Легкі бетони з вермикулітом
Легкі бетони та бетонні суміші
Легкі бетони поділяються на теплоізоляційні щільністю в сухому стані менше 500 кг/куб.м. та теплопровідністю до 0,2 Вт/м х град. (клас міцності менше 2,5), конструкційно-теплоізоляційні, щільністю від 500 до 1400 кг/куб.м. та теплопровідністю до 0,6 Вт/м х град. (клас міцності 2,5 – 3,5) і конструкційні, щільністю 1400 – 1800 кг/куб.м. та теплопровідністю понад 0,6 Вт/м х град. (Клас міцності В 3,5 і більше).
Зниження об'ємної ваги легкого бетону досягається кількома способами. Один з них, найбільш технологічний і доступний - введення до складу бетонної суміші пористих наповнювачів, таких як вермікуліт, керамзит або перліт.
Легкі бетони на вермикуліті: властивості, рецептури, застосування
На основі вермикуліту та цементу, з додаванням піску (або без нього) можна приготувати цілий ряд легких та «теплих» бетонів різної рецептури теплоізоляційного та конструкційно-теплоізоляційного призначення.
В даний час найбільш широко в будівництві застосовуються саме такі вермикулітобетони для влаштування стяжок, що вирівнюють, на підлоги і покрівлі промислових, громадських і житлових будівель.
Для виготовлення таких бетонних сумішей застосовують цемент М-400, звичайний пісок, який використовується для штукатурних будівельних розчинів і вермікуліт дрібної фракції, від 0,6 до 2,0 мм.
Введення в суміш спученого вермикуліту саме дрібних фракцій, за інших рівних умов, дає більш однорідний розподіл пористості за об'ємом бетону, зменшує розміри пор і, тим самим, знижує теплопровідність бетону (за рахунок зменшення конвективного теплообміну в порах), збільшує міцність та вихід об'єму бетонної суміші. Це відбувається за рахунок меншого зминання та поломки зерен вермікуліту вцементний тест при приготуванні бетонної суміші.
У таблиці 1 наведені склади сумішей та властивості цементно-піщаного вермикулітобетону.
Водопоглинання цементо-піщаних вермикулітобетонів для даних рецептур становить 12-22% (за вагою) і знаходиться у зворотній залежності від їхньої об'ємної ваги.
Вермикулітобетони мають хорошу морозостійкість - від 25 до 50 циклів заморожування і розморожування, склад №1 має морозостійкість 50 циклів.
Так як наведені склади готуються з дрібних заповнювачів, то вони можуть бути рекомендовані також як штукатурні для зовнішнього застосування.
Приготування вермикулітобетонної суміші слід проводити безпосередньо на будівельному майданчику в лопатевих, шнекових або гравітаційних змішувачах.
Послідовність завантаження компонентів наступна: спочатку додозовані в цемент і пісок додають воду і, після отримання суміші однорідної консистенції - вермикуліт.
Кількість води повинна бути мінімальною, але достатньою для отримання зручної та пластичної суміші.
Приготовлена суміш має бути використана протягом 30-40 хвилин після приготування.
Всі вермикулітобетонні суміші, наведені в таблиці 1 можна подавати на об'єкт розчинонасосами.
Укладання суміші ведуть вручну з ущільненням майданчиковими вібраторами.
Отримання рівної горизонтальної поверхні забезпечується рахунок попередньої установки маяків.
Цемент: Пісок: Вермікуліт (в об'ємних частках)
Цім. кг на 1 куб. суміші
Пес. кг. на 1 куб. суміші
Верм. л. на 1 куб. суміші
Об `єм. вага бетону кг/куб.
Міцність на стиск, кг/кв.
Міцність на вигин, кг/кв.
Коеф. теплопровідності, Вт/м хград.
Коеф. теплозасвоєння, Вт/кв. х град
Збільшення марки цементу до М-500 призводить до підвищення міцності на 12-18%.
Твердіння суміші має відбуватися за позитивних температур. Через сім діб набору міцності можна приступати до робіт з влаштування підлоги.
Поверхня стяжок, що вирівнюють, не вимагає шліфування і шпаклівки.
Коефіцієнт теплопровідності вермикулітобетонів у 4-6 разів менший, ніж звичайних цементно-піщаних. Тому такі підлоги називають «теплими».
Малюнок 1Влаштування теплої підлоги із застосуванням сипучих легковагів 1 -перекриття; 2-вермикулітобетон або «суха» стяжка з керамзиту; 3-вирівнююча стяжка або ГВЛ; 4-кабель; 5-датчик температури
Для оцінки теплоти підлоги застосовують коефіцієнт теплозасвоєння. Теплими вважають підлогу, що має коефіцієнт теплозасвоєння не більше 5 Вт/кв.м. х град. Усі бетони, наведені в таблиці 1, мають значення зазначеного коефіцієнта в межах до 5 Вт/кв.м. х град.
В даний час широкого поширення набули теплі підлоги з підігрівом спеціальними кабельними нагрівачами, розміщеними в підлогах,рисунок 1.
По перекриттю 1 проводиться розкладка нагрівального кабелю 4 і встановлення датчиків температури 5. Потім виконується стяжка, що вирівнює 2 з вермикулітобетону, яка омонолічує кабель.
Якщо укладання нагрівального кабелю проводиться по перекриттям над холодним приміщенням, попередньо по перекриттю виконують теплоізолюючу вермикулітобетонну стяжку або «суху» стяжку з керамзитового піску або гравію. Після укладання на неї кабелю та установки датчиків, виробляють вирівнювання підлоги складами, наведеними в таблиці 1.
При застосуванні керамзитового піску або гравію як теплоізолюючийшару, можна виробляти пристрій «плаваючої» підлоги з листів ГВЛ або по поверхні керамзиту виконувати стяжку 3 звичайного розчину.
Бетонні суміші на вермикулітовому та керамзитовому заповнювачах дозволяють омонолічувати кабельні системи підігріву при заливанні шару 3-5 см., поєднуючи теплі властивості самої стяжки та підігрівальної системи.
Застосування вермикулітобетону для утеплення стін та плоских покрівель
З вермикуліту та цементу можна приготувати особливо легкі теплоізоляційні бетони об'ємною вагою від 280 до 350 кг/куб. та коефіцієнтом теплопровідності від 0,07 до 0,092 Вт/м х град. У цьому випадку пісок у бетонну суміш не додають.
Такі бетони є самонесучими, вони не повинні зазнавати навантажень від будь-яких зовнішніх впливів.
У таблиці 2 наведені властивості та рецептури вермикулітобетонів на цементній зв'язці.
Об'ємна вага (у кг/куб.м.) у сухому стані
Міцність при стисканні (кг/кв.см)
Теплопровідність у сухому стані (Вт/м х град.)
Теплопровідність при вологості 5% (Вт/м х град.)
Коефіцієнт звукопоглинання за частоти 1000 Гц
Коефіцієнти теплозасвоєння всім наведених складів менше 5 Вт/кв.м.хград.
Склади 5,6 та 7 є самонесучими (не допускають зовнішніх навантажень). Такі вермикулітобетонні суміші можна застосовувати як теплоізолюючий матеріал при зведенні тришарових огороджувальних конструкцій, розглянутих у розділі «Теплоізоляція будівельних конструкцій»
На малюнку 2 показана конструкція тришарової стіни з цегли або інших штучних матеріалів (блоків, каменів і т.д.).
Малюнок 2Утеплення тришарової стіни вермикул ітобетоном (вертикальний розріз) 1-облицювальний шар; 2-несучий шар;3-гнучкі зв'язки; 4-вермикулітобетон
При зведенні кладки в простір між зовнішнім шаром облицювальним 1 і несучою стіною 2, що зв'язуються гнучкими зв'язками 3 або діафрагмами, заливають вермикулітобетон одного з зазначених складів. Заливка ведеться пошарово, товщина шарів від 05 до 10 м.
Завдяки хорошій плинності суміш самостійно заповнює наявні порожнечі, в тому числі дефекти кладки. При необхідності можливе додаткове ущільнення для підвищення тиксотропності суміші.
Шар вермикулітобетонів зазначених складів (5,6 і 7) товщиною 2 см приблизно еквівалентний по теплопередачі цегляній кладці, товщиною 1 цегла. Таким чином, якщо тришарова стіна виконана товщиною в півцегли (облицювальний шар) і товщиною в одну цеглу (несучий шар), то з урахуванням товщини теплоізоляційного шару з вермикулітобетону, еквівалентна товщина суцільної цегляної стіни без будь-яких утеплювачів, буде рівна 5 цеглин або 1 м.
Склади 1,2,3 та 4 можуть застосовуватися там, де бетон повинен нести незначні монтажні та експлуатаційні навантаження, наприклад, при влаштуванні та утепленні плоскої покрівлі,рисунок 3.
Малюнок 3Утеплення плоскої покрівлі вермикулітобетоном 1-перекриття; 2-вермікулітобетон; 3-пароізоляція 4-покрівельний килим
По перекриттю 1 з попередньо викладеним по периметру покрівлі парапетом, вистилають пароізоляцію 3 (наприклад, "Ізоспан" -, С, D або поліетиленову плівку). Потім, без армування роблять укладку вермикулітобетонної суміші одного із зазначених складів, шаром необхідної товщини з одночасним вирівнюванням.
У разі Сибіру товщина шару такого теплоізоляційного бетону на плоских покрівлях виробничих будівель становить 12-20 див.
ПісляНабір міцності (через 5-7 діб), можна приступати до влаштування покрівельного килима з попереднім праймуванням поверхні.
Виконувати додаткову стяжку, що вирівнює, по поверхні вермикулітобетону не потрібно.
Крім того, наведені в таблиці 2 склади вермикулітобетонів можуть використовуватися як штукатурні всередині приміщень в якості теплоізоляційних, акустичних і вогнестійких покриттів для стін і перегородок.
Керамзитобетон та композиції на основі вермикуліту та керамзиту
Для отримання легких бетонів конструкційного та конструкційно-теплоізоляційного призначення як пористий заповнювач застосовується керамзитовий гравій, фракцій 5-10 мм. та 10-20 мм. та керамзитовий пісок, фракція 1-5 мм.
У таблиці 3 наведені властивості та склади легких бетонів на основі керамзиту з додаванням інших компонентів.
Щільність бетону, кг/куб.
Міцність бетону, кг/кв.
Цемент, кг Керамзит, м3 Вода, л