Ирина Эланс
Лёгкие бетоны и изделия на их основе
Министерство Образования Российской Федерации
Липецкий Государственный Технический Университет
Кафедра строительных материалов
Реферат по дисциплине
«Технология строительных материалов»
тема: «Лёгкие бетоны и изделия на их основе»
Выполнил:
Черный Е.Ю.
Принял:
Липецк 2014г.
Содержание
Введение_____________________
1. Классификация_________________
2. Сырьевые материалы____________
3. Основные свойства продукции_____________________
Заключение____________________
Список использованной литературы____________________
Введение
Легкий бетон — эффективный материал, который имеет большую перспективу. Легкие бетоны находят в строительстве возрастающее применение. Конструкции из легких бетонов позволяют улучшить теплотехнические и акустические свойства зданий, значительно снизить их массу, успешно решить проблему объемного и многоэтажного строительства, а также строительства в сейсмических районах страны. Применение легких бетонов позволяет уменьшить стоимость строительства на 10...20%, снизить трудовые затраты на стройках до 50%, увеличить производительность труда на 20%. Развитие производства бетонов с применением пористых заполнителей характерно как для нашей страны, так и зарубежного строительства. Но в нашей стране наиболее широко используемым заполнителем является керамзит, а также аглопорит, перлит и др.
Классификация
Легкие бетоны классифицируют в зависимости от структуры, вида вяжущего и пористости заполнителей, области применения.
По структуре легкие бетоны в соответствии с ГОСТ 25192 могут быть:
• плотные;
• поризованные;
• крупнопористые
Особой разновидностью легких бетонов являются ячеистые бетоны, имеющие равномерно распределенные поры в ниде сферических ячеек, диаметр которых составляет обычно 1-3 мм.
Наименования легких бетонов должны соответствовать ГОСТ 25192 с указанием вида крупного пористого заполнителя. При необходимости в наименование включается вид мелкого заполнителя, если он отличается от крупного, и структура.
Для поризованных легких бетонов вместо структуры в наименовании бетона допускается указывать вид порообразователя
В зависимости от применяемого крупного пористого заполнителя устанавливают следующие виды легких бетонов :
• керамзитобетон (бетон на керамзитовом гравии);
• шунгизитобетон (бетон на шунгизитовом гравии);
• аглопоритобетон (бетон на аглопоритовом щебне);
• шлакопемзобетон (бетон на шлакопемзовых щебне и гравии);
• перлитобетон (бетон на вспученном перлитовом щебне);
• бетон на щебне из пористых горных пород;
• термолитобетон (бетон на термолитовом щебне или гравии);
• вермикулитобетон (бетон на вспученном вермикулите);
• шлакобетон (бетон на золошлаковых смесях тепловых электростанций (ТЭС) или на пористом топливном шлаке);
• бетон на аглопоритовом гравии;
• бетон на зольном гравии;
• азеритобетон (бетон на азеритовом гравии).
Могут устанавливаться другие виды легких бетонов на крупных пористых заполнителях, на которые имеются стандарты или технические условия.
Легкие бетоны производят, как на минеральных, таки органических вяжущих материалах. Из минеральных вяжущих широко применяют цементы, вяжущие автоклавного твердения (на их основе изготавливают силикатные бетоны), гипсовые вяжущие.
Заполнители легких бетонов, так же как и вяжущие, могут иметь· минеральное или органическое происхождение. В строительной практике более распространены легкие бетоны с применением природных или искусственных пор истых минеральных заполнителей.
Разновидностями легких бетонов на природных заполнителях являются пемзобетон, туфобетоны, опокобетоны и др., на искусственных пористых заполнителях - керамзитобетоны, аглопоритобетоны, шлакопемзобетоны, золобетоны и др.
Для производства легких бетонов возможно применение одновременно различных видов пористых заполнителей. Так, получают, например, керамзитоперлитобетон, керамзитовермикулитобетон и др. (В названии бетона сначала отражается вид крупного заполнителя, а затем мелкого.)
Разновидностями легких бетонов на органических заполнителях являются арболит, опилкобетоны, изготавливаемые с применением продуктов переработки древесины и другого растительного сырья, бетон на пенополистирольных заполнителях и др.
По назначению легкие бетоны подразделяются на:
• конструкционные, в том числе
конструкционно-
• специальные (теплоизоляционные, жаростойкие по ГОСТ 20910, химически стойкие по ГОСТ 25246 и др.).
Теплоизоляционные, основное назначение которых обеспечивать необходимое термическое сопротивление ограждающей конструкции; объемный вес их менее 500 кг/м3 коэффициент теплопроводности до 0,2 ккал/м *ч * рад.
Конструктивные, предназначенные воспринимать значительные нагрузки в зданиях и сооружениях; объемный вес их 1400-1800 кг/м3, марка по прочности не менее 50, морозостойкость не ниже Мрз 15.
Конструктивно-
Из легких бетонов изготавливают
разнообразные конструкции. Из конструкционно-
Используют легкобетонные конструкции и изделия в различных областях строительства: для мостовых конструкций в транспортном строительстве, в элеваторостроении и элементах животноводческих помещений, для дренажных труб в водохозяйственном строительстве, для ряда конструкций промышленных зданий.
Легкие бетоны на пористых заполнителях получают все большее применение в строительстве благодаря меньшей плотности при достаточно большой прочности и ряду сравнительно благоприятных свойств - повышенной долговечности, морозостойкости, водонепроницаемости, огнестойкости, коррозионной стойкости, меньшей теплопроводности и стоимости. Минеральная преимущественно основа легких бетонов и отсутствие вредных примесей в используемом сырье делает эти бетоны экологически чистыми и безопасными. Это позволяет успешно использовать их в несущих сборных и монолитных конструкциях - колоннах, плитах перекрытий, балках, фермах, пролетных строениях мостов, куполах, каркасах высотных зданий, силосах, элеваторах и др. сооружениях; в ограждающих конструкциях - однослойных наружных стенах и плитах покрытий, а также в качестве теплозвукоизоляционного материала в слоистых конструкциях наружных стен и плит покрытий, межквартирных перегородках и междуэтажных перекрытиях.
Широта и эффективность применения легких бетонов на пористых заполнителях в различных областях строительства связаны с развитием производства, совершенствованием технологии и повышением качества пористых заполнителей, в том числе из нетрадиционных сырьевых источников.
Пористые заполнители, используемые для изготовления легких бетонов, подразделяются на природные и искусственные. Природные получают путем дробления и рассева на фракции горных пород вулканического туфа, лавы, пемзы, известняка-ракушечника и других пористых горных пород.
Искусственные пористые заполнители являются продуктами термической обработки минерального сырья, а также отходами металлургической и химической промышленности - доменные, электротермофосфорные и топливные шлаки и золы ТЭС.
Поризованный бетон отличается от обычного плотного легкого тем, что содержит в цементном камне большое количество воздушных пор. Поризация позволяет снизить плотность и улучшить теплотехнические свойства легкого бетона на пористых заполнителях. Она полезна в случае, когда отсутствует пористый песок или свойства заполнителей не позволяют, получить легкий бетон заданной плотности.
В строительстве находит преимущественное применение поризованный керамзитобетон М35, 50, 75 и 100. Бетон марки 35 используется для устройства теплоизоляционного слоя многослойных ограждающих конструкций, бетон более высоких марок - для однослойных изделий.
Плотность поризованного керамзитобетона составляет 700-1400 кг/м3 Из поризованного керамзитобетона изготавливают стеновые панели и крупные блоки, совмещенные кровельные плиты и другие изделия. Для повышения плотности изделий, защиты арматуры от коррозии их покрывают отделочным слоем цементно-песчаного раствора или гидрофобными покрытиями. В зависимости от условий службы изделий нормируется их морозостойкость: для стеновых панелей и блоков, не подвергаемых систематическому увлажнению водой, назначается Мрз25, для цокольных панелей и блоков - Мрз35. При использовании изделий в условиях относительной влажности воздуха более 70% на их внутренние поверхности наносится защитное пароизоляционное покрытие и принимаются меры для защиты арматуры от коррозии.
Поризацию бетонной смеси осуществляют непосредственно в смесителе в процессе перемешивания исходных компонентов. Для поризации широко при меняют обычные воздухововлекающие добавки: омыленный древесный пек (ЦНИПС-1), смолу воздухововлекающую нейтрализованную (СНВ), омыленную канифоль и др. Добавки приготавливают в виде водных растворов определенной концентрации и дозируют с помощью специальных дозаторов.
Крупнопористый бетон
Крупнопористый бетон характеризуется полным или частичным отсутствием песка и ограниченным расходом цемента, достаточным лишь для обволакивания зерен крупного заполнителя тонким слоем цементного теста. Структура этого бетона отличается наличием открытых пор, образующихся из межзерновых пустот крупного заполнителя, не заполненных вяжущим веществом. Такая структура предопределяет особые свойства бетона: сравнительно небольшие плотность, прочность, но одновременно малую теплопроводность.
Крупнопористые легкие бетоны применяют для ограждающих конструкций, дренажей, фильтров и других элементов гидротехнических сооружений. Толщина стен из крупнопористого бетона уменьшается по сравнению с кирпичными в 1,5-2 раза, а масса 1 м2 стены - в 3-4 раза. Дренажи и фильтры из крупнопористого бетона примерно на 30% дешевле аналогичных конструкций из сыпучих материалов.
Для изготовления крупнопористого бетона желательно применять однофракционный заполнитель, прочность зерен которого в 1,5-2 раза превышает марку бетона. Причем предпочтение отдают природным и искусственным пористым заполнителям с низким модулем упругости, близким к модулю упругости цементного камня.
Для каждого состава крупнопористого бетона, отличающегося расходом цемента, существует оптимальное значение В/Ц, отклонения от которого снижают прочность в большей степени, чем для обычного бетона. В бетонной смеси с оптимальным В/Ц цементное тесто должно полностью обволакивать зерна заполнителя и не стекать с них при укладке бетона. Крупнопористый бетон укладывают в форму или опалубку легким трамбованием, штыкованием или кратковременным вибрированием, не вызывающим расслоение.
Плотность крупнопористого бетона составляет 400-1200 кг/мЗ .
Она определяется в основном плотностью заполнителя и расходом составляющих на 1 м3 бетона. Однофракционный заполнитель в среднем на 10% легче заполнителя с непрерывной гранулометрией. С увеличением крупности заполнителя плотность бетона также уменьшается. Прочность этого вида бетона при сжатии обычно не превышает 5-7 МПа и также как и обычного тяжелого прямо пропорциональна активности цемента. Увеличение количества цементного камня в крупнопористом бетоне сказывается положительно на прочность до тех пор, пока приводит к упрочнению контактов, соединяющих зерно заполнителей. Избыточное содержание цементного камня, находящегося в межзерновых пустотах, прочность бетона не увеличивает.
Крупнопористые бетоны имеют достаточно высокую морозостойкость, чему способствует наличие плотной оболочки цементного камня вокруг зерен заполнителя. При использовании различных заполнителей морозостойкость крупнопористого бетона достигает 50-100 циклов.
Ячеистый бетон — это особо легкий бетон с большим количеством (до 85% от общего объема бетона) мелких и средних воздушных ячеек размером до 1...1,5 мм. Пористость ячеистым бетонам придается:
а) механическим путем, когда тесто, состоящее из вяжущего и воды, часто с добавкой мелкого песка, смешивают с отдельно приготовленной пеной; при отвердении получается пористый материал, называемый пенобетоном;
б) химическим путем, когда в вяжущее вводят специальные газообразующие добавки; в результате в тесте вяжущего вещества происходит реакция газообразования, оно вспучивается и становится пористым. Затвердевший материал называют газобетоном.
Ячеистые бетоны по плотности и назначению делят на теплоизоляционные с плотностью 300... 600 кг/м3 и прочностью 0,4... ...1,2 МПа и конструктивные с плотностью 600... 1200 кг/м3 (чаще всего около 800 кг/м3 ) и прочностью 2,5 ... 15 МПа.
Уже давно широко развивается производство изделий из автоклавных ячеистых бетонов, т. е. твердеющих в автоклавах при пропаривании под давлением 0,8...1 МПа. Автоклавные ячеистые бетоны изготовляют из следующих смесей: а) цемента с кварцевым песком, при этом часть песка обычно размалывают: б) молотой негашеной извести с кварцевым частично измельченным песком; такие ячеистые бетоны называют пеносиликатами или газосиликатами; в) цемента, извести и песка в различных соотношениях. Песок в этих изделиях может быть заменен золой. Тогда получают пенозолобетон или газозолобетон. Портландцемент применяют алитовый (Сз5>50%), низко- и среднеалюминатный (С3А= 5...8%) с началом схватывания не позднее чем через 2 ч.
Для ячеистых бетонов неавтоклавного твердения применяют цементы не менее М400. При этих условиях достигается в короткий срок необходимая устойчивость ячеистой массы до ее тепло-влажностной обработки. Применять пуццолановый портландцемент и шлакопортландцемент, отличающиеся замедленными сроками схватывания, без опытной проверки не рекомендуется. Они могут явиться также причиной повышенной усадки ячеистой массы после заполнения формы.
Для автоклавного ячеистого бетона наиболее целесообразно использовать портландцемент совместно с известью-кипелкой (смешанное вяжущее) в отношении 1: 1 по массе. Для приготовления автоклавных ячеистых бетонов применяют известь с содержанием активной СаО не менее 70%, MgO не более 5%, высокоэкзотермическую с температурой гашения около 85°С. Тонкость помола молотой извести-кипелки должна быть не ниже 3500... ... 4000 см2 /г.
В качестве кремнеземистого компонента рекомендуется применять тонкомолотые кварцевые пески, содержащие не менее 90% кремнезема, не более 5% глины и 0,5% слюды. Песок в зависимости от плотности ячеистого бетона должен иметь удельную поверхность 1200... 2000 см2 /г.
Зола-унос, применяемая вместо молотого песка, отличается неоднородностью химико-минералогического состава. Зола характеризуется высокой пористостью и дисперсностью. Эти особенности свойств золы способствуют повышенной влагоемкости и замедленной водоотдаче бетона, его пониженной трещиностойкости. К преимуществам золы по сравнению с песком можно отнести возможность применения ее в отдельных случаях без предварительного размола. Это позволяет получать изделия меньшей плотности, чем с кварцевым песком. Зола-унос должна содержать кремнезема не менее 40%; потеря в массе при прокаливании в золах, получаемых при сжигании : антрацита и каменного угля, не должна превышать 8%, а для остальных зол — 5%; удельная поверхность — 2000...3000 см2 /г. Другие кремнеземистые алюмосиликатные и кальциево-алюмосиликатные компоненты (трепел, трассы, опока и др.), характеризующиеся повышенной водопотребностью, для таких бетонов почти не используют.
Для образования ячеистой структуры бетона применяют пенообразователи и газообразователи. В качестве пенообразователей используют несколько видов поверхностно-активных веществ, способствующих получению устойчивых пе
2. Сырьевые материалы
Для приготовления легких бетонов применяют портландцемент, быстротвердеющий портландцемент и шлакопортланд-цемент.
В качестве заполнителей для легких бетонов используют природные и искусственные сыпучие пористые материалы с насыпной плотностью не более 1200 кг/м3 при крупности зерен до 5 мм (песок) и не более 1000 кг/м3 при крупности зерен 5...40 мм (щебень, гравий).
При классификации пористых заполнителей различают пористые природные заполнители вулканические и осадочные, а искусственные - специально изготовленные и твердые отходы промышленности. В группу заполнителей вулканического происхождения входят щебень и песок из пемзы, вулканического шлака, туфа и туфовых лав. К заполнителям осадочного происхождения относятся пористые известняки и известковые туфы, опока, трепел, диатомиты. В качестве пористых заполнителей могут служить разнообразные· отходы промышленности: топливные и металлургические шлаки, зола-унос и золошлаковые смеси, керамический болт.
Специально изготовленными пористыми заполнителями являются керамзит и его разновидности (шунгизит, зольный гравий, глинозольный керамзит и др.), аглопорит, шлаковая пемза, гранулированный шлак, вспученный перлит и вермикулит. Их специально· получают в виде гравия, щебня и песка в результате термической обработки глинистого, зольного, шлакового и другого минерального сырья.
В результате выделения газообразных продуктов за счет выгорания органических примесей и добавок, парообразования или других процессов происходит вспучивание минерального сырья при обжиге. При этом в процессе обжига его значительная часть переходит в расплав, который должен иметь определенную вязкость· для удерживания газообразных продуктов. Технологический процесс получения искусственных пористых заполнителей включает подготовку исходного сырья, его термическую обработку, дробление и сортировку.
Важнейшими показателями свойств пористых заполнителей являются насыпная плотность, плотность и прочность зерен, зерновой состав, водопоглощение, деформативность, морозостойкость, стойкость против распада, теплопроводность.
Наиболее широко в легких бетонах применяют крупный пористый заполнитель фракции 10-20 мм, а также возможно использование фракций 5-10 и 20-40 мм.
Керамзит занимает первое место по объему производства из всех искусственных пористых заполнителей. Для его изготовления наиболее пригодны легкоплавкие глинистые породы, характеризуемые способностью вспучиваться при обжиге.
В качестве сырья для производства керамзита применяют также золу ТЭС или золошлаковую смесь.
Керамзитовое сырье должно иметь коэффициент вспучиваемости (отношение объема вспученной к объему сырцовой гранулы) не менее 2, температуру обжига не выше 1523 К, интервал вспучивания не менее 50 К.
Различают сухой, пластический и мокрый способ производства керамзита. Сухой способ применяют при использовании камнеподобного глинистого сырья (сланцы, шунгиты, аргиллиты и др.), мокрый - хорошо размокаемого сырья, разводимого до влажности пульпы около 50%.
Аглопорит получают в виде щебня спеканием малопластичных глинистых пород, которые при обжиге не вспучиваются, или промышленных отходов добычи и обогащения углей, топливных шлаков и золы ТЭС. В шихту для производства аглопорита вводят топливную добавку - каменный уголь. Аглопоритовый щебень выпускается крупностью от 5 до 40 мм шести марок по насыпной плотности: 400, 500, 600, 700, 800 и 900.
Прочность аглопоритового щебня при одинаковой плотности значительно меньше, чем керамзита.
Требования к морозостойкости аглопорита аналогичны требованиям к керамзитовому гравию. Аглопоритовый гравий выпускают четырех марок по насыпной ПЛОТНОСТII -500, 600, 700 и 800 и семи марок по прочности - ОТ П50 (предел прочности при сдавливании ,в цилиндре 1-1,29 МПа) до П250 (3 МПа и более).
Шлаковая пемза (термозит) - один из наиболее эффективных видов искусственных пор истых заполнителей. Ее получают поризацией шлаковых расплавов в результате их быстрого охлаждения водой, воздухом или паром.
Размер пор шлаковой пемзы в зависимости от способа получения колеблется от 0,04 до 4,5 мм, пористость - 52-78%, а водопоглощение - 10-55 %. Щебень выпускают с насыпной плотностью 300-800 и марками по прочности 25-150.
Вспученный перлит . Перлит - вулканическая стекловидная порода, содержащая 65-75% аморфного кремнезема и около 1-2% связанной воды. Перлитовый щебень выпускают 4 марок по объемной массе: 300, 400, 500 и 600. Потери массы его при 15-кратном замораживании и оттаивании должны быть не более 10 %. По мере увеличения объемной массы с 300 до 600 допустимое водопоглощение за 1 ч для перлитового щебня уменьшается от 75 до 30 % .
Перлитовый песок - наиболее легкий из пористых песков. Для легких бетонов пригоден перлитовый песок с минимальной насыпной плотностью 200. Содержание пылевидных фракций в нем не должно превышать 10%
3. Основные свойства продукции
Легкие бетоны отличаются от тяжелых наличием в зернах заполнителя пор разной величины. Прочность пористых заполнителей обычно ниже прочности цементного камня. Вместе с тем благодаря пористой структуре пористые заполнители лучше сцепляются с цементным камнем. Обычно поры в пористых заполнителях имеют диаметр 0,1-1 мм. В них проникает влага и цементное тесто, что способствует сцеплению заполнителей с цементным камнем. Особенно повышенной адгезией по отношению к цементному камню обладают пористые заполнители с развитой открытой пористостью.
Для легких бетонов характерны процессы самовакуумирования.
В результате отсасывания воды из цементного теста зернами пористого заполнителя в последних защемляется определенное количество воздуха. Объем отсасываемой воды оказывается больше объема, вытесненного из заполнителей воздуха. Пузырьки защемленного в капиллярах воздуха в результате всестороннего сжатия имеют повышенное давление, отчего развивается градиент, способствующий уплотнению бетона, повышению сил сцепления в контактной зоне и прочности бетона.
Вследствие большей близости значений пористости и прочности заполнителей и цементного камня и их деформативных свойств, напряжения, вызываемые внешними механическими воздействиями в легких бетонах, часто распределяются более равномерно, чем в тяжелых. Большая однородность легких бетонов достигается, если нет четко выраженной границы между раствором и зернами крупного заполнителя. Плотность является важнейшим показателем качества легких бетонов. Различают плотность в сухом состоянии и при различной влажности. Первый показатель является стандартным и для данного вида легкого бетона величиной постоянной, второй зависит от условий приготовления и эксплуатации бетона.
Значение плотности легкого бетона связано с основными показателями его качества: прочностью, теплопроводностью, проницаемостью и др.
По этому показателю легкие бетоны подразделяют на марки: Д200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900; 1000; 1100; 1200; 1300; 1400; 1500; 1600; 1700; 1800; 1900 и 2000.
Прочность легких бетонов, как и обычных, зависит от активности цемента, водоцементного отношения, условий и длительности, твердения, прочности заполнителей и некоторых других факторов.
Прочность легкого бетона может быть выражена общим уравнением
Rб =kо Rц (Ц/В-Ао ),
где ko и Ао коэффициенты, зависящие от прочности и пористости заполнителя и ряда технологических факторов.
Особенности деформативных свойств легких бетонов обусловлены их относительно низким модулем упругости. При равных напряжениях деформации конструкций из легких бетонов могут превышать деформации тех же конструкций из тяжелого бетона в 1,5-2 раза. Предельная сжимаемость и растяжимость легких плотных бетонов примерно в 1,5-2 раза больше, чем у тяжелых равнопрочных бетонов. Водонепроницаемость легких бетонов не снижается с применением пористых заполнителей низкой скорости фильтрации воды через легкие бетоны способствует высокая плотность их контактной зоны, наличие уплотненной оболочки цементного камня вокруг зерен заполнителя. При создании необходимой плотной структуры легкие бетоны, так же как и тяжелые, надежно защищают от коррозии арматуру. Морозостойкость легких бетонов при правильно подобранном составе не ниже морозостойкости тяжелых.
Заключение
Легкие бетоны классифицируют в зависимости от структуры, вида вяжущего и пористости заполнителей, области применения.
Для приготовления легких бетонов применяют портландцемент и различные заполнители. К основным свойствам лёгких бетонов можно отнести прочность, плотность, водонепроницаемость и морозостойкость. Основным показателем прочности легкого бетона является класс бетона установленный по прочности его на сжатие: В2; 2,5; 3,5; 5; 7,5; 10; 12,5; 17,5; 20; 22,5; 25; 30; 40; для теплоизоляционных бетонов, кроме того, предусмотрены классы В0,35; 0,75
Наряду с прочностью важной характеристикой легкого бетона является его плотность в сухом состоянии. По этому показателю легкие бетоны подразделяют на марки: Д200; 300; 400; 500; 600; 700; 800; 900; 1000; 1100; 1200; 1300; 1400; 1500; 1600; 1700; 1800; 1900 и 2000.
Список использованной литературы
1. Микульский В.Г. и др. Строительные материалы и изделия – М.: Изд-во АСВ, 2007.-520 с.
2. Комар А.Г., Баженов Ю.М., Сулименко Л.М. Технология производства строительных материалов: Учеб. для вузов по спец. «Экономика и орг. пром. строит. материалов». – М.: Высш.шк., 1984. – 408 с., ил.
3. Наназашвили И. Х. Строительные материалы, изделия и конструкции: справочник.- М.: Высш. шк., 1990. – 495 с.: ил.
4. ГОСТ 25820-83
- Легкие бетоны (Получение,состав,свойства)
- Легкие металлы
- Легкие металлы: их значение, свойства и применение
- Легкие электротранспортные средства
- Легкий бетон
- Легкий бетон на пористых заполнителях
- Легкий способ бросить курить
- Лёгкая промышленность
- Легкая промышленность в России
- Легкая промышленность в России
- Легкая промышленность Республики Беларусь
- Легкая промышленность Республики Беларусь
- Лёгкая промышленность Республики Беларусь
- Легкие
