Składniki betonów lekkich
Do wykonywania betonów lekkich stosuje się cementy portlandzkie, kruszywo, mikrowypelniacze, wodę i dodatki chemiczne.
Cement. Do betonów lekkich zaleca się stosowanie cementu portlandzkiego marki 350. Cement marki 250 może być stosowany w przypadku betonów o niższych wytrzymalościach — do klasy B100, w których zwiększona ilość cementu (w porównaniu z cementem 350) polepszy urabialność mieszanki, lub w innych przypadkach technicznie uzasadnionych. Cementy marek 400 i 450 zaleca się stosować do betonów jamistych oraz do betonów zwartych wyższych wytrzymałości — powyżej klasy B250, przede wszystkim wówczas, gdy przez zmniejszenie ilości cementu chcemy zmniejszyć gęstość pozorną betonu ze względu na przewodnictwo cieplne. Użycie cementów hutniczych wymaga, podobnie jak przy betonach zwykłych, zabezpieczenia przed wpływem niskich temperatur w okresie wiązania i twardnienia betonu. Zawartość cementu w 1 m3 betonu nie powinna być mniejsza niż 170 kg, a największa zawartość cementu lub cementu z mikrowypełniaczem nie powinna przekraczać 550 kg. Zawartość cementu w lekkich betonach zbrojonych nie powinna być mniejsza niż 300 kg w 1 m3 betonu.
Kruszywo. W zależności od rodzaju użytego kruszywa, o wymiarach ziarn powyżej 5 mm, rozróżnia się beton lekki z keramzytu, łupkoporytu, glinoporytu, pumeksu hutniczego, popiołoporytu, węglanoporytu lub mieszaniny tych kruszyw. Betony lekkie z żużla granulowanego czy żużla paleniskowego mają ograniczone zastosowanie. Jako kruszywo o wymiarach ziarn poniżej 5 mm mogą być stosowane drobne frakcje tych samych kruszyw, zwłaszcza produkowanych w wyniku kruszenia spieków. W przypadku keramzytu czy gralitu, tj. kruszyw wypalanych w piecach obrotowych, uzysk frakcji poniżej 5 mm jest ze względów technicznych znikomy i nie przekracza 54-8%, w związku z tym jako uzupełnienie frakcji drobnych stosuje się frakcje poniżej 5 mm z produkcji kruszyw spiekanych (glinoporyt, łupkoporyt) lub elporyt<4).
W przypadku niedoboru frakcji drobnych w stosie okruchowym można stosować dodatek popiołów lotnych lub piasku kwarcowego. Do betonów konstrukcyjnych wysokich klas powyżej B150 z zasady jako frakcję drobną stosuje się piasek kwarcowy, co obok wytrzymałości dodatnio poprawia moduł sprężystości betonu.
Kruszywa stosowane do betonów lekkich powinny odpowiadać wymaganiom norm omówionych w p. 4.3.
Wymiary ziarn kruszywa stosowanego do betonów jamistych nie powinny przekraczać 40 mm, zaś do betonów półzwartych i zwartych — 20 mm. Największy wymiar ziarn kruszywa nie powinien być większy niż 1/3 najmniejszego wymiaru przekroju poprzecznego elementu i 3/4 wymiaru rozstawu prętów zbrojenia w świetle.
Mikrowypełniacze. Szorstkość, porowatość oraz nieregularny kształt niektórych kruszyw lekkich zdecydowanie pogarszają urabialność betonu oraz powodują wzrost zużycia cementu. W znacznej mierze te niekorzystne zjawiska są eliminowane przez stosowanie dodatku mikrowypełniaczy. Jako mikrowypełniacze mogą być stosowane drobnoziarniste dodatki mineralne, jak popiół lotny, mączka wapienna i in. Do mikrowypełniaczy zaliczyć można również elporyt, który produkowany jako piasek (do 5 mm) ma dużą zawartość popiołu lotnego. Wymagania, jakim powinny odpowiadać popioły lotne stosowane jako mikrowypełniacz, są następujące:
zawartość S03 — nie więcej niż 3,0%,
straty po prażeniu — nie więcej niż 10,0%,
pozostałość na sicie o boku oczka
kwadratowego 0,06 lub 0,063 mm — nie więcej niż 30,0%.
Ilość dodawanego popiołu wynosi zazwyczaj od 80 do 150 kg/m3, tylko w przypadku kruszyw o bardzo rozwiniętej powierzchni, jak np. pumeks hutniczy, ilość tę można zwiększyć do ok. 200 kg/m3.
W przypadku stwierdzenia w popiołach obecności grudek, powstałych np. w wyniku zawilgocenia, należy materiał bezwzględnie przesiać przez sito o prześwicie oczka 5 mm, bowiem ich obecność w mieszance betonowej wpływa niekorzystnie na jednorodność i wytrzymałość betonu.
Woda. Do produkcji betonów lekkich należy stosować wodę spełniającą wymagania PN-75/C-04630.
Dodatki chemiczne do betonu. Do betonów lekkich można stosować dodatki chemiczne przyspieszające twardnienie betonu oraz dodatki napowietrzające lub uplastyczniające mieszankę betonową — pod warunkiem dopuszczenia ich do stosowania w budownictwie przez upoważnioną instytucję badawczą. Ilość dodatków powinna być każdorazowo ustalana doświadczalnie w zależności od sposobu obróbki termicznej betonu. W doświadczeniach krajowych uzyskano korzystne wyniki stosując do keramzytobetonu Abiesod 70 jako dodatek napowietrzający. Zastosowanie dodatku Abiesodu 70 w ilości ok. 0,03-7-0,05% w odniesieniu do ilości cementu pozwala na wprowadzenie 60 do 100 1 porów w m3 betonu oraz na uzyskanie zwartej struktury betonu już przy zawartości ok. 30% frakcji O-r-5 mm.
Przy wykonywaniu betonu z cementu hutniczego oraz betonu przeznaczonego do konstrukcji zbrojonych i sprężonych nie należy stosować dodatku chlorku wapniowego. Dodatek chlorku wapniowego do betonów z kruszyw lekkich może być stosowany tylko w konstrukcjach niezbrojonych w ilości nie większej niż 4% w odniesieniu do masy użytego cementu portlandzkiego.
Dodatek granul ze styropianu. Przeprowadzone w kraju badania wykazały korzystny wpływ dodatku granul ze styropianu na obniżenie gęstości pozornej betonu lekkiego. Dodatek 100 litrów styropianu daje zmniejszenie gęstości pozornej betonu o 100 kg/m3, nie powodując jednocześnie obniżenia jego wytrzymałości.