Состав и свойства легкого бетона

Обновлено: 02.05.2024

Значительный диапазон требований к легким бетонам различных видов объясняется большим разнообразием их структуры и характеристик применяемых материалов, от которых зависят свойства легкобетонных смесей и затвердевшего бетона.

Свойства легкобетонной смеси принято характеризовать ее объемным весом, удобоукладываемостью (подвижностью и жесткостью) или рассливаемостью и структурой (объемом межзерновых пустот).

Объемный вес бетонной смеси является одной из важных характеристик, определяющих ее однородность, а следовательно, и постоянство свойств затвердевшего бетона —его объемный вес и прочность. На объемный вес смеси оказывают влияние относительное содержание и свойства крупного и мелкого заполнителей, объем межзерновых пустот смеси, степень последующего уплотнения бетона. Эти факторы влияют и на расход вяжущего в бетонной смеси.

Удобоукладываемость легкобетонных смесей зависит от структуры и состава бетона. Смеси с межзерновой пористостью (малопесчаные и крупнопористые) могут быть только жесткими. Смеси плотной структуры могут быть жесткими и подвижными, а поризо-ванной — подвижными и малоподвижными. При этом большую подвижность назначают для поризованной беспесчаной смеси. Ориентировочные значения подвижности или жесткости легкобетонной смеси приведены в табл. 2.

Таблица 2. Показатели жесткости или подвижности легкобетонной смеси к началу формирования конструкций

В легкобетонных смесях как недостаточное, так и избыточное содержание воды (по сравнению с оптимальным для заданных условий уплотнения) приводит к уменьшению плотности, а следовательно, и прочности бетона.

Подвижность и жесткость плотной бетонной смеси определяют такими же методами, как у обычных тяжелых бетонов.

Смеси неплотной структуры, в которых объем межзерновых пустот превышает 3%, могут в процессе уплотнения вибрированием расслаиваться. Это свойство чаще проявляется в смесях, приготовленных с избыточным количеством воды и содержащих мелкий и крупный заполнители с большой разницей значений объемного веса или из-за недостаточного количества мелких фракций в песке.

Такие смеси характеризуются не жесткостью, а расслаиваемо-стью. Показатель расслаиваемости определяют по ГОСТ , выявляя величину изменения объемного веса в верхних и нижних частях образцов уплотненной бетонной смеси.

Качество смеси признают удовлетворительным, если величина показателя расслаиваемости не превышает 10%.

Введение в малопесчаную смесь микропенообразующей (воздухововлекающей) добавки увеличивает объем поризованной растворной составляющей до полного заполнения межзерновых яустот в крупном заполнителе. Такая бетонная смесь приобретает псевдо-плотную (поризованную) структуру; она становится менее жесткой и нерасслаиваемой в процессе ее уплотнения вибрированием.

Из свойств легкого бетона основными являются объемный вес и прочность при сжатии, контролируемые при производстве изделий. Эти свойства для легкого бетона также взаимозависимы.

Большое влияние на объемный вес и прочность легких бетонов оказывают зерновой состав и свойства заполнителей. При увеличении относительного содержания крупного заполнителя в составе бетона его объемный вес и прочность уменьшаются. Яркой иллюстрацией этой зависимости являются свойства крупнопористого бетона, объемный вес и прочность которого при прочих равных условиях наименьшие.

С увеличением расхода вяжущего прочность и объемный вес легкого бетона возрастают вследствие повышенного содержания в бетоне более прочного и тяжелого цементного камня.

С повышением активности цемента прочность цементного камня увеличивается; поэтому при неизменном объемном весе легкого бетона прочность его возрастает, хотя и в меньшей степени, чем у тяжелого бетона. Это увеличение прочности носит затухающий характер, и в зависимости от свойств заполнителя она может оказаться предельной, несмотря на повышение активности и расхода цемента. Однако применение цементов несколько более высокой активности позволяет уменьшить их расход и этим снизить объемный вес бетона.

Объем применения легких бетонов с каждым годом увеличивается в связи с развитием индустриальных методов строительства, переходом к монтажу стен, перекрытий и перегородок из крупноразмерных бетонных и железобетонных готовых деталей, изготовляемых на специальных заводах.

Состав легких бетонов на пористых заполнителях

Легкие бетоны с пористыми заполнителями изготовляемые из вяжущих, воды и легких заполнителей; такие бетоны в зависимости от веса примененных заполнителей имеют объемный вес от 800 до 1800 кг/м3, а чаще всего 1300—1500 кг/м3;

легкие крупнопористые бетоны («беспесчаные»), изготовляемые из цемента, воды и гравия (или щебня), одинаковой по возможности крупности; отсутствие в таких бетонах песка придает им — при ограниченном количестве цемента крупнопористое строение; объемный вес таких бетонов составляет от 600 до 2000 кг/м3 в зависимости от объемного веса примененного заполнителя и состава бетона;
особо легкие ячеистые бетоны, изготовляемые в основном из вяжущих (большей частью с добавками, уменьшающими их расход), воды и пенообразующих (пенобетоны) или газообразующих (газобетоны) веществ; такие бетоны имеют объемный вес от 300 до 1200 кг/м3, чаще же всего 500—800 кг/м3.

В области изучения и применения легких- бетонов советские исследователи и инженеры достигли значительных успехов.
В 1929—1933 гг. была впервые разработана теория легких бетонов (проф. Н. А. Поповым и др.) и легкого железобетона. На основе этих и ряда других работ легкие бетоны с пориогыми заполнителями были широко внедрены в строительство.

Области применения бетонов на местных пористых заполнителях по мере изучения их свойств расширяются. Так, например для элементов гидротехнических сооружений получили применение бетоны на литоидной пемзе (несколько более плотной, чем обычная пемза).

Определение состава легких бетонов

Так как объемный вес пористых заполнителей легкого бетона изменяется в больших пределах, состав легкого бетона удобнее выражать в объемных показателях.
Для определения состава легкого бетона задается проектная марка бетона или его прочность к определенному сроку и с учетом режима твердения, объемный вес и структура бетона, а для бетона с плотной и поризованной структурой — жесткость или подвижность бетонной смеси.
Многообразие видов легких бетонов, пористых заполнителей и их свойств затрудняет разработку единой методики определения их состава. Однако некоторые зависимости, рассмотренные при определении состава тяжелого бетона, сохраняются и для легкого бетона.

Прочность легкого бетона не находится в строгой зависимости от водоцементного отношения. Это объясняется большим влиянием на ее изменение вида и прочности заполнителя, расхода и активности цемента, выраженных в прочности растворной части бетона (рис. 5) и структуры легкого бетона (рис. 6).
Рост прочности бетона с увеличением прочности раствора постепенно уменьшается, и для определенной прочности пористого заполнителя устанавливается предельное ее значение.

Для приготовления высокопрочных легких бетонов, в зависимости от их марки, рекомендуется применять пористые заполнители, прочность которых не ниже указанной в табл. 1.

Для достижения заданного объемного веса легкого бетона, кроме применения соответствующего крупного пористого заполнителя, уменьшают относительный объем и объемный вес растворной части бетона применением более легкого мелкого заполнителя, ограничением расхода цемента (путем повышения его активности) или изменяют структуру бетона. При этом расход цемента в неармированных легких бетонах должен быть не менее 120 кг/м3, в армированных конструктивно-теплоизоляционных — не менее 200 кг/м3, а в конструктивных бетонах — не менее 220 кг/м3.

Минимальная прочность при сжатии крупного пористого заполнителя для приготовления высокопрочных легких бетонов различных марок

Марка бетона	Прочность крупного заполнителя по ГОСТ при применении в кг/см2
	керамзитового гравия	щебня из аглопорита	щебня из шлаковой пемзы	щебня из природных пористых заполнителей
	керамзитового гравия	щебня из аглопорита	щебня из шлаковой пемзы	пемзы	туфов
200	20	8	10	10	12
250	25	9	11	12	15
300	35	10	12	15	17
350	40	12	13	17	20
400	50	14	15	20	25
500	70	16	20	25	30

В отличие от тяжелых в легких бетонах даже низких марок рекомендуется использовать высокопрочные цементы. Ниже приведены марки цемента, которые целесообразно применять в зависимости от требуемой марки легкого бетона.

Марка легкого бетона	50—150	200—250	300	350—400
Марка цемента	400	400, 500	500	550 ОБТЦ
БТЦ	550

Зерновой состав смеси заполнителя влияет на расход цемента в легком бетоне. При использовании фракционированных заполнителей, их соотношение рекомендуется принимать по табл. 3.
Таблица 3. Зерновой состав смеси пористых заполнителей для виброуплотняемых легких бетонов

Вид простого заполнителя	Предельная крупность заполнителя. мм	Содержание фракции в % по объему
Вид простого заполнителя	Предельная крупность заполнителя. мм	менее 1,2 мм	1,2—5 мм	более 5 мм
Щебень	10	45-65	0-20	35-55
	20	30-50	0-20	50-70
	40	20-35	0-20	65-80
Гравий	10	40-60	0-20	40-60
	20	25 - 45	0-20	55-75
	40	15-30	0-20	70-85

При этом необходимо учитывать, чтобы принятый зерновой состав пористого заполнителя имел объемный вес, соответствующий оптимальному для легкого бетона данной марки. Меньшее содержание крупной песчаной фракции (1,2—5 мм) принимают; при использовании пористого песка, полученного дроблением. Сильно развитая поверхность его зерен приводит к повышению расхода цемента и ухудшает формуемость бетонной смеси.

Предельную крупность пористого заполнителя

Предельную крупность пористого заполнителя назначают, исходя из тех же условий, что и для тяжелых бетонов. Поскольку крупные зерна пористого заполнителя имеют обычно наименьший объемный вес, увеличение их содержания в легком бетоне снижает его объемный вес. Уменьшение же предельной крупности улучшает формуемость и связность бетонной смеси, а также повышает прочность бетона ввиду увеличения прочности зерен более мелкой фракции пористого заполнителя.

Предельная крупность пористого гравия обычно составляет 40 мм, а крупность пористого щебня, как правило, не должна превышать 20 мм. При этом для бетонов неплотной структуры целесообразно применять пористый гравий не крупнее 20 мм.

Состав легкого бетона плотной структуры определяют в той же последовательности, что и тяжелого, т. е. после предварительного расчета состава легкого бетона по методу абсолютных объемов или с помощью таблиц и графиков уточняют его по результатам опытных замесов.

Предварительно испытывают материалы, применяемые для легкого бетона, с целью проверки соответствия их свойств требованиям ГОСТа на эти материалы и заданным свойствам бетона (объемному весу и прочности).

Расход цемента принимают по табличным данным, полученным по обобщенным результатам испытания легких бетонов различных марок, приготовленных из материалов с оптимальными свойствами.

Ориентировочные значения расхода цемента для опытных замесов с учетом указаний, приведены в табл. 4.

Таблица 4. Ориентировочный расход цемента марки 400 для приготовления легкого бетона

Заполнитель	Расход цемента в кг/м3 для бетона марки
Заполнитель	50	75	100	150	200	300
Керамзитовый гравий	200-230	210-250	220-270	240-300	320-400	420-550
Аглопорит, шлаковая пемза, туф, пемза природная	250-270	280-300	300-330	300-380	350-420	—

Меньше расходуется цемента в смесях жесткостью 20—30 сек, больше в смесях подвижностью 3—5 см. Прочность пористого крупного заполнителя принята оптимальной для данной марки бетона. Замена пористого песка кварцевым в бетонах марки 200 и более снижает расход цемента на 10—15%.

Водопотребность легкобетонной смеси

Водопотребность легкобетонной смеси определяется в зависимости от заданной удобоукладываемости, с учетом качества применяемых заполнителей и расхода цемента. Ориентировочные значения водопотребности смеси указаны в табл. 5.

Таблица 5. Ориентировочный расход воды для приготовления смесей на пористых заполнителях предельной крупностью 20 мм при расходе портландцемента до 400 кг/м2.

Экономия энергоносителей становится необходимостью, а одна из главных статей расходов в нашем климате — отопление. В связи с этим разрабатываются новые материалы, которые позволяют строить теплые дома и утеплять имеющиеся. Все более популярными становятся легкие бетоны. Это целая группа материалов с довольно широким диапазоном свойств и характеристик.

Виды легкого бетона

Снижение массы бетона происходит за счет образования пор и использования вместо традиционного гравия, а иногда и песка, легких заполнителей. Иногда поры образуются при использовании различных процессов. В зависимости от способа получения легкие бетоны подразделяют на три группы:

Но в каждой из групп может быть много разновидностей и составов. Используется разный заполнитель и различные вяжущие. Традиционно в качестве вяжущего используются цементы (на портландцементе материалы имеют лучшие прочностные характеристики). Вторым по популярности вяжущим является известь, реже используют гипс. Иногда могут применять смеси вяжущих и использовать жидкое стекло.

Технологии твердения

Есть три технологии изготовления ячеистого бетона:

Естественное твердение. Залитый в формы состав оставляют не определенное время в опалубке. По истечении определенного времени (зависит от состава и вида) опалубку снимают. По этой технологии материал получается самый дешевый, но его характеристики находятся в самой нижней части допустимого диапазона, а иногда и ниже.
Обработка в тепло-тепловлажностных камерах при атмосферном давлении. Качественные показатели выше, но и выше затраты и цена.
Автоклавное твердение. Материал приобретает отличные характеристики, но и дороже стоит из-за дорогостоящего оборудования и расходов на энергоносители (на поддержание температуры и давления в камере).

Заполнители

По происхождению заполнители для легких бетонов можно разделить на две группы: натуральные (природные) и искусственные. Натуральные получают путем измельчения природных пористых материалов: ракушняка, пемзы, лавы, турфа, известняка и т.п. Лучшие из них — пемза и вулканический турф. У них структура пор закрытая, что снижает количество впитываемой материалом влаги.

Заполнители могут быть разными не только по «происхождению» но и по размеру, а часто еще и по форме

Искусственные заполнители для легкого бетона — это отходы некоторых технологических процессов (шлаки) или специально созданные из природных компонентов материалы (керамзит, вермикулит, перлит и т.д.) а также некоторые химические заполнители (полистирол).

Свойства, характеристики, применение

Основные характеристики легких бетонов, на которые следует обращать внимание при выборе, это плотность (объемная масса), прочность, теплопроводность и морозостойкость.

Плотность материала зависит в основном от характеристик наполнителя, а также расхода вяжущего и воды. Изменяться она может в широких пределах — от 500 до 1800 , но чаще всего она находится в пределах 800-1500 кг/м 3 . Исключение — поризованные или ячеистые бетоны (пено- и газо- бетон). Их плотность может быть от 200 кг/м 3 .

Основная же эксплуатационная характеристика — прочность на сжатие. Она подразделяется по классам, обозначается в спецификации латинской буквой «B», после которой стоят цифры. Эти цифры отображает то давление, которое может выдержать данный материал. Например, класс прочности B30 означает, что в большинстве случаев (по ГОСТу 95%) он выдерживает давление в 30 МПа. Но при расчетах берут запас прочности порядка 25%. И при расчетах для класса B30 закладывают прочность 22,5-22,7 МПа.

Одновременно используется и такая характеристика, как предел на сжатие. Она обозначается латинской буквой «M», а следующие за ней цифры принимают равными объемной массе бетона в кг/м 3 .

Соответствие между марками и классами бетона

Теплопроводность легких бетонов имеет обратную зависимость по отношению к плотности: чем больше воздуха содержит материал, тем меньше тепла он проводит. Этот параметр изменяется в значительных пределах от 0,07 до 0,7 Вт/(мх°С). Самые легкие материалы с малой плотностью используют как теплоизоляцию. Ими обшивают стены зданий и пристроек. Очень популярно утепление пенобетоном балконов и лоджий. Но наибольший экономический эффект можно получить при строительстве из легкого бетона средней плотности. Он имеет достаточную несущую способность для того чтобы можно было построить двух- или трех- этажный дом. При этом дополнительного утепления не требуется.

Таблица теплопроводности легких бетонов и традиционных строительных материалов

Еще одна важная характеристика — морозостойкость. Обозначается латинской буквой F, после которой стоят цифры, отображающие количество циклов разморозки/заморозки, которые материал может вынести без потери прочности. В случаях с легкими бетонами его морозостойкость напрямую зависит от количества вяжущего в составе: чем его больше, тем более морозостойкий будет бетон.

Назначение

По назначению легкие бетоны делят на следующие группы:

Теплоизоляционные. Имеют теплопроводность не выше 0,25 Вт/(мх°С), плотность не более 500 кг/м 3 .
Конструкционно-теплоизоляционные. Теплопроводность не выше 0,6 Вт/(мх°С), плотность 500-1400 кг/м 3 , марка прочности не ниже М35. В малоэтажном частном строительстве используются для строительства несущих стен, в многоэтажном — для ненагруженных стен.
Конструкционные. Плотность от 1500 кг/м 3 и выше, марка прочности не менее М 50 и морозостойкость не ниже F 15. Используются для возведения несущих стен для построек выше 3 этажей.

Достоинства и недостатки

Если говорить о применении легкого бетона как утеплителя, то минусов немного. Главный — высокая гигроскопичность, которая, тем не менее, изменяется в широких пределах и сильно зависит от наполнителя и вида материала. Второй не очень приятный момент — необходимость подбирать соответствующую отделку. Если речь идет о наружной отделке (со стороны улицы), то выбирая материалы или тип отделки необходимо учитывать высокую паропроводимость. В связи с этим используют или специальные паропроводимые штукатурки или делают обшивку с вентиляционным зазором.

Зато плюсы легкого бетона как утеплителя более существенны. Он легко монтируется, мало весит, легко режется и пилится, хорошо переносит погодные изменения, не требует использования ветрозащиты. Ко всему этому добавьте высокие свойства по теплоизоляции и невысокую цену.

Один из легких бетонов — полистиродбетон

Если говорить об использовании легких бетонов, как материала для строительства домов, их достоинства в следующем:

Высокие теплоизоляционные характеристики. Это свойство позволяет отказаться от дополнительного утепления стен и уменьшить при этом толщину стен.
Небольшая масса. Стены из легких бетонов весят в разы меньше традиционных «тяжелых» материалов и по весу сопоставимы с массой домов из дерева. Малая масса ведет за собой «облегчение» фундамента и возможность использования более простых конструкций. А это значительно снижает затраты на строительство, а также транспортные расходы (считают, в основном, доставку стройматериалов по тоннажу).
Малая масса позволяет изготавливать крупномерные строительные блоки и плиты, которые тем не менее, укладываются вручную. Это ведет к сокращению сроков строительства, а также уменьшению количества швов, которые являются в данном случае мостиками холода.

Как видим, достоинств у легкого бетона как строительного материала масса. Но не все так безоблачно. Есть недостатки, о которых стоит знать для принятия взвешенного решения:

Для повышения прочности стен необходимо частое армирование. Это — дополнительные затраты на материалы и время на укладку арматуры.
Недостаточная стойкость к трещиннообразованию. Неоднородная структура материала приводит к тому, что при наличии неравномерных нагрузок (неравномерное усадки фундамента, например) в блоках появляются трещины. Если они тонкие -паутинообразные — на прочность строения они не влияют, хотя выглядят устрашающе.
Высокое влагопоглощение. Теплоизоляционные характеристики влажных материалов снижаются в разы. Потому при строительстве важно сделать качественную гидроизоляцию. Если планируется использование в условиях повышенной влажности, в качестве заполнителей рекомендуют использовать пемзу, аглопорит и керамзит.
Низкая плотность материалов приводит к тому, что в таких стенах плохо держится крепеж. Вертикальные нагрузки материал держит хорошо, а вот на «вырыв» — плохо. Для легких и ячеистых бетонов разработан специальный крепеж, но лучшим решением является монтаж закладных в местах предполагаемого крепления тяжелых предметов.
Сложность выбора наружной отделки. Как уже говорилось, это или облицовка с вентилируемым фасадом, или специальные штукатурки.
Для внутренней отделки может потребоваться качественная предварительная грунтовка стен — для лучшего сцепления с штукатуркой или шпаклевкой.
Невысокая степень звукопоглощения. Из-за большого количества пустот и проходящих между ними «дорожек» из бетона, звуки передаются очень хорошо. Для нормальной звукоизоляции требуется использование дополнительных материалов.

Большая часть недостатков, скорее, является особенностями эксплуатации, но принимать их во внимание необходимо. Тогда не будет неприятных сюрпризов, а все особенности будут учитываться еще на стадии планирования.

Где и как использовать на стройке, примеры изготовления своими руками

Как можно было понять из всего сказанного, использовать легкие бетоны можно для любых конструкций. Из них строят стены, используют как утеплитель, льют плиты для перекрытий, делают стяжку. Но под все эти задачи требуются разные характеристики. Их «набирают» подбором составляющих.

Как подобрать рецептуру

Например, для стяжки пола нужны прочность, гидрофобность и низкая теплопроводность. Прочность и снижение количества впитываемой влаги дает использование портландцемента в качестве вяжущего. Так как лучшие природные добавки, обеспечивающие низкую впитываемость влаги — пемза и вулканический турф — общедоступными не назовешь, то для увеличения теплопроводности можно использовать керамзит или полистирольные шарики. Они также влагу впитывают мало.

Пропорции компонентов для бетонов разных марок

Теперь о пропорциях. Их берут стандартные для заданной марки. И в зависимости от выбранного типа (беспесчаный или обычный) заменяют заполнитель. Для стяжки пола чаще всего используют обычные легкие бетоны. В них гравий заменяют выбранным заполнителем, который добавляют в нужной пропорции. Только воды берут меньше, делая раствор настолько плотным или текучим, чтобы можно было только его уложить.

Даже на производстве точный состав легкого бетона определяют каждый раз экспериментальным путем. Это обусловлено тем, что заполнители имеют очень разные характеристики как по массе, так и по плотности и другим параметрам. Делают несколько мелких замесов с разным составом заполнителя (крупного, мелкого, их пропорций, комбинируют несколько разных типов заполнителя) и разным количеством воды. После застывания определяют, какой из них лучше подходит для выполнения конкретной задачи. По такой же методе можно и самостоятельно определить сколько и какого заполнителя лучше сыпать, а потом затворять большие объемы.

Пример утепления чердака полистиролбетоном

Пример экспериментального подбора под конкретные задачи смотрите в видео. Требовалось подобрать состав для утепления чердачного перекрытия. Решено использовать полистиролбетон как теплый и легкий. Выбран был беспесчаный состав и в качестве заполнителя насыпались только полистирольные шарики.

По выбранной рецептуре и замешивали легкий бетон и утепляли чердак. Процесс можно увидеть дальше.

Но этот состав подойдет только для утепления в местах с небольшой нагрузкой. Если вам нужна стяжка с теплоизоляционными характеристиками на пол, берете традиционную рецептуру с песком, а заполнитель заменяете на полистирольные шарики. Для повышения прочностных характеристик можно добавить армирующие волокна, например волокна фибры. Для улучшения пластичности можно добавить, как в видео-фрагменте, некоторое количество моющего средства для посуды или жидкого мыла. В общем, оптимальный состав надо определять экспериментально.

Пример заливки стяжки из полистиролбетона можно увидеть в следующем видео. Новостей никаких, кроме другого состава: есть песок. В результате получится более однородная структура с полостями, заполненными бетонным раствором и небольшими воздушными пузырьками.

Что еще надо знать, что для производства полистиролбетона крошку лучше не использовать. Для нормальных характеристик нужны шарики, причем не любые, а те, которые будут хорошо сцепляться с раствором. Они имеют прочную пленку на поверхности и не впитывают цементное молочко, благодаря чему и имеют хорошие теплоизоляционные свойства. Крошка, полученная измельчением бракованных плит, имеет неравномерную и рваную структуру. В результате пропитывается цементным молочком. Естественно, такой бетон будет теплее чем обычный, но не такой, как с гранулированным.

Керамзитобетон в частном домостроении

Еще один популярный заполнитель для производства легкого бетона в домашних условиях — керамзит. Он сделан из глины, в которую добавлены вещества, увеличивающиеся в объеме при нагревании. Этот состав загружают в печи, где и происходит вспучивание и с последующим обжигом. Но, как показали исследования, многие глины фонят, в результате керамзит тоже имеет радиационный фон, порой даже небезопасный для здоровья. Так что к его выбору надо быть готовым — иметь дозиметр.

Порядок подбора состава тут аналогичен описанному выше. Только еще добавляется возможность изменять пропорции крупной и средней фракции. Также можно добавлять или нет песок и получать разные по структуре и характеристикам результаты.

Керамзитобетон используют для заливки в формы и получение строительных блоков, а также возможно возведение стен с переставной опалубкой. В отличие от керамзитобетонных блоков такую технологию можно использовать для возведения несущих стен.

А в этом видео — опыт проживания в доме из монолитного керамзитобетона.

Дома из опилкобетона — арболита

Еще один натуральный заполнитель, который стоит сущие копейки и может использоваться для частного домостроения — опилки, вернее стружки с опилками. Совсем мелкая фракция для этого материала непригодна, нужны отходы из-под оцилиндровки среднего или крупного размера.

Состав в этом случае беспесчаный, но пропорции сохраняются: на 1 часть бетона берут 6-7 частей заполнителя. В данном случае — опилок. Для повышения гидрофобности состава добавляют жидкое стекло или хлористый кальций.

Легкие бетоны – группа бетонов, обладающих объёмным весом в пределах от 800 до 1800 кг/м 3 , согласно ГОСТу 25192-2012, – это свойство и определило название стройматериала. Материал бетон обрел широкую популярность в строительной области благодаря своим уникальным характеристикам. Он имеет низкую теплопроводность, а структура облегченного бетона полностью исключает применение тяжелых компонентов размером более 40 мм.

Разделяют два назначения бетона:

обычное – используется в классическом строительстве зданий и сооружений (общественные и частные постройки);
специальное – возведение конструкции с особыми свойствами, например, высокая степень звукоизоляции, радиоактивная стойкость.

Виды и классификация

Существует несколько разновидностей легкого бетона в зависимости от наполнителей.

По структуре материала:

обыкновенный – наполнитель мелкой фракции смешивается с песком и цементом, получаются пустоты внутри изделия, которые занимают всего 5-6% от общего объема. Такой бетон легок, прочен и обладает неплохими теплоизоляционными данными;
крупнопористый – в этом случае крупный наполнитель соединяется непосредственно с цементом без подмешивания песка;
ячеистый – для создания внутри тела бетона применяют специальные пенообразователи. Таким образом создают изделие с множеством замкнутых пор. Материал негорючий, с высокими термоизоляционными характеристиками. Бетон широко используется для ограждающих и наружных конструкций зданий.

По составу – в замес включены различные наименования наполнителя:

газобетон, в котором есть примесь алюминиевой пыли или другого газообразователя;
пенобетон – используется любой пенообразователь. Материал получается высокого качества, обладает хорошими теплоизоляционными характеристиками и морозостойкостью;
керамзитобетон, основной компонент – керамзит. Такой бетон легкий, не просаживается;
силикатный – главный элемент известняк с кремнеземистыми примесями;
опилкобетон – из названия понятно, что добавляется древесная стружка;
полистиролбетон – легкий материал, в состав которого входит полистирольная крошка.

Все виды легкого бетона участвуют в строительном процессе.

Рис. 1 – Классификация легких бетонов

Состав

Наполнителем в легком бетоне служит щебень, доломит, известняк и другие компоненты.

Рис. 2 – Таблица классов и марок для легких бетонов

Количество воздуха в смеси крайне мало и не превышает 6-ти процентов от общего объема изделия. Существует так называемый беспесчаный (крупно- или высокопористый) бетон. В его структуру входят крупные фракции наполнителя. Особенностью этого вида легкого бетона является присутствие воздушных пустот между зернами заполнителя.

Еще одной разновидностью легких бетонов является поризованный вид, изготовленный на основе порообразователя с наполнителем. В теле материала присутствуют ячейки, что является фактором снижения плотности изделия.

Технология производства

Для изготовления легкого бетона не требуются специфические познания и определенный опыт работы с таким материалом. Поэтому сделать его в бытовых условиях не представляет большого труда. Все, что нужно приготовить, это классический состав: вода, песок, заполнитель, цемент. Привычными пропорциями считается соотношение: В (вода) – 0,5, П (песок) – 2, З (заполнитель) – 4, Ц (цемент) – 1.

Таблица 1 – Соотношение пропорций конструктивных элементов в зависимости от марки цемента

Марка	Соотношение (В:П:З:Ц)*	В каких целях используется
150	1:3,5:5,7:0,5	дорожки на улице, полы в доме
200	1:2,8:4,8:0,5	фундаменты под гаражи, бани, хозпостройки
300	1:1,9:3,7:0,5	стены зданий, ленточные фундаменты
400	1:1,2:2,7:0,5	самый прочный, используется для любых целей

*Используется портландцемент, эквивалентный марке бетона

Инструменты, использующие в работе:

бетономешалка для замеса смеси;
специальный вибростол (для керамзитобетона);
установка для изготовления пенобетона;
блочные формы (для шлакоблоков, кирпича, пеноблоков).

Существует 2 способа изготовления легкого бетона:

Естественный способ

сделать замес раствора вручную или с использованием бетономешалки;
подготовить соответствующие формы (опалубку);
залить готовую смесь;
выдержать ее в течение 2,5 часов: чем выше марка бетона, тем меньше времени требуется на схватывание;
извлечь готовое изделие, разобрав опалубку;
просушить материал, на это отводится 25-30 дней.

Автоклавный способ

В качестве базового материала применяют кварцевый песок, портландцемент и известь. Для изготовления газобетона берется алюминиевая пыль.

Составляющие смеси поместить в автоклав, где компоненты выдерживаются под воздействием высокой температуры.

Под воздействием температуры смесь увеличивается до 80-ти процентов, приобретая легкость, прочность и высокую теплоизоляцию.

Тепловлажностные пропарочные камеры

Основан на выдерживании смеси в специальных емкостях под влиянием пара. Такой легкий бетон значительно лучше, его характеристики выше изделий, полученных первыми двумя методами, однако процесс отличается дорогим производством. Ускоренное твердение происходит за счет обработки изделия паром.

Этапы тепловлажностного воздействия на смесь:

начальный нагрев, который длится от 2 до 5 часов;
плавное повышение температуры на 30°C в час (продолжительность составляет 2-3 часа);
поддержание на постоянном уровне 80°C (от 3 до 5 часов);
охлаждение – длится до 3-х часов.

Свойства и характеристики

Все виды легкого бетона независимо от типа наполнителя имеют одинаковые свойства:

Она зависит от двух показателей: пористости и степени сухости наполнителя. Чем выше объемная влажность бетона, тем тепловые характеристики хуже.

Прочностные показатели готового изделия напрямую зависят от типа наполнителя.

Если в смесь добавить больше цемента, то материал в итоге станет прочным, однако его теплопроводность значительно уменьшится.

При использовании портландцемента в качестве вяжущего вещества можно получить большую морозостойкость бетона. А морозостойкие заполнители – это керамзит, пемза и аглопорит.

Основные параметры бетонов приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Характеристики легкого бетона

Характеристики	Значение
Прочность	до 70 МПа
Теплопроводность	0,07-0,7 Вт/(м·°С)
Водонепроницаемость	от W0,2 до W1,2
Плотность	от Д200 до Д2000
Морозостойкость	F25-F100
Гигроскопичность	до 25%

Положительные стороны легкого бетона:

высокая степень теплоизоляции;
малый вес;
несложная обработка;
выносливость к нагрузкам, колебанию температуры.

дополнительные расходы на армирование конструкции;
склонность к трещинообразованию в первое время эксплуатации (обычно при усадке фундамента);
в условиях повышенной влажности требуется устройство гидроизоляции;
слабо удерживает крепления, если сила направлена горизонтально, вырывая крепеж из материала;
необходимость дополнительной обработки поверхности (грунтовка, штукатурка) при внутренней отделке помещений;
недостаточная шумоизоляция.

Области и особенности применения

Легкие бетоны широко используются для строительства небольших конструкций, внутренних перегородок, теплоизоляции поверхности стен, огнезащиты, возведения монолитных сооружений. Кроме того, облегченный материал применяется в декорировании, реставрации поврежденных участков архитектурных объектов.

Итак, облегченный бетон имеет широкий ассортимент и используется в различных областях. Благодаря своим эксплуатационным характеристикам материал хорошо зарекомендовал себя в строительной сфере. Этот легкий и прочный стройматериал несложно изготовить в домашних условиях.

Иногда в строительстве необходимо использование легкой по весу строительной смеси. Например, когда требуется залить деревянный пол. Тогда мастера используют облегчённый бетон на пористом наполнителе. Но что же представляет собой новая технология крепкого материала?

Характеристика облегченных бетонов

Легкий бетон – это вид смеси, плотность которой в сухом виде колеблется от 200 до 2000 килограмм на кубический метр. В свою очередь стоит отметить, что у традиционного бетона плотность равна 2500 кг/м3.

Основные преимущества облегчённого бетона:

Небольшой вес. Благодаря этому качеству строители во многом экономят. Погрузка и перевозка осуществляется без всяких осложнений, не требуется укрепление фундамента, его легко поднять на нужную высоту без использования техники.
Высокая теплоизоляция. 40% материла – это поры, поэтому тепло не может пройти сквозь стену.
Хорошая звукоизоляция. Материал не пропускает посторонние шумы.
Нетрудоемкий монтаж. Работать с легким бетоном несложно: такие блоки без труда можно распилить с помощью ручной пилы.
Устойчивость к перепадам температур. Материалу не страшны сильные заморозки.
Универсальность. Легкие бетоны подходят как для наружных, так и для внутренних работ.
Долговечность. Постройка прослужит несколько десятилетий.

Но у облегчённого бетона имеются не только преимущества, но и недостатки. Они заключаются в следующем:

Более низкий уровень прочности. Примеси, содержащиеся в легком бетоне, обладают характеристиками, не устойчивыми к механическому воздействию.
Влага – главный враг многих облегченных бетонов. Поры материала впитывают влагу, из-за чего происходит разрушение. Правда, производители уже придумали новые смеси, которые более устройствы к воздействию осадков.

Классификация и разновидности облегчённого бетона

Данный материал разделяется на типы по разным показателям. По своей структуре они делятся на:

Обычные. Состоят из воды, вяжущего вещества и наполнителя. Воздушное пространство в таком бетоне занимает всего 6% от общей массы.
Крупнопористые беспесчаный. Такая смесь заполнена воздухом на 25 процентов.
Ячеистые. Самый пористый материал, воздух в котором занимает аж 85% от всего объема.

В качестве заполнителя могут выступать перлитобетон, шлакопемзобетон, вермикулитобетон и др. Вяжущий компонент – это шлак, гипс, цемент, известняк или полимеры.

Способы производства своими руками

Замешивание цементного раствора

Изготовить облегченный бетон можно своими руками. Для самостоятельного производства лучше всего подходят керамзитобетонные блоки или растворы с шариками пенопласта или вспененным перлитом. Но обязательно наличие пеногенератора. К тому же, опытные строители говорят, что рецепт должен быть подобран правильно, иначе ничего хорошего из данной затеи не выйдет.

Чтобы облегчить бетон, нужно добавить в смесь такой материал, который обогатит его воздухом. Для достижения этой цели заполнитель можно заменить гранулированным шлаком, пемзой, перлитом или вермикулитом, опилками, шелухой риса и т.д.

Либо можно ввести газы. Этого добиваются с помощью добавок-реагентов, которые в смеси выделяют водород или кислород. В домашних условиях в качестве такой добавки используют сосновую канифоль, столярный костный клей или каустическую соду.

Для изготовления облегченного бетона в домашних условиях можно воспользоваться готовым рецептом. Понадобятся следующие ингредиенты:

230-240 кг цемента;
90-105 л воды;
440-460 гр. полипропиленовой фибры;
85-90 кг мелкого песка;
40 кг гранулированного пеностекла диаметром 4-8 мм;
130 кг гранулированного пеностекла диаметром до 4 мм;
0,5 литра суперпластификатора «Глениум».

Все ингредиенты следует смешивать в бетономешалке. Суперпластификатор добавляется в воду. Объем составляющих можно менять в зависимости от ожидаемого результата. В рецепте количество составляющих рассчитано для изготовления бетона плотностью 700 кг/м 3 .

Затвердевание бетона происходит естественным путём. Обычно требуется не больше двух недель времени. Если процесс нужно ускорить, то необходимо использовать специализированное оборудование.

Области применения

По назначению легкий бетон подразделяется на:

Теплоизоляционный, который используется в качестве утеплителя или для создания специальных теплоизоляционных строений. Плотность таких составов равна 200-500 кг/м 3 .
Конструкционный, который применяют для возведения стен и других сооружений. Его объемная масса равна 1500-1800 кг/м 3 .
Конструкционно-теплоизоляционный, который подходит как для внутренних, так и внешних работ. Его плотность равна 600-1400 кг/м 3 .

Облегченный бетон в строительстве имеет широкое применение. Самый легкий материал, плотность которого не превышает 1200 кг/м 3 , применяется:

в укладке дорог;
в монтаже мостовых свай;
при реставрации тоннелей;
в изготовлении стен и стеновых панелей;
для перекрытия полов.

В последнее время облегченные бетоны очень популярны в строительстве частных домов. Этот материал прост в монтаже, недорогой и экономичный. Кроме того, всегда есть возможность изготовления легкого бетона своими руками. Процесс строительства с этим материалом очень прост и под силу даже новичку.

Строительство – это трудоемкий и дорогой процесс. Поэтому производители придумывают все новые материалы, которые позволят при небольшом бюджете и в короткие сроки построить нужное сооружение. Облегченный бетон – это именно тот материал, который существенно упрощает задачу строителей.

Легкие бетоны пользуются популярностью в частном домостроении. С помощью данного строительного материала возводят теплые загородные коттеджи или утепляют готовые жилые здания. Это помогает экономить природные энергоресурсы, а расходы на отопление в зимний период владельцев таких домов сокращаются.

Понятие легкого бетона, его виды и свойства

Бетонные стройматериалы, отличающиеся малой удельной массой и повышенной степенью сохранения тепловой энергии, которые используются для строительства жилых зданий, относятся к легкой категории бетонов (ЛБ).

Состав материала и классификация

Строительный материал изготавливается на основе цемента с использованием плотных (пористых) добавок.

В бетоны данной категории также добавляют специальные присадки, способные менять и регулировать характеристики готового стройматериала.

Разновидности ЛБ по предназначению:

Тип стройматериала по структуре:

поризованный;
крупнопористый;
плотный.

Согласно технологии производства, поры в бетонных блоках формируются с помощью газа, пены, специальных воздухововлекающих составов. А достижение технических параметров материала может осуществляться естественной сушкой изделий, тепловлажностной обработкой, автоклавированием.

Основные характеристики и требования

Ключевые показатели, по которым необходимо выбирать стройматериал:

Все бетонные изделия легкой категории являются негорючими строительными материалами и экологически безопасными.

Основные причины популярности изделий

Бетонные стройматериалы легкой группы пользуются в частном домостроении популярностью благодаря следующим достоинствам:

Бетонные блоки больших размеров относительно небольшой массы. Можно выполнять строительные работы без привлечения технических средств и оборудования в короткие сроки.
Изготовить ЛБ можно самостоятельно в домашних условиях. Это помогает экономить на строительном материале заводского производства.
На строительном рынке большой выбор легких бетонов, можно подобрать ЛБ, предназначенный непосредственно для возведения внешних конструкций, теплоизоляции или звукоизоляции здания, строительства ограждений.
Стройматериалы данной категории отличаются хорошим сочетанием значений теплопроводности и густоты.
Значение морозостойкости достигает 300 циклов.
Низкая цена материала.

Краткий обзор основных представителей этого типа бетона

К бетонным стройматериалам легкой группы относятся:

керамзитобетон;
пемзобетон;
вермикулитобетон;
шлакобетон;
перлитобетон;
керамзитоперлитобетон;
аглопоритобетон;
шлакопемзобетон;
шунгизитобетон;
термолитобетон;
пористый бетон со стекловидными наполнителями.

Керамзитобетон

Для изготовления керамзитобетона используется цемент, мелкофракционный песок, специальные заполнители раствора, вода. В качестве наполнителя может быть керамзит, гравий пористой структуры, алгопорит.

единственный стройматериал из категории ЛБ, который не подвергается усадке;
в отличие от остальных представителей группы плотный керамзитобетон применяется для обустройства фундамента;
плотность достигает 2000 кг/куб. м;
теплопроводность — 0,14-0,55 Вт*мС;
морозостойкость — 300 циклов;
керамзитобетонные блоки легкие.

К недостаткам можно отнести: гигроскопичность, хрупкость материала и сложность его обработки, связанную с абразивностью.

Ячеистые бетоны

Строительный материал востребован как среди застройщиков, так и среди производителей.

газобетон;
пенобетон;
пеногазобетон.

Бетонные блоки отличаются производственной технологией (способом формирования пор в стройматериале), составом и показателями качества.

Преимущества ячеистых бетонов:

высокая плотность;
огнеупорность;
морозостойкость;
повышенная способность сохранять тепло внутри здания;
материал можно производить в бытовых условиях;
высокая пароизоляция и звукоизоляция;
продолжительный срок эксплуатации;
экологически безопасные.

Недостатки: хрупкость, низкая стойкость к вырыву.

Полистиролбетон и изделия из него

В состав данного стройматериала кроме песка, цемента и воды, входит полистирольная крошка, наделяющая бетонные блоки повышенными теплоизоляционными качествами. Максимальная плотность материала — 600 кг/м³.

Эти показатели и определяют основную область применения строительного материала — утепление жилых домов, подкровельных помещений, инженерных конструкций, для обустройства половой стяжки. А для внешних строительных работ или как конструктивный стройматериал его применяют редко.

Отличия полистиролбетона от других видов ЛБ:

Опилкобетон

К легкой категории бетонных стройматериалов относится опилкобетон, который появился на рынке строительных материалов недавно.

Основное его отличие — в состав материала входит древесная стружка (опилки), вместо которых при производстве стройматериала иногда используют соломку риса, коноплю, костру льна.

максимальный показатель плотности — 800 кг/м³;
минимальный показатель теплопроводности — 0,07 Вт*мС;
стройматериал можно использовать как теплоизоляционный, конструктивно-теплоизоляционный.

негорючий материал, несмотря на то, что в его состав входит древесина;
экологически безопасный;
материал можно изготовить в бытовых условиях.

Из минусов можно выделить только его высокую стоимость.

Силикатный бетон

Главная особенность строительного материала — применение вместо цемента известняка, предварительно смешанного с кремнеземистым элементом.

В результате прохождения химической реакции между этими компонентами образуется гидросиликат кальция, оказывающего влияние на процедуру соединения массы раствора с заполнителем. Дополнительно в состав силикатного бетона входят пластификаторы и порообразователи.

Область применения силикатных блоков:

теплоизоляция жилых зданий, инженерных конструкций;
возведение внутренних стен сооружений;
обустройство панелей перекрытия;
строительство лестничных маршей.

Понятие сверхлегкого бетона

Это искусственный ЛБ с максимальным показателем густоты 600 кг/м³, который часто используется для звуковой защиты и теплоизоляции сооружений, возведения ограждений.

Плотность и вес таких блоков снижается за счет формирования внутри материала в процессе производства пор, заполненных воздухом. Сверхлегкий бетон характеризуется низким показателем теплопроводности, поэтому чаще его используют для утепления жилых домов.

Варианты наполнителей для стройматериала:

Алгопорит — продукт переработки топливных отходов и глины. Этот компонент напоминает по свойствам гравий керамзитовый. Густота — 400-600 кг/м³.
Керамзит — продукт, получаемый в процессе переработки глины легкоплавкой. Густота — 300-500 кг/м³.
Перлит. Густота наполнителя — 250-350 кг/м³.

Наиболее востребованным из сверхлегких марок бетона, представленных на строительном рынке, является стройматериал марки «Совби».

К этой категории относится и пеностеклобетон. Главное его отличие — по виду заполнителя, в качестве которого используется гравий из пеностекла. Материал часто используется для обустройства половых оснований и теплоизоляции зданий, из него производят блочные конструкции и плиты.

Особенности изготовления легкого бетона в домашних условиях

Процедура изготовления ЛБ не требует специальных знаний и опыта, поэтому материал можно самостоятельно производить в бытовых условиях.

бетономешалка;
вибростол (при изготовлении керамзитобетона, пемзобетона);
мини-установки (при изготовлении пенобетона);
формы (при изготовлении блочных материалов: пенобетона, шлакобетона, кирпича).

Инструкция по производству стройматериала своими руками:

Замес раствора в бетономешалке или вручную.
Заливка готовой смеси в блочные формы или непосредственно в опалубку строительной конструкции.
Демонтаж опалубки или извлечение изделия из формы после формирования пор в бетоне.
Сушка стройматериала на протяжении 28 дней.

Строительство монолитных конструкций осуществляется с помощью специального оборудования, обеспечивающего непрерывную подачу раствора в опалубочную конструкцию.

Читайте также: