 |
|
||||||||||||||||
|
История развития пенобетонаИстория ячеистых бетонов началась в начале ХХ века изобретением шведского архитектора А. Эриксона технологии получения искусственного камня, с близкими к дереву характеристиками. В 1924 году этот материал был защищен международным патентом. К 70-м годам пенобетон уже широко использовался в сорока странах по всему миру.
Наша страна также имеет опыт применения пенобетона в строительстве. В 30-ые годы он уже широко применялся для монолитной теплоизоляции кровель промышленных зданий. В 1953 году в Березниках были построены первые цельно-пенобетонные жилые дома. Но поскольку при автоклавной обработке пенобетон показал недостаточную трещиностойкость, в дальнейшем преимущество было отдано газобетонам, особенно после приобретения в конце 50-х годов в Польше десяти заводов автоклавного газобетона мощностью по 174 тысячи кубометров в год.
Заводы пенобетона постепенно закрывались. В Ленинграде остался один пенобетонный завод (изоляционно-сварочный), пущенный в 1958 году для производства монолитной теплоизоляции труб без канальной прокладки. Эта теплоизоляция прошла, успешные эксплуатационные испытания в течение сорока лет работы в сложных грунтовых условиях города и служит до сих пор.
В конце 50-х, в начале 60-х годов, началось преимущественное производство автоклавного газобетона, из которого построено много жилых, общественных, промышленных и сельскохозяйственных зданий. Строились десятки заводов по производству изделий и конструкций из автоклавного газобетона уже по усовершенствованным отечественным технологиям. Но заводов пенобетона не строилось, за исключением Салаватского КПД, построенного по проекту ЛенЗНИИЭПа, который разработал для этого и типовую серию пенобетонных домов (108 серии), сформировавшую новый город.
Несмотря на доминирование газобетона, научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по пенобетону продолжались и намного опередили работы западных учёных.
В ЛенЗНИИЭПе (Ленинградском филиале Академии строительства и архитектуры СССР) в эти годы, по инициативе его создателя проф. П. И. Боженова, было разработано, испытано и нормировано много конструкций из пенобетонов (как ускоренного, так и естественного твердения), в том числе, стеновые блоки и панели, элементы каркаса (колонны, ригели, рамы подвала), многопустотные преднапряжённые панели перекрытий, фундаментные подушки, теплоизоляция подземных трубопроводов, сваи.
В пост перестроечный период, в связи с резким ростом цен на энергоносители, когда автоклавная обработка (да и сами стальные, энергоёмкие автоклавы) стала невыгодной, а требования к теплозащите зданий возросли более чем в 3 раза, вновь возродился интерес к неавтоклавному пенобетону. По сравнению с другими теплоизоляционными материалами, пенобетон морозостоек, долговечен, экологически чист, паропроницаем (дышит), но воздухонепроницаем (не продуваем). Обладает хорошей адгезией к конструктивным слоям, арматуре, отделочным материалам, огнеупорен, биостоек, прост в изготовлении, дешев.
СПбЗНИиПИ, по приказу Госстроя России, назначен головным институтом по применению ячеистых бетонов в жилищно-гражданском строительстве и технологии их производства, а также базовой организацией по их стандартизации. Институт принимал участие в разработке всех нормативных документов по ячеистым бетонам. Все нормативные документы по изготовлению и применению тяжелых пенобетонов, марок Д1000 - Д1800, включая расчёт несущих конструкции, разработаны ЛенЗНИИЭПом и имеют согласования Госстроя.
Ячеистые бетоны, классификация· Введение в ячеистые бетоны
Ячеистый бетон - искусственный каменный материал на основе минерального вяжущего вещества и кремнеземистого компонента с равномерно распределенными по объему порами.
В зависимости от требований к изделиям и технологии производства, в качестве вяжущего наполнителя могут использоваться: цемент, известь, гипс или их композиции, а в качестве дисперсного: песок (молотый или немолотый) или зола ТЭЦ.
В зависимости от технологии изготовления, различаются пенобетон и газобетон. В пенобетоне поризация производится за счет введения пенообразователей, а в газобетоне за счет веществ, выделяющих газ при химических реакциях, обычно порошкообразный алюминий. Во время прохождения реакции между металлическим алюминием и щелочью выделяется водород, который и поризует смесь.
Пористость ячеистого бетона сравнительно легко регулировать в процессе изготовления, в результате получают бетоны разной плотности и назначения. Ячеистые бетоны делят на три группы:
1. теплоизоляционные, плотностью в высушенном состоянии не более 500 кг/м3;
2. конструкционно-теплоизоляционные (для ограждающих конструкций), плотностью 500-900 кг/м3;
3. конструкционные (для железобетона), плотностью 900-1200 кг/м3.
· Материалы для ячеистого бетона.
Вяжущим для цементных ячеистых бетонов обычно служит портландцемент. Бесцементные ячеистые бетоны (газо- и пеносиликат) автоклавного твердения изготовляют, применяя молотую негашеную известь. Вяжущее применяют совместно с кремнеземистым компонентом, содержащим двуоксид кремния.
Кремнеземистый компонент (молотый кварцевый песок, речной песок, зола-унос ТЭС и молотый гранулированный доменный шлак) уменьшают расход вяжущего, усадку бетона и повышают качество ячеистого бетона. Кварцевый песок обычно размалывают мокрым способом и применяют в виде песчаного шлама. Измельчение увеличивает удельную поверхность кремнеземистого компонента и повышает его химическую активность.
Обычно, очень экономически выгодно применение побочных продуктов промышленности (зола-уноса, доменных шлаков, нефелинового шлама) для изготовления ячеистого бетона.
Образование пор в растворе может осуществляться двумя способами: химическим, когда в тесто вяжущего вводят газообразующую добавку и в смеси происходят химические реакции, сопровождающиеся выделением газа; механическим, заключающимся в том, что тесто вяжущего смешивают с отдельно приготовленной устойчивой пеной.
В зависимости от способа изготовления ячеистые бетоны делят на газобетон и пенобетон.
· Газобетон и автоклавный метод
Газобетон приготавливают из смеси портландцемента (часто с добавкой воздушной извести или едкого натра), кремнеземистого компонента и газообразователя.
По типу химических реакций газообразователи делят на следующие виды: вступающие в химические взаимодействие с вяжущим, или продуктами его гидратации (алюминиевая пудра); разлагающиеся с выделением газа (пергидроль); взаимодействующие между собой и выделяющие газ в результате обменных реакций (например, молотый известняк и соляная кислота).
Чаще всего, газообразователем служит алюминиевая пудра, которая, реагируя с гидратом окиси кальция, выделяет водород.
Литьевая технология предусматривает отливку изделий, как правило, в отдельных формах из текучих смесей, содержащих до 50-60% воды от массы сухих компонентов (водотвердое отношение В/Т = 0,5-0,6). При изготовлении газобетона, применяемые материалы - вяжущее, песчаный шлам и вода, дозируют и подают в самоходный газобетоносмеситель, в котором их перемешивают 4-5 мин; затем в приготовленную смесь вливают водную суспензию алюминиевой пудры и после последующего перемешивания теста с алюминиевой пудрой, газобетонную смесь заливают в металлические формы на определенную высоту, с таким расчетом, чтобы после вспучивания формы были заполнены доверху.
Избыток смеси ("горбушку") после схватывания срезают проволочными струнами. Для ускорения газообразования, а также процессов схватывания и твердения применяют "горячие" смеси на подогретой воде с температурой в момент заливки в формы около 40°С.
Тепловую обработку бетона производят преимущественно в автоклавах в среде насыщенного водяного пара при температуре 175-200°С и давлении 0,8-1,3 МПа.
Итак, для получения газобетона нужно следующее:
1. замешать раствор со всеми компонентами
2. вылить в форму, где он "вспучивается" под действием химической реакции
3. удалить излишки смеси ("шапку")
4. провести автоклавную обработку
· Пенобетон и неавтоклавный метод
Существует несколько технологий производства пенобетона. Подробное рассмотрение технологий и их сравнение будет рассмотрено далее. Технология приготовления пенобетона достаточно проста. В цементно-песчаную смесь добавляется пенообразователь или готовая пена. После перемешивания компонентов получается бетон насыщенный пузырьками воздуха плотностью от 250 до 1400 кг\куб.м. Получаемая смесь сразу готова для формирования из нее различных строительных изделий: стеновых блоков, перегородок, перемычек, плит перекрытия и т.д. Такой пенобетон с успехом можно использовать для заливки в формы, пола, кровли, а также для монолитного строительства.
В отличие от ячеистого газобетона, при получении пенобетона используется менее энергоемкая безавтоклавная технология. Кроме простоты производства, пенобетон обладает и множеством других положительных качеств. Например, в процессе его приготовления легко удается придать этому материалу требуемую плотность путем изменения подачи количества пенообразователя. В результате возможно получение изделий плотностью от 250 кг/м3 до самых предельных значений легкого бетона 1400.
· Сравнение пенобетона и газобетона
Газобетон имеет одно преимущество - при одинаковой плотности он прочнее. По всем остальным параметрам он уступает пенобетону. Плюс надо учесть, что стоимость оборудования для производства автоклавного газобетона исчисляется в миллионах долларов, а оборудования для производства пенобетона стоит от 100 000 рублей.
Пенобетону (в отличие от газобетона) присуща закрытая структура пористости, то есть пузырьки внутри материала изолированы друг от друга. В итоге, при одинаковой плотности, пенобетон плавает на поверхности воды, а газобетон тонет. Таким образом, за счет низкого водопоглощения пенобетон обладает более высокими теплозащитными и морозостойкими характеристиками. Благодаря этим свойствам, пенобетон может использоваться в местах повышенной влажности и на стыках "холод – тепло", т.е. там, где применение газобетона недопустимо.
Пенобетон вообще не впитывает влагу, в отличие от газобетона, имеющего сквозные поры, т.к. структура пенобетона - это скрепленные между собой замкнутые пузырьки - отсюда и название - "пенобетон".
Также, пенобетон, в отличие от газобетона, является экологически чистым материалом.
Из-за перечисленного выше, большинство работ по утеплению кровли, трубопроводов, внешних стен, подвалов и фундаментов проводят с помощью пенобетона. Соответственно, и на перегородки большинство строителей предпочитает использовать пенобетонные блоки.
Характеристики пенобетона
Сравнительная таблица конструкций стен из пенобетона
и керамического кирпича
Области применения пенобетона· 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)
· 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 от 250 до 1000 кг/м3. В этом случае нагрузки уменьшаются на 60 %, повышается звукоизоляция за счет пористой структуры пенобетона, температура на поверхности основания повышается на 2-5 С 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 показатели 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 толщина 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.
Для устройства полов и потолков пенобетон должен отвечать требованиям ГОСТ 25485 - 89 "Бетон ячеистый", а качество поверхности полов соответствовать требованиям ГОСТ 13.015.0 - 83. Значительно сокращает время вставания и, соответственно, ускоряет работу ускоритель твердения.
· 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 теплоизоляционных 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.
Наш хороший друг по продаже салонных фильтров для Субару (Subaru)
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
