Легкие бетоны: виды, классификация, свойства, использование

Виды легких растворов

В качестве заполнителей в легких бетонах используют щебень из вулканического шлака, пемзы, вулканического доломита и пористого известняка, известкового туфа, известняка-ракушечника, трепела, опоки, топливных ков, диатомита, пористых металлургических шлаков, перлита, термозита, вермикулита и др.

По структуре разделяют на следующие виды:

Теплозащита легкого бетона в несколько раз выше, чем у кирпича, хотя по стоимость гораздо дешевле его.

• обыкновенные, которые изготавливаются из вяжущего вещества, крупного и мелкого заполнителей, а также воды. Количество воздуха, вовлеченного в смесь, не превышает 6% от общего объема;
• беспесчаные (крупнопористые), в которых зерна крупного заполнителя покрываются тонким слоем цементного теста, а межзерновые пустоты при этом остаются свободными. Крупнопористая структура включает свыше 25% пустот, заполненных воздухом;
• поризованные на основе порообразователя и вяжущего вещества. В структуре таких материалов образуются душные ячейки. Благодаря этому повышается пористость цементного раствора, что снижает плотность строительной смеси.

По своему назначению на основе пористых заполнителей разделяются на несколько видов:

• теплоизоляционные — средняя плотность в воздушно-сухом состоянии составляет менее 500 кг/м³, а теплопроводность — не выше 0,25 Вт/(мх°С). Используются для изготовления теплоизоляционных плит и прочих изделий;
• конструктивно-теплоизоляционные со средней плотностью до 1400 кг/м³, теплопроводностью не выше 0,6 Вт/(мх°С) и прочностью не ниже М35. Используются в самонесущих и несущих ограждающих конструкциях (перекрытиях и стенах);
• конструкционные — средняя плотность 1400-1800 кг/м³, прочность не менее М50, морозостойкость от F15. Используются в несущих конструкциях.

По виду вяжущих материалов легкие бетоны бывают известковыми, цементными, гипсовыми, на жидком стекле и смешанном вяжущем. Для легких строительных смесей неавтоклавного твердения используют портландцемент, пуццолановый портландцемент, шлакопортландцемент, а также быстротвердеющий портландцемент.

Основные виды легких бетонов

Опытные строители знают, что качественный материал соответствует всем государственным стандартам, при этом согласно ГОСТ 25192 он может обладать разной структурой. В зависимости от этой характеристики бетон может быть:

1. Плотным. В составе материала находятся мелкие и крупные частицы, вяжущий компонент и жидкость, которые создают густую консистенцию и полностью заполняют пустоты. Уровень содержания воздуха внутри состава не превышает шести процентов.
2. Крупнопористый. Вяжущие компоненты этого бетона способны обволакивать зерна заполнителя, при этом содержание воздуха равно ¼ от общего объема. Для достижения лучшей теплоизоляции стеновые конструкции нужно обработать штукатуркой по обеим сторонам.
3. Ячеистый. Отличается низкой плотностью и плохой теплопроводностью. Поры этого бетона напоминают небольшие ячейки в форме сферы, диаметр которых составляет 1−3 миллиметра. Среди преимуществ разновидности выделяют небольшую массу, но превосходную прочность. К тому же материал не нуждается в сложном монтаже и стоит очень дешево, что позволяет называть его наиболее подходящим строительным материалом для возведения стен и проведения кровельных работ.

Основной составляющей бетона является щебень, который нередко разбавляется известняком, доломитом и другими частицами. От типа заполнителя зависит название материала, поэтому современные мастера выделяют:

1. Шлакобетон.
2. Керамзитобетон.
3. Пемзобетон.
4. Аглопоритобетон.
5. Перлитобетон.
6. Азеритобетон.
7. Вермикулитобетон.
8. Термозитобетон.

И несколько других разновидностей.

Материал может иметь в своем составе как минеральные, так и органические вяжущие компоненты. В первом случае это:

1. Цемент.
2. Известь.
3. Жидкое стекло.
4. Известь.
5. Смешанные частицы.

Также доступные на рынке марки бетона могут разделяться в зависимости от предназначения. Существуют такие типы:

1. Конструкционные. Характеризуются невысокой плотностью, которая составляет 1400−1800 кг/см3, с показателями прочности от М50 и морозостойкостью F 15.
2. Конструкционно-теплоизоляционные. Плотность легкого бетона такого типа составляет 500−1400 кг/м3, а прочность — не ниже М35. Чаще всего эта разновидность используется для несущих конструкций.
3. Теплоизоляционные. Обладают средней плотностью в воздушно-сухом состоянии. На их основе создаются теплоизоляционные плиты и множество других полезных элементов.
4. Жаростойкие. Применяются в экстремальных условиях с аномально высокой окружающей температурой или высоким риском воспламенения.
5. Химико-стойкие. Эффективны на заводах и фабриках, где осуществляется работа с химикатами.

Технология приготовления

Газобетон изготавливается путем добавления газообразующих примесей, способствующих расширению раствора и образованию внутри него ячеек с газом. Ширина ячеек составляет 1-2 мм. Все пространство между порами занимает раствор. Пенобетон готовится по похожей технологии, только средством, служащим для создания пор, является пенообразователь. Заранее приготовленная пена смешивается с раствором. Конечный продукт после застывания получает пористую структуру.

Пену готовят путем взбивания воды с пенообразующим жидким канифольным мылом на основе животного клея. Компоненты для пенобетона смешивают внутри специальных устройств, после чего получившийся раствор закладывают в формы, отправляют в автоклавные печи либо пропарочные камеры.

Схема технологии производства.

Внутри печей раствор под большим давлением пара раскаляется до высочайших температур, достигающих практически двухсотой отметки термометра. Такие манипуляции содействуют активной связи кремнеземистого материала с гидроксидом кальция. Итоговым результатом получается гидросиликат кальция с высокой прочностью, долговечностью.

Газобетон производится посредством смешивания цементного песка, кремнеземистых веществ, воды. Иногда сюда же вводят известь. Хорошенько перемешав состав, к нему присоединяют газообразователь, в роли которого выступает алюминиевая пудра либо пергидроль.

Больше пользуется спросом первый вариант газообразователя, имеющий консистенцию тонкодисперсного порошка. Возникновение пор здесь осуществляется благодаря взаимосвязи алюминиевой пудры и гидроксида кальция. При этом возникает химическая реакция, способствующая вспениванию цементного раствора, который по окончании застывания получает пузырчатую структуру.

Приготовленный раствор газобетона заливается в металлические формы. Технология заливки заключается в том, чтобы формы наполнились до верха по окончании вспенивания смеси. После этого материал помещают внутрь автоклавных печей, где под воздействием пара, большого давления, очень высоких температур он стремительно твердеет. Данный метод обработки обогащает конечный продукт высоким коэффициентом прочности, а также позволяет вместо цемента использовать известь, и получить при этом газосиликатные изделия.

Бетоны с крупнопузырчатой структурой изготавливаются из цементного порошка, крупного наполнителя, которым может выступать гравий либо щебенка, а также воды. Как правило, сей раствор идет без песка, и называется беспесчаным. Однако иногда песок в очень малых дозах добавляют к содержимому строительного состава. Такой тип смеси называют малопесчаным.

Этапы монолитного строительства

Строительство зданий по монолитной технологии предусматривает следующие этапы выполнения строительно-монтажных работ:

• Подготовительные работы. Расчистка, выравнивание участка под строительство, подготовка зон для складирования строительных материалов. Отдельно оборудуется зона для приготовления бетонного раствора. Также может предусматриваться строительство из покупного товарного бетона. В этом случае необходимо подготовить подъездные пути для доставки смеси.
• Земляные работы и заливка фундамента. Обычно используется фундамент монолитная плита, которая может дополнительно усиливаться буронабивными сваями. При возведении зданий малой и средней этажности может использоваться усиленный ленточный фундамент.
• Монтаж армирующего каркаса. Бетон обладает высокой прочностью на сжатие, но не выдерживает нагрузки на растяжение. Благодаря армированию обеспечивается необходимый уровень прочности на растяжение. Каркас вяжется из арматуры в соответствии со схемой армирования. Выдерживается необходимое расстояние между стержнями.
• Монтаж опалубки. Система опалубки используется для заливки бетона и задает форму будущего здания. Поэтому ее монтаж – один из основных этапов монолитного строительства. Для устройства опалубочной конструкции могут использоваться пиломатериалы, ДСП, фанера и другие плитные материалы, листовой металл, специальные щиты заводского производства. При устройстве несъемной опалубки используются плиты экструдированного пенополистирола или другого жесткого теплоизоляционного материала, которые остаются в качестве утеплителя.
• Заливка бетонной смеси. Перед бетонированием выполняется проверка опалубочной конструкции и прочности арматурного каркаса. Для заливки используется плотный бетон высокой прочности, марка которого должна точно соответствовать указанной в проекте. Заливка выполняется одним разом на весь проектный объем. Это необходимо, чтобы исключить образование сухих швов, которые снижают прочность и несущую способность железобетона. При заливке выполняется уплотнение бетона вибротрамбованием, чтобы не допустить образования воздушных карманов.
• Выдержка бетона. Залитая смесь выдерживается до полного застывания в течение срока, предусмотренного по технологии. В случае выполнения работ при отрицательной температуре предусматривается прогрев бетона до набора полной прочности. Раствор прогревается при помощи термоэлектроматов, нагревательного провода или электродов.

После полного застывания и набора прочности бетонной смесью выполняется демонтаж разъемной опалубки.

Монолитные стены заливаются этапами поэтажно. Выполняется монтаж несущих стен на полную высоту этажа. После застывания бетона укладывают плиты перекрытия и приступают к строительству стен следующего этажа.

Плюсы и минусы

Современное оборудование и новые технологии производства с использованием высокого давления и парообработки позволяют производить материал с отличными эксплуатационными и эстетичными качествами. Фибробетонные панели потребители выбирают за счет их положительных качеств.

• Длительный срок эксплуатации. Длительность использования панелей варьируется в диапазоне 25-50 лет.
• Небольшой вес изделий. Плиты и сайдинговые панели относительно легко поднимать, монтировать, перевозить и складировать. И также снижается нагрузка на стену, а для закрепления нужны менее мощные средства.
• Простой и удобный монтаж. Технология установки плит значительно проще и менее затратна, чем у штукатурки. Крупные размеры панелей уменьшают объем работ и необходимые для закрепления монтажные средства. Кроме того, легче обнаружить и устранить неровность при установке панелей. Монтажные работы могут осуществляться с минимальным набором инструментов и небольшим багажом знаний о методике установки. Более того, работы могут проводиться в условиях отрицательных температур.

• Универсальность. Панели представлены в различных форматно-размерных вариантах, что позволяет подобрать изделия для отделки поверхностей с различными особенностями.
• Высокая прочность. Фиброцементные панели хорошо переносят ударные нагрузки, вибрацию, трение, давление на изгиб.
• Хорошие теплоизолирующие показатели. Обеспечиваются применением целлюлозного наполнителя, уменьшают мощность необходимых теплоизолирующих материалов в отделке, например, толщину слоя минеральной ваты.
• Морозостойкость. Изделия сохраняют конструкционную целостность и внешний вид на протяжении многих чиклов замораживания/размораживания. Этот факт делает их отличным облицовочным материалом для регионов с суровым и континентальным климатом, в котором жаркое лето сменяется холодной зимой, что соответствует почти всей территории РФ.

• Высокие гидроизолирующие показатели. Благодаря специальным добавкам панели не боятся влажности и могут мыться с использованием воды как с лицевой, так и с тыльной стороны.
• Устойчивость к перепадам температур.
• Не корродируют, не гниют, не усыхают.
• Полностью экологичный состав. В производстве используется натуральное сырье и нетоксичные добавки, микрочастички материала не провоцируют аллергические реакции и не способствуют негативным процессам в организме. Никакого асбеста и вредных смол.

• Стойкость к солнечному свету. Окрас фибробетона не портится под воздействием инфракрасного излучения на протяжении всего срока службы. Ультрафиолет не разрушает структуру покрытия – не приводит к растрескиванию, как у некоторых отделочных материалов.
• Хорошая шумоизоляция. Снижают уровень поступающего и исходящего звука.
• Широкий выбор. Возможность выбирать распространяется не только на цвет и его оттенки, но и на форму и текстуру покрытия панели.
• Легкая очистка. Материал самостоятельно очищается под проливным дождем, кроме этого, можно помыть поверхность при помощи садового шланга.
• Абсолютная пожаробезопасность. Материал на 100% негорючий и не тлеющий, а также не плавящийся от воздействия прямого огня.

Кроме положительных качеств, панели из фибробетона обладают несколькими недостатками.

• Уязвимость к длительному воздействию влаги. Несмотря на высокие гидроизолирующие качества, при длительном воздействии воды цемент в составе изделий все-таки начинает впитывать воду. Насыщение может возрастать до 10-20% и приводить к незначительной деформации панелей – до 2%, что никак не сказывается на внешнем виде или структурной целостности, гибкость панелей полностью компенсирует это явление.
• Специфика монтажных работ. При всех положительных сторонах в этом вопросе существует один нюанс – большие панели требуют установки как минимум двумя людьми, что может вызвать некоторые затруднения.

​​​​​​О том, что такое фибробетон, смотрите в следующем видео.

Обозначим основные этапы возведения дома:

1) Строительство фундамента, гидроизоляционные работы.
2) Установка опалубки. Ее собирают из специальных пенополистирольных форм, которые фиксируют при помощи профиля. Чтобы в процессе заливки бетон не просачивался сквозь щели, предусмотрена система «шип-паз». В результате такого крепления детали плотно прилегают друг к другу, а на месте соединений не возникает бетонных наплывов. Формы для опалубки делают на заказ, учитывая индивидуальные размеры. Существуют определенные стандарты, по которым толщина стенок пенополистирольного блока может быть от 55 см до 75 мм, а расстояние между ними, предназначенное для заливки бетона, 150 мм.
3) Заливка бетона. Раствор помещаю внутрь формы и уплотняют при помощи специального инструмента. Наиболее эффективен глубинный вибратор, при этом оптимальный слой бетона – 50 см. Теплые смеси применять не рекомендуют, так как пенополистирол имеет низкую паропроницаемость, вследствие чего возможно образование конденсата, а в дальнейшем – грибка и плесени.
4) Отделка стен. Этап утепления пропускают, так как функцию теплоизоляции выполняют пенополистирольные заготовки. Стены обычно покрывают декоративной штукатуркой, облицовывают плиткой или сайдингом.

Главный недостаток коттеджа, возведенного данным способом, – невозможность «дышать», поэтому нужно еще на этапе планирования тщательно продумать систему вентиляции.

Ячеистый раствор

Схема стены из ячеистого бетона.

Ячеистые готовят из смеси вяжущего материала и пено- или газообразующих добавок, в которых отсутствуют крупные заполнители. Иногда отсутствует и мелкий заполнитель (песок). При твердении такой строительной смеси получается высокопористый каменный стройматериал с равномерно распределенными воздушными порами, которые могут составлять до 85% от общего объема материала. Поры имеют вид замкнутых ячеек, заполненных газом или воздухом.

В соответствии с видом порообразования выделяют газобетоны и пенобетоны. В первом виде вспучивание бетонной смеси выполняется путем введения газообразователя, а во втором — пенообразователя. Образовавшиеся в результате поры имеют вид замкнутых ячеек диаметром порядка 1-2 мм, разделенных тонкими стенками затвердевшей строительной смеси.

Приготовление пенобетона осуществляется путем смешивания раствора или цементного теста с отдельно приготовленной устойчивой пеной. После того как смесь затвердеет, образуется строительный материал ячеистой структуры. Пена приготавливается путем энергичного перемешивания пенообразователя и воды. В качестве пенообразователя используются жидкие смеси канифольного мыла с животным клеем либо водным раствором сапонина (вытяжки из мыльного растительного корня) и препарат ГК, который представляет собой гидролизованную кровь с боен. Полученная в результате пена имеет устойчивую структуру и отлично смешивается с цементным раствором или тестом.

Схема классификации ячеистого бетона.

Приготовление смеси осуществляется в пенобетоносмесителях. После этого смесь разливается по металлическим формам и направляется в автоклавы или пропарочные камеры.

В автоклаве при температуре порядка 180-190 градусов и под давлением пара 0,8-1,3 МПа происходит интенсивное взаимодействие гидроксида кальция и кремнеземистого компонента. В результате такого взаимодействия образуется гидросиликат кальция, который имеет достаточно высокую долговечность и прочность.

Газобетон получается из смеси цемента (иногда добавляется известь), воды и кремнеземистого компонента. В уже перемешанную бетонную смесь вводится газообразователь — алюминиевая пудра, водный раствор перекиси водорода (пергидроль) и др. Самым распространенным газообразователем является алюминиевая пудра (тонкодисперсный порошок). Процесс газообразования в данном случае происходит в результате химического взаимодействия гидроксида кальция и алюминия. Водород, который выделяется в результате реакции, вспучивает цементное тесто. Последнее, затвердевая, сохраняет характерную ячеистую структуру.

Схема цоколя из ячеистого бетона: 1 — Фундамент, 2 — Гидроизоляция, 3 — Кирпич, 4 — Ячеистобетонный блок.

Исходные компоненты, используемые для получения газобетона, тщательно смешивают, вливают в полученный в результате смешивания раствор водную суспензию алюминиевой пудры, выполняют повторное перемешивание и разливают газобетонную смесь по металлическим формам. Заполнение металлических форм выполняется с таким расчетом, чтобы после завершения вспучивания они были заполнены доверху.

После того как газобетон вызреет в формах, обычно его подвергают ускоренному твердению путем автоклавной обработки. Использование автоклавной обработки дает возможность не только получать изделия с высокой прочностью, но и существенно снизить расход цемента благодаря его полной или частичной замене известью. В случае полной замены цемента известью получают газосиликаты. Ячеистые бетоны превосходно поддаются распиливанию и сверлению.

https://youtube.com/watch?v=Bh7hINPLOnE

Технология производства

Для изготовления газобетона сухая бетонная смесь соединяется с газообразующими примесями, которые после добавления воды вступают в реакцию с компонентами и образуют внутри раствора воздушные ячейки шириной 1—2 мм. Пенобетон готовится по такой же схеме, однако вместо газообразующих добавок используется пенообразователь. Далее раствор разливают по формам и отправляют в печь, где под высокими температурами происходит сушка блока. Технология производства легких бетонов требует точного соблюдения пропорций компонентов, в противном случае материал выйдет некачественным.

Стены как основы строения

К выбору материала для возведения стен относятся чрезвычайно серьезно, так как именно они, наряду с фундаментом, будут составлять основу здания. Стены выполняют такие функции: несущая, ограждающая, эстетическая.

Современное строительство предлагает массу вариантов для выполнения стен: это могут бетонные блоки, кирпич, шлакоблоки, стеновые плиты, силикатные или пенобетонные блоки и т.д. Существует множество материалов и технологий возведения стен, каждая из которых отличается плюсами и минусами, подходит для реализации того или иного проекта.

Во многом материал для строительства стен подбирают в соответствии с показателями других конструкционных элементов – так, если фундамент бетоном залит, он выдержит любые стены, если же основание недостаточно прочное, стены нужно строить из легких материалов.

Кладочные материалы обычно просты и легки в работе, особенно если они мало весят. Так, для строительства стен из газобетона, кирпича нет необходимости привлекать спецтехнику. В то же время, когда бетонируют монолитные конструкции или строят стены из уже готовых блоков, без затрат на специальную технику и дополнительных работников не обойтись.

Наиболее прочными, стойкими к разным факторам и долговечными считаются здания, сделанные на базе железобетонной технологии: они способны выдержать любые воздействия и стать основой любой конструкции.

Опирание стены на фундамент

Для соединения основания здания и стен оставляют специальные закладные – проволоку или арматуру, которая выступает из фундамента и становится частью каркаса. Арматуру вяжут стальной проволокой и крепят хомутами, сварка для этих целей не подходит ввиду риска быстрого разрушения конструкции. Каркас делают из вертикальных колонн, поперечных балок, плоской сетки.

Балка, колонна – это конструкции, составленные из четырех направляющих стержней сечением до 12 миллиметров, которые соединяются проволокой сечением до 8 миллиметров с интервалом в 15-20 сантиметров. Сетку делают из этих же прутьев. Продольные и поперечные стержни вяжут с шагом в 15-20 сантиметров проволокой.

Обычно конструкцию делают на земле, а потом монтируют на объект

Важно выполнить качественную опалубку – самостоятельно из листов фанеры или дерева либо взять в аренду. Опалубку крепят максимально надежно, демонтируют после заливки и набора прочности бетоном. Щиты касаться стального каркаса не должны, монтируют их по уровням и маякам

Щиты касаться стального каркаса не должны, монтируют их по уровням и маякам.

Для сооружения бетонной стены можно взять постоянную полистирольную опалубку, которая не демонтируется, а остается в конструкции для утепления и упрочнения. Также в строительстве применяют пенопластовые блоки со специальными порами для заливки раствором. Такая опалубка улучшает в несколько раз уровень теплоизоляции стен.

Заливка монолитных стен

Когда заливается стена, бетон используется по определенным правилам. Так, после установки опалубки бетон заливают порциями так, чтобы каждая новая выливалась на еще свежую предыдущую. Заливают обычно с углом, продвигаясь к центру стены. Работать нужно быстро, поэтому лучше всего для создания бетонных стен заказывать готовый раствор с завода, использовать промышленный миксер.

Если раствор готовится самостоятельно, берут цемент, песок и щебень в пропорции 1:2:4. Воды добавляют столько, сколько нужно для получения бетона нужной консистенции.

Как вибрировать бетон

Чтобы исключить воздушные пустоты, монолит после заливки вибрируют. Таким образом раствор уплотняется, упрочняется. Для выполнения задачи используют глубинный вибратор либо перфоратор с приваренной к нему металлической планкой. Если нет возможности применять инструмент, можно хотя бы поштыковать бетон арматурой. После схватывания бетонной стены ее утепляют пенопластом или другим материалом, оштукатуривают.