9.9. Пенополистирол

Пенополистирол является основным полимерным заполнителем в виде высокопористых гранул, которые получают из бисерного полистирола путём вспенивания его гранул при нагревании.

При относительно низкой энергоёмкости изготовления и самой низкой для пористых заполнителей насыпной плотности (10-30 кг/м³), его водопоглощение составляет лишь 2-3% по массе. Коэффициент теплопроводности в засыпке – всего 0,35-0,40 Вт/(м·К).

Лёгкий бетон с заполнителем из пенополистирола (полистиролбетон) представляет собой лёгкий бетон с минеральным вяжущим. Его поры образованы частицами вспененного пенополистирола.

Полистиролбетон известен в течение длительного времени. В нашей стране он применяется не менее 25 лет, а в западных странах – 40 лет.

В последнее время наблюдается повышенный интерес к полистиролбетону, как строительному материалу. Это обусловлено рядом причин:

1) полистиролбетон стал серьёзной альтернативой пенобетона и газобетона из-за более широкой области применения, простоты изготовления и значительно лучших характеристик материала;

2) требования по теплоизоляции становятся более жёсткими. Вследствие этого наиболее интересные решения связаны с использованием бетона с заполнителем из пенополистирола.

Лёгкий бетон с пенополистирольным заполнителем входит в группу чрезвычайно лёгких бетонов, которые производятся с использованием пористых заполнителей, обычно имеющих малую прочность.

Средняя плотность полистиролбетона менее 600 кг/м³. В этом случае сочетание теплоизолирующего материала и бетона в одном материале предлагает строителям оптимальную комбинацию прочностных свойств, звукоизоляции, термоизоляции и огнезащиты.

42

В качестве заполнителя полистиролбетона используется пенополистирол со средней плотностью 25 кг/м³, которая не оказывает на конечную прочность лёгкого бетона.

Размер зёрен вспененных частиц пенополистирола находится в диапазоне 0,5-3,5 мм, что позволяет получать мелкопористый скелет бетона.

Для улучшения удобоукладываемости и уплотняемости полистиролбетона в него вносятся различные добавки. Оказалось, что наилучшие преимущества обеспечивают добавки:

1) содержащие воздухововлекающие компоненты;

2) компоненты для стабилизации и разжижения полистирольной смеси.

Смесь приобретает пластичную вязкую консистенцию. Благодаря этому предотвращается всплытие пенополистирольного заполнителя даже в случае интенсивного виброуплотнения.

9.10. Пенопорит и другие разновидности лёгких заполнителей

Существует технология изготовления поризованных цементно-песчаных грану, или, как их официально называют, - пенопорит. Они заменяют дорогостоящий керамзит. Плотность материала – от 350 до 600 кг/м³. Прочность и водопоглощение такие же, как и у керамзита.

Пенопорит дешёв, потому что для его производства используются цемент, песок и пена. Разница лишь в том, что в цене он в 2-3 раза дешевле керамзитового гравия, который служит в качестве заполнителя бетонных изделий.

Расход пенообразователя для 1 м³ пеномассы пенопорита составляет около 800 г.

Технология изготовления пеноорита такова. С помощью специального устройства приготовляется масса определённой вязкости. Затем она поступает на брикетозаготовительную установку. Отсюда уже выходят брикеты или комки, которые отправляются в гранулирующее и опудривающее сушильное отделение.

Актуальна разработка и других разновидностей особо лёгких органических заполнителей для теплоизоляционных лёгких бетонов, которые изготавливаются на базе переработки полимерных материалов и отходов их производства (например, на основе вспученного вторичного полиэтилена, пенополиуретана и так далее). Низкая теплопроводность таких заполнителей обусловлена:

1) относительно большими размерами молекул полимерных материков;

2) хаотичным их строением.

Поскольку в России добыча природного минерального сырья становится крайне дорогим и убыточным производством, то необходимо переходить на искусственные заполнители. За рубежом уже давно наложили вето на неоправданную разработку недр с целью получения инертных материалов.