Песок в Симферополе, Крыму

В практике современного строительства с каждым годом всё большее распространение получают конструкции и изделия из высокопрочного керамзитобетона. Наибольшее распространение высокопрочный керамзитобетон получил в США. Растёт его применение в России, Украине, Австралии, Канаде, Великобритании, Германии и других странах. Объём производства предварительно напряженного легкого бетона во всём мире растёт быстрыми темпами.

Высокопрочный керамзитобетон наиболее широко применяют для изготовления наиболее крупноразмерных конструкций и конструкций многоэтажных зданий и т. п.

Использование высокопрочного керамзитобетона позволяет снизить суммарный вес конструкций на 25—30%. Это очень важно для изготовления крупноразмерных плит перекрытий, ферм, балок, других изделий, собственный вес которых составляет значительную долю от общей нагрузки.

Применение высокопрочного керамзитобетона при изготовления плит перекрытий и панелей внутренних стен жилых зданий благодаря значительному уменьшению веса этих конструкций снижает нагрузки, действующие на конструкции и фундамент.

Сейчас керамзит применяют в основном для изготовления наружных ограждающих конструкций крупнопанельных жилых, общественных и промышленных зданий. Меньший объемный вес высокопрочного керамзитобетона по сравнению с объемным весом обычного бетона позволяет укрупнять конструкции, снижать расходы на транспортирование и монтаж.

Организация производства конструкций из высокопрочного керамзитобетона на заводах ЖБИ требует знания его физико-механических свойств, особенностей заводской технологии высокопрочных керамзитобетонов, а также передового отечественного и зарубежного опыта изготовления и применения керамзитобетонных изделий в жилищном, промышленном и транспортном строительстве.

В дальнейшем по мере расширения производства и применения ограждающих конструкций на основе более эффективных теплоизоляционных материалов, увеличения выпуска пористых заполнителей, особенно высокопрочных керамзитов, появится реальная возможность широкого применения керамзитового заполнителя для изготовления легких конструктивных бетонов марок 200—400 взамен обычных тяжелых бетонов, что даст значительный экономический эффект в результате уменьшения веса конструкций и возводимых сооружений, а в ряде случаев благодаря замене более дорогого тяжелого щебня.

Опыт производства конструкций из высокопрочного керамзитобетона

Наиболее распространёнными конструкциями, применяемыми в жилищном и гражданском строительстве, являются многопустотные панели перекрытий. В настоящее время накоплен громадный опыт производства таких конструкций из высокопрочного керамзитобетона.

Проведённые испытания показали, что при замене для типовых настилов перекрытий тяжелого бетона лёгким той же марки конструкции сохраняли проектную несущую способность. Жесткость керамзитобетона отвечала нормативным требованиям.

Использование керамзитобетона вместо тяжелого бетона не внесло изменений в технологию изготовления изделий, за исключением некоторого увеличения цикла перемешивания бетонной смеси. Испытания опытных плит на кратковременную нагрузку показали, что они удовлетворяют нормативным требованиям по прочности, жесткости и трещиностойкости.

Применение керамзитобетона для предварительно напряженных многопустотных панелей длиной 6м не снижает их несущую способность и трещиностойкость по сравнению с аналогичными изделиями из тяжелого бетона. Весьма эффективно применение высокопрочного керамзитобетона для изготовления панелей чердачных перекрытий.

Замена тяжелого бетона лёгким при изготовлении элементов покрытий практикуется и за рубежом. Например, в Великобритании фирма «Ричард Лиис» выпускает предварительно напряженные кругло-пустотные настилы из легкого бетона длиной 9м, шириной 330-1727 мм и высотой 102-254 мм. В США керамзитобетонные детали покрытий и перекрытий нормированы стандартом Американского института бетона и в известной степени типизированы выпускающими их фирмами.

Основные свойства высокопрочного керамзитобетона

Структура высокопрочного керамзитобетона всегда должна быть плотной, т.е. объём растворной составляющей бетона должен быть не меньше объёма межзерновых пустот в крупном заполнителе. В некоторых случаях для улучшения удобообрабатываемости и повышения морозостойкости в керамзитобетон можно вводить в небольших количествах воздухововлекающие добавки.

Отсасывание зернами керамзита воды из окружающего раствора (самовакуумирование) улучшает сцепление керамзита с раствором, препятствует формированию вокруг зёрен керамзита "обоймы" из упрочнённого раствора. Надёжное сцепление керамзита с раствором является важным фактором, обеспечивающим получение высокопрочного керамзитобетона.

Объёмный вес высокопрочного керамзитобетона не должен превышать 1800-2000 кг/м³.

Как показывают проведённые эксперименты, для высокопрочного керамзитобетона коэффициент призменной прочности (отношение призменной прочности к кубиковой) на 5-15% выше, чем для тяжелого бетона. Обобщая данные многих исследователей по определению этого коэффициента, можно рекомендовать, с некоторым запасом для всех марок высокопрочного керамзитобетона, коэффициент призменной прочности 0,8.

Прочность высокопрочного керамзитобетона при растяжении составляет в среднем 5-15% от прочности при сжатии. Вследствие сложности испытания бетона на чистое растяжение обычно применяют испытания на изгиб и раскалывание. При этом установлено, что условия испытания - пролёт и схема загружения балок, размер и форма раскалываемых образцов, тип устройства для раскалывания и т.п. - оказывают существенное влияние на получаемые результаты.

Предел прочности при изгибе высокопрочного керамзитобетона примерно на 10-30% меньше чем равнопрочного тяжелого бетона.

Многочисленные опыты показали, что сцепление высокопрочного керамзитобетона с арматурой не ние или даже на 15-20% выше, чем сцепление тяжелого бетона. С проблемой сцепления непосредственно связан вопрос о минимальной прочности керамзитобетона при передаче на него предварительного напряжения.

Морозостойкость керамзитового гравия составляет всего несколько циклов. В тоже время морозостойкость керамзитобетона может достигать 600 и более циклов.

Это можно объяснить следующими причинами. Керамзитобетон обладает повышенным термическим сопротивлением и поэтому дольше промораживается. В более прочном цементном камне и в керамзите имеются мелкие замкнутые поры, снижающие температуру льдообразования внутри керамзитобетона. Повышенная растяжимость керамзитобетона увеличивает его стойкость к термическим и другим напряжениям. Перечисленные факторы, а также хорошее сцепление зёрен керамзита с окружающим цементно-песчаным раствором обеспечивают повышенную морозостойкость высокопрочного керамзитобетона.

Опыт накопленный исследовательскими, проектными и производственными организациями показывает, что высокопрочный керамзитобетон является технологичным материалом, обладающим достаточно хорошими физико-механическими свойствами, позволяющими эффективно использовать его при изготовлении конструкций и строительстве самых разнообразных сооружений.