Легкий бетон и его применение

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.

Изготовление: главной особенностью изготовления пористых бетонов является использование поризующего вещества – пенообразователя. Пенообразователь воздействует на цемент, образуются замкнутые поры, заполняющиеся воздухом.

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.

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.

Пенобетон – ячеистый бетон, изготавливающийся путем твердения бетонного раствора следующего состава: цемент+песок (может быть также использован карбонатные песок)+вода+пена (увеличивает содержание воздуха). Пенообразователи – органические с основой из натурального протеина или синтетические.

Газобетон = автоклавный ячеистый бетон – изготавливается в два этапа. На первом смешиваются исходные компоненты: кварцевый песок, известь, вода, цемент. На втором этапе смесь поступает в автоклав. Именно в автоклаве происходит вспенивание и вспучивание с выделением водорода и увеличением объема смеси в 5 раз (ср. с процессом изготовления теста на основе пищевых дрожжей) а затем и твердение.

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.

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.

Легкие бетоны в частном строительстве

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:

Ячеистый или поризованный бетон. Получают путем смеси вяжущего, воды, песка (в некоторых марках песка нет) и добавок, образующих пену или способствующих газообразованию. При использовании пены получают пенобетон, при использовании газообразующих добавок — газобетон. Если газобетоне большая часть вяжущего — известь, получают газосиликат. Основное отличие ячеистых материалов — отсутствие крупного заполнителя.

Ячеистые бетоны отличаются мелкими порами и однородной структурой

В обыкновенном легком бетоне вместо щебня используют легкие заполнители

В крупнозернистом бетоне нет песка и фрагменты заполнителя соединены только в местах соприкосновения

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).

Завод по изготовлению автоклавного газобетона

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.

Требования к легким бетонам разного назначения

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.

Блоки большие, но переносить их может один человек

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.

Второй вариант замеса и пропорций

Тут — отзывы жильцов

Состав, вариации и практика использования легкого бетона

Качественные, теплоизоляционные и конструкционные характеристики такого материала, как легкий бетон, позволяют использовать его наравне с традиционными растворами в жилом и промышленном строительстве. После достижения прочности конструкции просты в обработке и подвергаются распилу без потери свойств, их плотность держится ниже отметки в 1800 кг/м³.

Обзор рабочих характеристик

Ассортимент материала состоит из смесей на базе пористых наполнителей, уменьшение массы обеспечивается снижением доли цемента и сопутствующих компонентов, включающих в себя твердые горные породы. Диаметр самых крупных фракций здесь не превышает 2 см, в исключительных ситуациях возможно добавление гравия размером 4 см.

В итоге вес материала в 1,5 раза меньше гипсовых растворов и в 2,5 раза меньше смесей на основе цемента. Данные показатели достигаются не только благодаря изменению структуры наполнителя, сказывается специфическая поризация вяжущего, влекущая 40% ячеистости бетона. Такой материал характеризуется небольшой прочностью и теплопроводностью.

При выборе продукции ориентируются на следующие критерии:

• средняя плотность;
• теплопроводность – самую высокую теплоизоляцию обеспечивает вспученный перлит;
• пористость – обычно в пределах Д200-Д2000;
• прочность – определяется типом заполнителя;
• морозостойкость – оптимальными показателями обладают бетоны с добавлением керамзита, пемзы, аглопорита;
• водонепроницаемость.

Практически все разработанные марки приспособлены к армированию.

Классификация видов

По структуре выделяют следующие типы:

• крупнопористые. В них не содержится песок, 75% объема составляет раствор, остальное приходится на воздушные пустоты;
• обычные. Базируются на вяжущем компоненте, мелком или крупном наполнителе, воде. Около 6% занимает воздух, поэтому во время приготовления стараются добиться максимальной плотности;
• ячеистые. За основу берутся порообразующие и вяжущие, не во всех случаях добавляются песок и крупные фракции. Герметизированные пузыри из газа или воздуха здесь занимают 85%.

Как выглядит легкий бетон

По виду вяжущей базы:

• цементные,
• шлаковые,
• полимерные,
• известняковые,
• гипсовые,
• с применением обжиговых веществ.

По специфике применения:

• теплоизоляционные. Используются в качестве утеплителей, при строительстве особого класса сооружений. Уровень проводимости тепла здесь составляет 0,2 Вт/(мх°С), объемная масса варьируется в пределах 150-500 кг/м³;
• конструкционные. Привлекаются к созданию несущих сооружений, их объемная масса составляет 1400-1800 кг/м³, стойкость к отрицательным температурам начинается от F15, прочность – М50;
• конструкционно-теплоизоляционные. Применяются для возведения перекрытий, межкомнатных перегородок, оград, несущих стен.

По типу используемого заполнителя:

• шунгизитобетон;
• аглопоритобетон;
• шлакопемзобетон;
• вермикулитобетон;
• материал на основе горной пористой щебенки;
• из зольного гравия.

Зольный гравий – возможный заполнитель для легкого бетона

Также применяются составы на основе пористого топливного либо отвального металлургического шлака.

Плюсы и минусы

Помимо небольшого веса все марки легкого бетона проявляют такие полезные свойства, как долговечность и удобство применения.

• усиленная теплоизоляция – пористость материала снижает теплопотери;
• облегченная структура – при использовании в возведении стен за счет небольшого веса отпадает необходимость в укреплении фундамента, привлечении спецтехники;
• качественная звукоизоляция;
• универсальность применения;
• легкость замешивания раствора и монтажа готовых изделий. В процессе укладки вместо связующей смеси используется специальный клей, он качественно маскирует зоны стыков. Материал прост в обработке – из-за небольшой плотности его можно быстро откорректировать до требуемых размеров и формы с помощью пилы;
• возможность приготовления своими руками – важно лишь довести состав до однородности и соблюдать пропорции;
• длительный эксплуатационный ресурс;
• приспособленность к отрицательным температурам. Специальные добавки, заполнители и вяжущие присадки позволяют изделиям выдержать до 300 циклов заморозки.

Слабые стороны продукции:

• низкий уровень прочности. Решение не рассчитано на интенсивные механические нагрузки и разрушительное воздействие;
• с повышением пористости увеличивается способность к поглощению влаги, поэтому конструкции нуждаются в нанесении защитных средств.

Новые вариации легких бетонов имеют в составе вещества, усиливающие прочность и устойчивость к проникновению влаги, что позволяет их использовать в масштабном строительстве.

Технология приготовления

Методы замеса определяются составом и структурой материала. Сложнее всего производство газо- и пенобетона: требуются химические реагенты и спецтехника в виде автоклавов, смесителей, пропарочных камер.

Легкий бетон нужно замешивать интенсивно

Главным условием для приготовления всех видов является однородное распределение вяжущего компонента, это актуально на фоне уменьшения в общей массе количества тяжелого цемента. Поэтому раствор нужно замешивать интенсивно, долго и очень тщательно. Залитые конструкции нуждаются в вибрировании: пусть легкий бетон и не расслаивается на воду и щебень в отличие от обычных марок, но при недостаточном уплотнении снижается общее качество.

В домашних условиях можно приготовить смеси с легкими пористыми добавками, к примеру, с керамзитом, но так как они в большинстве абсорбционные и шершавые, оптимальные пропорции следует подбирать в малых партиях опытным путем.

Сферы использования

Применение легких бетонов актуально, в первую очередь, в отношении самодостаточных изделий – плит для перекрытий, монолитной заливки, строительных блоков, стеновых панелей, плитных стяжек. Легкие растворы целесообразны при заполнении провалов в грунтах и пустот в готовых конструкциях.

В промышленных целях материал идет на возведение колонн, крупноблочных строений, опор, ремонт туннелей. Отдельный сегмент составляют специализированные марки продукции: высокопрочные составы востребованы при строительстве в сейсмоопасных регионах, жаростойкие незаменимы для футеровки и кладки печей.

Так как материал создает небольшую нагрузку на фундамент, он повсеместно задействован в реставрационных работах, при создании малых архитектурных форм, декора, горизонтальных перекрытий. Притом составы на пористых заполнителях нельзя использовать для заливки габаритных фундаментов ввиду их малого веса, недостаточной прочности и риска попадания внутрь ячеек грунтовых вод (что ведет к промерзанию).

Внешние блоки на базе крупнопористых марок покрывают штукатуркой, чтобы повысить их изоляционные характеристики. Укрепленный материал проявляет минимальное водопоглощение, поэтому его можно внедрять во влажные зоны – бассейны, бани, душевые. Продукция способна стать полноценной альтернативой традиционным цементным растворам и кирпичу в ходе возведения стен, притом ее явным плюсом становится уменьшение толщины и массы конструкций.

Легкие бетоны

В строительстве бытуют ситуации, когда требуется применение более легких строительных смесей. Например, деревянные полы не выдерживают нагрузку из бетонов повышенной плотности и массы. Поэтому для их выравнивания используются только легкие бетоны на пористых заполнителях. Что же собой представляют данные растворы? Какова их прочность и долговечность? Попробуем ответить.

Положительные характеристики

Легкий бетон имеет много качеств, благодаря которым завоевал популярность у строителей. Среди свойств бетона выделяются:

Повышенная теплоизоляция

Теплоизоляционные качества в легком бетоне присутствуют благодаря его пористости, занимающей около 40% от всей массы материала.

Маленький вес

Данное качество добавляет такого рода бетонам еще несколько преимущественных характеристик, позволяющих строителям хорошо на этом сэкономить. Применяя легкий бетон, не нужно дополнительно укреплять фундаментную основу, можно обойтись без специальных подъемных устройств. Легкие бетоны не имеют сложности в перевозке, погрузке.

Высокая звукоизоляция

Благодаря заполнителям, обеспечивающим пористую структуру бетону, дома из такого материала ограждены от посторонних шумов с улицы.

Универсальность

Подобные смеси подходят как для возведения «коробки» здания, межкомнатных стен, так и для утепления постройки.

Нет сложностей в работе с такими бетонами

Во время кладки бетонной стены блоки фиксируют специальным клеящим средством вместо цементной смеси. Благодаря этому клею не видны места стыковки между бетонными монолитами. Стройматериал из легкого бетона несложно обрабатывать. Маленькая степень плотности из-за наличия пор внутри позволяет разделывать блоки при помощи обычной ручной пилы, доводить до нужной формы, размеров, а также с легкостью проводить через них различные коммуникационные системы.

Возможность приготовления в домашних условиях

Технология изготовления смеси настолько проста, что это может осуществить каждый человек при любых условиях. Главное – иметь под рукой бетономешалку, делающую состав однородным, требующиеся ингредиенты, заполнители для раствора и пенообразователи для создания пористого эффекта.

Большая степень устойчивости к минусовым температурам

Посредством особых добавок, вяжущих компонентов, крупных заполнителей внутри состава легкие бетоны могут выдерживать около 300 циклов заморозки, при этом оставаться целыми, сохранять свой первозданный вид. Данное свойство позволяет постройкам из легких бетонов простоять без деформаций много десятков лет.

Долговечность в эксплуатации

Если правильно ухаживать за постройкой из данного материала, она прослужит вам верой и правдой много десятилетий.

Негативные черты

Как не прискорбно, но в легких бетонах присутствуют и отрицательные моменты. Та самая пористая структура, благодаря которой материал обладает столькими преимуществами, к сожалению, оказывает пагубное воздействие на другие его характеристики:

Снижается уровень прочности

Маленькая степень прочности у подобного бетона потому, что внутрь добавляются примеси, слабо устойчивые перед механическими нагрузками, процессами, несущими разрушительный характер.

Плохая устойчивость к влаге

Воздушные ячейки внутри блоков имеют свойство интенсивно впитывать в себя воду. Чем выше процент пористости, тем больше коэффициент впитывания влаги. Поэтому по окончании строительного процесса фасад здания желательно отделать водоотталкивающей штукатуркой либо другим средством, защищающим конструкцию от воды.

К счастью, технологии не стоят на месте, и уже на данный момент разработаны новые легкие бетоны, достаточно устойчивые к влаге, имеющие довольно высокою прочность, что позволяет применять данный материал при строительстве многоуровневых сооружений.

Разновидности

Легкий бетон бывает нескольких типов в зависимости от некоторых условий:

По структурным показателям составы разделяют на

• Разновидности легких бетонов.

Обычные. Смешиваются из крупного либо мелкого наполнителя, воды, вяжущего вещества. Воздушное пространство внутри такого материала должно составлять максимум 6% от общей массы. Поэтому во время готовки бетона, заливая наполнители раствором, стараются добиться максимальной плотности конечной работы.

Вернуться к оглавлению

По назначению легкие бетоны делятся на

• Теплоизоляционные с показателями проводимости тепла 0,2 Вт/(мх°С). Используются, как утеплители, а также при возведении особых теплоизоляционных сооружений. Объемная масса составов ровняется 150-500 кг/м3.
• Конструкционно-теплоизоляционные. При объемной массе 500-1400 кг/м3 минимальная прочность на сдавливание подобных бетонов должна равняться М35, проводимость тепла – максимум 0,6 Вт/(мх°С). Посредством данного типа смесей возводятся ограды, различные перекрытия, несущие стены, межкомнатные перегородки.
• Конструкционные составы используются зачастую при монтаже несущих строений, имеют самый большой показатель объемной массы среди легких растворов – 1400-1800 кг/м3. Прочность данного вида — М50, устойчивость к минусовым температурам – минимум F15.

Вернуться к оглавлению

Из вяжущих компонентов в основе данных смесей могут содержаться

• цемент;
• известняк;
• шлак;
• гипс;
• полимеры;
• обжиговые средства, оказывающие на материал особое воздействие.

Вернуться к оглавлению

По виду заполнителя бетоны разделяются на

• Классификация легких бетонов .

керамзитобетон;

В зависимости от того, чем наполнены поры (газом или воздухом), строительный материал легкого типа разделяется на газобетон, пенобетон.

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.

Сфера использования

Пористый строительный материал, плотность которого доходит до 1200 кг/м3, зачастую применяют при:

• стяжке перекрытий, полов;
• цельной закладке стен;
• изготовлении стеновых панелей;
• закладке пустошей, обвалов грунта;
• монтаже мостовых свай;
• укладке дорог;
• реставрации туннелей.

Стеновые панели на основе крупноячеистых смесей используются во время постройки цельных либо крупноблочных сооружений. За счет того, что в состав не входит песок, плюс за счет возможности приготовить раствор самостоятельно, строитель может значительно сэкономить средства.

Легкие материалы с мелкопузырчатой структурой больше пользуются спросом при возведении частных одноуровневых усадеб. Такие дома получаются очень теплыми, крепкими, устойчивыми к пожарам.

Выводы

Легкие пористые строительные смеси обладают всеми свойствами, подходящими для качественного строительства. Постройка дома из такого материала не составит большого труда, не займет много времени и финансовых вложений, зато результат превзойдет все ожидания.

Легкий бетон: классификация, виды, как сделать своими руками

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:

1. Теплоизоляционные: используются для обустройства теплоизоляции зданий, инженерных конструкций; теплопроводность стройматериала — от 0,14 Вт*мС; плотность — до 400 кг/куб. м.
2. Конструкционно-теплоизоляционные ЛБ: прочность — от В1.0; морозостойкость — от 25 циклов; густота — от 500 кг/куб. м.
3. Конструкционные: прочность ЛБ — от В12.5; густота — от 2000 кг/куб. м.

Тип стройматериала по структуре:

Основные характеристики и требования

Ключевые показатели, по которым необходимо выбирать стройматериал:

1. Плотность. Данный показатель обозначается буквой «Д». Есть марки легких бетонов с густотой Д200 — Д2000. Чем больше в составе материала цемента, тем больше значение густоты. На этот показатель также влияют используемые наполнители.
2. Теплопроводность. Чем меньше густота бетонного блока, тем он лучше будет удерживать температуру внутри помещения. Из данной категории строительных материалов минимальное значение теплопроводности у полистиролбетона — 0,04 Вт*мС.
3. Прочность. Чем больше густота, тем прочнее стройматериал. У бетонных изделий легкой группы показатель прочности может составлять от В0,75 до В20.
4. Гигроскопичность. Все виды легких бетонов впитывают влагу. Лидер по влагопоглощению газобетон — 25%, а полистиролбетон отличается наименьшим показателем — 5%.
5. Морозостойкость. Для возведения внешних стен здания используются морозостойкие ЛБ с показателем — от 25 циклов. Для стройматериалов, которые используются внутри зданий для утепления или возведения межкомнатных перегородок, минимальное значение морозостойкости отсутствует.

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:

1. Бетонные блоки больших размеров относительно небольшой массы. Можно выполнять строительные работы без привлечения технических средств и оборудования в короткие сроки.
2. Изготовить ЛБ можно самостоятельно в домашних условиях. Это помогает экономить на строительном материале заводского производства.
3. На строительном рынке большой выбор легких бетонов, можно подобрать ЛБ, предназначенный непосредственно для возведения внешних конструкций, теплоизоляции или звукоизоляции здания, строительства ограждений.
4. Стройматериалы данной категории отличаются хорошим сочетанием значений теплопроводности и густоты.
5. Значение морозостойкости достигает 300 циклов.
6. 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

• 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.

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:

• минимальный вес изделия;
• меньше впитывает влагу;
• дает незначительную просадку;
• самая низкая себестоимость.

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. Связующий компонент — цемент.

• 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.

• низкая цена;
• высокий показатель морозостойкости;
• высокие показатели густоты и прочности;
• термоустойчивость;
• продолжительный период эксплуатации.

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:

1. Алгопорит — продукт переработки топливных отходов и глины. Этот компонент напоминает по свойствам гравий керамзитовый. Густота — 400-600 кг/м³.
2. Керамзит — продукт, получаемый в процессе переработки глины легкоплавкой. Густота — 300-500 кг/м³.
3. 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:

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

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