Бетон, у якому відсутній дрібний заповнювач (пісок), а цементне тісто служить лише для склеювання зерен крупного заповнювача між собою, називається крупнопористим. Як заповнювач крупнопористих бетонів може бути використаний як важкий, так і легкий заповнювач, що значною мірою визначає його застосування. Крупнопористий бетон використовують звичайно в двох напрямках: для зведення огороджуючих конструкцій житлових будинків, а також як фільтраційний матеріал для
гідротехнічних і водогосподарських споруд. Внаслідок пористої контактної структури (рис. 1) крупнопористий бетон має досить низьку середню густину і теплопровідність, що дозволяє застосовувати його як стіновий матеріал навіть при використанні щільних заповнювачів. Крупнопористий бетон використовується для виготовлення крупних і дрібних блоків, монолітних стінових конструкцій, теплоізоляційних плит, елементів перекриттів, а також як теплоізоляційний шар дво- і тришарових стінових панелей.
Пориста структура цього бетону характеризується здатністю добре пропускати воду, він широко використовується як матеріал для дренажу гребель ГЕС, зведення укосів осушувальних каналів, відводу вод при влаштуванні дорожніх покриттів. З крупнопористого бетону зводятьтся водозабірні споруди і водоочисні фільтри, стінки резервуарів для збереження нафтопродуктів і ін.
Середня густина крупнопористого бетону найбільш помітно залежить від виду застосовуваного заповнювача. Вона може знаходитися в межах 400…2000 кг/м3 і визначається залежністю:
p0 = аЦ + V3 p30, (1)
де а – коефіцієнт, що враховує кількість води в бетоні (для сухого бетону а=1,15); Ц – витрата цементу, кг/м3; Vз – об'єм заповнювача, м3/м3 (внаслідок ущільнення і можливого подрібнення заповнювача складає близько 1,1...1,3); ρз0 – насипна густина заповнювача, кг/м3.
Рис. 1. Схема структури крупнопористого бетону
1 – шар цементного тіста; 2 – поровий простір; 3 – заповнювач
Крупнопористий бетон на щільних заповнювачах характеризується міц-ністю 5...10 МПа, при використанні легких заповнювачів 0,5...5 МПа. Підвищення міцності досягається за рахунок збільшення кількості і міцності цементного тіста, а також міцності зерен застосовуваного заповнювача (табл. 1).
Крупнопористий бетон володіє значно меншою деформативністю ніж щільний (модуль пружності нижче в 1,5...2,5 рази), однак через незначну кількість цементного тіста практично не дає усадки.
Теплопровідність крупнопористого бетону залежить від його густини і знаходиться в межах 0,26...0,99 Вт/м·°С, водопроникність може знаходитися в широких межах (0,2...2,5 см/с) і визначається зерновим складом, а також крупністю заповнювача.
Таблиця 1
Орієнтовна витрата цементу М400 для приготування
крупнопористого бетону і його середня густина (по Г.А. Бужевичу)
Насипна густина заповнювача, кг/м3 |
Витрата цементу (над рискою) і середня щільність (кг/м3) для бетону класів (марок) |
|||||
В1 (М15) |
В1,5 (М25) |
В2,5 (М35) |
В3,5 (М50) |
В5 (М75) |
В7,5 (М100) |
|
400 |
190…215 800 |
225…250 850 |
||||
600 |
165…185 1000 |
195…215 1050 |
225…250 1100 |
|||
800 |
140…160 1200 |
165…180 1250 |
190…210 1300 |
|||
1000 |
115…130 1400 |
135…160 1450 |
160…180 1500 |
185…200 1550 |
||
1200 |
95…105 1500 |
110…125 1550 |
130…155 1600 |
155…185 1650 |
185…220 1700 |
|
1400 |
80…90 1650 |
95…105 1700 |
110…125 1750 |
125…155 1800 |
160…190 1800 |
190…220 1850 |
1600 |
70…80 1800 |
804…95 1850 |
100…115 1850 |
100…145 1900 |
140…175 1950 |
170…205 2000 |
Звичайно крупнопористий бетон виготовляють змішуванням компонен-тів у бетонозмішувачах гравітаційної чи примусової дії з наступним укладанням у форми. При цьому застосовують незначне вібрування, не доспускаючи стікання цементного тіста, що сприяє зниженню якості бетону. З цією метою у виробництві використовують спеціальні технологічні методи:
• приготування бетонної суміші здійснюється при свідомо більшій кількості цементного тіста, надлишок якого видаляється через перфороване днище форми або завдяки спеціальній конструкції змішувача;
• застосовуються наджорсткі суміші з низьким водовмістом і В/Ц (В/Ц = 0,25...0,3), що ущільнюються вібропресуванням.