Основы строительного дела

Раздел: Строительство

Обычный тяжелый бетон, будучи ценным материалом для инженерных конструкций, все же обладает и некоторыми отрицательными свойствами. Так, он имеет большой объемный вес и как следствие — значительную теплопроводность. Стена из такого бетона примерно в 1,5 раза теплопроводнее стены той же толщины из обыкновенного кирпича.

Если бетонная конструкция должна быть не только прочной, но и возможно менее теплопроводной, следует применять легкий бетон с заполнителями из пористых преимущественно неорганических материалов — таких как шлаки, пемза, туфы, керамзит. В зависимости от качества заполнителей легкие бетоны могут иметь различный объемный вес, механическую прочность и теплозащитные свойства.

Шлак (топливный) в качестве мелкого и крупного заполнителя в легких бетонах получил широкое распространение в промышленных районах, имеющих много котельных установок. Шлаки перед применением в дело должны вылежаться не менее двух месяцев в отвалах, чтобы за это время сернистые соединения, весьма вредные для бетона (допускаются не более 3%), были вымыты из шлаков 'дождевой водой. Неперегоревшие частицы допускаются в шлаке в количестве не более 10% по весу.

В качестве мелкого заполнителя в легких бетонах широко применяются также доменные гранулированные шлаки.

Пемза, представляющая собой очень пористый легкий заполнитель вулканического происхождения, имеет объемный вес в среднем 500 кг/мг, обладает малой теплопроводностью, гигроскопичностью и достаточной морозостойкостью. Предел прочности пемзы на сжатие подвержен широким колебаниям, но в среднем может быть принят 20—25 кг/см2.

Пемза используется преимущественно в южных районах, где она является местным материалом (Закавказье, Северный Кавказ).

Керамзит — искусственный пористый каменный материал, получаемый путем обжига до спекания глины, содержащей до 8—12% окпси железа. Такая глина при обжиге вспучивается, причем П'.>ры хорошо обожженного керамзита получаются преимущественно замкнутыми, а их стенки оплавленными. Изменением режима термической обработки сырья (главным образом температуры и скорости обжига) можно получить из одной и той же глины керамзит с объемным весом от 200 до 1 200 кг!мъ и пределом прочности при сжатии от 30 до 150 кг!см2.

Легкий бетон применяется главным образом в виде штучных камней различного веса (от 10 кг до 3 т) для кладки стен зданий и более ограниченно — в армированных несущих конструкциях. Легкие бетоны изготовляются марок 15, 25, 35, 50, 75 и выше. Для стеновых камней применяется обычно легкий бетон марок 35 и 50. Состав (рецептура) легкого бетона подбирается в каждом отдельном случае в лаборатории в зависимости от качества' используемых материалов и от предъявляемых к бетону теплотехнических и механических требований.

Легкобетонные камни изготовляются сплошные и пустотелые. Сплошные камни менее рациональны в силу их пониженных теплозащитных свойств и большего веса. Пустотелые камни изготовляются на механизированных станках-авто- ^атах. Наиболее широко известны два вида пустотелых камней: трехпустотные ( 18,а) —со сквозными пустотами и со щеле- видными несквозными пустотами ( 18,6). Широкие сквозные пустоты трехпустотных камней в целях повышения теплозащитных качеств стены, как правило, засыпают рыхлыми малотеплопроводными материалами (шлаком, пемзой), что увеличивает трудоемкость кладки и снижает ее индустриальность. Поэтому применение трехпустотных камней рекомендуется лишь в южных районах СССР, когда пустоты в стене можно оставлять незасы- панными. Значительно экономичнее и целесообразнее кладка из камней со щелевидными замкнутыми воздушными прослойками, не требующими засыпки. Такие камни обладают более высокими теплозащитными свойствами.

Стандартом установлены следующие основные размеры легкобетонных сплошных и пустотелых камней для стен, столбов и перегородок: 39X19X19 и 39X19X9 см. Кроме того, по специальному заказу изготовляются камни 39X19X19 см с четвертями (выступами) для установки оконных и дверных коробок.

В связи с широкой механизацией строительства большое внимание уделяется применению шлакобетонных камней крупного размера (крупные блоки). Такие камни изготовляются в заводских условиях размерами до 3X1X0,5 м и весом 1 —1,5 т и более.

Ячеистые бетоны. Особое место среди легких бетонов занимают ячеистые бетоны, представляющие собой искусственный материал с равномерно распределенными в нем мелкими замкнутыми ячейками, наполненными воздухом. Ячеистые бетоны приготовляют смешиванием вяжущего с водой и пеной, получаемой при помощи различных пенообразующих веществ. В зависимости от вида вяжущего и режима твердения различают следующие разновидности ячеистых бетонов:

1) пенобетон неавтоклавный, твердеющий при нормальном давлении;

2)        пенобетон автоклавный, изготовляемый с запариванием. в автоклавах при давлении пара 7—8 ати;

3)        пеносиликат, получаемый из смеси молотой негашеной извести и тонкомолотого кварцевого песка без добавок или с добавками цемента, кремнеземистой глины и пр. и твердеющий также в автоклавах.

Пенобетон получается механическим смешиванием цементного теста с пеной. Пена получается отдельно взбиванием с водой эмульсии, в состав которой входят канифоль, щелочь и клей. При твердении цементное тесто благодаря наличию пены образует замкнутые воздушные ячейки с тонкими стенками.

Основные показатели «пенобетона: объемный вес 400—600 кг/м?; коэффициент теплопроводности 0,08—0,12 ккал/м час град; предел прочности при сжатии 5—10 кг)см2. Пенобетон, имея малый объемный вес при замкнутых 'порах, плавает в воде, обладает гвоздимостью, огнестойкостью и малой водопоглощае- мостью. Особенно ценным свойством пенобетона является малая теплопроводность, что делает его высококачественным теплоизоляционным материалом в промышленном строительстве.

Недостатком пенобетона является большой расход цемента, достигающий 450 кг на 1 мъ бетона.

Автоклавный пенобетон в зависимости от объемного веса и механической прочности бывает двух видов — изоляционный и конструктивно-изоляционный, отличающийся более высокими показателями прочности.

Автоклавный пенобетон приготовляется из смеси цемента, эмульсии и молотого песка с запариванием смеси в автоклавах при температуре 180° и давлении 7—8 ати. Из такого пенобетона изготовляют армированные плиты для покрытий промышленных зданий, являющиеся одновременно несущей и теплоизолирующей конструкцией.

Пеносиликат (ГОСТ 1981-49) — мелкопористый легкий искусственный камень, изготовляемый на основе извести, 'молотого песка и пенообразователя. Полученную при перемешивании массу разливают в металлические формы, после чего изделия — плиты и стеновые камни — подвергают запариваиию и искусственной сушке.

Пеносиликат морозостоек, водостоек и несгораем; легко пилится и строгается. В изделия из пеносиликата можно закладывать стальную сетку, которая хорошо сцепляется с массой и в сухих условиях эксплуатации не ржавеет.

Разработка и внедрение в практику строительства пенобетона и пеносиликата осуществлялись группой научных сотрудников Центрального научно-исследовательского института сооружений (ЦНИПС) под руководством лауреата Сталинской премии И. Т. Кудряшева.