3. Способы производста

По способу производства пенобетона, оборудование, делится на 3 категории: баросместители, смесители с подачей пены из пеногенератора (классическая технология) и сухая минерализация пены.

Рисунок 1 –Технологическая схема баротехнологии

Суть баротехнологии заключается в том, что, непосредственно смеситель, подается: концентрат пенообразователя, вода, цемент, песок, Все материалы для производства пенобетона - по дозировке. В смесителе под давлением приблизительно 1.8 атмосфер, пенобетон, мешают приблизительно 3-5 минут в зависимости от смесителя, затем пенобетонная смесь, приготовленная в смесителе, под компрессорным давлением воздуха, подается к месту укладки или в формы для пеноблоков.

Сущность способа заключается в смешении пены с сухим цементом и песком с естественной влажностью. Концентрат пенообразователя и воду дозируют по объему и смешивают с получением рабочего раствора пенообразователя. Из рабочего раствора в пеногенераторе готовится пена, которая подается в пенобетоносмеситель. Затем в пенобетоносмеситель дозируют по массе цемент и песок. Пенобетонная смесь, приготовленная в пенобетоносмесителе, насосом транспортируется к месту укладки в формы или монолитную конструкцию. Транспортировку пенобетонной смеси можно осуществлять под действием давления, создаваемого в пенобетоносмесителе компрессором.

Рисунок 2 - Технологическая схема классического способа

Суть классической технологии производства пенобетона заключается в смешивании пены с растворной смесью. Концентрат пенообразователя и часть воды дозируют согласно объему, затем их смешивают с получением раствора пенообразователя. Раствор пенообразователя поступает в пеногенератор для получения пены. Вторую часть воды дозируют, цемента, песка, фибры и кальция - по массе и из них изготавливают растворную смесь. В смеситель подается пена из пеногенератора и растворная смесь. Пенобетонная смесь, приготовленная в смесителе, под компрессорным давлением воздуха, подается к месту укладки или в формы для пеноблоков. [5]

Таблица 2 - Для получения 1 м³ пенобетонной смеси, требуется[6]:

№ п/п	Марки Пенобетона	Цемент	Песок	Вода	Пена
1	D 400	230 кг.	120 кг.	190л.	450г.
2	D 500	260 кг.	180 кг.	190л.	450г.
3	D 600	300 кг.	260 кг.	190л.	450г.
4	D 700	310 кг.	320 кг.	190л.	450г.

Продолжение таблицы 2

5	D 800	320 кг.	380 кг.	190л.	450г.
6	D 900	330 кг.	450 кг.	200л.	500г.
7	D 1000	340 кг.	540 кг.	210л.	500г.
8	D 1100	350 кг.	620 кг.	220л.	500г.
9	D 1200	350 кг.	700 кг.	220л.	500г.

4. Характеристики

Легкий пенобетон, имеет хорошую механическую прочность наряду с высокими показателями изоляции при широкой амплитуде плотности.

Пенобетон характеризуется следующими свойствами:

- высокими теплозащитными свойствами: сопротивление теплопередаче в три раза больше, чем у пустотелого кирпича;

- широким диапазоном прочности: 3-100 кг/см² допустимая этажность строительства 4 этажа;

- повышенной морозостойкостью: более 35 циклов;

- повышенной пожаробезопасностью: стены из пенобетона (150 мм) выдерживают прямое воздействие огня в течение 4 часов, а толщиной 100 мм - 2,5 часа;

- высокая пористость: в помещениях из пенобетона не накапливается радон, продукты метаболизма, вредные примеси и сырость, ячеистая структура обеспечивает оптимальную воздухо- и паропроницаемость;

- сорбционная влажность 5-6%, что меньше положенных по нормам 10%;

- изделия из пенобетона хорошо пилятся, "гвоздятся" и "шурупятся";

-великолепное шумоглушение - до 58 ДБ.

Таблица 3 – Основные характеристики

Показатель	Ед. изм.	Кирпич строительный			Строительные блоки		Пено­бетон
		глин.	силик.	керамзит		газобетон
Плотность	кг/м^3	1550-1750	1700-1950	900-1200		300-1200	300-1200
Масса 1 м^2 стены	кг	1200-1800	1450-2000	500-900		90-900	90-900
Теплопроводность	Вт/мК	0.6-0.95	0.85-1.15	0.75-0.95		0.07-0.38	0.07-0.38
Морозостойкость	цикл	25	25	25		35	35
Водопоглощение	% по массе	12	16	18		20	14
Предел прочности при сжатии	МПа	2.5-25	5-30	3.5-7.5		0.5-25.0	0.25-12.5

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 %.

Коэффициент линейного расширения для пенобетона имеет такое же значение, что и для обычного 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.

Во многих частях мира, в новых домах требуется хорошая изоляция стен и потолков для сохранения энергии.

Пенобетон чрезвычайно огнестоек и, таким образом, хорошо подходит для применения в огнестойких конструкциях. Кроме того, при воздействии интенсивной теплоты, типа паяльной лампы, на поверхность бетона он не расщепляется и не взрывается, как это имеет место с тяжелым бетоном.

В результате этого арматура защищена более долгое время от нагревания. Тесты показывают, что пенобетон толщиной 150 мм защищает от пожара в течение 4 часов.

На испытаниях проведенных в Австралии, наружная сторона панели из пенобетона толщиной 150 мм была подвергнута нагреванию до 12000C, а внутренняя нагрелась только до 460C после 5 часов испытания.

Требования некоторых стандартов в разных странах по огнестойкости при 4 часовых испытаниях следующие: Италия 133 мм, Новая Зеландия 133 мм, Австралия (EBRS-Ryde) 105 мм.

Все тесты, и Австралийские и международные показывают, что пенобетон превосходит обычный бетон. Даже при меньшей толщине пенобетон не будет гореть, расщепляться или выделять отравляющие газы, пары или дым [5].

5. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Область применения пенобетона

- производство строительных блоков, для классического строительства домов и перегородок;

- монолитное домостроение;

- тепло- и звукоизоляция стен, полов, плит, перекрытий;

- заполнение пустотных пространств, пенобетон очень текуч, и им можно заполнять любые пустоты, даже в самых труднодоступных местах через небольшие отверстия (подоконники, трубы и т.п.);

- теплоизоляция крыш, пенобетон низкой плотности дает превосходные тепловые свойства изоляции;

- заполнение траншейных полостей, пенобетон не оседает, не требует виброуплотнения и имеет превосходные характеристики по распределению нагрузки, обеспечивая заполнение высокого качества;

- использование в туннелях, пенобетон используется, чтобы заполнить пустоты, которые возникают при прокладке туннелей;

- теплоизоляция трубопроводов (как при производстве труб, так и, непосредственно, на объектах в специальную опалубку)

Способы получения блоков:

1. Заливка пенобетона в кассетные металлические формы. Залитый пенобетон застывает в течение 10 часов, после этого форма разбирается, и из нее достаются готовые блоки. Одну форму можно использовать 2 раза за сутки. Формы универсальные, т.е. в одной и той же форме можно производить и перегородочные блоки толщиной 100 мм и стеновые толщиной 200 мм. Типоразмеры форм — 500х300х100(200), 600х300х100(200), 400х200х200. Возможна поставка форм других типоразмеров.

Рисунок 3 – Кассетные металлические формы.

2. Резка пенобетонных массивов на резательных установках. Сначала пенобетон заливается в формы без перегородок, где получается большой массив объемом 2-3 куб.м. Примерно через 14 часов пенобетон подается на резку, где из него пилами автоматически выпиливаются блоки нужного размера. Данный метод отличается высокой производительностью и высокой технологичностью. Причем, при резке пенобетона можно получать блоки любых типоразмеров. Минусы: высокая стоимость и отход 0,5% в виде крошки от пиления.

Рисунок 3 – Резка пенобетонных массивов.

3. Разливка пенобетона в специальные формы и их последующая автоматическая распалубка. Сначала пенобетон заливается в специальные формы с перегородоками, где при застывании получаются готовые блоки. Примерно через 14 часов формы подаются в установку автоматической распалубки, где блоки выдавливаются на европоддон, а формы при этом автоматически смазываются. Данный метод прост и производителен. Большой недостаток: привязанность к одному типоразмеру выпускаемых блоков. Установку автоматической распалубки невозможно перенастроить на производство блоков других типоразмеров [8].

Рисунок 4 –Формы с автоматической распалубкой.

• Использование пенобетона для заливки полов и крыш

Одной из самых трудоемких операций в строительстве является создание выравнивающих цементно-песчаных стяжек. Из-за высокой средней плотности таких стяжек (около 2000 кг/м3), увеличиваются нагрузки на перекрытия, стены и фундаменты зданий. Из-за сравнительно высокого коэффициента теплопроводности (0,6 Вт/(м2оС)), полы, которые впоследствии делаются на таком основании, получаются "холодные". Значительно облегчает работу и улучшает характеристики теплопроводности и веса применение пенобетонных стяжек плотностью около 700 кг/м3. В этом случае нагрузки уменьшаются на 60 %, повышается звукоизоляция за счет пористой структуры пенобетона, температура на поверхности основания повышается на 2-5 ⁰С за счет уменьшения коэффициента теплопроводности в 2-2,5 раза, что значительно увеличивает комфортность пола.

Предварительно на полу должны быть сделаны лаги. Максимальный размер пространства без лагов, куда заливается пенобетон 2х2 метра. У пенобетона низкие показа-тели самовыравнивания и текучести, поэтому после заливки пола, поверхность надо выравнивать планками по направляющим. Ухаживают за залитым пенобетонным полом или крышей, как и за обычным бетонным - поливают и не пересушивают.

Важно: заливаемую пенобетоном поверхность необходимо увлажнить, для предотвращения усадки и появления трещин. Также, для предотвращения появления трещин, используют полипропиленовую фибру. Обычно её добавляют от 0,5 до 1 кг на 1 куб.м. пенобетонной смеси

После вставания пенобетона можно наносить верхний армирующий слой. Это может быть половая плитка, самовыравнивающая смесь (Ветонит, Плитонит и т.п.) или, что предпочтительней, паркет, дерево, ламинат. Толщина слоя пенобетона для основания полов составляет 30-50 мм. Возможно нанесение слоя до 100 мм. Наименьшая толщи-на слоя пенобетона при укладке его по плитам перекрытия составляет 30 мм. Конструкция пола рассчитывается и проектируется для каждого конкретного объекта, в зависимости от его назначения.

• Использование пенобетона для теплоизоляции трубопроводов

Пенобетон на протяжении более полувека эксплуатировался в самых суровых условиях — это монолитная теплоизоляция трубопроводов бесканальной прокладки, свыше 6000 км в условиях болот, где строительные конструкции разъедаются гуминовыми кислотами, блуждающими токами и солевыми растворами. Трубы разрушаются, а пенобетон не теряет ни сплошности, ни прочности, ни тепло-изоляционных свойств, не говоря уже о том, что это самый экологически чистый материал. Сверх этого, пенобетон пассивирует металл от коррозии, т.к. создает повышенную щелочность (pH) его поверхности.

На сегодняшний день стандартных методов заливки теплоизоляционного слоя для уже смонтированных трубопроводов не существует, но, по нашим данным, несколько фирм ведут такие разработки, и в скором времени, можно ожидать появления нескольких видов съемной опалубки [7].