Легкие бетоны: виды, классификация, свойства, использование

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. 

Содержание статьи

• 1 Виды легкого бетона
  • 1.1 Технологии твердения
  • 1.2 Заполнители
• 2 Свойства, характеристики, применение
  • 2.1 Назначение
  • 2.2 Достоинства и недостатки
• 3 Где и как использовать на стройке, примеры изготовления своими руками
  • 3.1 Как подобрать рецептуру
  • 3.2 Пример утепления чердака полистиролбетоном
  • 3.3 Керамзитобетон в частном домостроении
  • 3.4 Дома из опилкобетона — арболита

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:

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:

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:

• 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

Легкие бетоны — виды, применение

Главная \ Статьи \ Легкие бетоны — виды, преимущества, применение

« Назад

27. 11.2013 22:30

У производителей бетона, доставку которого осуществляет компания DSM13, существует определенная классификация бетонных смесей по маркам согласно их составам. Бывают так называемые легкие бетоны, плотность которых не превышает 1800 кг на кубометр. Такой показатель плотности достигается с помощью применения легких заполнителей бетона или путем поризации.

Применяя легкие бетоны в строительстве, можно значительно снизить вес возводимого сооружения, что очень важно при выполнении строительных работ в сейсмически опасных районах. С помощью легких бетонов можно повысить теплотехнические характеристики, звукоизоляцию здания. Специалисты, используя легкие бетоны в строительстве, достигают высокой экономии затрат, в общей сложности удается повысить эффективность производства на 20%.

По структуре легкие бетоны можно разделить на 3 группы:

• поризованные;
• крупнопористые;
• ячеистые.

Поризованный бетон в строительстве применяют редко по причине сложности процесса его производства даже в условиях современного бетонного завода.

В процессе изготовления поризованного легкого бетона используют пенообразователь. Он вступает в реакцию с цементом и образует поры, которые наполняются воздухом. Главным преимуществом поризованного бетона является высокая теплоизоляция.

Крупнопористые бетоны применяются в качестве стенового материала зданий этажностью не более 4. Основой для изготовления крупнопористого бетона является портландцемент и различные крупные пористые заполнители. В зависимости от вида наполнителя крепнопоритсый бетон имет различные названия (см. таблицу):

Вид заполнителя	Название бетона
керамзитовый гравий	керамзитобетон
шунгизитовый гравий	шунгизитобетон
аллопоритовый гравий	аллопоритобетон
шлакопемзовый щебень, гравий	шлакопемзобетон
перлитовый щебень вспученный	перлитобетон
щебень из пористых горных пород	бетон на щебне из пористых пород
термолитовый щебень, гравий	термолитобетон
вермикулит вспученный	вермикулитобетон
золошлаковые смеси, топливный шлак	шлакобетон
аглопоритовый щебень	бетон на аглопоритовом щебне
зольный гравий	бетон на зольном гравии
азеритовый гравий	азеритобетон

Основные преимущества крупнопористого бетона — малая теплопроводность и высокая экономия при производстве.
Наибольшую популярность в российском строительстве приобрел керамзитобетон. На Западе используется шлаковая пемза — термозит.

Ячеистые бетоны применяют в качестве стеновых материалов и при изготовлении ограждающих сооружений. При изготовлении ячеистого бетона распределение ячеек происходит равномерно. Ячейки заполняются воздухом.
Ячеистый бетон может изготавливаться двумя способами:
Пенобетон — изготовление происходит путем твердения бетонного раствора. В состав бетонного раствора входит цемент, песок (в том числе карбонатный песок), вода, пена. В роли пенообразователя выступают синтетические соединения или вещества с натуральной протеиновой основой.
Газобетон производят в два этапа. Первое — смешиваются компоненты бетонной смеси: кварцевый песок, цемент, вода, известь. Второе — бетонная смесь помещается в автоклав, где происходит вспучивание с выделением водорода и увеличением объема в 5 раз с последующим твердением. Преимущества ячеистых бетонов — огнеупорность и теплоизоляция.

Стоит заметить, что только в конце прошлого века ячеистый бетон получил популярность у российских строителей и широкое применение в индивидуальном строительстве.

---

Статьи по теме:

Производство бетона в холодное время года	Керамзитобетон — современный строительный материал	Достоинства и недостатки современных стройматериалов	Бетонный ленточный фундамент

Легкий бетон — Гражданский Уэльс

Бетон представляет собой смесь крупного и мелкого заполнителя, цемента, некоторых добавок и воды. Поскольку заполнитель получают из твердых пород, их плотность или удельный вес практически одинаковы. Так, плотность обычного бетона обычно составляет от 22 до 26 кН/куб.м.

Плотность бетона можно уменьшить, заменив часть твердых материалов в смеси воздушными пустотами.

Этого можно добиться тремя способами:

Воздух может быть в

1. Агрегаты
2. Цементная паста
3. Между крупными частицами.

Когда в заполнителях присутствует воздух, получаемый бетон представляет собой бетон с легким заполнителем .

При введении воздуха в цементное тесто получается бетон, известный как пенобетон или ячеистый бетон .

Когда воздух находится между крупными заполнителями, это означает, что мелкие заполнители не используются в бетоне, и полученный бетон известен как Бетон без фракций .

1. Классификация легких бетонов

1.1. Бетон низкой плотности

1.2. Конструкционный легкий бетон

2. Преимущества легкого бетона

3. Недостатки легкого бетона

Классификация легкого бетона

Плотность легкого бетона составляет от 300 до 1850 кг/куб.м. Плотность и прочность бетона взаимосвязаны. Имеет смысл классифицировать его по плотности.

Бетон низкой плотности

• Плотность: 300-800 кг/куб.м
• Используется в основном для ненесущих целей, таких как теплоизоляция.

Легкий конструкционный бетон

• Плотность: 1350-1850 кг/куб.м
• Этот бетон используется в конструкционных целях, т.е. для несущих нагрузок.
• Имеет минимальную прочность на сжатие 17 МПа.

 

Между ними находится бетон средней прочности (7-17 МПа), теплоизоляционные характеристики которого также находятся между характеристиками бетона низкой плотности и конструкционного легкого бетона.

Преимущества легкого бетона

Высокая плотность обычного бетона приводит к большому собственному весу бетонных элементов. Используя бетон низкой плотности, мы можем уменьшить собственный вес конструкции. Таким образом-

1. Потребуются элементы меньшего сечения.
2. Опалубка должна выдерживать меньшее давление.
3. Когда общая масса обрабатываемых материалов уменьшается, производительность рабочих и машин увеличивается.
4. Бетон с меньшей плотностью обеспечивает лучшую теплоизоляцию.

Недостатки легкого бетона

Легкий бетон имеет более высокое содержание цемента, чем обычный бетон. Так что это становится затратным.

Мы можем сократить расходы за счет уменьшения размеров элементов конструкции и фундаментов. Таким образом, он становится экономически эффективной альтернативой.

 

Конструкционный легкий бетон | Что вам нужно знать

Как следует из названия, S структурный L легкий C бетонный действительно легкий по весу по сравнению с традиционной бетонной смесью, потому что он сделан из крупного или цельного мелкого заполнителя вместо обычного заполнителя.

В конструкционном легком бетоне используются легкие заполнители, которые обычно изготавливаются из керамзита, глины или сланца, которые нагреваются во вращающейся печи для образования пористой структуры.

Классификация легкого бетона  

Различные типы легкого бетона можно легко классифицировать по способу производства.

К ним относятся:

С использованием пористого легкого заполнителя с низким удельным весом, ниже 2,6. Это известно как бетон с легким заполнителем.

Путем создания больших зазоров в бетоне. Эти зазоры следует отличать от чрезвычайно мелких зазоров, образующихся при вовлечении воздуха. Такой вид бетона называют газобетоном, ячеистым или пенопластом.

Путем исключения мелкого заполнителя из смеси, так что образуется большое количество зазоров; используется крупный заполнитель нормальной массы. Такой вид бетона, как безфракционный бетон.

Помимо способа производства, его также можно классифицировать по назначению  H гидропоники C Шарики  используются .  Это позволяет различать конструкционный легкий бетон, бетон, используемый в каменных блоках, и изоляционный бетон.

Типы легкого бетона

Ниже приведены наиболее часто используемые типы легкого бетона.

Бетон с легким заполнителем  

Первое использование блоков из легкого бетона было упомянуто в 1950-х годах. После этого разработка и производство новых видов ЛМА (легкого заполнителя) позволили внедрить ЛСК высокой прочности, пригодной для строительных работ.

Сегодня бетон LWA используется при строительстве зданий для уменьшения веса конструкции, поскольку это было важным фактором как для дизайна, так и для экономики.

Взгляните на эти различные типы легких заполнителей, которые подходят для конструкционного железобетона:

Пемза

Используется для железобетонных плит крыши, в основном для промышленных крыш.

Вспененный шлак

Вспененный шлак был первым легким заполнителем, подходящим для железобетона, производимого в больших количествах.

Керамзит и сланец  

Этот тип заполнителя способен обеспечить достаточно высокую прочность предварительно напряженного бетона.

Газобетон

Газобетон имеет самую низкую плотность, теплопроводность и прочность. Как и дерево, его можно увидеть, прикрутить и прибить, но этот бетон негорюч. Газобетон изготавливается путем замешивания стабилизированной пены или путем нагнетания воздуха с помощью воздухововлекающей добавки.

В то время как сборные изделия обычно изготавливаются путем добавления 0,2% алюминиевой пудры в смесь, которая вступает в реакцию со щелочными веществами в связующем с образованием пузырьков водорода.

Газобетон обычно используется там, где требуется небольшая прочность, например, в стяжках крыш и изоляции труб. Кроме того, полное развитие прочности газобетона зависит от реакции извести с кремнистыми заполнителями, в то время как при одинаковой плотности прочность бетона, отвержденного паром под высоким давлением, примерно в два раза выше, чем у бетона, отвержденного воздухом, но усадка составляет только одну треть или меньше. .

Газобетон, как правило, легкий, потому что он содержит ячеистые материалы, состоящие из цемента или извести и песка или другого кремнеземистого материала. Он производится с помощью физического или химического процесса, во время которого либо воздух, либо газ вводятся в суспензию, не содержащую грубых частиц.

Различные типы легкого бетона в зависимости от плотности и прочности  

LWC можно классифицировать как:

Бетон с низкой плотностью

Бетон с низкой плотностью обычно используется для целей изоляции только там, где требуются высокие показатели изоляции.

Бетон средней плотности

Бетон средней плотности обладает некоторой прочностью на сжатие, поэтому он занимает промежуточное положение между конструкционным бетоном и бетоном низкой плотности. Этот бетон иногда проектируется как «заполняющий» бетон, поскольку значения изоляции являются промежуточными.

Легкий конструкционный бетон

Легкий конструкционный бетон обеспечивает полную структурную эффективность и обычно изготавливается из керамзита, глины, сланца, шлака и летучей золы.