Компоненты, необходимые для получения пенобетонной смеси:

Цемент. Основное влияние на качество цемента оказывает высокое содержание трехкальциевого силиката (так называемого алита), который обладает свойствами быстротвердеющего гидравлического вещества высокой прочности. Двухкальциевый силикат (белит - медленнотвердеющее гидравлическое вяжущее средней прочности. Трехкальциевый алюминат твердеет быстро, но имеет низкую прочность. Изменяя минералогический состав цемента, можно варьировать его качество.

Наиболее широкое применение в производстве ячеистых бетонов получил портландцемент марок 400-500 (М400, М500). Для более точной характеристики его свойств следует оговаривать количество минеральных добавок. Например, в ПЦ-500Д0 - их до 5%, а в ПЦ-500Д20 - до 20% и т.п

Портландцемент, рекомендуемая марка цемента - 400 и выше.

Известь Требуемая технология ячеистого бетона может определять известь в качестве основного вяжущего. При этом особое внимание уделяют значительному количеству активных окиси кальция (СаО) и магния (МgО). Общая активность извести не должна быть менее 75%, количество МgО - не более 1,5%. В производстве можно применять известь - молотую кипелку и пушонку. Известь должна быть равномерно обожженной. Двуводный гипс, добавляемый в бетонное тесто для замедления скорости гашения молотой извести-кипелки, должен иметь тонкость помола, характеризуемую остатком на сите № 02 не более 3 %. Допускается применять полуводный гипс вместе с добавкой поташа.

Заполнители:

Крупные заполнители

Щебень, гравий в качестве тяжелого заполнителя не требуются. Возможно добавление легкого заполнителя (например, керамзит), тогда прочность пористого бетона при той же средней плотности может возрасти на 100-200%.

Мелкие заполнители

Как правило, для приготовления бетонной смеси плотностью до 400-600 кг/м3 (для кровельных и половых изоляционных покрытий) песок не используется. Начиная с плотности пенобетона 600 кг/м3, в качестве мелкого заполнителя используются природные или дробленые пески. Предпочтительнее применять речной песок. Он должен быть чистым, без каких-либо включений. Для укладки применяются пески мелкой фракции 0-0,2 мм. Глинистых включений не должно быть более 2-3%.

Вода

При изготовлении пенобетона рекомендуется применять питьевую воду, без какой-либо проверки. Содержание воды в пористом бетоне складывается из расчетного количества, необходимого для затворения раствора, и воды, содержащейся в пене. Перед добавлением пены водоцементное отношение раствора должно составлять минимум 0,38. Слишком низкое значение водоцементного отношения может явиться причиной получения изделия с более высокой, чем заданная, средней плотностью. Это обусловлено тем, что бетон будет забирать из пены необходимую для химических и физических взаимодействий воду, вызывая частичное разрушение пены, т.е. снижение ее объема в пенобетонной смеси. Оптимальное соотношение - в интервале от 0,4 до 0,45. Температура воды не допускается выше +25°С.

Пенообразователь

Пенообразователь - белковое химическое соединение. В России производится на нескольких заводах под разными марками и с небольшими отклонениями по техническим характеристикам и ценам.

Характеристики пенобетона

Водопоглощение

Водопоглощение пенобетона небольшое из-за закрытой ячеистой структуры.

Так как многие из свойств газового легкого бетона зависят от успешного процесса выдерживания, ниже приведены некоторые из методов с помощью которых прочность может быть увеличена.

Предел прочности при сжатии

На пределы прочности при сжатии пенобетонов влияют многие факторы, такие как плотность, возраст, содержание влажности, физические и химические характеристики компонентов смеси и их пропорции. Следовательно, желательно составы смеси, тип цемента и песка или других наполнителей держать постоянными. Между плотностью и прочностью существует соотношение. Любое изменение указанных факторов может изменить это соотношение весьма заметно.

Предел прочности при сжатии может быть увеличен при использовании специальных методов выдерживания. Влажное выдерживание имеет большое воздействие на увеличение предела прочности при сжатии. Для пенобетонных блоков желательно их заворачивание в специальный материал для удержания влаги. Можно также их пропаривать.

Пенобетон, имеет линейное увеличение прочности при сжатии в течение 12 месяцев, в отличие от тяжелого бетона прочность которого выравнивается намного раньше.

Предел прочности при сжатии продолжает увеличиваться в дальнейшем из-за реакции с CO2, присутствующим в окружающем воздухе. Значительное различие также состоит в том, что пенобетон имеет более высокую скорость выдерживания, чем тяжелый бетон. Если предел прочности при сжатии должен быть высокий ускорение процесса выдерживания может быть достигнуто за счет использования CO2. В частности, это может применяться на заводах выпускающих панели и блоки.

Предел прочности на растяжение

В зависимости от метода выдерживания, предел прочности на растяжение газобетона может составлять 0.25 часть от предела прочности при сжатии с продольной деформацией около 0.1 %.

Предел прочности при сдвиге

Вообще предел прочности при сдвиге различается на 6% - 10% от предела прочности при сжатии. Сдвигающие нагрузки редко бывают в покрытиях крыш и перекрытиях этажей.

Пенобетон, подобно всем цементным материалам имеет явления усадки во время укладки. Степень усадки зависит от разных факторов, таких как тип цемента, метод выдерживания, размер и качество песка, количество цемента в смеси, плотность бетона и водоцементное отношение.

Основная усадка происходит в течение первых 28 дней, после чего она незначительна.

В течение первых 28 дней, если условия изготовления бетона соблюдаются усадка обычно ниже 0.1 %.

Очень часто появление трещин в стенах вызываемые перемещениями основания относят на счет усадки. Если трещина образовалась через 28 дней после укладки бетона, то не за счет усадки.

Коэффициент линейного расширения для пенобетона имеет такое же значение, что и для нормального бетона, то есть 0.000009 на градус по Цельсию. Этот коэффициент важен при использовании бетона на больших площадях крыш, которые подвергаются воздействию тепла и холода.

Пенобетон имеет высокую звукопоглощающую характеристику. В основном, тяжелый бетон имеет тенденцию отклонять звук, в то время как пенобетон поглощает звук. Звуковое пропускание, однако, на обычных стенах может быть выше на 2-3 % по сравнению с тяжелым бетоном. Это связано с тем, что большинство стен оштукатурено и/или покрашено, что отклоняет звук, как в случае с тяжелым бетоном.

С другой стороны пенобетоном хорошо поглощаются низкие шумовые частоты. Поэтому он часто используется как звукоизолирующий слой на плитах конструкционного бетона, чтобы ограничить шумовое пропускание перекрытий в многоэтажных жилых или административных зданиях.

Теплоизоляция одна из лучших характеристик пенобетона.

Из-за ячеистой структуры пенобетон имеет очень низкую теплопередачу. Это означает, что в большинстве случаев использование дополнительной изоляции в полах и стенах ненужно.

Высокое значение изоляции материала становится важным, поскольку экономит энергию при нагревании помещений и кондиционировании воздуха, давая больший комфорт при большой амплитуде климатических условий.

Тепловая характеристика пенобетона снижает конденсацию от влажности атмосферного воздуха при изменении внешней температуры.

Пенобетон полностью нетоксичен.

Преимущества:

- Экологическая чистота. Пенобетон не содержит вредных химических веществ.

- Низкая теплопроводность. По теплоизоляционным свойствам низкоплотный пенобетон не уступает пенополистиролу и минераловолокнистым плитам. Кроме того, монолитный пенобетон не имеет мостиков холода.

- Влагостойкость. В отличие от автоклавного пенобетона, неавтоклавный имеет закрытопористую структуру, поэтому практически не впитывает влагу.

- Долговечность. Срок службы пенобетона при нормальных условиях эксплуатации не ограничен. С годами он становится только прочнее.

- Негорючесть.

- Экономичность. Использование дешевой технологии изготовления неавтоклавного пенобетона для получения штучных строительных материалов и монолитного строительства особенно актуально для регионов, не имеющих заводов по производству строительных материалов, в частности, севера России, районов, пострадавших от стихийных бедствий, и районов с дорогой электроэнергией.

- Простота. Работы по заливке монолитного пенобетона выполняют всего два человека – оператор установки и подсобный рабочий.

За счет своей насыщенности воздухом пенобетон обладает рядом совершенно уникальных качеств. Главным из них являются тепловые характеристики пенобетона, которые превосходят обычный кирпич в 3,5 раза. Это значит, что дом построенный из пеноблоков, имеет эффект термоса. Он хорошо удерживает даже небольшое количество тепла зимой и в тоже время позволяет сохранить прохладу в помещении летом. При этом стены из пенобетона «дышат», т.е. экология жилища сравнима со стенами из дерева. Именно поэтому материал охотно берут для строительства бань и саун, обшивают его изнутри деревом и получают прочную, теплую и экологическую конструкцию.

Что касается жилых домов, то застройщики не только выигрывают почти в три раза по стравнению с кирпичом по стоимости возведения стен, но и в дальнейшем имеют очень существенную экономию на обогреве жилища.

- Высокие теплоизоляционные свойства пенобетона: благодаря пористой структуре пенобетон является конструкционным и теплоизоляционным материалом. Его теплоизолирующая способность в 3 – 3,5 раза выше, чем у кирпичной стены Коэффициент теплопередачи пенобетона Д-700 0,23 (Ккал/м2ч оС), тогда как глиняный кирпич 0,8 (Ккал/м2ч °С).

- Легкость пенобетона: блок пенобетона марки Д-700 практически втрое легче керамзитобетона. Стандартный мелкий блок размером 200х188х388 имеет массу всего 11 кг, что позволяет значительно снизить транспортные и монтажные расходы, снизить трудоемкость работ.

- Прочность пенобетона: при низкой объемной массе пенобетон имеет достаточно высокую прочность на сжатие (3,5-5,0 МПа). Максимальная этажность здания с несущими стенами из пенобетона Д-900 три этажа. При применении определенных конструкторских решений возможно использование пенобетона в высотных зданиях без ограничения этажности.

- Морозостойкость пенобетона: высокая морозостойкость F50 – F100 объясняется мелкопористой структурой пенобетона, обеспечивающей резервный объем для миграции воды при ее замерзании.

- Огнестойкость пенобетона: пенобетон относится к негорючим материалам, выдерживает одностороннее воздействие огня в течении не менее 5-7 часов.

- Биостойкость и экологическая безопасность пенобетона: пенобетон не подвержен гниению и старению. Экологическая чистота применяемых сырьевых материалов гарантирует полную безопасность пенобетонных изделий для человека. Средняя удельная активность радионуклидов составляет 75,5 Бк/кг и не превышает нормированную величину 370 Бк/кг.

- Широкий диапазон получаемых плотностей пенобетона: в зависимости от назначения пенобетонных изделий и их условий эксплуатации возможно изготовление пенобетона плотностью:

от 400 до 600 кг/м3 для получения теплоизоляционных изделий

от 700 до 1100 кг/м3 для получения теплоизоляционно-конструкционных изделий (блоков, плит, перемычек )

от 1200 до 1600 кг/м3 для получения конструкционных изделий.

Вред:

- работа противоморозной добавки Формиат Натрия;

- работа с пенообразователем «ПБ-2000»(токсичен);

- работа с цементом;

Применение:

Использование легкого бетона в строительстве становится все более и более распространенным. Покажем некоторые из типовых областей использования этого бетона в настоящее время.

Этот материал используется на крышах и полах как тепло- и звукоизоляция (то есть сам по себе это не конструкционный материал).

Он также используется для теннисных кортов и заполнения пустот в кирпичной кладке подземных стен, изоляции в пустотелых блоках и любом другом заполнении где требуются высокие изоляционные свойства.

Используется для изготовления сборных блоков и панелей перегородок, покрывающих плит подвесных потолков, тепло- и звукоизоляции в многоуровневых жилых и коммерческих сооружениях. бетон этой плотности также идеален для обьемного заполнения.

Этот материал используется в бетонных блоках и панелях для наружных стен и перегородок, бетонных плитах для покрытий крыш и перекрытий этажей.

Этот материал используется в сборных панелях любой размерности для коммерческого и промышленного использования, монолитных стенах, садовых украшениях и других областях.

Покрытия полов

Слоем пенобетона скрепляют керамические плитки, плиты мраморного мощения, цементные плитки и т.д. Вообще, пенобетон с плотностью 500 кг/м3 используется, чтобы получить тепло и звукоизоляцию при небольшой нагрузке на структуру.

Минимальная толщина такого покрытия 40 мм.

Перед укладкой материала на существующий пол, поверхность должна быть увлажнена, но не сильно.

Эластичные покрытия полов

Применяется для полов, которые должны быть покрыты ковром, паркетом, виниловыми плитками и т.д. Наиболее подходящая плотность бетона - 1100 кг/м3 с отношением цемента к песку 2:1. Покрытие укладывают и через 24 часа после укладки осторожно штукатурят поверхность вручную или механической кельмой.

Теплоизоляция для крыш

Идеальная плотность для этой цели 500 кг/м3 с составом из цемента и пены. Значения коэффициента теплопередачи K приведены в таблице 3. Минимальная толщина покрытия не меньше 40 мм.

Рекомендуется, чтобы поверхность перед покрытием была чуть влажной.

Заполнение пустот

Для такого использования, нормальная плотность около 400 кг/м3 с составом из цемента и пены. Пустоты заполняются в несколько последовательных слоев по 600-700 мм с выдержкой по крайней мере 12 часов между каждой укладкой.

Кладка из легких блоков

Легкий пенобетон идеальный материал для производства легких блоков для кладки без автоклавного процесса. Плотность, которая обычно используется, варьируется между 600 кг/м3 и 1100 кг/м3 в зависимости от требуемой прочности и необходимой теплоизоляции

Сборные панели

Нормальная плотность принятая для этой области использования изменяется от 1200 кг/м3 до 1600 кг/м3. Выбор плотности обычно зависит от требуемой прочности и размеров, (то есть толщины и т.д).

Там где используются многослойные панели из тяжелого бетона и бетона, желательно после укладки тяжелого бетона сразу же укладывать пенобетон, чтобы сцепление между двумя материалами было однородным.

ЛИТЕРАТУРА

1. www.penobeton.com.ua.

2. www.ibeton.ru/a14.php.

3. Ружинский С. И., Портик А. А., Савиных А. В. Все о пенобетоне. Издание второе улучшенное и дополненное. Санкт-Петербург, Издательство ООО «Строй-Бетон», 2006, 631 стр. 

4. Теплоизоляция. Материалы, конструкции, технологии: Справочное пособие / Гл. ред. С.М. Кочергин.- М.: Стройинформ, 2008. - 440 с: ил. - (Серия «Строитель»; 4/2008).

5. Технология теплоизоляционных материалов. В. А. Китайцев .- 2-е изд., перераб. и доп . - М. : Стройиздат, 1964. - 404 с. : ил.. - Библиогр.: с. 397-400.