Легкий бетон имеет множество применений, поэтому важно знать его долговечные свойства и устойчивость в различных условиях окружающей среды. Именно поэтому в следующих разделах рассматривается долговечность легкого бетона.
Легкий бетон, согласно американскому кодексу, определяется как бетон, воздушно-сухая плотность которого меньше 1810 кг/м3.
Определение легкого бетона в других странах может несколько отличаться, например, согласно норвежскому кодексу, бетон считается легким, если его насыщенная поверхностная сухая плотность равна или больше 1800 кг/м3, а прочность на сжатие не должна превышать 85 МПа.
Легкий бетон производится путем смешивания цемента, воды, мелкого заполнителя и легкого крупного заполнителя, например, глинистых материалов, сланцевых материалов и керамзитового сланца.
Куб из легкого бетона
Строительство из легкого бетона с заполнителями
Факторы, влияющие на долговечность легкого бетона, и способы их устранения
Ниже перечислены различные свойства долговечности легкого бетона и способы их устранения:
- Устойчивость к замораживанию и оттаиванию
- Устойчивость легкого заполнителя к химическому воздействию
- Устойчивость к истиранию
- Карбонизация
- Коррозионная стойкость армированного легкого бетона
Устойчивость легкого бетона к замораживанию и оттаиванию
Устойчивость легкого бетона к замораживанию и оттаиванию зависит от ряда факторов, таких как типы заполнителей, пропорции бетонной смеси, влажность заполнителя и процентное содержание воздуха.
Испытания показали, что долговечность легкого бетона без воздухововлечения в условиях замораживания и оттаивания выше, чем у бетона с воздухововлечением нормального веса, особенно если используется природный мелкий заполнитель. Это справедливо для большинства легких заполнителей, независимо от того, находится ли заполнитель в предварительно смоченном или высушенном на воздухе состоянии.
Что касается воздухововлекающих свойств в условиях замораживания и оттаивания, то способность легкого бетона, изготовленного с использованием легкого заполнителя в воздушно-сухом состоянии, значительно выше, чем у бетона нормального веса.
Характеристики легкого бетона, изготовленного с легким заполнителем в предварительно замоченном состоянии, и бетона нормального веса схожи и не имеют существенных различий.
Устойчивость к замораживанию и оттаиванию высокопрочного легкого бетона, прочность на сжатие которого находится в диапазоне от 54 до 73 МПа, является исключительной и существенно большой.
Устойчивость легкого заполнителя к химическому воздействию
Легкие крупные заполнители не вступают в реакцию со щелочами, поэтому химические воздействия могут не оказывать на легкий бетон такого же влияния, как на бетон нормального веса. Матрица легкого бетона обычно имеет высокое содержание цемента и низкое соотношение свободной воды и цемента, что затрудняет проникновение.
В производстве большинства конструкционных марок легкого бетона применяется плотная мелкая крошка, поэтому такой бетон необходимо исследовать на возможную реакционную способность.
Стойкость легкого бетона к истиранию
Устойчивость легкого бетона к истиранию основывается на характеристиках прочности, твердости, жесткости заполнителя и цементной пасты, а также связи между заполнителем и цементной пастой. Стойкость легкого бетона повышается по мере улучшения его свойств.
Устойчивость легкого заполнителя к истиранию значительно снижается, если частицы заполнителя находятся под открытым небом. Поэтому рекомендуется смешивать крупный заполнитель низкой плотности и природный мелкий заполнитель, обеспечивать защиту поверхности бетона путем поверхностной обработки и повышать качество матрицы.
Сообщается, что стойкость легкого бетона, используемого при строительстве мостового настила, подвергающегося стомиллионному проезду транспортных средств, аналогична стойкости бетона нормального веса.
Рекомендуется соблюдать определенный уровень ограничений при коммерческом использовании, где используются промышленные транспортные средства на стальных колесах, хотя в таких случаях обычно обеспечивается защита поверхности.
Карбонизация легкого бетона
Карбонизация – это реакция между гидроксидом кальция, образующимся в результате гидратации цемента, и углекислым газом в атмосфере. В результате образуется карбонат кальция, который приводит к снижению щелочности, что естественным образом защищает заделанную арматуру от коррозии в бетоне.
Деградацию защиты бетона можно предвидеть по уровню PH в бетоне, и она становится губительной, когда он снижается с 13 до 9, так как защита арматуры исчезает, а стальные стержни становятся значительно уязвимее для коррозии.
Большинство легких заполнителей имеют пористую структуру, что делает легкий бетон более прочным и позволяет диффузию газов, например, углекислого газа.
Эта проблема может быть решена при условии хорошего распределения заполнителя и избежания непрерывного пути частиц к стальной арматуре для снижения скорости карбонизации.
Способность легкого бетона противостоять карбонизации может быть улучшена путем создания толстого бетонного покрытия и увеличения содержания цемента. Испытания показали, что глубина карбонизации довольно мала, если содержание цемента превышает 350 кг/м3.
Коррозионная стойкость армированного легкого бетона
Щелочность бетона обеспечивает защитный слой для стальной арматуры и предотвращает коррозию стали. Щелочность бетона может быть увеличена за счет использования большого количества цемента, и рекомендуется, чтобы она превышала 350 кг/м3, иначе стальная арматура будет быстро подвергаться коррозии.
Помимо использования большого количества цемента, очень выгодно и полезно уплотнять бетон в достаточной степени, поскольку это способствует повышению устойчивости бетона к проникновению карбонизации. Обеспечение большого покрытия бетона – еще один метод снижения скорости карбонизации.
Читать далее:
Легкий бетон – виды, классификация, применение и преимущества
Свойства легкого бетона
Материалы, применение и преимущества ячеистого легкого бетона
- Коррозия стальной арматуры в бетоне – причины и защита.
- Влияние золы-уноса на долговечность бетона.
- Дробленые бетонные заполнители – свойства и применение вторичных заполнителей.
- 7 факторов, влияющих на абразивную стойкость бетонной поверхности.
- Факторы, влияющие на долговечность фиброармированного бетона (FRC).
- 6 основных причин повреждения бетона.
- Отверждение бетона углекислым газом [PDF].