9.6. Легкі бетони

Легкі бетони (на початку XX ст. їх називали «теплі бетони») — бетони з густиною менше 1800 кг/м³ — універсальний матеріал, який використовують як для огорож, так і для несучих конструкцій житлових і промислових будівель.

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 стінових каменів. Термін «легкі бетони» поєднує велику групу різних за складом, структурою і властивостями бетонів.

Істотним недоліком важкого бетону є велика густина - 2400...2500 кг/м³. Знижуючи густину 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; густина — 1400...1800 кг/м³);

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

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

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

• бетони щільної будови на пористих заповнювачах;

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

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

Особливості технології легких бетонів пов'язані зі специфікою пористих заповнювачів: їхня густина менше густини води, поверхня часток шорсткувата, вони активно поглинають воду.

Низька густина 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 цементного каменя. 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 змінюється і густина бетону. Для легкого бетону встановлені 19 марок за густиною (кг/м³) від D200 до D2000 (з інтервалом 100 кг/м³). Знижена густина легких бетонів може бути досягнута поризацією цементного каменю.

Теплопровідність легкого бетону залежить від його густини 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 густині бетону, кг/м3
	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; W1; W1,2 (тиск води, МПа, при стандартних випробуваннях).