§ 6. Свойства легких, ячеистых и мелкозернистых бетонов
Легкие бетоны применяют для снижения массы и повышения теплотехнических свойств строительных конструкций.
Легкие бетоны разделяют по плотности — особо легкие (плотность менее 500 кг/м3, прочность 1,5...2 МПа) и легкие (плотность 500... 1800 кг/м3, прочность 2,5...30 МПа и выше и по назначению — конструкционные и специальные (теплоизоляционные).
Прочность легких бетонов (рис. 8) зависит от В/Ц отношения и механической прочности заполнителя. Как правило, легкий заполнитель имеет невысокую прочность, поэтому чем больше заполнителя в бетоне, тем меньше его прочность. В отличие от тяжелых бетонов избыточная вода в легкобетонной смеси поглощается порами заполнителя и не оказывает значительного влияния на прочность цементного камня. По мере добавления в бетонную смесь воды его прочность сначала повышается и достигает максимального значения при оптимальном В/Ц. При дальнейшем увеличении воды его прочность начинает снижаться, приближаясь к минимальному значению. Зависимость прочности от В/Ц имеет восходящую и нисходящую ветви. Точка перегиба на кривой Rб — В/Ц дает оптимальный расход воды с учетом свойств заполнителя.
Рис. 9. Зависимость прочности легкого бетона от водоцементного отношения
Особенностью бетонных смесей на пористых заполнителях является их способность после приготовления быстро утрачивать начальную подвижность в результате поглощения воды зернами заполнителя, что затрудняет укладку и уплотнение смеси.
Физические свойства легких бетонов определяются их пористостью. С увеличением пористости улучшаются теплотехнические и акустические характеристики, но возрастают гигроскопичесность и водопоглощение. Это обстоятельство приводит к снижению морозостойкости. Поэтому нельзя применять легкие бетоны в увлажненной среде. Из легких бетонов можно изготовлять конструкции меньшей толщины и массы, чем из тяжелых, что снижает стоимость и повышает качество строительства.
К классу легких бетонов можно отнести ячеистые бетоны и бетоны поризованной структуры. Ячеистые бетоны представляют собой затвердевшую смесь вяжущего и кремнеземистого компонента, в которой равномерно распределены поры в виде мелких п средних ячеек размером до 1...2 мм, образованных газо- и пенообразователями. Объем пор составляет до 80% от всего объема бетона.
У бетонов пористой структуры все пространство между зернами крупного заполнителя заполнено затвердевшим вяжущим, поризованными пенообразующими и газообразующими добавками. Если пористость создают механическим путем при смешивании специальной пены с вяжущим и заполнителем, то такой пористый материал называют пенобетоном. При введении в смесь специальных газообразующих добавок в результате химической реакции структура бетона также становится пористой. Такой материал после затвердения называют газобетоном.
В качестве пенообразователей используют поверхностно-активные вещества, состоящие из костного клея, канифоли и водного раствора едкого натра; пенообразователи из мыльного корня, воды и стабилизатора стойкости пены — жидкого стекла и др.
В качестве газообразователя применяют алюминиевую пудру, в которую добавляют парафин. Парафин обволакивает каждую частицу пудры тонкой пленкой и придает ей гидрофобность. Перед внесением порошка в бетонную смесь парафин удаляют нагреванием.
Прочность ячеистого бетона зависит от плотности (рис. 9): чем выше плотность, тем прочнее бетон.
Рис. 9. Зависимость прочности ячеистого бетона Rсж от его
плотности Q
Мелкозернистые бетоны в отличие от бетонов на крупных заполнителях обладают более однородной структурой, повышенным содержанием цементного камня (с уменьшением расхода цемента прочность резко падает), большей пористостью, но меньшей прочностью, повышенной проницаемостью и более низкой морозостойкостью. Приготовление смеси требует большего расхода воды.
