Легкие бетоны. Бетоны, получаемые с использованием легких заполнителей, на­зываются легкими бетонами

Бетоны, получаемые с использованием легких заполнителей, на­зываются легкими бетонами. Плотность (объемная масса) легких бетонов по ГОСТ 25820-83 не превышает 2000 кг/м³, коэффициент теп­лопроводности - 0, 35-0, 6 Вт/(м·К).

Снижая плотность бетона, строители достигают как минимум двух положительных результатов:

- уменьшается масса строительных конструкций;

- повышаются их теплоизоляционные свойства.

По назначению легкие бетоны подразделяют на:

- конструктивные (класс прочности — В7, 5...В35; плотность — 1400... 1800 кг/м³);

- конструктивно-теплоизоляционные (класс прочности не менее В3, 5, плотность-600...1400 кг/м³);

- теплоизоляционные — особо легкие (плотность < 600 кг/м³). По строению и способу получения пористой структуры легкие бето­ны подразделяют на следующие виды:

- бетоны слитного строения на пористых заполнителях;

- ячеистые бетоны, в составе которых нет ни крупного, ни мелко­го заполнителя, а их роль выполняют мелкие сферические поры (ячейки);

- крупнопористые, в которых отсутствует мелкий заполнитель, в результате чего между частицами крупного заполнителя образуются пустоты.

Кремнеземистый компонент — молотый кварцевый песок, гранули­рованные доменные шлаки, зола ТЭС и др. Кремнеземистый компо­нент снижает расход вяжущего и уменьшает усадку бетона. Примене­ние побочных продуктов промышленности (шлаков и зол) для этих, целей экономически выгодно и экологически целесообразно.

Для получения ячеистых бетонов используют как естественное твердение вяжущего, так и активизацию твердения с помощью про-паривания (Т= 85...90 °С) и автоклавной обработки (Т = 175 °С). Луч­шее качество имеют бетоны, прошедшие автоклавную обработку. В случае применения извести в составе вяжущего автоклавная обработ­ка обязательна.

По способу образования пористой структуры (методу вспучивания вяжущего) различают газобетоны и газосиликаты; пенобетоны и пеносиликаты.

Газобетон и газосиликат получают, вспучивая тесто вяжущего га­зом, выделяющимся при химической реакции между веществом-га-зообразователем и вяжущим.

Свойства ячеистых бетонов определяются их пористостью, видом вяжущего и условиями твердения.

5.4 Силикатные материалы и изделия - это искусственные строительные конгломераты на основе известково-кремнеземистого вяжущего вещества. После формования таких изделий необходима их тепловлажностная обработка в автоклавах по специальному режиму водяным паром под повышенным дав­лением (0, 8—1, 3 МПа) и максимальной температурой 175 — 200 °С. Именно при таких условиях известь вступает в химическую реакцию с кремнеземистым компонентом: кварцевым песком, шлаками, золами ТЭЦ и другими, содержащими в своем составе SiO₂:

Са(ОН)₂ + SiO₂ + m·Н₂О = СаО·SiO₂·nН₂О.

В условиях автоклавной обработки можно получить различные гидросиликаты кальция в зависимости от состава исходной смеси: тоберморит 5СаО·6 SiO₂·5Н₂О, слабо закристаллизованные гидросиликаты: (0, 8…1, 5) СаО·SiO ₂·Н₂О - и (1, 5…2) СаО·SiO₂·Н₂О. В высокоизвестковых смесях синтезируется гиллебрандит 2СаО·SiO₂·Н₂О.

Главнейшими силикатными и силикатобетонными изделиями являются: силикатный кирпич, крупные силикатные блоки, панели перекрытий, стеновые панели, колонны, балки, блоки и панели для наружных стен и покрытий из газосиликата, газозоло-, пеносиликата и др.

Силикатные изделия могут быть сквозными или с полузамкнутыми пустотами для снижения их массы и улучшения теплозащитных свойств в конструкциях. Большое значение имеет режим авто­клавной обработки.

Силикатные бетоны в зависимости от их средней плотности подразделяют на три группы: тяжелые, имеющие среднюю плот­ность более 1800 кг/м³, изготовленные на плотных заполнителях (песке, щебне или гравии); легкие со средней плотностью 500 — 1800 ч кг/м³, изготовленные на пористых заполнителях (керамзи­те, аглопорите, вспученном перлите); ячеистые со средней плот­ностью менее 500 кг/м³ (газосиликат, пеносиликат и др.). В зави­симости от крупности заполнителя их подразделяют на мелкозернистые с максимальные размером зерен до 5 мм и крупнозернис­тые — с размером зерен более 5 мм.

Вяжущим веществом в силикатных бетонах служит известково-кремнеземистое вещество, получаемое обычно совместным помо­лом воздушной извести и песка. Вместо песка применяют золу, мо­лотый доменный шлак и другие отходы промышленности, содержа­щие кальциевые соединения кремнезема и глинозема.

Силикатный (известково-песчаный) кирпич изготовляют прессованием жесткой смеси, состоящей из 92 —94 % кварцевого пес­ка, 6 — 8% извести (считая на активную СаО). Влажность такой формовочной смеси составляет 7 —9 % по массе. Отформованный кирпич на специальных тележках загружают в автоклав для твер­дения.

Кварцевые пески для производства силикатного кирпича дол­жны иметь определенный зерновой состав. Наилучшей гранулометрией песка является та, при которой средние зерна размеща­ются между крупными, а мелкие — между средними и крупными. Диаметры зерен песка обычно составляют 0, 05 — 2, 00 мм. В песке ограничивается содержание примесей слюды (не более 0, 5 %), не должно быть включений глины, так как они снижают качество изделий.

Известь может быть гашеной или негашеной, с содержанием активных СаО + MgO не менее 85 %, причем содержание MgO не должно превышать 5 %, так как магнезиальная известь (с повы­шенным содержанием MgO) гасится медленно.

Вода при производстве сили­катного кирпича применяется при гашении извести, приготов­лении формовочной смеси, за­паривании кирпича-сырца в ав­токлавах, получении техноло­гического пара. Желательно при­менять мягкую воду, а жесткую воду — после умягчения ее тер­мическим или химическим спо­собами.

Силикатный кирпич имеет ту же форму и те же размеры, как и обыкновенный глиняный: 250x120x65 мм. Утолщенный кирпич имеет размеры 250х 120x88 мм. Эти виды кирпича могут быть пол­нотелыми и пустотелыми. Выпускаются также пустотелые сили­катные камни размерами 250x120x138 мм. Установлены марки кирпича (камня): по пределу прочности при сжатии — М75, М100, М125, М150, М175, М200, М250, М3001; по морозостойкости — F15; F25; F35; F50. Для лицевых кирпичей и камней марка по морозостойкости должна быть не менее F25. Плотные изделия имеют среднюю плотность не менее 1500 кг/м³, а пористые — менее 1500 кг/м³.

Водопоглощение по массе силикатного кирпича и силикатных камней должно быть не менее 6 %.

Известково-шлаковый кирпич изготовляют из смеси извести и гранулированного доменного шлака. Извести берут 3-12% по объему, шлака - 88-97%.

При замене шлака золой получается известково-зольный кир­пич. Состав смеси: 20-25% извести и 80-75% золы. Так же как и шлак, зола является дешевым сырьем, образующимся в больших количествах после сжигания топлива (каменного угля, бурого угля и др.) в котельных ТЭЦ, ГРЭС и др.

5.5 Асбоцемент - искусственный композиционный каменный строительный материал, получаемый в результате затвердевания смеси, состоящей из цемента, асбеста (10-20% от массы це­мента) и воды.

Такой материал обладает высокой прочностью, огнестойкостью, долговечностью, малыми водонепроницаемостью, теплопродностью и электропроводностью.