Технология производства крупнопористого бетона

Обновлено: 19.04.2024

Крупнопористый бетон изготовляют на заполнителях с зернами однообразного размера (5—10, 10—20, 20—40, 5—20 и т. д.), межзерновые поры бетона заполняются не полностью, и после затвердения в нем остаются сравнительно крупные поры. Такой бетон можно готовить на плотных и пористых заполнителях. Составы бетона от 1 :6 до 1:12. Марки бетона 15—25—35—50—75—100.

Основные физико-механические свойства крупнопористого бетона (объемный вес, прочность, морозостойкость) определяются видом заполнителя. вяжущим и технологией изготовления.

Объемный вес зависит в основном от объемного веса, крупности и зернового состава заполнителей и в меньшей степени — от расхода цемента. Объемный вес бетона колеблется в пределах 750—2000 кг/м3.

Марку крупнопористого бетона определяют по ГОСТ 6901—54 испытанием стандартных кубов без выравнивания поверхности подливкой.

Крупнопористые бетоны используют

Для возведения стен жилых, культурно-бытовых и других зданий высотой до четырех этажей или для верхних этажей более высоких зданий, а также для заполнения каркасов различных зданий и возведения несущих стен промышленных зданий при небольших напряжениях.

Крупные блоки из крупнопористого бетона повышенных марок могут применяться и для более высоких зданий.

В состав крупнопористого бетона входят:

Гравий или щебень фупностыо от 5 до 50 мм (желательно 10—20 мм), удовлетворяющий требованиям стандартов на заполнители для обычного бетона, портландцемент или шлакопортландцемент, желательно марок 300 — 500 (при испытании в образцах из жесткого раствора), и вода.

Крупнопористые бетоны обычно выдерживают не менее 15 циклов замораживания и оттаивания без повреждений.

При возведении стен крупнопористый бетон укладывают в деревянную или металлическую щитовую передвижную опалубку. Кроме, того, применяют крупные блоки из этого бетона, имеющие наружный облицовочный слой. В зимних условия;; стены выкладывают из заранее изготовленных блоков или применяют обычные способы зимних бетонных работ.

Стены из крупнопористого бетона обязательно оштукатуривают с двух сторон, чтобы устранить продуваемость.

Для заполнения облегченных кирпичных кладок или внутренней части панелей перекрытий можно применять наиболее легкий крупнопористый бетон с заполнителем: из отсеянного котельного шлака, кирпичного щебня и т. п., крупностью 5 — 50 мм, изготовленный на цементном, цементно-известковом, гипсовом или известковом вяжущем.

Этот бетон может иметь марки: 5, 10, 15, 25.

Он применяется в стенах как утеплитель в том случае, когда наружная несущая облицовка стены делается из кирпича (толщиной в 1/2 —1 кирпич), а внутренняя — из гипсовых листов (сухой штукатурки), прибиваемых к деревянным антисептированным рейкам; деревянной опалубки для укладки крупнопористого бетона в этом случае не требуется; если нет сухой штукатурки, опалубка ставится с одной внутренней стороны1

Крупнопористый бетон – вид строительной смеси. Может приобретать различные свойства в зависимости от заданных величин. Например, разный вес, объём, прочность, влагонепроницаемость.

Состав и нормы ГОСТа

Бетонная смесь с воздушными порами состоит из 2-х основных элементов: наполнителя (гравия, щебня) и цемента. Смесь разводят водой, для увеличения показателя схватываемости используют специальные добавки. Состав материала варьируется от соотношения 1:6 до 1:12. Эти пропорции характерны для таких марок: 25 – 35 – 50 – 75 – 100. В пропорции 1:8 на каждый кубометр требуется 130 кг цемента, при соотношении 1:20 – 70 кг.

Способ изготовления отличается тем, что в состав не входит песок, а зёрна наполнителя должны быть примерно равными по размеру. Вяжущие функции выполняет цемент. Он обволакивает наполнитель и частично заполняет пространство между отборными зернами, в результате чего после затвердения образуется незаполненное пространство, пустота, наличие которой облегчает вес и повышает проводимость тепла.

Свойства бетона можно менять. Этот процесс зависит от метода изготовления, разновидности наполнителя и вяжущего средства, а также их количества.

Крупнопористый бетон изготавливается по государственному стандарту – ГОСТ 6901-54. Для проверки применяют метод определения долговечности и плотность прилегания блоков без нанесения штукатурного слоя.

Маркировка крупнопористого бетона

Сорт бетона определяют соотношением составляющих элементов, что влияет на его технические возможности и область применения:

М15-25 – подходят для стенных блоков в строениях до третьего этажа;
М35-50 – применяют для строительства стен в домах на уровне третьего и четвертого этажа;
М35, М50, М65, М100 – возводят перегородки в блочных строениях, начиная с третьего и по восьмой этаж.

Для облегченных кирпичных кладок или внутренних панельных перекрытий используют легкий вариант крупнопористого изделия. В качестве материала для наполнения применяют щебенку из кирпича, просеянный шлак размером не больше 0,5 см, не меньше 5 мм. Скрепляющая основа:

цементная;
цементно-известковая, известковая;
гипсовая.

Таким способом изготавливают бетон под маркой 10-15-25.

Вес крупнопористого бетона в сухом состоянии зависит от вида наполнителя:

пористый и цельный щебень из известняковой породы – соответственно 1500 кг/м 3 , 1700 кг/м 3 ;
щебень из крошки гранита – 1900 кг/м 3 ;
гравий керамзитовый воздушный – максимум 1000 кг/м 3 , наиболее легкий по весу, с износостойкостью 15-25 кг/см 2 .

Показатель теплопроводности стен из крупнопористой смеси зависит от объёма и массы:

1500 кг/м 3 – 0,55;
1700 кг/м 3 – 0,65;
1900 кг/м 3 – 0,85.

Блоки из описываемой бетонной смеси без утраты качества и технологических особенностей способны выдерживать температурные перепады.

Отсутствие песка и наличие больших пор улучшило свойство бетона:

водонепроницаемость не больше 1,5%. Другие материалы на основе бетона с небольшим весом не обладают таким качеством. Из бетона с воздушными порами строят стенки и перегородки на участках, где много влаги. Например, баня;
низкая водонепроницаемость сохраняет теплопроводность;
показатель паронепроницаемости варьируется: минимальный – 0,12, максимальный – 0,2 м/ч/Па на кг, в железобетонных конструкциях – 0,03;
воздухонепроницаемость – 5-10 м/ч/П, тогда как у обычных бетонных перегородок показатель 20 000 м/ч/ Па, поэтому крупнопористый бетон считают наиболее «дышащим»;
хорошая звуко— и теплоизоляция, которые обеспечивают воздушные пузыри – поры;
низкий расход сравнительно с другими видами бетона, благодаря чему можно сэкономить на расходной части бюджета.

Указанные показатели соответствуют строительным нормам РФ. В частности – СНиП 2.06.04, СНиП 2.01.07, СНиП 2.02.01, СНиП 2,06,06.

Технология производства

Изготовить стройматериал на пористых заполнителях не так просто. Все составляющие элементы подбираются посредством экспериментов, поскольку универсального рецепта изготовления не существует, но за основу берут следующие ингредиенты:

цемент на клинкерной основе не ниже М400 – 130 кг;
наполнитель – 1 кг;
стекло жидкое – 4 л;
клей канцелярский – 4 л;
вода;
жидкое мыло – 2 л.

Из такой смеси производят малобюджетный вариант. Для изготовления более качественного материала клей и мыло заменяют пластифицирующими добавками. Они повышают степень связываемости, прочность и пластичность.

Раствор можно приготовить непосредственно на стройке. На предприятиях применяют более профессиональный подход. Сначала смешивают до однородной массы цементное сусло, после чего вводят наполнитель.

Основной компонент – цемент. Для определения его доли содержания делают пробный блок. Если при определенной нагрузке между гранулами не появляются трещины, то это показатель качества. За основу следует брать то соотношение компонентов, которое использовалось при изготовлении пробного блока. Отклонение возможно, но не больше 1,5%.

Раствор изготавливают в бетономешалке, поскольку она оборудована специальными лопастями. Компоненты загружают в порядке очередности:

наполнитель;
вода с мылом (наполнитель заливают на 2/3);
клей, жидкое стекло или другая целевая добавка;
цемент.

Оставшуюся третью часть воды добавляют в процессе замешивания. Общий объём используемой воды определяется степенью сухости наполнителя, но не больше 100 л на 1 куб бетона. Такое количество влаги обеспечивает высокую пористость и оптимальную химическую реакцию с другими составляющими. Смесь готовится не больше пяти минут.

Особенности использования

Крупнопористый бетон используют в двух видах:

жидкая заливка в подготовленную деревянную или металлическую опалубку из щитов;
бетонные блоки.

Если в первом варианте уплотнители противопоказаны, поскольку они занимают место для пор, то во втором случае применяют автоклавы для отвердения раствора. Нельзя утрамбовывать раствор, залитый в опалубку, поскольку плотность увеличится за счет воздушных пор.

Для продления срока службы конструкции из крупнопористого бетона, её покрывают штукатуркой. Зимой стены возводят из блоков или используют технологию зимнего бетонирования из жидкой заливки согласно СП 70.13330.

Сфера применения

Технология изготовления крупнопористого бетона сделала его незаменимым в строительном деле.

Из смеси делают блоки, плиты для стен из нескольких слоёв. Свойство сохранять тепло расширяет круг применения: материалом обустраивают крыши, полы, утепляют стены и перегородки.

Бетон с воздушными порами незаменим при возведении строений на тех участках, где часто случаются землетрясения. Он выигрывает за счет своей лёгкости. Если обрушения значительные, то они приносят меньше вреда, нежели падение тяжелых бетонных конструкций. Материалом оборудуют дренажные линии, поскольку у него высокий показатель влагонепроницаемости.

Заключение. Крупнопористый бетон используют во многих сферах, потому что при изготовлении ему можно задать то свойство, которое нужно. Например, легкость, морозоустойчивость, влагонепрницаемость. Все технические параметры разработаны на основании государственных нормативов.

За последние несколько десятков лет в бетонной промышленности мало что изменилось. Так, в странах СНГ продолжают применять дорогостоящие пятикомпонентные бетонные изделия.

Отрицательные стороны классических бетонов:

дороговизна и непрактичность: расход цемента достигает 14 кг на погонный метр;
сложность при применении: необходима постоянная вибрация при заливке бетона; низкоскоростной набор прочности;
непрактичность при транспортировке: тяжелые, требуют частого перемешивания;
недолговечность, низкая морозостойкость.

Назначение и характеристики сверхпрочного бетона

Суперпрочные бетоны применяют прежде всего для сложных построек. Сверхпрочный бетон замечательно сочетается с арматурой: их совместное использование дает преимущество мастерам при построении железобетонных конструкций.

Характеристики жидкого сверхпрочного бетона

плотность от 1000 до 1400 кг/м 3 ;
содержит 1% или менее кислорода (O₂);
очень малые показатели расслаивания;
поддержка реологических характеристик не менее 4 часов (минимум в 4 раза дольше).

Несомненным преимуществом является то, что такой раствор поддерживает свои первоначальные качества в течение 4 часов, ведь до строительного объекта дорога может занимать далеко не 1 час.

Параметры твердого суперпрочного бетона

высокая плотность и в то же время пористость;
высокая прочность;
термоустойчивость и водонепроницаемость;
впитываемость влаги менее 1%;
низкий процент деформации.

Однако высокая плотность сверхпрочных бетонов в связи с высоким давлением при воздействии на них влаги приводит к микроразрывам в материале.

Состав и производство своими руками бетона нового поколения

Замес бетона своими руками

Суперпрочные бетонные изделия состоят из:

связывающих веществ;
крупных наполнителей;
песка.

Состав сверхпрочного бетона

вяжущие материалы. Мастера используют портландцементы с густотой около 25% и активностью не менее М-500. Не стоит добавлять в качестве вяжущих материалов какие-либо примеси, которые способствуют ускорению застывания бетонного раствора;
песок – одна из важнейших частей при создании любого бетонного раствора. Для лучшей укладки смеси во время строительных работ необходимо добавить больше мелкого песка, чем крупного.
крупный заполнитель. В суперпрочном бетоне, как и в любом другом, крупным наполнителем выступает щебень. Однако сорт щебня необходимо тщательно подобрать, исходя из ширины бетона, а также по типу армируемых материалов. Заполнитель обязательно должен быть сухим и отвечать требованиям ГОСТа;
тонкомолотые добавки. Могут добавляться кремнеземная, силикатная пыли и химические пластификаторы.
вода – 1/2 массы всех наполнителей (100 литров на 200 кг смеси).

Собственное производство бетона нового поколения

Пропорции и состав сверхпрочного бетона зависят непосредственно от его назначения. Стандартным считаются пропорции цемента/песка/щебня – один/три/пять. Т. е. на 1 м 3 бетона приходится 1 часть цемента, 3 части песка и 5 частей щебня.

Консистенция должна получиться такой, чтобы, не прилагая особых усилий, можно было размешать раствор лопатой. При работе в условиях низких температур рекомендуется периодически подогревать раствор и воду, иначе бетонная смесь застынет.

Области применения сверхпрочного бетона

Стройматериал нового поколения можно использовать абсолютно в любом месте, где применяется обычный бетон. Например, сверхпрочный бетон используется при изготовлении наливных полов. При этом плотность таких полов возрастает более чем в два раза по сравнению с обычными. Вместе с тем, полы становятся износостойкими (их невозможно поцарапать).

Еще одним ярким примером служат бордюры на открытом воздухе из суперпрочного бетона. Такие бордюры прослужат на десятки лет дольше.

Кроме того, бетон нового поколения используют как в космической индустрии (строительство космодромов), так и в подводном мире (строительство подводных сооружений).

Несмотря на все преимущества сверхпрочного материала, многие организации и предприятия не готовы полностью переходить на его использование при строительстве помещений. Это связано с тем, что суперпрочный бетон, хоть и был подробно исследован, пока не является несомненным лидером в строительной индустрии из-за твердо устоявшихся взглядов на промышленность: использование старых методических материалов, учебников, пособий и т. п.

Впервые о крупнопористом керамзитобетоне заговорили еще в 1955 году. Вот только инновационным строительным материалом он стал только в 21 веке. Это яркий пример того, что современные технологии являются всего лишь забытыми старыми изобретениями. Главное отличие крупнопористого легкого бетона от стандартного керамзитобетона – отсутствие в качестве вяжущего вещества, песка.

За счёт указанной технологии, гранулы керамзита покрываются прослойкой цементного состава (чем и обусловлено его второе название «капсулированный»), при этом итоговый материал приобретает более высокие прочностные характеристики.

Технические и эксплуатационные свойства крупнопористого бетона

Водонепроницаемость не превышает 1.5%. Ни один другой лёгкий бетон не может похвастаться столь высокими техническими показателями. Как следствие, крупнопористый керамзитобетон получил широкое распространение при возведении стеновых перегородок в помещениях с высоким уровнем влажности (овощехранилища, сауны, бани и т.п.).
Коэффициент паропроницаемости для крупнопористого бетона варьируется в пределах от 0.12 до 0.2 мг/м*ч*Па. Если проводить сравнительную параллель с теми же железобетонными решениями, то соответствующее значение не превышает 0.03 мг/м*ч*Па.
Относительная влажность окружающего пространства не влияет на теплопроводность крупнопористого керамзитобетона, что обусловлено номинальным значением водопроницаемости рассматриваемого материала.
Решения из облегченного бетона характеризуются высокими звуко- и теплоизоляционными свойствами.
Что касается расхода КПД, он гораздо ниже, в сравнении с традиционным бетоном. Благодаря этому стоимость возведения построек из указанного материала обходится гораздо дешевле, чем строительство из обычных материалов.

Невзирая на высокие прочностные характеристики рассматриваемого материала, он достаточно хрупкий. С точки зрения прочности на сжатие традиционный керамзитобетон в разы превосходит крупнопористые составы. Как следствие, крупнопористый материал лучше всего подходит для бескаркасных малоэтажных объектов.
Учитывая большие размеры гранул и номинальное значение водопоглощения, при оштукатуривании материала, а также кладке стен, в него добавляют специальные пластификаторы, способствующие повышению адгезии.
Профессионалы не рекомендуют фиксировать на конструкциях из крупнопористого бетона тяжелые полки, дополнительное оборудование, не оснастив их фиксирующими крепежными элементами.
Для производства керамзитобетонного замеса необходимо специализированное строительное оборудование. Оно есть не у всех домашних мастеров.

Рекомендации по приготовлению крупнопористого бетона
По аналогии с другими легкими бетонами, в составе которых присутствуют пористые заполнители, капсулированный материал крайне проблематично изготовить. В действительности не существует универсального рецепта по изготовлению крупнопористого керамзитобетона, ввиду того, что компоненты подбирают в индивидуальном порядке, либо экспериментальным способом.

вода;
жидкое мыло – до 2 л;
жидкое стекло и клей ПВА – по 4 л;
портландцемент – от 100 до 120 кг;
фракционные керамзитовые гранулы размером от 10 до 20 см – порядка 1 кг.

В первую очередь вносят керамзит.
Затем добавляют 2/3 воды со всеми пластификаторами и сопутствующими компонентами.
Ингредиенты тщательно перемешивают.
Добавляют цемент.
Запускают смеситель, а затем вливают остатки воды на этапе замешивания.

Чтобы соединить между собой частички армирующей сетки лучше применять стеклопластиковые соединения. Обычная металлическая проволока окисляется, ее разъедает коррозия.
Толщина внешнего и внутреннего штукатурного слоя не должна быть меньше 15 см.
Для работы с капсулированным керамзитобетоном подходит уплотнительный вибратор, при этом максимальная продолжительность его работы – 15-20 сек.
Кирпичная кладка лучше всего подходит в качестве несъемной опалубки, в равной степени, как и каркасы из натурального дерева. Древесина не гниет и не преет внутри стен.

Крупнопористый облегченный бетон – востребованный, но не слишком распространенный строительный материал. Его без проблем можно приготовить самостоятельно. Главное условие – точно придерживаться рецептуры. В этом случае материал ничем не уступит по техническим характеристикам промышленным блокам.

Крупнопористый бетон – смесь заполнителя и вяжущего компонента, затворенная водой. Отличие этой смеси от традиционной – отсутствие мелкого заполнителя. Крупный компонент – плотный или пористый – обычно однофракционный, вяжущее – цемент или портландцемент.

Смесь на плотном заполнителе используется для возведения монолитных или крупноблочных стен, на пористом – в качестве конструкционно-теплоизоляционного или теплоизоляционного материала в многослойных стенах.

После затвердевания смеси остаются крупные поры, поскольку межзерновое пространство не полностью заполняется цементным раствором.

Области применения

Крупнопористые бетоны используют:

при строительстве жилых и общественных зданий высотой 1-4 этажа;
для сооружения каркасов зданий, возведения несущих стен строений производственного назначения, испытывающих невысокие нагрузки;
при производстве крупных блоков, используемых для строительства зданий высотой более четырех этажей (крупнопористые бетоны высоких марок).

Отличительная особенность таких строений – высокая продуваемость, поэтому бетонные стены должны оштукатуриваться с двух сторон.

Характеристики крупнопористого керамзитобетона

В строительстве популярен легкий крупнопористый керамзитобетон. Иначе его называют «капсулированным», благодаря тому, что гранулы керамзита обволакиваются цементным раствором, образующим при затвердевании капсулу. Капсулированный строительный материал, используемый в монолитном и блочном строительстве, обладает особенными характеристиками. Среди них:

Высокий коэффициент паропроницаемости, в 4-6 раз превышающий аналогичный показатель железобетона.
Низкая водопроницаемость. По этому показателю капсулированный керамзитобетон превосходит все другие виды легких бетонов. Поэтому материал востребован для возведения стен и перегородок строений с высокой влажностью – бань, саун, овощехранилищ.
Высокая воздухопроницаемость. Это самый «дышащий» материал среди легких бетонов.
Прекрасные тепло- и звукоизоляционные характеристики.

Этот строительный материал, как и любой другой, обладает определенными недостатками, поэтому существует ряд ограничений при его использовании в строительстве.

Капсулированный керамзитобетон – хрупкий материал, поэтому его применяют только в малоэтажном бескаркасном строительстве.
Низкое водопоглощение и крупные размеры гранул требуют использования специальных штукатурных составов. В них добавляют модификаторы, улучшающие сцепление между штукатуркой и основой.
На ограждающие конструкции из капсулированного крупнопористого керамзитобетона тяжелые предметы можно навешивать только при использовании специализированного крепежа.

Особенности изготовления крупнопористого легкого бетона на керамзитовых гранулах

Изготовление этого строительного материала, как и других смесей на пористых заполнителях, – достаточно сложный процесс из-за отсутствия четкой рецептуры. Примерный состав:

1 м 3 керамзитобетона;
120 кг цемента марки М500;
вода питьевого качества или проверенная в лаборатории – ее количества должно быть достаточно, чтобы цементное молоко обволакивало гранулы, но не стекало с них;
рекомендуемые добавки – клей ПВА и жидкое стекло, эти компоненты добавляются по 4 л на 1 м 3 керамзитовых гранул (также добавляется жидкое мыло – 2 л на 1 м 3 керамзитовых гранул).

Клей ПВА, жидкое стекло и мыло выполняют функцию дешевых пластификаторов. Их характеристик достаточно при ведении частного строительства. В массовом строительстве используют специализированные добавки – эфир стирол-акриловый или бутадиен-стирол.

Для изготовления крупнопористого бетона используют специальные центробежные смесители-капсуляторы или бетономешалки со специальными лопастями. Обычная бетономешалка из-за малого удельного веса материала не применяется.

Строитель с 20-летним стажем
Эксперт завода «Молодой Ударник»

В 1998 году окончил СПбГПУ, учился на кафедре гражданского строительства и прикладной экологии.

Занимается разработкой и внедрением мероприятий по предупреждению выпуска низкокачественной продукции.

Разрабатывает предложения по совершенствованию производства бетона и строительных растворов.

Читайте также: