Крупнопористый и поризованный бетоны

Идея получения крупнопористого бетона, структура которого характеризуется значительным объемом межзерновых пустот, была впервые высказана в 1912 г. Н. А. Житкевичем. В последующем технология этой разновидности легкого бетона изучалась Б. Г. Скрамтаевым, Д.Н.Алексеевым, Г. А. Бужевичем, С. М. Ицковичем и др. Для получения крупнопористого бетона применяют как легкие пористые заполнители, так и обычные тяжелые гравий или щебень. Наряду с другими видами легких бетонов крупнопористый бетон может быть использован как материал для монолитных и сборных стеновых конструкций, а также для дренажных систем и фильтров. При использовании тяжелого заполнителя толщина стен из крупнопористого бетона принимается такой же, как кирпичных, пористых заполнителей, - уменьшается в 1,5 - 2 раза.
В зависимости от расхода цемента прочность крупнопористого бетона изменяется линейно. Характер влияния на прочность водоцементного отношения для рассматриваемого бетона такой же, как для обычного тяжелого бетона. По мере увеличения отношения цемент: заполнитель экстремальные значения В/Ц увеличиваются, при этом отклонения В/Ц снижают прочность крупнопористого бетона в большей степени чем обычного. На прочности бетона существенно сказывается также прочность заполнителя.

На формирование структуры и свойств крупнопористого бетона влияют крупность и зерновой состав заполнителя. Объем межзерновых пустот зависит также от расхода цемента.
При использовании плотных заполнителей разрушение крупнопористых бетонов состоит в разрыве контактов. По Ю.Е. Корниловичу прочность определяется произведением количества разрушенных контактов на прочность контакта, отнесенным к площади разрушения.
По данным С. М. Ицковича, прочность заполнителя должна превышать требуемую прочность крупнопористого бетона при расходе цемента около 200кг/м3 не менее чем в 6 раз, а при расходе цемента порядка 100кг/м3- в 12 раз. Зерна щебня должны быть примерно на 15% прочнее зерен гравия в равнопрочном бетоне. Прочность пористых заполнителей, как правило, меньше прочности цементного камня. При их применении разрушение контакта между зернами заполнителя сводится к разрушению контактной зоны заполнителя.
О влиянии активности цемента на прочность крупнопористого бетона имеются противоречивые данные. По некоторым данным оно является практически неощутимым, а определяющее значение имеет лишь объем цементного теста. В связи с этим для бетона этого вида весьма положительно сказывается влияние наполнителей, вводимых в цемент или бетонную смесь.
При применении плотных заполнителей прочность крупнопористых бетонов растет аналогично прочности обычного тяжелого бетона. При использовании пористых заполнителей при превышении прочности цементного камня прочности заполнителя существенный рост прочности бетона не наблюдается.
Прочность крупнопористого бетона при сжатии соответствует классам В3,5 - В7,5, при более высокой чем у соответствующих плотных бетонов прочности при растяжении, теплопроводность его в зависимости от плотности находится в пределах 0,26- 0,99 Вт/м°С.
Для бетона данного вида характерна незначительная усадка, учитывая относительно невысокое содержание цементного камня.
Регулируя крупность и зерновой состав заполнителя, можно изменять коэффициент фильтрации в пределах 0,2 - 0,25 см/с. Морозостойкость крупнопористых бетонов при использовании различных заполнителей составляет 50-100 циклов.
В отличие от крупнопористого поризованный легкий бетон имеет пористую структуру, образованную поризующим компонентом. По своим свойствам этот вид легкого бетона занимает промежуточное место между бетоном плотной структуры и ячеистым бетоном. Поризация легкобетонной смеси позволяет применять без увеличения плотности более тяжелый пористый заполнитель, снизить расход или полностью отказаться от применения пористого песка, использовать заполнитель с прерывистой гранулометрией. Для поризованных бетонных смесей характерны повышенная связность и удобоукладываемость.
Поризация бетонов производится пеной, газом или воздухововлекающей добавкой. Пеной поризуются, как правило, беспесчаные смеси, воздухововлекающими Добавками - смеси с песком, газом как с песком, так и без него.
Для приготовления пены применяют различные пенообразующие ПАВ, которые после разведения водой и аэрирования механическим или пневматическим способом могут давать достаточно стойкую пену. Пена состоит из воздушных пузырьков с тонкими оболочками из водного раствора пенообразователя. Основными факторами, характеризующими качество пены, являются ее устойчивость и кратность, т. е. отношение начального объема пены к объему водного раствора пенообразователя. Для повышения устойчивости пены в водный раствор пенообразователя вводят стабилизаторы и минерализаторы. Стабилизаторами часто служат соли железа и алюминия, некоторые гидрофильные вещества - жидкое стекло, столярный клей и др. Минерализаторами служат различные тонкодисперсные вещества: цемент, зола-унос и т.п. Кратность пены применяется обычно не менее 5.
Для поризации легких бетонов на пористых заполнителях газом, так же, как и ячеистых бетонов применяют, в основном, алюминиевую пудру, которая при взаимодействии с Са(ОН)2, выделяющимся при гидратации портландцемента, образует водород. Вспучивание цементных смесей происходит при температуре среды не менее 100С, при этом коэффициент вспучивания составляет 0,5 - 0,8.
При введении воздухововлекающих добавок поризуется растворная составляющая бетонов. С увеличением содержания крупного пористого заполнителя объем вовлеченного воздуха может в несколько раз возрастать. Так, при введении в раствор на кварцевом песке керамзитового гравия при неизменном содержании воздухововлекающей добавки объем вовлеченного воздуха может увеличиваться в 3 - 8 раз. Наряду с влиянием вида и количества добавок на степени поризации существенно сказываются свойства мелкого заполнителя. При прочих равных условиях она растет с уменьшением плотности песка и снижается при значительном содержании в нем мелких и пылевидных фракций.
Механические свойства поризованных бетонов зависят от степени поризации, прочности при сжатии растворной составляющей, прочности пористого заполнителя и его объемной концентрации.
Плотность поризованного бетона заданной прочности зависит
в первую очередь от вида, плотности и прочности пористого заполнителя. Поризованные легкие бетоны имеют достаточную для стеновых материалов морозостойкость. Так, при объеме вовлеченного воздуха, не превышающем 12 - 15% морозостойкость керамзитобетона составляет не менее 50 циклов.


Авторы: Л. И. Дворкин, О. Л. Дворкин

• По ссылке в этом разделе приведена подробная информация о бетоне В-25(стоимость, характеристики, круг применения и местонахождение производств)
• В бетонной тендерной системе «М350» на пескобетон в дмитрове цена определяется в процессе торгов между качественными производителями бетона.
• Товарный бетон - памятка покупателю.