В России существуют заводы крупноразмерных изделий, изготовляемых из легких бетонов. Применение таких бетонов (например керамзитобетона) позволяет снизить вес зданий и конструкций до 30% и достигнуть ряда положительных технико-экономических показателей. Легкие бетоны на пористых заполнителях стали основным материалом ограждающих конструкций и особенно стеновых наружных панелей и блоков.
Керамзитобетон представляет собой легкий бетон на пористом заполнителе.Вообще, керамзит- это ячеистый материал в виде гравия или щебня. Сырьем для его производства служат суглинки и глина, содержащие окислы железа и органические примеси.Керамзит используют как заполнитель для легкого бетона и железобетона, а также теплоизоляционного материала в виде засыпок.
Домостроительных комбинаты используют для изготовления крупноразмерных изделий легкие бетоны на пористых заполнителях. Легкобетонные изделия широко применяются в жилищном, промышленном и сельскохозяйственном строительстве, а также отчасти в мостостроении.
Ведущее место в производстве искусственных пористых заполнителей занимает керамзит. Практика показывает, что сейчас имеется возможность, применив добавки, выпускать керамзиты с заданными свойствами. Наибольшее применение после керамзита найдут шлаковая пемза (в металлургических районах), аглопорит (в районах, где отсутствуют вспучивающиеся глины), природные пористые заполнители и вспученный перлит.
Опыт крупнопанельного строительства подтвердил, что легкий бетон — наиболее подходящий материал для крупнопанельных наружных ограждающих конструкций. В крупнопанельном строительстве используются архитектурно-планировочные решения, обеспечивающие посемейное заселение жилых домов бескаркасной конструкции высотой 5 и более этажей. Господствующая конструктивная схема — с панельными перекрытиями, опирающимися по контуру на несущие перегородки, — лучше всего отвечает конструктивным качествам легких бетонов на пористых заполнителях.
В настоящее время имеется тенденция к конструктивному решению зданий с широким шагом поперечных несущих стен, что позволяет обеспечить свободную планировку квартир.
В климатических условиях России применение однослойных наружных стен из легкого бетона дает возможность эффективно использовать его физико-механические и теплофизические свойства. Легкобетонные элементы наружных ограждений стыкуются проще и надежнее, чем панели из других материалов.
Легкобетонные двухслойные стены со слоем конструктивного бетона толщиной 6—8 см эффективны в условиях сейсмостойкого строительства или при наличии просадочных грунтов. Конструкции со слоями из плотного конструктивного и крупнопористого теплоизоляционного легкого бетона особенно выгодно применять в совмещенных крышах. Крупнопористый легкий бетон теплоизоляционного слоя крыши обладает положительным качеством — быстрой десорбцией в сложных условиях ее эксплуатации.
Применение легкого бетона во внутренних конструкциях зданий — перекрытиях и несущих перегородках — не менее эффективно, чем в наружных. Это позволяет снизить собственный вес конструкций и таким образом заметно сократить расход арматуры и цемента. Расширение объема применения легкобетонных внутренних конструкций позволит экономить значительное количество стали и цемента.
Имеется положительный опыт применения комплексных крупнопанельных керамзитобетонных междуэтажных перекрытий с высокой заводской готовностью.
Перекрытия выгодно устраивать из бетонов, изготовляемых не только на легких заполнителях, но и на более тяжелых, так как по мере повышения марки бетона влияние объемного веса заполнителя на объемный вес бетона уменьшается.Однослойные легкобетонные межквартирные стены толщиной 18 см обеспечивают нормативную звукоизоляцию.
Достижения в области производства керамзита и технологии керамзитобетона позволили построить эффективные крупнопанельные дома. Уже введены в действие типовые проекты 5-этажных жилых домов из керамзитобетона серии 1-464А, № 58, 59, 60 и 61. Построены 9- и 12-этажных бескаркасные дома из керамзитобетонных панелей. Проектирование показывает, что эффективность применения легкого бетона с увеличением этажности повышается.
Эффективность панельных конструкций и домов из легких бетонов предопределяется конструктивной схемой зданий, технологией производства панелей, показателями легкого бетона, видом и качеством заполнителей.
Наибольшее и заслуженное распространение приобрел керамзитобетон, производство и применение которого развивается бурными темпами. Новые виды керамзитобетона, разработанные в СССР, в корне отличаются от применявшихся до последнего времени в США, где керамзитобетон известен с 1917 г. и до сих пор рассматривается как тяжелый бетон, в котором щебень заменен керамзитом.(1966 г.)
Разработка технологических принципов получения требуемой структуры теплоизоляционного, теплоизоляционно-конструктивного и конструктивного легких бетонов применительно к их назначению, использование производственных факторов заводской технологии для обеспечения необходимых эксплуатационных характеристик конструкций — главные достижения строительной науки в области легких бетонов.Используется и такое изделие из керамзитобетона как однослойные стеновые панели вместо двухслойных.
Развитие производства легких бетонов приобретает особое значение для Казахстана и, в частности, для его южных районов в связи с высокой их сейсмичностью. В этих условиях снижение веса отдельных конструкций, а также зданий и сооружений в целом за счет применения легких бетонов может рассматриваться как одна из мер повышения их сейсмостойкости.
Легкие бетоны, как известно, представляют для нашего строительства значительный практический интерес. По сравнению с тяжелым бетоном они имеют ряд преимуществ. Наиболее важным из них является более низкий объемный вес. Так, объемный вес легкого бетона высоких марок примерно в 1,5 раза меньше, чем тяжелого. Разница в весе легких бетонов невысокой прочности по сравнению с тяжелым будет еще больше и может доходить до 2—3 раз. В этом случае легкие бетоны приобретают и другое весьма важное преимущество—хорошие теплозащитные свойства.,
Выбор типа конструкции из легких бетонов определяется качеством пористого заполнителя, а также условиями их эксплуатации. По условиям работы они подразделяются на несущие или ограждающие.
Конструкции из легких бетонов целесообразно изготовлять по возможности максимальных размеров.
По причине меньшего веса легкобетонных элементов по сравнению с железобетонными значительно упрощаются условия их транспортирования и монтажа. Так, например, вместо двух панелей из железобетона автомашина может перевести больше, а кран поднять три панели из легкого бетона.
В жилищно-гражданском строительстве легкие бетоны наиболее широко применяются для панелей наружных стен. Такие конструкции, имея ряд преимуществ перед большинством конструкций из других материалов, изготовляются главным образом однослойными из бетона марок 50—75, объемным весом 800 — 1500 кг/м3, а в ряде случаев—двухслойными или трехслойными. Более просты в изготовлении, естественно, однослойные элементы.
В последнее время сравнительно широко стали применять легкобетонные пустотелые панели с предварительно напряженной арматурой для перекрытий. Такие панели весьма рациональны и заслуживают всемерного распространения.
В настоящее время на заводах железобетонных изделий уже изготовляются пустотелые панели из легких бетонов не только с предварительно напряженной стержневой арматурой, но и с предварительно напряженной высокопрочной проволокой.
Совмещенная кровля из керамзитобетона коробчатого сечения (с засыпкой) разработана и применяется московскими строительными организациями. Известны и другие решения совмещенной крыши из легких бетонов. Целесообразно при известных условиях изготовлять из легких бетонов также чердачные перекрытия и перекрытия над неотапливаемыми подвалами.
Учитывая специфические особенности легких бетонов (невысокий объемный вес и хорошие теплоизоляционные свойства), панели стен и покрытий из них наиболее целесообразно применять в отапливаемых промышленных зданиях. При этом легкобетонные элементы будут выполнять одновременно несущие и теплоизоляционные функции, не требуя для изготовления и монтажа сложного оборудования и большого количества рабочих. Применение легких бетонов для стен и покрытий неотапливаемых промышленных зданий позволит снизить вес элементов по сравнению с железобетонными и за счет этого сократить транспортно-монтажные расходы.
Крупноразмерные плиты проезжей части мостов в случае выполнения их из легкого бетона могут иметь такую же конструкцию и те же размеры, что и из тяжелого бетона. Характер армирования конструкций из легкого бетона, как правило, меняться не будет. За счет применения для таких конструкций бетона более низкой марки будет получена экономия стали и даже цемента. Это относится к элементам как с ненапрягаемой, так и с предварительно напряженной арматурой.
Имеющийся у нас опыт применения легкого бетона в мостостроении относится в основном к автодорожным мостам. Работ, посвященных этому вопросу применительно к железнодорожным мостам, значительно меньше.
Проведенные исследования и опыт экспериментального строительства показали, что из легких бетонов целесообразно изготовлять большое число конструкций для судостроения. К. ним следует отнести элементы корпуса и надстройки отдельных типов судов внутреннего плавания. Тип, размеры и характер их армирования могут не отличаться от конструкций из тяжелого бетона. Корпуса судов указанных типов из легкого бетона примерно на 20% легче железобетонных. Это позволяет помимо снижения транспортно-монтажных расходов уменьшить их осадку, что существенно упрощает их движение по соединительным морским каналам.
В последнее время у нас было построено несколько корпусов и дебаркадеров из керамзитобетона и бетона на шлаковой пемзе.
Легкие бетоны экономически выгодно использовать также для опор линий элеитропередачи, шахтной крепи и в ряде других отраслей строительства. Это позволит значительно облегчить конструкции и при известных условиях снизить стоимость бетона. После окончания исследований определятся рациональные типы конструкций указанного назначения и их размеры.
Для сельскохозяйственного строительства можно рекомендовать большинство разработанных и проверенных типов конструкций производственных зданий, которые будут удовлетворять условиям их эксплуатации. Кроме того, для таких зданий, по нашему мнению, бесспорный интерес представляют своды из плоских плит или элементов двоякой кривизны. Эти элементы являются одновременно и несущей конструкцией, и теплоизолятором. После окончания исследований такие конструкции могут быть рекомендованы для массового применения.
Список литературы
Бужевич Г.А. “Технология легких бетонов на пористых заполнителях”