Вермикулитобетон
Среди всего разнообразия бетонов особое место занимают легкие бетоны на основе пористых заполнителей. Они отличаются пониженными значениями плотности и теплопроводности. Чаще всего их используют при постройке жилых домов и зданий. Вермикулитобетон – один из популярных представителей этой группы.
- Вермикулитобетон
- Состав вермикулитобетона
- Вяжущее вещество
- Вспученный вермикулит
- Другие заполнители и добавки
- Плюсы и минусы вермикулитобетона
- Виды вермикулитобетона
- По составу
- По назначению
- Характеристики и свойства вермикулитобетона
- Средняя плотность
- Прочность
- Теплопроводность
- Сфера применения вермикулитобетона
В этой статье мы расскажем о том, из чего делают вермикулитобетон и чем он отличается от других легких бетонов (керамзито-, перлитобетона и прочих). Также мы рассмотрим виды и основные технические характеристики этого материала. А в заключительном разделе статьи вы узнаете, где он применяется.
Состав вермикулитобетона
Под словом «бетон» в быту понимают застывшую смесь цемента, щебня и песка. Но на самом деле этот материал можно делать на основе самых разных «ингредиентов».
В состав вермикулитобетона входят:
- Вяжущее вещество
- Заполнитель – вспученный вермикулит
- Добавки
Давайте остановимся на каждом компоненте подробнее.
Вяжущее вещество
В бетоне оно выполняет роль «клея», который связывает зерна заполнителя вместе. Кроме того, он определяет качества будущего материала. В первую очередь – прочность и водостойкость.
В качестве вяжущего в вермикулитобетоне используют:
- Обычный цемент
Это традиционное вяжущее, которое получают совместным обжигом известняка и глины. После затвердения цемент превращается в прочный и плотный камень, которому не страшны вода и морозы. Но у него есть и минусы. Это, например, низкая жаростойкость и достаточно высокая стоимость.
Подробнее о свойствах этого материала вы можете узнать в статье Цементобетон. - Глиноземистый цемент или шлакопортландцемент
Это особая разновидность вяжущего, которая отличается высоким содержанием глинозема – оксида алюминия Al2O3. За счет этого она имеет повышенную стойкость к воздействию высоких температур. Такой материал востребован в промышленности, реже – в жилом строительстве.
Узнать, в каких работах применяется такое вяжущее, вы можете в статье Применение огнеупорного (жаростойкого) бетона. - Гипс
Это относительно недорогое и удобное в применении вяжущее. Его главный плюс – это небольшая плотность и очень быстрое твердение. Вместе с тем гипс отличается хрупкостью, размокает в воде и боится морозов. Поэтому применяют его исключительно в теплых и сухих помещениях.
Больше об этом вяжущем вы можете узнать в статье Гипсобетон. - Жидкое стекло
Это водный раствор, основу которого составляют силикаты натрия и калия. При высыхании он придает бетону жаро- и кислотостойкость, но при этом плохо переносит воздействие влаги. Чтобы нивелировать этот недостаток, к вяжущему добавляют активированные минеральные порошки: молотый кварцевый песок, диабаз, андезит, базальт и прочие. В целях экономии также можно использовать молотый шлак или золу-унос. Именно так получается шлакощелочной бетон. - Полимерные смолы
Роль вяжущего также могут выполнять полиэфирные, фурановые, эпоксидные, карбамидные и другие термореактивные (реже – термопластичные) смолы. На их основе можно получить водонепроницаемый бетон, пригодный для использования в самых агрессивных средах. Но стоимость таких вяжущих очень высока, поэтому применяют их редко и обычно в небольших объемах.
Больше узнать об этом вы можете в статье Полимербетон.
А если вам интересно, какие еще вяжущие используют для изготовления бетона и чем они отличаются друг от друга, ознакомьтесь с нашей статьей Виды бетона по типу вяжущего.
Вспученный вермикулит
Заполнитель для вермикулитобетона получают путем обжига вермикулита. Он относится к слюдам – минералам, которые имеют слоистую структуру. За счет этого свойства их можно легко разделять на отдельные пластинки. Слюды применяются в самых разных областях: от изготовления окон до производства электрических приборов.
Главная особенность вермикулита – это большое содержание в нем связанной воды. При резком нагревании до 800-1100° она превращается в пар и вспучивает минерал. Его объем при этом увеличивается в 6-20 раз. Так и получается вспученный вермикулит – очень легкий и пористый материал для засыпок и изготовления бетона.
Основные требования к качеству этого материала приведены в ГОСТ 12865-67. Этот документ регламентирует характеристики вспученного вермикулита, который применяют в качестве теплоизоляционной засыпки, для изготовления теплоизоляционных изделий, а также – что нам важно – в качестве заполнителя для легких бетонов и для приготовления штукатурных растворов: огнезащитных, теплоизоляционных и звукопоглощающих.
В таблице ниже приведено сравнение вермикулита с другими популярными заполнителями для легких бетонов:
Показатель / Вид заполнителя | Вспученный вермикулит | Керамзит | Вспученный перлит |
Насыпная плотность, кг/м3 | 100-200 | 200-600 | 75-500 |
Теплопроводность в сухом состоянии, Вт/(м·°С) | 0,055-0,065 | 0,09-0,14 | 0,043-0,093 |
Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:
Вы можете увидеть, что вспученный вермикулит имеет очень низкие показатели плотности и теплопроводности. По этим характеристикам он лишь немного уступает искусственным утеплителям: минеральной вате, пенопласту и ЭППС.
При производстве бетона могут использоваться разные фракции вермикулита:
Фракция | Размеры зерен, мм |
Крупная (щебень) | От 5 до 10 |
Средняя (песок) | От 0,6 до 5 |
Мелкая (мука) | Меньше 0,6 |
Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:
Выбор материала зависит от конкретной задачи. Например, мелкая и средняя фракции используются при изготовлении строительных растворов и теплых штукатурок. А крупная – при обустройстве легких стяжек и теплоизоляции.
Другие заполнители и добавки
Вспученный вермикулит – это материал дорогой. Его цена варьируется от региона к региону и в некоторых местах может достигать даже 8000 рублей/м3. Для сравнения: стоимость 1 куба керамзита варьируется в пределах от 1000 до 3000 рублей.
Есть у этого материала и другой недостаток – низкая прочность. Бетон на основе вермикулита не может выдерживать высокие нагрузки.
В целях экономии и для улучшения свойств вермикулитобетона в него могут добавлять:
- Более дешевые заполнители
Они могут быть плотными (песок, отсев) или пористыми (керамзит, перлит). Если заменить часть вермикулита на более дешевый материал, то можно снизить стоимость бетона, а заодно и улучшить некоторые его свойства. Подробнее об этом мы поговорим ниже. - Молотый шлак и золу-унос
Эти тонкие минеральные порошки используются для частичной замены цемента. Таким образом получают комплексное вяжущее – шлакопортландцемент. Оно стоит дешевле, а после затвердения имеет более высокую прочность и жаростойкость, чем обычный цемент. - Известь (кипелку или пушонку)
Она придает бетонной смеси пластичность и удобоукладываемость даже при сниженном содержании воды в цементе. От этого, в свою очередь, увеличивается прочность готового бетона.
Кроме того, при производстве легких бетонов используют порообразующие добавки. Они придают вяжущему веществу пористость и снижают теплопроводность материала.
Для повышения пористости бетона используют:
- Воздухововлекающие добавки
- Газообразующие добавки
- Пену
Но стоит отметить, что бетон с использованием порообразующих добавок стоит дороже. А поскольку вермикулит сам по себе стоит недешево, то при изготовлении бетона из него часто обходятся одним заполнителем.
Больше узнать о том, какие еще вещества добавляют в состав бетона и зачем они нужны, вы можете в статье Виды добавок для бетона.
Теперь вы знаете, что из себя представляет вспученный вермикулит и как на его основе получают бетон. В следующем разделе мы подробнее рассмотрим сильные и слабые стороны такого материала.
Плюсы и минусы вермикулитобетона
Вермикулитобетон – это достаточно «сильный» представитель легких бетонов.
Он имеет следующие достоинства:
- Низкую плотность
Из этого материала можно обустраивать очень легкие конструкции, которые будут оказывать минимальное давление на основание. Это особенно важно в многоквартирных домах с тонкими плитами перекрытия, где превышение допустимой нагрузки может привести к серьезным последствиям. - Теплоизоляционные свойства
За счет своей пористой структуры вермикулитобетон зимой удерживает в помещении тепло, а летом – прохладу. - Звукоизоляционные свойства
Помимо низкой теплопроводности, материал также имеет свойство поглощать акустический шум. Его можно использовать в составе звукоизоляционных конструкций – например, при обустройстве стен и полов. - Жаропрочность
Вспученный вермикулит получают путем обжига, а значит – на его основе можно производить жаростойкий бетон. В среднем вермикулитобетон на специальных вяжущих выдерживает температуры до 800°С.
В то же время у этого материала есть и свои недостатки.
Среди минусов вермикулитобетона можно назвать следующие:
- Низкая прочность на сжатие
Она напрямую связана с низкой плотностью. Чем пористее материал, тем хуже он переносит высокие нагрузки. Поэтому легкий вермикулитобетон не используют для возведения несущих конструкций. - Низкая прочность на продавливание
Легкий и пористый бетон плохо выдерживает точечную нагрузку. Например, на стяжке из такого материала могут остаться ямки под ножками шкафов, комодов и другой тяжелой мебели. Поэтому строители советуют покрывать легкую стяжку слоем песчано-цементной смеси, которая будет перераспределять нагрузку. - Сложность в укладке
Вспученный вермикулит поглощает большое количество влаги и высасывает воду из бетонной смеси. Качество бетона от этого не снижается – даже наоборот. После укладки заполнитель отдает влагу обратно цементу, за счет чего он твердеет более равномерно. Но работать с полусухим раствором сложно и неудобно. Этот недостаток можно нивелировать при помощи пластификаторов. - Ограниченная сфера применения
Из-за своей низкой прочности вермикулитобетон не используется для возведения стен и перекрытий, не говоря уже о фундаментах. - Высокая стоимость
Как мы уже упоминали, вермикулит – это дорогой заполнитель. Поэтому бетон на его основе бюджетным назвать нельзя. - Низкая морозостойкость
Вермикулитобетон плохо переносит перепады температур от нуля к минусу и обратно.
В продолжении статьи мы поговорим о том, какие разновидности бывают у этого материала.
Виды вермикулитобетона
Бетон – это очень большой класс стройматериалов, каждый из которых имеет свои особенности и сферу применения. Они делятся на группы по разным основаниям. С полной классификацией вы можете ознакомиться в нашей статье Виды бетона.
А вермикулитобетон можно поделить на виды по:
- Составу
- Назначению
Давайте остановимся на каждой классификации немного подробнее.
По составу
Как мы уже отмечали, «базовый» рецепт вермикулитобетона – это цемент, вспученный вермикулит и вода. Но у этого материала есть два главных недостатка: низкая прочность и высокая стоимость. Их можно нивелировать, если наравне с вермикулитом использовать другие заполнители.
Например, в состав вермикулитобетона могут добавлять:
- Песок
Он заполняет пространство между крупными гранулами вермикулита, придавая бетону прочность и плотность. Такой материал может выдерживать более высокие нагрузки. Но теплоизоляционные свойства у него намного хуже, чем у чистого вермикулитобетона. - Керамзит
Это один из самых доступных заполнителей для легкого бетона. Комбинируя его с вермикулитом, можно получить более дешевый материал. Но при этом часто теряются теплоизоляционные характеристики, потому что гранулы керамзита плотнее и тяжелее. - Вспененный полистирол
В быту его еще называют пенопластом. Материал представляет собой очень легкие и пористые гранулы, которые на 90% состоят из воздуха. Его теплопроводность – а также стоимость – ниже, чем у вермикулита. Поэтому бетон на основе этих двух заполнителей получается очень «теплым». Но прочность его оставляет желать лучшего.
Как видите, от добавления других заполнителей зависят два основных свойства материала: прочность и теплопроводность. Они, в свою очередь, определяют сферу его применения.
По назначению
Легкие бетоны применяют в основном при строительстве жилых домов и других гражданских зданий. За счет этого экономят на обустройстве фундамента (ему нужен меньший запас прочности) и утеплении.
В зависимости от области применения вермикулитобетон может быть:
- Теплоизоляционным
Это бетон с самыми низкими показателями плотности и теплопроводности. Он хорошо удерживает тепло и поэтому используется в качестве утеплителя. Но за такие свойства материал расплачивается прочностью. Из него нельзя возводить несущие конструкции – они просто не выдержат нагрузки.
Теплоизоляционный вермикулитобетон может быть как «чистым», так и с добавлением других пористых заполнителей – например, пенополистирола. - Конструкционно-теплоизоляционным
Такой материал подходит для возведения конструкций, которые не подвергаются очень высоким нагрузкам. Например, его можно брать для строительства стен частного дома или межквартирных (межкомнатных) перегородок. Прочность у него выше, а вот теплоизоляционные свойства – ниже. Чтобы получить такой материал, вермикулит нужно смешать с более плотными заполнителями вроде песка или керамзита.
Мы рассмотрели основные виды материала, с которыми сталкиваются люди при выборе бетона для строительных работ. В следующем разделе мы подробнее поговорим о его технических показателях.
Характеристики и свойства вермикулитобетона
Характеристики бетона очень важны при планировании строительства. Именно на них строятся все важные расчеты.
Требования к качеству легких бетонов даны в следующих документах:
В новой версии ГОСТа приведены более актуальные цифры для легкого бетона в целом. Но из нее убрали показатели для отдельных разновидностей, которые были очень полезны строителям-самоучкам. Поэтому ниже мы будем опираться в основном на редакцию 2014 года.
А сравнить эти две версии вы можете в нашей статье Бетоны на пористых заполнителях (легкий бетон).
Для вермикулитобетона в первую очередь определяют:
- Среднюю плотность
- Прочность
- Теплопроводность
У бетона есть еще две важные характеристики: это морозостойкость и водонепроницаемость. Но они нормируются только для конструкционных материалов, к которым вермикулитобетон не относится. Предполагается, что утеплитель по умолчанию защищен от влаги и эти свойства для него не важны.
Средняя плотность
Она показывает, сколько весит 1 куб материала с учетом всех его воздушных пор. Чем выше содержание пустот в бетоне – тем он легче.
В зависимости от плотности вермикулитобетон делится на марки:
Марка по средней плотности | Средняя плотность, кг/м3 |
D200 | От 100 до 200 |
D300 | От 200 до 300 |
D400 | От 300 до 400 |
D500 | От 400 до 500 |
D600 | От 500 до 600 |
D700 | От 600 до 700 |
D800 | От 700 до 800 |
Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:
Как видите, плотность чистого вермикулитобетона не превышает 800 кг/м3. Это значит, что он относится к очень легким материалам – наряду с пено-, газоблоком и полистиролбетоном.
А узнать о том, как вычисляют этот показатель, вы можете в нашей статье Плотность бетона.
Прочность
Эта характеристика показывает, какую нагрузку может выдержать материал при сжатии. Если превысить допустимые значения, бетон пойдет трещинами и расколется.
Для обозначения прочности используют два показателя:
- Марку по прочности
Она вычисляется очень просто: несколько кубиков бетона одинаковых размеров сжимают под прессом и записывают, при какой нагрузке (в кгс/см2) они раскололись. Затем высчитывают среднее значение, округляют – и получают марку. - Класс по прочности
В отличие от марки, он показывает не средний, а гарантированный запас прочности. То есть это такая нагрузка, которую выдержат все образцы бетона одного и того же состава, даже если их прочность ниже средней.
В современных СП и ГОСТах используется именно класс прочности. Ведь при возведении многоэтажных зданий нужно быть уверенными, что материал справится со своей задачей.
Но для теплоизоляционных бетонов и в малоэтажном строительстве этот показатель не так важен. В этой области строители чаще оперируют марками.
В таблице ниже вы можете увидеть соотношение прочности и плотности вермикулитобетона:
Марка вермикулитобетона по средней плотности | Марка (класс) вермикулитобетона по прочности |
D200 | М3-М5 |
D300 | М5-М10
(В0,75-В1) |
D400 | М10-М15
(В0,75-В1) |
D500 | М10-М20
(В1-В2) |
D600 | Не нормируется |
D700 | |
D800 |
Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:
Показатели эти довольно низкие. Но нужно помнить, что чистый вермикулитобетон – это утеплитель. И сравнивать его нужно не с конструкционным бетоном, а с другими теплоизоляторами (например, с минеральной ватой, пенопластом или экструдированным пенополистиролом (ЭППС)). По прочности вермикулитобетон превосходит их в десятки раз.
Узнать о том, какие еще бывают показатели прочности бетона и зачем они нужны, вы можете в нашей статье Прочность бетона.
Теплопроводность
Она показывает, какое количество тепла проходит через толщу материала за единицу времени. Чем этот показатель выше, тем хуже бетон удерживает тепло в помещении.
Теплопроводность зависит от:
- Пористости бетона
Воздух очень плохо проводит тепло. Чем выше его содержание в материале, тем лучше будут теплоизоляционные свойства. - Влажности бетона
Вода, наоборот, тепло проводит очень хорошо. Поэтому при намокании свойства любого утеплителя резко ухудшаются.
В таблице ниже приведена теплопроводность вермикулитобетона в зависимости от его плотности:
Марка вермикулитобетона по средней плотности | Теплопроводность в сухом состоянии, Вт/(м·°C) |
D200 | Не нормируется |
D300 | 0,08 |
D400 | 0,09 |
D500 | 0,11 |
D600 | 0,14 |
D700 | 0,16 |
D800 | 0,21 |
Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:
При плотности до 500 кг/м3 вермикулитобетон имеет самую низкую теплопроводность по сравнению с другими легкими бетонами. А вот начиная с марки D600 он заметно проигрывает «конкурентам»: перлито, керамзито- и туфобетону. Это нужно учитывать при выборе материала.
Теперь вы знаете, что такое вермикулитобетон и чем он отличается от других видов легкого бетона. В заключительном разделе статьи мы коротко поговорим о том, в каких работах он используется.
Сфера применения вермикулитобетона
Область использования этого материала тесно связана с его достоинствами и недостатками.
Во-первых, поскольку этот вид бетона имеет низкую прочность, его не используют для возведения несущих конструкций. Вермикулитобетоном нельзя заливать стены и уж тем более – фундамент.
Во-вторых, из-за своей дороговизны он не применяется там, где нужны большие объемы материала. В таких работах чаще отдают предпочтение дешевым бетонам на основе керамзита или шлака.
Таким образом, чаще всего вермикулитобетон используют для:
- Обустройства мокрых и полусухих стяжек
- Производства теплоизоляционных плит
- Монолитной теплоизоляции полов, перекрытий, чердаков
- Утепления наружных стен
- Производства теплоизоляционных оболочек для труб, кабелей и оборудования
- Футеровки печей и каминов
- Производства дымоходов
Подведем итог.
Вермикулитобетон – это очень легкий бетон, плотность которого не превышает 800 кг/м3. Роль заполнителя в нем играет термообработанный вермикулит – одна из разновидностей слюд. Материал имеет очень низкие показатели теплопроводности и прочности. Его используют в качестве теплоизолятора при обустройстве полов, стен, печей, каминов, а также при прокладке коммуникаций. Но для возведения несущих конструкций вермикулитобетон не подходит.