4 Основные свойства проектируемого бетона

Легкие бетоны, в частности керамзитобетон, согласно ГОСТ 25820-83 характеризуются следующими показателями качества:

- прочностью на сжатие,

- средней плотностью,

- морозостойкостью,

- водонепроницаемостью,

- теплопроводностью.

По показателям прочности при сжатии конструкционно-теплоизоляционный керамзитобетон подразделяют на классы В2,5, В3,5, В5, В7,5, В10;

Для изделий и конструкций, запроектированных без учета требований обеспеченности 0,95, показатель прочности бетона на сжатие характеризуют марками: М35, М50, М75, М100, М150 [5].

Прочность легких бетонов, как и тяжелых, зависит от цементно-водного отношения, так как оно определяет свойства цементного камня, скрепляющего все составляющие бетона в единый монолит. Однако пористые заполнители вследствие особенностей своей структуры имеют невысокую прочность, обычно ниже прочности цементного раствора. Введение их в бетон приводит к снижению его прочности по сравнению с обычным тяжелым бетоном на прочных плотных заполнителях, причем тем в большей степени, чем больше содержание заполнителя и меньше его плотность. В результате кривые зависимости прочности легкого бетона от цементно-водного отношения располагаются ниже кривых для обычного бетона и бетоны на запол­нителях разной прочности имеют различные кривые R_б=f(Ц/В) (рисунок 6 ).

Другой важной особенностью легких бетонов на пористых заполнителях является то обстоятельство, что каждый крупный заполнитель позволяет получать бетоны только до определенной прочности, по достижении которой дальнейшее повышение прочности раствора, например, за счет уменьшения водоцементного отношения, не приводит к заметному повышению прочности бетона (рисунок 7).

Рисунок 6. Зависимость прочности бетона от цементно-водного отношения для обычного 1 и легкого 2, 3 бетона на пористом заполнителе.

Рисунок 7. Влияние прочности керамзитового гравия и раствора на прочность керамзитобетона: а - обобщенная зависимость: 1 - бетон на гранитном щебне; 2, 3 - бетон на порис­том заполнителе; I - зона возрастания прочности бетона; II - зона максимальной прочности бетона; б - результаты экспериментов; 1 - прочность керамзита 7 МПа; 2 - то же, 5 МПа; 3 - то же, 4 МПа; 4 - то же, 3 МПа; 5 - то же, 2 МПа.

Кривая зависимости Rб=f(Rp )имеет два участка. На первом участке повышение прочности раствора приводит к увеличению прочности бетона, хотя в несколько меньшей степени, чем при применении прочных плотных заполнителей. Здесь проявляется соответственно и влияние водоцементного фактора. На втором участке повышение прочности раствора не приводит к заметному увеличению прочности бетона, так как слабый заполнитель и хрупкость тонкого цементного каркаса этому препятствуют.

Дальнейшее повышение прочности раствора в этом случае экономически нецелесообразно, так как в равноподвижных бетонных смесях оно достигается за счет увеличения расхода цемента, не приводя к существенному улучшению свойств бетона. Для получения легкого бетона разных марок следует так выбирать прочность заполнителя, чтобы обеспечивать рацио­нальное использование цемента, т.е. получать бетоны, соответствующие первому участку кривой R_б=f(R_p ).

Существенное влияние на прочность легких бетонов оказывает содержа­ние в нем крупного пористого заполнителя или концентрация заполнителя, обычно указываемая как относительная величина (объем легкого заполнителя, содержащийся в 1 м³ бетона). Влияние концентрации заполнителя зависит от соотношения его прочности и прочности раствора.

При малой разнице в прочности раствора и бетона в конструктивно-теплоизоляционных легких бетонах максимальная прочность достигается при определенной оптимальной концентра­ции заполнителя (рисунок 8).

Рисунок 8. Влияние концентрации легкого заполнителя φ на проч­ность бетона R_б:

1-R_p/R_к.ц =5,7;2- R_p/R_к.ц =7,5;3- R_p/R_к.ц =10,6(R_к.ц – прочность керамзита в цилиндре)

По сравнению с керамзитобетоном плотной структуры поризованный керамзитобетон имеет пониженные показатели плотности, прочности и теплопроводности. Прочность поризованного керамзитобетона может быть 5...10 МПа.

Прочность и плотность бетона зависят от его структуры.

Как правило, обжиговые пористые материалы (керамзит и др.) имеют при одной и той же плотности более высокую прочность, чем пористый раствор, поэтому максимальное насыщение поризованного легкого бетона керамзитом 0,9...1,15 м³/м³ способствует повышению его прочности или понижению расхода цемента [1].

Значение нормируемой отпускной прочности бетона конструкций устанавливают в соответствии с требованиями ГОСТ- 13015.0.

Теплопроводность определяет толщину ограждающих конструкций. Коэффициент теплопроводности легкого бетона возрастает с увеличением его плотности (рисунок 9)

Увеличение содержания легкого заполнителя, уменьшение его плот­ности приводят к понижению коэффициента теплопроводности легкого бе­тона, т.е. улучшает его теплофизические свойства.

Рисунок 9.Зависимость коэффициента теплопроводимости λ легкого бетона на по­ристом заполнителе от плотности ρ бетона

Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии бетона при температуре 25 °С, к которому предъявляют требования по теплопроводности, должен соответствовать требованиям нормативного и проектного документов на изделие и конструкцию конкретного вида [1].

Показатели средней плотности и морозостойкости приведены в таблице 6.

Таблица 6. средняя плотность и морозостойкость конструкционно-теплоизоляционного керамзитобетона

Назначение бетона	Марка бетона
	по средней плотности	по морозостойкости	на керамзитовом гравии
Конструкционно-теплоизоляционный	D600	-	В2,5
	D700	F25	В2,5;В3,5
	D800	F25	В2,5-В5
	D900	F25-F50	В3,5-В7,5
	D1000	F25-F100	В3,5-В10
	D1100	F25-F100	В3,5-В10
	D1200	F35-F100	В5-В10
	D1300	F35-F100	В5-В10
	D1400	F35-F100	В5-В10
	D1500	F35-F100	-
	D1600	F75;F100	-

Данный вид бетона обладает высоким показателями водоудерживающей способности, что обусловлено высоким водопоглощением пористого заполнителя.

Поризованный керамзитобетон отличается значительно меньшим расходом вяжущего вещества, повышенным модулем деформации и долговечностью, меньшей усадкой. Поризованные смеси отличаются хорошей связностью и удобоукладываемостью, и их применение значительно упрощает формование изделий.