Betony lekkie

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
XVII OGÓLNOPOLSKA KONFERENCJA WARSZTAT PRACY PROJEKTANTA KONSTRUKCJI
Ustroń, 20
23 lutego 2002 r.
Genowefa Zapotoczna-Sytek
BETONY LEKKIE
Wprowadzenie
Wykład obejmuje pełną gamę betonów lekkich począwszy od lekkich betonów kon-
strukcyjnych a na betonach czysto izolacyjnych kończąc.
W wykładzie przedstawiono klasyfikację i ogólny podział betonów lekkkich a na-
stępnie omówiono w oddzielnych częściach betony lekkie kruszywowe (punkt 2) i betony
komórkowe (punkt 3).
←←
W części dotyczącej betonów lekkich kruszywowych na wstępie omówiono zwięźle
podział i rodzaje kruszyw lekkich (skalne i sztuczne) oraz stan w zakresie wprowadza-
nia do zbioru polskich norm, norm europejskich dotyczących kruszyw. Przedstawiono
właściwości betonów, których projektant może się spodziewać przy projektowaniu kon-
strukcji. Z uwagi na to iż w najbliższej przyszłości wprowadzone zostaną do zbioru pol-
skich norm jako PN-EN, normy europejskie EN-206-1 [37] i EN 1520 [38] traktujące o
betonach lekkich kruszywowych, omówiono ważniejsze dane z powyższych norm. Po-
nadto omówiono wyniki badań z wybranych krajowych wyrobów z betonów lekkich
kruszywowych. Przedstawiono zagadnienia związane z doborem składu, wykonywa-
niem, pielęgnacją i kontrolą jakości betonów lekkich kruszywowych. Na koniec omó-
wiono krótko zastosowanie betonów lekkich kruszywowych zagranicą i w kraju – stan
aktualny i przewidywane kierunki rozwoju.
←←
W części wykładu dotyczącej betonów komórkowych podano istotę procesu wytwarza-
nia betonu komórkowego, scharakteryzowano właściwości opierając się na najnow-
szych wynikach badań w tym ścian wykonanych z betonu komórkowego. Podano stan
techniki w kraju i zagranicą w zakresie produkowanych odmian i asortymentu wyro-
bów. Omówiono najnowsze rozwiązania materiałowo-techniczne stosowane w ostat-
nich latach przy realizacji obiektów z zastosowaniem betonu komórkowego. Podano
zalecenia niezbędne do przestrzegania przy transporcie i składowaniu betonu komór-
kowego oraz murowaniu z niego ścian. Zwrócono uwagę na zasadnicze zmiany w pro-
jektowaniu konstrukcji murowych z betonu komórkowego. Podano stan w zakresie
wprowadzania norm europejskich dotyczących betonu komórkowego do zbioru pol-
skich norm. Omówiono zachowanie się betonu komórkowego w warunkach ekstremal-
nych takich jak pożar, powódź, trzęsienie ziemi. Zasygnalizowano atrakcyjność cenową
przy rozwiązaniu ścian z betonu komórkowego.
Całość powyższej tematyki, biorąc pod uwagę podział betonu komórkowego podany na
rys. 1-1, odniesiono do gazobetonów i to autoklawizowanych, używając dla nich określenia
– autoklawizowany beton komórkowy. Ten rodzaj betonów komórkowych jest bowiem
przede wszystkim produkowany zarówno w kraju jak i zagranicą. Zanikła produkcja piano-
gazobetonów i gazobetonów nieautoklawizowanych. Pianobetony natomiast stanowią nie-
wielki procent w ogólnej produkcji betonów komórkowych. Stąd tematykę pianobetonów
omówiono bardzo skrótowo.
Na zakończenie przedstawiono przewidywane kierunki dalszego rozwoju autoklawizo-
wanego betonu komórkowego.
Zarówno w części dotyczącej betonów lekkich kruszywowych jak i betonów komórko-
wych podano bogate piśmiennictwo dotyczące omawianej tematyki.
1. Klasyfikacja – ogólny podział
Betony lekkie to betony o gęstości objętościowej w stanie suchym nie większej niż
2000 kg/m
3
[1].
Poza gęstością objętościową – drugą cechą odróżniającą betony lekkie od betonów
zwykłych jest zakres ich stosowania.
Z betonu zwykłego wykonuje się konstrukcje, których podstawową funkcją jest przenosze-
nie obciążeń, natomiast betony lekkie znajdują raczej zastosowanie w elementach, w któ-
rych oprócz zadań konstrukcyjnych spełniają również funkcje termoizolacyjne lub w ele-
mentach konstrukcyjnych dla istotnego zmniejszenia ciężaru własnego konstrukcji (zmniej-
szenie jej przekroju).
Ogólny podział betonów lekkich przedstawiono na rys. 1-1.
Betony lekkie
kruszywowe
komórkowe
wg rodzaju
kruszywa
wg
struktury
wg rodzaju
kruszywa
wg sposobu
wytwarzania porów
z kruszywa
skalnego
z kruszywa
sztucznego
z kruszywa
organicznego
zwarte
z kruszywa
piaskowego
gazobetony
półzwarte
z kruszywa
popiołowego
z kruszywa
piaskowo-popiołowego
pianobetony
jamiste
pianogazobetony
Rys. 1-1. Ogólny podział betonów lekkich
Ze względu na typ kruszywa betony lekkie dzieli się na:
-
betony kruszywowe
-
betony komórkowe
Betony kruszywowe
to betony, w których stosuje się kruszywo (sztuczne lub natural-
ne) o wielkości ziaren co najmniej do 4 mm.
Betony komórkowe
to betony z mikrokruszywa kwarcowego, naturalnego (np. piasek)
lub mikrokruszywa gliniano-żelaziano kwarcowego sztucznego (popioły lotne). Wiel-
kość ziarn mikrokruszywa w zasadzie nie przekracza 100
W zależności od struktury (rys. 1-2) rozróżnia się betony lekkie kruszywowe [1]:
4 mm są wy-
pełnione zaprawą cementową w ilości nie mniejszej niż 85 % ich objętości
półzwart
e w których w ogólnej ilości kruszywa zawartość frakcji mniejszych niż 4
mm wynosi co najmniej 15 % i które jednocześnie nie spełniają warunku określo-
nego dla betonu zwartego
jamiste
wykonywane z kruszywa o uziarnieniu powyżej 4 mm, w których zaczyn
cementowy tylko pokrywa ziarna kruszywa i spaja je ze sobą.
Rys. 1-2. Struktura betonu
a) zwartego, b) półzwartego, c) jamistego jednofrakcyjnego
Betony komórkowe w zależności od sposobu wytwarzania porów dzielą się na [2]:
gazobetony
w których pory powstają jako rezultat wytwarzania pęcherzyków gazu
w masie zarobowej w wyniku reakcji chemicznych
pianobetony
w których pory powstają wskutek wprowadzenia piany wytworzonej
mechanicznie
pianogazobetony
w których pory wytwarzane są jednocześnie za pomocą środków
gazotwórczych i pianotwórczych.
2. Betony lekkie kruszywowe
2.1. Podział i rodzaje kruszyw lekkich
Do betonów lekkich należy stosować kruszywa lekkie pochodzenia mineralnego wg
PN-86/B-23006 [3].
Kruszywa mineralne w zależności od materiału, z którego są wykonane, dzielą się na:
kruszywa skalne
– uzyskiwane ze skał naturalnych [4];
m. Betony komórkowe w
zależności od gęstości objętościowej charakteryzują się porowatością całkowitą rzędu
60-85 %; przy czym ok. 50 % objętości porów przypada na makropory o wielkości od
0,1 do 5 mm wytworzone procesami spulchniania a pozostała porowatość to mikropory
typu kapilarnego.
zwarte
w których wolne przestrzenie między ziarnami kruszywa
kruszywa sztuczne
– wytworzone z surowców mineralnych i odpadów przemysłowych
w wyniku obróbki termicznej lub bez obróbki lub uzyskane z surowców pochodzenia
organicznego [5].
Stosowanie kruszyw sztucznych do betonów wynika nie tylko z potrzeby uzyskiwania lek-
kich betonów (lżejszych konstrukcji), lecz także ograniczonego zapasu kruszyw skalnych i
gospodarczej potrzeby użytkowania odpadów przemysłowych. Charakterystyczną cechą
wspólną wszystkich kruszyw lekkich jest ich porowata struktura i z reguły wytrzymałość
mniejsza od wytrzymałości stwardniałego zaczynu cementowego. W następstwie tego beto-
ny wykonane z tych kruszyw różnią się od betonów zwykłych, oprócz gęstości objętościo-
wej również innymi właściwościami oraz technologią wykonania.
2.1.1. Kruszywa skalne
W zależności od surowca skalnego i sposobu produkcji kruszywa skalne dzielą się na
dwie grupy:
kruszywa naturalne
, które powstały w wyniku naturalnego rozdrobnienia skał
kruszywa łamane
, otrzymywane w wyniku mechanicznego rozdrobnienia skał litych.
Zarówno kruszywo naturalne jak i łamane, w zależności od sposobu i stopnia obróbki dzieli
się na podgrupy:
naturalne na:
niekruszone i kruszone
łamane na:
zwykłe, granulowane
.
W tablicy 2-1 podano podział kruszyw skalnych wg PN-87/B-01100 [4].
Cechy kruszyw wpływające na jakość betonów zależą zarówno od cech macierzystej skały
jak i przygotowania kruszywa do zastosowania.
W zależności od gęstości objętościowej kruszywa skalne dzieli się na trzy typy:
kruszywo ciężkie o gęstości objętościowej powyżej 3000 kg/m
3
,
kruszywo zwykłe o gęstości objętościowej od 1800 – 3000 kg/m
3
,
kruszywo lekkie o gęstości objętościowej poniżej 1800 kg/m
3
używane do wytwarzania
kruszywowych betonów lekkich.
Do najczęściej stosowanych łamanych kruszyw lekkich pochodzenia naturalnego na-
leżą:
węglanoporyt, otrzymywany przez rozdrobnienie porowatych skał węglanowych orga-
nogenicznych. W Polsce należą tu złoża Karsy koło Pińczowa.
pumeksoporyt, otrzymywany przez rozdrobnienie skał pumeksowych,
tuporyt, otrzymywany przez rozdrobnienie tufów,
krzemoporyt, otrzymywany przez rozdrobnienie porowatych skał krzemionkowych
(diatomitu, spongiolitu).
Tablica 2-1
Podział kruszyw skalnych
Asortyment
Wielkość ziarn wg
oczek kwadratowych
sit kontrolnych
[mm]
grupa
Rodzaj
kruszyw
kruszywa naturalne
kruszywa łamane
podgrupa
od
do
naturalne niekruszone
naturalne kruszone
zwykłe
granulowane
Drobne
0
2,0
piasek
zwykły
piasek
kruszony
miał
piasek
łamany
2,0
4,0
4,0
8,0
grys
z
otoczaków
Grube
8,0
16,0
żwir
kliniec
grys
16,0
31,5
31,5
63,0
tłuczeń
Bardzo
grube
63,0
250,0
otoczaki
kamień łamany
[ Pobierz całość w formacie PDF ]