82 Ячеистые бетоны. Классификация, состав, свойства и применение в строительстве.

Ячеистые бетоны являются разновидностью легких бетонов с равномерно распределенными порами (до 85% от общего объема бетона); их получают в результате затвердевания предварительно вспученной порообразователем смеси вяжущего, воды и кремнеземистого компонента.

С увеличением количества пор, представляющих собой округлые ячейки величиной 1-1,5 мм, уменьшается плотность материала, от которой в свою очередь зависят функциональные особенности ячеистого бетона.

Для образования ячеистой структуры бетона используются три основных способа поризации:

- газообразование

- вспучивание массы в разреженной атмосфере (в вакууме),

- аэрирование массы под давлением (барботирование ее сжатым воздухом) с последующим снижением давления до атмосферного,

- газопенный способ, сочетающий в себе элементы двух предыдущих способов. По виду применяемого вяжущего ячеистые бетоны делят на следующие группы:

- газобетоны и пенобетоны, получаемые на основе портландцемента или цементно-известкового вяжущего;

- газосиликаты и пеносиликаты, получаемые на основе смеси извести-кипелки и кварцевого песка;

- газошлакобетоны и пеношлакобетоны, получаемые из смеси извести и тонкомолотых доменных гранулированных шлаков или золы-уноса.

По условиям твердения различают ячеистые бетоны пропаренные и автоклавного твердения.

По функциям пористый бетон делится на следующие типы:

1.Теплоизоляционный. Плотность составляет 200-500 кг/м3. Используется при утеплении железобетонных плит, чердачных перекрытий, для теплозащиты поверхностей оборудования и трубопроводов.

2. Теплоизоляционно-конструкционный. Плотность такого бетона составляет порядка 500-1000 кг/м3. Идеально подходит для архитектурных сооружений высотой не более 3-х этажей.

3. Конструкционный, его плотность составляет 1000-1200 кг/м3. Является отличным конструкционным материалом в строительстве многоэтажных зданий (для зданий несущих относительно большую нагрузку ячеистый бетон требует дополнительного армирования).

Ячеистые бетоны, будучи материалами весьма пористыми отличаются низкой плотностью и соответственно относительно невысокой прочностью. Такая же связь, но несколько другого порядка, существует между плотностью и теплопроводностью — показателем, особо важным для ячеистых бетонов. Теплопроводность ячеистых бетонов изменяется 0,07…0,25 Вт/(м- °С).

В идеальном случае структура ячеистого бетона представляет замкнутые ячейки размером 0,4…1,5 мм.

Высокая морозостойкость ячеистых бетонов объясняется особенностями их строения — большим количеством замкнутых пор, наполненных воздухом или газом. Для ячеистых бетонов установлены следующие марки морозостойкости: F15, 25, 35, 50 и 100.

Важным показателем прочности ячеистого бетона является прочность камня-оболочки ячейки, которая зависит не только от вида вяжущего, но и условий его твердения и влажности бетона. Наиболее высокую прочность имеют бетоны после автоклавной обработки, при этом значительно экономится вяжущее вещество. В зависимости от гарантированных значений прочности ячеисто го бетона на сжатие установлены следующие классы (МПа) 0,75; 0,85; 1; 1,5; 2,5; 3,5; 7,5; 10; 12,5; 15; 17,5 и 20. Вяжущим для приготовления ячеистых бетонов обычно служат портландцемент, молотая негашеная известь. В качестве кремнеземистого компонента используют измельченный кварце вый песок, молотые доменные шлаки и золу-унос. Вода для ячеистых бетонов должна удовлетворять общим требованиям, предъявляемым к воде для бетонов. Для образования ячеистой структуры бетона применяют пено- и газообразователи.

В качестве пенообразователей используют несколько видов поверхностно-активных веществ, способствующих получению устойчивых пен; клееканифольный пенообразователь (8-12%) приготовляют из мездрового клея, канифоли и водяного раствора едкого натра; смолосапониновый (12-16%)— из мыльного корня и воды, иногда для увеличения стойкости пены в него вводят жидкое стекло; алюмосульфонафтеновый (16-20%) — из керосинового контакта, сернокислого глинозема и едкого натра.

В качестве газообразователей используют алюминиевую пудру ПАК-3 или ПАК-4 с содержанием активного алюминия 82% и тонкостью помола 5000…6000 см²/г. Расход алюминиевой пудры зависит от плотности получаемого газобетона и составляет 0,25…0,6 кг/м³; канифольное мыло; мылонафт; сульфанол с алюминиевой пудрой

Пенобетоны получают смешиванием цементного теста или раствора с устойчивой пеной. Пену получают взбиванием жидкой смеси канифольного мыла и животного клея или водного раствора сапонина (вытяжки из растительного мыльного корня). Такая пена имеет устойчивую структуру, хорошо смешивается с цементным тестом и раствором, которые распределяются по пленкам, окружающим воздушные ячейки, и в этом положении затвердевают

Газобетон получают из смеси портландцемента, кремнеземистого компонента и газообразователя. Широкое применение в качестве газообразователя получила алюминиевая пудра, которая, реагируя с водным раствором гидроксида кальция, выделяет водород вызывающий вспучивание цементного теста. Последнее, затвердевая, сохраняет пористую структуру. По свойствам газобетон аналогичен пенобетону. Однако он проще в изготовлении и позволяет получать изделия более устойчивого качества.

Преимущества ячеистых бетонов

1. Отличные тепло- и звукоизоляционные свойства, хорошая воздухопроницаемость. По всем этим свойствам ячеистые бетоны практически идентичны дереву.

2. Универсальность в применении. Используются для:

- Монолитного домостроения. В подготовленную опалубку прямо на стройплощадке заливается конструкционный газобетон. После снятия опалубки получаем монолитные стены будущего здания. - При соответствующем качестве опалубки такие стены не требуют даже штукатурных работ – сразу под обои;

- Изготовления штучных строительных изделий, т.е. строительных блоков для строительства и утепления стен, возведения внутренних перегородок;

- Утепления стен вновь возводимых зданий.

- Утепления кровли;

- Заливки тепло- и звукоизоляционных полов;

- Утепления существующих зданий;

- Теплоизоляции трубопроводов.

3. Возможность получения ячеистого бетона непосредственно на площадке строящегося объекта; 4. Пожарная безопасность. Ячеистые бетоны не горят и не поддерживают горения. 5. Экологическая чистота. Легко обрабатываются. Ячеистые бетоны, как и дерево, можно пилить ножовкой, заколачивать в них гвозди