям хорошо на этом сэкономить. Применяя легкий бетон, не нужно дополнительно укреплять фундаментную основу, можно обойтись без специальных подъемных устройств. Легкие бетоны не имеют сложности в перевозке, погрузке.

Высокая звукоизоляция

Благодаря заполнителям, обеспечивающим пористую структуру бетону, дома из такого материала ограждены от посторонних шумов с улицы.

Универсальность

Подобные смеси подходят как для возведения «коробки» здания, межкомнатных стен, так и для утепления постройки.

Нет сложностей в работе с такими бетонами

Легко работать с данным материалом.

Во время кладки бетонной стены блоки фиксируют специальным клеящим средством вместо цементной смеси. Благодаря этому клею не видны места стыковки между бетонными монолитами. Стройматериал из легкого бетона несложно обрабатывать. Маленькая степень плотности из-за наличия пор внутри позволяет разделывать блоки при помощи обычной ручной пилы, доводить до нужной формы, размеров, а также с легкостью проводить через них различные коммуникационные системы.

Возможность приготовления в домашних условиях

Технология изготовления смеси настолько проста, что это может осуществить каждый человек при любых условиях. Главное – иметь под рукой бетономешалку, делающую состав однородным, требующиеся ингредиенты, заполнители для раствора и пенообразователи для создания пористого эффекта.

Большая степень устойчивости к минусовым температурам

Положительные черты.

Посредством особых добавок, вяжущих компонентов, крупных заполнителей внутри состава легкие бетоны могут выдерживать около 300 циклов заморозки, при этом оставаться целыми, сохранять свой первозданный вид. Данное свойство позволяет постройкам из легких бетонов простоять без деформаций много десятков лет.

Долговечность в эксплуатации

Если правильно ухаживать за постройкой из данного материала, она прослужит вам верой и правдой много десятилетий.

Негативные черты

Как не прискорбно, но в легких бетонах присутствуют и отрицательные моменты. Та самая пористая структура, благодаря которой материал обладает столькими преимуществами, к сожалению, оказывает пагубное воздействие на другие его характеристики:

Снижается уровень прочности

Маленькая степень прочности у подобного бетона потому, что внутрь добавляются примеси, слабо устойчивые перед механическими нагрузками, процессами, несущими разрушительный характер.

Плохая устойчивость к влаге

Воздушные ячейки внутри блоков имеют свойство интенсивно впитывать в себя воду. Чем выше процент пористости, тем больше коэффициент впитывания влаги. Поэтому по окончании строительного процесса фасад здания желательно отделать водоотталкивающей штукатуркой либо другим средством, защищающим конструкцию от воды.

К счастью, технологии не стоят на месте, и уже на данный момент разработаны новые легкие бетоны, достаточно устойчивые к влаге, имеющие довольно высокою прочность, что позволяет применять данный материал при строительстве многоуровневых сооружений.

Разновидности

Легкий бетон бывает нескольких типов в зависимости от некоторых условий:

По структурным показателям составы разделяют на

• Разновидности легких бетонов.

  Обычные. Смешиваются из крупного либо мелкого наполнителя, воды, вяжущего вещества. Воздушное пространство внутри такого материала должно составлять максимум 6% от общей массы. Поэтому во время готовки бетона, заливая наполнители раствором, стараются добиться максимальной плотности конечной работы.

• Крупнопористые без песка. Безпесковая смесь лишь на 75% заполнена раствором. Остальной объем занимают пустоты с воздухом.
• Ячеистые бетоны. Как правило, в их основу входят вяжущие вещества и компоненты, способствующие возникновению пор. Сюда могут не добавляться крупные наполнители, песок. Структура таких материалов до 85% состоит из герметизированных пузырей, наполненных воздухом либо газом.

По назначению легкие бетоны делятся на

• Теплоизоляционные с показателями проводимости тепла 0,2 Вт/(мх°С). Используются, как утеплители, а также при возведении особых теплоизоляционных сооружений. Объемная масса составов ровняется 150-500 кг/м3.
• Конструкционно-теплоизоляционные. При объемной массе 500-1400 кг/м3 минимальная прочность на сдавливание подобных бетонов должна равняться М35, проводимость тепла – максимум 0,6 Вт/(мх°С). Посредством данного типа смесей возводятся ограды, различные перекрытия, несущие стены, межкомнатные перегородки.
• Конструкционные составы используются зачастую при монтаже несущих строений, имеют самый большой показатель объемной массы среди легких растворов – 1400-1800 кг/м3. Прочность данного вида — М50, устойчивость к минусовым температурам – минимум F15.

Из вяжущих компонентов в основе данных смесей могут содержаться

• цемент;
• известняк;
• шлак;
• гипс;
• полимеры;
• обжиговые средства, оказывающие на материал особое воздействие.

По виду заполнителя бетоны разделяются на

• Классификация легких бетонов .

  керамзитобетон;

• перлитобетон;
• шунгизитобетон;
• вермикулитобетон;
• аглопоритобетон;
• смесь из пористой горной щебенки;
• шлакопемзобетон;
• материал из зольного гравия;
• состав из пористого отвального металлургического либо топливного шлака.

В зависимости от того, чем наполнены поры (газом или воздухом), строительный материал легкого типа разделяется на газобетон, пенобетон.

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.

Схема технологии производства.

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.

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.

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.

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.

Выводы

Легкие пористые строительные смеси обладают всеми свойствами, подходящими для качественного строительства. Постройка дома из такого материала не составит большого труда, не займет много времени и финансовых вложений, зато результат превзойдет все ожидания.

Легкие бетоны в частном строительстве

Экономия энергоносителей становится необходимостью, а одна из главных статей расходов в нашем климате — отопление. В связи с этим разрабатываются новые материалы, которые позволяют строить теплые дома и утеплять имеющиеся. Все более популярными становятся легкие бетоны. Это целая группа материалов с довольно широким диапазоном свойств и характеристик.

Виды легкого бетона

Снижение массы бетона происходит за счет образования пор и использования вместо традиционного гравия, а иногда и песка, легких заполнителей. Иногда поры образуются при использовании различных процессов. В зависимости от способа получения легкие бетоны подразделяют на три группы:

• Ячеистый или поризованный бетон. Получают путем смеси вяжущего, воды, песка (в некоторых марках песка нет) и добавок, образующих пену или способствующих газообразованию. При использовании пены получают пенобетон, при использовании газообразующих добавок — газобетон. Если газобетоне большая часть вяжущего — известь, получают газосиликат. Основное отличие ячеистых материалов — отсутствие крупного заполнителя.

  Ячеистые бетоны отличаются мелкими порами и однородной структурой

• Обыкновенный легкий бетон. Получают из смеси вяжущего, крупного и мелкого заполнителя, воды. От обычного бетона отличаются наличием легкого пористого заполнителя вместо щебня. Практически все пустоты между частицами заполнителя оказываются заполнены, воздушных полостей в таком материале немного — не более 6%.

  В обыкновенном легком бетоне вместо щебня используют легкие заполнители

• Крупнопористые легкие бетоны. Вместо песка и щебня используют крупный пористый заполнитель, который смешан с разведенным водой вяжущим. Песка нет, потому этот материал еще называют беспесчаным бетоном. Фрагменты заполнителя склеиваются между собой только в тех местах, где соприкасаются, оставляя пустоты незаполненными. Воздушных пустот может быть до 25%.

  В крупнозернистом бетоне нет песка и фрагменты заполнителя соединены только в местах соприкосновения

Но в каждой из групп может быть много разновидностей и составов. Используется разный заполнитель и различные вяжущие. Традиционно в качестве вяжущего используются цементы (на портландцементе материалы имеют лучшие прочностные характеристики). Вторым по популярности вяжущим является известь, реже используют гипс. Иногда могут применять смеси вяжущих и использовать жидкое стекло.

Технологии твердения

Есть три технологии изготовления ячеистого бетона:

• Естественное твердение. Залитый в формы состав оставляют не определенное время в опалубке. По истечении определенного времени (зависит от состава и вида) опалубку снимают. По этой технологии материал получается самый дешевый, но его характеристики находятся в самой нижней части допустимого диапазона, а иногда и ниже.
• Обработка в тепло-тепловлажностных камерах при атмосферном давлении. Качественные показатели выше, но и выше затраты и цена.
• Автоклавное твердение. Материал приобретает отличные характеристики, но и дороже стоит из-за дорогостоящего оборудования и расходов на энергоносители (на поддержание температуры и давления в камере).

  Завод по изготовлению автоклавного газобетона

Заполнители

По происхождению заполнители для легких бетонов можно разделить на две группы: натуральные (природные) и искусственные. Натуральные получают путем измельчения природных пористых материалов: ракушняка, пемзы, лавы, турфа, известняка и т.п. Лучшие из них — пемза и вулканический турф. У них структура пор закрытая, что снижает количество впитываемой материалом влаги.

Заполнители могут быть разными не только по «происхождению» но и по размеру, а часто еще и по форме

Искусственные заполнители для легкого бетона — это отходы некоторых технологических процессов (шлаки) или специально созданные из природных компонентов материалы (керамзит, вермикулит, перлит и т.д.) а также некоторые химические заполнители (полистирол).

Свойства, характеристики, применение

Основные характеристики легких бетонов, на которые следует обращать внимание при выборе, это плотность (объемная масса), прочность, теплопроводность и морозостойкость.

Плотность материала зависит в основном от характеристик наполнителя, а также расхода вяжущего и воды. Изменяться она может в широких пределах — от 500 до 1800 , но чаще всего она находится в пределах 800-1500 кг/м3. Исключение — поризованные или ячеистые бетоны (пено- и газо- бетон). Их плотность может быть от 200 кг/м3.

Основная же эксплуатационная характеристика — прочность на сжатие. Она подразделяется по классам, обозначается в спецификации латинской буквой «B», после которой стоят цифры. Эти цифры отображает то давление, которое может выдержать данный материал. Например, класс прочности B30 означает, что в большинстве случаев (по ГОСТу 95%) он выдерживает давление в 30 МПа. Но при расчетах берут запас прочности порядка 25%. И при расчетах для класса B30 закладывают прочность 22,5-22,7 МПа.

Одновременно используется и такая характеристика, как предел на сжатие. Она обозначается латинской буквой «M», а следующие за ней цифры принимают равными объемной массе бетона в кг/м3.

Соответствие между марками и классами бетона

Теплопроводность легких бетонов имеет обратную зависимость по отношению к плотности: чем больше воздуха содержит материал, тем меньше тепла он проводит. Этот параметр изменяется в значительных пределах от 0,07 до 0,7 Вт/(мх°С). Самые легкие материалы с малой плотностью используют как теплоизоляцию. Ими обшивают стены зданий и пристроек. Очень популярно утепление пенобетоном балконов и лоджий. Но наибольший экономический эффект можно получить при строительстве из легкого бетона средней плотности. Он имеет достаточную несущую способность для того чтобы можно было построить двух- или трех- этажный дом. При этом дополнительного утепления не требуется.

Таблица теплопроводности легких бетонов и традиционных строительных материалов

Еще одна важная характеристика — морозостойкость. Обозначается латинской буквой F, после которой стоят цифры, отображающие количество циклов разморозки/заморозки, которые материал может вынести без потери прочности. В случаях с легкими бетонами его морозостойкость напрямую зависит от количества вяжущего в составе: чем его больше, тем более морозостойкий будет бетон.

Назначение

По назначению легкие бетоны делят на следующие группы:

• Теплоизоляционные. Имеют теплопроводность не выше 0,25 Вт/(мх°С), плотность не более 500 кг/м3.
• Конструкционно-теплоизоляционные. Теплопроводность не выше 0,6 Вт/(мх°С), плотность 500-1400 кг/м3, марка прочности не ниже М35. В малоэтажном частном строительстве используются для строительства несущих стен, в многоэтажном — для ненагруженных стен.
• Конструкционные. Плотность от 1500 кг/м3 и выше, марка прочности не менее М 50 и морозостойкость не ниже F 15. Используются для возведения несущих стен для построек выше 3 этажей.

  Требования к легким бетонам разного назначения

Достоинства и недостатки

Если говорить о применении легкого бетона как утеплителя, то минусов немного. Главный — высокая гигроскопичность, которая, тем не менее, изменяется в широких пределах и сильно зависит от наполнителя и вида материала. Второй не очень приятный момент — необходимость подбирать соответствующую отделку. Если речь идет о наружной отделке (со стороны улицы), то выбирая материалы или тип отделки необходимо учитывать высокую паропроводимость. В связи с этим используют или специальные паропроводимые штукатурки или делают обшивку с вентиляционным зазором.

Зато плюсы легкого бетона как утеплителя более существенны. Он легко монтируется, мало весит, легко режется и пилится, хорошо переносит погодные изменения, не требует использования ветрозащиты. Ко всему этому добавьте высокие свойства по теплоизоляции и невысокую цену.

Один из легких бетонов — полистиродбетон

Если говорить об использовании легких бетонов, как материала для строительства домов, их достоинства в следующем:

• Высокие теплоизоляционные характеристики. Это свойство позволяет отказаться от дополнительного утепления стен и уменьшить при этом толщину стен.
• Небольшая масса. Стены из легких бетонов весят в разы меньше традиционных «тяжелых» материалов и по весу сопоставимы с массой домов из дерева. Малая масса ведет за собой «облегчение» фундамента и возможность использования более простых конструкций. А это значительно снижает затраты на строительство, а также транспортные расходы (считают, в основном, доставку стройматериалов по тоннажу).
• Малая масса позволяет изготавливать крупномерные строительные блоки и плиты, которые тем не менее, укладываются вручную. Это ведет к сокращению сроков строительства, а также уменьшению количества швов, которые являются в данном случае мостиками холода.

  Блоки большие, но переносить их может один человек

• Пластичность материала и легкость в обработке. Многие легкие бетоны легко режутся, пилятся, шлифуются. Это позволяет использовать их для изготовления различных архитектурных и декоративных элементов, а также прямо на месте получать детали необходимого размера, распилив имеющиеся блоки на более мелкие фрагменты.
• Хорошо переносят изменения условий эксплуатации. Перепады влажности и температур практически никак не сказываются на материале. Также хорошо они держат постоянные нагрузки, не особо чувствительны и к механическим воздействиям. В материале появляются вмятины, но целостность блока нарушить тяжело.
• В качестве заполнителей часто используются отходы производства. Это снижает стоимость материала, одновременно снижая нагрузку на окружающую среду.
• Некоторые виды легких бетонов можно изготавливать самостоятельно (обычно с заполнителями из шлаков или керамзита), сократив расходы на строительство до минимальных значений.

Как видим, достоинств у легкого бетона как строительного материала масса. Но не все так безоблачно. Есть недостатки, о которых стоит знать для принятия взвешенного решения:

• Для повышения прочности стен необходимо частое армирование. Это — дополнительные затраты на материалы и время на укладку арматуры.
• Недостаточная стойкость к трещиннообразованию. Неоднородная структура материала приводит к тому, что при наличии неравномерных нагрузок (неравномерное усадки фундамента, например) в блоках появляются трещины. Если они тонкие -паутинообразные — на прочность строения они не влияют, хотя выглядят устрашающе.
• Высокое влагопоглощение. Теплоизоляционные характеристики влажных материалов снижаются в разы. Потому при строительстве важно сделать качественную гидроизоляцию. Если планируется использование в условиях повышенной влажности, в качестве заполнителей рекомендуют использовать пемзу, аглопорит и керамзит.
• Низкая плотность материалов приводит к тому, что в таких стенах плохо держится крепеж. Вертикальные нагрузки материал держит хорошо, а вот на «вырыв» — плохо. Для легких и ячеистых бетонов разработан специальный крепеж, но лучшим решением является монтаж закладных в местах предполагаемого крепления тяжелых предметов.
• Сложность выбора наружной отделки. Как уже говорилось, это или облицовка с вентилируемым фасадом, или специальные штукатурки.
• Для внутренней отделки может потребоваться качественная предварительная грунтовка стен — для лучшего сцепления с штукатуркой или шпаклевкой.
• Невысокая степень звукопоглощения. Из-за большого количества пустот и проходящих между ними «дорожек» из бетона, звуки передаются очень хорошо. Для нормальной звукоизоляции требуется использование дополнительных материалов.

Большая часть недостатков, скорее, является особенностями эксплуатации, но принимать их во внимание необходимо. Тогда не будет неприятных сюрпризов, а все особенности будут учитываться еще на стадии планирования.

Где и как использовать на стройке, примеры изготовления своими руками

Как можно было понять из всего сказанного, использовать легкие бетоны можно для любых конструкций. Из них строят стены, используют как утеплитель, льют плиты для перекрытий, делают стяжку. Но под все эти задачи требуются разные характеристики. Их «набирают» подбором составляющих.

Как подобрать рецептуру

Например, для стяжки пола нужны прочность, гидрофобность и низкая теплопроводность. Прочность и снижение количества впитываемой влаги дает использование портландцемента в качестве вяжущего. Так как лучшие природные добавки, обеспечивающие низкую впитываемость влаги — пемза и вулканический турф — общедоступными не назовешь, то для увеличения теплопроводности можно использовать керамзит или полистирольные шарики. Они также влагу впитывают мало.

Пропорции компонентов для бетонов разных марок

Теперь о пропорциях. Их берут стандартные для заданной марки. И в зависимости от выбранного типа (беспесчаный или обычный) заменяют заполнитель. Для стяжки пола чаще всего используют обычные легкие бетоны. В них гравий заменяют выбранным заполнителем, который добавляют в нужной пропорции. Только воды берут меньше, делая раствор настолько плотным или текучим, чтобы можно было только его уложить.

Даже на производстве точный состав легкого бетона определяют каждый раз экспериментальным путем. Это обусловлено тем, что заполнители имеют очень разные характеристики как по массе, так и по плотности и другим параметрам. Делают несколько мелких замесов с разным составом заполнителя (крупного, мелкого, их пропорций, комбинируют несколько разных типов заполнителя) и разным количеством воды. После застывания определяют, какой из них лучше подходит для выполнения конкретной задачи. По такой же методе можно и самостоятельно определить сколько и какого заполнителя лучше сыпать, а потом затворять большие объемы.

Пример утепления чердака полистиролбетоном

Пример экспериментального подбора под конкретные задачи смотрите в видео. Требовалось подобрать состав для утепления чердачного перекрытия. Решено использовать полистиролбетон как теплый и легкий. Выбран был беспесчаный состав и в качестве заполнителя насыпались только полистирольные шарики.

По выбранной рецептуре и замешивали легкий бетон и утепляли чердак. Процесс можно увидеть дальше.

Но этот состав подойдет только для утепления в местах с небольшой нагрузкой. Если вам нужна стяжка с теплоизоляционными характеристиками на пол, берете традиционную рецептуру с песком, а заполнитель заменяете на полистирольные шарики. Для повышения прочностных характеристик можно добавить армирующие волокна, например волокна фибры. Для улучшения пластичности можно добавить, как в видео-фрагменте, некоторое количество моющего средства для посуды или жидкого мыла. В общем, оптимальный состав надо определять экспериментально.

Пример заливки стяжки из полистиролбетона можно увидеть в следующем видео. Новостей никаких, кроме другого состава: есть песок. В результате получится более однородная структура с полостями, заполненными бетонным раствором и небольшими воздушными пузырьками.

Что еще надо знать, что для производства полистиролбетона крошку лучше не использовать. Для нормальных характеристик нужны шарики, причем не любые, а те, которые будут хорошо сцепляться с раствором. Они имеют прочную пленку на поверхности и не впитывают цементное молочко, благодаря чему и имеют хорошие теплоизоляционные свойства. Крошка, полученная измельчением бракованных плит, имеет неравномерную и рваную структуру. В результате пропитывается цементным молочком. Естественно, такой бетон будет теплее чем обычный, но не такой, как с гранулированным.

Керамзитобетон в частном домостроении

Еще один популярный заполнитель для производства легкого бетона в домашних условиях — керамзит. Он сделан из глины, в которую добавлены вещества, увеличивающиеся в объеме при нагревании. Этот состав загружают в печи, где и происходит вспучивание и с последующим обжигом. Но, как показали исследования, многие глины фонят, в результате керамзит тоже имеет радиационный фон, порой даже небезопасный для здоровья. Так что к его выбору надо быть готовым — иметь дозиметр.

Порядок подбора состава тут аналогичен описанному выше. Только еще добавляется возможность изменять пропорции крупной и средней фракции. Также можно добавлять или нет песок и получать разные по структуре и характеристикам результаты.

Керамзитобетон используют для заливки в формы и получение строительных блоков, а также возможно возведение стен с переставной опалубкой. В отличие от керамзитобетонных блоков такую технологию можно использовать для возведения несущих стен.

А в этом видео — опыт проживания в доме из монолитного керамзитобетона.

Дома из опилкобетона — арболита

Еще один натуральный заполнитель, который стоит сущие копейки и может использоваться для частного домостроения — опилки, вернее стружки с опилками. Совсем мелкая фракция для этого материала непригодна, нужны отходы из-под оцилиндровки среднего или крупного размера.

Состав в этом случае беспесчаный, но пропорции сохраняются: на 1 часть бетона берут 6-7 частей заполнителя. В данном случае — опилок. Для повышения гидрофобности состава добавляют жидкое стекло или хлористый кальций.

Второй вариант замеса и пропорций

Тут — отзывы жильцов

Свойства и классификация легких и ячеистого бетона

Свойства бетонов

Средняя плотность легкого бетона зависит от насыпной плотности и зернового состава заполнителя, расхода вяжущего и воды. Для снижения плотности надо добиваться меньшего расхода вяжущего и образования в цементном камне замкнутых пор.

На теплопроводность легкого бетона оказывают влияние: плотность бетона, характер пористости (нужно добиваться замкнутой пористости). Легкий бетон получают при использовании очень легких заполнителей (перлит, вермикулит).

Прочность зависит от активности цемента, прочности заполнителей, от характера пористости, расхода цемента и степени уплотнения бетона.

Морозостойкость зависит от вида и количества вяжущего, от морозостойкости и вида заполнителя.

Пористые крупные заполнители подразделяются на

• природные (пемза, туф);
• искусственные (шлаки, керамзит).

Классификация легких бетонов

По виду крупного заполнителя:

• керамзитобетон;
• шлакобетон;
• и т.д.

По структуре:

• обыкновенные (присутствуют все компоненты);
• крупнопористые (нет песка);
• поризованные (есть порообразователи).

По назначению:

• теплоизоляционные;
• конструкционно-теплоизоляционные;
• конструкционные.

По виду вяжущего:

• цементные;
• гипсовые;
• смешанные.

Ячеистые бетоны — материалы с ячеистой структурой, к которым относят пено- и газобетоны. Их механо-физические свойства обусловлены такими факторами как: пористость материала, условия затвердевания, расположение воздушных пузырьков в объеме смеси, вид вяжущего, тип пор (замкнутые, открытые или же сообщающиеся).

Характеристики ячеистых бетонов находятся в прямой зависимости друг от друга. К примеру, коэффициент теплопроводности (λ) в сухом состоянии связан со средним значением плотности. Поскольку границы пор обычно состоят из плотного цементного камня или гидросиликатного каркаса, условия затвердевания, вид вяжущего и ряд других критериев незначительно влияют на значение λ. Поэтому, теплопроводность ячеистых бетонов, в целом, определяется их средней плотностью и пористостью, которую составляют макропористость (пузырьки воздуха в объеме материала) и микропористость (наличие пор в межпузырьковых стенках).

На характер ячеистой структуры оказывают влияние сочетание газовых пузырьков разного размера, их пространственная упаковка, форма, средний и максимальный размер, толщина межпоровых стенок.

Форма пор позволяет оценить степень искажения их сферических оболочек в сторону правильных многогранников. Возможность образования многогранных пор появляется, когда величина объема ячеистой пористости составляет 75-80% и выше. Поры-многогранники образуются за счет быстрого отверждения, снижения поверхностного натяжения, повышения устойчивости массы и ячеистой пористости системы. С повышением пористости форма многогранников должна приближаться к более правильной. Как правило, подбирают условия поризации, способствующие формированию гладкой и достаточно плотной поверхностью пор.

Когда поры обладают несферической формой и различными размерами, пористость повышается. Наибольшее влияние на размер пор оказывают вид пенообразователя и вязкость смеси. Полидисперсное распределение пузырьков по размерам способствует наиболее равномерной поризации бетона.

При дегидратации ячеистых бетонов имеет место влажная усадка. Величина деформации, в основном, обусловлена видом и средней плотностью вяжущего, равновесной влажностью и исходным влагосодержанием. Склонность к образованию трещин при карбонизации или колебаниях влажности у автоклавного газобетона ниже, чем у пенобетона.

Коэффициент конструкционного качества (А) — один из показателей качества, применимый к ячеистым бетонам. Он определяется отношением прочности при сжатии (Rсж, МПа) к квадрату средней плотности (ρ0, кг/м³). Данный коэффициент позволяет проводить сравнительный анализ пористых материалов, отличных по структуре, а также компонентному составу.

Объем влаги для затворения в значительной мере определяет прочность стенок пор. В ячеистых материалах, подготовленных на основе сухого портландцемента, во время твердения лишь небольшая часть влаги задействуется на образование структуры. При повышении влажности цемента объем связанной влаги (в возрасте 28 суток) обычно равен 15-20% от массы и определяется свойствами его минеральных составляющих. Избыток влаги способствует возникновению капиллярной пористости на поверхности и в толще цементного камня. Как следствие, после дегидратации ячеистого бетона, в перегородках между воздушными пузырьками наряду с гелевыми присутствуют и капиллярные поры.

Водотвердое отношение (В/Т) — коэффициент, который определяют для ячеистых бетонов, содержащих в своем составе, наряду с вяжущим, различные тонкодисперсные добавки. При возрастании В/Т прочностные показатели ячеистых бетонов ухудшаются, независимо от типа вяжущего.

На теплоизолирующие свойства ячеистых бетонов заметно влияет их влажность. Гидрофильность бетона, в свою очередь, определяется характером распределения пор и типом вяжущего компонента. Увеличение влажности пенобетона на 1% ведет к возрастанию его теплопроводности на 6–8%. Кроме того, теплопроводность находится в прямой зависимости от пористости. Величина снижения теплопроводности ячеистого бетона при понижении средней плотности на 100 кг/м3 составляет 20%. Таким образом, возможно достичь значения показателя теплопроводности 0,06 Вт/(м град), что сопоставимо с теплоизоляционными характеристиками современных высокоэффективных материалов (например, пористые пластмассы и минеральная вата).

Прочность таких пористых материалов, как ячеистые бетоны, обусловлена набором фактоpов: типом и характеристиками используемых компонентов, их влажностью, способом тепловой обработки, плотностью и некоторыми другими. ГОСТ 25485-89 для ячеистых бетонов, имеющих конструкционно-теплоизоляционное функциональное назначение, предусматривает ряд классов по прочности на сжатие (Кп.с.): B0,5; B0,75; B1; B1,5; B2,5. Так, ячеистый автоклавный теплоизоляционный бетон, соответствующий марке D350, должен иметь Кп.с. B0,75 или B1. Для ячеистых неавтоклавных бетонов, имеющих марки D300 и D350, класс (Кп.с.) и марка по морозостойкости стандартом не нормируются.

На практике показано, что при возрастании водотвердого отношения (B/T) с 0,3 до 1,0 наблюдается прирост капиллярной пористости приблизительно в 1,5 раза. Вдобавок, на прочностные показатели наибольшее влияние оказывают размер микропор в смеси и распределение их по объему. Очевидно, чем больше воздушных микропор содержится в объеме материала, тем лучшей прочностью он обладает при одновременном снижении теплопроводности.

Устойчивость конструкционно-теплоизоляционных ячеистых бетонов в условиях низких температур (морозостойкость) сильно зависит от вида вяжущего и структуры стенок между порами, и составляет не менее 25 циклов.

Одним из основных недостатков газобетона, ввиду его ячеистой структуры, является разрыхление стенок микропор и образующей их поверхности. За счет гидростатического давления столба массы, поры приобретают форму эллипса. Это служит причиной возникновения в газобетонах анизотропии (неоднородности) свойств, величина которой по прочности в среднем составляет 18-22%. Другой недостаток связан с неодинаковым распределением газообразователя по объему смеси. Перепад давлений между ближайшими порами ведет к образованию трещин в межпузырьковых перегородках. Реологические показатели массы затрудняют естественное устранение дефекта на момент окончания вспучивания. Повреждение замкнутых ячеистых структур значительно ухудшает характеристики газобетона. При пенном способе производства структура микропор ячеистых бетонов обладает рядом преимуществ относительно газобетона и лишена описанных выше недостатков.

Цементный пенобетон производится, преимущественно, по неавтоклавной схеме. Это позволяет достичь хорошей трещиностойкости ячеистых бетонов при незначительном снижении прочностных показателей по сравнению с автоклавным способом обработки. На стадии пропарки пенобетона в объеме смеси образуется разветвленная сеть капиллярных пор. Это способствует росту показателей водопоглощения и проницаемости, возникновению термического и влажностного градиентов и внутренних напряжений.

Сегодня современные технологии производства пенобетона по неавтоклавной схеме описаны во множестве работ. Данный способ не требует операций пропаривания бетона и его автоклавирования, и позволяет достичь качества продукции, удовлетворяющего большинству требований в сфере профессионального строительства.

В современном строительстве случаются ситуации, при которых не желательно применение тяжелых цементов и других строительных составов. В этих случаях предпочтение отдается более лёгким и не менее прочным составам. Яркий тому пример – полы из натурального дерева, которые попросту не справляются с высокой нагрузкой, обусловленной плотными бетонными составами. Для их выравнивания предпочтительнее использовать цементы с пористыми заполнителями, более известные, как лёгкие бетоны.
Что же это за растворы такие, и в чём их преимущества? Насколько они долговечны и прочны? Постараемся ответить на эти и ряд других вопросов, возникающих у большинства потенциальных покупателей.
Преимущества лёгких бетонов
Лёгкий бетон может похвастаться большим количеством преимуществ, в сравнении с традиционными «тяжеловесными» цементными составами. Остановимся на основных достоинствах этого строительного материала подробнее.
Высокий уровень звукоизоляции
За счёт заполнителей, которые и формируют пористую основу для бетона, жилые объекты из этого материала получаются надёжно защищенными от акустических шумов, доносящихся с улицы.
Небольшой вес
Неоспоримое преимущество лёгких бетонов – маленький вес. За счёт этого в условиях реального строительства достигается впечатляющая экономия финансовых средства. При использовании лёгких бетонов, не требуется никакого дополнительного укрепления цементной основы, да и подъёмных устройств не нужно. Не стоит забывать о том, что такие бетоны крайне удобны в условиях реальной перевозки.
Высокие теплоизоляционные характеристики
Для лёгких бетонов уровень теплоизоляции составляет порядка 40%, что обусловлено высокой пористостью материала.
Технологическая универсальность
Рассматриваемые смеси идеально подходят как для сооружения «коробок», так и для возведения межкомнатных перегородок. Его можно применять в качестве утеплителя для основного здания.
Простота работы с лёгкими цементами
В процессе кладки блоков из лёгких бетонов, их крепят при помощи специальных клеящих составов, при этом традиционные цементные смеси не используются в принципе. В результате применения клеевых составов места соприкосновения монолитов остаются незаметными. Рассматриваемый строительный материал отличается доступностью и простотой обработки.
Внутри материала структура пористая, за счёт чего обеспечивается номинальная степень плотности состава. Блоки можно резать обычной ножовкой, придавая им необходимую форму. В случае необходимости внутри них можно проделать несколько отверстий для подключения систем коммуникации.
Доступность производства в домашних условиях
Не менее важное преимущество лёгкого цементного состава – технологическая простота воспроизведения в домашних условиях. Ключевое условия – наличие функциональной бетономешалки, благодаря которой можно подготовить однородную смесь, а также несколько заполнителей, без чего невозможно реализовать пористый эффект.
Эксплуатационная долговечность
При правильном уходе за постройками из лёгкого бетона, они будут служить верой и правдой в течение нескольких десятилетий.
Устойчивость к отрицательным температурам
Принимая во внимание то, что в готовый состав входят особые вяжущие вещества и добавки, бетоны лёгкого типа без проблем выдерживают до 300 циклов заморозки/разморозки. Важное преимущество – они сохраняют свой первоначальный вид и технические характеристики. Постройки, изготовленные из этого материала, эксплуатируются десятилетиями.
Недостатки лёгких бетонов
Как и у любого другого материала, у лёгких бетонов есть очевидные недостатки, собственно, как и у любых других стройматериалов. Пористость структуры нивелирует множество перечисленных выше преимуществ, обуславливая их отрицательные свойства.
Слабая устойчивость к высокой влаге
Пористая структура способствует интенсивному впитыванию влаги из окружающего пространства. Зависимость значения пористости к коэффициенту впитывания жидкости – прямая. По завершению строительных работ, фасад рекомендуется обработать декоративной штукатуркой, либо особым защитным составом.
Впрочем, отделочные технологии совершенствуются ежедневно, а потому уже сейчас на рынке представлены лёгкие бетоны, отличающиеся высокой устойчивостью к влаге. Они характеризуются исключительной прочностью, благодаря чему их можно использовать в сегменте многоуровневых объектов.
Минимальная прочность
Присутствие в цементе примесей нивелирует его прочностные характеристики. Лёгкие бетоны крайне восприимчивы к разрушающим и механическим нагрузкам. В некоторых случаях это может быть критичным.
Разновидности лёгких бетонов
Профессионалы выделяют несколько разновидностей лёгких бетонов. Их принято разделять по нескольким критериям, о которых пойдёт речь ниже.
В зависимости от структуры

1. Крупнопористые составы без включения песка. Смесь без включения песка, при этом она на 75% заполнена цементным составом. Что касается остального объёма, его принято заполнять воздушными пустотами.
2. Обычные компоненты. Получаются посредством смешивания мелких и крупных наполнителей, вяжущих вещества, а также воды. Максимальная должна воздушного пространства – 6%. При заливке строители намереваются обеспечить предельно высокую плотность состава.
3. Ячеистые бетонные составы. Зачастую в состав входят компоненты, способствующие образованию пористой структуры. В некоторых случаях у них отсутствуют песок и специализированные наполнители. Герметизированные пузыри составляют до 85% от общего объёма материалов. Наполняются составы газом или воздухом.

По функциональному назначению лёгкие бетоны бывают:

• Конструкционные цементы. Они применяются для сооружения несущих конструкций, отличаются самым высоким показателем объёмной массы. Это значение варьируется в пределах от 1400 до 1800 кг/м3. У данной разновидности бетона значение прочности составляет М50. Что касается устойчивости к отрицательным температурам – минимальное значение соответствует F15.
• Конструкционно-теплоизоляционные. Значение объёмной массы составляет от 500 до 1400 кг из расчёта на 1 м3. Прочность не превышает М35, при теплопроводности 0.6 Вт(мх°С). Указанные смеси активно используются для возведения межкомнатных перегородок, несущих стен и перекрытий.
• Теплоизоляционные. Значение тепловой проводимости для цементных составов лёгкого типа не превышает 0,2 Вт/(мх°С). Основная область применения – утепление, а также теплоизоляция объектов. Значение объёмной массы в готовом составе варьируется в диапазоне от 150 до 500 кг из расчёта на м3.

Принимая во внимание особенности заполнителя, легкие бетоны бывают:

• шлакопемзобетон;
• аглопоритобетон;
• шунгизитобетон;
• прлитобетон;
• зольный гравий.

Исходя из того, какой заполнитель легкого бетона используется (воздух или специальный газ), рассматриваемый строительный материал принято разделять на пенобетон и газобетон.
Технология приготовления легкого бетона на пористых заполнителях
Газобетон производится посредством внесения в цементный состав специализирующий ингредиентов газообразующего действия. За счёт них в готовой консистенции образуются ячеистые поры, заполненные газом. Значение ширины ячеек варьируется от 1 до 2 мм. Пустующее пространства между соседними порами заполняется цементным раствором.
Что касается пенобетона, то его изготавливают по аналогичной технологии. Предварительно подготовленную пену тщательно смешивают с уже готовым составом. Итоговый продукт по мере застывания образуют пористую основу.
Пену получают посредством взбивания воды со специальным канифольным жидким мылом, основу которого составляет животный клей. Ингредиенты тщательным образом смешивают, посредством внесения в специализированные устройства. Итоговый раствор переносят в особые формы, и помещают в камеры для пропаривания, либо автоклавные печи.
Внутри термических печей раствор под термическим действием раскаляется. За счёт указанных манипуляций осуществляется связывание гидроксида кальция и кремнеземистого материала. В итоге получаем состав получается долговечным и прочным.
Бетон легкий на пористых заполнителях – прочный и современный строительный материал, который идеально подходит для возведения загородного дома, межкомнатных перегородок. Для этого не требуется основательных финансовых или временных инвестиций.