Всё про бетон

Ячеистый бетон

Ячеистый бетон

Ячеистый бетон

Ячеистые бетоны - это искусственные каменные материалы, состоящие из затвердевшего вяжущего вещества (или смеси вяжущего и заполнителя) с равномерно распределёнными в нем воздушными порами (ячейками).

Впервые ячеистый бетон был получен в конце XIX века. Промышленное производство его началось в 20-х годах нашего столетия.

Известно много типов ячеистых бетонов, отличающихся различными способами получения пористой структуры, видами вяжущего вещества, условиями формовки, твердения и т.д.

Характеристики и классификация ячеистых бетонов

Ячеистый бетон классифицируется, в первую очередь, по способу получения пористой структуры на газобетоны и пенобетоны. Получение пористой структуры возможно также путем испарения значительного количества вовлеченной воды.

По виду вяжущего ячеистый бетон может быть получен следующих номенклатур:

  • на основе цемента - пенобетон и газобетон;
  • на основе известкового вяжущего - пеносиликат и газосиликат;
  • на основе магнезиального вяжущего - пеномагнезит и газомагнезит;
  • на основе гипсового вяжущего - пеногипс и газогипс.

Часто наименование "пенобетон" и "газобетон" применяют для обозначения ячеистых бетонов и силикатобетонов вне зависимости от основного вида вяжущего. Ячеистый бетон может рассматриваться как вид обычных бетонов, в котором роль крупного и, частично, мелкого заполнителя выполняют воздушные пузырьки. Такие бетоны называются ячеистыми. Иногда в состав ячеистого бетона вводят крупный заполнитель в виде шлаковой пемзы, перлита, вермикулита, керамзита или других вспученных материалов. Такие бетоны принято называть ячеистолегкими.

По способу твердения ячеистый бетон подразделяют на естественного и искусственного твердения. Ячеистые бетоны естественного твердения набирают прочность при хранении в обычных атмосферных условиях, а искусственного – при их обработке в условиях повышенных температур под воздействием водяного пара. Обработка называется автоклавной при давлении пара более 1 атм и температуре выше 100 °C и неавтоклавной, если давление пара менее 1 атм и температура в пределах 25 - 100 °C. Соответственно и ячеистый бетон подразделяется на автоклавный и неавтоклавный.

Изделия из ячеистых бетонов в зависимости от требований, предъявляемых к их несущей способности, могут быть армированными и неармированными.

В настоящее время ячеистый бетон применяется в различных частях зданий и сооружений и выполняет всевозможные функции. В зависимости от свойств и области применения ячеистый бетон делится на теплоизоляционный и теплоизоляционно-конструктивный.

Теплоизоляционный ячеистый бетон отличается малым объемным весом (менее 1000 кг/м³), низким коэффициентом теплопроводности и достаточной прочностью.

В строительстве применяются различные изделия из конструкционных ячеистых бетонов: панели, блоки и камни для наружных и внутренних стен и перегородок, плиты для утепленных кровель промышленных сооружений, скорлупы и сегменты для теплоизоляции трубопроводов, блоки для утепления и т. д. Изделия из ячеистых бетонов выпускают различных размеров как сплошные, так и пустотелые.

Свойства ячеистых бетонов

Физико-механические свойства ячеистых бетонов зависят от способов образования пористости, равномерности распределения пор, их характера (открытые, сообщающиеся или замкнутые), вида вяжущего, условий твердения, влажности и многих других технологических факторов. Однако некоторые свойства ячеистых бетонов подчинены общим закономерностям.

Коэффициент теплопроводности зависит в основном от величины объемного веса. Он почти не зависит от вида вяжущего, условий твердения и других факторов. Это объясняется тем, что материал стенок, образующих поры, состоит из цементного камня или близкого к нему по свойствам силиката. Поэтому величина пористости и соответственно объемного веса определяет теплопроводность ячеистых бетонов.

Прочностные свойства ячеистых бетонов зависят в большей степени от вида вяжущего и условий твердения. Наиболее прочным является автоклавный ячеистый бетон: его прочность превышает прочность ячеистых бетонов естественного твердения в 8 - 10 раз.

Прочность материала стенок ячеистого бетона определяется количеством воды затворения. При твердении ячеистого бетона на основе портландцемента только определенная часть воды участвует в процессе твердения. Количество связанной воды при гидратации цемента зависит от его минералогического состава и в среднем составляет 15 - 20% от веса цемента. Избыточное количество воды, раздвигая частицы цемента с оболочками из продуктов гидратации, образует прослойки и скопления в толще цементного камня. После высыхания и постепенного расходования воды на продолжающиеся процессы гидратации в цементном камне остаются пустоты, каналы и отдельные замкнутые поры.

Некоторое количество пустот появляется и в результате усыхания гелеобразных масс, образующихся входе твердения цемента. Поэтому ячетый бетон теряет свою прочность по мере увеличения относительного количества воды затворения (или увеличения водоцементного отношения В/Ц).

Для ячеистых бетонов, в состав которых входит наряду с вяжущим определенное количество тонкодисперсных добавок, вместо водоцементного отношения принято определять так называемое водотвердное отношение. Водотвердный фактор - это отношение воды затворения к сумме твердых веществ - вяжущего и добавок. По мере увеличения водо-твердного отношения ячеистый бетон теряет свою прочность, она уменьшается. Этой зависимости подчиняются ячеистые бетоны на основе любого вяжущего.

Средством повышения прочности является уменьшение водотвердного отношения и применение в технологии вибрации как в период приготовления растворов, так и при вспучивании (для газобетонов). Вибрационные воздействия вызывают увеличение подвижности цементного теста, растворов и бетонов и позволяют снижать водотвердное отношение. Другим средством повышения прочности изделий из ячеистых бетонов является армирование. Ячеистые армированные изделия обладают достаточно большой прочностью (больше 75 кг/см²).

Теплофизические свойства ячеистых бетонов зависят от их влажности. Поэтому, одним из основных свойств, характеризующих ячеистый бетон, является водопоглощение. Водопоглощение ячеистых бетонов зависит от вида вяжущего вещества: бетоны на основе извести, каустического магнезита, каустического доломита и гипса имеют большее водопоглощение, чем бетоны на портландцементе.

Вследствие большого водопоглощения изделия из пено- и газосиликатов разрешено использовать в помещениях с относительной влажностью воздуха не выше 50%. Изделия из пеногипса разрешено применять только в конструкциях, надежно защищенных от воздействия влаги.

Важным свойством для ячеистых бетонов является усадка. Изделия из неавтоклавного бетона дают большую усадку, чем из автоклавных. Пеногипс и пеномагнезит практически не дают усадки.

Температуростойкость ячеистых бетонов невысока. Для автоклавных пенобетона и пеносиликата, а также для безавтоклавного пенобетона предельно допустимыми температурами являются 300 - 400 °C. При дальнейшем повышении температуры имеет место дегидратация новообразований цементного камня, вследствие чего резко понижается прочность бетонов.

На прочности пенобетона и пеносиликата сказывается не только температура, но и скорость нагревания изделий. Быстрый нагрев скорее приводит к появлению трещин, чем медленный нагрев до той же температуры. Пеномагнезит при повышении температуры выше 200 °C имеет меньшую прочность, а при температуре выше 350 °C он начинает разрушаться. Это свойство пеномагнезита определяется отношением к нагреванию кристаллической хлорокиси магния.

Температуростойкость пеногипса незначительна, при температуре выше 50 - 60 °C его применять не следует; дальнейшее повышение температуры вызывает дегидратацию двуводного гипса.

Для применения при температурах от 400 до 700 °C разработаны специальные рецептуры жароупорного пенобетона. Жароупорный пенобетон изготовляют из портландцемента, золы-уноса тепловых электростанций, пенообразователя и воды. Жароупорный пенобетон твердеет в естественных условиях.

Вследствие невысокой температуростойкости ячеистый бетон относится к изоляционно-строительным материалам и применяется для изоляции ограждающих конструкций зданий и сооружений.

Вы смотрели: Ячеистый бетон

Поделиться ссылкой в социальных сетях

Оставить отзыв или комментарий