5702

2

УДК 666.972.7

Исаев, А.В. Проектирование составов лёгкого бетона : учебно-мето-

дическое пособие / А.В. Исаев; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. – Нижний Новгород : ННГАСУ,

2022. − 42 с. − Текст : электронный

В пособии описывается традиционная методика подбора составов лёг-

ких бетонов, к которым предъявляются требования по прочности и средней плотности. Приведены классификация и общие сведения о лёгких бетонах.

Пособие предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисципли-

нам «Бетоноведение» и «Технологии бетона, строительных изделий и кон-

струкций железобетона» по направлению подготовки 08.03.01 Строитель-

ство, профилю «Производство и применение строительных материалов, из-

делий и конструкций»

© А.В. Исаев, 2022

© ННГАСУ, 2022

3

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

Введение ……………………………………………………………………4

1 Основные свойства лёгких бетонов ……………………………………….5

1.1Классификация и технические требования …………………………...5

1.2Прочность и плотность лёгких бетонов ………………………………7 2 Цель работы …………………………………………………………….…...8 3 Общие указания по выполнению работы ………………………………..11 4 Расчёт лабораторного состава лёгкой бетонной смеси …………………11

4.1Теоретические основы расчёта ……………………………………….11

4.2Порядок выполнения работы …………………………………………13

4.3Расчёт состава лёгкой бетонной смеси ………………………………26

5 Лабораторная проверка состава лёгкой бетонной смеси ……………….27

5.1Проведение опытного замеса. Изготовление контрольных образцов ………………………………………………………………..27

5.2Испытание контрольных образцов …………………………………..31 6 Примеры расчёта состава лёгкой бетонной смеси ……………………...34

6.1Подбор состава лёгкой керамзитобетонной смеси на плотном песке ……………………………………………………………………34

6.2 Подбор состава лёгкой керамзитобетонной смеси на смешанном песке …………………………………………………………………....36

Приложение А. Методика пересчёта состава бетонной смеси с учётом её фактической плотности …………………...…39

Литература …………………………………………………………………41

4

Введение

В соответствии с [11] лёгким бетоном называют бетон со средней плот-

ностью свыше 700 до 2000 кг/м³, бетоны с меньшей плотностью называются особо лёгкими.

Лёгкий бетон – второй после тяжёлого бетона по объёмам применения в строительстве. Выпуск лёгкого бетона составляет (15 – 20) % от выпуска тяжёлого бетона.

Наиболее широко в строительстве применяются лёгкие бетоны на це-

ментных вяжущих (чаще всего – портландцементе по ГОСТ 10178 [5] или ГОСТ 31108 [15]). В качестве крупных заполнителей в них применяют пори-

стые гравий или щебень – чаще искусственные по ГОСТ 32496 [16], в т.ч. из отходов [1, 6, 7, 12, 14], реже – природные по ГОСТ 22263 [9], в качестве мелкого заполнителя – плотный строительный песок по ГОСТ 8736 [3] или пористые пески искусственного или природного происхождения по выше-

указанным стандартам [1, 6, 7, 9, 12, 14, 16]. Затворителем в лёгких бетонах является вода по ГОСТ 23732 [10]. В них также могут применяться различ-

ные химические добавки, например: пластифицирующие, водоредуцирую-

щие, воздухововлекающие, пено- и газообразующие, ускоряющие твердение,

противоморозные и т.п.

Наиболее распространённым пористым заполнителем является керам-

зит, точнее керамзитовые гравий и песок. Известны также такие пористые заполнители как аглопорит, шунгизит, вспученный перлит, вспученный вер-

микулит, термолит, шлаковая пемза, пеностекло, пенокерамика, пемза (гор-

ная порода) и др.

Применение лёгких бетонов вместо тяжёлых позволяет, во-первых, су-

щественно снизить вес строительных конструкций, а следовательно, и

нагрузку на несущие конструкции, фундаменты и основания, а во-вторых,

улучшить теплозащитные свойства ограждающих конструкций.

5

В настоящем учебно-методическом пособии приведена наиболее рас-

пространённая методика подбора состава лёгкой бетонной смеси плотной структуры без добавок [17], предусматривающая три этапа:

-расчёт лабораторного состава бетонной смеси;

-проведение опытного замеса с корректировкой состава по удобоукла-

дываемости и изготовление контрольных образцов;

- испытание контрольных образцов бетона на прочность, определение средней плотности бетона и, при необходимости, окончательное корректи-

рование состава.

1 Основные свойства лёгких бетонов

1.1 Классификация и технические требования

1.1.1 Лёгкие бетоны классифицируют по следующим признакам:

-основному назначению;

-виду заполнителей;

-структуре.

По основному назначению лёгкие бетоны подразделяют на:

-конструкционные, в том числе конструкционно-теплоизоляционные;

-специальные (теплоизоляционные, жаростойкие, химически стойкие,

декоративные и др.).

1.1.2 По виду крупного пористого заполнителя лёгкие бетоны подраз-

деляют на:

-керамзитобетон (бетон на керамзитовом гравии);

-шунгизитобетон (бетон на шунгизитовом гравии);

-аглопоритобетон (бетон на аглопоритовом щебне или гравии);

-шлакопемзобетон (бетон на шлакопемзовом щебне или гравии);

6

-перлитобетон (бетон на вспученном перлитовом щебне);

-бетон на щебне из пористых горных пород;

-термолитобетон (бетон на термолитовом щебне или гравии);

-вермикулитобетон (бетон на вспученном вермикулите);

-шлакобетон (бетон на золошлаковых смесях тепловых электростан-

ций - ТЭС или на топливном шлаке, гранулированном доменном или элек-

тротермофосфорном шлаке).

Допускается применять другие виды бетонов на крупных пористых за-

полнителях, на которые имеются нормативные документы (на стеклозито-

вом, азеритовом гравии и др.).

Область применения лёгких бетонов приведена в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Область применения лёгкого бетона на основе различных видов пористых заполнителей [13]

Примечание - Знак « + » означает, что данный бетон рекомендуется, « ± » - допускается, « - » - не рекомендуется для применения.

1.1.3 По структуре лёгкие бетоны подразделяют на:

-плотные;

-поризованные;

7

- крупнопористые.

Для поризованных бетонов вместо структуры в наименовании бетона допускается указывать вид порообразователя.

1.1.4 Лёгкие бетона в зависимости от класса по прочности на сжатие подразделяются на:

- теплоизоляционные – В0,35; В0,5; В0,75; B1; B1,5; B2, средняя плот-

ность в сухом состоянии не более 500 кг/м³;

-конструкционно-теплоизоляционные – В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10;

-конструкционные бетоны – В12,5; В15; В20; В22,5; В25; В27,5; В30;

В35; В40.

1.1.5 По средней плотности в сухом состоянии бетоны подразделяют на следующие марки: D200, D300, D400, D500, D600, D700, D800, D900, D1000, D1100, D1200, D1300, D1400, D1500, D1600, D1700, D1800, D1900, D2000.

Марку бетона по средней плотности определяют в высушенном до по-

стоянной массы состоянии путём округления средней плотности в бόльшую сторону до ближайшего значения из стандартного ряда. Например: если при испытании получено среднее значение плотности бетона 1270 кг/м³, то его марка D1300, а если 1310 кг/м³, то – D1400.

1.1.6 По морозостойкости бетонов могут устанавливаться марки F25, F35, F50, F75, F100, F150, F200, F300, F400, F500.

1.1.6 По водонепроницаемости бетонов могут устанавливаться марки

W2, W4, W6, W8, W10, W12.

1.2 Прочность и плотность лёгких бетонов

1.2.1 Если при подборе состава тяжёлого бетона нужно обеспечить,

главным образом, его прочность, то при подборе состава лёгкого бетона

8

необходимо ещё и получить заданную среднюю плотность. Причём проч-

ность надо получить не меньше требуемой, а плотность не более требуемой.

Это существенно усложняет подбор состава, потому что снижение средней плотности бетона практически всегда приводит к снижению его прочности.

Основные факторы влияют на эти свойства следующим образом:

-увеличение водоцементного отношения В/Ц существенно снижает прочность и, в меньшей степени, плотность бетона;

-уменьшение насыпной или средней плотности заполнителя, как пра-

вило, приводит к снижению плотности и прочности бетона. Конечно, на прочность бетона непосредственно влияет не плотность, а прочность запол-

нителя, но у однотипных пористых заполнителей эти показатели тесно взаи-

мосвязаны между собой;

- повышение объёма пористого заполнителя в единице объёма лёгкого бетона (повышение его объёмной концентрации φ) в большинстве случаев также приводит к снижению плотности и прочности бетона. Исключения со-

ставляют теплоизоляционные и конструкционно-теплоизоляционные бе-

тоны, содержащие растворную часть с прочностью, меньшей прочности за-

полнителя.

Взаимосвязь между прочностью и плотностью лёгких бетонов выра-

жается в виде рекомендуемых классов бетона по прочности на сжатие в за-

висимости от требуемой марки бетона по средней плотности (таблица 2

[13]).

2 Цель работы

2.1 Целью работы является ознакомление студентов с теоретическими основами и освоение ими практических навыков подбора состава и опреде-

ления основных свойств лёгких бетонов.

Таблица 1.2 – Рекомендуемые классы по прочности на сжатие лёгких бетонов [13]