Вся электронная библиотека >>>

 Пенобетон >>

 

Строительные материалы

Пенобетон


Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

 

Теория пенобетона. Что такое пенобетон, его отличия от газобетона и других материалов

 

 

•   Введение в ячеистые бетоны

Ячеистый бетон - искусственный каменный материал на основе минерального вяжущего вещества и кремнеземистого компонента с равномерно распределенными по объему порами.

В зависимости от требований к изделиям и технологии производства, в качестве вяжущего наполнителя могут использоваться: цемент, известь, гипс или их композиции, а в качестве дисперсного: песок (молотый или немолотый) или зола ТЭЦ.

В зависимости от технологии изготовления, различаются пенобетон и газобетон. В пенобетоне поризация производится за счет введения пенообразователей, а в газобетоне за счет веществ, выделяющих газ при химических ре-акциях, обычно порошкообразный алюминий. Во время прохождения реакции между металлическим алюминием и щелочью выделяется водород, который и поризует смесь.

Пористость ячеистого бетона сравнительно легко регу-лировать в процессе изготовления, в результате получают бетоны разной плотности и назначения. Ячеистые бетоны делят на три группы:

1.         теплоизоляционные, плотностью в высушенном со-стоянии не более 500 кг/м3;

2.         конструкционно-теплоизоляционные   (для   ограж-дающих конструкций), плотностью 500-900 кг/м3;

3.         конструкционные (для железобетона), плотностью 900-1200 кг/м3.

•   Материалы для ячеистого бетона.

Вяжущим для цементных ячеистых бетонов обычно служит портландцемент. Бесцементные ячеистые бетоны (газо- и пеносиликат) автоклавного твердения изготовля-ют, применяя молотую негашеную известь. Вяжущее при-меняют совместно с кремнеземистым компонентом, со-держащим двуоксид кремния.

Кремнеземистый компонент (молотый кварцевый пе-сок, речной песок, зола-унос ТЭС и молотый гранулиро-ванный доменный шлак) уменьшают расход вяжущего, усадку бетона и повышают качество ячеистого бетона. Кварцевый песок обычно размалывают мокрым способом и применяют в виде песчаного шлама.

 

 

Измельчение увели-чивает удельную поверхность кремнеземистого компонен-та и повышает его химическую активность.

Обычно, очень экономически выгодно применение по-бочных продуктов промышленности (зола-уноса, домен-ных шлаков, нефелинового шлама) для изготовления ячеи-стого бетона.

Образование пор в растворе может осуществляться двумя способами: химическим, когда в тесто вяжущего вводят газообразующую добавку и в смеси происходят хи-мические реакции, сопровождающиеся выделением газа; механическим, заключающимся в том, что тесто вяжущего смешивают с отдельно приготовленной устойчивой пеной.

В зависимости от способа изготовления ячеистые бе-тоны делят на газобетон и пенобетон.

•   Газобетон и автоклавный метод

Газобетон приготавливают из смеси портландцемента (часто с добавкой воздушной извести или едкого натра), кремнеземистого компонента и газообразователя.

По типу химических реакций газообразователи делят на следующие виды: вступающие в химические взаимо-действие с вяжущим, или продуктами его гидратации (алюминиевая пудра); разлагающиеся с выделением газа (пергидроль); взаимодействующие между собой и выде-ляющие газ в результате обменных реакций (например, молотый известняк и соляная кислота).

Чаще всего, газообразователем служит алюминиевая пудра, которая, реагируя с гидратом окиси кальция, выде-ляет водород.

Литьевая технология предусматривает отливку изде-лий, как правило, в отдельных формах из текучих смесей, содержащих до 50-60% воды от массы сухих компонентов (водотвердое отношение В/Т = 0,5-0,6). При изготовлении газобетона, применяемые материалы - вяжущее, песчаный шлам и вода, дозируют и подают в самоходный газобето-носмеситель, в котором их перемешивают 4-5 мин; затем в приготовленную смесь вливают водную суспензию алю-миниевой пудры и после последующего перемешивания теста с алюминиевой пудрой, газобетонную смесь залива-ют в металлические формы на определенную высоту, с та-ким расчетом, чтобы после вспучивания формы были за-полнены доверху.

Избыток смеси ("горбушку") после схватывания среза-ют проволочными струнами. Для ускорения газообразова-ния, а также процессов схватывания и твердения приме-няют "горячие" смеси на подогретой воде с температурой в момент заливки в формы около 40°С.

Тепловую обработку бетона производят преимущест-венно в автоклавах в среде насыщенного водяного пара при температуре 175-200°С и давлении 0,8-1,3 МПа. Итак, для получения газобетона нужно следующее:

1.         замешать раствор со всеми компонентами

2.         вылить в форму, где он "вспучивается" под дейст-вием химической реакции

3.         удалить излишки смеси ("шапку")

4.         провести автоклавную обработку

•   Пенобетон и неавтоклавный метод

Существует несколько технологий производства пено-бетона. Подробное рассмотрение технологий и их сравне-ние будет рассмотрено далее. Технология приготовления пенобетона достаточно проста. В цементно-песчаную смесь добавляется пенообразователь или готовая пена. По-сле перемешивания компонентов смесь готова для форми-рования из нее различных строительных изделий: стено-вых блоков, перегородок, перемычек, плит перекрытия и т.д. Такой пенобетон с успехом можно использовать для заливки в формы, пола, кровли, а также для монолитного строительства.

В отличие от ячеистого газобетона, при получении пе-нобетона используется менее энергоемкая безавтоклавная технология. Кроме простоты производства, пенобетон об-ладает и множеством других положительных качеств. На-пример, в процессе его приготовления легко удается при-дать этому материалу требуемую плотность путем измене-ния подачи количества пенообразователя. В результате возможно получение изделий плотностью от 200 кг/м3 до самых предельных значений легкого бетона 1200-1500.

•          Сравнение пенобетона и газобетона

Газобетон имеет два преимущества - он более прочный и на него легче ложится штукатурка. По всем остальным параметрам он уступает пенобетону. Плюс надо учесть, что стоимость оборудования для производства газобетона исчисляется в сотнях тысячах долларов, а оборудования для производства пенобетона стоит около 100 000 рублей.

Пенобетону (в отличие от газобетона) присуща закры-тая структура пористости, то есть пузырьки внутри мате-риала изолированы друг от друга. В итоге, при одинаковой плотности, пенобетон плавает на поверхности воды, а га-зобетон тонет. Таким образом, за счет низкого водопогло-щения пенобетон обладает более высокими теплозащит-ными и морозостойкими характеристиками. Благодаря этим свойствам, пенобетон может использоваться в местах повышенной влажности и на стыках "холод – тепло", т.е. там, где применение газобетона недопустимо.

Пенобетон вообще не впитывает влагу, в отличие от га-зобетона, имеющего сквозные поры, т.к. структура пенобе-тона - это скрепленные между собой замкнутые пузырьки -отсюда и название - "пенобетон".

Также, пенобетон, в отличие от газобетона, является экологически чистым материалом.

Из-за перечисленного выше, большинство работ по утеплению кровли, трубопроводов, внешних стен, подва-лов и фундаментов проводят с помощью пенобетона. Со-ответственно, и на перегородки большинство строителей предпочитает использовать пенобетонные блоки.

•          Сравнение пенобетона и пенополистирола

Главные преимущества пенобетона перед пенополи-

стиролом: -    не горюч

-          в течение 50 лет эксплутационные свойства улучшают-ся, пенополистирол значительно ухудшает свои свой-ства в течение 10 лет

-          не едят мыши Ниже представлены результаты исследований пенопо-

листирола:

Результаты обследований зданий и сооружений с на-ружными стенами и покрытиями, утепленными пенополи-стиролом, показывают, что пенополистирол имеет ряд особенностей, которые не всегда учитываются строителя-ми. Стабильность теплофизических характеристик пенопо-листирола в условиях эксплуатации зависит от технологии его изготовления и совместимости с другими строитель-ными материалами. Нельзя не учитывать и воздействия ряда случайных эксплуатационных факторов, ускоряющих естественный процесс деструкции пенополистирола. Это подтверждается различными сроками службы, устанавли-ваемыми отечественными специалистами в пределах от 13 до 80 лет на пенополистирол, чаще всего с одинаковыми физическими свойствами. Зарубежные специалисты уста-навливают гарантированный срок службы 15-20 лет. Реже даются гарантии до 30 лет. При этом, не исключается воз-можность более длительной эксплуатации теплоизоляции при ухудшении физических свойств.

До введения новых норм по теплоизоляции стен и по-крытий проблема разработки методики не стояла из-за ма-лого объема применения пенополистирола. Например, в трехслойных железобетонных панелях и стенах с гибкими металлическими связями было достаточным принимать толщину пенополистирольных плит 4 - 9 см в зданиях, возводимых практически по всей России от Краснодара до Якутска. И, как правило, в капитальных жилых и общест-венных зданиях пенополистирол применялся в редких слу-чаях. Согласно новым нормам, толщину пенополистирольного слоя в стенах и панелях с гибкими металлическими связями приходится увеличивать, соответственно, до 15-30 см. При повышенной толщине утеплителей в стенах воз-растают усадочные явления и температурные деформации, что приводит к образованию трещин, разрывам контакт-ных зон с конструкционными материалами, изменяется воздухопроницаемость, паропроницаемость, и, в конечном итоге, снижаются теплозащитные качества наружных ог-раждающих конструкций. В северных регионах страны, с коротким холодным летом, стены с увеличенной толщиной теплоизоляции не успевают войти в квазистационарное влажностное состояние, что приводит к систематическому накоплению влаги и ускоренному морозному разрушению, снижению срока службы и более частым капитальным ре-монтам.

Чтобы представить последствия влияния химических факторов, было исследовано действие растворителей на пенополистирольные плиты. В качестве химических реа-гентов использовали бензин, ацетон, уайт-спирит и толуол, т. е. вещества, входящие в состав многих красок, приме-няемых в строительстве и ремонте. При воздействии ука-занных веществ в жидком состоянии наступило полное растворение образцов пенополистирола через 40-60 с. В парах (в эксикаторах) полное растворение произошло че-рез 15 сут. Хорошо известно, что пенополистирол имеет низкую огнестойкость. Но главная опасность для конст-рукций стен заключается не в низкой огнестойкости пено-полистирола, а в его низкой теплостойкости. До возгора-ния при t=80-90 0 C в пенополистироле начинают разви-ваться процессы деструкции с изменением объема и выде-лением вредных веществ. Происходящие локальные пожа-ры в отдельных квартирах домов в результате распростра-нения температурной волны уничтожают утеплитель в стенах рядом расположенных квартир. Проведенные исследования на бетонных, растворных и керамических об-разцах (30х30х20см) с внутренними полостями, заполнен-ными пенополистиролом (20х20х10см) показали, что их выдерживание при температуре 100-110 0 С в течение двух часов приводит, практически, к полной деструкции пено-полистирола с уменьшением в объеме в 3-5 раз. При этом, отобранный из полостей газ содержал вредные вещества. Обильное выделение вредных веществ началось при тем-пературе 80 0 С, характеризующей начало процесса стекло-вания, и продолжалось до полного расплавления пенопо-листирола. Некоторая часть газов была поглощена бето-ном, раствором, керамикой.

Значительные изменения теплотехнических свойств плит происходят в результате нарушения технологическо-го регламента при производстве строительных работ. На-пример, на втором году эксплуатации торгового подземно-го комплекса, построенного на Манежной площади в Мо-скве, сделали вскрытие покрытия, и при этом было обна-ружено на большинстве пенополистирольных плит значи-тельное число раковин и трещин. В результате, толщина плит изменилась с 77 до 14 мм. То есть отклонение от про-ектного значения, равного 80 мм, составило от 4 до 470%. При этом плотность пенополистирола в зоне самой тонкой части плиты увеличилась до 120 кг/м3, т.е. более чем в 4 раза, что вызвало изменение коэффициента теплопровод-ности материала в сухом состоянии с 0,03 до 0,07 Вт/(м2оС). Термическое сопротивление теплоизоляционно-го слоя покрытия в зоне чрезмерной деструкции пенополи-стирольных плит стало составлять 0,32 м2оС/Вт, что отли-чает его от проектного значения, равного 2,7 м2оС/Вт, бо-лее чем в 8 раз.

Качества пенополистирола ухудшаются под воздейст-вием 3 факторов:

1.         Технологические, влияющие на качество пенополисти-рола, отрицательное проявление которых может быть за-фиксировано в условиях эксплуатации. Например, к бес-прессовым пенополистиролам можно отнести неполное соединение гранул между собой, что увеличивает ячеи-стую более рыхлую структуру. Для всех пенополистиролов следует отметить время естественного удаления низкотеп-лопроводного газа из пор и заполнения пор воздухом.

2.         Воздействия, возникающие в результате изготовления панелей или возведения стен. К ним относятся физические нагрузки и вибрирование, температурные воздействия при прогреве панелей, случайные воздействия красок и других материалов, содержащих летучие реагенты, несовмести-мые с пенополистиролом. Они неизбежны и будут возни-кать из-за незнания специфических свойств пенополисти-рола.

3.         Эксплуатационные систематические воздействия, обу-словленные внутренним эксплуатационным режимом по-мещений и изменчивостью наружного климата. Т.е. на ес-тественную деструкцию пенополистирола и накладывают-ся дополнительно влияние технологических и эксплуата-ционных случайных факторов. Поэтому естественный процесс старения пенополистирола, медленно происходя-щий во времени, сильно ускоряется.

Получается, что свойства пенополистирола меня-ются от воздействия случайных факторов, и выбор данного материала в качестве утеплителя, экономически не выго-ден (при эксплуатации здания более 10 лет) и потенциаль-но опасен.

 

К содержанию книги:  Пенобетон. Производство пенобетона

 

Смотрите также:

 

 Пенобетон, газобетон и битумоперлит - ЛИТАЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ

проводить утепление можно путем инъецирования неавтоклавного пенобетона, газобетона, вспененного полимера (пенополиуретана)
www.bibliotekar.ru/spravochnik-125-tehnologia/106.htm

 

 Ячеистобетонные изделия. Ячеистые силикаты - газосиликат ...

По виду порообразователя различают газобетоны, пенобетоны и аэрированные бетоны. В первых вспучивание бетонной смеси осуществляют введением

 

 ЯЧЕИСТЫЕ БЕТОНЫ. Выбор вида ячеистого бетона для изготовления ...

Технико-экономический анализ производства газобетона на пудре пенобетона позволяет утверждать, что в обычных условиях газобетон

 

 Технология приготовления пенобетона. Пенобетон

Такой пенобетон с успехом можно использовать для заливки в формы, пола, кровли, монолитного строительства. В отличие от ячеистого газобетона,

 

 ЯЧЕИСТЫЕ БЕТОНЫ. Подбор составов смесей для ячеистых бетонов

Замесы считаются удовлетворительными по осадке (для пенобетона) или по вспучиванию (для газобетона), если схватившаяся при нормальной

 

 Легкие бетоны на пористых заполнителях и ячеистые бетоны

По способу образования ячеистой структуры различают газобетон и пенобетон. Для получения газобетона вводят в сырьевую массу газообразователь

 

 

Технология приготовления пенобетона. Пенобетон

Технология приготовления пенобетона достаточно проста. В цементно-песчаную смесь добавляется пенообразователь или готовая пена. ...

 

 Производители пенобетона. Пенобетон

Одна из таких технологий, обретшая вторую жизнь только сейчас, пенобетон. В Германии, Голландии, Скандинавских странах, Чехии пенобетон

 

 Пенобетон, газобетон и битумоперлит

Уложенный слой увлажняют и укрывают матами или рогожами для обеспечения нормальных условий твердения пенобетона. Целесообразно в качестве
www.bibliotekar.ru/spravochnik-125-tehnologia/106.htm

 

 ЯЧЕИСТЫЕ БЕТОНЫ, ПОЛУЧЕННЫЕ НА ОСНОВЕ ПЕНООБРАЗОВАНИЯ Пенобетоны ...

Пенобетоны с кремнеземистым компонентом, золой или шлаком, изготовляемые на портландцементе, смешанном вяжущем или известково-нефелиновом,