Плотность легкого бетона. Плотность бетона легкого
Легкие бетоны | Новости в строительстве
Легкие бетоны это бетоны имеющие среднюю плотность в воздушно-сухом состоянии от 200 до 2000 кг/ м³. Легкие бетоны на пористых заполнителях это бетоны с плотностью 500…1800 кг/м³, отличающиеся прежде всего высокой пористостью и относительно легким весом.
Легкие бетоны делят в зависимости от способа создания искусственной пористости на :
1. Бетоны на легких пористых заполнителях.
2. Крупнопористые бетоны( беспесчаные).
3. Ячеистые бетоны.
По назначению различают легкие бетоны:
а) Теплоизоляционные бетоны с плотностью менее 500 кг/м³ и теплопроводностью до 0,20 Вт/(м·°С).
б) Конструкционные бетоны с плотностью в пределах 1400…1800 кг/м³, по прочности не менее В3,5.
Читай далее проектирование состава легкого бетона
в) Конструкционно-теплоизоляционные. В таких бетонов совмещаются свойства предыдущих видов легких бетонов плотностью 500…1400 кг/м³, теплопроводностью не более 0,6 Вт/(м·°С), класса по прочности не менее В 2,5. Наибольшее применение в строительном деле получили легкие бетоны на эффективных пористых заполнителях.
По виду вяжущего легкие бетоны могут быть на основе цементных, известковых . гипсовых, шлаковых, полимерных, обжиговых и других вяжущих, обладающих специальными свойствами.
По виду крупного пористого заполнителя установлены следующие виды легких бетонов : керамзитобетон, аглопоритобетон, шунгизитобетон, шлакопемзобетон, перлитобетон, бетон на щебне из пористых горных пород, шлакобетон( то есть бетон на топливном или пористом овальном металлургическом шлаке), вермикулитобетон, бетоны на аглопоритовом или зольном гравии.
По структуре легкие бетоны подразделяют на плотные, поризованные и крупнопористые.Легкие бетоны на пористых заполнителях имеют принципиальные отличия от обычных тяжелых бетонов, обусловленные особенностями пористых заполнителей. Последние имеют меньшую плотность, чем плотные, небольшую прочность, зачастую ниже заданного класса бетона, обладают сильно развитой и шероховатой поверхностью.
Эти качества легкого заполнителя влияют как на свойства легкобетонных смесей, так и на свойства бетона.В зависимости от заполнителя,плотного или пористого, резко меняются водопотребность и водосодержание бетонной смеси, меняются и основные свойства легкого бетона. Одним из решающих факторов, от которых зависит прочность легкого бетона, является расход воды. При увеличении количества воды до оптимального прочность бетона растет. Оптимальный расход воды в легкихбетонахсоответствуетнаибольшейплотностисмеси, уложенной в заданных условиях, и устанавливается по наибольшей прочности бетона или же по наибольшей плотности уплотненной смеси.
Если же количество воды превышает оптимальное для данной смеси, то плотность цементного камня уменьшается, а с ним уменьшается и прочность бетона. Для легкого бетона оптимальный расход воды можно установить по наибольшей плотности уплотненной бетонной смеси или наименьшему выходу бетона. Следует также иметь в виду, что в легких бетонах некоторый избыток воды менее вреден, чем ее недостаток.
Оптимальному расходу воды для бетона данного состава соответствует наилучшая удобоукладываемость, при которой наиболее компактно располагаются составляющие бетона.Стремление максимально плотно уложить заполнитель объясняется тем, что наиболее легкий бетон заданной прочности получается при минимальном расходе вяжущего и наибольшем сближении зерен пористого заполнителя, т. е. при предельной степени уплотнения смеси.
Хорошее уплотнение смеси достигается вибрацией с применением равномерно распределенного пригруза на поверхности формуемой массы (вибропрессованием, виброштампованием). Оптимальное количество воды для приготовления легких бетонов зависит главным образом от водопотребности заполнителя и вяжущего, интенсивности уплотнения смеси и состава бетона. Водопотребность заполнителя определяется зерновым составом и пористостью, и обычно чем она больше, тем больше суммарная поверхность и открытая пористость его зерен.
Отсос воды из цементного теста или раствора пористыми заполнителями в период приготовления и укладки бетонной смеси вызывает относительно быстрое ее загустевание, что делает смесь жесткой и трудноукладываемой. Это специфическое свойство усиливается и шероховатой, развитой поверхностью пористого заполнителя. Для повышения подвижности смеси необходимо вводить в нее большее количество воды, чем в обычные (тяжелые) бетоны.
Плотность и прочность легкого бетона зависят главным образом: от насыпной плотности и зернового состава заполнителя, расхода вяжущего и воды, а также от метода уплотнения легкобетонной смеси. По качеству пористого заполнителя можно ориентировочно судить, какая прочность легкого бетона может быть получена.
В строительной практике ограждающие и несущие конструкции получают из относительно плотных легких бетонов значительной прочности (2,5…10 МПа). Снижение плотности достигается тщательным подбором зернового состава пористого заполнителя, а также наименьшим расходом вяжущего для бетона заданной прочности, т. е. максимальным заполнением объема бетона пористым заполнителем, так как заполнитель легче цементного камня. При этом важно правильное соотношение крупных и мелких фракций заполнителя.
Для разных видов заполнителей будет свой оптимальный зерновой состав. Оптимальное содержание мелких фракций соответствует наименьшей плотности бетона и наименьшему расходу цемента. Однако с увеличением количества мелких фракций заполнителя сверх оптимального растет плотность бетона и ухудшается удобоукладываемость смеси. Оптимальный зерновой состав заполнителя подбирают опытным путем.
Для снижения плотности бетона без уменьшения его прочности целесообразно применять высокоактивные вяжущие вещества.Особенностью легких бетонов является то, что их прочность зависит не только от качества цемента, но и его количества. С увеличением расхода цемента растут прочность и плотность бетона. Это связано с тем, что с увеличением количества цементного теста легкобетонные смеси лучше уплотняются, а также возрастает содержание в бетоне наиболее прочного и тяжелого компонента — цементного камня.
Теплоизоляционные свойства легких бетонов зависят от степени их пористости и характера пор. В легком бетоне тепло передается через твердый остов и через воздушные пространства, заполняющие поры, а также в результате конвекционного движения воздуха в замкнутом объеме. Поэтому чем меньше объем пор, тем меньше подвижность воздуха в бетоне и лучшими теплоизолирующими свойствами обладает бетон.
Легкие бетоны в силу своей высокой пористости менее морозостойки, чем тяжелые, но достаточно морозостойки для применения в стеновых и других конструкциях зданий и сооружений. Хорошую морозостойкость легких бетонов можно получить, применяя искусственные пористые заполнители, обладающие низким водопоглощением, например, керамзит, а также путем поризации цементного камня. Повышают морозостойкость легких бетонов также введением гидрофобизующих добавок.
Легкие бетоны ввиду универсальности свойств применимы в различных строительных элементах зданий и сооружений. Так, из легких бетонов на пористых заполнителях, обладающих низкой теплопроводностью, изготовляют панели для стен и перекрытий отапливаемых зданий; из напряженного армированного бетона выполняют пролетные строения мостов, фермы, плиты для проезжей части мостов, из легкого бетона строят плавучие средства.
Для изготовления легких бетонов используются два типа пористых заполнителей-природного происхождения и искусственного. В таблицах-1, 2 ,3 и 4 приведены показатели свойств и экономическая эффективность применения искусственных и природных легких заполнителей и бетонов на их основе.
Таблица -1. Зависимость прочности при сжатии в цилиндре, МПа, крупных пористых заполнителей от марки по насыпной плотности
За рубежом , например в США применяют в основном конструкционные легкие бетоны , из которых изготовляют колоны, плиты перекрытий высотных зданий , большепролетные перекрытия, мосты и так далее. В современном строительстве наблюдается тенденция широкого использования искусственных и природных легких пористых заполнителей в приготовлении легких бетонов.
Таблица-2. Зависимость плотности легкого бетона от его марки по прочности на сжатие и средней насыпной плотности крупного заполнителя для легких бетонов различного назначения
Объем производства искусственных пористых заполнителей для легких бетонов составляет всего 83…85 % от общего потребления. Поэтому возникла необходимость в разработки более совершенной технологии производства искусственных пористых заполнителей для легких бетонов, которые обеспечивали бы выпуск качественно новых заполнителей и получение на их основе высокопрочных легких бетонов.
Таблица-3. Теплопроводность легких бетонов Вт/(м·°С)
Заметное место среди новых искусственных легких заполнителей для бетонов занимает азерит, который имеет в два раза ниже плотность и в 2-3 раза выше прочность. Использование азеритовых заполнителей позволяет получать легкие бетоны классов В2…В45 имеющие плотность 600…1600 кг/м³.
Другой вид , очень известный и широко используемый для приготовления легких бетонов на искусственных пористых заполнителей является керамзитовый гравий. Гравий керамзитовый получают из слабовспучивающихся глин и является основным видом искусственных пористых заполнителей для приготовления легких бетонов. Технология производства керамзита способом термоудара при обжиге гранул в монослое рассчитана на использование карусельной (кольцевой) печи с вращающимся подом.
Таблица-4. Технико-экономические показатели стеновых конструкций для жилых зданий из различных материалов на 1 м³ стены.
По аналогии с керамзитовой технологии получены заполнители на основе глиноперлитовой и глинозольной смесей, для которых рекомендуется использовать глину с содержанием 60…69% кварца, перлит и тугоплавкие золы. Глинозольную смесь обжигают при температуре 1140…1180°С и получают заполнитель средней плотностью 450…650 кг/м³, прочностью 2,8…5,3 МПа, содержанием стекловидной фазы 40… 50%.
При обжиге глиноперлитовой смеси во вращающихся печах при температуре 1200°С получают заполнитель средней плотностью 300…500 кг/м³, прочностью 1,2…3,8 МПа, содержанием стекловидной фазы более 50%.
Другой эффективный пористый заполнитель искусственного происхождения для легких бетонов является стеклопорит. Получают его на основе природных некондиционных и недефицитных видов сырья, по технологии пеностекла. Таких как горные породы и глины, а также различные отходы горнодобывающей промышленности.
Заполнитель получают путем вспучивания стекло-порошковых гранул во вращающихся печах и на конвейерных линиях. Оптимальный состав сырьевой смеси стеклопорита (стеклопорошок 89…92 %, аскангель 5…8 % и уголь-2…3 %) при обжиге до температуры 900…1000°С дает заполнитель М300…700 по плотности , прочностью 1,4…7,7 МПА, то есть в два -три раза выше прочности керамзитового гравия.
Шунгизитовые сланцы используют в качестве сырья для получения шунгизитового гравия применяемый в строительстве как заполнитель для легких бетонов классов В 3,5…В 7,5. Более подробную информацию о шунгизите и шунгизитовом гравии в другой статье на этом сайте.
Вулканическая пемза
Одним из методов снижения топливно-энергетических ресурсов в процессе изготовления изделий и конструкций на основе легких бетонов является использование природных пористых заполнителей для бетонов. Природные пористые заполнители для легких бетонов (туф, пемза, пористые известняки, вулканический пепел, вулканический шлак, известковые туфы, известняки ракушечники) добываются в большом количестве горнодобывающей промышленностью.
Пемза представляет собой серовато-белого до коричневого цвета излившаяся вулканическая сыпучая порода губчатого строения, которая состоит из кислого вулканического стекла. Крупнейшие месторождения пемзы находятся на Северном Кавказе, в Армении на Камчатке и в других районов. В зависимости от физико-механических свойств пемзы и по петрографическому составу, пемзы подразделяют на :
1. Пемзы анийского типа (Анийского, Ириндского и Пемзашенского месторождений).
2. Литоидные пемзы (Пусаванского, Джараберского и Гюмушского месторождений).
От литоидных пемзы анийского типа отличаются прежде всего большей пористостью, пониженной прочностью и легкостью.
Таблица -5. Основные свойства вулканических пемз
stroivagon.ru
Плотность легкого бетона - снижение плотности
Плотность легкого бетона как правило не превышает 1600 килограмм на один кубический метр. Необходимо больше внимания уделить рассмотрению составляющих частей данного параметра.
Плотность цемента, а также мелкого заполнителя превышает две с половиной тонн на кубический метр. При этом, они составляют немалую долю от общего объёма. Содержание воды не настолько велико, чтобы существенно повлиять на данную характеристику. Дополнительно, происходит её частичное испарение. Это должно учитываться в процессе проведения работ, чтобы можно было говорить о результате высокого качества. Таким образом, основу для обеспечения заданной объёмной массы составляет именно крупный заполнитель. Лучше всего использовать пористые типы материалов, поскольку они обладают естественными воздушными полостями. К данной категории можно отнести керамзит (обожжённые глиняные шарики), а также другие материалы подобной группы термозит, шунгизит и др.
Плотность легкого бетона может быть сильно снижена, но для получения составов с показателем объёмной массы ниже 600 килограмм на один кубический метр, обычными методами невозможно. Для решения подобной задачи были использованы специальные технологии. Они позволяют искусственными методами создавать внутри ещё жидкого материала большое количество пор.
Первый способ подразумевает использование воздухововлекающих добавок. Они засыпаются на этапе смешивания компонентов. В ходе их действия можно добиться образования значительного числа пор, наполненных воздухом. Это весьма эффективно повышает теплоизоляционные качества, но снижает прочностные. Как правило, такие бетоны уже не использую крупные заполнители при изготовлении. Это является одной из причин уменьшения прочностных параметров.
Второй способ работает по аналогичной схеме.
Плотность легкого бетона снижается за счёт введения в его состав специального компонента. За счёт химической реакции выделяется некоторое количество газа. Важно добиться равномерного перемешивания, чтобы гарантировать однородность структуры. Дополнительно, требуется отметить варианты расположения пор. Если они сквозные, то характеристики морозостойкости и водонепроницаемости сильно снижаются.
betonmagnat.ru
Классификация бетона по плотности - Легкое дело
Плотность бетона кг/м3
Классификация плотности бетона по его маркам
Изменение плотности бетона
Плотность бетона – это прямое деление массы на объем. На показатель плотности бетона оказывают влияние различные факторы. 1. Основной фактор – состав бетонной смеси. В качестве заполнителя может выступать щебень или керамзит. Первый материал более плотный, а значит и плотность бетона, в составе которого присутствует щебень, будет большей, чем при использовании керамзита.2. Дополнительные факторы – марка и качество цемента, состав воды, тип песка, его зернистость, добавление различных примесей оказывают дополнительное воздействие на формирование плотности бетона.
Данная характеристика необходима при выборе бетонной смеси, потому что от нее зависит несколько свойств бетона:• Прочность. Сохранение основных свойств в течение длительного периода времени.• Однородность. Способность основных компонентов перемешиваться и взаимодействовать друг с другом.• Упругость. Данное свойство придает бетону возможность принимать нужную форму.От плотности бетона в целом зависит его качество, удобство в применении и использовании.
Классификация бетона по плотности
Существует несколько классификаций бетона, основная из которых классификация по средней плотности. По данному признаку различают 5 типов бетона:1. Особо тяжелый. Плотность такого бетона составляет примерно 2500кг/м3 и более. В качестве заполнителя используются обрезки стали, магнетит, железная руда. К такому типу относятся сталебетон, баритовый и магнетитовый (их название напрямую зависит от основного наполнителя). Особо тяжелый бетон применяют при строительстве особых конструкций. Например, для защиты от воздействий радиации, он используется при строительстве АЭС.
2. Тяжелый. Имеют плотность от 2000 до 2500кг/м3. В качестве заполнителя используется известняк, гранит и другие горные породы, а также плотный песок. Он широко применяется в тяжелой промышленности – строительство несущих опор зданий и сооружений, фундаментов, зданий с повышенным радиационным фоном.
3. Облегченный. Плотность такого бетона от 300 до 2000кг/м3. Основной заполнитель – щебень. Его относят к разновидности обычного бетона, широко применяемого в строительстве жилых домов, закладке фундаментов и стен. Основное преимущество такого вида бетона – его вес, который позволяет применять его в различных областях.
4. Легкий. Средняя плотность их составляет 500 – 1800кг/м3. В качестве заполнителя применяют керамзит, пемза, то есть в основном пористые заполнители. В свою очередь этот тип бетона делится на 2 вида:• Конструктивно-теплоизоляционный бетон, средняя плотность которого от 500 до 1400кг/м3.• Конструктивный бетон с плотностью от 1400 до 1800кг/м3.Такой бетон широко применяется при строительстве многоквартирных домов, торговых центров, его легкий вес позволяет широко его использовать в любом из видов гражданского строительства. В зонах с повышенной склонностью к землетрясениям он особенно актуален.
5. Особо легкий. Бетон, который имеет плотность меньше 500кг/м3, называют особо легким. Основной заполнитель – перлит или арболит, достаточно легкие породы. К этому виду относятся газо- и пенобетоны. В основном они применяются при строительстве стен жилых домов, при прокладке перекрытий или создания дополнительных теплоизоляционных условий.
Такая классификация бетонов, позволяет учитывать среднюю плотность, а значит заполнитель бетонной смеси, его пористость и средний вес. В зависимости от вида строительства, области применения и назначения, используется определенный тип бетона.
Классификация плотности бетона по его маркам
Любой тип бетона имеет свою марку. Марка – это основной показатель, на который стоит ориентироваться при выборе бетона. Она состоит из буквы М и цифр. Цифры указывают на прочность бетона. По другой маркировке используется буква В и цифры, которыми обозначается максимально давление, которое может выдержать данная марка бетона.
Основные марки бетона – М200, М300, М400.Бетон М200. Наиболее популярная и широко применяемая марка бетона. Он относится к категории тяжелых бетонов со средней плотностью 2000-2500кг/м3. Стандартный состав – песок, цемент и мелкий гравий. Такой состав предполагает оптимальное сочетание плотности, прочности и качества бетона.Он применяется при:1. Изготовлении напольных покрытий из бетона, опорных балок, лестниц, дорожных плит.2. Закладке фундамента жилых домов, сооружений малоэтажного типа.3. Изготовлении дорожного полотна.4. Бетонных работах по благоустройству – прокладке пешеходных дорожек, бордюров.
Бетон этой марки обладает хорошими техническими характеристиками, которые сочетаются с относительно невысокими ценами. Он идеально подходит для работ как в помещениях, так на открытом воздухе, не трескается и не распадается, способен выдерживать давление, высокие и низкие температуры. Этим и определяется его популярность и универсальность. Но в условиях резко континентального климата данную марку бетона использовать не рекомендуется. При резких перепадах температур он склонен к возникновению эрозии, появлению трещин на поверхности и внутри изделий, что может привести к дополнительным работам.
Бетон М300
Эта марка бетона является не менее популярной, чем М200. Средняя плотность такого бетона обычно 2200-2500кг/м3, что позволяет его относить к категории бетона тяжелого типа. Основной состав – цемент, песок и заполнитель. В качестве заполнителя используется гравий или гранит. Они придают бетону высокий уровень плотности, а значит и прочности.
Бетон марки М300 применяется в самых различных областях строительства и производства. Основные области применения:1. Закладка фундаментов для различных объектов. Высокая прочность данной марки позволяет использовать ее при строительстве многоэтажных зданий.2. Строительство стен и опор.3. Заливка лестничных площадок, строительство лестниц с железобетонными конструкциями.4. Изготовление тротуарной плитки и дорожного полотна.5. Также как и М200 применяется при прокладке пешеходных дорожек, изготовлении бордюров.
Данная марка обладает высоким уровнем прочности и надежности, поэтому ее применение оправдано в областях высоких и длительных нагрузок. Цена на бетон М300 зависит от заполнителя, заполнитель из гранита является самым дорогим, но одновременно и самым прочным. Для улучшения какой-то определенной характеристики бетона используются специальные добавки. К основным характеристикам бетона М300 можно отнести:• Морозостойкость.• Упругость и эластичность• Огнестойкость.• Долговечность.• Водонепроницаемость.
Главное, при укладке бетона данной марки соблюдать технологические указания и защищать от резких перепадов температуры до полного его застывания.Бетон М400. Менее распространенная марка бетона, чем 2 предыдущие. Он обладает повышенным уровнем прочности и надежности. Относится к категории особо тяжелых бетонов и имеет плотность от 2500кг/м3 и выше. Состав бетона данной марки имеет свои особенности. При его производстве используется цемент высокого качества, однородный и мелкий, чистый песок без различных примесей и гранитный щебень.Отличительными особенностями бетона М400 являются:• Короткий период схватывания.• Повышенная прочность.• Повышенный уровень водонепроницаемости.• Высокая стоимость.
При всех перечисленных достоинствах бетона данной марки его использование в строительство жилых домов и вообще в частном строительстве становится затратным и нецелесообразным. В основном, он используется в сферах крупного промышленного строительства:1. Строительство железобетонных мостов.2. Строительство банковских хранилищ, гидротехнических сооружений.3. Заливка бассейнов.4. Заливка свай в почвах с повышенной влажностью5. Изготовление вспомогательных элементов при строительстве – блоков, колонн, лестниц.6. Применение при строительстве объектов, предполагающих повышенный уровень безопасности.
Очень часто в сметах при строительстве крупных государственных объектов указывается именно бетон марки М400.
Существуют и промежуточные марки бетона – М100, М150, М250, М350. Они незначительно отличаются по составу и свойствам от М200 и М300.Определить на глаз ту или иную марку бетона невозможно. Присваивание ему определенной марки происходит только в условиях лаборатории при проведении специальных исследований с бетонными образцами (кубиками). Изготовить бетон определенной марки М200 или М300 можно самостоятельно при соблюдении определенных пропорций при соотношении основных компонентов. Определить такое соотношение поможет таблица:Обозначения в таблице: Ц – цемент, П – песок, Щ – щебень, В – вода.
При небольших объемах данная таблица поможет приготовить необходимый бетон самостоятельно. Но если строительство масштабное и важно качество и высокая прочность, то не стоит рисковать своей безопасностью и экономить, лучше заказать бетон определенной марки у производителей или поставщиков.
Изменение плотности бетона
Иногда возникает необходимость в дополнительном увеличении плотности бетона. Достигается это разными способами:1. Применение цемента определенного класса – расширяющегося или безусадочного.2. Использование различных добавок, например, гидравлических. К ним относится пемза, гидроокись железа. Они способны заполнять поры в бетоне и увеличивать его плотность.3. Использование поверхностно-активных добавок. Они оказывают пластичный эффект на бетон.4. Добавление растворимого стекла, которое выполняет связующие функции.5. Уменьшение воды и увеличение цемента в составе бетона. Это один из крайних методов, применяемых для повышения плотности бетона.Помимо процесса повышения плотности бетона, возникает также необходимость в ее снижении. Зачастую это необходимо для уменьшения веса бетонных изделий. Снижение плотности бетона достигается с помощью:1. Применения легких заполнителей, обладающих повышенным уровнем пористости.2. Технологии затвердевания бетона во вспученном состоянии.3. Увеличения количества воды и уменьшения количества цемента.
Не стоит забывать, что при снижении плотности бетона уменьшается и его прочность. Поэтому стоит учесть все достоинства и недостатки бетона с пониженной плотностью перед его применением.
Статьи по разделам:
http://nerudr.ru
legkoe-delo.ru
