Важнейшими задачами являются повышение эффективности и качества строительства. Одним из путей повышения эффективности, т. е. снижения стоимости и сокращения сроков строительства, является уменьшение массы и увеличение размеров ограждающих и несущих конструкций. Эту проблему решает применение легких бетонов для стен, покрытий, перегородок и других элементов зданий.
Использование легкого бетона для стен в виде крупных блоков и панелей вместо кирпича приводит к уменьшению массы здания, сокращению трудоемкости возведения стен на 60-70% и снижению стоимости монтажа (включая стоимость механизации) по сравнению с кладкой на 25-30%. В результате уменьшения массы стен создается возможность облегчить фундаменты и каркас здания и соответственно снизить транспортные расходы не менее чем на 40-60%. Применение легкого железобетона для перекрытий, помимо значительного уменьшения массы и увеличения размеров деталей, а также экономии трудовых затрат, позволяет упростить технологию изготовления этих деталей и снизить расход стали на арматуру. Эффективность применения легкого бетона для перегородок определяется в основном возможностью значительного укрупнения этих элементов. Трудоемкость возведения таких перегородок на 12-15% ниже, чем обычных перегородок из мелких плит. Замена тяжелого бетона легким в элементах сборных несущих конструкций (колонн, балок) приводит к снижению их массы на 25-50%.
Уменьшение массы бетона достигается путем образования в нем пор. В зависимости от способа образования пор различают три основные разновидности легких бетонов: ячеистые, в которых поры образованы в тесте вяжущего смешением его с пеной или введением газообразователей; легкие на пористых заполнителях, пористая структура в которых достигается применением пористых заполнителей. Пространство между зернами заполнителей в таких бетонах заполнено относительно плотным раствором; крупнопористые (беспесчаные), изготавливаемые из крупного заполнителя, вяжущего и воды. При этом зерна заполнителей склеиваются между собой в местах контакта, а пустоты между ними раствором не заполняются. Другие разновидности легких бетонов являются производными из приведенных выше: крупнопористые бетоны на пористых заполнителях, бетоны на пористых заполнителях с поризованным цементным камнем и др.
Объемная масса ячеистых бетонов колеблется от 300 до 1200 кг/м3. Прочность таких бетонов может достигать 30-40МПа (300-400 кг/см2), но при средней объемной массе 600-800 кг/м3 составляет 2,5-5,0 МПа (25-50 кг/см2).
Объемная масса легких бетонов на пористых заполнителях колеблется от 500 до 1800 кг/м3 (чаще 800-1500 кг/м3), а прочность — 40 МПа (400 кг/см2) и более. Объемная масса крупнопористого бетона — 1600-2000 кг/м3. С целью снижения объемной массы этого бетона до 500-800 кг/м3 применяют пористый заполнитель. Однако прочность такого бетона невелика — 0,5-5 МПа (5-50 кг/см2), вследствие чего он может быть использован, главным образом, как теплоизоляционный и конструктивно-теплоизоляционный материал.
Ячеистые бетоны имеют целый ряд преимуществ в технологии производства изделий: для изготовления цементных и силикатных ячеистых бетонов не применяют крупный заполнитель, а используют местные широко распространенные материалы: песок, шлаки, золу и др.; не требуется сложных и дорогостоящих механизмов для укладки и уплотнения смеси (бетоноукладчиков, виброплощадок и т. д.); имеется возможность полной механизации и автоматизации всего технологического процесса; удельные капиталовложения при строительстве заводов по производству изделий из ячеистых бетонов на 30_40% меньше, чем при возведении предприятий по выпуску продукции из обычных бетонов.
Развитие производства ячеистых бетонов позволяет использовать в качестве вяжущего и заполнителя большое количество промышленных отходов (металлургических шлаков, зол электростанций и др.), а также широко применять местные вяжущие (золы от сжигания горючих сланцев, нефелиновый цемент и др.).
Наибольший экономический эффект дает использование ячеистых бетонов в качестве теплоизоляционного и одновременно несущего материала, поэтому ячеистый бетон в основном применяется в ограждающих конструкциях наружных стен и бесчердачных покрытиях жилых, общественных и промышленных зданиях.
Большим преимуществом изделий из ячеистого бетона является их однослойность и монолитность. Воздействие на них в процессе эксплуатации механических условий, влаги, перепада температур, усадки и расширения менее опасно, чем в многослойных конструкциях из других материалов.
Однако этот вид бетона обладает существенными недостатками, основными из которых являются: сравнительно большой расход вяжущих и тонкомолотых добавок; большая усадка и недостаточная трещиностойкость; необходимость применения в таких изделиях большого количества арматуры и защиты ее от коррозии; неравномерность свойств бетона по высоте (прочность нижних слоев превышает прочность верхних слоев иногда в 2—3 раза); малая прочность изделий, получаемых без автоклавной обработки; недостаточная воздухо- и морозостойкость (например, бесцементные ячеистые бетоны с пониженной объемной массой).
Наиболее перспективными являются бетоны на пористых заполнителях. Они обладают достаточной прочностью при относительно малой объемной массе, при их изготовлении расходуется сравнительно немного вяжущего и не требуется автоклавная обработка. Из таких бетонов можно изготавливать крупноразмерные изделия, отличающиеся сравнительно небольшой усадкой и прочностью свежеотформованных изделий, достаточной для необходимости производить немедленную их распалубку. Из бетонов на пористых заполнителях можно изготовлять практически все элементы зданий сплошные или с пустотами любых сечений, одно- или многослойные (панели наружных и внутренних стен, панели кровли, перекрытий и покрытий и т. п.) с обычной и предварительно напряженной арматурой. Конструкции из легких бетонов должны иметь возможно меньшую объемную массу, а также характеризоваться стабильностью свойств и достаточной атмосферостойкостью. Вместе с тем для одних конструкций решающим является объемная масса, а для других — прочность. Для преобладающего же большинства конструкций требуется определенное наивыгоднейшее сочетание показателей объемной массы и прочности.
По области применения легкие бетоны делят на следующие группы: теплоизоляционные, используемые в качестве изоляции в ограждающих конструкциях отапливаемых зданий, а также изоляции оборудования и трубопроводов, для которых решающими являются объемная масса и теплопроводность; конструктивно-теплоизоляционные, применяемые в конструкциях, которые одновременно воспринимают определенную нагрузку и выполняют теплозащитные функции и поэтому должны обладать заданными показателями объемной массы, теплопроводности и прочности; конструктивные, предназначенные для изготовления несущих конструкций, и поэтому для них решающее значение имеет прочность.
Основные требования, предъявляемые к легким бетонам, приведен в таблице.
Основные требования, предъявляемые к легким бетонам различного назначения
Вид бетона | Объемная масса в высушенном состоянии, не более кг/м3 | Марка бетона | Морозостойкость — число выдерживаемых циклов попеременного замораживания и оттаивания (Мрз), не менее | Коэффициент теплопроводности, Вт/м∙ºС (ккал/м∙ч∙ºС) |
Теплоизоляционный | 800 | 10,15, 25 и 35 | Не нормируется | 0,29 (0,25) |
Конструктивно-теплоизоляционный | 1400 | 35, 50, 75 и 100 | 10, 15, 25 и 35 | 0,64 (0,55) |
Конструктивный | 1800 | 150, 200, 250, 300 и 400 | 25, 35, 50, 100, 150 и 200 | Не нормируется |
- Бетоноведение
- Бетоны и строительные растворы
- Бетонные и растворные смеси
- Лёгкие бетоны
- Классификация и свойства легких бетонов
- Легкие бетоны на пористых заполнителях
- Материалы для легких бетонов
- Подбор состава легких бетонов
- Цементные и силикатные ячеистые бетоны
- Требования к материалам для ячеистых бетонов
- Ячеистые смеси
- Подбор состава ячеистых бетонов
- Плотные силикатные бетоны
- Свойства силикатных смесей и бетонов
- Технология изготовления сборных железобетонных конструкций и деталей
- Бетонные работы в зимних условиях
- Производство сборных конструкций и деталей из легких бетонов
- Производство сборных изделий из плотных силикатных бетонов и бетонов на бесклинкерном вяжущем
- Производство бетонных и железобетонных изделий на полигонах
- Общие правила техники безопасности и противопожарные мероприятия на строительной площадке