Силикатные бетоны: состав, нюансы, где применяют

Силикатные бетоны — разновидности бетонных смесей, в которых вместо цементного порошка используют другие вяжущие компоненты: гидрат оксида кальция и соединения кремнезёма. Они присутствуют в дисперсных добавках и кварцевом песке. Для активации взаимодействия и получения материала требуется воздействие высокой температуры; процесс проводят в специальных автоклавах. Стоимость таких материалов обычно ниже, чем у многих цементных аналогов. В частном домостроении они применяются реже, чем на крупных объектах жилищного строительства.

Состав такого материала существенно отличается от классической рецептуры: цементного порошка в нём нет. Основной компонент — известь. Чтобы получить нужные характеристики, известь должна соответствовать ряду требований: 1. Гидратация должна протекать с умеренным выделением тепла при средней скорости процесса; 2. Обжиг должен быть максимально равномерным; 3. Содержание оксида магния в её составе не должно превышать 5 %; 4. Период гашения извести должен быть менее 20 мин. В качестве второго компонента встречаются: 1. Кремнезёмистые заполнители: зола ТЭЦ, шлак из доменных печей, кварцевый песок мелкого помола; 2. Сланцевая либо угольная зола; 3. Отходы после производства заполнителей на основе керамзита. Чаще всего используют кварцевый песок со средним и мелким зерном. Важный нюанс: в песке не должно быть глинистых частиц, особенно крупных — они ухудшают морозостойкость и прочность бетона. Чем мельче зерна песка, тем выше прочность готового изделия или конструкции; такой бетон лучше переносит циклы «замерзание — оттаивание». Состав кварцевого песка может варьироваться. Примерный перечень компонентов:

• кремнезём: от 80 %;
• глинистые частицы: допустимо до 10 %;
• слюдяные примеси: не более 0,5 %.

Тонкости структуры силикатных бетонов определяются заполнителями в смеси.

Изготавливают на основе кремнезёмистых заполнителей. Различают варианты с крупным и мелким зерном. Наиболее востребована вторая разновидность: её производят из кварцевого песка самой мелкой фракции. Плотность заполнителя колеблется от 1800 до 2200 кг/м³. Преимуществ такой смеси по сравнению с бетоном на цементе два:

• более низкая стоимость материала;
• более однородная структура. Прочность напрямую зависит от доли в смеси кварцевого песка с мелким зерном. Тяжёлый силикатный бетон применяют для лестничных площадок и маршей, стен, плит перекрытия, железнодорожных шпал (с металлическим армированием), колонн.

Водопоглощение: показатель обычно варьируется от 10 до 18 % в зависимости от способа уплотнения смеси; снизить его можно обработкой готовых блоков гидрофобизирующими составами на базе кремния. Морозостойкость: обычно от 50 до 100 циклов; по долговечности такие смеси часто уступают бетонам на цементном вяжущем. Хорошая звукоизоляция. Себестоимость относительно низкая. Срок службы производители нередко указывают порядка 70 лет. Если бетон имеет низкую плотность, арматурный каркас требует дополнительной защиты от коррозии; риск выше, если: в климатической зоне здания круглый год высокая влажность; в смесь не вводили антикоррозийные добавки; в течение года резко меняются температура и влажность.

Изготавливают с добавлением заполнителей пористой разновидности: пемзы, перлита, керамзита; им придают форму гравия либо щебня. Классифицируют такие смеси по плотности: 1. Теплоизоляционные с показателем плотности до 500 кг/м³: подходят в качестве утеплителя; за счёт воздуха в порах хорошо удерживают тепло во внутренних помещениях и могут снижать избыточную влажность воздуха; 2. Конструкционно-теплоизоляционные с плотностью от 500 до 1400 кг/м³: для конструктивных элементов ограждающего типа; 3. Конструкционные с плотностью от 1400 до 1800 кг/м³: для железобетонных изделий.

Силикатные бетоны производят в основном в заводских условиях. Основные технологические этапы: 1. Подготовка компонентов: выделяют фракции песка нужных размеров, проводят термическую обработку известняка, дробят известь; 2. Компоненты измельчают в шаровой мельнице; 3. Загружают в бетоносмеситель и готовят однородную смесь; 4. Заливают смесь в формы или формуют изделия иным способом; 5. В автоклаве при температуре от 175 до 200 °C проводят термическую обработку по технологии; 6. Охлаждают автоклав или выдерживают изделия до остывания на воздухе.

Подразделяют на следующие виды:

• Пеносиликатные: в состав входит тонкоизмельчённая смесь с пенообразующими добавками; затем проводят высокотемпературную обработку в автоклаве;
• Газосиликатные: в известково-кремнезёмистую смесь вводят алюминиевую пудру; в строительстве применяют шире, чем пеносиликатные варианты.

• Силикатные бетоны — искусственные камни и смеси на известково-кремнезёмистом вяжущем, твердеющие при влажно-тепловой обработке, чаще в автоклаве.
• Состав — перечень и соотношение вяжущего, воды, заполнителей и добавок в свежей смеси.
• Бетонная смесь — смесь до укладки и затвердевания; для силикатных вариантов характерны известь и кремнезёмистый заполнитель.
• Кремнезём — соединения кремния в заполнителе (песок, зола, шлак), участвующие в реакции с известью.
• Автоклав — герметичная камера для термической обработки изделий под давлением пара.
• Нюансы производства бетона — особенности подбора сырья, уплотнения и режима твердения, влияющие на качество.
• Газосиликат — ячеистый силикатный материал с газообразованием за счёт алюминиевой пудры и автоклавной обработки.
• Пеносиликат — ячеистый силикатный материал на основе пены и автоклавного твердения.
• Домостроение — индивидуальное жилищное строительство; для силикатных решений на участке важны условия эксплуатации и поставка сертифицированных изделий.