Крупнопористый бетон, структурные особенности и специфика применения

Производство бетона может осуществляться как на заводах бетона, так и непосредственно на строительном объекте. Особенностью крупнопористого бетона является частичное или полное отсутствие мелких (песчаных) фракций заполнителей в его составе. Благодаря этому строение бетона характеризуется большим количеством крупных пор в виде межзерновых пустот, что приводит к уменьшению его объемного веса по сравнению с обычными бетонами и к понижению коэффициента теплопроводности. Вместе с тем исключение песка из состава крупнопористого бетона значительно уменьшает суммарную поверхность зерен заполнителей, обволакиваемой слоем цементного теста, и соответственно уменьшает содержание цемента в бетоне. Оно должно быть достаточным для создания контактов из цементного теста между зернами крупного заполнителя. Пониженный объемный вес, малая теплопроводность и небольшой расход цемента делают крупнопористый бетон экономичным и пригодным для использования в качестве стенового материала для крупноблочного строительства в районах, богатых местными каменными материалами. Монолитные стены из крупнопористого бетона оштукатуривают с помощью торкрет установок или штукатурной станции. Крупнопористое строение бетона обеспечивает невысокие показатели гигроскопичности, водопоглощения и величины капиллярного подсоса, что улучшает теплотехнические свойства стен. Для уменьшения воздухопроницаемости стены из крупнопористого бетона следует оштукатуривать с двух сторон. В качестве заполнителя для обычного крупнопористого бетона можно применять щебень естественных каменных материалов, гравий, кирпичный бой, отвальные кусковые шлаки. Для уменьшения объемного веса крупнопористого бетона рекомендуется применять однофракционный крупный заполнитель из зерен небольшого размера, например 10 - 20 мм, с тем, чтобы наряду с высокой пористостью создать достаточную площадь контактов между зернами заполнителей. Допускается использование заполнителя из двух фракций — 10 - 20 и 20 - 40 мм; при отсутствии фракционированных заполнителей может быть допущен также и рядовой гравий или щебень размером от 5 до 50 мм.

 

В зависимости от вида заполнителей и межзерновой пористости объемный вес крупнопористого бетона колеблется в значительных пределах, начиная от 1300 - 1400 кг/м3 для бетонов на кирпичном щебне и кончая 1900 - 2000 кгм3 для бетонов на рядовом (от 5 до 40 мм) щебне плотных пород. Для легких пористых заполнителей объемный вес крупнопористых легких бетонов колеблется от 800 до 1200 кг/м3. Крупнопористый бетон в силу своего строения обладает пониженными показателями прочности при сжатии - обычно в пределах 35 - 50 кг/см2 при расходе цемента 100 - 130 кг/м3 бетона. При повышении расхода цемента до 150 - 200 кг/м3 и хорошем подборе зернового состава заполнителей можно получить крупнопористый бетон повышенной прочности – 75 - 100 кг/см2. Прочность крупнопористого бетона на плотных заполнителях обусловливается удельной поверхностью контактов между зернами крупного заполнителя и прочностью этих контактов после отвердения цементного теста. Морозостойкость крупнопористого бетона, приготовленного на портландском и шлако-портландском цементах, соответствует 15 - 35 циклам попеременного замораживания и оттаивания. Усадка его в 1,5 раза меньше усадки обычного бетона. Удовлетворительное сцепление бетона со стальной арматурой и металлоконструкциями  обеспечивается предварительной обмазкой стержней слоем цементного теста толщиной 2 - 3 мм. Обмазка стержней арматуры цементным тестом нужна не только для повышения сцепления с бетоном, но и для предохранения арматуры от ржавления. Установлено, что наибольший предел прочности при сжатии крупнопористого бетона достигается только при оптимальном водоцементном отношении. Отклонения от оптимального В/Ц в обе стороны приводят к получению бетона меньшей прочности.

 

При большом значении В/Ц цементное тесто стекает с зерен крупного заполнителя, образуя неоднородную структуру бетона, при малом значении В/Ц консистенция теста оказывается недостаточной для равномерного обволакивания всех зерен заполнителя, и бетонная смесь становится неудобоукладываемой. Для приготовления крупнопористого бетона используют специальный бетоносмеситель. Состав крупнопористого бетона подбирается следующим образом: пользуясь табличными данными для рекомендованных составов, выбирают расход цемента и водоцементный фактор в зависимости от заданных марок бетона и цемента. Попутно по таблице устанавливают ориентировочный объемный вес бетонной смеси и коэффициент выхода. Данные по объемному весу в этой таблице приведены для бетона на гравии и гранитном щебне; для бетона на плотном известняковом щебне объемный вес следует уменьшить на 50 - 70 кг/л3, а на пористом - на 90 - 100 кг/м3. Вычитая из веса 1 м3 бетонной смеси вес цемента и воды, определяем вес крупного заполнителя. Одновременно рекомендуется делать еще два замеса с водоцементньми отношениями, отличающимися от найденного по таблице на ±0,05. Образцы бетона всех трех замесов испытывают в возрасте 7 и 28 суток, после чего устанавливают окончательный состав и В/Ц. Для определения действительного расхода материалов на 1 м3 бетона следует определить фактический объемный вес бетонной смеси.