Как свидетельствует опыт Дании, вспученные глины и сланец являются отличными пористыми заполнителями для легкого бетона с замкнутой структурой. С этими заполнителями можно производить легкий бетон достаточной прочности без значительного удорожания по сравнению с тяжелым бетоном.
Вспученные глины и сланец изготовляются во вращающихся печах при температуре около 1200° и поступают в продажу раздробленными и просеянными. Легкий бетон с расходом цемента от 278 до 361 кг на 1 м3 готового бетона с осадкой конуса в 10 см содержит легкий заполнитель в количестве от 900 до 850 л, причем мелкий и крупный должны дозироваться отдельно. Это примерно на 20% меньше, чем требуется песка и гравия (сухих) для соответствующего тяжелого бетона. Объ’емный вес вспученных глин и сланцев в виде мелких или крупных зерен в сухом состоянии составляет около 790 кг/м3.
При перемешивании бетона нельзя заранее определять количество добавляемой воды, так как легкие заполнители могут впитывать значительное количество воды. Проще всего поэтому определять нужное для легкого бетона количество воды только по его пластичности. Следует увлажнять легкие заполнители до их обработки; впитанная ими при этом влага держится дольше и облегчает перемешивание.
Водопоглощение легких заполнителей требует особого внимания. Оно при мелких компонентах больше, чем при крупных. Легкий заполнитель, еще содержащий немного воды, берет больше воды, чем совсем сухой. На основании сотен практических случаев можно установить такое водопоглощение вспученной глины и сланца:
Правильно дозированные бетонные смеси со вспученной глиной или сланцем дают при одинаковом содержании цемента такую же прочность, как и соответствующий тяжелый бетон. Прочность сцепления с арматурной сталью в таком легком бетоне составляла примерно 33 кг/см2 при прочности бетона 210 кг/см2.
Усадка бетона с легким заполнителем при обычных измерениях на маленьких призмах вдвое или втрое больше, чем у тяжелого бетона. Но при таких больших количествах бетона, каких требуют стройки, усадка не играет сколько-нибудь существенной роли. Объясняется это тем, что впитанная частицами заполнителя вода препятствует слишком быстрому высыханию бетона, так как вода в многочисленных капиллярах легкого заполнителя долго не испаряется. Поэтому на больших поверхностях из легкого бетона не наблюдается никаких усадочных трещин. При сравнении высыхания тяжелого и легкого бетона время высыхания оказывается приблизительно одинаковым. Тяжелый бетон теряет уже вначале много влаги, ибо в 30-дневном возрасте он содержит только 10% своей первоначальной влажности; легкий же бетон, напротив, медленнее и, главным образом, равномернее отдает воду. Поэтому его влажность только через 65—70 дней Падает до 10% первоначальной влажности. Через 90 дней бетон обоих видов имеет ту же влажность, что и окружающий воздух.
Предприниматели, ведущие строительные работы, сперва неохотно соглашались работать с легкими заполнителями, так как бетон нелегко поддается переработке, хрупок и недостаточно «гладок». Бетонная смесь имеет склонность к расслоению, и равномерная прочность бетона получается, если применять один только мелкий либо один только крупный заполнитель. Заполнители из вспученных глин или сланца имеют очень острые кромки, понижающие пластичность бетонной смеси.
В качестве материала, повышающего удобоукладываемость бетонной смеси, наиболее подходящим является мелкий песок, каменная мука, гашеная известь, бетонит и воздух. Последнему следует отдать предпочтение, потому что все другие материалы увеличивают вес бетона. Обычно применяемые в Дании воздухововлекающие цементы не дают достаточного количества воздушных пор; поэтому здесь добавляются смолистые вещества («Винзоль-Резин»). Воздухововлекающие добавки рекомендуется давать для легких бетонов в количестве, вдвое большем, чем для тяжелых.
Падение прочности в результате применения воздухововлекающей добавки в бетон на мелких заполнителях составляет едва половину падения прочности в бетоне на крупных заполнителях.
При добавке воздухововлекающего вещества оказалось полезным сперва смешивать его с водой и только после этого давать добавку и цемент.
Как на пример достигаемых прочностей можно указать, что бетон с содержанием цемента 390 кг/м3 и объемным весом 1,54 кг/л имеет 28-дневную прочность приблизительно 300 кг/см3.
Так как крупные компоненты этого бетона легче цементного теста, то при транспортировке с бетонного завода на стройку может получиться расслоение бетона, если барабан транспортирующей машины медленно вращается, как это обычно бывает при тяжелом бетоне. В таком случае при опорожнении сначала выливается строительный раствор с мелким заполнителем, и только после этого выливается крупный заполнитель. Это затруднение легко устраняется тем, что перед опорожнением барабану придают в течение 30 секунд быстрое вращение.
Подытоженный опыт строительных фирм при возведении крупных строек позволяет установить, что производство и переработка легкого бетона вместо тяжелого дает сокращение рабочего времени на 15%; стоимость производства перекрытий в зданиях такая же, что и при тяжелом бетоне.
