Легкий бетон — что это такое и его состав

Ячеистый бетон – наиболее популярный материал. Его распространение связано с большим количеством факторов, среди которых: физико–механические свойства материала, большое разнообразие изделий из него, доступность производства и приемлемая цена.

Классификация бетона

Бетон классифицируют по усредненной плотности на один кубический метр и подразделяют на:

  • сверхтяжелый – свыше 2450 кг/м3. Сверхтяжелый бетон производят из таких материалов, как магнетит и гематит. Это рудные породы, что измельчаются до состояния опилок, стружек и окалины. Подобный материал применяют только при строительстве атомных электростанций, для защиты помещений от радиационного излучения;
  • тяжелый – от 1700 до 2400 кг/м3. Тяжелые бетоны – это наиболее популярный вид смеси, он обладает высокой популярностью при строительстве подземных и несущих конструкций, а также при возведении простых стен, перегородок и фундамента. В качестве главного компонента данной смеси выступает щебень из горных пород, таких как известняк, диабазит, гранит и др.;
  • легкий – от 250 – 1700 кг/м3. К группе легкого бетона относятся смеси, в состав которых входят пористые заполнители (как искусственные, так и естественные), иногда даже и без заполнителя, при использовании искусственных замкнутых пор внутри бетонной смеси. Обычно легкие бетоны применяют как прочную теплоизоляционную конструкцию в частных домах;
  • сверхлегкий – до 450 кг/м3. Сверхлегкие бетонные смеси, как правило, выступают в роли теплоизоляционного ячеистого бетона, обладающего большим количеством пор, созданных на основе лёгких пористых заполнителях. Подобного рода бетонные конструкции выделяются за счет высокой теплоизоляции и могут применяться не только для теплоизоляции стен, полов или потолков, но и как целостная конструкция от воздействия внешних температурных факторов.

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

Основные классификации

    По назначению они могут быть:
  • конструкционными (плотность 1600-1800 кг/м3, используются для возведения стен перекрытий и несущих конструкций);
  • теплоизоляционными (плотность не более 500 кг/м3, используются как звукоизоляция и утеплитель);
  • конструкционно-теплоизоляционными (плотность регулируется, сочетают в себе вышеуказанные свойства).

Другая важная классификация – по типу структуры.

    Согласной ей, все легкие бетоны бывают:
  1. Ячеистыми – в их состав входит вяжущий компонент, крупный и мелкий заполнители и вода. Межзерновые пустоты полностью заполняются раствором, а количество воздуха в смеси не превышает 6%. Такие бетоны могут похвастаться отличными теплоизоляционными характеристиками и высокой огнестойкостью.
  2. Крупнопористыми – беспесчаные, в составе имеются зерна заполнителя и вяжущее. Межзерновые пустоты заполнены воздухом, который занимает не менее четверти всего объема. Завоевали большую популярность за счет удачной комбинации преимуществ: малой теплопроводности и приемлемой стоимости изготовления.
  3. Поризованными – изготавливаются на основе порообразователя и вяжущего компонента. В бетоне образуются воздушные ячейки, снижающие уровень плотности материала. Однако ввиду сложности изготовления такие бетонные смеси используются в строительстве крайне редко. При этом отличаются отличными теплоизоляционными свойствами.
Читайте также:  Газосиликатный блок: особенности материала и специфика работы с ним

Лучшие варианты заполнителей

Чаще всего в качестве заполнителей легких бетонов используют природные и искусственные пористые материалы.

Природные – ни что иное как результат фракционирования горных пород (туфов, пемзы, известняка, вулканической лавы и так далее). Интересно, что именно лава и туфы признаны наиболее эффективными заполнителями за счет их замкнутой пористости.

В качестве искусственных заполнителей для легких бетонов применяют промышленные отходы. При этом подходят как топливные и металлургические шлаки, которые не подвергались переработке, так и специально обработанные отходы: вермикулит, перлит, керамзит, аглопорит, зольный гравий.

Как видите, вариантов легких бетонов масса. Выбор в итоге зависит от ваших запросов, особенностей проекта и строительных работ. В любом случае, ассортимент настолько широк, что подобрать подходящий вариант не составит труда.

Типы бетона по вяжущему веществу

Используемое в материале вяжущее вещество отвечает и за основные свойства его, и за название.

Гипсовый бетон

Производство гипсового бетона.

Гипсовая разновидность изготавливается с включением гипса. Его прочность меньше, нежели у цементного, потому этот бетон с успехом используется для строительства перегородок внутри помещений, подвесных конструкций потолков и декоративных отделочных элементов.

Материал из гипса с добавкой цемента и пуццоланового вяжущего — это гипсоцементнопуццолановый бетон, применяемый для малоэтажного строительства.

Гипсовый бетон отличает одно значительное преимущество — экологичность.

Силикатный бетон

Силикатную смесь создают посредством тепловлажностного воздействия на смесь воды, неорганического заполнителя и известково-кремнеземистого вяжущего. Силикатный материал, так же как цементный, широко используется в промышленных целях и гражданском домостроении.

Силикатный состав нашел свое активное применение в изготовлении стеновых перекрытий и панелей. Помимо этого, из него делают лестничные марши, несущие части, колонны. Он участвует в укладке основания дорог, производстве тюбингов и железнодорожных шпал.

Силикатный материал водоустойчив и стоек к влиянию агрессивных сред.

Цементный бетон

Технологический процесс производства цемента.

Цементный состав находит самое обширное применение в строительной среде. Его делают на основе различных марок портландцемента, они и определяют имеющуюся классификацию цементных составов. В производстве их, как правило, задействуют цемент М 400 (500).

Согласно виду и марочности используемого цемента, бетоны выделяют:

  • специализированные на глиноземистом вяжущем;
  • декоративные с включением белого либо цветного цемента;
  • для конструкций самонапряженных.

Полимерцементный бетон

Его делают на основе смеси с содержанием портландцемента М 500 и вяжущих на полимерной основе. В качестве последних выступают смолы либо фурфурол ацетоновый мономер, отверждение в смеси которых происходит за счет специальных добавок.

Полимерцементный материал имеет большую устойчивость к проявлениям агрессивных сред, истиранию и кавитации, нежели цементный и прочие типы бетонов.

Помимо прочего, полимерцементный состав характеризует повышенная сопротивляемость удару, водонепроницаемость, прочность при изгибе и растяжении, хорошие адгезионные способности, морозоустойчивость. Его недостатки — повышенная усадка, ползучесть.

Эксплуатационные свойства

Основной показатель, которым характеризуется бетон — прочность на сжатие. По ней устанавливается класс бетона. Согласно СНиП «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[5].

Читайте также:  Какой клей выбрать для тяжелых обоев
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 %[6]:

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.

Согласно ГОСТ 7473-94 «Смеси бетонные. Технические условия», по удобоукладываемости (обозначается буквой «П») различают бетоны[7]:

  • 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.

Стандартизация показателей

В зависимости от того, где будет применяться смесь проводится классификация бетона по маркам и классам позволяет заказать товарную смесь нужного качества. Специалистами разработаны технологические карты с композиционным составом смесей. Бетоны идентифицируют по показателю прочности на сжатие через 28 дней после заливки образца и застывания его при температуре 20 0 С.

Марка – среднее числовое значение разрушающего усилия стандартных образцов, измеряется кгс/см2. В международных стандартах принято обозначать разрушающую нагрузку в МПа. Этот показатель имеет индекс «В», обозначает не среднее, а абсолютное количество образцов соответствует параметру. Отклонения в меньшую сторону могут быть у 5 % образцов.

Класс, марка, характеристики, применение

Класс МПа Марка кгс/см2 морозостойкость водопроницаемость Применение бетонной смеси
В 7,5 М100 F50 W2 Фундамент в сухом грунте, заливка перед бетонированием основания.
В10 М150 F50 W2 Стяжка пола, обустройство садовых дорожек
В12,5 М150 F100 W2 Черные полы, фундамент под малую нагрузку
В15 М200 F100 W4 Стяжка, фундаменты, отмостки, выгребные ямы, отстойники
В20 М250 F100 W4 Ж/б балки и плиты перекрытий, лестницы
В22,5 М300 F200 W6 По густому армированию тонкостенные , высотные здания
В30 М400 F300 W10 Дорожное и аэродромное покрытие, гидротехнические сооружения.

Свойства бетона можно улучшить, используя укладку с вибрированием и добавкой нужных присадок. Можно испортить, продержав в миксере дольше положенного времени, неправильным ручным замесом, грязной водой или песком.

Читайте также:  Выбираем материал для строительства деревянного дома

Тяжелые бетоны

Отличие тяжелого вещества от обычного — наличие кварцевого песка. Он является основным компонентом мелкозернистой смеси. Песок обеспечивает устойчивость, плотность, морозостойкость конструкции из тяжелого силикатного вещества. В некоторых случаях применяют известняковые добавки, кремнеземистые смеси и прочее. Применение: строительные работы (ЖБИ, элементы конструкций), отделка наружных конструкций, гражданские постройки, жилые сооружения.

Недостаток: низкий модуль упругости, находится на несколько ступеней ниже цементных образований. Это негативно сказывается на деформациях при кратковременных значительных нагрузках. Обратите внимание, что ползучесть силикатного камня на порядок ниже цементного.

Преимущество: отсутствие необходимости в армировании (это вызвано значением суммарных деформаций).

ОСНОВНЫЕ ОПЕРАЦИИ ПРИ СОЗДАНИИ СИЛИКАТОБЕТОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

При создании силикатобетонных материалов осуществляется следующий порядок:

  1. добыча песка, выделение из него крупных фракций;
  2. добыча известняка, его термический обжиг;
  3. дробление извести;
  4. смешивание извести, песка, гипса, помол в шаровой мельнице;
  5. приготовление смеси. В бетоносмесителях при принудительном перемешивании к извести, песку, добавляют воду;
  6. формирование заданных изделий;
  7. твердение в автоклавах отформованных деталей при диапазоне температур 174 – 200 градусов, давлении в пределах 0,8 – 1,5 МПа. Если требуется изготовить плотное изделие, пользуются известью, имеющей удельную поверхность до 5000 см2/г, песок с показателем 4000 см 2/г;
  8. охлаждение изделия в автоклаве либо после извлечения из автоклава.
Тяжелые бетоны

ОТ ЧЕГО ЗАВИСИТ КАЧЕСТВО ПОЛУЧАЕМЫХ ИЗДЕЛИЙ

На качество автоклавных силикатных деталей зависит не только структура и состав добавок, но и правильность управления физическими явлениями, которые происходят на разных стадиях обработки смеси в автоклавах.

По объемной массе силикатные бетоны подразделяют на:

  • силикатные тяжелые бетоны, которых заполнителями служат гравий, песок, щебень;
  • силикатные легкие бетоны, в них наполнителем выступает керамзит, вермикулит;
  • силикатные ячеистые бетоны, в роли наполнителя выступаю пузырьки воздуха, распределенные равномерно по всему объему изделия.

Внимание! Если изделие эксплуатируется по всем правилам, арматура, находящаяся в силикатном плотном бетоне, не подвергается химической и атмосферной коррозии.

Формовка крупногабаритных изделий осуществляется непосредственно на строительной площадке, прочность таких изделий (на разрыв) достигает 60 МПа.

Рекомендации частным застройщикам

Очень многие Интернет-ресурсы публикуют рецепты приготовления огнеупорного бетона для домашнего строительства печей и каминов «своими руками». В то же время, учитывая специальный состав и специальные свойства огнеупорного бетона, изготовление «своими руками» не дает гарантии, что подобный материал будет работать в тех или иных условиях. Поэтому в вопросе футеровки печи и камина не стоит экономить и приобретать огнеупорную смесь заводского изготовления.

При этом следует знать, что сухие огнеупорные смеси имеют очень короткий гарантийный срок хранения, а также, в связи с высокой плотностью и «тяжестью» состава их невозможно замесить вручную – только в бетономешалке с электрическим приводом.

Также, при приготовлении огнеупорного бетона следует строго соблюдать количество затворяемой воды, указанное на упаковке. Дело в том, что выдержав рекомендуемую порцию этого компонента, некоторым неопытным застройщикам может показаться, что бетон слишком густой. На самом деле это не так. При правильном и тщательном перемешивании у вас получится хорошо укладываемый качественный огнеупорный раствор.

Оборудование для производства

Ранее, возможности производить ячеистый бетон, были только у крупных специализированных предприятий, имеющих соответствующее дорогое оборудование для производства газобетона. С появлением новых технологических процессов, значительно упрощающих производство, такие возможности появились у предприятий малого и среднего бизнеса.

Установка для изготовления «СТРОМ-газобетон» / Цена 24-39 тыс. рублей

К данной небольшой установке нужны будут еще и, конечно же, формы, которые выглядят так:

Оборудование для производства

Видео линии для промышленного производства:

Для небольших фирм, занимающихся производством газобетона, имеются различные варианты исполнения оборудования: от доступных полуавтоматических линий (производительность 2,9 куб. метров в смену, цена от 200 тысяч рублей) до целиком автоматизированных производственных линий (производительность до 100 куб. метров в смену, цена от 4 миллионов рублей).