Главная О компании Контакты Техника Библиотека Новости
Контакты
490-56-77      490-54-01
490-53-29      490-56-98
Продукция
Бетон и раствор
Железобетон
Газобетон
Цемент
Нерудные материалы
  • Песок строительный
  • Щебень гранитный и др.
  • Керамзит
  • Отсев гранитный

БЕТОНЫ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ

БЕТОННЫЕ И РАСТВОРНЫЕ СМЕСИ

Свойства бетонных и растворных смесей

Бетонной смесью называют рационально подобранную и тщательно перемешанную смесь вяжущего, заполнителей, воды и, в необходимых случаях, специальных добавок.

От свойств бетонной смеси, а также качества ее укладки и уплотнений во многом зависят основные свойства бетона. Для того, чтобы бетонная смесь легко укладывалась в опалубку (форму), хорошо уплотнялась и не расслаивалась при транспортировании, она должна обладать определенной подвижностью (текучестью) и пластичностью (связностью). Бетонные смеси с повышенным содержанием воды, обладающие способностью растекаться, перемещаться по наклонным желобам и трубам и заполнять форму под воздействием собственной массы, называют подвижными. Смеси с малым водосодержанием, приобретающие подвижность (текучесть) лишь при внешних механических воздействиях (например, вибрировании), получили название жестких. Все качественные смеси должны обладать пластичностью, т. е. способностью деформироваться при транспортировании, укладке и уплотнении без разрывов и расслоения. Возможное расслоение бетонной смеси объясняется тем, что при внешних воздействиях ее частицы, имеющие неодинаковые размеры и массу, оседают в ней с различной скоростью. Более крупные и тяжелые зерна заполнителей оседают быстрее и оттесняют кверху мелкие и легкие частицы заполнителя, зерна цемента и воду.

Подвижность в сочетании с пластичностью определяют удобоукладываемссть смеси. Удобоукладваемость подвижных смесей принято оценивать осадкой стандартного конуса, а жестких — показателем жесткости, который определяют при помощи технического вискозиметра, жестко закрепленного на лабораторной виброплощадке с амплитудой колебаний 0,35 мм и частотой 47—50 гц (2800— 3000 кол./мин). При крупности заполнителя более 40 мм жесткость смеси определяют упрощенным методом, предложенным Б. Г. Скрамтаевым. Для приведения показателей жесткости бетонкой смеси, найденных упрощенным методом, к показателям жесткости, устанавливаемым техническим вискозиметром, полученные первые значения необходимо умножить на 1,5. Удобоукладываемость смеси является одним из основных факторов, определяющих выбор механизмов и приспособлений для ее транспортирования, укладки и уплотнения.

Степень связности бетонной смеси оценивают одновременно при оПреДелении величины подвижности. У бетонной смеси, не обладаю¬щей достаточной связностью, при наполнении стандартного конуса наблюдается отделение цементного молока, а после снятия металлического конуса — осыпание и разваливание бетонного конуса.

По удобоукладываемости (в зависимости от величины подвижности ' и показателя жесткости) бетонные смеси условно делят на текучие (литые), имеющие осадку конуса (ОК) 17—20 см, подвижные с ОК 10— 16 см, умеренно, подвижные с ОК 6—9 ,см, малоподвижные с ОК 1—5 см и показателем жесткости Ж 25—15 с, умеренно жесткие с ОК, равной нулю, и Ж 30—60 с, жесткие с Ж 75—120 с, повышенно жесткие с Ж 150—200 с и особо жесткие с Ж более 200 с.

Поскольку подвижные смеси характеризуются повышенным содержанием воды, то необходимая связность у них достигается увеличе¬нием количества цементного теста (т. е. по существу увеличением рас¬хода вяжущего), а также более высоким содержанием песка по отно¬шению к имеющемуся в бетоне количеству крупного- 'заполнителя. Так как вяжущее в подвижных смесях расходуется не только для обеспечения необходимой прочности и плотности будущего бетона, но и для получения пластичной удобоукладываемои смеси, это приводит к неудовлетворительному использованию вяжущего в бетоне. Кроме "того, увеличенное содержание воды в подвижных смесях замедляет рост прочности бетона в раннем возрасте и удлиняет сроки твердения изделий в формах.

Жесткие смеси вследствие малого содержания воды и, как правило, пониженног расхода вяжущего имеют в единице объема меньшее количество цементного теста, что обусловливает их рыхлую землисто-влажную структуру. Однако при вибрационных воздействиях жесткая смесь приобретает подвижность, необходимую для хорошего заполнения формы и уплотнения смеси. При этом в жестких смесях по срав¬нению с подвижными за счет более компактного размещения зерен заполнителя требуется меньшее количество цементного теста и песка для заполнения всех межзерновых пустот и покрытия поверхности зерен заполнителя равномерным слоем цементного теста. Поэтому Жесткие смеси отличаются большей степенью насыщения крупным заполнителем, вследствие чего полнее используется несущая способность «каркаса» бетона, образуемого крупным заполнителем, а вяжу¬щее расходуется только по прямому назначению — для соединения зерен заполнителя между собой и получения требуемой прочности и плотности бетона.

Отмеченные преимущества жестких смесей обеспечивают по сравнению с подвижными повышение прочности бетона или при равной прочности — снижение расхода вяжущего на 10—25%, сокращение в 1—3 раза сроков твердения бетона в первые 1—3 сут., а также дают возможность производить полную или частичную распалубку немед¬ленно по окончании формования изделий. В то же время применение жестких смесей вызывает значительное усложнение процессов приготовления смеси и формования изделий: для получения однородной Жесткой смеси требуются бетоносмесители принудительного перемешивания, более высокая точность дозирования воды, так как даже при небольших отклонениях в содержании воды резко меняются свойства смеси, интенсивное уплотнение бетона при формовании изделий.

Удобоукладываемость бетонной смеси зависит в основном от величины сил трения между отдельными составляющими смеси; чем меньше эти силы, тем удобоукладываемость лучше. Преодолеть трение между зернами заполнителей в бетонной смеси можно путем увеличения механической работы уплотнения, а при одной той же работе уплотнения — повышением относительного содержания цементного теста, которое в данном случае выполняет роль смазки, и уменьшением его вязкости. Чем больше работа уплотнения, тем меньше требуется цементного теста.

Для определенного вида вяжущего при неизменном его расходе, увеличивая или уменьшая количество воды (т. е. изменяя В/Ц), . можно в широких пределах менять вязкость теста (а отсюда и удобо¬укладываемость смеси), получая смеси от очень подвижных (литых) до особо жестких. Наименьшее количество воды в смеси определяется применяемым оборудованием для качественной ее укладки в формах, а наибольшее — предельно допустимой вязкостью теста, выше котрой смесь начинает расслаиваться.

Заметное влияние на подвижность бетонной смеси оказывают вид и свойства цемента и других тонкозернистых компонентов, содержщихся в смеси (минеральных добавок, пылевидных и глинистых примесей), которые при одном и том же В/Ц создают неодинаковую вязкость теста.

Добавление в бетонную смесь небольших количеств поверхностно-активных добавок заметно повышает текучесть цементного теста, а следовательно, и удобоукладываемость бетонной смеси. Таким образом, для получения одной и той же удобоукладываемости в бетонную смесь с поверхностно-активными добавками можно вводить на 10—12% меньше воды и за счет этого повысить плотность бетона или снизить расход вяжущего.

Пластифицирующие добавки также способствуют образованию более мелких кристаллов при твердении вяжущих веществ, обеспечивающих большую однородность структуры, и следовательно, большую стойкость цементного камня. Кроме того, они замедляют ход седиментационных процессов, уменьшая количество и размеры сообщающихся капиллярных каналов в цементном тесте.

Необходимо также отметить, что ряд поверхностно-активных веществ, главным образом из числа гидрофобизующих, способствуют в процессе перемешивания вовлечению воздуха в бетонную смесь в виде мельчайших пузырьков, равномерно распределенных по всей ее массе. Это способствует увеличению объема цементного теста и раствора, благодаря чему повышаются ее удсбоукладываемость. Наличие в бетоне с воздухововлекающими добавками большого количества равномерно распределенных по его объему «резервных» пор, амортизирующих давление замерзающей воды, снижает деформации расширения бетона в процессе замораживания и обеспечивает повышение его морозо¬стойкости и долговечности.

Необходимое количество цементного теста с определенной вязкостью (иными словами, расход цемента в бетонной смеси), обеспечивающее требуемую удобоукладываемость, зависит от зернового состава заполнителей и содержания в них отмучиваемых примесей (глинистых, илистых и пылевидных).

Чем меньше размер зерен заполнителей и больше песка в смеси заполнителей, тем больше суммарная поверхность зерен заполнителей и больше требуется цементного теста для смазки их поверхностей. Аналогичное влияние оказывает и содержание отмучиваемых примесей. Чем больше пустотность песка, тем больше требуется цементного теста для заполнения пустот между отдельными зернами и смазки их поверхностей. Кроме того, чем больше объем пустот в крупном заполнителе, тем больше требуется песка для заполнения этих пустот.

Большое влияние на степень удобоукладываемости оказывают форма и характер поверхности зерен заполнителя (особенно крупного). Окатанная форма и гладкая поверхность зерен заполнителей приводят к уменьшению трения между ними, в результате чего повышается подвижность смеси, а при сохранении заданной степени подвижности уменьшается ее водопотребность. Таким образом, при одном и том же расходе цемента удобоукладываемость смесей зависит от зернового состава и качества заполнителей, а при одних и тех же заполнителях и цементе — только от количества воды. Для предупреждения расслоения бетонной смеси необходимо в допустимых пределах уменьшать количество воды в бетонной смеси, а также обеспечивать достаточное количество песка в смеси заполнителей и содержание в ней мельчайших частиц, так как они повышают водоудерживающую способность бетонных смесей. Максимальный расход воды, при котором еще сохраняется связность бетонной смеси, называют водоудерживающей способностью смеси. Она зависит в значительной степени от водоудержи¬вающей способности вяжущего и тонкомолотых добавок. Вследствие различия в размерах и плотности отдельных составляющих бетонной смеси в последней вплоть до полного загустевания наблюдаются процессы расслоения, сопровождающиеся водоотделением.

Вначале в результате малой вязкости цементного теста зерна заполнителей начинают оседать, сближаясь друг с другом. Лишняя (не связанная) вода, как наиболее лёгкий компонент бетонной смеси, оттесняется вверх, уменьшая плотность наружных слоев, а затем и прочность бетона. Процесс видимого водоотделения продолжается до тех пор, пока количества оставшейся воды не достигает величины, соответствующей водоудерживающей способности бетонной смеси. За¬тем этот процесс резко замедляется. Дальнейшее очень медленное и незаметное на глаз оседание твердых частиц между зернами крупного заполнителя, сопровождающееся внутренним водоотделением, полу¬чило название седиментации.

Часть освобождающейся при этом воды, поднимаясь вверх, обтекает зерна заполнителей и арматурные стержни, создавая сеть очень мелких сообщающихся каналов, повышающих впоследствии водороницаемость бетона и снижающих его прочность. Другая часть воды скапливается под зернами заполнителя в виде водных прослоек, которые уменьшают площадь контакта цементного камня с зернами заполнителя и арматурой и ухудшают сцепление между ними. Интенсивность седиментационных явлений можно уменьшить, в первую очередь, снижением количества вводимой в бетонную смесь воды.

Выбор величины удобоукладываемости бетонной смеси производят в зависимости от размеров и формы конструкции, расстояния между отдельными стержнями арматуры, а также принятых способов ее транспортирования и уплотнения.

 

Подбор состава обычного бетона


Подбор состава бетонной смеси производится с целью получения смеси с заданными свойствами, обеспечивающими необходимую проч¬ность бетона в требуемые сроки при минимально возможном содержа¬нии цемента в t м3 объема, а также в отдельных случаях определенную водонепроницаемость, стойкость против коррозии и т. д. Подбор состава осуществляется с учетом режимов приготовления, уплотнения смеси при формовании и условий твердения отформованных изделий.

Наиболее простым и удобным методом определения состава обычного бетона является метод расчета по абсолютным объемам, разработанный проф. Б. Г. Скрамтаевым. Расчет и подбор бетона после испытания сырьевых материалов ведут в следующей последовательности: 1) определение оптимального водосодержания, обеспечивающего требуемые показатели удобоукладываемости смеси, и цементно-водного отношения; 2) установление расхода цемента на 1 м3 смеси, обеспечивающего требуемую прочность бетона в заданный срок при определенных режимах уплотнения и твердения; 3) определение расхода заполнителей на 1 м3 уложенной и уплотненной смеси, выбор рационального зернового состава заполнителей и соотношения между ними; 4) уточ¬нение опытного состава смеси и расчет производственного состава.

Оптимальный зерновой состав крупного заполнителя, обеспечивающий наименьший расход раствора (и, следовательно, меньший рас¬ход цемента), определяют опытным путем. Ориентировочно соотношение между фракциями крупного заполнителя принимают: при наибольшей крупности щебня (гравия) 20 мм: 30% фракции 3(5)—10 мм и 70% фракции 10—20 мм; при наибольшей крупности 40 мм: 15% фракции 3(5)—10 мм, 25% фракции 10—20 мм и 50% фракции 20—40 мм. Для жестких смесей в ряде случаев целесообразно применять крупный заполнитель без мелкой фракции 3(5)—10 мм (прерывистый зерновой состав). Из имеющихся видов песка выбирают такой, который имеет наименьшие удельную поверхность и объем межзерновых, пустот.

По окончании предварительных расчетов производят проверку удобоукладываемости бетонной смеси, для чего берут 1/10 (по массе) У^ общего количества подсчитанных материалов, приготовляют 10 л бетонной смеси и определяют ее удобоукладываемость. Если она ока-' ась меньше требуемой, то уменьшают содержание песка на 15%, ^ответственно увеличивая количество щебня. Если и в этом случае удобоукладываемость оказалась меньше требуемой, то добавляют цемент порциями по 10% от первоначальной навески до тех пор, пока не будет Достигнута необходимая удобоукладываемость. Одновременно с цементом добавляют и соответствующее количество воды. Если же смесь исходного состава оказалась слишком подвижной, то уменьшают расход цемента (до нормативного предела) и воды. Если это оказывается недостаточным, то постепенно уменьшают количество воды, проверяя каждый раз удобоукладываемость смеси.

Для оценки экономичности бетонной смеси приготавливают дополнительно два замеса с увеличенным содержанием песка (на 10 и 20% от принятой навески) и выбирают тот состав, при котором потребовалось меньшее количество цемента для обеспечения заданной удобоукладываемости смеси. Замерив получаемый объем смеси и зная расход материалов на пробный замес, определяют расход материалов на 1 м3 бетонной смеси и выражают ее состав в виде соотношения 1 : х : у по массе или объему с указанием величины В/Ц (Ц/В). .

Уплотнение бетонной смеси в лаборатории осуществляется теми же способами, которые применяются на заводах при формовании изделий. Бетонные образцы, изготовленные из ~ смеси уточненного состава, испытывают на сжатие. Испытания производят через 28 сут. или в другие установленные сроки. При тепловлажностной обработке образцов испытание ведут через 4 ч после окончания обработки.

Пересчет номинального состава бетонной смеси на рабочий (полевой) производят путем уменьшения количества вводимой воды и увеличения расхода заполнителей • на величину, равную содержанию влаги в песке и крупном заполнителе.

 

ЛЕГКИЕ БЕТОНЫ

Классификация и свойства легких бетонов. Требования, предъявляемые к ним

Использование легкого "бетона для стен в виде крупных блоков и панелей- вместо кирпича приводит к уменьшению массы здания, сокращению трудоемкости возведения стен на 60—70% и снижению стоимости монтажа (включая стоимость механизации) по сравнению с кладкой на 25—30%. В результате уменьшения массы стен создается возможность облегчить фундаменты и каркас здания и соответственно снизить транспортные расходы не менее чем на 40—60%. Применение легкого железобетона для перекрытий, помимо значительного уменьшения массы и увеличения размеров деталей, а также экономии трудовых затрат, позволяет упростить технологию изготовления этих деталей и снизить расход стали на арматуру. Эффективность применения легкого бетона для перегородок определяется в основном возможностью значительного укрупнения этих элементов. Трудоемкость возведения таких перегородок на 12—15% ниже, чем обычных перегородок из мелких плит. Замена тяжелого бетона легким в элементах сборных несущих конструкций (колонн, балок) приводит к снижению их массы на 25—50%.

Уменьшение массы бетона достигается путем образования в нем пор. В зависимости от способа образования пор различают три основные разновидности легких бетонов: ячеистые, в которых поры образованы в тесте вяжущего смешением его с пеной или введением газообразователей; легкие на пористых заполнителях, пористая структура в которых достигается применением пористых заполнителей. Про¬странство, между зернами заполнителей в таких бетонах заполнено относительно плотным раствором; крупнопористые (беспесчаные), изготавливаемые из крупного заполнителя, вяжущего и воды. При этом зерна заполнителей склеиваются между собой в местах контакта, а пустоты между ними раствором не заполняются. Другие разновидности легких бетонов являются производными из приведенных выше: крупнопористые бетоны на пористых заполнителях, бетоны на пористых заполнителях с поризованным цементным камнем и др.

Объемная масса ячеистых бетонов колеблется от 300 до 1200 кг/м3/ Прочность таких бетонов может достигать 30—40МПа (300— 400 кГ/см2), но при средней объемной массе 600—800 кг/м3 со¬ставляет 2,5—5,0 МПа (25—50 кГ/см2).

Объемная масса легких бетонов на пористых заполнителях колеблется от 500 до 1800 кг/м3 (чаще 800—1500 кг/м3), а прочность — 40МПа (400кГ/см2) и более. Объемная масса крупнопористого бетона — 1600—2000 кг/м3. С целью снижения объемной массы этого бетона до 500—800 кг/м3 применяют пористый заполнитель. Однако прочность такого бетона невелика — 0,5—5 МПа (5—50 кГ/см2), вследствие чего он может быть использован, главным образом, как теплоизоляционный и конструктивно-теплоизоляционный материал.

Ячеистые бетоны имеют целый ряд преимуществ в технологии производства изделий: для изготовления цементных и силикатных ячеистых бетонов не применяют крупный заполнитель, а используют широко распространенные материалы: песок, шлаки, золу.

Развитие производства ячеистых бетонов позволяет использовать в качестве вяжущего и заполнителя большое количество промышленных отходов (металлургических шлаков, зол электростанций и др.), также широко применять местные вяжущие (золы от сжигания горючих сланцев, нефелиновый цемент и др.).

Наибольший экономический эффект дает использование ячеистых бетонов в качестве теплоизоляционного и одновременно несущего материала, поэтому ячеистый бетон в основном применяется в ограждающих конструкциях наружных стен и бесчердачных покрытиях жилых, общественных и промышленных зданиях.

Большим преимуществом изделий из ячеистого бетона является их однослойность и монолитность. Воздействие на них в процессе эксплуатации механических условий, влаги, перепада температур, усадки и расширения менее опасно, чем в многослойных- конструкциях из "других материалов.

Однако этот вид бетона обладает существенными недостатками, основными из которых являются: сравнительно большой расход вяжущих и тонкомолотых добавок; большая усадка и недостаточная тре-щиностойкость; необходимость применения в таких изделиях большого количества арматуры и защиты ее от коррозии; неравномерность свойств бетона по высоте (прочность нижних слоев превышает прочность верхних слоев иногда в 2—3 раза); малая прочность изделий, получаемых без автоклавной обработки; недостаточная воздухо и морозостойкость (например, бесцементные ячеистые бетоны с пониженной объемной массой).

Наиболее перспективными являются бетоны на пористых заполни-, телях. Они обладают достаточной прочностью при относительно малой объемной массе, при их изготовлении расходуется сравнительно немного вяжущего и не требуется автоклавная обработка. Из таких бетонов можно изготавливать крупноразмерные изделия, отличаю¬щиеся сравнительно небольшой усадкой и прочностью свежеотформованных изделий, достаточной для необходимости производить немедленную их распалубку. Из бетонов на пористых заполнителях можно изготовлять практически все элементы зданий сплошные или с пустотами любых сечений, одно- или многослойные (панели наружных и внутренних стен, панели кровли, перекрытий и покрытий и т. п.) с обычной и предварительно напряженной арматурой. Конструкции из легких бетонов должны иметь возможно меньшую объемную массу, а также характеризоваться стабильностью свойств и достаточной ат-мосферостойкостыо. Вместе с тем для одних конструкций решающим является объемная масса, а для других — прочность. Для преобладающего же большинства конструкций требуется определенное наивыгоднейшее сочетание показателей объемной массы и прочности.

По области применения легкие бетоны делят на следующие группы; теплоизоляционные, используемые в качестве изоляции в ограждаю, щих конструкциях отапливаемых зданий, а также изоляции обору., дования и трубопроводов, для которых решающими являются объемная масса и теплопроводность; конструктивно-теплоизоляционные) применяемые в конструкциях, которые одновременно воспринимают определенную нагрузку и выполняют теплозащитные функции и поэтому должны обладать заданными показателями объемной массы, теплопроводности и прочности; конструктивные, предназначенные для изготовления несущих конструкций, и поэтому для них решающее значение имеет прочность.

 

Легкие бетоны и легкобетонные смеси на пористых заполнителях

Легкие бетоны. В зависимости от вида применяемого крупного заполнителя легкие бетоны на пористых заполнителях именуют керам-зитобетоном, шлакобетоном, аглопоритобетоном, туфобетоном и т. д.

По структуре легкие бетоны на пористых заполнителях делят на следующие основные группы: обычные легкие бетоны, изготовляе¬мые из вяжущего, воды, крупного и мелкого заполнителя, межзерновые пустоты которых полностью заполнены раствором; малопесча¬ные легкие бетоны, приготовляемые из вяжущего, воды, крупного й мелкого заполнителя, межзерновые пустоты которых заполнены раст¬вором лишь частично; беспесчаные (крупнопористые) легкие бетоны с расходом вяжущего не более 300 кг/м3, в которых отсутствует мелкий заполнитель; поризованные легкие бетоны, состоящие из вяжущего, кремнеземистого компонента, крупного заполнителя и порообразователя.

По виду применяемого вяжущего легкие бетоны на пористых заполнителях делят на цементные, цементно-известковые и др. НИ Основные физико-механические показатели легких бетонов зависят от многих факторов, важнейшими из которых являются качество заполнителей и их зерновой состав, вид и количество вяжущего \ добавок, содержание воды в смеси, а также способы и режимы их укладки и уплотнения.

Наибольшее влияние на объемную массу и прочность легких бето¬нов оказывает зерновой состав и качество заполнителей (объемная масса и прочность, а также форма и характер поверхности зерен). Крупнопористые бетоны, состоящие ^ преимущественно из пористого щебня или гравия, обладают наименьшей объемной й массой, однако их прочность невелика. С повышением доли мелкого заполнителя прочность бетонов возрастает, но одновременно увеличивается и их объемная масса.

Объемная масса легких бетонов в значительной мере зависит от качества заполнителей. Исследованиями установлено, что объемная масса легких бетонов тем меньше, чем прочнее зерна заполнителя, более округла их форма и ровнее их по¬верхность.

Прочность и объемная масса легких бетонов с увеличением расхода вяжущего возрастают, что объясняется повышением содержания в бетоне более прочного, но в то же время и более тяжелого компонента — Цементного камня. Получение наиболее легкого и экономичного по расходу вяжущего бетона может быть достигнуто при таком зерновом составе заполнителей, который бы обеспечивал получение бетона заданной прочности при наименьшем расходе вяжущего. Как показали исследования, наименьший расход вяжущего имеет место при определенном соотношении между мелкими и крупными фракциями и небольшом количестве средних (1,2—5 мм) фракций заполнителя.

Большое влияние на свойства легкобетонных смесей и бетонов оказывает содержание воды. Как известно, в обычном бетоне при неизменном расходе цемента с увеличением количества воды, как правило, его прочность снижается.

Количество воды, которое при данных параметрах уплотнения печивает наилучшую удобоукладываемость и наибольшую плотность легкобетонной смеси, называют оптимальным. Практически оптимальное количество воды можно устанавливать или непосредственно по прочности бетона или приближенно — по наибольшей объемной массе и выходу бетона. Легкобетонные смеси с оптимальным количеством воды являются наиболее выгодными, так как при заданных условиях уплотнения и определенном расходе вяжущего обеспечивают наибольшую прочность бетона. Легкобетонные смеси с оптимальным количеством воды обладают повышенной жесткостью и применяются при изготовлении изделий с виброуплотнением в горизонтальных формах. В тех случаях, когда по условиям производства требуются подвижные смеси (например, при изготовлении тонкостенных изделий в вертикальных формах), подбирают смеси с заданной подвижностью. Однако последние менее экономичны, так как требуют на 20—30% больше расхода вяжущего.

Немаловажное влияние на прочность бетона оказывает способность пористых заполнителей в процессе приготовления и укладки смеси • поглощать воду, а затем постепенно отдавать ее в твердеющий цементный камень. Это свойство пористых заполнителей, названное проф. М. 3. Симоновым «самовакуумированием», создает благоприятные Условия для твердения цементного камня, что в конечном счете приводит к повышению его плотности и прочности и обеспечивает лучшее сцепление с зернами заполнителя.

Величина объемной массы и прочность бетона зависят также от тщательности перемешивания и степени уплотнения смеси. Тщательное перемешивание смеси обеспечивает лучшую ее однородность, что позволяет уменьшить расход вяжущего.

Как установлено Н. А. Поповым, повышение прочности легкого бетона пропорционально корню квадратному из величины, характеризующей работу уплотнения смеси. При этом наивысший эффект достигается для бетонов, изготовленных из смесей с малой подвижностью и небольшим расходом вяжущего.

Таким образом, в результате тщательного уплотнения смеси достигается значительная экономия вяжущего без снижения прочности бетона. Если учесть, что с повышением плотности укладки зерен увеличивается содержание легкого заполнителя в единице объема смеси, то при изготовлении равнопрочных бетонов интенсивное уплотнение легкобетонных смесей обеспечивает значительное сокращение расхода вяжущего практически без увеличения объемной массы бетона. В некоторых случаях объемная, масса бетона даже уменьшается .

Легкобетонные смеси. По сравнению с обычными (тяжелыми) бетонными смесями легкобетонные смеси обладают рядом особенностей, связанных главным образом со своеобразным строением и свойствами пористых заполнителей. В отличие от обычных смесей, на удобоукладываемость легкобетонных, смесей, помимо величины сил трения между отдельными компонентами, существенное влияние оказывает объемная масса смеси, которая в зависимости от вида, свойств и количества легких заполнителей может колебеться в значительных пределах. Удобоукладываемость легкобетонных смесей улучшается не только с уменьшением сил трения, но и при увеличении объемной массы смеси.

Повышение подвижности легкобетонных смесей можно обеспечить введением гидрофобизующих добавок (например, мылонафта). При этом влияние таких добавок на подвижность смесей сказывается тем сильнее, чем меньше в них вяжущего и песка. Гидрофильные вещества (например, сульфитно-дрожжевая бражка) подвижность лег¬кобетонных смесей практически не изменяют.

Неправильная форма и шероховатая поверхность зерен большинства пористых заполнителей приводит к резкому увеличению сил трения между ними, благодаря чему легкобетонные смеси при оптимальных расходах воды относятся в большинстве случаев к жестким смесям. Легкобетонные смеси на пористом гравии (например, ке¬рамзите) с меньшей наружной' поверхностью зерен по сравнению со смесями на пористом щебне отличаются повышенной удобоукладываемостью.

Кроме того, пористый щебень и песок из-за сильно развитой по-рхности и неправильной формы зерен обладают увеличенным объемом межзерновых пустот, для заполнения которых требуется в 1,5—2 раза больше цементного теста, чем в обычных бетонах с тяжелым заполнителем.

В зависимости от удобоукладываемости легкобетонные смеси делят на жесткие с показателем жесткости более 15 с, малоподвижные с ОК, 0,5—2 см и подвижные с ОК более 2 см.

 

Материалы для производства легких бетонов на пористых заполнителях

В качестве вяжущего для легких бетонов применяют все виды нтов и другие вяжущие не ниже М 300. Желательно использовать высокоактивные вяжущие, расход которых на 1 м3 бетона будет меньше, чем малоактивных вяжущих. Цементный камень в легких бетонах является самой тяжелой частью их, и, сокращение расхода цемента и ведет к снижению объемной массы бетона. Исходя из необходимости получения бетонной смеси требуемого качества, минимальные расходы вяжущего на 1 м3 легких бетонов должны быть не меньше величин, приведенных в табл. 7.

В случае применения высокоактивных цементов, когда требуемая прочность бетона может быть достигнута при малых расходах вяжущего, для увеличения количества цементного теста в бетонную смесь необходимо вводить тонкомолотые добавки. В бетоны низких марок с малым расходом вяжущего (а иногда и с недостаточным расходом мелких фракций заполнителя), характеризующихся низкой удобоукладываемостью, желательно вводить гидрофобизирующие поверхностно-активные добавки (мылонафт и др.).

Для приготовления легких бетонов используют природные и искусственные пористые заполнители. В зависимости от формы и характера поверхности пористые заполнители делят на щебень, состоящий из кусков неправильной формы с открытыми порами на поверхности, и гравий, представляющий собой смесь зерен округлой формы с гладкой и оплавленной поверхностью. Применяют крупный заполнитель (щебень и гравий), состоящий из зерен 5—40 мм (с зернами более 40 мм заполнитель из-за малой его прочности использовать не рекомендуется), Крупный пористый песок с размерами зерен 1,2—5 мм и мелкий пористый песок с размерами зерен менее 1,2 мм.

В зависимости от насыпной объемной массы (кг/м3) в сухом состоянии пористые заполнители делят на марки от 100 до 1200. Наиболее легкие заполнители применяют для теплоизоляционных бетонов, 1 более тяжелые — для конструктивно-теплоизоляционных и конструктивных бетонов. Для конструктивных бетонов допускается частичная или полная замена пористого песка тяжелым песком.

Для легких бетонов используют природные пористые горные породы вулканического и осадочного происхождения. Наибольшее применение из пористых горных пород вулканического происхождения получили следующие их виды.

Пемза образовалась в результате быстрого остывания насыщенной газами лавы и поэтому характеризуется губчатым строением. Ветречаются пемзы с крупнопористой и мелкопористой структурой. Круп нозернистые пемзы обеспечивают получение конструктивно-теплоизоляционных бетонов с объемной массой в высушенном состоянии 500—1200 кг/м3 и прочностью 0,1—7,5 МПа (10—75 кГ/см2). Мелкопористую пемзу, как более тяжелый заполнитель, применяют для конструктивных бетонов с объемной массой 1500—1800 кг/м3 и прочностью ' 7,5—40 МПа (75—400 кГ/см2).

Вулканические шлаки относятся к излившимся обломочным породам. В зависимости от условий залегания встречаются вулканические шлаки с различной объемной массой исходной горной породы. Лег¬кие вулканические шлаки применяют для конструктивно-теплоизоля¬ционных бетонов объемной массой в сухом состоянии 600—1400 кг/м3 и прочностью 1—10 МПа (10—100 кГ/см2), а более тяжелые — для I конструктивных бетонов с объемной массой 1600—1800 кг/м3 и прочностью 10—20 МПа (100—200 кГ/см2).

Вулканические туфы, получившиеся в процессе уплотнения вулка¬нического пепла, и туфовые лавы, образовавшиеся в результате попа- ! Дания вулканического пепла и песка в расплавленную лаву до ее остывания, в зависимости от условий образования характеризуются различным количеством и величиной пор. Крупнопористые вулканические туфы и туфовые лавы с прочностью при сжатии менее 10—-15 МПа (100—150 кГ/см2) используют в конструктивно-теплоизоляционных и конструктивных бетонах прочностью 5—20 МПа (50— 200 кГ/см2) с объёмной массой 1300—1800 кг/м3, а более плотные породы — для конструктивных бетонов прочностью до 40 МПа (400 кГ/см2) с объемной массой 1600—1800 кг/м3.

Из осадочных пород чаще всего используют пористые известняки и известковые туфы, состоящие в основном из углекислого кальция с объемной массой исходной породы от 1200—1300 кг/м3 до 1600— 1900 кг/м3 с прочностью при сжатии 1—20 МПа (10—20 кГ/см2). Известковые туфы и ракушечники используют для конструктивно-теплоизоляционных и конструктивных бетонов объемной массой в су¬хом состоянии 1400—1800 кг/м3 и прочностью от 3,5 до 20 МПа (35—200 кГ/см2).

Искусственные пористые заполнители делят на две группы: отходы промышленности и специально изготавливаемые заполнители.

К отходам промышленности относятся:
топливные шлаки, представляющие собой продукты сжигания кускового угля в промышленных и других топках. Шлаки являются наиболее дешевыми заполнителями, но в большинстве из них содержится значительное количество частиц несгоревщего угля, извести, растворителей и других примесей, вредно влияющих на атмосферостойкость она (морозостойкость и др.).

Из-за колебаний химического состава шлакового расплава и изменения условий его охлаждения в отвалах завода структура и свойства образуются шлаков могут колебаться в значительных пределах. В качестве заполнителей используют "не распадающиеся со временем чаще сего из-за полиморфных превращений C2S при медленном охлаждении шлаки с насыпной объемной массой не более 1000 кг/м3 и объемной массой в куске не более 1700 кг/м3. Так как бетоны с заполнителями из пористых доменных шлаков обладают повышенной объемной массой и теплопроводностью, их применяют главным образом для конструктивных бетонов.

Из специально изготавливаемых пористых заполнителей наибольшее распространение получили:
керамзит и его разновидности (шунгезит и др.) — искусственный гравий и песок ячеистого строения с оплавленной поверхностью зерен. Керамзит всех видов изготавливают из хорошо вспучивающихся легкоплавких глинистых пород (пластичных тонкодисперсных глин, глинистых сланцев) путем ускоренного их обжига во вращающихся печах, а песок — в «кипящем слое». В результате термической обработки при температуре 1100—1300° С керамзит не имеет в своем составе вредных для цемента примесей; морозоустойчив, огнестоек и, обладая оплавленной поверхностью зерен с высокоразвитой системой преимущественно закрытых пор, отличается небольшой объемной массой и теплопроводностью при сравнительно высокой прочности зерен;
шлаковая пемза — пористый материал, получаемый вспучиванием расплавов металлургических шлаков путем их быстрого искусственного охлаждения;
аглопорит — материал, получаемый спеканием топливных шлаков и зол, а также углесодержащих шахтных и других глинистых пород на решетках агломерационных машин;
перлит — пористый сыпучий материал, образующийся в процессе обжига при температуре 900—1000° С дробленых водосодержащих вулканических стекол (перлитов, обсидианов, витрофиров и т. п.). При нагревании исходная порода интенсивно вспучивается с увеличением объема в 5—10 раз, образуя легковесный заполнитель с насыпной массой 50—300 кг/м3, характеризуемый хорошими теплоизоляционными качествами. Из-за невысокой прочности получаемых бетонов перлиты используют главным образом для теплоизоляционных бетонов.

 

Подбор состава легких бетонов на пористых заполнителях

Сложность подбора состава легких бетонов состоит в необходимости получения при минимальном расходе вяжущего, кроме требуемой прочности, также наименьшей объемной массы, а иногда и коэффициента теплопроводности бетона.

Подбор состава смеси для легкого бетона существенно отличается от подбора состава обычной бетонной смеси, что связано с рядом характерных особенностей легких бетонов (табл. 9).

При использовании пористых заполнителей задача подбора состава бетона усложняется еще и тем, что трудно установить истинное водоЦементное отношение и определить требуемую удобоукладываемость смеси. Кроме того, вследствие небольшой массы и обычно угловатой формы зерен заполнителя, а также развитого характера их поверхности и большого внутреннего трения при укладке смеси для легкого бетона компактность составляющих, как правило, достигается при большой работе уплотнения.

Подбор состава легкобетонной смеси с оптимальным расходом воды. Наибольший допустимый размер зерен крупного заполнителя выбирают в зависимости от размеров конструкции и расположения арматурных стержней. Кроме того, при выборе предельной крупности пористых заполнителей необходимо учитывать, что с ее уменьшением повышается подвижность и связность бетонной смеси, а ее увеличение приводит к снижению объемной массы бетона. В большинстве случаев крупность пористого щебня принимается не более 20 мм, а пористого гравия — 40 мм.

Для определения зернового состава пористых заполнителей, обеспечивающего получение бетона заданной объемной массы и прочности при наименьшем расходе вяжущего, используют следующие способы:

1. а) исходя из заданной объемной массы сухого бетона и принятого расхода цемента, определяют требуемое количество заполнителей (кг/ма) по формуле 3 (Тоб.б-1.(9)

гДе 7об. б — требуемая объемная масса сухого бетона, кг/м3; Ц— расход цемента, кг/м3;

б) в зависимости от вида и назначения бетона выбирают ориентировочные зерновые составы заполнителей по таблицам или графикам нормативных документов (см. рис. 5);

2. Подбирают несколько составов бетонов, в которых зерновые заполнителей отличаются различным содержанием песчаных в смеси заполнителей. Как минимум, проверяют три состава, состав, в котором отсутствует мелкий заполнитель, получение бетона с наименьшей объемной массой, но требует наибольшего расхода вяжущего. Другие два состава с содержанием песчаных фракций в смеси заполнителей 30 и 60% находятся в области меньших расходов вяжущего, но по сравнению с первым составом при¬водят к повышению объемной массы бетона. В целях повышения точности определения зернового состава заполнителей испытывают промежуточные составы с содержанием песчаных фракций в смеси заполнителей 15 и 45%. Для каждого зернового состава заполнителя изложенными ниже методами назначают расход вяжущего и воды.

По результатам испытаний бетонов с различным зерновым составом и расходом вяжущего строят кривые зависимости объемной массы бетона и расхода цемента от зернового состава заполнителей (см. рис. 4). По второй кривой устанавливают зерновой состав, при котором данный заполнитель обеспечивает получение наиболее прочного бетона с наименьшим расходом вяжущего, а по первой кривой находят, какую объемную массу будет иметь бетон при этом зерновом составе. Если же объемная масса бетона окажется больше требуемой, то по первой кривой выявляют точку, соответствующую заданной объемной массе, а по второй — необходимый зерновой состав заполнителей для этой точки. Выявленный таким образом зерновой состав заполнителей обеспечит получение бетона с заданной объемной массой и прочностью при наименьшем расходе вяжущего. Если кривая объемной массы располагается выше ординаты с заданной объемной массой, то на данном заполнителе не может быть получен бетон требуемой объемной массы и прочности.

3. Расход вяжущего и добавок для опытных замесов при подборе состава бетона с определенной прочностью и объемной массой устанавливают по таблицам нормативных документов с учетом поправочных коэффициентов, отражающих влияние марки цемента и заполнителей, вВДа и количества тонкомолотых и поверхностно-активных добавок и Других факторов, а затем уточняют его опытным путем, изготавливая бетоны с пониженным на 25% и повышенным на 35% расходом вяжу-Щего.

При необходимости подбора состава бетона различного вида и назначения с отличными прочностью и объемной массой для каждого из принятых зерновых составов заполнителей назначают по 3—5 рас¬ходов вяжущего в пределах от минимально допустимого количества, определяемого по табл. 6, до наибольшего (400—450 кг на 1 м3 уплот¬ненной бетонной смеси)..

4. Оптимальный расход воды для бетона с выбранными зерновым составом и расходом вяжущего находят путем изготовления 3—5 серий бетонных образцов с различным расходом воды.

Первый (исходный) расход воды устанавливают по таблицам нормативных документов или опытным путем. При опытном определении готовят смесь, которая комкуется при сжатии в руке, не прилипая к ней, и имеет характерный блеск. Кроме того, приготавливают за¬месы с большим и меньшим на 10—20%, чем в первом замесе, содержа¬нием воды. Изготовив из всех замесов образцы, определяют объемную массу уложенной смеси и коэффициент выхода бетона или после пропаривания устанавливают объемную массу и прочность бетона.

Построив графики зависимости коэффициентов выхода или прочности бетона от расхода воды (см. рис. 6), для каждого расхода вяжущего находят оптимальное содержание воды по наименьшему коэффициенту выхода или наибольшей прочности бетона.

Для уменьшения количества изготавливаемых образцов определение оптимального водосодержания производят только при наибольшем и наименьшем расходах вяжущего, а при других расходах Ц* оптимальное количество воды В* (л или см3 на 1 м3 бетона) рассчитывают по формуле

где Вх — оптимальный расход воды на 1 м3 бетона (или на замес) при меньшем расходе цемента Цъ л или см3; В2 — оптимальный расход воды на 1 м3 бетона (или замес) при большем расходе цемента Ц2, л или см3.

Определив оптимальные зерновые составы заполнителей и содержание воды при различных расходах вяжущего, устанавливают зависимость прочности бетона от расхода вяжущего, для чего строят график (см. рис. 3), по оси абсцисс которого откладывают расходы вяжущего в кг на 1 м3 бетона, а по оси ординат — предел прочности бетонных образцов при сжатии для каждого из расходов цемента с оптимальным расходом воды. По графику определяют требуемый расход цемента для получения бетона заданной прочности при данных условиях уплотнения и твердения. Расход воды на 1 м3 бетона заданной прочности определяют путем построения кривой зависимости оптимального расхода воды от расхода вяжущего или расчетным путем по вышеприведенной формуле.

Назначение производственных составов бетонных смесей производят путем корректировки подобранных в лаборатории составов, для чего в последние вносят поправки, учитывающие разницу в степени дробления и истирания заполнителей при перемешивании смеси в лабораторном и производственном смесителях. Уточненный расход компонентов на 1 м3 бетона устанавливают по выходу бетона.

Особенности подбора легкобетонных смесей с заданной подвижностью. Подбор состава легкобетонных смесей с требуемой подвижностью и определение предельной крупности заполнителей осущестляют тем же методом и в той же последовательности, что и примесей с оптимальным расходом воды. Однако с уменьшением крупности заполнителей увеличивается подвижность.

Зерновой состав заполнителей назначают теми же способами, что при подборе бетона с оптимальным расходом воды. Если при выбранном по графикам зерновом составе заполнителей и требуемой подвижности смесь расслаивается или же требуется больший расход вяжущего для получения бетона заданной прочности, то принимают следующие меры: в смеси заполнителей увеличивают содержание песчаных фракций, в основном мелких, размером до 1,2 мм; уменьшают предельную крупность заполнителя до 10 мм. Если же даже при очень большом расходе вяжущих и песка не достигается заданная подвижность смеси, в нее вводят микропенообразующие добавки (легкие бетоны с поризованным раствором).

Подвижные смеси на ряде пористых заполнителей (например, шлаковой пемзе) практически можно получить только при введении микро-пенообразующих добавок.

Расход воды для получения требуемой подвижности смеси подбирают опытным путем отдельно для каждого зернового состава данного заполнителя и количества вяжущего.

Расход вяжущего, обеспечивающего получение бетона требуемой прочности при заданной подвижности бетонной смеси, а также расход воды и заполнителей на 1 м3 бетона, определяют таким же путем, как и при подборе составов легких бетонов с оптимальным расходом воды.

Классификация, свойства и применение цементных и силикатных ячеистых бетонов

Ячеистые бетоны делят:

по объемной массе и прочности — на теплоизоляционные с уо6 = 300—500 кг/м3 и RCM = 0,4—2 МПа (4—20 кГ/см2), конструктивно-теплоизоляционные 7об = 500—900 кг/м3 и RcyK = 2,5—7,5 МПа (25—75 кГ/см2) и конструктивные — уоб = 900—1200 кг/м3 и RCM = = 7,5—15 МПа (75—150 кГ/см2);
по виду применяемого вяжущего — на цементные (пенобетон, газобетон и др.), получаемые с использованием портландцемента, цементно-известкового и известково-нефелинового вяжущего; силикатные (газосиликатные и пеносиликатные бетоны), изготавливаемые на известково-кремнеземистом вяжущем, и ячеистые шлакобетоны (газо-Шлакобетоны и пеношлакобетоны), изготавливаемые на молотых доменных шлаках с активизирующими добавками (известь и гипс);
по виду заполнителя — на частично или полностью молотом песке и Других кремнеземистых материалах (пенобетон, газобетон и др.), а также на золе (пенозолобетон, пенозолосиликатный бетон, газолосиликатный бетон и др.);
по способу твердения — на автоклавные и неавтоклавные;
по способу образования пор — на основе предварительно приготовленной пены (цементный пенобетон, пенозолосиликатный бетон и др.) и на основе газа, выделяющегося из раствора (газобетон, газозоло-силикатный бетон и др.).

Армированные ячеистые силикатные и цементные бетоны называют армопенобетоном, армогазосиликатобетоном и т. д.

Технология изделий из цементных и силикатных газобетонов имеет ряд преимуществ перед технологией деталей из пенобетонов: 1) за счет выделения тепла при химическом взаимодействии газообразователей с вяжущим, а также применения горячей воды для затворения температура ячеистой смеси к моменту окончания вспучивания дости¬гает 40° С, в результате чего она быстрее схватывается. Это позволяет уменьшить выдержку перед тепловлажностной обработкой с 8—12 ч, принятой для пенобетона, до 4 ч; 2) повышенная температура отформованных изделий уменьшает вероятность образования трещин при изготовлении крупных конструкций; 3) из-за отсутствия процесса по приготовлению пенообразователя и взбиванию пены упрощается технология.

В производстве армированных конструкций из ячеистого бетона для предотвращения коррозии арматуры ее покрывают защитными обмазками (цементно-битумными и др.) и применяют специальные добавки-пассиваторы (водный раствор нитрита натрия и др.).

Ячеистые бетоны, особенно при использовании тонкомолотых металлургических шлаков, обладают повышенной теплостойкостью.

Цементные и силикатные ячеистые бетоны с объемной массой до 1000 кг/м3 можно пилить, сверлить и фрезеровать. В них легко забиваются и хорошо удерживаются гвозди.

Требования, предъявляемые к материалам для ячеистых бетонов

Для изготовления ячеистых бетонов используют вяжущие, тонкодисперсный кремнеземистый компонент, заполнители, порообразователи, добавки-регуляторы процессов схватывания и твердения вяжущих, антикоррозионные обмазки и добавки, арматурную сталь, воду, материалы для защитно-отделочных покрытий арматуры и смазки форм.

В качестве вяжущих для ячеистых бетонов применяют все разновидности портландцемента и нефелиновый цемент, сланцевую золу, молотую известь-кипелку, а также шлаковые вяжущие. Наиболее эффективным цементом для изготовления ячеистых бетонов является низко- и среднеалюминатный портландцемент, содержащий в клинере не более 6% трехкальциевого алюмината. Удельная поверхность Цемента, определяемого на приборе ПСХ-2, должна быть для кон¬структивного и конструктивно-теплоизоляционного ячеистого бетона 2500—3000 см2/г, а для теплоизоляционного— 3000—4000 см2/г.

Поскольку прочность ячеистых бетонов и особенно бетонов неавтоклавного твердения зависит от активности вяжущего, для их производства рекомендуется использовать цементы не менее М 400. Использование высокоактивных вяжущих требуется также и для получения необходимой стойкости ячеистой массы перед ее тепловлажностной обработкой.

Вяжущие для производства ячеистых бетонов должны иметь нормируемые сроки схватывания. При недостаточно быстром схватывании в результате толчков, сотрясений, а также под воздействием собственной массы вышележащих слоев может произойти разрушение ячеистой структуры и появление трещин на верхней поверхности изделий. Начало схватывания цементов, используемых в производстве ячеистых бетонов, должно наступать не позднее 2 ч, а конец — не позднее 6 ч.

Для отделочных слоев разрешается применять белый и цветные портландцемента, отвечающие требованиям стандартов.

В качестве вяжущего в ячеистых бетонах экономически выгодно использовать нефелиновый цемент, обладающий равномерностью изменения объема "с суммарным содержанием щелочей (К2О + Na2O) не более 2%, удельной поверхностью 3000—3500 см2/г и сроками схватывания: начало— 0,5—1,5 ч и конец— не позднее 6 ч после его затвердения. Такой цемент из нефелинового шлама рекомендуется приготавливать с добавками 10—15% извести или 20% портландцементного клинкера, а также 5% гипсового камня.

В производстве цементных и силикатных ячеистых бетонов для приготовления известково-кремнеземистого вяжущего применяют так¬же молотую негашеную известь со скоростью гашения 5—25 мин. Гашеную известь в виде теста или пушонки из-за большой осадки ячеистой смеси и малой прочности получаемого материала рекомендуется использовать только для отделочных растворов. Известь кипелка должна отвечать требованиям стандарта и содержать активных СаО + MgO не менее 70% и «пережога» — не более 2%. Молотую, известь заготавливают не более чем на 3—5-дневную потребность производства.

Для автоклавных ячеистых бетонов можно применять шлаковые вяжущие, получаемые путем измельчения 12—15% портландцемента или негашеной извести, 3—5% гипса или гипсового камня и 80—85% гранулированных основных и нейтральных доменных шлаков, с моду¬лем активности не менее 0,2 и модулем основности 1,0, а также кислых шлаков с этими показателями соответственно не менее 0,4 и 0,9. Содер¬жание закиси марганца (МпО) в шлаках не должно превышать 4%, а содержание сульфатной серы— 5%.

Следует использовать свежеизготовленные шлаки без посторонних примесей и влажностью не более 15%. Шлаковое вяжущее должно иметь начало схватывания не позднее 1 ч и конец — 3 ч, удельную поверхность — не менее 4000 см2/г и температуру гашения — более 40° С.

В качестве вяжущего используют также сланцевую пылевидную золу от сжигания горючего сланца с удельной поверхностью 2500— 3000 см2/г, содержащую не менее 35% окислов кальция (в том числе 15—25% свободной СаО) и не менее 20—30% SiO2. Количество вред¬ных примесей SO3 в золе не должно быть более 6%, а щелочей (К2О + Na2O) —3%.

Большое влияние на качество ячеистых бетонов оказывают хими-ский состав, дисперсность и характер поверхности частиц кремне-чемиСТ0Г0 компонента, а также содержание в нем различных примесей. M больше содержится в кремнеземистом компоненте кремнезема, больше суммарная поверхность и шероховатость его зерен, тем полнее происходит химическое взаимодействие кремнезема с вяжущим или ггродуктами ег0 ГИдратации при температуре более 100° С и тем выше прочность бетона.

При прочих равных условиях прочность ячеистого бетона значительно возрастает с повышением Дисперсности частиц кремнеземистого компонента, т. е. с увеличением их суммарной поверхности. Еще более интенсивно этот процесс протекает на свежеобнаженных частицах, образующихся при их помоле. Большое влияние дисперсность крем¬неземистого компонента оказывает на стойкость ячеистой массы. С уменьшением размера частиц и их массы обеспечиваются более бла¬гоприятные условия для образования ячеистой смеси с равномерно распределенными воздушными порами и уменьшается опасность осе¬дания смеси и нарушения ее структуры.

Качество ячеистого бетона зависит также от содержания в кремнеземистом компоненте примесей глины, слюды, а также сернистых и органических соединений. Примеси глины и ила, обладающие повышенным водопоглощением, могут вызвать появление трещин на поверхности изделий.

Большое содержание в кремнеземистом компоненте сернистых и органических соединений, а также окислов щелочноземельных металлов (К2О, Na2O), содержащихся в слюде и полевом шпате, препятствует нормальному течению процессов твердения вяжущих и взаимодействию их с частицами кремнеземистого компонента.

В качестве кремнеземистого компонента в ячеистых бетонах применяют:
1. Природные кварцевые пески с содержанием кремнезема не менее 90%, полностью или частично молотые и только в отдельных случаях — тонко дисперсные немолотые. В немолотом песке допускается: слю-ды—не более 0,5%, глины и ила :—не более 3%, если глинистые частицы представлены минералами с устойчивой кристаллической решеткой (типа каолинита), и не более 1%, если они содержат минералы с расширяющейся кристаллической решеткой (типа монтмориллонита).
2. Зола ТЭЦ и ГРЭС. Наиболее целесообразным является исползование золы-уноса, так как зола из отвалов гидрозолоудаления неоднородна по химическому и зерновому составу. Зола-унос от сжигания бурых и каменных углей с удельной поверхностью 3000—5000 см2/г Должна содержать не менее 50% стекловидных и оплавленных ча-:тиц; п. п. п. для золы бурых углей — не более 3% и для золы казенных, углей — 5%, набухание в воде — не более 5%. Лепешки из Чементно-зольного раствора состава 1 : 3 должны выдерживать стандартные испытания (ГОСТ 310—60) на равномерность изменения объема. При неудовлетворительном зерновом составе золы в первую °Чередь производят отсев крупных частиц. Если этого оказывается недостаточно, то прибегают к ее помолу. Золу-унос рекомендует использовать в качестве кремнеземистого компонента в безавтоклав¬ных бетонах.
3. Маршаллит — рыхлый природный материал с объемной массой в сухом состоянии 1100 кг/м3, содержащий свыше 85% кремнезема в виде мелкозернистого кварца. В маршаллите имеется около 60% частиц размером меньше 0,01 мм и около 25% — размером 0,02—, 0,06 мм. Содержание в маршаллите до 2% (от массы бетона) соедине¬ний мышьяка не только не оказывает вредного влияния на качест¬во бетона, но и ускоряет его твердение и повышает атмосферостой-кость.
4. Трепел — тонкодисперсная порода осадочного происхождения, содержащая свыше 75% аморфного кремнезема с размерами зерен 0,002—0,005 мм.

В производстве крупноразмерных изделий, главным образом из безавтоклавного ячеистого бетона, в его состав вводят те же искусст¬венные и естественные пористые заполнители фракции 5—10 мм, что и при изготовлении легких бетонов, а также карбонатные заполнители с содержанием углекислого кальция и магния не менее 90%. Объемная масса заполнителя в куске не должна превышать заданную объемную массу бетона более чем на 25%, а коэффициент температурного расширения должен быть близок к такому же показателю для ячеистого бетона.

Образование пор в ячеистых бетонах производят двумя способами: смешиванием раствора с заранее приготовленной пеной или введением в него газообразующих веществ.

Наибольшее распространение в качестве газообразователя в СССР и за рубежом получила алюминиевая пудра ПАК-3 и ПАК-4 с содержанием металлического алюминия в количестве 87—92% и тонкостью помола 5000—6000 смг/г.

Для получения стойкой пены используют следующие пенообразователи: клееканифольный, приготавливаемый из костного или мездрового клея, сосновой канифоли и технического едкого натра; смоло-сапониновый, сырьем для которого служит мыльный корень; алюмо-сульфонафтеновый, для приготовления которого применяют керосиновый контакт Петрова, едкий натр и сернокислый глинозем; ГК, изготавливаемый из гидролизованной крови животных и сернокислого закисного железа. Все материалы для приготовления пенообразователей должны отвечать требованиям соответствующих стандартов. Допускается применение и других пенообразователей, если пена и приготовленный на ней цементный и силикатный ячеистый бетон удовлетворяют требованиям технических условий.