Пенобетон сегодня широко используется в строительной индустрии. Возможность получить требуемый удельный вес, заданную прочность, необходимую термосопротивляемость, нужную форму и объем делают его привлекательным для изготовления широкой номенклатуры строительных изделий. Не случайно объемы производства и применения этого материала растут, и он обещает быть одним из самых популярных в новом столетии.
Группа компаний PAN PACIFIC ENGINEERING PTY LTD производит легкий пенобетон LITEBUILT. Эта марка уже нашла свое применение на российском рынке. Цифры, показатели, которые приводятся ниже, относятся в первую очередь к бетону LITEBUILT, однако области применения и технические преимущества во многом характерны для семейства пенобетонов в целом.
Состав и особенности производства
Пенобетон (в данном случае и далее - LITEBUILT) создается вовлечением множества микропузырьков воздуха в цементную смесь. Это достигается смешиванием концентрированного пенообразующего химиката с водой и генерированием пены с использованием сжатого воздуха. Чтобы достичь оптимальных результатов, используется аэратор. После этого пена смешивается с гидросмесью (песок, цемент, вода) с помощью обычных бетоносмесителей.
Можно добавлять пену в обычную бетонную смесь. Добавление до 10 % пенообразующего химиката в нормальный тяжелый бетон дает:
- уменьшение плотности;
- уменьшение стоимости;
- уменьшение водоцементного соотношения;
- устранение водоотделения;
- ровно штукатурить поверхности;
- без трудностей перекачивать смеси даже при жаркой погоде;
- стойкость характеристик при замораживании, оттаивании.
Другие материалы также могут вводиться в бетонную смесь в зависимости от условий применения и требований. Это керамзит, пенопласт, пробка, полипропилен, вермикулит, летучая зола, вулканическая зола.
Количество воды, добавляемой в смесь, зависит от влажности песка, но средний уровень обычно 40 - 45 л на каждые 100 кг цемента. Дополнительная вода добавляется обычно с пеной, вследствие чего водоцементное отношение повышается до 0,6. Вообще, когда количество пены увеличивается при небольшой плотности, количество воды может быть уменьшено. Водоцементное соотношение должно сохраняться настолько низким, насколько это возможно, чтобы избежать дополнительной усадки в формах. Вода, песок, цемент добавляются в смеситель в таком же порядке и хорошо перемешиваются до однородного раствора перед добавлением пены.
Хороший эффект дает сочетание цемента, пены и легких заполнителей, таких, как пористый сланец или глина, пемза, вермикулит и т. д. Из - за легкой матрицы, сформированной смесью цемента, воды и пены, легкие заполнители могут использоваться без опасности всплывания при вибрации. Включение таких заполнителей рекомендуется, только если они имеются в данной местности, так как при поставке издалека увеличивается стоимость конечного продукта.
Получаемый таким образом пенобетон ведет себя подобно обычному плотному тяжелому бетону в большинстве аспектов. Кроме того, стены из пенобетона создают в помещении благоприятный микроклимат, хорошо сохраняют тепло, обеспечивают надежную звукоизоляцию. Благодаря своей структуре пенобетон может использоваться без последующей отделки. Создание производственных мощностей для производства пенобетона привлекательно низкими инвестициями и их быстрым возвращением. По существу, они эквивалентны инвестициям, требуемым для создания завода по производству панелей и блоков из тяжелого бетона.
Так как многие из свойств легкого бетона зависят от успешного процесса выдерживания, ниже приведены некоторые из методов, с помощью которых прочность может быть увеличена.
Выдерживание на воздухе
Данный метод, возможно, самый легкий и наиболее популярный. Это медленная система выдерживания, которая допускает оборот форм каждые 24 ч в среднем, в зависимости от окружающей температуры.
Пропаривание
Когда сборные панели и плиты из легкого бетона изготавливаются в заводских условиях, то, чтобы получить относительно быстрый оборот форм, можно применять пропаривание днища форм с уложенными панелями. Это вызывает повышение температуры в бетоне и увеличение прочности.
Пропаривание от днища необходимо, чтобы избежать накопления в формирующихся ячейках сжатого воздуха с избыточным давлением, способным сломать оболочку цемента вокруг ячейки. В тяжелом бетоне этого не происходит, так как при увеличении температуры в верхней поверхности цемент уже приобрел достаточную прочность, чтобы противостоять ячейкам, взрывающимся от сжатого воздуха в верхних слоях панели или плиты.
В зависимости от типа цемента, используемого в смеси, пропаривание должно начинаться не раньше чем через пять часов после укладки, и температура не должна превышать 70?C. Объем пропаривания зависит от климата, но, как правило, длится по режиму 2+4+2 часов.
Выдерживание в автоклаве
Эффективный, но более дорогой способ пропаривания при высоком давлении. Стоимость такой операции весьма высока, однако возможна и некоторая экономия, если в смеси заменить до 1/3 цемента кремнеземистой пылью или золой, которые реагируют с цементом при нагреве и давлении, чтобы получить лучший результат, чем при другом методе выдерживания.
После того как бетон укладывается в формы, они закрываются в автоклаве и температура повышается до 185?C в течение 3 ч. В это же время давление повышается до 1000 кПа. В зависимости от природы компонентов смеси обычно выдерживаются при максимальном давлении пять или семь часов, после чего пар удаляется при одновременном уменьшении давления до атмосферного за 10 - 15 мин. Как только дверь автоклава будет открыта и продукция охладится, она готова к употреблению.
Для легкого бетона, подобно всем цементным материалам, характерно явление 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 соотношение.
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, вызываемое перемещениями основания, относят на счет усадки. Однако если трещина образовалась через 28 дней после укладки бетона, следует искать иные причины.
Свойства легкого бетона:
Пределы прочности
На пределы прочности при сжатии пенобетона 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.
Рассматриваемый нами пенобетон LITEBUILT 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.
Предел прочности при сжатии может быть увеличен при использовании специальных методов выдерживания. Влажное выдерживание в большей степени влияет на увеличение предела прочности при сжатии. Пенобетонные блоки желательно заворачивать в специальный материал для удержания влаги. Можно также их пропаривать.
Предел прочности на растяжение
В зависимости от метода выдерживания предел прочности на растяжение газобетона может составлять 0,25 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 перекрытий этажей.
Противопожарная стойкость
Высокая противопожарная стойкость делает пенобетон привлекательным материалом при возведении огнестойких конструкций (склады горючеопасных материалов и т. д.).
При воздействии интенсивной теплоты типа паяльной лампы на поверхность пенобетона он не расщепляется и не взрывается, как это имеет место с тяжелым бетоном. В результате этого арматура защищена на более долгое время от нагревания. Например, плита LITEBUILT толщиной 150 мм защищает от пожара в течение 4 ч. На испытаниях, проведенных в Австралии, наружная сторона панели из пенобетона толщиной 150 мм была подвергнута нагреванию до 1200?C, а внутренняя нагрелась только до 46?C после 5 ч испытания.
Акустика
Акустические свойства пенобетона такие, что звук поглощается не отражаясь, в отличие от стен из тяжелого бетона или кирпича. Тяжелый бетон в основном 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
Из - за ячеистой структуры пенобетон имеет очень низкую теплопередачу. Это означает, что в большинстве случаев использование дополнительной изоляции в полах и стенах не нужно. Высокое значение изоляции материала становится важным, поскольку экономит энергию при нагревании помещений и кондиционировании воздуха, давая больший комфорт при значительной амплитуде климатических условий.
Некоторые из преимуществ использования пенобетона:
- быстрое и относительно простое производство;
- быстрый оборот форм в технологии (24 ч или меньше, если применяются ускорители твердения или методы пропаривания);
- низкая цена: он на 10 - 20 % дешевле, чем тяжелый бетон;
- его можно использовать при изготовлении панелей на месте строительства, что экономит стоимость перевозки и транспортной обработки;
- меньшие сроки строительства по сборно - панельной технологии. Обычно они наполовину короче по сравнению с обычными технологиями строительства;
- хорошие теплоизоляционные характеристики дают преимущества в экономии энергии при эксплуатации (обогреве и кондиционировании воздуха);
- вес меньше на 10 - 87 % по сравнению со стандартным тяжелым бетоном, в зависимости от составов смеси и материалов;
- значительное снижение веса приводит к сбережениям в каркасах конструкций, опорах или сваях;
- снижение требуемой грузоподъемности подъемного крана и снижение трудовых ресурсов. При использовании пенобетона в сборном или оболочечном строительстве требуются кран меньшей грузоподъемности и минимальные усилия при монтаже;
- возможность пилить ручной пилой, обтесывать и забивать в него гвозди;
- можно использовать как покрытие толщиной до 40 мм, т. к. он чрезвычайно легок при разравнивании.
Области и особенности применения
Реконструкция зданий, надстройка дополнительных этажей - идеальная возможность увеличить площадь наиболее дешевым и быстрым способом. Не надо тратиться на фундамент, не нужно ходить по инстанциям, оформляя отвод земли. По оценкам специалистов, удешевление надстроенного квадратного метра по сравнению с новым строительством составляет от 20 до 50 % и более. Самым подходящим материалом для надстройки здания является пенобетон. Прежде всего благодаря небольшому удельному весу по сравнению с другими конструкционными материалами.
Известно, что прекратившее осадку здание способно принять на фундамент дополнительную нагрузку в пределах 10 - 30 % от существующей, но не более. Этой величиной ограничивается вес предполагаемой надстройки, и понятно, что в данный лимит легче уложиться, прибегнув к комплексному применению изделий из пенобетона.
Применение пенобетонных блоков (плотность бетона 900 - 1200 кг/м3, состав: цемент, песок и пена) для кладки стен дает целый ряд преимуществ. На 1 кв. м наружной стены расходуется в 5 раз меньше раствора, чем при кирпичной кладке, стена получается тоньше, и трудоемкость ее возведения снижается примерно в 4 раза.
Блоки очень удобны для зимней кладки "на замораживание", поскольку хорошо сохраняют тепло и не дают раствору быстро оттаять в швах, а благодаря незначительному весу не оказывают большого давления на кладочный шов. В результате кладка при оттаивании не "плывет". Высокая точность геометрических размеров блоков (+1 мм) упрощает соблюдение вертикальности стен и позволяет вести кладку на кладочных составах с толщиной шва 2 - 3 мм, что по плечу даже неспециалисту. В то же время прочность блоков позволяет строить дома высотой до 5 этажей при условии комплексного применения конструкций из пенобетона.
Помимо этого можно производить штучные изделия из пенобетона. Это могут быть блоки нестандартных размеров.
Сборные панели
Нормальная плотность, принятая для этой области использования, изменяется от 1200 до 1600 кг/м3. Выбор плотности обычно зависит от требуемой прочности и размеров (то есть толщины и др.).
Там, где используются многослойные панели из тяжелого бетона и пенобетона, желательно после укладки тяжелого бетона сразу же укладывать пенобетон, чтобы сцепление между двумя материалами было однородным.
Кладка из легких блоков
Легкий пенобетон - идеальный материал для производства легких блоков для кладки без автоклавного процесса. Плотность, которая обычно используется, варьируется между 600 и 1100 кг/м3 в зависимости от требуемой прочности и необходимой теплоизоляции.
Многослойные панели со штукатурными слоями, армированными волокнами, в которых пенобетон использован как наполнитель, имеют высокую несущую способность при использовании в качестве переборок в зданиях офисов, торговых центров и во внутренних стенах жилых зданий и квартир (300 - 600 кг/м3, состав: цемент и пена).
Покрытия полов
Слоем пенобетона скрепляют керамические плитки, плиты мраморного мощения, цементные плитки и т. д. Вообще бетон с плотностью 500 кг/м3 используется, чтобы получить тепло- и звукоизоляцию при небольшой нагрузке на структуру. Минимальная толщина такого покрытия 400 мм.
Перед укладкой материала на существующий пол поверхность должна быть увлажнена, но не сильно.
Пенобетон применим для полов, которые должны быть покрыты ковром, паркетом, виниловыми плитками и т. д. Наиболее подходящая плотность в этом случае 1100 кг/м3 с отношением цемента к песку 2:1. Покрытие укладывают, и через 24 ч после укладки осторожно штукатурят.
Теплоизоляция для крыш
Идеальная плотность для этой цели 500 кг/м3 с составом из цемента и пены. Минимальная толщина покрытия не менее 40 мм. Рекомендуется, чтобы поверхность перед покрытием была чуть влажной.
Пенобетон используют для заполнения пустот в кирпичной кладке подземных стен, изоляции в пустотелых блоках и любом другом заполнении, где требуются высокие изоляционные свойства (300 - 600 кг/м3, состав: цемент и пена).
Этот далеко не полный перечень сфер применения пенобетона в современной строительной индустрии свидетельствует о хороших перспективах его применения.
Источник: "Строй - Инфо"
