§ 53. Ячеистые бетоны

Виды ячеистых бетонов. Ячеистый бетон — искусст­венный каменный материал, состоящий из затвердевшего вяжущего вещества с равномерно распределенными в нем замкнутыми порами в виде ячеек диаметром не бо­лее 1—2 мм, заполненных воздухом или газом. Ячеистые бетоны получают в результате твердения предваритель­но вспученной смеси минерального вяжущего, тонкодис­персного кремнеземистого компонента, порообразовате- ля и воды. В объеме ячеистого бетона до 85 % пор, они равномерно распределены в его теле и разделены одна от другой тонкими и прочными перегородками из цементно­го камня или иного вяжущего вещества (рис. 55).

Существует много разновидностей ячеистых бетонов. Их классифицируют по способу получения пор, видам вяжущих веществ, условиям твердения, а также по наз­начению.

Рис. 55. Структура ячеистого бето­на

В зависимости от спосо­ба образования пористой структуры ячеистые бетоны делят на газо- и пенобетоны.

По виду применяемого вяжущего различают газо- и пенобетоны на портландце- менте, газо- и пеносиликаты на воздушной извести, газо и пеношлакобетоны на шла­ковых вяжущих с активиза- торами твердения, газо- и пеногипсы на гипсовых вя­жущих.

Ячеистые бетоны по виду кремнеземистого компонен­та подразделяют на две группы: газосиликаты, пенобе­тоны и другие, получаемые с применением молотого пес­ка, и газозолосиликаты, газозолобетоны, пенозолобетоны и др., получаемые с применением золы-уноса ТЭС вза­мен песка.

По условиям твердения ячеистые бетоны бывают ав­токлавного и безавтоклавного твердения.

По назначению ячеистый бетон разделяют на следую­щие виды: теплоизоляционные плотностью в воздушно­сухом состоянии менее 500 кг/м³ (для изготовления теп­лоизоляционных и акустических плит, скорлуп и других изделий);

конструкционно-теплоизоляционные плотностью 500—- 900 кг/м³, прочностью 5—7,5 МПа (для ограждающих конструкций зданий);

конструкционные плотностью 900—1200 кг/м³ (для изготовления несущих и одновременно теплоизоляцион­ных строительных конструкций, панелей междуэтажных перекрытий и др.).

Пенобетон приготовляют смешиванием цементного теста или раствора с отдельно приготовленной устойчи­вой пеной. После затвердевания пенобетониой смеси об­разуется бетон ячеистой структуры. Пену приготовляют путем энергичного перемешивания пенообразователя с водой. В качестве пенообразователя применяют жидкие смеси канифольного мыла и животного клея или водно­го раствора сапонина (вытяжки из растительного мыль­ного корня), а также препарат ГК (гидролизованная кровь с боен). Полученная пена имеет устойчивую струк туру и хорошо смешивается с цементным тестом или ра­створом.

Пенобетонную <;месь приготовляют в пенобетоносме- снтелях, состоящие _{нз Т}р_ех барабанов, внутри которых вращаются валы с лопастями. Два барабана с пеновзби- вателем для приготовления пены и растворосмесителем для смешивания цемента с водой и кремнеземистым ком­понентом расположены сверху. Под ними находится тре­тий барабан, в котором тщательно смешиваются готовая пена и раствор. Пенобетонную смесь разливают в ме­таллические формы и направляют в пропарочные камеры или автоклавы.

В автоклаве при 175—190 °С и давлении пара 0,8— 1,3 МПа гидроксид кальция интенсивно взаимодействует с кремнеземистым компонентом. При этом образуется гидросиликат кальция, обладающий довольно высокими прочностью и долговечностью.

Газобетон готовят из смеси цемента (иногда с добав­кой извести), кремнеземистого компонента и воды с вве­дением в уже перемешанную смесь газообразователя — алюминиевой пудры, пергидроля (водный раствор пере­киси водорода Н₂0₂) и др. Наиболее распространенный газообразователь—^ _тонкодисперсный алюминиевый по­рошок (пудра). Процесс газообразования происходит в результате химического взаимодействия алюминия с гид­роксидом кальция: 2А1+ЗСа(0Н)₂+6Н₂0=ЗСа0Х X A1₂0₃ • 6Н₂04-ЗН₂ f.

Выделяющийся водород вспучивает цементное тесто, которое, затвердевая, сохраняет ячеистую структуру.

Исходные компоненты газобетона — цемент, известь- пушонку, молотый цесок и воду тщательно смешивают в смесителе, вливают водную суспензию алюминиевой пуд­ры и после повторного перемешивания разливают газо­бетонную смесь в Металлические формы, заполняя их с таким расчетом, Чтобы после окончания вспучивания форма была заполнена доверху.

После вызревания в формах газобетон обычно под­вергают ускоренному твердению в автоклавах. Приме­няя автоклавную обработку, можно не только обеспечить получение изделий _с высокой прочностью, но и значи­тельно снизить расход цемента путем частичной или пол­ной замены его известью. В последнем случае получают газосиликаты.

Свойства ячеистых бетонов. Основные свойства ячеестых бетонов, определяющие область их применения — пористость, прочность, теплопроводность, водопоглощение и морозостойкость.

Пористость ячеистых бетонов 50—85 %. Косвенно она может характеризоваться плотностью бетонов, которая колеблется от 500 до 1200 кг/м³. На свойства ячеистых оетонов оказывает существенное влияние не только об­щий объем пор, но и равномерность их распределения, арактер (открытые, сообщающиеся или замкнутые), размер и т.д.

Прочность ячеистых бетонов зависит от плотности, нида и свойств исходных материалов, а также от вида и режима тепловой обработки. Для ячеистых бетонов ус­тановлены следующие марки по прочности при сжатии: М 15, М 25, М 35, М 50, М 75, М 100 и М150¹. Теплопро­водность ячеистых бетонов зависит от их плотности. Для конструкционно-теплоизоляционных ячеистых бетонов плотностью 700—900 кг/м³ теплопроводность равна 0,16—0,23 Вт/(м-°С).

Водопоглощение и морозостойкость ячеистых бето- IIOI) алиисят от плотности и строения пор. При плотности ячеистых бетонов 700—900 кг/м³ водопоглощение по мас­се колеблется в пределах 30—40 %. Морозостойкость ячеистых бетонов несколько ниже, чем у легких бетонов. Для уменьшения водопоглощения и повышения морозо­стойкости рекомендуется получать ячеистые бетоны с равномерно распределенными мелкими замкнутыми по­рами.

Ячеистые бетоны обладают хорошими звукоизоляци­онными свойствами н огнестойкостью, их легко обраба­тывать.

Вопросы для самопроверки: !. Приведите классификацию бето­нов. 2. Какие требования предъявляют к заполнителям для тяже­лого бетона? 3, Что такое удобоукладываемость бетонной смеси и какими методами ее определяют? 4. Что такое марка бетона? На какие марки разделяют тяжелые бетоны? 5. Назовите и охарактери­зуйте основные свойства бетона. 0. Кратко изложите технологию приготовления бетоной смеси? 7. С какой целью и при помощи каких механизмов уплотняют бетонную смесь? 8. В чем состоит уход за уложенным бетоном? 9. Назовите способы зимнего бетонирования. 10. Перечислите и кратко охарактеризуйте специальные виды тяже­лых бетонов. 11. Какие пористые заполнители применяют для приго-

За марку ячеистых бетонов принимают предел прочности при сжа-

тии в кг/м² образцов размером 150x150X150 мм, прошедших теп­

ловую (автоклавную) обработку и имеющих влажность 8 %,

товления легкого бетона? 12. Охарактеризуйте основные свойства и укажите области применения легких бетонов на пористых заполните­ли. 13. Каковы свойства и назначение газобетона?