Что такое легкий бетон: Страница не найдена — stroitel list - Стройматериалы в Иркутске

Легкий бетон что это такое и его состав

Легкий бетон — свойства, состав, преимущества и применение в строительстве.

В предыдущей статье:

Стеновые блоки для строительства дома

Для нашей страны коттеджное строительство нельзя называть исконным. Эта строительная тенденция, скорее, относится к западным веяниям, однако данный факт не мешает ему с каждым годом приобретать все большую популярность.

Во многих российских регионах возводятся не просто отдельные коттеджи, а целые коттеджные поселки, характеризующиеся полноценной и современной коммунальной организацией. Это свидетельствует о том, что современное общество становится все более самостоятельным и уединенным. Кроме того, люди стремятся жить не в городе, а на природе, вдали от всей этой суматохи и плохой экологии. Ну а из чего же еще строить загородные дома, как не из такого экологически чистого и технологичного материала, как легкий бетон на пористых заполнителях? Именно о нем мы и поговорим ниже.

Что собой представляют легкие бетонные растворы?

По распространенному мнению, бетон – это нечто тяжелое, массивное и чрезвычайно неудобное. Но легкие его разновидности, напротив, характеризуются удобством использования и легкостью структуры. Материал обладает всеми необходимыми характеристиками и качествами, наравне с обычными и тяжелыми марками. В состав легких ячеистых бетонных растворов входит цемент и мраморный песок. Ну а за облегчение материала отвечают определенные микросферы фракций и заполнители псфб, которые при правильном подборе обеспечивают ему пористость.

Сфера применения легких бетонных растворов

Бетонные растворы легких марок используются при изготовлении разных декоративных элементов, в том числе карнизов, пилястр, колонн, дверных и оконных обрамлений, декоративных панно и других подобных составляющих зданий и сооружений. Кроме того, стройматериал может использоваться для реставрационных работ, особенно в том случае, если здание нельзя подвергать лишним нагрузкам.

Активно используется в рамках технологической схемы производства для изготовления плит для стен, стяжек, стеновых панелей.

Преимущества легкого бетона

Находящийся на пике популярности, этот стройматериал позволяет решить все архитектурные вопросы в самых разных уголках нашей страны. Использование бетонного раствора, относящегося к легким маркам, позволяет составлять самые вычурные и сложные проекты, предусматривающие использование дополнительных материалов на свой вкус. Еще одним преимуществом является возможность резко сократить сроки строительства, а если вы обладаете некоторым опытом, то сможете сделать всю работу своими руками.

Результатом ваших трудов будет надежное и пожаробезопасное строение с низким коэффициентом теплопроводности и со всеми коммуникациями. Бетонные растворы легких видов используются для внешней и внутренней отделки. И если для западных стран этот материал является вполне привычным, то для России он считается удобной и выгодной новинкой. Чем еще хороши легкие бетоны на пористых заполнителях, так это своей пластичностью, которая позволяет возвести жилое или нежилое здание любой архитектурной направленности.

Итак, давайте объединим все преимущества и полезные свойства в один список:

— Экологически чистый, безопасный материал, который не пылится. — Легкий материал (легче гипса в 1,4 раза, и легче бетонного раствора обычных марок в 2,5 раза). — Пластичный материал, подходящий для производства любой основы декоративного характера. — Легкий бетонный раствор не является водопоглотителем, вследствие чего вполне может быть использовать в помещениях с высоким уровнем влажности (сауны, бани, ванные комнаты). — Обладает огнеупорностью, вследствие чего может использоваться для внешней и внутренней огнезащиты здания или сооружения.

— Материал можно купить по одной цене с гипсом, но при этом он характеризуется большей пластичностью и удобством, как в эксплуатации, так и при проведении расчетов.

Выводы

Как вы уже поняли, Высокопрочный легкий бетон представляет собой уникальный стройматериал, не имеющий аналогов на современном строительном рынке. Он подходит под все современные требования ГОСТ 25820 2000, в том числе по плотности, удобству использования, легкоукладываемости и т.

д. Материал может использоваться как профессионалами, так и любителями, при условии изучения вопроса, как сделать ту или иную бетонную конструкцию. В кратчайшие сроки и без особых затрат можно оформить фасад здания, без применения какой-либо особой строительной техники. Постоянная практика современных строителей еще раз доказывает целесообразность применения бетона легких марок.

Как определить, какой бетон вам нужен?

domisad.org

Легкий бетон

Название легкий бетон говорит само за себя. Эти составы отличаются малым весом. Это дает возможность сэкономить на транспортировке, монтаже, материале фундамента и теплоизоляции.

К легким относят изделия, плотность которых находится в пределах от 1500 до 1800 кг/м3. Менее плотные составы относятся к особо легким.

Облегчить массу изделия можно несколькими способами. Все они нашли свое применение в строительстве. В статье мы расскажем об основных технологиях облегчения бетона. Ведь такой материал можно сделать даже в условиях строительной площадки.

Состав легкого бетона

Рассматриваемый материал готовится из тех же компонентов, что и обычный раствор. Главным отличием является заполнитель. Зачастую в таких материалах в качестве заполнителя применяются:

шарики пенопласта;
керамзит;
мелкие стеклянные шарики, заполненные воздухом;
шлак.

Для формирования бетона используется керамзит фракции от 2,5 до 10 мм. Он имеет большую плотность, чем у более крупных гранул.

Используемая марка бетона 200 или 300. В качестве мелкого заполнителя используется кварцевый песок. Его массовая доля такая же как в обычном бетоне.

Для придания легкому бетону морозоустойчивости в его состав вводятся специальные добавки. С их применением стоит быть аккуратными. Такие вещества влияют на прочность готового изделия, понижая ее.

Снижение веса материала также достигается вспениванием. Такой вариант повышает теплотехнические свойства. Проблема заключается в увеличении гигроскопичности изделия.

Панели из легкого бетона

Изготовление такого вида конструкций может быть заводским или самостоятельным. Для формирования панелей нужна опалубка. Ее можно изготовить из:

дерева;
металла;
пластмассы;
гофрированного профиля.

Изготовление плит из легкого бетона в условиях площадки потребует наличия бетономешалки. Она нужна для равномерного распределения заполнителя в смеси.

Если готовый раствор будет доставляться на площадку нужно проследить за тщательным перемешиванием. Ведь при плохой дороге и жесткой подвеске авто, смесь может расслоиться, а это повлияет на качество плиты.

Фракцию и вид заполнителя стоит выбирать в зависимости от толщины элемента. Важную роль играет частота армирования. Заполнитель не должен мешать расположению арматурного каркаса.

Опалубка из гофрированного металлопрофиля не является съемной. Она служит для дополнительной прочности панели. Листом можно заменить конструктивную арматуру.

Свойства и применение легких бетонов

Применение данного материала проистекает из его свойств. В основном такие бетоны используются при ремонте зданий. Вместе с хорошей адгезией раствор имеет малый вес. Это хорошо сказывается на проведении работ со значительной потерей несущей способности.

Легкий бетон применяется при изготовлении декоративных элементов зданий. Ими могут быть:

пилястры;
капители;
обрамления оконных и дверных проемов.

Его используют для замены гипса в интерьерных и экстерьерных настенных панно. Перила балконов и террас изготовляют из этого материала.

Повышенные теплотехнические качества способствуют изготовлению из облегченного бетона ограждающих элементов:

Благодаря легкости материала можно возводить здания в несколько этажей на столбчатом фундаменте. К тому же экономятся средства на утепление конструкции.

Положительные свойства возвели легкий бетон в ранг одного из самых применяемых материалов.

Благодаря ему увеличилось количество быстровозводимых построек. Ведь пазогребневая система, применяемая в ячеистых блоках, работает как конструктор лего.

(Пока оценок нет) Загрузка…

Что такое легкий бетон, его состав | Русский дом, построй и живи в нем!

У большинства людей бетон ассоциируется с очень томным материалом. Он не всегда комфортен в использовании, и имеет плотную структуру. С легкими бетонами дело обстоит совершенно по другому.

В наше время легкий бетон стал прогрессивным материалом в строительстве. Его нередко употребляет при постройке конструкций различного предназначения. Свойства бетона дают возможность улучшить акустические характеристики строений и оказывают влияние на теплотехнические. А еще значительно уменьшить их вес и в конечном итоге воздействовать на конечную цена. Применение таких материалов в особенности животрепещуще при строительстве домов в районах с опасностью землетрясений, где применение томных бетонов неприемлимо.

Легкий бетон в главном употребляют для строения утепляющих и несущих конструкций, также для сотворения частей декора. Таковой стройматериал помогает понизить нагрузку на фундамент, уменьшить издержки на рабочую силу и уменьшить расходы на транспортировку. Поглядеть о строительстве дома из легкого бетона можно по ссылке

Принципиально! Этот материал имеет красивые теплозащитные характеристики, также как кирпич, но цена бетона при всем этом ниже. К тому же он гидростойкий, морозоустойчивый и очень плотный.

Какие бывают легкие бетоны?

Высококачественный бетон всегда должен соответствовать муниципальному эталону. Структура материала в согласовании с ГОСТ 25192 может быть различной:

плотной. Обычный легкий бетон состоит из маленького и большого заполнителя, вяжущего компонента и обычный воды. Этой разновидности материалов характерно полное наполнение пустоты меж зернышек веществом. Количество воздуха, находящегося снутри этой консистенции не превосходит 6 процентов;
крупнопористой. В таком бетоне вяжущий компонент стопроцентно оплетает зерна заполнителя. Воздух занимает в этом материале четверть объема. Чтоб обеспечить лучшую теплозащиту для помещения из крупнопористого бетона, нужно будет отштукатурить стенки с 2-ух сторон;
ячеистой либо поризированной. Этот бетон не очень плотный и имеет малую теплопроводимость. Поры представляют из себя сферические ячейки поперечником от 1-го до 3-х мм. Ячеистый строительный материал обладает довольно маленькой большой массой, но неплохой прочностью. Эти свойства, низкая стоимость и легкость технологий, позиционируют ячеистый бетон как современный стройматериал для конструирования стенок и перекрытия построек.

Принципиально! Наименования материалов непременно должны соответствовать эталонам ГОСТ. Не считая того, непременно должен быть указан вид бетона.

Заполнителем в бетоне является щебень, в состав которого может заходить известняк, доломит и другие составляющие. Зависимо от заполнителя выделяют:

шлакобетон;
керамзитобетон;
пемзобетон;
аглопоритобетон;
шунгизитобетон;
перлитобетон;
термозитобетон;
вермикулитобетон;
азеритобетон.

Выполняются легкие бетоны из минеральных либо органических вяжущих материалов. Из минеральных употребляют:

цемент;
гипс;
известь;
жидкое стекло;
смешанные составляющие.

По предназначению они разделяются по последующим типам:

конструкционные;
конструкционно–теплоизоляционные;
теплоизоляционные;
жаростойкие;
химико-стойкие.

Используют изделия из легкого бетона, также различные конструкции в разных сферах деятельности. К примеру, для постройки мостов, либо в транспортных сооружениях. Также употребляют легкий бетон в индустрии, водохозяйстве, строительстве ферм для животный и в элеваторостроении.

Пористые бетоны

Эти материалы все почаще употребляют в строительстве, ведь они долговечны и морозоустойчивы. Также устойчивы к влаге и полностью доступны по стоимости. Более того, благодаря минеральной базе бетон считается экологически незапятнанным. В связи с развитием производства пористые материалы употребляют для строительства современных построек.

Это часто встречающийся вид легких бетонов. Использовали при строительстве пористый материал в Старом Риме, много веков вспять. Для их производства использовали природные составляющие. К примеру, пемзу либо керамику, также глину от посуды.

Свою популярность строительный материал обрел во 2-ой половине двадцатого века. Вот тогда началось создание искусственных пористых заполнителей таких как керамзит, шлаковая пемза и другие. Заполнители, которые употребляются для сотворения бетонов делятся на два вида: природные и искусственные.

Природные изготавливают из таких материалов как:

пемза;
лава;
известняк;
горные породы.

Искусственные пористые заполнители — это итог обработки натурального сырья с внедрение хим добавок. Главные характеристики параметров наполнителей:

насыпная плотность;
крепкость зернышек;
состав зернышек;
водопоглощение;
морозостойкость.

Процесс и разработка производства легких бетонов

Процесс производства этого материала колоссально отличается от работ по производству томного бетона. Для сотворения высококачественного продукта, пористые заполнители хранят в сухих критериях, без доступа к влажности. Фракции должны быть раздельными и не предугадывать смешивание. Это неприемлимо, потому что изменяется состав продукта.

Транспортировка наполнителей также делается с особенной аккуратностью. Нельзя допускать их разрушение, смешивание либо увлажнение.

Легкие бетонные консистенции делают в большинстве случаев в специализированных смесителях, в каких не допускается процесс расслоения составляющих. Вода должна подаваться повсевременно пока идет загрузка. Время смешения находится в зависимости от:

работы смесителя;
скорости оборотов;
плотности консистенции.

Совет! Для смесителей, емкость который не превосходит тыщу л., а подвижность а подвижность бетонного раствора от 1 до 3-х см, время смешивания при плотности 1400-1700 кг/м3 составляет более 150с, 1000-1400 кг/м3 — 180с и наименее 1000 кг/м3 – 210с. Если емкость больше обозначенной, то время смешивания стоит прирастить на 30 секунд.

Основной метод уплотнения для легких бетонных консистенций — вибрирование. При вибрировании этого материала смесь приобретает особенный нрав. Наверх всплывают легкие зерна, понизу оказывается цемент.

Изделия из таких стройматериалов часто подвергают тепловлажностной обработке в среде насыщенного пара. Чтоб легкий бетон резвее затвердевал, стоит применить беспаровой прогрев в среде пониженной влажности. Таковой способ содействует устранению влажности в бетоне, но не оказывает влияние в предстоящем на крепкость стройматериала.

Главные характеристики продукции из легких бетонов

Основное отличие легких материалов от томных: наличие в зернах заполнителя пор огромного и малого размера. По сопоставлению с цементным камнем, легкий бетон наименее прочен. Но благодаря собственной структуре, этот материал обеспечивает красивую сцепку с цементным камнем.

Принципиальный показатель свойства материала – его плотность. Отличается плотность в сухом состоянии и при влажности. В сухом состоянии этот показатель стандартный и является неизменной величиной. При влажности все находится в зависимости от того, как был приготовлен бетон и как он будет в предстоящем эксплуатироваться.

Плотность находится в зависимости от:

прочности материала;
проницаемости;
теплопроводимости.

Есть последующие марки легких бетонов: от Д200 до Д2000.

Надежность материала находится в зависимости от свойства цемента, критерий твердения. Если в бетон вводят пористые заполнители, это оказывает влияние на его крепкость и значительно понижает ее. Большущее действие на крепкость стройматериала оказывает наличие в составе большого пористого заполнителя.

Водонепроницаемость и морозостойкость легкого бетона никак не ниже обычного. Но стоимость существенно ниже. В главном легкие бетоны владеют морозостойкостью в спектре от F25 до F100. Также может быть поучить материал с показателями F200, F300 и F400.

Водонепроницаемость у легких бетонов высочайшая. Установлены последующие марки легких бетонов по водонепроницаемости: W0,2; W0,4; W0,6; W0,8; W1; W1,2.

Если вы стремитесь сберечь на строительстве — легкие бетоны послужат прелестной кандидатурой томным конструкциям.

Принципиально! Толщина внешних стенок понижается с 53-65 см (кирпичные стенки) до 24-41 см (легкобетонные стенки), потому масса 1 м2 стенки с 1080-1250 кг миниатюризируется до 175-560 кг, т. е. приблизительно в 2-6 раз.

При постройке стенок из легкого бетона издержки на труд уменьшаются в двенадцать раз, а их цена становится ниже на 30 процентов, в сумме же расход горючего миниатюризируется на 48 % по сопоставлению с кирпичными стенками.

Главные плюсы:

экологически незапятнанный материал;
легкий вес;
пластичность;
может употребляться в декоре;
не поглощает воду и может применяться в строительстве бань;
огнеупорный;
морозоустойчивый.

Бетонные смеси употребляют и в элементах декора. К примеру, для сотворения прекрасной арки, колонн в греческом стиле, обрамление окон. Вариантов масса, если приложить фантазию.

Внедрение конкретно этого материала позволяет воплотить в жизнь даже самые необычные идеи. Не считая того, всю работу можно выполнить своими руками. А легкость в использовании уменьшит время работ.

Это уникальный материал, который не сравнится ни с чем другим на рынке. В самые недлинные сроки реально не только лишь возвести помещение, да и сделать его декор уникальным.

Что такое силикатный бетон, его особенности
Блоки из ячеистого бетона
Что такое тяжкий бетон, его состав и виды
Железобетонные кольца: технические свойства, размеры, объем

Источник

russiandom. top

Современный легкий бетон

Комментариев:

Рейтинг: 27

Оглавление: [скрыть]

Основные характеристики
Основные свойства пористых легких бетонов
Различие по структурным особенностям
Деление по назначению

Легкий бетон отличается довольно высокой пористостью (около 35-40%), средней плотностью (от 150 до 1800 кг/м³), дешевизной и простотой изготовления. Он получил широкое распространение, используется при возведении монолитных и сборных, ограждающих и несущих конструкций, а также в качестве теплоизоляции. Этот материал имеет сравнительно небольшой вес и хорошие теплозащитные свойства, хотя в прочности уступает кирпичу и тяжелому бетону. При его применении можно значительно уменьшить толщину и массу сооружаемых стен. В результате значительно снизятся расходы на строительство.

Лёгкий бетон представляет собой бетонную смесь из цемента, воды, песка и крупных пористых заполнителей.

Основные характеристики

Такие бетоны обычно изготавливают при смешивании в определенных пропорциях различных вяжущих веществ, легких пористых материалов и воды, иногда с добавлением песка, пено- и газообразователей, гидрофобизаторов, пластификаторов, антисептических средств и др.

Таблица классов легкого бетона.

В качестве вяжущего элемента обычно используют разные виды цемента (магнезиальный, портландцемент), гипс, известь, цементно-известковые смеси.

В качестве заполнителей можно применять:

Легкие природные материалы из горных пород пористой структуры (доломита или известняка вулканического происхождения, пемзы, ракушечника, опоки и др.), полученные при их дроблении и фракционировании.
Искусственные материалы, полученные из отходов металлургического, коксохимического, нефтеперерабатывающего производства, при переработке мусора на городских бытовых свалках. Топливные, металлургические и химические шлаки применяют без какой-либо предварительной переработки. Вспученный керамзит, вермикулит, перлит получают при специальном обжиге глинистого сырья. При высокой температуре и быстром нагревании продукты расширяются в 17-40 раз.
Органические материалы, такие как опилки хвойных пород, льняная или конопляная костра и т. д.

Для улучшения прочностных характеристик легких бетонов в смесь можно добавлять песок.

Вернуться к оглавлению

Можно выделить следующие:

Классификация легких бетонов по видам заполнителя.

Плотность материала, которая зависит главным образом от насыпной плотности в сухом состоянии и фракции используемого заполнителя. Крупным считается заполнитель размером от 5 до 40 мм, а мелким — от 0,2 до 5 мм. Соотношение крупного и мелкого заполнителя должно составлять 6:4. В среднем, отношение насыпной плотности крупного сухого заполнителя к плотности бетона, полученного из него, составляет приблизительно 1:2. Имеются следующие марки легкого бетона в зависимости от объемной массы: D200, D300, D400..D2000 (с интервалом 100 кг/м³). Плотность понижается при поризации цементного камня.
Прочность напрямую зависит от количества и марки используемого в смеси цемента, а также от качества пористых заполнителей. Если прочность применяемого заполнителя низкая, то разрушение бетона вполне может начаться именно с него, независимо от характеристик цементного камня. Установлены классы прочности бетонов на сжатие от В0,35 до В40, в зависимости от их назначения.
Теплопроводность может колебаться в довольно широких пределах от 0,055 до 0,75 Вт/(мх°С). На эту величину существенное влияние оказывает как плотность самого бетона, так и характер структуры пористости и влажность материала. Если объемная влажность повышается на 1%, то теплопроводность увеличивается на 0,01. 0,03 Вт/(мх°С). Отличные теплоизоляционные свойства получаются при использовании легких заполнителей из пенополистирола (коэффициент от 0,055 до 0,145 Вт/(мх°С)) и вспученного перлита с коэффициентом 0,15 Вт/(мх°С) при плотности D600.
Морозоустойчивость материала напрямую зависит от качественных характеристик заполнителей и вяжущего элемента, огромную роль играет и структура строения бетона. Морозоустойчивость изменяется в пределах от F15 и до F200. Можно получить величины до F300 и даже F400. Обычно такие бетоны используют для наружных конструкций;
Водонепроницаемость зависит от вида вяжущего элемента, соотношения его и воды в бетоне, от содержания различных химических и тонкомолотых добавок, условий, при которых происходило затвердевание, и возраста самого бетона.

Она довольно высокая, по мере старения материала она увеличивается все больше. В зависимости от водонепроницаемости выделяют следующие марки легкого бетона: W2, W4, W20 (цифры обозначают давление в кгс/см²).

Вернуться к оглавлению

Различают следующие типы легких бетонов:

Разновидности легких бетонов.

Обыкновенные, которые изготавливаются обычно из мелкого или крупного заполнителя, воды и вяжущего элемента, при этом происходит почти полное заполнение раствором различных пустот между крупными частицами. Вовлеченный в такую смесь воздух не должен превышать 6% от общего объема.
Беспесчаные крупнопористые: в таком бетоне между частицами остаются свободные от раствора пустоты. Структура содержит более 25 % пор, заполненных воздухом.
Поризованные или ячеистые бетоны обычно изготавливаются на вяжущей основе и специальных добавках-порообразователях. В их структуре возникают так называемые замкнутые ячейки, заполненные газом или воздухом (до 85% от объема). В таких материалах могут отсутствовать песок и крупные заполнители.

Вернуться к оглавлению

Легкие бетоны на пористых заполнителях можно разделить на следующие виды:

Схема приготовления легкого бетона.

Теплоизоляционные с теплопроводностью до 0,2 Вт/(мх°С) и объемной массой от 150 до 500 кг/м³, которые применяют для производства специальных теплоизоляционных конструкций и в качестве плит для утепления.
Конструкционно-теплоизоляционные, объемная масса которых составляет от 500 до 1400 кг/м³, их прочность на сжатие должна быть М35 и выше, а теплопроводность — 0,6 Вт/(мх°С), не более. Их обычно используют для строительства ограждающих и некоторых несущих конструкций (различных перекрытий, стен и перегородок).
Конструкционные обладают самой большой объемной массой для легких бетонов (от 1400 до 1800 кг/м³), имеют прочность более М50 и морозостойкость не ниже F15. Такие применяют обычно для несущих наружных конструкций.

Довольно прочный и относительно легкий материал, бетон, своими руками можно сделать на основе металлургического или топливного шлака. Его используют для монолитного строительства, из него можно изготовить мелкие блоки. А уже из них возводить стены на цементном растворе.

Таблица теплопроводности легких бетонов.

Такие блоки обычно производят на заводе, но можно их изготовить и непосредственно на строительной площадке, подготовив опалубочные формы и выливая в них изготовленный своими руками из шлака бетон . При самостоятельном литье блоков в целях снижения теплопроводности и экономии цемента можно использовать в качестве пустотообразователей даже гильзы из бумаги (старые газеты), заполненные песком, а также специальные вставки из более легкого опилко- или полистиролбетона. Легкий бетон марки М10 как раз можно использовать для таких термовкладышей.

Для получения блоков можно изготовить бетон своими руками, используя в качестве заполнителя опилки. Сооружение стен из такого материала значительно удешевляет стоимость всего строительства. Если такие стены хорошо защитить от атмосферного воздействия, они прослужат более 50 лет.

Стеновые блоки из опилкобетона лучше изготавливать из цемента или смеси цемента с известью.

Для них можно использовать следующий состав: цемент марки М300 — М400, мелкий песок, опилки хвойных пород в пропорции 1 : 1,5 : 1. Получается бетон марки М10 — М15, средняя плотность которого около 1000-1100 кг/м³. Из такого раствора можно проводить формовку небольших блоков для сооружения стен. После выдержки в течение 3 месяцев такие блоки будут иметь предел прочности 10-15 кг/см². Чтобы сэкономить цемент, его некоторую часть можно заменить известью или гипсом. Опилки необходимо обработать антисептическим раствором.

Сегодня очень заметна тенденция к росту использования в монолитном и блочном строительстве легких бетонов. Исследования в области получения этого материала из различных отходов имеют большую перспективу. С уверенностью можно считать, что легкий бетон — это материал будущего.

tolkobeton.ru

Легкие бетоны — виды, применение

27.11.2013 22:30

У производителей бетона, доставку которого осуществляет компания DSM13, существует определенная классификация бетонных смесей по маркам согласно их составам. Бывают так называемые легкие бетоны, плотность которых не превышает 1800 кг на кубометр. Такой показатель плотности достигается с помощью применения легких заполнителей бетона или путем поризации.

Применяя легкие бетоны в строительстве, можно значительно снизить вес возводимого сооружения, что очень важно при выполнении строительных работ в сейсмически опасных районах. С помощью легких бетонов можно повысить теплотехнические характеристики, звукоизоляцию здания. Специалисты, используя легкие бетоны в строительстве, достигают высокой экономии затрат, в общей сложности удается повысить эффективность производства на 20%.

По структуре легкие бетоны можно разделить на 3 группы:

поризованные;
крупнопористые;
ячеистые.

Поризованный бетон в строительстве применяют редко по причине сложности процесса его производства даже в условиях современного бетонного завода. В процессе изготовления поризованного легкого бетона используют пенообразователь. Он вступает в реакцию с цементом и образует поры, которые наполняются воздухом. Главным преимуществом поризованного бетона является высокая теплоизоляция.

Крупнопористые бетоны применяются в качестве стенового материала зданий этажностью не более 4. Основой для изготовления крупнопористого бетона является портландцемент и различные крупные пористые заполнители. В зависимости от вида наполнителя крепнопоритсый бетон имет различные названия (см. таблицу):

Вид заполнителя	Название бетона
керамзитовый гравий	керамзитобетон
шунгизитовый гравий	шунгизитобетон
аллопоритовый гравий	аллопоритобетон
шлакопемзовый щебень, гравий	шлакопемзобетон
перлитовый щебень вспученный	перлитобетон
щебень из пористых горных пород	бетон на щебне из пористых пород
термолитовый щебень, гравий	термолитобетон
вермикулит вспученный	вермикулитобетон
золошлаковые смеси, топливный шлак	шлакобетон
аглопоритовый щебень	бетон на аглопоритовом щебне
зольный гравий	бетон на зольном гравии
азеритовый гравий	азеритобетон

Основные преимущества крупнопористого бетона — малая теплопроводность и высокая экономия при производстве.
Наибольшую популярность в российском строительстве приобрел керамзитобетон. На Западе используется шлаковая пемза — термозит.

Ячеистые бетоны применяют в качестве стеновых материалов и при изготовлении ограждающих сооружений. При изготовлении ячеистого бетона распределение ячеек происходит равномерно. Ячейки заполняются воздухом.
Ячеистый бетон может изготавливаться двумя способами:
Пенобетон — изготовление происходит путем твердения бетонного раствора. В состав бетонного раствора входит цемент, песок (в том числе карбонатный песок), вода, пена. В роли пенообразователя выступают синтетические соединения или вещества с натуральной протеиновой основой.
Газобетон производят в два этапа. Первое — смешиваются компоненты бетонной смеси: кварцевый песок, цемент, вода, известь. Второе — бетонная смесь помещается в автоклав, где происходит вспучивание с выделением водорода и увеличением объема в 5 раз с последующим твердением. Преимущества ячеистых бетонов — огнеупорность и теплоизоляция.

Стоит заметить, что только в конце прошлого века ячеистый бетон получил популярность у российских строителей и широкое применение в индивидуальном строительстве.

Статьи по теме:

Легкий бетон в Чите | Бетон по выгодной цене в ООО Карат

Компания «Карат» предлагает купить легкий бетон по выгодной цене в Чите с доставкой. Продукция выполняется согласно требованиям, с применением сырья высокого качества.

Что такое легкий бетон?

Для снижения нагрузки на несущие конструкции при строительстве применяют легкий бетон. Это вид смеси, в которой наполнителем выступают такие пористые материалы, как вспененный полистирол, керамзит или перлит.

Полистиролбетон – это легкий бетон, имеющий однородную ячеистую структуру, состоящую из гранул пенополистирольного заполнителя, портландцемента и специальной воздухововлекающей добавки натурального растительного происхождения. Этот материал обладает самым высоким коэффициентом отношения прочности к теплоизолирующей способности. С его появлением представилась возможность исключить из конструкции наружной стены недолговечные и нетехнологичные материалы, такие как минераловатные утеплители. В свете сегодняшних требований по теплосбережению, полистиролбетон, как один из наиболее эффективных материалов, рекомендован к применению в строительстве Госстроем РФ.

Достоинства легкого бетона

Свои замечательные свойства легкий бетон прекрасно проявляет и в монолитной структуре, и в виде кладочных изделий (блоков). Ему практически нет равных, ведь по таким важнейшим параметрам, как теплопроводность, паропроницаемость он сравним с древесиной. В совокупности это и создает комфортные условия среды обитания при оптимальной влажности: зимой— тепло, летом— прохладно. Долговечность полистиролбетона составляет более 75 лет, так как от имеет высокую морозо–, влаго–, биостойкость, устойчивость к коррозии, высокой температуре, температурным колебаниям и другим вредным воздействиям окружающей среды. Полистиролбетон отлично показал себя в малоэтажном строительстве, при плотности 500 кг⁄м³ из него можно строить до 3-х этажей без дополнительного несущего каркаса с применением железобетонных плит перекрытия. Это дает возможность снизить нагрузку на фундамент и избежать сложных трудоемких процессов возведения здания, тем самым уменьшить стоимость и сроки строительства. Стена толщиной 400 мм из полистиролбетона удовлетворяет современным нормам по теплопроводности и позволяет в дальнейшем существенно экономить на теплоснабжении здания. Такие стены снаружи можно оштукатурить, отделать камнем, выполнить навесной фасад, облицевать кирпичом.

При строительстве блоки легко режутся без применения электроинструмента. Отклонение от линейных размеров у данных блоков составляет не более 2 мм, таким образом, при внутренней отделке нет необходимости использовать гипсокартон, а достаточно качественно оштукатурить стены, тем самым сэкономить площадь помещений. Стены из полистиролбетона отлично сверляться, при необходимости крепления к ним используются распорные анкера.

Что такое легкий бетон? Для чего его используют?

Чтобы сэкономить на теплоизоляции несущих стен и перекрытий, строители все чаще применяют ЖБИ из легких бетонов. Этот класс стройматериалов отличается низкой теплопроводностью и малым весом.

По способу изготовления легкие бетонные смеси делят на три типа:

поризованный или ячеистый цементный камень, при изготовлении которого совсем не используется щебень или другой крупный заполнитель. Смесь получают путем соединения определенных пропорций вяжущего компонента, воды, мелкого заполнителя и пенообразующего (ил газообразующего) вещества. Если основным связующим веществом выступает известь, получается газосиликат;
обычный легкий бетон. Изготавливают без применения щебня, с использованием других видов крупного и мелкого заполнителя. Поры занимают не выше 6% от объема готового цементного камня;
крупнопористый цементный камень. Получают из смеси легкого крупного заполнителя, воды и вяжущего компонента. Отметим полное отсутствие песка в составе данного стройматериала. Поры занимают до четверти от объема бетонных блоков.

Преимущества и недостатки легких бетонов

У разных видов пористых и облегченных бетонных стройматериалов есть общие достоинства:

они хорошо держат тепло, за счет чего можно сэкономить на теплоизоляции и сделать стены тоньше;
благодаря малому весу крупные блоки можно укладывать вручную;
вес готового строения снижается, а значит, можно сэкономить на этапе закладки фундамента;
пенобетон легко поддается резке и другим видам обработки. Можно прямо на стройплощадке получить изделие любой необходимой формы;
стройматериал устойчив к воздействию перепадов температур, плесени, не горит. Постройка будет безопасной и долговечной.

Однако при работе нужно учитывать и другие их качества:

для пористых материалов нужно покупать специальный крепеж;
для повышения прочности часто требуется армирование конструкций;
на пористой структуре держатся только некоторые виды материалов для наружной отделки;
нужна дополнительная гидроизоляция, поскольку в щелях скапливается и застаивается влага;
требуется дополнительная звукоизоляция.

Если правильно подойти к выбору и работе с легкими бетонами, их недостатки нивелируются за счет несомненных преимуществ.

Как выбрать легкий бетон

По типу использования пористые и облегченные бетонные смеси делятся на теплоизоляционные, конструкционно-теплоизоляционные и конструкционные (последний тип самый надежный и дорогой, подходит для возведения новостроек). Для строительства частного коттеджа подойдет недорогой теплоизоляционный бетон.

При выборе легкого цементного камня нужно обратить внимание на несколько характеристик: морозостойкость, плотность на сжатие, теплопроводность, прочность. Лучший выбор бетонных смесей в Твери и Тверской области вы найдете в компании «Бетон Центр». Заказывайте качественные стройматериалы по телефону 8 (800) 222-15-05 и +7 (920) 150-31-00. Мы поможем выбрать оптимальный вариант и обеспечим быструю транспортировку заказа прямо на стройплощадку.

состав, виды и свойства. Особенности легкого бетона в Воскресенске

В соответствии со своим названием легкий бетон в Воскресенске обладает малым весом. К этому виду относят материал, плотность которых не превышает 1800 кг/м. Подобная плотность достигается с помощью использования более легких крупных заполнителей либо поризацией вяжущего вещества.

Основные требования, которым должен отвечать легкий бетон — нужная средняя плотность, достижение определенной прочности к моменту твердения и долгий срок службы. Главные особенности таких бетонов — небольшая средняя плотность и низкая теплопроводность.

Применение материала

Использование легких растворов основывается на их свойствах. Благодаря такому материалу можно значительно улучшить тепло- и звукоизоляцию помещений, а также снизить общий вест строения. Помимо этого, применение легких бетонов в большинстве случаев приводит к заметной экономии и снижению трудоемкости строительства. Можно купить бетон в Воскресенске следующих видов:

Конструкционные. Их применяют для возведения стен, устройства перекрытий, а также иных конструкций. Плотность материала находится в пределах 1600-1800 кг/м3.
Теплоизоляционные. Применяются для повышения тепло- и звукоизоляционных свойств. Средняя плотность ниже 500 кг/м3.
Конструкционно-теплоизоляционные. Можно применять для всех вышеназванных задач. Плотность определяется подбором крупного заполнителя.

Все подобные материалы делятся на ячеистые, поризованные и крупнопористые.

Ячеистый бетон

Этот материал имеет очень широкое распространение и популярность его со временем постоянно растет. Применяется он, главным образом, для кладки стен и обустройства ограждающих конструкций. Его структура отличается наличие ячеек, заполненных воздухом. Эти пустоты равномерно распределены по всему объему. Существует несколько видов подобного бетона.

Очень востребован пенобетон. Для его производства используется цемент, песок, вода, а также добавки. Это пенообразователи, увеличивающие содержание воздуха. Также очень популярен газобетон, представляющий собой автоклавный материал. Сначала цемент, песок, известь и вода тщательно перемешиваются между собой, после чего полученная масса проходит обработку в автоклаве.

В результате состав вспучивается, его объем увеличивается в пять раз. После этого происходит твердение бетона. Основные плюсы такого материала: огнестойкость, прекрасные теплоизоляционные качества.

Поризованный и крупнопористый бетон

Подобный материал используют сравнительно редко по причине сложности изготовления. Спецификой является применение пенообразователя, который, действуя на цемент, приводит к образованию замкнутых пор. Последние наполнены воздухом. Благодаря этому материал отличается прекрасными теплоизоляционные качествами.

Крупнопористый. Купить бетон с доставкой в Воскресенск подобного вида можно для возведения стен. Отличается тем, что в его составе отсутствует песок. Самым популярным из всех подобных бетонов считается керамзитобетон.

Что такое легкий бетон — информация завода «БетонПрофи»

Бетон — это целая наука, которой посвящают целые институты. Это связано с тем, что разработано множество способов и добавок для того, чтобы влиять на его основные характеристики. Одной из них является масса бетона, многие строители заинтересованы в снижении массы конструкции, поэтому был разработан ряд добавок, которые заменяют частично или полностью классический тяжелый гравий или щебень. Материал с такими добавками относится к классу легких бетонов.

Такой продукт намного легче обычного, его плотность составляет от 500 до 1800 килограммов на кубический метр. Это существенно снижает не только вес, но и стоимость материала. Прочность его вполне достаточна для того, чтобы он мог быть без боязни использован при строительстве легких конструкций и зданий. Добавок было придумано много видов, благодаря им в широкое распространение вошли такие виды бетона, о которых не все до сих пор знают: керамзитобетон, ячеистый, пенобетон, газобетон, перлитобетон и многие другие виды. Все эти виды бетона имеют разный способ приготовления, некоторые заливают в монолитные конструкции, как обычный бетон, другие используются только в виде блоков. О некоторых видах подробнее:

Керамзитобетон. Такой бетон в качестве основного наполнителя содержит керамзит, это материал глиняного происхождения, изготовленный по особой технологии с помощью термической обработки, представляет собой гранулы полсантиметра диаметром
Пенобетон. В составе его помимо воды, цемента, песка, мелкого известнякового или гранитного щебня содержатся пенообразователи на основе природных смол, они при затвердении образуют пористый и достаточно прочный материал
Пемзобетон — бетон, который содержит в качестве наполнителя вулканическую пемзу, экологически чистый, дышащий материал
Гипсобетон — бетон на основе гипса, используется при внутренней отделке, возведении перегородок между квартирами и стенами, обладает хорошей теплоизоляцией и поглощает шумы

Особенности легкого бетона

Легкий бетон различного состава изготавливается в виде блоков, либо может в виде сырой смеси заводиться в бетономешалках и заливаться в опалубочные конструкции. Легкий бетон не обладает высокой прочностью, но вполне может выдержать нагрузку легкой постройки, например, коттеджа, таунхауса, малоэтажного дома. В таких постройках он может быть использован для стен, несущих конструкций, перекрытий. Помимо этого его используют для внутренней отделки помещения, это позволяет придать дополнительное утепление и шумоизоляцию стенам.

Основные преимущества таких материалов — невысокая стоимость и небольшой вес. Это важно для любой стройки, это позволяет ускорить процесс строительства, делает кладку и заливку менее труозатратной. Некоторые виды легкого бетона предназначены только для внутренней отделки, не терпят влаги и мороза, но относятся они все равно к группе легких бетонов.

Легкий бетон в принципе не используется для возведения несущих и ответственных конструкций тяжелых и стратегически важных зданий, сооружений и объектов. Например, керамзитобетон никак нельзя использовать для строительства моста или водного причала, но для облегченных построек типа коттеджей, невысотных домов, таунхауса он подходит идеально.

Именно поэтому строятся целые ТСЖ домов, сделанных почти полностью из такого бетона, и эти дома достаточно прочные, теплые и надежные. Непосредственно строительство с применением легкого бетона, неважно, монолит или блоки, не отличается от стройки с использованием другого бетона. Блоки из бетона достаточно легки на вес и без труда поддаются обработке, поэтому их кладут, как кирпич.

Легкие бетоны. Свойства легких бетонов.

Легкие бетоны

Лёгкие бетоны, это такие бетоны, которые имеют среднюю плотность менее 1800 кг/куб. м. Так же, лёгкие бетоны отличаются высокой пористостью, её объём может достигать 50%.

Данный вид бетонов используют при возведении несущих и ограждающих бетонных и железобетонных конструкций. Высокая пористость данного вида бетонов, обеспечивает высокую теплоизоляцию и за счёт этого имеется возможность изготавливать более тонкие стены зданий, в так же уменьшить их массу. Все эти свойства лёгких бетонов позволяют сократить траты на изготовление и транспортировку.

Разновидности легких бетонов.

В зависимости от используемого пористого крупного заполнителя, легкие бетоны делятся на:

пемзобетон;
шлакобетон;
керамзитобетон;
аглапоритобетон.

Легкие бетоны делятся в зависимости от своей структуры. Эти структуры различаются как по используемым ингредиентам так и по общему составу.

Структура лёгких бетонов

По структуре, лёгкие бетоны делятся на:

Обыкновенные. Это лёгкие бетоны изготовленные из воды, вяжущего вещества и мелкого и крупного заполнителей, при этом бетонная смесь перемешивается так, чтобы все пустоты между зёрнами крупного заполнителя были заполнены раствором.
Крупнопористые (беспесчаные). Это лёгкие бетоны в которых не используется мелкие заполнитель, т. е песок, в таких бетонах имеются только крупный заполнитель и цемент, при этом цемент покрывает тонким слоем зёрна крупного заполнителя, а пустоты между зёрнами остаются не заполненными.
Поризованные. Это обычные лёгкие бетоны, в которых используется вяжущее вещество и порообразователь. Не трудно догадаться, что порообразователь нужен для того чтобы в структуре бетона появлялись воздушные ячейки (поры). Порообразователь повышает пористость бетона и снижает его плотность.

В зависимости от применения в строительстве, лёгкие бетоны могут быть разной плотности и соответствовать разным техническим характеристикам.

По назначению лёгкие бетоны делятся на:

Несущие. Применяются в несущих конструкциях и имеют марку морозостойкости от МРЗ 15 и выше.
Теплоизоляционные. Это бетоны с плотностью менее 500 кг/куб. м и малой теплопроводностью, которые применяются для изготовления теплоизоляционных конструкций, таких как плиты, стены, перекрытия и т. д.
Конструкционно-теплоизоляционные. Это бетоны с плотностью от 500 до 1400 кг/куб. м и имеющие марку прочности М35. При этом теплопроводность таких бетонов чуть выше, чем у предыдущих. Они применяются для изготовления самонесущих и несущих конструкций, таких как стены и перекрытия.
Конструкционные. Это бетоны имеющие плотность от 1400 до 1800 кг/куб. м. и соответствуют марке прочности не ниже М50, и обладающие морозостойкостью. В качестве вяжущего вещества в таких бетонах применяют: цемент, известь, гипс, жидкое стекло и смешанные пропорции. Такой бетон применяют в несущих конструкциях, где необходимы теплоизоляция и малый вес.

Заполнители для легких бетонов.

Заполнители для легких бетонов могут быть природного и искусственного происхождения. В качестве природных пористых заполнителей чаще всего используют пемзу и вулканический туф, так как эти материалы имеют самую высокую замкнутую пористость и наименьшее водопоглощение. Так же в качестве заполнителей могут быть использованы известняк-ракушечник, лава и др.

В качестве искусственных пористых заполнителей чаще всего используют разного рода шлаки и отходы промышленных производств. При этом используют топливные и металлургические шлаки, шлаки химического производства, зола и др. Так же в качестве искусственных заполнителей используют переработку природных каменных материалов, такие как: керамзит и аглопорит полученные при обжиге глины, зольный гравий, перлит, вермикулит, шлаковая пемза и гранулированные шлаки.

Свойства легких бетонов.

Свойства легких бетонов

Среди основных свойств лёгких бетонов, можно выделить следующие:

прочность;
плотность;
теплопроводность;
морозостойкость.

Для того чтобы получить лёгкий пористый бетон с заданными свойствами необходимо не только тщательно отбирать используемое сырьё, но и разработать качественный состав бетонной смеси.

Средняя плотность таких бетонов зависит от количества вяжущего вещества и воды, а так же от зернового состава заполнителя. С увеличением расхода вяжущего вещества, плотность бетона возрастает, а вместе с ним растёт и теплопроводность. Поэтому для снижения плотности и теплопроводности обеспечивают оптимальный зерновой состав заполнителей для снижения расхода вяжущего вещества.

Морозостойкость легких бетонов зависит от количества израсходованного вяжущего вещества, а так же от морозостойких свойств заполнителей. При использовании портландцемента в качестве вяжущего вещества, можно получить большую морозостойкость бетона. А морозостойкие заполнители это: керамзит, пемза и аглопорит.

Что такое легкий бетон? Типы и использование

Легкий бетон — это особый тип бетона, который легче обычного или обычного бетона. Плотность легких бетонов условно невелика. Обычно от 300 кг/м³ до 2200 кг/м³ и, таким образом, обычный бетон имеет плотность от 2200 кг/м³ до 2600 кг/м³.

Принцип легкого бетона

Основной принцип изготовления легкого бетона заключается в нагнетании воздуха в бетон. Для этого можно применить несколько методов. Например:

Обычные заполнители в бетоне могут быть заменены ячеистыми пористыми заполнителями. (Бетон с легким заполнителем)
Пузырьки воздуха или газа могут быть введены в бетон (газобетон).
При приготовлении бетона не следует использовать песок и его следует исключить. (Без мелкозернистого бетона).

Типы легкого бетона

1.Бетон с легким заполнителем:

При производстве бетона с легким заполнителем необходимо следить за тем, чтобы используемые заполнители были легкими. В основном используются натуральные заполнители и искусственные заполнители. Но в большинстве случаев искусственные заполнители предпочтительнее натуральных заполнителей, поскольку искусственные заполнители можно модифицировать в соответствии с необходимостью.

В любом случае, если используются натуральные заполнители, то наиболее распространенными натуральными легкими заполнителями являются пемза и шлак.

Искусственные заполнители обычно получают путем модификации и расширения горных пород, таких как сланец, сланец, перлит, вермикулит и т. д.

Натуральные легкие заполнители	Искусственные легкие заполнители
Пемза	Искусственный пепел
Диатомит	Коксовая мелочь
Шлаки	Вздутая глина
Вулканический пепел	Вспученные сланцы и сланцы
Опилки	Шарики Thermocole
Рисовая шелуха	Агломератная зола

Типы заполнителей, используемых при производстве бетона, определяют плотность бетона.При использовании этого типа бетона можно достичь плотности бетона до 300 кг/м³. Прочность на сжатие LWC варьируется от 0,3 МПа до 40 МПа.

 Читайте также: Что такое предварительно напряженный бетон?

2. Бетон без фракций:

При изготовлении безмелкого бетона мелкие заполнители не используются. Обычно они опускаются. Используемые материалы состоят только из цемента, крупных заполнителей и воды.

Концепция отказа от использования мелких заполнителей при приготовлении обычного бетона заключается в том, что при использовании только крупных заполнителей в бетоне будут большие пустоты, что сделает его легким.

Всегда лучше использовать крупные заполнители одинакового размера (10-20 мм), а не хорошо измельченные заполнители, из-за которых плотность бетона будет меньше. Плотность до 640 кг/м³ может быть достигнута за счет использования более легких крупных заполнителей.

Соотношение цемента

также очень важно для этого типа легкого бетона. Критерии прочности полностью зависят от содержания цемента в бетоне.

Усадка при высыхании сравнительно меньше, но усадка происходит быстрее, чем у обычного бетона.Теплопроводность также сравнительно меньше. Этот тип бетона имеет превосходный архитектурный вид.

3. Газобетон:

Газобетон изготавливается путем подачи воздуха или газа в суспензию, состоящую из портландцемента или извести и мелкоизмельченного кремнистого наполнителя, так что при схватывании и затвердевании смеси образуется однородная ячеистая структура. Хотя он называется газобетоном, в Индии распространенным продуктом из газобетона является Siporex. Существует несколько способов изготовления газобетона.

Может быть получен путем образования газа в результате химической реакции в массе в жидком или пластичном состоянии.
Путем смешивания предварительно сформированной стабильной пены с суспензией.
Путем использования тонкоизмельченного металла (обычно алюминиевого порошка) с суспензией, который вступает в реакцию с гидроксидом кальция, выделяющимся в процессе гидратации, с выделением большого количества газообразного водорода. Этот газообразный водород, когда он содержится в смеси шлама, дает ячеистую структуру.

Дизайнерская смесь из легкого бетона:

При приготовлении проектной смеси легкого бетона очень сложно определить водоцементное соотношение бетона из-за переменного водопоглощения заполнителями.Обычно это делается путем пробного смешивания.
Предварительное насыщение заполнителей делается во избежание чрезмерного поглощения воды заполнителями. Бетон, в котором присутствуют насыщенные заполнители, будет иметь более высокую плотность, что плохо при замораживании и оттаивании.
В редких случаях заполнители покрывают битумом, чтобы решить проблему водопоглощения.

Преимущества легкого бетона:

Снижает собственную нагрузку здания.
Простота в обращении и, следовательно, снижение затрат на транспортировку и погрузочно-разгрузочные работы.
Улучшает работоспособность.
Легкий бетон имеет меньшую теплопроводность.
При строительстве помещений, в которых будут установлены кондиционеры, использование легкого бетона в таких местах приведет к хорошему тепловому комфорту и меньшему энергопотреблению.
Сравнительно более прочный и долговечный.
Хорошая устойчивость к замораживанию и оттаиванию по сравнению с обычным бетоном.
Использование легкого бетона дает выход промышленным отходам, таким как летучая зола, клинкеры, шлак и т. д., которые создают проблемы при утилизации.
Обладает высокой огнестойкостью.
Легкий бетон дает общую экономию.

Недостатки легкого бетона:

Легкий бетон обычно очень чувствителен к содержанию воды в смеси.
Трудно укладывать и отделывать из-за пористости и угловатости заполнителя, поэтому требуются квалифицированные рабочие.
Цементный раствор в некоторых случаях может разделять заполнители и заставлять их всплывать на поверхность.
Время смешивания сравнительно больше, чем у обычного бетона, что обеспечивает правильное смешивание бетона.
пористый и имеет низкую стойкость.

Области применения легкого бетона:

Поскольку прочность LWC низкая, его используют при строительстве плит кровли, небольших домов с несущими стенами и т. д.
Также используется при строительстве лестниц, окон, садовых стен и т. д.
В крупном строительстве используется при возведении перегородок.
Они отформованы в виде плит и используются в качестве теплоизолятора внутри здания.

 Также читайте : Различные марки бетона

Нравится:

Нравится Загрузка…

Что такое легкий бетон? типы, использование, свойства, преимущества

Что такое легкий бетон

Легкий бетон:- Бетон с пористым заполнителем в настоящее время является наиболее часто используемым типом легкого бетона.Его плотность не превышает 180 кН/м² из-за использования легкого и пористого заполнителя.

Легкий бетон не только снижает собственный вес конструкции, но и обеспечивает лучшую тепло- и звукоизоляцию. Прочность такого бетона, однако, меньше, но все же достаточна для использования в сборных железобетонных и железобетонных элементах.

Легкий заполнитель — относительно новый материал. При той же прочности на раздавливание плотность бетона, изготовленного с таким заполнителем, может быть на 35% ниже, чем у обычного бетона.

В дополнение к уменьшенному собственному весу более низкий модуль упругости и адекватная пластичность легкого бетона могут быть выгодны при расчете сейсмостойких конструкций.

Другими преимуществами этого материала являются его более высокая огнестойкость, низкая теплопроводность, низкий коэффициент теплового расширения и более низкие затраты на монтаж и транспортировку сборных элементов.

Для сборных конструкций требуется кран меньшего размера или тот же кран может работать с более крупными единицами из-за уменьшения собственного веса.Для стоящих на месте конструкций собственный вес образца делает фундамент менее дорогим.

Типы легкого бетона

Бетон с легким заполнителем

Бетон с легким заполнителем называется LWA. В начале 1950-х годов в Великобритании было принято использование легких бетонных блоков для несущих внутренних листов пустотелых стен. Вскоре после этого разработка и производство нового типа искусственных LWA позволили внедрить LWC высокой прочности, пригодной для строительных работ.

Эти достижения стимулируют использование бетона LWA в конструкциях. Особенно там, где необходимость снижения веса конструкции была важным фактором с точки зрения дизайна или экономики.

Газобетон

Газобетон имеет самую низкую плотность, теплопроводность и прочность. Как и брус, его можно пилить, скручивать и прибивать гвоздями, а есть негорючие. Для работ на месте обычными методами аэрации являются перемешивание в стабилизированной форме или взбивание воздуха с помощью воздухововлекающих агентов.

Бетон без фракций

Термин «бетон без фракций» обычно означает бетон, состоящий только из цемента и крупного (9-19) заполнителя, и продукт, образованный таким образом, имеет множество пор, равномерно распределенных по всей его массе.

Обыкновенный легкий бетон, приготовленный из вяжущего, воды, мелкого и крупного заполнителя с полным заполнением пустот между крупными частицами.
Низкий Песчаный бетон, в котором пустоты между крупным заполнителем лишь частично заполнены пастой.Он также называется бетоном с зазором и рассматривается отдельно.
В данном случае при использовании мелкого заполнителя. Крупные частицы заполнителя покрыты тонким слоем цемента, пасты, а пустоты между ними остаются пустыми. Это называется отсутствием бетона.
Газобетон, изготовленный из вяжущего, воды, мелкого и крупного заполнителя и пенообразователя, уменьшающего плотность бетона.

Свойства легкого бетона

Низкая плотность
Огнестойкость
Звуковая изоляция
Прочность
Теплоизоляция
Контроль качества

Низкая плотность

Плотность бетона варьируется от 300 до 1200 кг / м³ .Предлагается самый легкий сорт, подходящий для изоляции, в то время как более тяжелые сорта с достаточной прочностью подходят для конструкционных применений. Низкая плотность ячеистого бетона делает его пригодным для изготовления сборных полов и кровельных элементов, с которыми легко обращаться и которые легко транспортировать с завода на площадку.

Огнестойкость

Легкий бетон обладает превосходными огнестойкими свойствами. Низкая теплопроводность делает его пригодным для защиты других структурных форм от воздействия пихты.

Звукоизоляция

Звукоизоляция в ячеистом бетоне обычно не так хороша, как в плотном бетоне.

Долговечность

Газобетон слабощелочной. Из-за своей пористости и низкой щелочности. Он не обеспечивает защиту стали от ржавчины, которую обеспечивает плотный по сравнению с бетоном.

Теплоизоляция

Теплоизоляция легкого бетона примерно в три-шесть раз выше, чем у кирпича, и примерно в десять раз выше, чем у бетона. Когда стена толщиной 200 мм из газобетона плотностью 800 кг/м ³ имеет ту же степень теплоизоляции, что и стена толщиной 400 мм плотностью 1600 кг/м ³ .

Контроль качества

Улучшенный контроль качества при строительстве конструкции из легких бетонных изделий благодаря использованию узлов заводского изготовления.

Легкий бетон Применение

Конструкционный легкий бетон можно использовать для строительства жилых и нежилых зданий в сейсмических районах.
Этот бетон также может быть использован для строительства подземных бункеров.
Легкий конструкционный бетон можно использовать в опорах и балках, перекрытиях и элементах стен в стальных и бетонных каркасных зданиях, парковочных сооружениях.откидные стены, плиты перекрытия и композитные плиты поверх металлических настилов.
Легкий бетон можно использовать для изготовления таких конструкций, как сборные стеновые блоки и панели, дома на слабом фундаменте, крыши и строительные фартуки, перегородки, лодки, судостроение, легкие блоки/кирпичи, конструкции тонкостенной кровли, секции кровли в высоких подъемные конструкции, двери, настилы мостов и балки и т. д.
Литье конструкционной стали для защиты от огня и коррозии или в качестве покрытия для архитектурных целей.
Теплоизоляция крыш.
Изоляция водопроводных труб.
Строительство перегородок и панельных стен в каркасных сооружениях.
Крепежные кирпичи для установки гвоздей в столярных изделиях, в основном в домашнем или домашнем строительстве.
Общая изоляция стен.
Оштукатуренная поверхность для наружных стен небольших домов.
Также используется для железобетона.

Также читайте
Бетон и цемент
Дистанционное зондирование

Понимание различных типов легкого бетона

Использование легкого бетона восходит к восемнадцатому веку и связано с достижениями в области строительства и строительных технологий. увеличились, как и использование легкого бетона, поскольку преимущества более легкого статического бетона стали очевидными.

В США легкий бетон стал более распространенным примерно в 1930-х годах и продолжает приносить преимущества строительной и творческой индустрии, поскольку для использования разрабатываются различные типы легких бетонов. Эти преимущества включают не только соображения веса, но также изоляционные качества, звукоизоляцию и удобство работы.

Хотя описание легкого бетона довольно простое — легкий бетон просто весит меньше из-за более низкой плотности заполнителей, чем стандартный бетон, и может варьироваться от 35 до 100 фунтов на кубический фут — быстро становится очевидным, что как с достижениями в технологии, так и с новыми материалы проходят испытания, легкие бетоны не все созданы равными.

Чем отличаются легкие бетоны

Настоящая разница, и она может быть существенной, заключается в заполнителях, используемых для образования бетонной смеси. Они влияют не только на конечный вес, но и часто определяют процесс или продукты, необходимые для успешной установки.

Бетон на природном заполнителе низкой плотности

Большинство заполнителей низкой плотности имеют вулканическое происхождение и включают пемзу, туф, шлак и пепел. Диатомит также используется в качестве заполнителя легких бетонов. Преимущество этих типов заполнителей заключается в том, что они часто не требуют обработки, кроме дробления или просеивания.

Наиболее часто используемая пемза представляет собой стекло, которое образуется, когда пенистые вулканические извержения быстро превращаются в горную породу. Иногда его подвергают термообработке для дополнительной прочности, поскольку он может иметь более высокую скорость поглощения, если он не является структурно прочным в своей первоначальной форме. Другие природные материалы, такие как перлит или вермикулит, также используются, хотя они обычно расширяются, быстро нагревая материал.Зола как побочный продукт сжигания угля или кокса также иногда используется, но часто ограничена из-за химического присутствия соединений серы, которые могут искажать pH и характеристики бетона.

Бетон на переработанном или синтетическом заполнителе

Для некоторых составов легкого бетона для формирования заполнителя используются либо переработанные побочные продукты, либо синтетический материал.

Вспененный сланец или глина – подготовленные сланцевые или глиняные материалы нагреваются, что расширяет материалы по мере расширения газов внутри.Другие материалы с более высокой температурой плавления иногда добавляют в качестве покрытий, чтобы материал не слипался во время смешивания или хранения.
Расширенный шлак – при обработке паром или водой из доменного шлака также можно получить приемлемый заполнитель для легких бетонов.
Синтетические заполнители – диапазон тестируемых и производимых синтетических заполнителей охватывает различные промышленные продукты, начиная от восстановленной летучей золы или нефтеносных песков и заканчивая переработанными пластиками, бумагой или стеклом и такими продуктами, как пенополистирол.Очевидно, что увеличение веса сильно варьируется от продукта к продукту, но потенциал «зеленого» использования побочных продуктов и переработанных материалов стал центром внимания для этого типа заполнителя.

Ячеистый или газобетон

Этот тип легкого бетона является результатом не только продукта, но и процесса. Его получают путем введения в бетонную смесь мельчайших воздушных карманов. Это можно сделать с помощью химической реакции, вызванной использованием перекиси водорода или алюминиевого порошка в замесе, который генерирует газ в бетоне.Когда бетон заливается, химическая реакция фактически расширяет бетон, который затем отверждается паром под высоким давлением, чтобы «установить» микровоздушные карманы. В другом методе используется предварительно смешанная пена, которую перемешивают с цементным раствором, чтобы создать крошечные воздушные пустоты в готовом бетоне.

Бетон с высокими эксплуатационными характеристиками

Ячеистый бетон с высокими эксплуатационными характеристиками включает «улучшение» бетона, чтобы обеспечить более длительные требования к времени укладки или определенные свойства плотности, объема или производительности в суровых или специализированных условиях.Как правило, они включают не только использование заполнителей низкой плотности, но и дополнительных добавок для получения желаемых качеств готового бетона.

Из-за многочисленных возможных комбинаций заполнителей, добавок, процессов и конечных продуктов «легкий бетон» как термин общей категории является широким понятием, которое должно быть определено для каждого конкретного вида работ и полностью понято для окончательного плотность, прочность на сжатие и требования к производству/установке каждой конкретной смеси.

В тех случаях, когда легкие бетоны одинаковы

Все легкие бетоны, имеющие различные составы, одинаково нуждаются в точных испытаниях на влажность на этапах сушки или в последующих испытаниях при подозрении на проникновение влаги. С таким количеством переменных, которые могут повлиять на окончательный график высыхания легкобетонной плиты, только точные испытания на влажность могут дать зеленый свет для отделки или укладки пола.

Для легких бетонов единственным испытанием на влажность бетона, разрешенным ASTM, является испытание на относительную влажность (RH).Любые поверхностные испытания, в том числе испытания с хлоридом кальция (CaCl), испытания с пластиковым листом или испытания с колпаком, оказались весьма проблематичными при измерении содержания влаги в легких бетонах. Фактически, испытания CaCl специально запрещены для применения в легком бетоне.

Только испытание на относительную влажность позволяет точно определить условия внутренней влажности в конструкции из легкого бетона, так что графики строительства и решения или корректировки продукта могут быть сделаны в информированной обстановке.

Достижения в технологии легкого бетона продолжают расширять возможности долговечного, ресурсосберегающего производства и строительства в различных отраслях промышленности. Только тестирование относительной влажности может помочь этим достижениям лучше всего выдержать испытание временем.

¹ 40 % глубины плиты является правильной глубиной для контрольного отверстия, если плита высыхает с одной стороны; правильная глубина контрольного отверстия для сушки плит с двух сторон составляет 20% .

Джейсон имеет более чем 20-летний опыт работы в области продаж и управления продажами в различных отраслях промышленности и успешно выпустил на рынок множество продуктов, в том числе оригинальные тесты влажности бетона Rapid RH®.В настоящее время он работает в компании Wagner Meters в качестве менеджера по продажам продукции Rapid RH®.

Последнее обновление: 6 декабря 2021 г.

Что такое легкий бетон | Свойства легкого бетона | Использование легкого бетона

Свойства легкого бетона:

Легкие бетоны могут быть произведены с пересушенной плотностью от приблизительно 300 до максимум 2000 кг/м(3), с соответствующей кубической прочностью от приблизительно 1 до более 60 МПа и теплопроводностью 0. от 2 до 1,0 Вт/мК.

Бетон с легким заполнителем:

Легкий заполнитель — это тип крупного заполнителя , который используется в производстве изделий из легкого бетона , таких как бетонные блоки, конструкционный бетон и дорожное покрытие. Расширенный материал имеет свойства, аналогичные природному заполнителю , но он менее плотный и, следовательно, дает более легкий бетон .

Сколько весит бетон?

Сплошная бетонная плита весит 150 фунтов на кубический фут.Кубический фут битого бетона весит 75 фунта .

Вес бетона на кубический фут:

Сплошная бетонная плита весит 150 фунтов на кубический фут. Кубический фут битого бетона весит 75 фунта .

Также прочтите: что такое торкрет-бетон | Торкрет-бетон и бетон | Технология торкретирования | Виды технологии торкретирования | Преимущества торкретбетона | Недостатки торкретбетона

Вес бетона на кубический фут:

Сплошная бетонная плита весит 150 фунтов на кубический фут. Кубический фут битого бетона весит 75 фунта .

Нормальный вес бетона:

Как упоминалось ранее, обычный бетон может весить от 140 до 150 фунтов /фут³ из-за присутствия более плотных заполнителей в их естественном состоянии.

Использование легкого заполнителя бетона:

Бетон на легком заполнителе может использоваться для возведения перегородок и панельных стен в каркасных конструкциях. Можно использовать для создания общей изоляции стен.Также используется для визуализации поверхности наружных стен небольших домов. Можно использовать для армированного бетона .

Масса легкого заполнителя бетона:

Вес бетона с легким заполнителем составляет около 115 фунтов на кубический фут, тогда как вес бетона с нормальным весом составляет 145 фунтов на кубический фут.

Также читайте: Сахар в бетоне | Влияние сахара на прочность бетона | сахар как замедлитель схватывания бетонной поверхности | Добавление сахара в бетон приводит к увеличению времени схватывания

Преимущества легкого бетона:

Снижение статической нагрузки, позволяющее сэкономить на фундаменте и арматуре.
Улучшенные термические свойства.
Повышенная огнестойкость.
Экономия на транспортировке и обработке сборных элементов на месте.
Уменьшение опалубки и подпорок.

Недостатки легкого бетона:

Единственным недостатком легкого бетона является то, что глубина карбонизации, т.е. глубина, в пределах которой может возникнуть коррозия при подходящих условиях, почти в два раза выше, чем у обычного бетона .

Плотность легкого бетона:

Легкий бетон можно классифицировать в соответствии с удельным весом или плотностью, которая обычно находится в диапазоне от 320 до 1920 кг/м ³ , в соответствии с Руководством Комитета 213 ACI по конструкционным легким бетонным заполнителям (ACI 213, 2001).

Разница между легким бетоном и обычным бетоном:

Легкий бетон представляет собой смесь, изготовленную из легких грубых заполнителей, таких как сланец, глина или сланец, которые придают ему характерную низкую плотность. Конструкционный легкий бетон имеет плотность на месте от 90 до 115 фунтов/фут³, тогда как плотность обычного бетона колеблется от 140 до 150 фунтов/фут³.

Легкий бетон

Легкий бетон — это смесь , изготовленная из легких крупных заполнителей, таких как сланец, глина или сланец , что придает ему характерную низкую плотность. Конструкционный легкий бетон имеет плотность на месте от 90 до 115 фунтов/фут³, тогда как плотность обычного бетона колеблется от 140 до 150 фунтов/фут³.

Эксплуатационные характеристики и микроструктурный анализ легкого бетона, смешанного с нанокремнеземом, при воздействии сульфатов

Влияние двух легких заполнителей (LWA) на бетон и влияние замены цемента нанокремнеземом (NS) на межфазную переходную зону (ITZ) и цементирующую матрицу В данной работе исследованы бетоны на устойчивость к воздействию сульфата магния (MgSO ₄ ). Оцениваемыми заполнителями были перлит, представляющий собой легкий заполнитель с открытой пористой структурой, и керамзит (аливен) с закрытой пористой структурой. Переменными, включенными в исследование, были процент замены крупных заполнителей легкими крупными заполнителями (0 и 100% по объему) и процент замены цемента нанокремнеземом (0 и 10% по весу). В дозировке смесей использовалась константа отношения вода/цемент-материал 0,35. LWA были охарактеризованы методами XRD, XRF и SEM. Были оценены прочность на сжатие, водопоглощение и изменение объема в растворе сульфата магния (согласно ASTM C1012 в течение 15 недель) легких бетонов.Было обнаружено, что нанокремнезем оказывает влияние на измельчение системы пор; однако основное влияние на прочность на сжатие и долговечность легкого бетона (LWC) определяли характеристики легкого заполнителя, использованного при его приготовлении.

1. Введение

Изучена стойкость обычных бетонов при химическом воздействии сульфатов в зависимости от источника сульфата; будь то внешний или внутренний. Внешнее воздействие происходит, когда бетон подвергается воздействию окружающей среды, такой как почва, загрязненная сульфатами, или вода с содержанием сульфатов [1]. Внутренняя атака вызвана такими проблемами, как чрезмерное загрязнение сульфатом материалов, составляющих бетон, загрязненные заполнители или присутствие сульфата в цементном клинкере из-за использования топлива с высоким содержанием серы или присутствия сульфидов или сульфатов в их сырье. 2]. Основным последствием воздействия сульфатов является разрушение бетона или раствора из-за химических реакций между гидратированными фазами портландцемента и ионами сульфата. В зависимости от концентрации и источника ионов сульфата в воде и состава цемента может происходить расширение бетона с образованием трещин и повышенной проницаемостью, что способствует проникновению воды с агрессивными агентами или ухудшению и потере сцепления. изделий из гидратированного цемента с прогрессирующей потерей прочности на сжатие и массы [3].

Также была изучена долговечность бетона при воздействии сульфатов в зависимости от типа сульфата, установлено, что при традиционном воздействии сульфата натрия, как следствие, происходит образование вторичного эттрингита. Одной из основных причин этого образования является реакция между ионами и гидратированным моносульфоалюминатом кальция или образование гипса и его последующая реакция с гидратами алюмината кальция (C-A-H). В то время как в случае воздействия сульфата магния он воздействует на гидратированный силикат кальция (C-S-H), вызывая потерю сцепления пасты с образованием гипса, гидроксида магния и силикагеля [1].

Сульфат магния () является наиболее агрессивным из сульфатов из-за понижения рН раствора пор в гидратированном цементном тесте за счет реакции с портландитом и образования брусита [2]. реагирует в основном с продуктами гидратации цемента; реакция сульфата с гидроксидом кальция, выделяющимся при гидратации цемента, образует сульфаты кальция (гипс, ) и гидроксид магния (бруцит, ), по следующей реакции [3]:

Другим возможным действием сульфата магния является реакция с гелем ЦСГ, где за счет декальцинации, производимой этим сульфатом, получают гидратированный силикат магния, МСГ, представляющий собой слабосвязующий гель [4], нецементирующий, что приводит к размягчению цементной матрицы [5, 6] , по следующей реакции. Кроме того, в результате этой реакции образуются гипс и гидратированный кремнезем:

Этот гипс, полученный в (2), может реагировать с C3A с образованием эттрингита, как показано в следующей реакции [1]:

В В присутствии карбонатов и при соответствующих условиях окружающей среды может происходить образование таумазита (), как показано в следующей реакции [3]:

Чтобы полностью оценить легкий бетон, важно понять внутреннюю природу легких заполнителей ( LWA) и как они влияют на свойства изготовленного из них бетона.LWA имеют множество пузырьков или воздушных полостей в своей массе. Размер, расстояние и взаимосвязь пузырьков делают эти заполнители способными производить бетон с более низкой плотностью, близкой к 1850 кг/м ³ , с такими преимуществами, как повышенная теплоизоляция, длительное отверждение во влажном состоянии и повышенная долговечность [7].

Влияние легких заполнителей как на микроструктуру, так и на долговечность растворов и бетонов изучалось несколькими исследователями [8–12]. Обнаружение того, что легкие заполнители влияют на микроструктуру межфазной переходной зоны (ITZ) пористого качества, которое было улучшено за счет добавления летучей золы и микрокремнезема, и обнаружение того, что для повышения стойкости этих материалов к сульфатному воздействию содержание летучей золы или природного пуццолана должно составлять от 25 до 35 % по массе, а для микрокремнезема от 7 до 15 % (ACI 201-2) [13–15].Добавление таких материалов значительно снижает проницаемость бетона, а также в сочетании со щелочами и гидроксидом кальция, выделяющимися при гидратации цемента, снижает возможность образования гипса.

Нанокремнезем (NS) получил широкое признание в качестве активной добавки к цементу [16, 17]. Его активность ускоряет реакцию гидратации посредством механизма зародышеобразования (ранняя активность) для образования C-S-H, а его пуццолановая активность увеличивает производство C-S-H.Кроме того, НС выступает также в роли наполнителя, снижающего водопоглощение, что позволяет повысить долговечность цементной матрицы [9, 10].

Данная работа посвящена изучению морфологии и состава (химического и минералогического) ЛВС, замещения цемента нанокремнеземом в формировании микроструктуры и толщины ВТЗ и влияния этого на стойкость к воздействие сульфата магния на легкие бетоны.

2. Материалы и методы

Для изготовления бетонов использовали обычный портландцемент, нанокремнезем (НС), а также два легких заполнителя, термокерамзит аливен (АЛ) и перлит (ПЭ).

Методология, предложенная для разработки данного исследования, разделена на три основных направления: химическая, минералогическая и физическая характеристика сырья с помощью рентгеновской дифракции (РФА), сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), оптической микроскопии (ОМ), удельная поверхность (BET), плотность и водопоглощение заполнителей (ASTM C 127 [18]). Второй этап заключался в разработке и приготовлении бетонов и, наконец, в изучении механических свойств и долговечности LWC.

2.1. Химическая характеристика материалов

Химический состав цемента, нанокремнезема, перлита и керамзита определяли с помощью рентгенофлуоресцентного анализа (XRF) с использованием оборудования ARL 8680 S в борлитийоксиде (B ₄ Li ₂ O ₇) таблетки. Из таблицы 1 видно, что оксид кремния присутствует в большей пропорции для обоих агрегатов, причем в перлите его больше (72,45%), чем в аливене (59,67%). Вторым компонентом, присутствующим в большем количестве в обоих агрегатах, является оксид алюминия, но в отличие от SiO ₂ аливен имеет более высокое содержание Al ₂ O ₃ по сравнению с перлитом.Используемый НС имеет высокую чистоту. Основным компонентом цемента является оксид кальция, присутствующий в количестве 60,69%, за которым следуют 20% оксида кремния и более низкое содержание серы, представляющее интерес для данного исследования. Химический состав цемента указывает на то, что процентное содержание соответствует портландцементу типа I по ASTM C 150 [19].

90 587 Химический состав 0,13 3,68


Вес (%)
Перлит	Aliven	Н.С.	Цемент

оксида кремния (SiO ₂ )	72. 45	59,67	93,56	20,9
оксида титана (TiO ₂)	0,22	1,19	0,02	0,21
оксида алюминия (Al ₂ О ₃)	13,38	16,95	0,00	4,72
оксид железа (Fe ₂ О ₃)	1,35	9,79	0,39	3,20
оксида магния (MgO),	0.08	4,13	0,13	1,80
оксида кальция (СаО)	1,20	3,57	0,22	60,69
оксида натрия (Na ₂ О)	3,40	2,07	0.62	0.62	0.37	0.37
Оксид калия (K ₂ o)	4.57	4.57	1.28	0,02	0.61
Оксид серы (SO ₃)	0. 09		0,04 0,30 Потери
прокаливании при 1000 ° C		2,92 0,75	4,46

2.2. Минералогическая характеристика

Минералогическая характеристика заполнителей и нанокремнезема была выполнена с использованием дифракции рентгеновских лучей (XRD) в XRD PANalytical X’Pert Pro MPD с источником рентгеновского излучения на основе меди (Cu) ( λα 1 = 0.154059 нм), в интервале 2 θ между 6° и 70° с шагом 0,02° и временем накопления 30 с. Идентификацию дифрактограмм проводили с использованием базы данных программы X’Pert High Score Plus. Для перлита видно, что на дифрактограмме рисунка 1(а) формируется широкий пик между положениями 2 θ 20° и 30°, где характерный пик кварца находится около 26,5°. Этот пик соответствует кремнезему низкой степени кристалличности или аморфному, что связано с отсутствием гибкости этого пика, что указывает на высокую степень кристалличности кремнезема. Другими второстепенными компонентами являются алюмосиликаты, такие как альбит. Этот состав соответствует процессам образования перлита, представляющего собой вулканическое стекло.

Дифрактограмма рис. 1(б) позволяет установить, что основная минералогическая частица в аливене, соответствующая кварцу высокой степени кристалличности, находится в положении 2 θ 26,5°, и этот пик имеет большую стройность достигая оси y примерно до 18000 отсчетов. Другие присутствующие фазы соответствуют алюмосиликатам в форме плагиоклаза и роговой обманки и небольшим следам оксида железа в форме гематита.Этот минералогический состав аливена соответствует его происхождению из термически расширенной глины. Для нанокремнезема (рис. 1(в)) показано, что он соответствует наночастицам кремнезема низкой степени кристалличности.

2.3. Морфологическая характеристика

Морфологию агрегатов изучали с помощью микрофотографий стереоскопии и СЭМ в JEOL JSM 5910LV с детекторами обратного рассеяния электронов (BES), а для нанокремнезема с помощью ПЭМ в микроскопе FEI TECNAI 20 Twin. Перлит (рис. 2), соответствующий агрегату угловатого вулканического происхождения с обнаженными и сообщающимися между собой порами, представляет собой агрегат кислых пород благодаря своей светлой окраске и составу SiO ₂ > 65 % [20].Структура перлита позволяет ему удерживать большое количество поровой воды.

Оживленный заполнитель (рис. 3) соответствует термокерамзиту сферической формы с шероховатой поверхностью, большая часть которой представляет собой сферы с пористой внутренней частью, с некоторыми сообщающимися порами, окруженными коричневатым стекловидным слоем различной толщины и меньшей пористости. (Рисунок 3(б)). На рисунках 2(c) и 3(c) для перлита и аливена соответственно можно оценить форму, размер и распределение их пор.Для нанокремнезема на рисунке 4 наблюдаются отдельные сферы с диаметром частиц от 20 до 70 нм.

2.4. Физическая характеристика
Испытание на водопоглощение было проведено для каждого типа заполнителя в соответствии со спецификациями ACI 211. 2 и плотностью в соответствии со стандартом ASTM C 127 [18]. поры. Затем его удаляют из воды, воду сушат с поверхности частиц и определяют массу.В дальнейшем объем пробы определяют методом вытеснения водой. Наконец, образец высушивают в печи и определяют массу. Используя полученные таким образом значения массы и формулы этого метода испытаний, можно рассчитать относительную плотность и поглощение.
Площадь поверхности определяли с помощью теста БЭТ методом хемосорбции. Водопоглощение LWA (Таблица 2) показывает более высокое значение поглощения перлита из-за его большей удельной площади поверхности и его открытой и открытой пористости, а также характеристик, которые обеспечивают низкую плотность 305.5 кг/м ³ . Для живого заполнителя его плотность составляет 519,9 кг/м ³ , так как внутри он представляет собой пористый материал с размерами пор порядка 10 мкм мкм до 500 мкм мкм, а водопоглощение ниже поскольку во внешнем слое его структуры размер пор меньше капиллярного, что препятствует миграции воды в заполнитель (рис. 3(в)). NS имеет большую удельную поверхность в соответствии с его размером, что является показателем его реакционной способности.
9
площадь поверхности (M ² / г) Очевидная относительная плотность (кг / м ³) Водопоглощение (%)
PE 2,10 305,5 42,0
А.Л. 1,13 519,9 10,3
Н.С. 51,40 1,12 —
2.5. Подготовка образцов для испытаний на прочность при сжатии и сульфатную атаку
При составлении смесей использовались два легких заполнителя в крупнозернистом состоянии, пропущенные через сито 3/8″ и оставленные на сите №. 4, перлит и аливен из расчета 325 кг/м ³ бетона, цемента 500 кг/м ³ бетона, соотношение вода/цементный материал (a/mc) 0,35 и добавление 10% нанокремнезема при замене по массе содержания цемента.
Согласно предыдущим исследованиям [7] и обзору литературы [11, 21–24], соотношение равно 0.35 a/mc был выбран, что обеспечивает хорошую удобоукладываемость, чтобы не требовалось использование суперпластификатора в смеси, что могло бы привести к изменениям микроструктуры ITZ и цементной матрицы, представляющих интерес в этом исследовании. Доля цемента 500 кг/м ³ является продуктом библиографической ревизии; для которых в ряде исследований была достигнута прочность на сжатие в LWC более 17,5 МПа [7, 21, 25–27]. Использование 10 % нанокремнезема было обусловлено предыдущими результатами [16], где было замечено, что оптимальная замена цемента взвешенными наночастицами кремнезема именно в этом процентном соотношении, так как прочность на сжатие значительно увеличилась, по отношению к контрольному образцу; кроме того, уменьшилась сеть пор в цементной матрице и увеличилась ее извилистость, что уменьшило проникновение агрессивных агентов [16].
Бетонные смеси изготовлены по выбранным параметрам, а также изготовлены кубические образцы со стороной 50 мм, для испытания на прочность при неограниченном сжатии и призматические образцы размером 25 мм × 25мм × 285 мм, как установлено ASTM C157 M [28], для оценки устойчивости к сульфатным атакам. После изготовления кубические пробирки подвергались процессу мокрого отверждения в воде, насыщенной известью, при комнатной температуре 23 ± 2°C до возраста 7 и 28 дней, возрастов, при которых прочность на сжатие, объем определяли поры и водопоглощение.Призмы для испытания на расширение бетона выдерживали в тех же условиях в течение 28 дней, а затем подвергали воздействию сульфата магния.
2.6. Погружение в сульфат магния
В конце обычного времени отверждения призмы погружали на 15 недель в 5% раствор сульфата магния по массе (MgSO ₄ ) при pH = 7 для оценки воздействия этих сульфатов. , согласно ASTM C1012 [29]. Продольное изменение призматических образцов измеряли после погружения в раствор MgSO ₄.Раствор меняли ежемесячно, а в течение недельных интервалов рН контролировали, чтобы поддерживать его на уровне 6-7 единиц.
3. Результаты и обсуждение
3.1. Прочность на сжатие легких бетонов (LWC)
Бетоны, изготовленные с использованием перлита и аливена, подвергались испытаниям на прочность на сжатие через 7 и 28 дней нормального твердения. В Таблице 3 показаны результаты по прочности на сжатие LWC с нанокремнеземом и без него. Образец AL соответствует бетонам, изготовленным с LWA аливеном, а образец PE – бетонам с перлитом.C5 означает, что все бетоны были изготовлены с содержанием цемента 500 кг/м ³ . Образцы с 10% нанокремнезема представляют собой АЛК5-10 и ПЭК5-10. Напротив, образцы без нанокремнезема представляют собой ALC5-0 и PEC5-0.
Прочность на компрессию в 7 дней (MPA) прочность на компрессию на 28 дней (MPA)
8.1 ± 1 .9 10.4 ± 1,3
PEC5-10 12-10 12,4 ± 3.4 9.9 ± 2.9
alc5-0 23,8 ± 0,1 26,3 ± 1,5
ALC5-10 15.2 ± 2.5 22.1 ± 1,0
Наилучшие результаты прочности сжатия соответствуют бетоному, изготовленному с помощью вливающихся, со средними значениями 26,3 МПа и 22,1 МПа в 28 дней нормального отверждения бетон без и с добавкой НС соответственно. В то время как для перлитобетонов были достигнуты только 10,4 МПа без добавки и 9,9 МПа с НС, причем эти значения с учетом стандартного отклонения оказались статистически равными. Для образцов перлита результаты прочности на сжатие были статистически одинаковыми как для оцениваемого возраста, так и для процентного содержания использованного NS. Это означает, что именно перлит ограничивает максимальную прочность на сжатие, которой могут достичь эти смеси. В обоих бетонах добавление нанокремнезема не отражается на повышении прочности на сжатие, поскольку в LWC в первую очередь разрушается заполнитель, а не матрица [21, 30], как это происходит в обычных бетонах.Бетон с заполнителем аливен имеет большую прочность на сжатие, так как этот заполнитель характеризуется наличием на поверхности остеклованного слоя, что придает ему большую твердость, а также механическую стойкость.
3.2. Расширение бетона
На рис. 5 показаны результаты изменения длины всех стержней под действием сульфата. До 4-й недели все образцы имеют очень низкое расширение (0,02%), но с этого времени наблюдается явная разница в поведении образцов с перлитом по сравнению с образцами с аливеном.Стержни с перлитом демонстрируют увеличивающееся расширение со временем погружения в сульфаты, достигая значений 0,44% для РЕС5-0 и 0,2% для РЕС5-10 за 15 недель испытаний. Однако образцы с аливеном практически не показывают расширения (0,05%) в течение всего оцениваемого времени.

Для бетонов, изготовленных как с перлитом, так и с аливеном, образцы с добавлением 10% нанокремнезема демонстрируют лучшую устойчивость к воздействию сульфата магния, при этом бетон с перлитным заполнителем является самым слабым.Эти результаты согласуются с результатами Tobón et al. [31], которые проанализировали поведение портландцементных растворов нормальной массы, смешанных с нанокремнеземом, при воздействии на них такого рода сульфатов. Эти исследователи показали, как 5% замена портландцемента нанокремнеземом в этих растворах практически контролирует расширение под действием сульфатов. Это можно объяснить с разных точек зрения: во-первых, в бетонах с НС происходит измельчение пористой структуры [13].Во-вторых, глинозем перлита может быть более реакционноспособным и восприимчивым из-за своего вулканического происхождения к этой атаке, чем тот, который проявляется в аливене. Потому что, как предполагают некоторые авторы [32, 33], реакционная способность глинозема, присутствующего в минеральных добавках, имеет решающее значение для долговечности изготавливаемых с ними вяжущих смесей. В-третьих, хотя содержание оксида алюминия в перлите ниже, чем в аливене, оксид алюминия в перлите более подвержен этому воздействию из-за пористости его поверхности.
В соответствии со стандартом ASTM C 1157 [34] обычный бетон, изготовленный из цемента с умеренной устойчивостью к сульфатам, допускает максимальное значение расширения 0,10 %. Таким образом, легкий бетон, изготовленный с добавлением аливена в качестве крупного заполнителя, обладает такими же свойствами против воздействия сульфатов, как и обычный бетон.
3.3. Объем пор и водопоглощение
Объем пор и водопоглощение для исследованных бетонов определяли через 28 дней твердения и в соответствии со стандартом ASTM C 642 [35], для которого объем пор соответствует водонасыщаемым порам бетона, совокупная пористость и цементная матрица.Таблица 4 показывает, что для живого бетона объем пор значительно ниже, между 23,4% для ALC5-10 и 24,1% для ALC5-0. Для перлитобетонов она составляет порядка 32,4 % для ПЭК5-0 и 31,3 % для ПЭК5-10. Такое поведение указывает на то, что нанокремнезем может уменьшить объем пор в LWC, на 3% в живом бетоне и на 3,3% в перлите. Однако из полученных результатов можно установить, что объем пор в ЛСК в значительной степени зависит от морфологии и типа пористости ЛВС.Бетоны, изготовленные с пористым поверхностным заполнителем и взаимосвязанными порами внутри, такими как перлит, которые обладают более высоким водопоглощением (42%, таблица 2), приводят к получению бетонов с большим объемом проницаемых пор, тогда как бетоны с заполнителями с более низким водопоглощением более активны. (10,3%, табл. 2) имеют меньший объем пор.
34,2 22,9 21,9
Объем пустот (%) Водопоглощение (%)
PEC5-0 32.4 36,2
PEC5-10 31,3
ALC5-0 24,1
ALC5-10 23,4
Результаты водопоглощения (Таблица 4) бетонов с аливеном имеют более низкий процент водопоглощения, чем изготовленные с перлитом. В обоих бетонах характеристики водопоглощения снижаются при добавлении 10% нанокремнезема, что приводит к тому же самому порядку объема пор.
Добавление нанокремнезема влияет на водопоглощение легкого бетона; хотя бетон имеет значительный объем пор, в основном связанных с заполнителями, цементная матрица уплотняется за счет добавления NS, тем самым препятствуя взаимосвязи пор, которые обеспечивают миграцию воды из матрицы в заполнитель и, следовательно, уменьшая воду. абсорбция в низкой пропорции порядка 4,3% для бетона с добавкой аливена и 5,2% для перлитобетона с добавкой НС.Образцы с самым низким процентом расширения имеют в своем составе NS (ALC5-10 и PEC5-10).
Можно констатировать, что и объем пор, и водопоглощение ЛВК снижаются при добавлении НС, но они обусловлены в основном типом применяемого ЛВВ. Таким образом, в данном случае при использовании легких заполнителей с пористостью и взаимосвязанными порами в качестве перлита получаются ЛБК с большим объемом пор и большим водопоглощением, что находит отражение в бетонах с меньшим механическим сопротивлением сжатию и меньшей прочностью по сопротивлению воздействию атака сульфатов.
3.4. Морфология бетонов, подвергшихся воздействию сульфатов
После 15 недель воздействия сульфата магния видно, что перлитные бетоны в большей степени подвержены влиянию сульфата магния, вызывая коробление 3,25 мм в открытых швах без добавок. бетон (рис. 6(а)) и 2,75 мм для швов из добавленного бетона (рис. 6(б)). При рассмотрении живых бетонов только образцы без добавок демонстрируют небольшое коробление, около 0,8 мм (рис. 7 (а)), в то время как бетон с добавлением нанокремнезема остается неповрежденным (рис. 7 (б)).Такое коробление отражает продольное изменение, вызванное расширением бетона, что подтверждает результаты расширения, показанные на рис. 5.
Кроме того, видно, что образец с добавлением нанокремнезема (рис. деградации по сравнению с образцом без добавления (рис. 7(а)). Как известно, нанокремнезем реагирует с Ca(OH) ₂, образуя гель C-S-H; поскольку этого геля больше, MgSO ₄ может в конечном итоге реагировать с ним, образуя M-S-H на поверхности, вызывая ухудшение, наблюдаемое на изображении, поскольку этот продукт, как уже упоминалось, имеет низкую когезию [4].
Для выявления причины коробления и расширения бетонов были сделаны микрофотографии на краю балки для живых бетонов (рис. 8), в ИТЗ (рис. 9) и внутри заполнителя (рис. 10).
На рис. 8(а) видно, что на кромке образца бетона из аливена без добавления нанокремнезема видны трещины. С помощью EDX был определен химический состав элементов на поверхности с присутствием на поверхности кальция (30%), кремнезема (7%), серы (11%), магния (5%) и кислорода (45%). (Рисунок 11).Этот химический состав минералогически соответствует превращению CSH в MSH и другим присутствующим минеральным фазам (рис. 8), что в связи с химическим составом можно сделать вывод об образовании гипса (CaSO ₄ ), который для графических эффектов будет сокращен как КС [10].

При анализе ИТЗ бетонов, подвергшихся воздействию MgSO ₄ , в живых бетонах в основном наблюдается присутствие CS и C-S-H (рис. 9). Как только MgSO ₄ проникает внутрь агрегатов, в случае аливена, с помощью ЭДС наблюдается, что основной состав соответствует кислороду на 52%, кремнию 21.25%, алюминий 12,32% и низкие значения кальция, железа и магния. Такой состав соответствует заполнителю, который представляет собой алюмосиликат, но количество магния обусловлено отложением небольшого количества M-S-H путем миграции сульфата внутрь из-за пористости заполнителя (рис. 10). Как видно на микрофотографиях, исчезновение CH вызывает падение pH в порах, достаточное для того, чтобы вызвать разложение C-S-H и тем самым обеспечить активный кремнезем, необходимый для образования M-S-H [14].
Для перлитных бетонов (рис. 12) на краю наблюдается то же поведение, что и для живых бетонов. В ITZ (рис. 13) присутствует M-S-H за счет разложения C-S-H, гипса и эттрингита в случае бетона с добавлением нанокремнезема, который заметен в виде призматических кристаллов. Этот эттрингит может быть получен реакцией между C3A и гипсом, образованным реакцией C-S-H и Mg(OH) ₂ в соответствии с (2).
Внутри заполнителей перлитобетона можно заметить наличие кристаллов гипса (ГК) (рис. 14).По данным EDX элементный состав соответствует в основном кислороду, кремнию, кальцию, сере и алюминию. Незначительные следовые количества магния также были обнаружены в меньшей степени. Благодаря своей пористой структуре сульфат магния проникает в бетон до внутренней части заполнителя.
Как упоминалось выше, при взаимодействии CH с MgSO ₄ в присутствии воды, согласно [36], образуются гипс и брусит, но пуццолановая добавка в случае нанокремнезема позволяет избежать образования брусита, но не декальцинацию CSH, поскольку НС потребляет гидроксид кальция, который недоступен для производства гидроксида магния или брусита.Это можно наблюдать на микрофотографиях рисунков 8, 12 и 13, где нет признаков гексагональных кристаллов брусита, но есть M-S-H.
В этом исследовании заполнитель перлита продемонстрировал более высокое водопоглощение, что привело к получению бетона с большей проницаемостью и объемом пор. В связи с этим при использовании этого вида легкого заполнителя необходимо учитывать его высокую пористость, а также то, что эти поры обычно сообщаются между собой. Когда этот бетон подвергся воздействию сульфатов, было обнаружено, что он имеет высокую степень расширения, печально известную после восьми недель погружения, из-за его высокой проницаемости и, скорее всего, из-за присутствия реактивного глинозема. Замена цемента на 10 % нанокремнезема позволила уплотнить матрицу и снизить пористость и проницаемость бетона, изготовленного с этим заполнителем, что выразилось в меньшем расширении этого бетона по сравнению с бетоном без замены цемента. В отличие от перлита, аливен показал меньшее расширение, как с заменой цемента на 10% нанокремнезема, так и без него. Такое поведение связано с более низким водопоглощением заполнителя и тем, что из него получается бетон с проницаемостью и объемом пор значительно ниже, чем у бетона, полученного с перлитом.
4. Выводы
Наибольшее расширение легких перлитобетонов связано с прямой миграцией сульфата магния в заполнитель, поскольку он представляет собой заполнитель с открытой пористой поверхностью, а не живую пористую структуру, покрытую стекловидным слоем пористости с низкой проницаемостью, и это Миграция сульфат-иона позволяет разлагать CSH, превращая его в MSH и, в свою очередь, позволяя образовывать гипс, который отвечает за расширение бетона, что приводит к деформации бетонных пробирок без добавления нанокремнезема.
Использование нанокремнезема в LWC улучшает пористую структуру в цементной матрице, а также в ITZ за счет увеличения образования CSH, но это уплотнение вяжущей матрицы недостаточно велико, чтобы препятствовать миграции воды и сульфат-ионов от внешней части бетона к внутренней, пока не достигнет заполнителя, как это видно в случае с перлитом.
Использование нанокремнезема уменьшило расширение бетона, предотвращая образование брусита, потому что, когда происходит реакция между CH и нанокремнеземом, мало CH доступно для реакции с сульфатом магния и последующего образования брусита (MH).
Такие факторы, как пористость заполнителя и химический состав, более важны для долговечности легких бетонов; несмотря на измельчение цементной матрицы с добавлением нанокремнезема, поглощающая способность этих заполнителей способствует миграции сульфатного раствора снаружи внутрь, концентрированию и достижению того, что он воздействует на всю цементную матрицу, а не только на открытую поверхность бетон.
Механизм реакции на химическое воздействие сульфата магния для легких бетонов подобен механизму в обычных бетонах, где воздействие происходит в основном на CSH, но имеет отягчающее обстоятельство, что это воздействие может быть усилено типом легкого заполнителя который использовался, то есть с открытой пористостью как перлит или закрытой пористостью как кальцинированная глина.
Бетон, изготовленный из легких заполнителей с закрытой пористостью, такой как кальцинированная глина, может демонстрировать такие же характеристики, как и обычный бетон, против агрессивного воздействия сульфатов, таких как сульфат магния; из-за проявления меньшего расширения, чем 0,10 %, это значение соответствует стандарту для обычного бетона, учитывая поведение этого легкого бетона по отношению к прочности на сжатие.
Доступность данных
Данные, использованные для поддержки результатов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Благодарности
Эта работа была одобрена «Национальной программой проектов по усилению исследований, разработок и инноваций в области последипломного образования в Национальном университете Колумбии», код 30474.
Инфракрасный легкий бетон: десятилетие исследований (обзор ) — Elshahawi — 2021 — Конструкционный бетон
1 ВВЕДЕНИЕ
1.1 Легкий бетон
Здания по всему миру выиграли от того, как инженеры-материаловеды и инженеры-строители улучшали свойства и поведение материалов. В последние десятилетия легкий бетон (LWC), в частности, стал важным и универсальным материалом, который был значительно улучшен благодаря научным усилиям. LWC считается одним из перспективных материалов в современном строительстве из-за огромных преимуществ, которые могут быть достигнуты как в структурном, так и в экологическом отношении [1].
Конструктивно он имеет множество применений, особенно в тяжелых конструкциях, в которых собственный вес определяет общий вес и где этот собственный вес значительно превышает ожидаемые эксплуатационные нагрузки, как в случае с многоэтажными зданиями и мостами. Уменьшенный вес, связанный с использованием LWC в многоэтажных зданиях, обеспечивает гибкость и значительную экономию средств; он также улучшает сейсмическую устойчивость конструкции, обеспечивает более длинные пролеты, повышает огнестойкость и снижает коэффициенты армирования и материалы фундамента [2, 3].Кроме того, сборные элементы, построенные из LWC, снижают затраты на транспортировку и укладку [4]. С мостами LWC также может обеспечить большее количество полос движения и более длинные пролеты. В мостах консольного типа LWC можно использовать с одной стороны опоры, а бетон нормальной массы (NWC) — с другой, чтобы обеспечить баланс веса при размещении более длинного пролета на стороне LWC [5].
Экологически LWC имеет гораздо более низкую теплопроводность, чем NWC, и поэтому может играть существенную роль в энергосбережении при использовании в качестве изоляционного материала.Иными словами, использование ЖБК с регулируемыми тепловыми свойствами позволяет экономить энергию, затрачиваемую на акклиматизацию воздуха как в холодных, так и в теплых странах [6, 7]. В последнее время проблемы нехватки энергии нарастают угрожающими темпами, и энергия стала глобальной проблемой. Дополнительным преимуществом LWC является то, что многие промышленные и сельскохозяйственные отходы могут быть утилизированы при его производстве, что представляет собой экономичный и экологически чистый подход.
1.2 Терминология
При добавлении описательного термина «Легкий» к бетону он становится собирательным термином для различных видов бетона, характеризующихся низким удельным весом.Снижение массы достигается либо за счет использования определенных видов заполнителей (вспененных материалов), имеющих удельный вес заметно ниже, чем у классических заполнителей (гравий или щебень), либо за счет введения в вяжущее тесто пузырьков воздуха [8]. Первый тип LWC обозначается как бетон с легким заполнителем (LWAC), а последний тип известен как пенобетон (FC), который обычно используется для неконструкционных применений. Дилемма заключается в том, что легкость возникает из-за захваченного воздуха либо в заполнителях, либо в цементной матрице: чем больше захваченного воздуха, тем легче вес и лучше изоляция, но, наоборот, ниже прочность [9].
Во многих международных нормах проектирования LWC определяется как бетон с плотностью в сухом состоянии менее 2000 кг/м ³ . Однако в последние десятилетия стали изготавливать ЛСК с широким диапазоном плотностей (300–2000 кг/м ³ ) и соответствующих им пределов прочности от 1,0 до 60 МПа [10]. Поэтому пришлось ввести описательные термины «Структурный» и «Инфра». Конструкционный легкий бетон (SLWC) определяется в соответствии с Еврокодом 2 [11] как бетон со средней прочностью на сжатие в цилиндре не менее 17 МПа и удельным весом не менее 800 кг/м ³ [11].Латинская приставка «Инфра» впервые была представлена кафедрой концептуального и конструктивного проектирования Технического университета Берлина в 2006 г. для обозначения нового LWC с плотностью ниже 800 кг/м ³ [12]. «Ультра» используется вместо «Инфра» многими исследователями. В Нидерландах из-за высокой температуры, возникающей в результате процесса гидратации, его называют «теплым бетоном» или теплым бетоном [13]. Подводя итог, можно сказать, что инфралегкий бетон (ILC), сверхлегкий бетон (ULWC) или «теплый бетон» является современным бетоном с точки зрения плотности и изоляционных свойств и классифицирует бетон с плотностью ниже 800 кг/м ^{. 3} .В данной статье используется аббревиатура ILC.
1.3 Использование ILC
Рациональная и экономичная компоновка зданий с относительно низким энергопотреблением может быть основана на соответствующих механических и тепловых свойствах ILC, LWC и NWC: ILC с отличными изоляционными характеристиками лучше всего использовать для несущих фасадов; LWC, с умеренной изоляцией и прочностью, для плит перекрытия и NWC, с наибольшей прочностью, но плохой изоляцией, для вертикальных внутренних элементов, таких как колонны и стены жесткости [14].
За последние несколько лет прочностные, производственные и термические свойства ILC значительно улучшились. Например, Ю и соавт. [15] сообщили о ILC с прочностью на сжатие 15 МПа, соответствующей сухой плотностью 745 кг/м ³ и теплопроводностью 0,17 Вт м ^-1 K ^-1 [15]. Абд Эльрахман и др. [16, 17] разработали ILC с прочностью на сжатие 15,2 МПа, соответствующей сухой плотностью 810 кг/м ³ и теплопроводностью 0.19 Вт м ⁻¹ K ⁻¹ [16, 17]. Постоянные улучшения материала, особенно с точки зрения прочности, позволяют использовать ILC в качестве материала, несущего нагрузку. Таким образом, ILC стал монолитным материалом, обеспечивающим как несущую способность, так и теплоизоляцию. Поэтому его можно использовать в прочных, долговечных и простых конструкциях. По сравнению с распространенными в настоящее время многослойными стеновыми конструкциями эти возможности делают их конкурентоспособной альтернативой в отношении концептуального дизайна, изоляции, простоты строительства, противопожарной защиты, энергосбережения и возможности вторичной переработки [18, 19].
1.4 Цели исследования
Основная цель этой статьи состоит в том, чтобы обобщить последние научные исследования и точки зрения, связанные с ILC. Этот сборник предлагает более глубокое понимание всей картины и устраняет пробелы между точками зрения исследователей из академического спектра. Более того, такая компиляция может пролить свет на научные пробелы и побудить новых исследователей эффективно заполнить эти пробелы. В этом контексте 80 смесей ILC сравниваются с точки зрения пропорций смесей, материалов, добавок, термических и механических свойств.Кроме того, этот обзор включает обсуждение ограниченных усилий, направленных на понимание структурного поведения ILC.
2 ИНФРА ЛЕГКИЙ БЕТОН
2.1 Мотивация к инновациям ILC
Существуют три основных этапа, необходимые для того, чтобы любой новый материал был принят промышленным сообществом и, следовательно, широко применялся в различных областях строительства: этап 1, постановка проблемы и выполнимое решение; Фаза 2, разработка материалов и обширные исследования; и Фаза 3, индустриализация.
На Этапе 1 для выявления проблем, которые способствовали инновациям и развитию ILC, например, следует в первую очередь упомянуть немецкую композитную теплоизоляционную систему («Wärmedämmverbundsysteme» [WDVS]). На рис. 1 показаны различные типы многослойных изоляционных систем с тепловыми свойствами по сравнению с ILC. Многослойная система имеет много недостатков, например, установка занимает много времени и состоит из нескольких частей, требующих наличия высококвалифицированного персонала для выполнения специальных соединений между слоями.Кроме того, используемые материалы, такие как полистирол и минеральная вата, трудно перерабатывать и имеют относительно короткий жизненный цикл, что, в свою очередь, приводит к высоким долгосрочным затратам на техническое обслуживание [20]. ILC может быть многообещающим материалом для новой эры монолитного строительства, обладая следующими тремя достоинствами [21]; (а) экономия средств за счет устранения дополнительных изоляционных слоев, экономии времени и уменьшения необходимости в высококвалифицированном персонале. (b) гибкость, поскольку один единственный слой обеспечивает как несущую, так и изоляцию, не требуется штукатурки или облицовки, и он может быть отлит на месте или в качестве сборного элемента, и (c) устойчивость, которая достигается такой монолитной конструкцией с легкостью. техническое обслуживание, способность к переработке и энергосбережение.В этом контексте многие исследователи доказали, что толщина стенки 50 см соответствует критериям изоляции и обеспечивает достаточную несущую способность [13, 14, 18, 19, 22].
Стандартные системы изоляции по сравнению с инфракрасным легким бетоном [20]
2.2 Современный
В таблице 1 сравниваются различные смеси ILC с точки зрения ингредиентов, пропорций, плотности, теплопроводности и прочности на сжатие.Имеющиеся данные отражают улучшение свойств ILC с течением времени. Кафедра концептуального и конструктивного проектирования Технического университета Берлина занимается практическим исследованием ILC с 2006 года. Первые результаты, полученные Эль Зарифом [14], предоставили базовые знания о материалах, составе смесей и механических свойствах. Разработанный ИПК имеет сухую плотность 760 кг/м ³ , среднекубическую прочность на сжатие 7 МПа и теплопроводность 0,18 Вт м ⁻¹ K ⁻¹ [14].Смесь использовалась при возведении наружных стен частного дома в Берлине в 2007 г. (рис. 2б). Этот этап вдохновил многих исследователей и открыл широкие возможности для завершения начатого (Фаза 2). Hückler [22] разработал смеси ILC с диапазоном сухой плотности 600–800 кг/м ³ с соответствующей средней прочностью на сжатие 7–14 МПа и теплопроводностью 0,14–0,19 Вт м ^-1 K ^-1 . Кроме того, он исследовал структурное поведение ILC с точки зрения поведения при изгибе, связи и растрескивании.
ТАБЛИЦА 1. Инфракрасные бетонные смеси и свойства ^f
Сокращения: ЭК, керамзит; Эког, пеностекло; ЭГ, вспененное стекло; EPS, пенополистирол; LPF — длинное полипропиленовое волокно; СП, суперпластификатор; SPF, короткое полипропиленовое волокно; СТ, стабилизатор.
(a) Легкий бетон (дом Gartmann) плотность Schweiz 2003; 1100 кг/м ³ , теплопроводность; 0,32 Вт м ⁻¹ K ⁻¹ , прочность; 12,9 МПа [13]. (б) Инфракрасный легкий бетон (дом Шлайха), плотность в Берлине, 2007 г.; 760 кг/м ³ , теплопроводность; 0.18 Вт м ⁻¹ K ⁻¹ , прочность; 7,4 МПа [32]. (c) Легкий бетон (дом h46) Штутгарт 2012 плотность; 1000 кг/м ³ , теплопроводность; 0,23 Вт м ⁻¹ K ⁻¹ , прочность; 10,9 МПа [13]. (d) Инфралегкий бетон (Павильон) Плотность TU Eindhoven 2015; 780 кг/м ³ , теплопроводность; 0,13 Вт м ⁻¹ K ⁻¹ , прочность; 10 МПа [13]
На кафедре химии строительных материалов и бетона Технического университета Берлина в последние несколько лет также велась работа по разработке ILC. Чанг и др. [33, 34] исследовали влияние различных фракций легких заполнителей на термические и механические свойства ИПК с сухой плотностью менее 500 кг/м ³ . В 2018 году было рассмотрено влияние различных добавок в бетон, таких как мелкая летучая зола, мелкий песок и летучая зола, на свойства ILC [26]. Абд Эльрахман и др. [16, 17] сравнивали механические и физические свойства смесей ИПК, изготовленных из различных вспученных заполнителей, таких как керамзит, керамзитобетон и пеностекло.LWAC и FC имеют много общих свойств. Кроме того, ТЦ можно производить с плотностью от 500 до 1500 кг/м ³ , что ниже, чем у LWAC [35, 36]. Соответственно, Чанг и соавт. [28] сравнили Infra LWAC и Infra Lightweight Foamed Concrete (ILFC). Кроме того, было исследовано влияние включения LWA при получении и характеристике ILFC [16, 17].
Аналогичным образом, с 2012 года на кафедре искусственной среды (Эйндховенский технологический университет) предпринимаются усилия по улучшению монолитных конструкций путем разработки ILC, готовых как для изоляции, так и для подшипников. Ю и др. [23] исследовали влияние частичной замены цемента вторичными вяжущими материалами, такими как порошок известняка и наносиликат. ILC с сухой плотностью около 650-700 кг/м ³ показал превосходную теплопроводность 0,12 Вт м ^-1 K ^-1 , и может быть получена средняя прочность на сжатие около 10-12 МПа [ 23]. Хуискес и др. [24] разработали устойчивый ILC, полностью заменив цемент щелочеактивированными материалами (геополимер) [24].Ю и др. [15] исследовали влияние полипропиленового волокна на механические и тепловые характеристики ИЖК. Они разработали ILC со средней прочностью на сжатие 15 МПа и соответствующей сухой плотностью 745 кг/м ³ и теплопроводностью 0,17 Вт м ^-1 К ^-1 . Влияние включения волокон на общее поведение ILC широко обсуждалось [27, 29]. Недавно Falliano et al. [29] изучали влияние коротких полимерных волокон и полимерной сетки, армированной стекловолокном, на механическое и изгибное поведение ILFC с плотностью 400, 600 и 800 кг/м ³ .
С этой целью, несмотря на значительное количество приложений, использующих LWC или ILC, как видно на рисунке 2 [13, 27], необходимы дальнейшие исследования, чтобы показать более важные свойства этого относительно нового материала и предоставить инженерам-проектировщикам полную информацию. руководства, содержащие информацию обо всех основных механических свойствах и поведении конструкции. Кроме того, такие исследования могли бы повысить надежность и уверенность в потенциале ILC и, следовательно, расширить его применение.Научное сообщество приближается к фазе индустриализации. Тем не менее, дополнительные научные исследования и сравнения, связанные с энергетической и экономической эффективностью, по-прежнему имеют решающее значение.
3 ЛЕГКИЕ НАПОЛНИТЕЛИ
3.1 Общие
Как правило, в качестве альтернативы традиционным заполнителям легкий бетон можно производить с использованием натуральных или искусственных легких заполнителей (LWA). Доступны различные типы LWA с различными физическими и механическими свойствами, что позволяет производить LWC с широким диапазоном плотностей и прочности.В связи с коммерческой доступностью нескольких типов LWA исследователи начали изучать, сравнивать и исследовать их для разработки высокоэффективных LWAC. Исследования включают LWAC с природными материалами, такими как вермикулит [37] или перлит [38], с расширенными глинистыми материалами, такими как сланцы [39], сланец [40] и глина [41], и с переработанными материалами, такими как вспененное стекло [42], каменный щебень [43] или стеклянный щебень [33, 34]. Кроме того, были проведены исследования по использованию сельскохозяйственных отходов, таких как скорлупа персиков [44], скорлупа кокосовых орехов [45], ядро пальмы [45] и скорлупа абрикосов [46].Поскольку большинство этих материалов являются отходами, их включение в производство (инфра) легкого бетона решает одну из важнейших экологических проблем.
LWA имеют гораздо более высокий уровень пористости по сравнению с заполнителями нормальной массы (NWA). Таким образом, они имеют низкую прочность и чаще испытывают большие деформации. Это означает, что LWA являются самыми слабыми компонентами, и, следовательно, они играют большую роль в конечных характеристиках производимой смеси [47].Кроме того, они занимают более 50 % объема бетона [33, 34]. Следовательно, LWA следует использовать с осторожностью, чтобы улучшить характеристики смеси как в свежем, так и в отвержденном состоянии. Многие исследователи провели подробные исследования, чтобы понять влияние свойств LWA, таких как размер частиц, сортность и абсорбция, на механические и термические свойства LWAC и ILC, как описано ниже.
3.2 Влияние размера частиц
В таблице 1 показано, как несколько LWA применялись для производства ILC с широким диапазоном плотностей, теплопроводности и прочности.Тем не менее, пеностекло было наиболее популярным заполнителем. Абд Эльрахман и др. [16, 17] сравнили характеристики трех различных расширенных материалов в качестве LWA; керамзит (Лиапор®), керамзитобетон (Лиавер®) и пеностекло (Экоглас®) в производстве ЖБК плотностью от 580 до 1100 кг/м ³ . Они подтвердили эффективность пеностекла по конечной плотности, прочности и тепловым свойствам. Во всех смесях в таблице 1 LWA имеют мелкие размеры частиц с максимальным размером агрегата 9 мм.Эта малость согласуется с литературными данными, согласно которым прочность на сжатие LWAC сильно зависит от размера заполнителей. В соответствии с ACI 213R-14 уменьшение максимального размера крупнозернистых LWA приводит к заметному увеличению прочности на сжатие LWAC, особенно в более слабых и рыхлых заполнителях [5]. Сопротивление раздавливанию структурных заполнителей Leca увеличилось с 2,15 до 3,62 МПа при уменьшении среднего размера частиц с 14 до 4 мм [48]. Хуискес и др.[24] сообщили об увеличении прочности на сжатие ILC на 11% при замене заполнителей размером 4–8 мм на заполнители размером 2–4 мм. Однако рекомендуется обеспечить баланс между малыми и большими размерами, если целью является более низкая теплопроводность [24].
3.3 Влияние классификации частиц
Как правило, включение LWA снижает плотность материала, что, в свою очередь, улучшает изоляционные характеристики, но ослабляет механические свойства, то есть прочность на сжатие и модуль упругости [37]. Очень желательно уменьшить плотность, а также сохранить обрабатываемость и прочность. Поэтому многие исследователи применяли модель плотной упаковки (модифицированная Андреасеном и Андерсеном) [49, 50] для достижения оптимальной упаковки гранулированных ингредиентов и максимизации объема LWA в смеси. Концепция модели подчеркивает важность классификации частиц по размеру. Включая в состав смеси все твердые частицы, то есть цемент и другие твердые вещества, можно добиться многих преимуществ, таких как минимизация пор между заполнителями и, следовательно, содержание цемента, снижение водопотребности и улучшение удобоукладываемости смеси [51]. .Кумулятивная доля частиц может быть оптимизирована в соответствии с модифицированной моделью Андресена и Андерсена как [49, 50]: (1) где P ( D ) — доля частиц меньше, чем D , D _max и D _{min q — коэффициент распределения. Коэффициент q может быть определен экспериментально и зависит главным образом от формы и размера частиц. Чем выше значение q , тем крупнее смесь и меньше содержание мелочи, и наоборот [33, 34]. Несколько значений q были предложены и применены в различных типах бетона. Функ и Дингер предложили значение 0,37 для получения оптимальной упаковки [50]. Hüsken и Brouwers [52] успешно применили значение q , равное 0,28, для разработки земляно-влажного бетона. Компания Hunger разработала самоуплотняющийся бетон, используя то же значение 0.28 [53]. Ю и др. [23] разработали самоуплотняющийся ILC с отличной теплопроводностью и умеренными механическими свойствами, используя коэффициент распределения 0,32. Ю и др. [15] применили коэффициент распределения 0,35 при разработке ультралегкого фибробетона. Разработанная смесь также показала высокие механические и термические характеристики.
В предварительном тесте Huiskes et al. [24] исследовали влияние плохой упаковки, применяя 90–95% крупных заполнителей (2–4 мм) и 5–10% мелких заполнителей (0–1 мм). Общая работоспособность была плохой и упала почти до нуля. Кроме того, полученная смесь была чувствительна к сегрегации при увеличении расхода жидкости от 160 до 180 л/м ³ , хотя при 160 л/м ³ смесь была слишком жесткой и непригодной для обработки [24]. Чанг и др. [33, 34] разработали ILC с низкой плотностью ниже 500 кг/м 90 271 3 90 272 путем максимального увеличения объема LWA (более 70 %), используя различные градации и различные коэффициенты распределения 90 757 q 90 758 = 0,23, 0,25, 0,30 и 0.45. Они пришли к выводу, что для LWAC с равным объемным содержанием LWA образцы, включающие более крупные фракции мелких заполнителей, обладают более высокими механическими свойствами и большей теплопроводностью [33, 34].
3.4 Эффект поглощения частиц
Водопоглощение считается одним из основных факторов, в значительной степени влияющих на общее поведение (Infra) LWC как в свежем, так и в отвержденном состоянии. Для каждой отдельной частицы количество и скорость поглощения напрямую зависят от объема пор, распределения пор внутри частицы и структуры системы пор, то есть от того, связаны ли поры или изолированы [54].Влага, хранящаяся внутри LWA, не сразу доступна цементирующему тесту и должна быть исключена из воды затворения [5, 9]. Высокая степень абсорбции отрицательно влияет на удобоукладываемость, но впоследствии усиливает процесс гидратации, обеспечивая дополнительное внутреннее отверждение и смягчая аутогенную усадку [55, 56]. Как правило, доступны два варианта: предварительное замачивание заполнителей в течение 24 часов перед смешиванием или добавление дополнительного количества воды во время смешивания [26, 33, 34].
Применение предварительно замоченных LWA помогает получить стабильную, уплотняемую смесь и хорошо распределенные частицы. Тем не менее, многие исследователи подтвердили использование высушенных в духовке LWA без предварительного замачивания, но с корректировкой пропорции воды для смешивания с учетом поглощения LWA. Голиас и др. [57] указали, что при применении LWA в случае сушки в печи LWA могут поглощать примерно 55% значения 24-часовой абсорбции. Несоответствие объясняется способностью частиц цемента закрывать некоторые поры в заполнителях или вязкостью полученной жидкости относительно выше, чем у воды, что приводит к медленному заполнению пор заполнителей.Чанг и др. [26] и Abd Elrahman et al. [16, 17] приняли решение добавить в смесь дополнительное количество воды, равное 1 часу поглощения, чтобы помочь сохранить рабочую смесь в течение более длительного времени [16, 17, 26]. На другом конце спектра Yu et al. [23] и Ю и соавт. [15] разработали ILC путем применения пеностекла со сравнительно гладкой поверхностью и замкнутой внешней оболочкой, не требующей ни предварительного замачивания, ни дополнительного увлажнения [15, 23]. Применяемые LWA имеют низкое водопоглощение (менее 2% после предварительного замачивания в течение 60 мин).
4 СВЯЗКА
Благодаря наличию сырья, технологий и различных типов цемента, удовлетворяющих потребности инженеров, портландцемент (ПК) стал наиболее используемым вяжущим в строительной отрасли [58]. В отличие от NWC, цементная паста является самым прочным компонентом и имеет преимущество над LWA в наборе прочности (Infra) LWC. Слабые стороны LWA могут быть напрямую связаны с ячеистой структурой, которая необходима для достижения требуемой низкой плотности и тепловых свойств.К сожалению, хрупкая структура LWA ограничивает силу (Infra) LWC. Итак, внимание было уделено цементу и его влиянию на свойства свежего и затвердевшего (Infra) LWC. Были рассмотрены различные вопросы, например, влияние типа вяжущего, содержания вяжущего, теплоты гидратации и частичной и полной замены цемента.
4.1 Тип переплета
Ю и др. [23] сравнили механические и термические свойства ИТЦ, изготовленных с использованием нескольких видов цемента при фиксированном содержании цемента 450 кг/м ³ , при сохранении кажущейся плотности бетона.Они сообщили о самых высоких механических свойствах при использовании цементов, содержащих измельченный гранулированный доменный шлак (GGBS), по сравнению с цементами только на основе клинкера. Однако влияния марки цемента на термические свойства не обнаружено [23]. Этот вывод совпадает с выводом Невилла, который продемонстрировал увеличение прочности на сжатие на 38 % при замене 40 % цемента на GGBS [59]. Этот вывод был подтвержден Spiesz и Hunger [30], которые разработали ILC плотностью 760 кг/ m ³ с соответствующей прочностью на сжатие 10.2 МПа и теплопроводностью 0,14 Вт м ^-1 К ^-1 за счет применения СЕМ III/С 32,5 Н [30], которая имеет высокий процент доменного шлака от 81 до 95% [60]. Разработанная смесь показала аналогичные выдающиеся характеристики по сравнению с предыдущей смесью, изготовленной теми же авторами, но на портландцементе. Однако чрезмерного перегрева в случае CEM III/C 32,5 N не было достигнуто.
4.2 Содержание связующего
Несмотря на широко распространенное среди исследователей мнение о том, что прочность на сжатие (Infra) LWC увеличивается по мере увеличения содержания цемента, найти явную связь между содержанием цемента и прочностью на сжатие (Infra) LWC непросто. Исследование влияния содержания цемента включает либо изменение содержания LWA, либо добавление других наполнителей для сохранения значения плотности на том же уровне, как продемонстрировали Chandra и Berntsson [8], которые обнаружили линейную зависимость между плотностью бетона и прочностью на сжатие LWAC. Ю и др. [23] исследовали влияние дозировки связующего, используя три различных содержания: 450, 400 и 350 кг/м ³ [23]. Чтобы помочь сохранить содержание LWA и достичь фиксированной плотности 650–700 кг / м ³ , были добавлены порошок кремнезема и известняка.Они сообщили об увеличении прочности на сжатие с 10 до 12 МПа при изменении содержания CEM II/B-V 42,5 N с 350 до 450 кг/м ³ . Однако для CEM I 52,5 Н была получена одинаковая прочность. Этот вывод можно интерпретировать с помощью предела прочности, установленного LWA. Кроме того, Spiesz и Hunger [30] указали, что увеличение содержания цемента приводит к высокой температуре во время фазы гидратации и впоследствии к трещинам. Следовательно, на выбор дозировки цемента могут также влиять многие другие факторы, такие как прочность LWA и характеристики цемента.
4.3 Теплота гидратации
В то время как у обычного NWC тепло гидратации может выделяться в окружающую среду из-за высокой теплопроводности, низкая теплопроводность (Infra) LWC в значительной степени способствует сохранению тепла внутри тела бетона. Температура гидратации ИЖК может повышаться до 100°С, сопровождаясь градиентом температуры по сечению [10, 30]. Это приводит к растягивающему напряжению снаружи поперечного сечения во время фазы нагрева, а затем к растрескиванию [61].Растрескивание может значительно ограничить развитие прочности и долговечность конструкции. Кроме того, поскольку ILC является лицевым бетоном, нежелательны трещины. Schlaich и El Zareef [32] применили низкотемпературный цемент CEM III-A 32,5 N для снижения вредного воздействия тепла гидратации в одной из ведущих смесей ILC и для контроля ранних возрастных трещин. Точно так же Шульце и Брейт применили CEM III/B 32,5 N, который имеет медленную теплоту гидратации, для получения ILC с плотностью в сухом состоянии менее 700 кг/м ³ [31].
Доннерс [13] провел экспериментальную работу, чтобы найти оптимальное решение проблемы высокой теплоты гидратации ILC. В этой работе он исследовал множество вариантов, таких как снижение начальной температуры компонентов, охлаждение опалубки или вставка охлаждающих труб. Хотя вставка охлаждающих труб означала, что критерии изоляции могут быть соблюдены, наиболее применимый и эффективный метод, который позволил соблюсти критерии (максимальная температура 70 ° C), заключался в снижении содержания цемента на 40% в дополнение к использованию низкотемпературного цемента. СЕМ III-А 32.5 Н. Однако в качестве побочного эффекта также снижались механические свойства. Spiesz и Hunger [30] пришли к выводу, что CEM III/C 32,5 N является подходящим выбором для ILC, особенно в больших масштабах, с точки зрения умеренной прочности, изоляции и теплоты гидратации. Измеренная максимальная температура при содержании цемента ³ 500 кг/м3 составила 80°C. Кроме того, температура росла сравнительно медленнее [30]. Эта медлительность может быть связана с медленной гидратацией GGBS в составе нанесенного CEM III/C 32.5 N содержит большое количество GGBS (87% GGBS и 11% цементного клинкера). Точно так же Callsen и Thienel [62] контролировали теплоту гидратации ILC, добавляя чешуйки льда во время смешивания и применяя низкотемпературный цемент.
4.4 Замена цемента и экологические аспекты
Производство цемента является одним из основных источников выбросов CO ₂ и других парниковых газов. Кроме того, также потребляется большое количество энергии [63, 64].Поскольку ILC должен обеспечивать устойчивый и экологически чистый подход, многие исследователи начали смягчать воздействие на окружающую среду и переходить к зеленым зданиям, частично или полностью заменяя цемент дополнительными цементными материалами. В связи с этим использовались многие дополнительные материалы, например, летучая зола, GGBS и известняковая мука.
Чтобы ускорить затвердевание и удержать пену в матрице ILC, Чен и Лю [25] частично заменили цемент высокоглиноземистым цементом на основе известняка [25], а Ю и соавт.[23] заявили, что порошкообразный известняк является лучшим заменителем, поскольку он имеет то же распределение частиц, что и цемент. Чанг и др. [26] исследовали влияние различных наполнителей на общие свойства (Infra) LWAC с диапазоном сухой плотности от 800 до 950 кг/м ³ . Они сообщили о лучших механических свойствах смеси, содержащей летучую золу, в то время как смесь порошка известняка достигла требуемых термических и механических свойств [26]. Чтобы достичь высокого уровня устойчивых и экологичных структур, Huiskes et al.[24] разработали ИЦС с пределом прочности при сжатии 10 МПа и теплопроводностью 0,11 Вт м ⁻¹ K ⁻¹ путем полной замены цемента щелочеактивированными материалами [24]. Используемый прекурсор предварительно смешивали по массе с 30% GGBS и 70% летучей золы, активированной путем смешивания воды с гидроксидом натрия (NaOH) для достижения желаемой молярности 2–3.
Как правило, значительное внимание уделяется уменьшению углеродного следа, связанного с производством ILC, за счет частичной или полной замены цемента дополнительными вяжущими материалами.Немаловажной является также высокая скорость карбонизации ИЛК из-за ее высокого уровня пористости. ILC имеет гораздо более высокий коэффициент карбонизации, чем NWC; он может поглощать около 55 кг CO ₂ на кубический метр в течение срока службы [19]. Следовательно, ILC представляет собой относительно экологически чистый бетонный материал. Тем не менее, при использовании ILC необходимо тщательно учитывать коррозию стали.
5 ДОБАВКИ
5.1 Общие
ILC — это новый материал, который может служить противоречивым целям, а именно: высокое содержание пустот для соответствия критериям изоляции и умеренная прочность на сжатие, на которую отрицательно влияет наличие пустот. Соответственно, многие исследователи пытались улучшить общее поведение ILC, применяя такие методы, как включение волокна или нанокремнезема. Более того, из-за большой разницы в плотности между LWA и матрицей ILC с большей вероятностью будет подвергаться сегрегации и кровотечению, особенно при вибрации. Следовательно, высокий уровень обрабатываемости также имеет решающее значение для обеспечения самовыравнивания без вибрации. В связи с этим, как показано в таблице 1, почти все исследователи рекомендуют использовать суперпластификатор и стабилизаторы для улучшения удобоукладываемости и сохранения стабильности смесей.
5.2 Волокна
В основном, когда волокна используются в бетоне, возникает множество преимуществ с точки зрения способности к изгибу, пластичности, предотвращения образования трещин и поглощения энергии [65]. Более того, волокна могут играть значительную роль в уменьшении усадки в сухом состоянии [66, 67]. Исследователи также обращали внимание на влияние включения волокон на механические свойства ILC. Однако из-за ограниченных дискуссий и противоречивых результатов по этой теме здесь нельзя рассматривать гарантированные результаты.
Во-первых, среди исследователей существует широкое согласие в том, что полипропиленовое волокно (ПП) является лучшим выбором для ILC. Он устойчив к ржавчине, имеет сравнительно меньшую плотность и меньшую теплопроводность. El Zareef и Schlaich [27] исследовали влияние полипропиленовых волокон (почти 0,1% по объему и с тремя различными длинами 6, 12 и 20 мм) на механические свойства ILC. Они сообщили об увеличении прочности на разрыв ILC на 10, 23 и 30% соответственно. И наоборот, сообщалось об относительно высоком снижении прочности на сжатие, соответственно, на 56, 43 и 41%.Они интерпретировали это как вызванное ранними микротрещинами, которые могут развиваться при использовании полипропиленового волокна в материалах с низкой прочностью на сжатие. Та же общая тенденция была обнаружена Falliano et al. [29], которые сообщили о значительном увеличении способности ILFC к растяжению и изгибу. Однако улучшение прочности на сжатие за счет волокон было незначительным, несмотря на относительно высокое содержание волокон; (0,7, 2,0 и 5% об.). Ю и др. [15] исследовали влияние как коротких полипропиленовых волокон (длина 18 мм, диаметр 22 мкм), так и длинных полипропиленовых волокон (длина 45 мм, диаметр 0.5 мм) на механические и термические свойства ИЖК. Они подчеркнули важность гибридизации между длинными и короткими полипропиленовыми волокнами, особенно при низкой дозировке волокна (ниже 0,3%). Прочность на сжатие, полученная при содержании гибридных волокон 0,2% об. из 75% длинных полипропиленовых волокон и 25% коротких полипропиленовых волокон, составляло 13 МПа по сравнению с 12,1 МПа только с длинными полипропиленовыми волокнами того же объема. По мнению авторов, это различие можно объяснить способностью короткого полипропиленового волокна перекрывать макротрещины, в то время как длинные полипропиленовые волокна становятся более эффективными после распространения трещины.Исследование также было расширено для сравнения эффекта относительно высоких доз клетчатки; 0,6, 0,9,*** и 1,2% об. Наивысшая прочность на сжатие 15 МПа была достигнута при использовании 0,6% об. длинные полипропиленовые волокна. Однако дальнейшее увеличение содержания волокон привело к снижению прочности на сжатие из-за возможного нарушения матрицы.
Несмотря на положительные эффекты с точки зрения механических характеристик, которые могут быть достигнуты за счет включения волокон в ILC, может возникнуть проблема с возможностью вторичной переработки.Эта проблема частично возникает из-за того, что волокна не могут быть легко отделены от тела бетона. Поэтому профессор Шлайх, который считается одним из влиятельных ученых в этой области и имел возможность применить ILC при строительстве семейного дома в Берлине в 2007 году, рекомендует использовать оцинкованную нормальную арматуру (RFT), а не волокна или стекловолокно. армирование (СКФ). Тем не менее, в строительстве этого дома использовались стержни GFR, чтобы решить проблему ржавчины, которая может возникнуть из-за высокой пористости ILC.
5.3 Микро-/нанокремнезем
В целом было продемонстрировано, что микро- и нанокремнезем положительно влияют на механические свойства бетона, вводя пуццолановые реакции благодаря высокому содержанию SiO ₂ и высокой степени измельчения [18, 68, 69]. ]. Наблюдая за смесями ILC, описанными в таблице 1, многие исследователи искали улучшения и применяли микрокремнезем. Микро- и наносиликат играют важную роль в ILC, улучшая консистенцию смеси, снижая риск кровотечения или сегрегации и увеличивая сцепление между LWA и матрицей [16, 17, 26, 33, 34].Более того, они могут эффективно помочь развить силу в раннем возрасте. Ю и др. [23] изучали влияние замены различных количеств цемента нанокремнеземом на механические и термические свойства ILC. Они сообщили о положительной динамике прочности. Например, применение 10% замены CEM II/B-V 42,5 N наносиликатом привело к повышению прочности на сжатие на 21% и 22% при содержании цемента 450 и 400 кг/м ³ соответственно. Тем не менее, они не обнаружили влияния на теплопроводность при использовании различных дозировок нанокремнезема.
6 УСАДКА ILC
Первоначальные экспериментальные испытания усадочных характеристик ILC показали, что ILC может иметь более высокое значение усадочной деформации по сравнению с NWC. Деформация усадки составила около 0,9 мм/м через 2 года. Однако 70% этого значения было достигнуто всего через 3 недели [32]. Текущее исследование показывает, что это значение может превышать 1,2 мм/м по сравнению с (0,2–0,8) мм/м для NWC. Среди нескольких параметров количество и более низкий модуль упругости LWA играют важную роль в усадке (Infra) LWAC [70].Роль LWA можно проанализировать, разделив общую усадку на две стадии; аутогенная усадка и усадка при высыхании [71]. В раннем возрасте бетона насыщенные LWA обеспечивают дополнительную влажность цементного теста во время процесса гидратации, тем самым компенсируя потерю воды, и могут дополнительно привести к набуханию бетона в раннем возрасте [72]. С другой стороны, усадка ILC при высыхании значительно выше из-за того, что LWA меньше ограничивают деформацию цементного теста [70].
Высокая усадочная деформация ILC в стесненных условиях создает растягивающее напряжение и способствует возникновению и распространению трещин, которые могут ухудшить качество бетона и сократить срок службы. Несколько методов могут уменьшить усадку ILC. Применение низкотемпературного цемента позволяет снизить теплоту гидратации и, соответственно, усадку в раннем возрасте [32]. Экспериментальные исследования показали, что введение антиусадочных добавок позволяет уменьшить усадку до 50 % [73, 74].Армирование волокном оказывает положительное влияние на уменьшение ранних возрастных трещин, а также на повышение прочности на растяжение ILC [66]. В наружных стенах семейного дома в Берлине (рис. 2b) с обеих сторон использовались стержни GFR, что помогло свести к минимуму трещины и сохранить усадку на уровне NWC. Более того, принятая конструктивная система имела минимальную избыточность и меньшие сдерживающие напряжения [14].
Деформации, зависящие от времени, такие как усадка и ползучесть, чувствительны к такому особому типу бетона, который содержит высокое содержание цемента, высокое соотношение В/Ц и слабые заполнители.Таким образом, инженеры должны тщательно учитывать усадку и ползучесть ILC. Кроме того, необходимы дальнейшие исследования для представления моделей прогнозирования усадки и ползучести, которые учитывают все факторы, связанные с ILC.
7 КОНСТРУКТИВНОЕ ПОВЕДЕНИЕ ILC
7.1 Поведение связи
Адекватная связь между арматурными стержнями и бетоном необходима [75], так как она напрямую способствует а) достижению эффективного действия балки, б) сдерживанию трещин и в) развитию пластичности.Более того, все производные уравнения проектирования, реализованные в сводах правил, в основном полагаются на достаточную связь. Таким образом, потеря связи сделает недействительными все основы дизайна [76]. Наращивание прочности связи может быть достигнуто за счет двух механизмов: физико-химического (адгезия) и механического (трение и опорное действие). Сила сцепления возникает из-за химического взаимодействия между вяжущей массой и поверхностью стального стержня. Сила трения возникает из-за грубого контакта и силы смятия, то есть является прямым результатом блокировки между стальными ребрами и окружающим бетоном [77]. Многие исследователи исследовали поведение сцепления LWAC и сообщили о факторах, которые могут повлиять на прочность сцепления LWAC, таких как тип заполнителя, соотношение воды и цемента в/ц, отверждение, добавки, тип и текстура поверхности арматурных стержней, диаметр арматурных стержней, длина связи и эффект латерального ограничения. Было предложено много уравнений для прогнозирования прочности связи LWAC, как указано для уравнения (2) в Bogas et al. [78], для уравнения (3) в Kim et al.[79], а для уравнения (4) в Танге [80]; (2)
(3)
(4)где; h – высота ребра, d – диаметр стержня, l _d – длина анкеровки, – прочность бетона на сжатие, в/ц – водоцементное отношение и ρ _d – плотность бетона в сухом состоянии. Может возникнуть вопрос, применимы ли эти уравнения к ILC.Другими словами, будет ли поведение связи ILC отличаться от поведения LWC? Это жизненно важный вопрос. Связь ILC рассматривалась многими исследователями. El Zareef и Schlaich [27] сравнили характеристики сцепления ILC, армированного двумя типами армирования: RFT и GFR. Кроме того, они проверили влияние полипропиленовых волокон на улучшение связывающей способности ILC. Они подчеркнули важность ребер стержней, особенно в материалах с низкой прочностью, таких как ILC. Из-за большего количества ребер на единицу длины в случае RFT по сравнению с GFR, они сообщили о 20% увеличении прочности связи для RFT.Кроме того, по той же причине использование полипропиленовых волокон длиной 20 мм дало более эффективные результаты для RFT, чем для GFR. При использовании полипропиленовых волокон они сообщили об увеличении прочности связи на 25,3% для RFT по сравнению с увеличением только на 4,6% для GFR. Кроме того, добавление полипропиленовых волокон привело к относительному снижению проскальзывания стержня при максимальном напряжении сцепления и, следовательно, к лучшему контролю образования трещин. Эти результаты были позже подтверждены Маринусом [81], который исследовал поведение связи в рамках обширного исследования, связанного со структурным поведением ILC.Он объяснил низкую прочность сцепления ILC LWA, которые не могут выдерживать большие сжимающие усилия и рассыпаются в порошок в месте расположения ребер. Следовательно, требуется оптимизация конфигурации ребер для снижения нагрузки на LWA. В соответствии с El Zareef и Schlaich [27] он рекомендовал использовать обычное армирование в ILC по сравнению с GFR, исходя из возможности более широких трещин при использовании GFR из-за более низкого модуля упругости. Недавно Хюклер и Шлайх [82] провели экспериментальную работу по изучению структурного поведения ILC [82].Что касается поведения связи, они пришли к выводу, что соотношение связи и проскальзывания ILC полностью отличается от отношения LWC. Кроме того, прочность связи ILC в основном зависит от марки ILC, то есть чем выше прочность на растяжение, тем выше прочность связи. Экспериментальные результаты были использованы для разработки модели связи ILC, в которой математическая идеализация аналогична модели CEB-FIB [83] и коду модели fib для бетонных конструкций 2013 [84], в то время как определяющие пики были изменены.Предложенная модель выражалась тремя линейными частями, в которых сильно отражалась высокая жесткость ILC; резкий градиент до пиковой силы τ _max при сравнительно небольшом значении проскальзывания с ₁ с последующим резким спадом без плато по сравнению с NWC или LWC. Модель показана на рисунке 3, а основные уравнения могут быть выражены как [82]: (5)где, с _{1, 2} = 0.1 τ _max , f _ck — характеристическая прочность бетона на сжатие и s _{3 Насколько известно авторам, это первая модель связи ILC. Кроме того, тестирование предыдущих моделей связи, принятых для LWC, показывает, что модели связи для LWC неприменимы для ILC, хотя они учитывают ограниченную плотность или прочность. Бондовая модель инфракрасного легкого бетона [82] 7.2 Поведение при изгибе
Обычно ILC используется в монолитных несущих фасадах, в которых нагрузка от плиты NC или LWC передается на фундамент. Так, для стен МЛЦ с проемами (окнами) необходимо обеспечить конструктивную безопасность всей стены, особенно части стен над проемом, то есть перемычек, которые при относительно широких проемах могут выступать в качестве балка, несущая распределенную нагрузку от плиты и подвергающаяся изгибным и касательным напряжениям.Таким образом, поведение ILC при изгибе необходимо понимать в деталях. В этом контексте, поскольку ILC не может выжить в одиночку без подкрепления при изгибающем действии, были исследованы различные стратегии подкрепления. Фаллиано и др. [29] исследовали прочность на изгиб ILFC с плотностью 400, 600 и 800 кг/м ³, используя либо только короткие полипропиленовые волокна, либо короткие полипропиленовые волокна плюс сетку GFR в зоне растягивающего напряжения. Они рекомендуют оптимальную компоновку, состоящую из сетки GFR и 2% коротких полипропиленовых волокон, что может обеспечить оптимальное повышение прочности на изгиб.Поведение балок ILC при изгибе также исследовали Хюклер и Шлайх, которые рассмотрели два типа армирования; РФТ и СКФ [82, 85]. Из-за линейного упругого поведения ILC при сжимающем напряжении в зоне сжатия был принят треугольный блок напряжений вместо параболо-прямоугольника или блока Уитни. Таким образом, плечо рычага между эквивалентной силой сжатия и силой растяжения стали равно ( d − c/3 ), где d — эффективная глубина сечения, а c — высота сечения. компрессионная зона.Соответственно, применение внутреннего равновесия и условий совместимости деформации позволило предложить первую помощь при проектировании секций ILC, армированных либо RFT, либо GFR при изгибающем воздействии.
В последнее время, стремясь к высокому уровню эффективности и устойчивости, Lösch et al. [86] исследовали изгибное поведение неоднородных балок ILC. Неоднородность возникает из-за включения ILC с разными свойствами в одном и том же поперечном сечении, чтобы соответствовать принципу «свойства следуют за функцией».Соответственно, для наружных оболочек поперечного сечения в качестве несущего элемента был принят КМП с относительно высокой прочностью, а внутренний сердечник выполнен из высокопористого КМП с отличными изоляционными характеристиками. Приближенно следуя подходу, использованному Хюклером и Шлайхом [82], было предложено аналитическое решение, позволяющее оценить максимальный момент неоднородных балок ILC при изгибе.
7.3 Поведение подшипника
Монолитные фасады из ILC могут испытывать изгибающие моменты или сдвиг, как объяснялось выше, или равномерное центральное или внецентренное сжатие.В этом контексте необходимо учитывать поведение всей стены. Маринус [81] сообщил о проблеме с опорой ILC при испытании стеновых балок ILC на изгиб в 4 точках. Основная цель этого исследования заключалась в том, чтобы найти наилучшую технику фиксации в ILC. Однако почти все образцы разрушились на одной из концевых опор, хотя напряжение смятия все же было ниже прочности бетона на сжатие. Этот отказ (рис. 4) был непредсказуемым, поскольку все образцы были рассчитаны на отказ при разрушении основной арматуры.Причины этой неудачи не исследованы. Однако разрушение может представлять собой прямое свидетельство того, что несущая способность ILC ниже, чем прочность на сжатие. Следовательно, необходимы дальнейшие исследования для точного прогнозирования несущей способности ILC. Недавно Lösch и соавт. [86] провели экспериментальную работу по прогнозированию максимальной несущей способности неоднородных стен ILC при центральном вертикальном давлении. Они представили четкие доказательства того, что несущая способность стен ILC ниже, чем соответствующая средняя прочность на сжатие цилиндра.Основываясь на аналитических и экспериментальных данных, они представили понижающий коэффициент 0,74 при расчете максимальной несущей способности на основе средней прочности цилиндра на сжатие ILC.
Разрушение подшипника инфракрасной стеновой балки из легкого бетона [81] 7.4 Поведение ILC
при сдвиге До сих пор не проводилось исследований поведения ILC при сдвиге. Поэтому в будущих исследовательских проектах необходимо проводить комплексные аналитические и экспериментальные исследования.За последнее столетие усилия были направлены на правильное понимание сдвигового поведения NWC. Соответственно, было сформулировано много теорий, например модель фермы, модель зуба и модифицированная теория поля сжатия. Кроме того, сообщалось о многих влияющих факторах, таких как пролет сдвига, блокировка заполнителей, коэффициент продольного армирования и размерный эффект. Когда дело доходит до ILC, многие вопросы выносятся на обсуждение и требуют дальнейшего изучения.Например: поведение сдвига ILC похоже на поведение NWC? Применимы ли положения международных норм, касающиеся несущей способности к сдвигу, к ILC, или следует внести дополнительные изменения? Поскольку модель Strut and Tie Model (STM) является типичным методом решения проблем сдвига, является ли прочность распорки ILC аналогичной прочности NWC?
8 ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Проведенное исследование наглядно свидетельствует о том, что механические и термические свойства ILC широко исследовались и развивались. Однако это подчеркивает ограниченные исследования, связанные со структурным поведением ILC. Поэтому он рекомендует расширить объем исследований, изучая структурное поведение ILC и предоставляя инженерам-конструкторам полные рекомендации, снабжая их всеми необходимыми данными и вспомогательными средствами проектирования. Дальнейшие исследования, особенно в области механики, привнесут уверенность в потенциал ILC и, следовательно, расширят его использование. Важны также высокие значения нестационарных деформаций ИЛК, которые требуют дальнейших исследований.
9 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Основные выводы этого исследования можно резюмировать следующим образом: Меньший размер заполнителя и правильный гранулометрический состав играют важную роль в повышении прочности ILC.
Доменные цементы с более низким содержанием клинкера являются оптимальным выбором для производства ILC, поскольку они обеспечивают умеренную прочность, более низкую теплопроводность и теплоту гидратации.
Увеличение дозировки цемента не обязательно обеспечит соответствующее повышение механических свойств ILC из-за предела прочности, вызванного LWA.Кроме того, высокая дозировка цемента приводит к высокой температуре гидратации, что, в свою очередь, вызывает трещины.
Существует универсальная тенденция к смягчению воздействия на окружающую среду путем частичной или полной замены цемента дополнительным вяжущим материалом. В связи с этим известняковый порошок был признан лучшим заменителем, когда речь идет об умеренной прочности на сжатие и низкой теплопроводности.
Результаты включения волокна в ILC противоречивы.Более того, в долгосрочной перспективе это может вызвать проблемы с возможностью вторичной переработки.
Микро- и нанокремнезем могут значительно улучшить свойства свежего ILC за счет снижения риска кровотечения или сегрегации и повышения сцепления между LWA и матрицей. Они также могут улучшить механические свойства за счет введения пуццолановых реакций.
Прочность соединения ILC намного ниже, чем у NWC или LWC, а поведение совершенно иное из-за высокого уровня жесткости.
Широко признано, что обычное подкрепление (RFT) является лучшей стратегией подкрепления с точки зрения связей и экономики. Тем не менее, необходимо принимать меры предосторожности против ржавчины из-за высокой пористости ILC.
Из-за линейного упругого поведения ILC блок сжимающего напряжения при изгибающем действии может быть выражен треугольником, а не параболой-прямоугольником, так что плечо рычага между внутренней силой сжатия и силой растяжения равно ( d − с /3).Следовательно, изгибные формулы ILC могут быть легко получены.
Несущая способность ILC, полученная экспериментально, ниже средней прочности цилиндра на сжатие. Следовательно, необходимы дальнейшие исследования для точного прогнозирования несущей способности ILC.
ПОДТВЕРЖДЕНИЕ
Авторы выражают благодарность Немецкому академическому фонду Austauschdienst (DAAD) за их постоянную поддержку.
Классификация и преимущества легкого бетона

Бетон, плотность которого ниже, чем у обычного бетона (2200 кг/м ³ или 140 фунтов/фут ³ ), называется легким бетоном. Он включает в себя расширитель, который увеличивает объем смеси, придавая ей дополнительные свойства. Он легче обычного бетона (сухая плотность от 300 кг/м ³ до 1840 кг/м ³ ).Удельная плотность от 90 до 115 фунтов/фут ³ по сравнению с обычным бетоном от 145 до 150 фунтов/фут ³ .
Классификация легких бетонов: Существует три широкие классификации легкого бетона, основанные на методе производства.
1. Бетон с легким заполнителем
В этом методе пористый легкий заполнитель с низким удельным весом вместо обычного заполнителя с удельным весом 2.6 используется.
2. Газобетон, ячеистый, пено- или газобетон
Большие пустоты (пузырьки газа) вводят в бетон или раствор для образования ячеистой массы.
3. Бетон без фракций
В этом методе мелкие заполнители не используются, а в бетоне используются только крупные заполнители, в результате чего остаются большие пустоты, снижающие плотность бетона и, следовательно, вес.
Преимущества легкого бетона: В основном руководствуются экономическими соображениями
Пониженная сейсмическая сила
Улучшенная структурная эффективность
Уменьшает статическую нагрузку конструкции
Можно использовать меньшие секции, а также фундаменты меньшего размера
Опалубка выдерживает низкие давления
Улучшенная технологичность
Удобство транспортировки
Перекачка на большие расстояния
Самоуплотнение
Быстрое производство
Улучшенная гидратация благодаря внутреннему отверждению
Простота реконструкции и ремонта
Улучшенная теплоизоляция
Может использоваться в качестве декоративной грязи для геотехнической стабилизации
Легкие заполнители: Легкие заполнители можно разделить на две основные категории:
Природные заполнители
Пемза
Туф
Вулканический пепел
Скория
Диатомит
За исключением диатомита, все другие типы имеют вулканическое происхождение:
Искусственные заполнители
Керамзит, сланец, сланец
Диатомитовый сланец
Вермикулит
Обсидиан
Перлит

Дайте нам знать в комментариях, что вы думаете о концепциях в этой статье!
.
Добавить комментарий Отменить ответ
Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *
Комментарий *
Имя *
Email *
Сайт
Сохранить моё имя, email и адрес сайта в этом браузере для последующих моих комментариев.

Лучшие
Последние
Рубрики
Без рубрики
Бетон
Битум
Битумная грунтовка
Дсп
Кирпич
Пенопласт
Пенополистирол
Полезные советы
Применение пенополистирола
Применение шлакоблока
Разное
Раскрой ДСП
Строительство кирпичом
Тёплый фундамент
Утепление пенобетоном
Утепление пенопластом
Фундамент
Шлакоблок
akson-quick.ru © 2019}}