9.6. Легкі бетони

Легкі бетони (на початку XX ст. їх називали «теплі бетони») — бетони з щільністю менше 1800 кг/м³ — універсальний матеріал, який огороджують і несуть конструкції житлових і промислових будинків.

Свідчення їхнього застосування відомі ще в Древньому Римі. Для одержання легких бетонів тоді використовували природний заповнювач — пемзу і туф, а також бій кераміки і навіть порожні глиняні посудини. У даний час ці заповнювачі також використовують як місцевий матеріал.

Широкий розвиток легкі бетони одержали в другій половині XX ст., коли почалося масове виробництво штучних пористих заповнювачів: керамзиту, аглопориту, жужільної пемзи та ін.

З легких бетонів виготовляють більшість стінових панелей і блоків, плит покрівельних покриттів та каменів для укладання стін. Термін «легкі бетони» поєднує велику групу різних за складом, структурою і властивостями бетонів.

Істотним недоліком важкого бетону є велика щільність (2400...2500 кг/м³). Знижуючи щільність бетону, будівельники досягають як мінімум двох позитивних результатів:

• знижується маса будівельних конструкцій;

• підвищуються їхні теплоізоляційні властивості.

За призначенням легкі бетони підрозділяють на:

• конструктивні (клас міцності —

• В7,5...В 35; щільність — 1400... 1800 кг/м³);

• конструктивно-теплоізоляційні (клас міцності не менше В3,0, щільність — 600...1400 кг/м³);

• теплоізоляційні — особливо легкі (щільність < 600 кг/м³).

За будовою і способом одержання пористої структури легкі бетони підрозділяють на наступні види:

• бетони злитої будови на пористих заповнювачах;

• ячеїсті бетони, у складі яких немає ні великого, ні дрібного заповнювача, а їхню роль виконують дрібні сферичні пори;

• крупнопористї, в яких відсутні дрібний заповнювач, у результаті чого між частками великого заповнювача утворюються порожнечі.

Особливості технології легких бетонів зв'язані зі специфікою пористих заповнювачів: їхня щільність менше щільності води, поверхня часток шорсткувата, вони активно поглинають воду.

Низька щільність не дозволяє ефективно використовувати традиційні бетонозмішувачі «вільного падіння». Тому для приготування легкобетонних сумішей бажано використовувати змішувачі примусового перемішування.

9.6.1. Легкі бетони на пористих заповнювачах

Пористі заповнювачі мають шорсткувату поверхню, тому зчеплення цементного каменю із заповнювачем не є слабкою ланкою легких бетонів. Цьому сприяє також хімічна активність речовини заповнювачів, що містять аморфний Si0₂, здатний взаємодіяти із Са(ОН)₂ цементні камені. Щільність і міцність контактної зони «цементний камінь — пористий заповнювач» пояснюють парадоксально високу водонепроникність і міцність легких бетонів на пористих заповнювачах. Для легких бетонів установлені наступні класи за міцністю (МПа) від В2 до В40. Міцність легких бетонів залежить від якості заповнювачів, марки і кількості використаного цементу. При цьому, природно, змінюється і щільність бетону. Для легкого бетону встановлені 19 марок за щільністю (кг/м³) від D200 до D2000 (з інтервалом 100 кг/м³). Знижена щільність легких бетонів може бути досягнута поризацією цементного каменю.

Теплопровідність легкого бетону залежить від його щільності й вологості (табл.9.4). Збільшення об'ємної вологості на 1 % підвищує теплопровідність бетону на 0,015...0,035 Вт/(м • ^ОС).

Таблиця 9.4 - Середні значення теплопровідності легких бетонів

Бетон	Теплопровідність, Вт/(м • ОС), при середній щільності бетону, кг/м3, рівної
	600	800	1000	.1200	1400	1600	1800
Керамзитобетон Перлитобетон Шлакопемзобетон	0,2 0,15	0,25 0,22	0,3 0,28	0,4 0,35 0,35	0,5 0,4 0,4	0,6 0,45 0,5	0,7 0,55 0,6

Морозостійкість легких бетонів при їхній пористій структурі досить висока. Рядові легкі бетони мають морозостійкість у межах F25...F100. Для спеціальних цілей можуть бути отримані легкі бетони з морозостійкістю F200, F300 і F400.

Водонепроникність у легких бетонів висока, що збільшується в міру твердіння бетону за рахунок ущільнення контактної зони «цементний камінь — заповнювач», що є самим уразливим місцем для проникнення води в звичайному бетоні. Установлено наступні марки легких бетонів за водонепроникністю: W0,2; W0,4; W0,6; W0,8; Wl; Wl,2 (тиск води, МПа, не зухвалої фільтрації при стандартних випробуваннях).