Силикатный бетон — это современный строительный материал, отличающийся особыми техническими характеристиками и сферой применения. В статье рассказывается о составе, производстве и сферах использования этого материала. Вы узнаете, чем он отличается от обычного бетона, какими преимуществами обладает и какие ограничения имеет. Подробно рассмотрены особенности применения и рекомендации по выбору марок силикатного бетона для различных строительных нужд.
Состав силикатного бетона
Состав раствора для приготовления силикатного бетона вмещает:
- — Наполнитель (80-90%);
- — Вяжущее вещество (6 — 10%);
- — Воду;
- — Различные добавки в зависимости от применения и вида бетона.
В качестве вяжущего вещества выступает гидросиликат кальция, который образуется в результате химической реакции между гашеной известью Ca(OH)2 и кварцем SiO2. Есть еще устаревшее название для двуокиси кремния SiO2 — кремнезем. Известь должна иметь концентрацию активных оксидов кальция CaO и магния MgO не ниже 10%. Для получения оптимального состава вяжущего вещества необходимо определенное количество извести. Ее расход зависит от дисперсности фракций, так как при больших размерах кристаллов CaO некоторая часть молекул не может вступить в реакцию с кремнеземом.
В качестве наполнителя используют кварцевый песок, топливный, металлургический, фосфорный, белитовый шлак, золу ТЭЦ. Содержание кремнезема SiO2 в кварцевом песке составляет 75 — 80%, тогда как для зол и шлаков этот показатель колеблется от 40 до 60%. Кроме кремнезема, в состав всех наполнителей входят различные примеси, которые участия в создании вяжущего вещества не принимают, поэтому их концентрация должна быть минимальной. Например, содержание слюды, не должно превышать 0.5%, так как если концентрация ее будет больше 5%, то прочность изделия уменьшиться вдвое.
Производство силикатного бетона
Производство силикатного бетона начинается с добычи сырья. Кварцевый песок разделяют на фракции. Известь получают путем обжига известняка — осадочной породы, где основным компонентом является карбонат кальция CaCO3. После дробления ее смешивают с порцией песка и измельчают в шаровой мельнице. Полученная смесь является вяжущим веществом. После прибавления к ней кварцевого немолотого песка или другого наполнителя и воды получают готовый к затвердеванию раствор силикатного бетона того или иного вида.
Чтобы увеличить водоотталкивающие свойства, смесь карбонизируют и покрывают кремниевыми составами. Применение автоклавов в схемах производства силикатного бетона обусловлено тем, что формирование правильной структуры гидросиликата кальция возможно лишь при условиях повышенной температуры, (около 200°С), и влажности. При этом давление насыщенного пара должно составлять 9 — 15 атмосфер.
Коррозия арматуры
Щелочность силикатного бетона становит от 9.5 до 11, в то время как для цементного бетона этот показатель равен от 12 до 13.5. Низкий уровень pH создает хорошие условия для коррозии арматуры. Вероятность образования окислов увеличится если бетон не будет иметь плотной структуры и при этом его эксплуатация будет происходить в условиях повышенной влажности. В таких случаях применяется обработка поверхности арматуры специальными антикоррозийными средствами.
Виды силикатного бетона
1. Плотные тяжелые
Наполнитель — кварцевый песок мелкой или средней фракции, щебень, гравий. В зависимости от диаметра фракций применяемого наполнителя этот бетон делится на две группы:
— Мелкозернистый (d < 5 им);
— Крупнозернистый (d > 5 мм).
Допустимая нагрузка при сжатии: 15 — 60 МПа. Прочность существенно зависит от состава и веса вяжущего вещества, режима автоклавной обработки.
Удельный вес: 1800 — 2200 кг/м3.
Преимущество: нет необходимости в армировании.
Недостаток: низкий модуль упругости, это негативно сказывается при кратковременных перегрузках.
2. Плотные легкие
Наполнитель — пемза, керамзит, перлит, алгопорит, вермикулит. Пористая структура является причиной того, что бетон приготовленный на их основе имеет меньшую прочность, но при этом он обладает лучшими звуко и теплоизоляционными свойствами по сравнению с тяжелым плотным. В зависимости от своего удельного веса легкие плотные марки бетона можно условно разделить на две группы:
— Теплоизоляционные (от 400 до 600 кг/м3).
— Конструкционные (от 600 до 1200 кг/м3).
В зависимости от наполнителя и способа приготовления допустимая нагрузка может составлять от 5 до 10 МПа.
3. Ячеистые легкие
В качестве наполнителя выступают пузырьки воздуха, равномерно распределенные по всему объему, поэтому удельный вес блоков составляет примерно пятую часть от удельного веса бетона. Основные разновидности ячеистого бетона:
— Пеносиликатный. Для образования пор в известково-кремнеземистую смесь добавляют специальную пену.
— Газосиликатный. Перед затвердеванием в их состав вводиться алюминиевая пудра, которая приводит к образованию газовых пузырей.
Применение силикатного бетона
Данный материал не считается универсальным, но из-за своей дешевизны очень часто для решения своих задач строители выбирают именно его.
Плотные тяжелые применяются для изготовления армированных шпал железнодорожного пути, колонн, панелей перекрытия, лестничных площадок и маршей, блочных стен, прогонов, балок, плит карнизов, безасбестового шифера, при отделке наружных конструкций, строительстве подземных шахт и туннелей, создании основ для автомобильных трасс.
В зависимости от своего удельного веса плотные легкие бетоны используются в разных целях. Дело в том что большое количество пор обеспечивает низкую теплопроводность {до 0,4 Вт/м*С}, но снижает прочность. Для утепления перекрытий и стен, создания перегородок в жилых, общественных, промышленных зданиях целесообразно применить более легкие виды, в то время как для возведения капитальных стен, изготовления сборных железобетонных изделий, наружных бетонных конструкций можно использовать только тяжелые.
Применение
Ячеистый газосиликатный и пеносиликатный бетон приобрели широкую популярность сравнительно недавно. Из-за высокого водопоглощения здания из этого материала требуют правильной отделки с внутренней и наружной стороны.
В газосиликатном и пеносиликатном бетоне легко делать отверстия и каналы с помощью ручного электроинструмента. Поэтому стены из этих материалов часто используют для прокладки кабелей, труб водоснабжения и канализации. Блоки соединяются между собой с помощью специального клея или строительного раствора, который наносится зубчатым шпателем.
Высокая точность геометрических размеров и хорошее сцепление клея с шершавой поверхностью позволяют делать швы толщиной 1-2 мм. Этот материал используется для строительства перегородок, заполнения стальных и бетонных каркасов, а также для перестройки и реставрации старых зданий. Он также подходит для увеличения этажности, утепления и звукоизоляции стен.