Материалы для изготовления легкого бетона
Для легкого бетона используют быстротвердеющий и обычный портландцементы, а также шлакопортландцемент. Применяют в основном неорганические пористые заполнители. Для теплоизоляционных и некоторых видов конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов используют и органические заполнители, приготовленные из древесины, стеблей хлопчатника, костры, гранулы пенополистирола (стиропорбетон) и др.
Искусственные пористые заполнители являются продуктами термической обработки минерального сырья и разделяются на специально изготовленные и побочные продукты промышленности (топливные шлаки и золы, отвальные металлургические шлаки и др.). Керамзитовый гравий получают путем обжига гранул, приготовленных из вспучивающихся глин. Это легкий и прочный заполнитель насыпной плотностью 250800 кг/м3.
В изломе гранула керамзита имеет структуру застывшей пены. Спекшаяся оболочка, покрывающая гранулу, придает ей высокую прочность. Керамзит, обладающий высокой прочностью и легкостью, является основным видом пористого заполнителя.
Керамзитовый песок (зерна до 5 мм) получают при производстве керамзитового гравия (правда, в небольших количествах), а также по методу кипящего слоя, обжигом глиняных гранул во взвешенном состоянии. Кроме того, его можно получать дроблением зерен гравия.
Шлаковую пемзу изготовляют путем быстрого охлаждения расплава металлургических (обычно доменных) шлаков, приводящего к вспучиванию. Куски шлаковой пемзы дробят и рассеивают, получая пористый щебень. Производство шлаковой пемзы распространено в районах развитой металлургией. Здесь себестоимость шлаковой пемзы ниже, чём керамзита.
Гранулированный металлургический шлак получают в виде крупного песка с пористыми зернами размером 57 мм, иногда до 10 мм. Вспученный перлит изготовляют путем обжига водосодержащих вулканических стеклообразных пород (перлитов, обсидианов). При температуре 9501200 °С вода выделяется и перлит увеличивается в объеме 1020 раз. Вспученный перлит применяют, для производства легких бетонов и теплоизоляционных изделий.
Вспученный вермикулит пористый сыпучий материал, полученный путем обжига водосодержащих слюд. Этот заполнитель используют для изготовления теплоизоляционных легких бетонов.
Топливные шлаки пористые кусковые материалы, получающиеся в топке в результате спекания и вспучивания неорганических (в основном глинистых) примесей, содержащихся в угле.
Шлаки подвергаются частичному дроблению, рассеву и обогащению для удаления вредных примесей (несгоревшего угля, золы .и др.). На основе зол выпускают зольный и глинозольный гравий.
Аглопорит получают при обжиге глиносодержащего сырья (с добавкой 810% топлива) на решетках агломерационных машин. Каменный уголь выгорает, а частицы сырья спекаются.
Применяют местное сырье: легкоплавкие глинистые и лессовые породы, а также отходы промышленности золы, топливные шлаки и угесодержащие шахтные породы. Аглопорит выпускают в виде пористого песка, щебня и гравия.
Шунгизит изготовляют обжигом шунгитовых сланцевых пород. Пористые заполнители, так же как и плотные, делят на крупные (пористый гравий или щебень) с размером кусков 540 мм и мелкие (пористый песок), состоящие из частиц менее 5 мм. Пористый песок рассеивают на две фракций: до 1,2мм (мелкий песок) и 1,25 мм (крупный песок). Пористый щебень (гравий) следует разделять на фракции 510, 1020, 2040 мм. По насыпной плотности в сухом состоянии (кг/м3) пористые заполнители разделяют на марки 250….. 1100.
К высококачественным относятся промытые песок и щебень прочных горных пород с оптимальным зерновым составом и портландцемент высокой активности (марка от 600), из которых можно получить бетон марки 500 и выше.
К рядовым относятся заполнители среднего класса, портландцемент средней активности (марка от 400 600) и высокомарочный шлакопортландцемент, из которых можно получить бетон марки от 250 до 500.
К материалам пониженного состава относятся крупные заполнители низкой прочности, мелкие пески и цемент низкой активности (марка менее 400), из которых можно получить бетон марки от 100 до 250. Наряду с качеством цемента и заполнителей на прочность бетона влияют: степень уплотнения бетонной смеси, продолжительность и условия твердения бетона.
На скорость твердения оказывает влияние минералогический состав цемента, количество воды, температура и влажность условий твердения, добавки. Для изготовления высокопрочных легких бетонов (имеющих плотность 16001800 кг/м3) применяют более прочный пористый заполнитель (с насыпной плотностью 600800 кг/м3), а пористый песок частично или полностью заменяют плотным.
