Особенности в свойствах и составах легких бетонов

Основные зависимости, влияющие на прочность легкого бетона, а также на подвижность и удобоукладываемость бетонной смеси с пористыми заполнителями в металлоформы, или опалубку, остаются такими же, как и для всех остальных видов бетонов. Однако пониженная прочность, сильно развитая поверхность и значительное водопоглощение пористых заполнителей предопределяют ряд особенностей легких бетонов. В частности:

1. бетонные смеси на пористых заполнителях, несмотря на повышенный расход воды, отличаются недостаточной удобоукладываемостью. В силу этого бетонные смеси на пористых заполнителях нуждаются в увеличенном по сравнению с обычным бетоном расходе цементного теста или раствора;

2. прочность легких бетонов относительно невелика, она лимитируется главным образом прочностью заполнителей, которая, как правило, меньше прочности отвердевшего цементирующего вещества в бетоне. Таким образом, в легких бетонах имеет место недостаточно хорошее использование цемента, причем тем в большей степени, чем выше требуемая марка бетона и чем ниже прочность заполнителя. Легкие бетоны должны удовлетворять не только требованиям заданной прочности и стойкости, но и заданного (по возможности наименьшего) объемного веса. Все эти особенности влияют на выбор исходных материалов при производстве на бетонных заводах, а также на сам состав бетона и технологию формования изделий. Пониженная удобоукладываемость и большая водопотребность бетонной смеси, а также невысокая прочность бетона на пористых заполнителях требуют, как уже указывалось, увеличенного расхода цементирующего вещества нужной прочности и пластичности, однако это приводит к увеличению объемного веса бетона, так как цементный камень тяжелее легкого пористого заполнителя.

 

Это основное противоречие в технологии легкого бетона может быть разрешено следующими мероприятиями:

1. применением более легких пористых заполнителей повышенного качества (по прочности и стойкости) с разномерно распределенной мелкой пористостью, с зернами по возможности округлой формы, без открытых крупных пор и каверн с поверхности. Такому требованию лучше всего соответствуют, например, керамзитовый и другие виды пористого гравия, позволяющие, по определённым данным, получать как самые легкие крупнопористые бетоны (с объемным весом 600 - 800 кг/м3), так и самые прочные виды легких бетонов (до 400 кг/см2);

2. при смешивании в бетонном узле - тщательным подбором зернового состава заполнителей, фракционированных по крупности. Большее насыщение бетона крупным и отчасти средним по крупности заполнителем за счет соответствующего уменьшения, а в отдельных случаях и полного исключения мелких и мельчайших зерен, объемный вес которых значительно (до 2 - 3 раз) превышает объемный вес средних и крупных зерен. Чем ниже качество заполнителей, тем важнее оптимальное сочетание отдельных фракций. Большое значение для получения благоприятного зернового состава имеет фракционирование мелкого заполнителя (более важное в данном случае, нежели крупного). Рекомендуется заготовка мелкого заполнителя трех фракций: 0 - 1,2; 1,2 - 2,5 и 2,5 - 5 мм, но не менее двух: 0 - 1,2 и 1,2 - 5 мм. Это позволит регулировать содержание наиболее мелких фракций (мельче 1,2 мм) в смеси заполнителей. Фракции крупного заполнителя остаются примерно такими же, как и для обычного бетона: 5 - 10, 10 - 20 и 20 - 40 мм;

3. применением жестких смесей и уменьшением относительного содержания цементирующего вещества в них за счет интенсивного виброуплотнения смесей, например, сочетания вибрирования с одновременной нагрузкой сверху уплотняемой смеси (однако без раздробления зерен заполнителя);

4. применением цементов высокой активности заводского выпуска, в частности не ниже 300 для малопрочных теплоизоляционных бетонов, не ниже 400 для легких бетонов марки 50 и не ниже 500 для легких бетонов марки 100, а также цементов, активированных вибродомолом (особенно мокрым в сочетании с добавками гипса, хлористого кальция). Применение высокоактивных цементов позволяет повышать пористость цементного камня за счет некоторого увеличения водоцементного отношения или введения добавок порообразующих поверхностно-активных веществ. Поризация цементирующего теста повышает его подвижность и увеличивает его выход, что приводит к снижению расхода цемента в бетоне;

5. общим уменьшением содержания воды в смеси, однако в количестве, обеспечивающем при принятых параметрах уплотнения наибольшую плотность смеси и прочность бетона при данном расходе цемента.

 

Рассмотренные выше положения рациональной технологии легких бетонов и рекомендации позволяют подбирать составы легких бетонов не только требуемой прочности и заданного объемного веса, но и наиболее экономичных по расходу цемента.