Легкий бетон — что это такое и его состав
Согласно ГОСТ 25192-82, бетон называют легким, если его плотность не превышает 1800 кг/м3. Это востребованный стройматериал, снижающий общие затраты на замес раствора до 20 %, а трудоемкость — до 50. Его теплоизоляционные, качественные и конструкционные параметры весьма высоки, бонусом применения является способность к обработке и распилу после достижения прочности. Облегченный бетон разделяется в зависимости от компонентов, структуры и подгрупп, объединяемых исключительно пониженной плотностью. Некоторые виды проще купить, чем приготовить самому, другие вполне подходят для замеса своими руками.
Группа включает в себя смеси на основе пористых наполнителей, снижение веса происходит за счет уменьшения доли цемента и компонентов из твердых горных пород. Размер крупных фракций ограничен 20 мм, в редких случаях добавляется гравий не более 40. В результате материал в 1,5 раза легче гипсовых растворов, и в 2,5 — цементных. Эффект достигается не только за счет смены заполнителя, но и поризации вяжущего, ячеистость легкого бетона доходит до 40 %. Как следствие, ему присуще снижение прочности и минимальная теплопроводность.
Состав, рабочие характеристики
Структура и объем вовлеченного в бетон газа или воздуха у разных видов отличаются, их разделяют на: плотные, поризованные и крупноячеистые. Помимо цемента, в качестве вяжущего добавляются: гипс, известь, шлаки, полимеры, обжиговые глины, промышленные отходы. В зависимости от заполнителя, различают смеси на основе керамзита, перлита, аглопорита, щебня из пористых горных пород, вермикулита, шлаков, зольного гравия. В качестве мелкофракционного наполнителя, помимо песка, в составы вводится мраморная крошка, помолы пемзы, вулканического пуфа и известняков. Важную роль играет соотношение воды, легкие материалы на заполнителях, дающих пористость, менее чувствительны к ее избытку, но при превышении определенной доли резко теряют прочность. Модификаторы и пенообразующие ингредиенты регулируют объем вовлекаемого воздуха, морозостойкость и защищенность ячеек от влаги.
Ввод в состав пористых заполнителей приводит к снижению стоимости бетона. При выборе конкретной марки ориентируются на такие свойства и особенности, как:
1. Средняя плотность, кг/м3.
2. Прочность (зависит прежде всего от вида заполнителя, а не от марки цемента). Основным показателем является класс: от В2 до В40. У высокопрочных марок прочность на сжатие достигает 70 МПа, у обычных — варьируется в пределах 2–20.
3. Теплопроводность: от 0,07 до 0,7 ВТ/(м∙C). Зависит от пористости, плотности, максимальная теплоизоляция наблюдается у бетонов с легчайшими заполнителями (вспученных перлитом).
4. Морозостойкость: в среднем от F25 до F100. Данная характеристика зависит от вида вяжущего (портландцемент высокой марки выдерживает низкие температуры лучше всех) и используемой основы. Максимальная морозостойкость наблюдается у бетонов с добавлением пемзы, керамзита и аглопорита.
5. Плотность в сухом состоянии или пористость — важная характеристика, варьируется от Д200 до Д2000.
6. Водонепроницаемость: марки от W0,2 до W1,2.
К полезным свойствам относят огнестойкость, легкость, пластичность, практически все марки пригодны для армирования (для увеличения выдерживаемых нагрузок).
Подходит как для производства готовых изделий: строительных блоков, плит для стяжек и перекрытий, стеновых панелей, так и для монолитной заливки. Легкими бетонными растворами удобно заполнять пустоты в конструкциях и провалы в грунте. В частных целях они используются для теплоизоляции зданий, внешней и внутренней огнезащиты, строительства перегородок и несущих стен (при условии надлежащего армирования). В промышленных — для ремонта туннелей, возведения опор, колонн, небольших мостов, крупноблочных многоквартирных домов. Отдельного упоминания застуживает применение специализированных марок: высокопрочные актуальны при ведении строительных работ в сейсмически опасных зонах, легкие жаростойкие — при кладке и футеровке печей.
Материал оказывает минимальную нагрузку на фундамент и, как следствие, рекомендуется для реставрационных работ, создания декоративных и малых архитектурных форм. По той же причине и из-за хороших теплоизоляционных свойств он оптимален для горизонтальных перекрытий. За редкими исключениями, легкий бетон на пористых заполнителях не используется для заливки или кладки фундамента, объясняется это не уступкой в прочности тяжелым маркам, а риском попадания грунтовых вод внутрь ячеек и промерзания.
Внешние блоки из крупнопористых бетонов нуждаются в оштукатуривании для усиления теплоизоляционных свойств. Но сам по себе материал не относится к водопоглощающим, при применении в помещениях с высокой влажностью (банях, бассейнах, душевых) проблемы не возникают. В целом, легкий бетон является полноценной заменой кирпича и обычных цементных растворов при возведении стен, бонусом служит снижение веса и толщины конструкций.
Процесс во многом зависит от структуры и состава материала. Сложнее всего приготовить пено- и газобетоны: используется специальное оборудование: пенобетоносмесители, автоклавы, пропарочные камеры и сложные химические реагенты. В легкий ячеистый бетон не вводят крупнофракционный наполнитель, некоторые марки полностью безпесочные.
Главным условием технологии является распределение вяжущего с максимальной однородностью, во многом это объясняется снижением доли тяжелого цемента в общей массе. По этой причине данные растворы перемешивают дольше, интенсивнее и тщательнее. Еще одним требованием является вибрирование залитых конструкций: легкий, в отличие от тяжелого бетона, не расслаивается на тяжелый щебень и воду, но при слабом уплотнении слоев его качество снижается.
Как сделать своими руками?
Процесс зависит от вида раствора: приготовить пенобетон в домашних условиях практически нереально, а вот смеси с керамзитом или легкими пористыми добавками — вполне. Основная проблема касается выбора соотношения В/Ц, большинство заполнителей шершавые и абсорбционные. Поэтому пропорции подбираются опытным путем, делается замес небольшой порции, заливается и выдерживается пробный образец. Проще всего приготовить легкий бетон своими руками на основе керамзита: в бетономешалку заливается вода, добавляется порционно цемент (до кондиции молочка) и только потом — заполнитель, все компоненты перемешиваются до однородного состояния.
При замесе в домашних условиях существует постоянный риск неравномерного распределения вяжущего. По этой причине любые модификаторы просто добавляются в воду в начале замеса (а не в конце, как у тяжелых бетонов). Исключение представляет фиброволокно, оно вводится в состав последним. Пористые теплоизоляционные заполнители нуждаются в предварительном смачивании (такие, как перлит или вермикулит).
Ручной замес не рекомендуется, при отсутствии бетоносмесителя следует воспользоваться дрелью или строительным миксером. Легкие пористые бетоны хорошо сохраняют структуру и оптимальны для применения технологии скользящей опалубки, окончательный набор прочности зависит от состава.
Что такое легкие виды бетонов?
Потребность в использовании легких бетонов возникает при необходимости снижения нагрузки на основание зданий, заливке теплоизоляционных прослоек и улучшении огнестойкости конструкций. Уменьшение удельного веса достигается за счет применения пористых наполнителей, ввода в состав пенообразователей, гранул вермикулита, пенополистирольной крошки и аналогичных компонентов. В качестве товарных чаще всего реализуются марки на основе керамзита или шлака, остальные выпускаются под заказ или изготавливаются своими руками.
С учетом требований ГОСТ 25192-2012 бетон называется легким при его марке плотности в пределах D800-D1200 и особо легким – менее D800. К характерным свойствам этой разновидности относят низкую теплопроводность и отсутствие в составе тяжелых фракций. Стандартный размер зерен заполнителя варьируется в пределах 20 мм, (реже – до 40), однородность и формирование нужной структуры после застывания обеспечивается вводом пластифицирующих и порообразующих примесей. Уступая тяжелым маркам в прочности они выигрывают в огнестойкости, способности к энергосбережению и шумопоглощению и оказывают меньшую нагрузку на фундамент.
В зависимости от целевого назначения разделяются на теплоизоляционные (с классом от В0.35 до В2) и конструкционные (от В2.5 до В40). Структура материала может быть разной, к этой разновидности относятся обыкновенные марки с полностью заполненными раствором пустотами между частицами заполнителя, беспесчаные крупнопористые смеси и ячеистый бетон с объемом вовлекаемого газа или воздуха до 85 %.
Состав, характеристики и свойства
При изготовлении облегченных растворов в качестве вяжущего подбирают цемент, известь, гипс, шлаки, полимеры и их комбинации. Ячеистые и поризованные разновидности практически не содержат крупных фракций, основным наполнителем для них является песок. В остальных случаях засыпаются керамзит, шунгизит, доменные отвальные шлаки, туф, пемза, вермикулит или перлит и аналогичные породы. Большинство крупнопористых составов содержат минимум песка, его заменяет мраморная крошка, помолы доломитов, пемзы и вулканического туфа. При приготовлении арболита и его аналогов используются органические вещества – опилки хвойных пород или продукты чесания льна или пеньки.
Несмотря на разную основу легкие виды бетонов имеют общие свойства и особенности:
1. Низкий коэффициент теплопроводности. Значение этого показателя зависит от пористости заполнителя или самой структуры и сухости материала и варьируется от 0,055 до 0,75 Вт/м·°C. Теплоизоляционные параметры ухудшаются при увеличении объемной влажности (коэффициент возрастает на 0,01-0,03 при изменении насыщенности влагой на 1%). Лучшие показатели в этом плане имеют марки на основе вспученного вермикулита.
2. Зависимость итоговой прочности материала от вида вяжущего и качества заполнителя (причем в большей степени от второго фактора). Рабочие характеристики во многом определяются долей цемента в составе (чем она выше, тем долговечнее бетон, но тем хуже его теплоизоляционные свойства), пористостью и насыпной плотностью крупных фракций, и методами уплотнения при замесе и заливке.
3. Достаточно высокую для применения снаружи морозостойкость, ее стандартное значение варьируется от 15 до 200 циклов и при необходимости доводится до 400, лучшие показатели наблюдаются при использовании в качестве заполнителей керамзита, пемзы и аглопорита (от F100 и выше).
4. Хорошую огнестойкость у большинства смесей за исключением пенополисторолбетонов.
Сфера и особенности применения
Характеристики этой разновидности позволяют:
В большинстве случаев блоки из облегченных марок легко поддаются обработке и распилу, при их отделке не возникает проблем. Ограничением применения является высокая способность к водопоглощению, при обычных условиях этот материал не подходит для возведения фундаментов и подземных конструкций.
Исключения представляют составы с гидрофобными добавками, имеющие марку водонепроницаемости от W4 и выше. Блоки из такого бетона, используемые для строительства наружных систем, нуждаются в закрытии от внешних воздействий, проще всего это сделать с помощью штукатурки.
Технология производства, нюансы замеса своими руками
Принципиальным отличием приготовления легких смесей в сравнении с тяжелыми является потребность в большей доле воды из-за высокой пористости заполнителя (исключение составляют лишь ячеистые бетоны). При этом при изменении водоцементного соотношения выше оптимального значения отрицательно сказывается на прочности материала. Проблема усугубляется разной способностью к водопоглощению у наполнителя с минимальными отличиями в размере или форме, подобрать правильную дозировку самому можно только опытным путем. Рекомендуемая порция равна объему, впитываемому за полчаса.
К важным требованиям также относят потребность в достижении однородного состояния смеси и ее уплотнения при заливке (при пропускании последнего этапа качество конструкций снижается в разы). С целью увеличения подвижности в состав вводят пластификаторы – вместе с первой дозой воды, в начале затворения компонентов.
Рекомендуемая схема замеса своими силами включает следующие этапы: смачивание крупных фракций → удаление избытка жидкости на фанере с одновременным перемешиванием заполнителя тяпкой (при приготовлении малых порций с этими целями могут использоваться сито и мастерок) → засыпка ингредиентов в бетономешалку, начиная с больших частиц, заканчивая вяжущим → тщательное перемешивание с постепенным добавлением воды → ввод фибры (рекомендуется).
Рецепты для разных видов:
| Тип смеси | Пропорции основных компонентов при выходе в 1 м3 | Ожидаемая плотность материала, кг/м 3 и прочность на сжатие, МПа | Нюансы приготовления и применения |
| Керамзитобетон | 250 кг цемента, 720 – керамзита средней фракции (или 1,2 м 3 ), от 100 до 150 л воды | 1000/50 | Заполнитель замачивается заранее, для улучшения подвижности в воду вводят незначительное количество пластификаторов или жидкого мыла |
| Шлакобетон | 200 кг цемента, 500 – гранулированного шлака, 540 – кварцевого песка, от 90 до 130 л воды | 1250/60-100 | В качестве наполнителя могут использоваться любые вид шлака: котельный, доменный, титаново-глиноземистый или куски шамотного кирпича. При необходимости им можно заменить всю долю песка |
| Опилкобетон | 280 кг цемента, 100 – опилок, 1350 – кварцевого песка, от 100 до 150 л воды | 1750/40-100 | Для замеса используются опилки хвойных пород игольчатой формы, обработанные жидким стеклом, сульфатами алюмината или хлоридами кальция |
| Теплоизоляционная смесь на пеностекле | цемент – 250 кг, 90 – песка, 170 – гранулированного пеностекла, 0,5 – фибры, 0,5 л и 110 воды | 600/от 10 | Оптимальное соотношение мелкой и средней фракции пеностекла составляет 2:1, рекомендуется для применения при обустройстве горизонтальных перекрытий |
| Легкий жаростойкий бетон | Цемент – 380 кг, 450 – перлитовый песок, 785 – перлит или вспученный вермикулит, до 240 л – вода, 3,2 – воздухововлекающие добавки | 1300/45 | Перлит нуждается в предварительном замачивании, для равномерного пропитывания его размешивают миксером на малых оборотах с постепенным вводом воды |
Как сделать легкий бетон своими руками — необходимые материалы и производственные этапы
Стремительно завоевывает популярность среди строителей облегченный бетон, который при желании можно изготовить своими руками. Он значительно упрощает жизнь застройщиков, поскольку легковесные «бруски» не отбирают у работника физическую силу, не требуют большой бригады и применения для монтажа специализированной техники. При собственноручном изготовлении легкого бетона важно учитывать многие нюансы: качественность ингредиентов, правильность замешивания, соблюдение этапов. Только при правильном приготовлении удастся максимально приблизить «домашний» раствор к заводскому.
Плюсы и минусы
Бетон называется легким, если плотность не превышает 1800 кг/м3, а в составе находится меньше стандартного количества цемента и заменены твердые наполнители на легкие пористые.
В строительстве облегченный каменный материал разделяют в зависимости от ингредиентов, структуры и подгрупп по плотности. Многие виды можно без труда и особых навыков замесить своими руками, но некоторые из них проще приобрести уже в готовом виде. Спрос на легкий стройматериал возрос неспроста. Ему присущи высокие теплоизоляционные и качественные свойства, а также немало других весомых преимуществ:
Облегчение бетону придает пористая структура, которой и обязывает стройматериал своими сильными качествами. Но не лишен он и недостатков. По сравнению с обычным бетоном облегченный вариант имеет меньшую прочность и больший уровень поглощения влаги, которая проникает сквозь пустоты. Чтобы уравнять этот недостаток, опытные застройщики рекомендуют штукатурить стену снаружи и внутри.
Материалы для собственноручного производства
Чтобы получить по-настоящему облегченный бетонный раствор, кроме привычного песка и щебня, в состав добавляют вяжущие компоненты:
К тому же отличается структура легкого бетона наполнителями и заполнителями, в качестве которых выступают:
Песок и требования к нему
От того насколько правильно подобраны компоненты при замешивании раствора своими руками, зависит качество и эксплуатационные свойства готового строительного материала. Так, для изготовления облегченного бетона потребуется речной песок, очищенный от мусора, остатков растений и прочих инородных предметов. Лучше брать песок с размером крупинок в пределах 1,4—2,5 мм.
Какой подходит цемент?
Связывающий компонент в составе облегченного бетона — цемент. Строителям, которые решили готовить раствор собственноручно, рекомендуется использовать только высокомарочные цементы, как минимум М500. Следует обратить внимание, что этот важнейший компонент легкого бетона должен быть сухим и рассыпаться. Добавлять слипшиеся комки цемента недопустимо. Не нужно и экономить на этом ингредиенте, покупая уцененный, немаркированный товар.
Нужен ли щебень?
За прочность бетона отвечает заполнитель, которым выступает гранитный щебень. После смешивания он твердеет и создает прочную, надежную структуру строительного материала. Щебень используют только идеально чистый, предварительно промытый от пыли и дробленных фракций горных пород. Однако опытные монтажники порой заменяют его другим заполнителем, например, зольным гравием, перлитом, вермикулитом.
Вспомогательные добавки
При замешивании своими руками облегченного бетона к щебню, песку и цементу вливают воду без примесей, а также добавляют пластификаторы, всевозможные добавки, улучшающие технические характеристики. Если высыпать в состав керамзит, который представляет собой вспененную и обожженную глину, то удастся получить керамзитобетонный блок. Такой стройматериал обладает повышенной прочностью и легкостью, поэтому является основным видом пористого заполнителя.
Этапы изготовления
Чтобы изготовить легкий бетон своими руками, нужно запастись базовыми знаниями и подручным материалом. Производственный процесс зависит от разновидности скрепляющей смеси. Например, пенобетон сделать собственноручно дома окажется непросто, ведь для него нужно специальное оборудование, готовящее пену, и пенообразователи, а вот керамзитобетонный или с легкими пористыми примесями раствор — вполне реально.
Приготовление любого вида смеси начинается с подготовки ингредиентов и замешивания их в бетономешалке в соответствующих пропорциях. Лопатка, тяпка для размешивания облегченного бетона применяться не должна, так как вручную невозможно добиться высокого качества и однородной структуры смеси.
Легкие бетоны: виды, свойства, применение
Согласно существующей у специалистов бетонных заводов классификации к легким бетонам относят бетоны, чья плотность составляет менее 1800 кг/куб.м. Такое значение плотности обычно достигается за счет применения более легких заполнителей или за счет поризации вяжущего вещества.
Применение легких бетонов в строительстве весьма выгодно. Они позволяют повысить теплотехнические и акустические характеристики сооружения, а также уменьшают вес возводимой постройки, что особенно важно при строительстве многоэтажных зданий и строительстве в областях с повышенной сейсмической активностью. Кроме того, использование легких бетонов в значительной мере снижает стоимость строительства (на 10-20%) и трудовые затраты (на 50%), и в общей сложности повышает эффективность производства примерно на 20%.
По назначению легкие бетоны можно подразделить на:
По структуре различают легкие бетоны:
Поризованные бетоны
Применение: применяются редко в связи со сложностью изготовления даже на самых современных бетонных заводах.
Достоинства: хорошие теплоизоляционные свойства.
Крупнопористые бетоны (беспесчаные)
Применение: в качестве материала для стен отапливаемых сооружений высотой до 4 этажей.
Изготовление: в основе — портландцемент и крупные пористые заполнители разного вида.
| Вид крупнопористого заполнителя | Название бетона |
| керамзитовый гравий | керамзитобетон |
| шунгизитовый гравий | шунгизитобетон |
| аллопоритовый щебень | аллопоритобетон |
| шлакопемзовый щебень и гравий | шлакопемзобетон |
| вспученный перлитовый щебень | перлитобетон |
| щебень из пористых горных пород | бетон на щебне из пористых горных пород |
| термолитовый щебень и гравий | термолитобетон |
| вспученный вермикулит | вермикулитобетон |
| золошлаковые смеси тепловых электростанций, пористый топливный шлак | шлакобетон |
| аглопоритовый щебень | бетон на аглопоритовом щебне |
| зольный гравий | бетон на зольном гравие |
| азеритовый гравий | азеритобетон |
Достоинства: малотеплопроводность + экономичность изготовления.
Это интересно
В России наибольшее распространение получил керамзитобетон — около 80% от общего числа крупнопористых бетонов, производимых на российских бетонно растворных узлах (рбу). Западные бетонные заводы используют термозит — шлаковую пемзу.
Ячеистые бетоны
Применение: стеновые и ограждающие конструкции.
Изготовление: Главная особенность структуры ячеистого бетона — равномерно распределенные замкнутые ячейки, наполненные воздухом.
Достоинства: огнестойкость, теплоизоляционные характеристики.
Немного истории
Производственная технология получения легкого ячеистого бетона (уникального материала, обладающего внешним видом природного камня и физико-техническими характеристиками дерева) была разработана в начале 20 столетия шведским архитектором А. Эрикссоном и запатентована в 1924 году. Первое промышленное производство легких ячеистых бетонов на бетонных заводах в 1929 году было также организовано шведами- швецкой компанией «СИПОРЕКС» (на данный момент порядка 200 бетоносмесительных заводов в 38 странах мира специализируется на производстве автоклавного ячеистого бетона).
Однако, широкое применение ячеистых бетонов в российском строительстве началось несколько позднее, в 50-60е гг. XX в., да и то в основном лишь в качестве уплотнителя для крыш. И только в 90-х российскими строителями была дана должная оценка выгодности применения данного материала в индивидуальном жилищном строительстве.
