32. Лёгкие бетоны и их свойства.

Лёгкими бетонами называют все виды бетонов, имеющие среднюю плотность в воздушно-сухом состоянии от 200 до 2000 кг/м³. Термин «лёгкие бетоны» объединяет большую группу различных по составу, структуре и свойствам бетонов.

Главные требования, предъявляемые к лёгкому бетону, — заданная средняя плотность, необходимая прочность к определенному сроку твердения и долговечность (стойкость).

Лёгкие бетоны на пористых заполнителях — наиболее распространенный вид.

Свойства:

• Класс бетона установленный по прочности на сжатие: В2; 2,5; 3,5; 5; 7,5; 10; 12,5; 17,5; 20; 22,5; 25; 30; 40; для теплоизоляционных бетонов предусмотрены классы В0,35; 0,75 и 1;

• Плотность в сухом состоянии (марки: Д200, 300, 400, …, 2000);

• Низкая теплопроводность, зависит в основном, от плотности и влажности;

• По морозостойкости легкие бетоны делят на 10 марок: F 25, 35, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400 и 500. Для наружных стен зданий применяют бетоны с морозостойкостью не ниже F 25;

• Высокая водонепроницаемость и увеличивающаяся по мере твердения бетона за счет уплотнения контактной зоны «цементный камень — заполнитель». Установлены следующие марки лёгкого бетона на пористых заполнителях по водонепроницаемости W0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1; 1,2 (МПа гидростатического давления).

33. Заполнители для лёгких бетонов.

В лёгком бетоне в качестве заполнителей используют щебень из пемзы, вулканического шлака, вулканического пористого известняка и доломита, известняка-ракушечника, известкового туфа, опоки, трепела, диатомита, топливных ков, пористых металлургических шлаков, вспученных при жиге керамзита, термозита, перлита, вермикулита.

В зависимости от вида применяемого крупного заполнителя различают керамзитобетон, шунгизитобетон, аглопоритобетон, шлакопемзобетон, перлитобетон, бетон на щебне из пористых горных пород, вермикулитобетон, шлакобетон (бетон на топливном или пористом отвальном металлургическом шлаке), бетоны на аглопоритовом или зольном гравии.

В качестве заполнителей для лёгких бетонов применяют природные или искусственные пористые каменные материалы. Наиболее эффективны пемза и вулканические туфы.

Природные пористые заполнители получают путем частичного дробления и рассева или только рассева горных пород (пемзы, вулканического туфа, известняка-ракушечника и др.).

Искусственные пористые заполнители являются продуктами термической обработки минерального сырья и разделяются на специально изготовленные и побочные продукты промышленности (топливные шлаки и золы, отвальные металлургические шлаки и др.).

Керамзит изготавливают из глинистого сырья способного хорошо вспучиваться в процессе обжига, с повышенным содержанием железистых соединений или с добавками, выделяющими газообразные продукты. Глинистую массу формуют в гранулы, которые перед обжигом, просушивают. Обжиг происходит во вращающихся печах при температуре 1200°C. Происходит вспучивание гранул с увеличением в объёме в 17 раз, образуется керамзитовый гравий.

Керамзитовый гравий — это лёгкий и прочный заполнитель насыпной плотностью 250-800 кг/м3.

Керамзит, обладающий высокой прочностью и лёгкостью, является основным видом пористого заполнителя.

Вспученный перлит изготовляют путем обжига водосодержащих вулканических стеклообразных пород (перлитов, обсидианов). При температуре 950-1200°С вода выделяется и перлит увеличивается в объеме 10-20 раз.

Перлит — искусственный пористый материал, получаемый из изверженных полиминеральных горных пород, которые при нагревании до 1100-1300°C вспучиваются и образуют пористый щебень.

Вспученный вермикулит — пористый сыпучий материал, полученный путем обжига водосодержащих слюд. Этот заполнитель используют для изготовления теплоизоляционных легких бетонов.

Вермикулит — продукт вывертивания природного горного камня (биотитовой слюды), который при быстром нагревании до 700-900 вспучивается, увеличивается в объёме в 40 раз.

Аглопорит — материал в виде пористого щебня, песка и гравия, получаемый спеканием глинистой породы и отходов от добычи, переработки и сжигания ископаемых углей.

Керамзитовый песок (зёрна до 5 мм) получают при производстве керамзитового гравия (правда, в небольших количествах), а также по методу кипящего слоя, обжигом глиняных гранул во взвешенном состоянии. Кроме того, его можно получать дроблением зерен гравия

Шлаковую пемзу изготовляют путем быстрого охлаждения расплава металлургических (обычно доменных) шлаков, приводящего к вспучиванию. Куски шлаковой пемзы дробят и рассеивают, получая пористый щебень. Производство шлаковой пемзы распространено в районах развитой металлургии. Здесь себестоимость шлаковой пемзы ниже, чем керамзита.

Гранулированный металлургический ишак получают в виде крупного песка с пористыми зернами размером 5-7 мм, иногда до 10 мм.

Топливные отходы (топливные шлаки и золы) образуются в качестве побочного продукта при сжигании антрацита, каменного угля, бурого угля и других видов твердого топлива. На основе золы выпускают зольный гравий.

Топливные шлаки - пористые кусковые материалы, получающиеся в топке в результате спекания и вспучивания неорганических (в основном глинистых) примесей, содержащихся в угле. Шлаки подвергаются частичному дроблению, рассеву и обогащению для удаления вредных примесей (несгоревшего угля, золы и др.), на основе зол выпускают зольный и глинозольный гравий.

Шунгизит изготовляют обжигом шунгитовых сланцевых пород.