Технологические принципы получения пенобетонов

пенобетон

Пенобетон является разновидностью ячеистых бетонов, поризация тела которых обеспечивается за счёт введения в состав устойчивой пены. В результате получается искусственный камень с равномерно распределёнными закрытыми порами, снижающими объёмный вес материала, и обеспечивающими ему высокую сопротивляемость теплопередаче. Рассмотрим, какие технологические принципы получения пенобетонов используются сегодня.

пенобетон
Пеноблоки – один из самых востребованных строительных материалов в домостроении

Схемы производства пенобетона и их различия

Кроме отменных теплоизоляционных характеристик, пенобетон в жидком состоянии обладает высокой текучестью, что позволяет не только изготавливать из него изделия в заводских условиях, но и выполнять бетонирование непосредственно на объекте. Его используют в монолитном строительстве, хоть с развитием производства автоклавного газобетона, эта технология возведения несущих стен несколько и утратила актуальность.

Однако для утепления полов и чердаков это вариант идеальный, да и стены, залитые в опалубку из пенополистирола, получаются очень тёплые и не продуваемые. Существует немало нюансов, которые необходимо учитывать в приготовлении смеси, ведь пена — довольно капризная штука. Теоретически пенобетон может производиться в домашних условиях, но до заводского качества ему, конечно, далеко. Прочитав статью до конца, вы поймёте, чем обусловлена разница.

Примечание: Из-за шквала кустарного производства конца девяностых-начала нулевых годов, большинство официальных производителей стеновых ячеистобетонных изделий отказались от изготовления конструкционного пенобетона в пользу газосиликата. У разливаемых в гаражах и под уличными навесами пеноблоков было слишком много нареканий, и никому не хотелось доказывать, что к их продукции, даже автоклавного твердения, они отношения не имеют.

пенобетон на крышу
Утепление крыши пенобетоном

Согласно действующим стандартам пенобетон бывает автоклавный и неавтоклавный. Однако фактически по ГОСТ 31359, регламентирующему производство автоклавных ячеистых бетонов, сегодня изготавливают только газобетон. Все пеноблоки, что мы видим в продаже, неавтоклавные, поэтому говорить будем о технологиях, основанных на гидратационном твердении.

Базовая смесь для производства пенобетона

Весь производственный процесс пенобетона делится на три этапа:

  1. подготовка сухих компонентов для рабочей смеси из цемента и песка;
  2. подготовка пенообразователя;
  3. получение готовой смеси.

Пропорции ингредиентов смеси составляются в зависимости от того, какую марку плотности бетона требуется получить. Это касается не только цемента, песка и водотвёрдого соотношения, но и веса пеноконцентрата (либо литража пены). Чем выше должна быть плотность бетона, тем меньше в его массе должно быть воздуха — а соответственно, количество пены уменьшается.

Сухие компоненты, для пенобетона используют такие же, как для обычного бетона, нет только крупного наполнителя. Портландцемент берут марки М400 или М500, песок крупностью зерна не более 2 мм (количество примесей в нём регулируется стандартом). Вода применяется водопроводная, так как для качественного бетона важно минимальное содержание щелочей и кислот.

состав пенобетона
Базовые ингредиенты пенобетона

Пенообразователь и его отличительные свойства

Наибольшее внимание в приготовлении смеси уделяется пенообразователю, ведь именно от него зависят конечные свойства пенобетона. Причём важно не только качество и срок годности концентрата, но и цена, ведь удорожание продукции чревато потерей продукцией рыночной конкурентоспособности.

Есть пенообразователи со сроком годности менее одного года. Для массового производителя это крайне неудобно, вынуждает постоянно искать и докупать требуемые партии, вместо того, чтобы сделать запас. К тому же, в зимнее время объёмы строительных работ резко снижаются, и оставшийся на складе продукт может испортиться до наступления нового сезона.

По виду используемого сырья пенообразователи делят на две группы: синтетические и органические (белковые, протеиновые).

Синтетика

Синтетические концентраты по аналогии с жидкими моющими средствами производят на основе поверхностно-активных веществ (ПАВ), именно за счёт них и образуется пена. Они имеют самую невысокую цену и наибольшие сроки хранения, ничем не пахнут, а так же могут замораживаться или нагреваться до +60 градусов без последствий для качества. По этой причине для зимнего бетонирования используют только пенообразователи на синтетической основе.

Есть у таких веществ и иные преимущества. Например, они легко вспениваются, и могут применяться без пеногенератора. Оборудование это дорогое, им может пользоваться только подготовленный специалист, а значит, производство пеноблоков в домашних условиях может осуществляться только на синтетической пене.

Органика

Органический пенообразователь – это продукт на основе отходов скотобоен и мясоперерабатывающей промышленности. В производство белковой пены идёт кровяной белок животных. В основе протеинового пенообразователя в прямом смысле рога и копыта, а так же шерсть, перья и рыбья чешуя.

  • Здесь качество конечной продукции сильнее зависит от качества сырья, так как оно, как и любая органика, отличается нестабильностью. Белок не может долго храниться, а его спутником при истечении срока годности является неприятный тухлый запах.
  • Животное сырьё более дорогое, чем синтетическое, плохо переносит перепады температур, при нагревании сворачивается. Оно так же труднее вспенивается, поэтому органические концентраты применяются в основном в технологиях с применением пеногенератора.
  • Вопрос напрашивается сам собой: а зачем тогда их вообще используют — эти протеиновые пенообразователи? Дело в том, что на такой пене можно получить бетон с более высокой прочностью при меньшем расходе цемента, поэтому и пеноблоки, изготовленные на органической пене, стоят дороже.

Обратите внимание: Дабы найти золотую середину, была создана добавка на протеиновой основе (Экопротеин), которой как полимерным пластификатором можно модифицировать пенобетон на синтетической пене. Такая добавка позволяет снизить водоцементное соотношение, что повышает прочность и водоудерживающую способность бетона. Она так же уменьшает расслаиваемость смеси при перекачке, и снижает усадку, из-за которой любом бетоне из-за потери влаги образуются трещины.

Подготовка пены

Очень важной характеристикой пенообразователя является его расход на 1 м3 раствора. В идеале, он не должен превышать 1,5 л, и дело не только в удорожании — пена вообще не очень хорошо действует на цемент. Она замедляет процесс твердения, снижает прочность камня, уменьшает объём готовой смеси, получаемой за один замес – поэтому, чем меньше пены, тем лучше.

От качества пенообразователя тоже зависит многое, и определяется оно в основном стойкостью (кратностью) пены. Коэффициент стойкости определяется в лаборатории и указывается в паспорте продукции. Чем выше цифра, тем меньше пены потребуется для изготовления бетона заданной плотности. Добавляется пенообразователь в раствор цемента и песка. Если это концентрат, то предварительно разводится водой до регламентированной производителем консистенции.

Какое оборудование применяют для производства пенобетона

По виду используемого оборудования, производство пенобетона принято разделять на две технологии:

  • С применением пеногенератора. Схема считается классической, так как появилась первой. При её использовании смесь приготавливают в смесителе с принудительным приводом, который за счёт энергичного перемешивания провоцирует образование пены. Применяется в основном для работы с органическими пенообразователями.
Генератор пены
Генератор пены, применяемый в производстве пенобетона
  • С применением баросмесителя. Это установка кавитационного типа, отличается тем, что в его ёмкости создаётся избыточное давление за счёт сжатого воздуха. Он насыщает смесь с уже добавленным пенообразователем, за счёт чего и начинает увеличиваться объём.
применение баросмесителя
Схема с применением баросмесителя

Есть и иные технологии производства пенобетона, но широкого применения они не получили, поэтому упоминаться не будут.

Регулирование свойств смеси для пенобетона

О том, что пена замедляет твердение бетона, уже было сказано. Если обычный бетон при естественном твердении и температуре +20 градусов набирает 100% за 28 дней, то пенобетон при таких же условиях наберёт едва ли половину марочной прочности. Добирать остальную прочность ему понадобится целых полгода: производителю это невыгодно, поэтому ускорение твердения бетона за счёт создания определённых условий является необходимым.

Факторами, помогающими неавтоклавному пенобетону скорее набрать прочность, являются:

  • применение быстротвердеющего цемента;
  • применение добавок-ускорителей твердения;
  • применение пропарочных камер с подогревом.

Отформованные изделия должны быть ограждены от перепадов температуры, встряски, прямого воздействия солнечных лучей и ветра, вызывающих слишком быструю потерю влаги. В отличие от автоклавов, где при высоком давлении в 1,2 МПа создаётся большая температура (+190), в пропарочных камерах температура всего лишь на 20-25 градусов выше цеховой.

Примечание: Для более эффективного прогрева в состав пенобетона вводится добавка в виде тонкоизмельчённого металлургического шлака, благодаря которой за время обработки изделий бетон может достигнуть стопроцентной прочности. В таком случае температура в камере может повышаться до 95% при влажности 85%. Это позволяет сразу пускать блоки в продажу — ведь отпускная прочность бетонных изделий по ГОСТ составляет не менее 70%.

Весь цикл термообработки обработки состоит из таких этапов:

  1. температура постепенно повышается до оптимальной;
  2. изделия прогреваются при максимальной температуре;
  3. нагрев ослабевает, и блоки постепенно остывают.

Продолжительность обработки зависит от конкретного температурно-влажностного режима, и в среднем составляет 3-5 часов. В тёплое время года, когда температура окружающей среды не опускается ниже +10 градусов, цикл теплообработки может сокращаться, с условием дальнейшего набора прочности изделиями на складе.

Понятно, что пропаривание доступно только в заводских условиях. При изготовлении пенобетона на стройплощадках для монолитного бетонирования, скорость твердения регулируется в основном за счёт добавок. Самой простой и недорогой из них является хлористый кальций, он добавляется в смесь в количестве 1-2% от общего объёма вяжущего вещества.

Однако есть проблема: хлористый кальций вступает с пенообразователем в реакцию, тормозит процесс порообразования, и может послужить причиной значительной усадки бетона. Сегодня имеются и более эффективные регуляторы, созданные специально для пенобетона, позволяющие ускорить процесс твердения втрое даже без пропарки в камерах.

Что именно использовать для ускорения твердения бетона, руководство предприятия, выпускающего пеноблоки, решает в зависимости от технических возможностей. Главная цель – получить материал с хорошо развитой структурой пор, а так же с прочностью, соответствующей заданной плотности по стандарту. Плотность в процессе твердения контролируется: если необходимо, она может корректироваться, что для условий небольших предприятий или строительного объекта просто незаменимое качество.

Как разливают пенобетон — заключение

Добившись нужного качества смеси, приступают непосредственно к её заливке. Если это монолитная конструкция, её льют в гидроизолированную съёмную, либо неснимаемую опалубку. Если изготавливают сборные изделия, смесь заливают в смазанные формы или кассеты, ячейки которых задают размер блоку. При небольшом объёме производства, либо изготовлении пеноблоков лишь для одного конкретного объекта, обычно используется именно этот способ формования.

кассеты для пеноблоков
Использование кассет для формования пеноблоков
  • Если в цеху имеется резательное оборудование, заливку смеси производят в укрупнённые опалубочные формы. По достижении определённой прочности бетона, с большого массива срезают горбушку, и, сняв борта формы, отправляют на резку в размер. Разрезание производится в двух направлениях тонкими зубчатыми полотнами, что обеспечивает получающимся блокам наиболее точные геометрические параметры.
Технологические принципы получения пенобетонов
Резательный комплекс
  • В некоторых случаях изготовитель за неимением резательного оборудования всё равно разливает пенобетон в массивы, а потом подвергает ручной резке ленточными пилами. Однако человек не автомат, и не способен так точно контролировать размеры. Раскроенные данным способом изделия имеют менее презентабельный вид, и отклонений в размерах у них больше.
  • Цена у таких изделий выше из-за большого количества отходов, а геометрия оставляет желать лучшего, так что при выборе блоков обращайте внимание на их внешний вид. Дело тут вовсе не в эстетике кладки, хотя и это может быть важным, когда дом эксплуатируется без отделки.
  • Отклонения от номинальных размеров утолщают кладочные швы, что ведёт к перерасходу клея или вовсе невозможности его применения. Ну а при монтаже блоков на раствор, в местах швов образуются мостики холода, что ухудшает теплотехническую однородность стен, сводит на нет все преимущества кладочного материала с низкой теплопроводностью.

Так что первым критерием оценки качества пеноблоков является именно их внешний вид. У изделий первой категории отклонения в размерах не должны превышать 1-2 мм при кладке на клею, и 3-4 мм при кладке на растворе. Это касается не только длины, высоты и ширины блока, но и разницы длин диагоналей, искривления рёбер и граней.

Назаров Владимир/ автор статьи

Специалист по ЛКМ — лакокрасочные материалы для внутренних и наружных работ (деревозащитные составы, лаки, эмали, воднодисперсионные и структурные краски, декоративные материалы).

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

четыре × один =

Мы используем cookie-файлы для наилучшего представления нашего сайта. Продолжая использовать этот сайт, вы соглашаетесь с использованием cookie-файлов.
Принять
Политика конфиденциальности
Adblock
detector