шпоры итоговый экзамен / 38=41 вопрос

Легкие бетоны

Легкие бетоны условно делят: по назначению на конст­рукционные, имеющие марки по объемной массе (ее верхний предел в кг/м³) от D1000 до D2000; конструкционно-теплоизоляционные (D600; D700; D800; D900); теплоизоляцион­ные (D200; D300; D350; D400; D500); по способу образования пор на: 1) бетоны на пористых заполнителях; 2) беспесчаные; 3) ячеистые (газобетон и пенобетон).

Бетоны на пористых заполнителях изготавливают с учетом способности легких заполнителей всплывать на по­верхность бетонной смеси и поглощать воду. Малый вес запол­нителей затрудняет использование гравитационных бетоносме­сителей и требует применения смесителей принудительного действия. В уложенной бетонной смеси, особенно при ее вибри­ровании, легкие зерна заполнителей перемещаются вверх, при­водя к расслоению, отличному от того, которое наблюдается в тяжелых смесях, где заполнители стремятся опуститься вниз. Отсасывание пористым заполнителем воды из растворной части приводит к равномерному по объему самоуплотнению бетона. Это позволяет производить распалубку бетона вскоре после ук­ладки и повышает оборачиваемость формооскастки.

Природные пористые заполнители получают дроблением и сортировкой пористых горных пород. К пористым породам вулканического происхождения относятся: пемза — за­стывшая вспененная лава; вулканический туф — результат спе­кания раскаленных пепла и песка; туфовая лава — вспененная лава с вкраплениями частиц вулканического пепла, песка, пемзы и др. Из осадочных пород можно назвать известковый туф и ивестняк-ракушечник.

Искусственные пористые заполнители полу­чают путем вспенивания расплавов или вспучивания при нагре­вании до пиропластического состояния твердых материалов, об­ладающих способностью давать пористые структуры. Керамзи­товый гравий получают обычно во вращающейся печи быстрым нагреванием отформованных или дробленых зерен из легко­плавкой глины, которая размягчается при частичном расплавле­нии и одновременно вспучивается выделяющимися газами. При медленном нагревании газообразование происходит при более низких температурах, когда глина еще не достаточно размягче­на, и газы выходят из нее, не вызывая вспучивания. Газы выде­ляются не из глины, а из других сопутствующих веществ. Газо­образование связывают с дегидратацией, декарбонизацией и восстановительными процессами. Керамзитовый гравий подраз­деляют на три фракции: 5... 10, 10...20 и 20...40 мм и характери­зуют марками по насыпной объемной массе (в кг/м³ ) от 250 до 800. Коэффициент теплопроводности керамзита колеблется в пределах от 0,035 до 0,35 Вт/(м*К). Керамзитовый песок полу­чают отсевом мелких зерен от керамзитового гравия или его дроблением. Шунгизитовый гравий — материал получаемый вспучиванием зерен из шунгитосодержащих пород путем обжи­га во вращающейся печи. Шунгит — минерал (аморфная разно­видность графита), образовавшийся, как полагают, в результате природного коксования углей (воздействия на каменные угли высокой температуры от магмы). Безобжиговый зольный гравий - пористый заполнитель, получаемый на основе золошлаковых отходов (остатков от сжигания твердого топлива на тепловых электростанциях) и портландцемента или других вяжущих ве­ществ. Термолит получают обжигом до спекания кремнистых дисперсных пород (трепела, диатомита и др.). Пористость термолита является межзерновой, а не образованной вспучиванием, как в случае других пористых заполнителей. Аглопорит полу­чают термической обработкой смеси глинистых пород, золош­лаковых отходов и измельченного угля (8.,. 10 %), выгорание которого обеспечивает два процесса: поробразование и разогрев шихты до температуры спекания. Шлаковая пемза (термозит) -пористый щебень и песок, получаемый главным образом из до­менного шлака (побочного продукта при выплавке чугуна). Вспененный шлак образуется при быстром охлаждении шлако­вого расплава водой, однако, не таком быстром, как при произ­водстве гранулированного шлака. Перлит вспученный - особо легкий материал ( _о= 100...500 кг/м³ ) в виде песка или щебня, получаемый быстрым обжигом кислых вулканических водосо-держащих стекол, таких, как перлит, обсидиан, витрофир и др. Вспучивание этих пород при нагревании до 900... 1150 °С про­исходит за счет испарения растворенной в стекле воды, и одно­временного размягчения породы. Вермикулит вспученный -особо легкий материал ( _о=80...400 кг/м ³), получаемый при 600,..900 °С в виде гранул, вспученных поперек пластинок слю­ды-вермикулита паром выделяющейся гидратной воды.

Подвижность легкобетонкой смеси обычно весьма низка из-за ноздревато-пористой поверхности заполни­телей, иммобилизующей значительное количество цементного теста. Поэтому получить подвижную легкобетонную смесь можно лишь при больших расходах вяжущего, когда прослойки теста между зернами заполнителей являются достаточно тол­стыми. При этом часть теста расходуется на заполнение меж­зерновых пустот и не выполняет смазочную функцию. Для эко­номии вяжущего и снижения объемной массы легкого бетона решающее значение имеет уменьшение межзерновой пустотности и удельной поверхности заполнителей. Первое достигается подбором оптимального зернового состава, второе - применени­ем заполнителей окатанной формы с гладкой (оплавленной) по­верхностью, например керамзитового гравия. Вместе с тем, прочность сцепления заполнителя с цементирующим камнем по гладкой поверхности будет ниже, чем по шероховатой.

Главные показатели качества легких бето­нов - объемная масса и прочность. Объемную массу желатель­но иметь как можно меньше, а прочность - как можно выше. Оба эти свойства изменяются с пористостью противоположным образом. В отличие от обычного, прочность легкого бетона за­висит не только от качества цементирующего камня, определяе­мого значением В/Ц, но и от его количества, с увеличением ко­торого прочность возрастает. Одновременно растет и объемная масса, но относительно медленнее, так, что удельная прочность (отношение прочности к объемной массе и R/_б) с увеличением расхода вяжущего вещества возрастает. Зависимости прочности и объемной массы от расхода воды (В) характеризуются нали­чием максимума при одном и том же значении В₁ которое явля­ется оптимальным (рис. 2.17). Увеличение В сверх В₁ приводит как и для обычного бето­на к снижению прочно­сти, связанному с раз­жижением цементного. теста, и недостаточному самоуплотнению геля. При уменьшении расхо­да воды ниже оптималь­ного значения снижается удобоукладываёмость смеси и потеря прочно­сти вызывается механи­ческим недоуплотнением. Если увеличить мощность уплотнения, то при том же расходе воды Ва прочность возрастает, но теперь значение В₁ уже не является оптимальным и при В<В₁ можно получить дальнейшее повышение прочности и достижение но­вого максимума при В₂. Таким образом, оптимальный расход воды не является для данной бетонной смеси постоянной вели­чиной, а зависит от интенсивности ее уплотнения.