Применение лёгких бетонов в малоэтажном и индивидуальном строительстве считается прогрессивным и целесообразным: сокращаются сроки работ, снимается преобладающая часть нагрузок на фундамент, удешевляется само строительство. Вместе с тем существуют определённые опасения, касающиеся качества готового проекта – долговечным ли будет здание?
Помимо обоснования применения лёгких бетонов, часто требуется заключение авторитетной лаборатории, специализирующейся в области экспертизы строительных объектов. По заключению специалистов можно принять единственно верное решение.
Пено- и газобетон как разновидности ячеистых бетонов
Общее у материалов то, что в виде готовой продукции они представляют собой пористые вещества, что снижает плотность материала и вес изделия. Но дальше начинаются различия.
Блоки пенобетона могут изготавливаться непосредственно на стройплощадке. Для этого подготавливают опалубку нужной конфигурации, куда заливают бетонную смесь, разбавленную пенообразующими компонентами органического и/или синтетического происхождения. После затвердевания в естественных условиях пеноблок готов к применению.
Формирование газоблока должно происходить исключительно в условиях специализированного предприятия – этого требует сложный состав необходимых составляющих, куда входят не только природные стройматериалы, но и алюминиевая паста. Смесь загружается в автоклав и после добавления пасты происходит реакция восстановления с образованием водорода. Этот газ способствует образованию пор при соответствующем увеличении объёма смеси.
Нормируемые показатели ячеистых бетонов для конструкционного применения согласно техническим требованиям ГОСТ 25485-89 составляют:
- Диапазон классов прочности на сжатие – от В1 до В10;
- Пределы морозостойкости – от F15 до F100;
- Усадка, мм/м – от 0,5 до 3,0 (меньшие значения отвечают изделиям, изготовленным в промышленных условиях);
- Теплопроводность, Вт/м∙град – 0,12…0,24;
- Предел прочности на сжатие, МПа – 5,5…10,0;
- Предел прочности на разрыв, МПа – 0,4…1,6;
- Сорбционная влажность, % - 8…22.
Маркировка пено- и газобетонов выполняется по их плотности: от D500 до D1000.
Естественно, что для пенобетонных блоков выдержать приведенные технические требования сложнее, поэтому образцы готовой продукции из пенобетона подвергаются более тщательной строительной экспертизе. При этом объём выборки может быть меньше требуемого.
Суммарное содержание воздуха в ячеистых бетонах составляет не менее 15…25 %.
Подготовительные операции
На подготовительных стадиях изготовления продукции из ячеистых бетонов принимают во внимание не только объём выпуска, но и затраты на технику и технологию.
Пено- и газобетон отличаются удобством подготовки сырья, небольшим удельным весом, при малом расходе наполнителя и превосходной теплоизоляции обустраиваемых помещений, Прочностные показатели и долговечность заведомо ниже, но она может быть проконтролирована перед началом производства блоков.
Для пенобетона требуется смеситель, причём процесс перемешивания необходимо проводить под повышенным давлением, для чего используются пеногенератор, или специальный насос, который устанавливаются сверху смесителя. Теоретически на строительной площадке можно установить оба типа техники, но парогенератор имеет в своей конструкции достаточное количество движущихся частей. Поэтому предпочтение отдают насосам, хотя они сложнее при регламентном обслуживании. Транспортировку и заливку смеси для образования пены (особенно на небольшие расстояния) можно выполнять при помощи шлангов .
Смесительные установки, осуществляющие подготовку газобетона, представляют собой миксеры, снабжённые вращающимися лопастями. Скорость вращения лопастей должна быть достаточной для обеспечения должной равномерности смеси. Часто бывает, что на заводе нет устройств напорного слива. Если расстояние до форм невелико, смесь возможно выгрузить самотёком, используя соответствующую разницу в высотах. Если миксер устанавливается непосредственно на стройплощадке, то он снабжается транспортировочными колёсами.
Формовочная опалубка должна отвечать следующим требованиям:
- Обеспечивать размерную точность продукции;
- Снабжаться замками, которые исключают утечку сырья;
- Иметь низкую шероховатость поверхности.
Лучший материал для изготовления форм многоразового потребления – тонкостенный листовой прокат, который усиливается трубными профилями. Опалубка для формовки пенобетонных блоков изготавливается непосредственно на площадке, поэтому более трудоёмка. В основном это происходит потому, что для изготовления элементов опалубки применяется более тяжёлый толстолистовой металл. Снизить его т олщину, не теряя жёсткости, можно накаткой рифлений.
Технология производства
Системы дозирования газо- и пенобетона принципиальных отличий между собой не имеют, поскольку оба вида обладают примерно одинаковыми механическими характеристиками. Поскольку пенобетон производится под конкретный объект, то резать отформованные в опалубке блоки не нужно (в крайнем случае, можно применить переносные механические пилы).
Для набора необходимой прочности пенобетону требуется от 7 до 24 часов 20 часов: время окончательного схватывания зависит от времени года, влажности, а также наличия на площадке нагревательного оборудования.
Для газобетона, производимого в индустриальных масштабах, резка является обязательным переходом. Разделку полуфабриката можно производить уже через 2…3 часа. Для этого используют высокопроизводительные струнные ручные пилы или автоматическое оборудование, имеющееся на предприятии
Для получения готового блока в опалубке последовательно смешивают в воде песок, цемент и выбранные образователи пены, которая далее направляется в смеситель. Вследствие высокого давления воды в процессе перемешивания возникают пузырьки, которые сразу же обволакивают частицы вяжущего вещества. После заливки отвердевающую смесь необходимо выдержать до 10…20 часов (в зависимости от марки пенобетона).
Применение такой технологии сопряжено с некоторыми трудностями:
- Обеспечением стабильности пенообразования;
- Нестабильной плотностью продукта;
- Более продолжительном схватыванием.
Для изготовления пенобетона необходимо использовать только холодную воду, поскольку при повышении температуры воды более 600С пена не образуется. С другой стороны, со снижением температуры воды прочность схватывающегося ячеистого бетона снижается, что вынуждает увеличивать время схватывания (иногда – до суток).
В качестве пенообразователей можно использовать лауретсульфат натрия или сульфат лаурилового эфира натрия - о моющее и поверхностно-активное вещество, которое содержится во многих продуктах личной гигиены (мыло, шампуни, зубные пасты и т. Д.). Это недорогой и эффективный пенообразователь. Менее часто применяют лаурилсульфат натрия (также известный как додецилсульфат натрия) и лаурилсульфат аммония.
Существует два основных типа вспенивателей: газы при температуре, равной температуре образования пены, и газы, образующиеся в результате химической реакции. Двуокись углерода, пентан и хлорфторуглероды являются примерами первых. Пенообразователи, которые выделяют газ в результате химических реакций, включают разрыхлитель, азодикарбонамид, гидрид титана и изоцианаты (когда они реагируют с водой).
Перспективно применение пенообразователей на белковой основе, хотя он и требует сравнительно больше энергии для вспенивания. Он готовится в присутствии Ca (OH)2 и небольшой порции NaHSO3. Для повышения стабильности пенообразователя его модифицируют с добавлением нескольких видов гелей и поверхностно-активных веществ, например, алкилбензолсульфоната.
Ячеистые бетоны имеют очень хороший потенциал, который помогает структурировать его применение. Использование правильной категории пенообразователя имеет огромное значение для таких показателей как механические свойства бетона, его сопротивление разрыву и т. д. Синтетические пенообразователи - это химические вещества, которые снижают поверхностное натяжение жидкости. Обычно они для изготовления газо- и пеноблоков, кирпичей, где требуется высокая плотность и сравнительно небольшая энергия образования. Настоятельно рекомендуется использовать синтетические пенообразователи именно в тех областях строительства, где потребность в лёгком бетоне постоянно возрастает.
Как выбирать тип ячеистого бетона
Производители обычно принимают во внимание, что оборудование, при помощи которого изготавливают газобетон, является более технически сложным, хотя и более универсальным. Сказывается также значительная трудоёмкость изготовления опалубки и трудности с циркуляцией воздуха внутри неё. Поэтому поставка блоков из газобетона оправдывает себя в условиях массового производства продукции.
Учитывая условия изготовления пенобетона, опытные образцы перед началом основной заливки подлежат проверке по следующим параметрам:
- Фактической усадке. Контролируется на образцах из той же партии и состоит в сравнительной оценке размеров образца до и после высыхания. Предельная деформация усадки под давлением не должна превышать 0,35 %; чем меньше плотность пены на цементной основе, тем выше деформация;
- Предельному числу микродеформаций образца до начала трещинообразования. Для бетона, не содержащего золу, это число не должно превышать 1600…1800, если пенобетон содержит до 60% золы, число микродеформаций будет меньше – до 1200;
- Плотности материала после схватывания, которая не может быть ниже 1500…1600 кг/м3;
- Плотности основного вяжущего материала – цемента, которая не должна быть ниже 400 кг/м3.
При неудовлетворительных результатах экспертизы в состав пенобетона (структурный состав газобетона в производственных условиях гарантируется практически всегда) следует вносить следующие изменения:
- Использовать только мелкий песок, поскольку с ростом крупности (более 5…8 мм) песок оседает и препятствует пенообразованию.
- Применять песок пониженной плотности (модуль крупности менее 1,5). Сюда же входят различные неорганические добавки.
- Активно использовать нестандартные заполнители гранулированный пластик, частицы стекла, вермикулита и т.д., которые улучшают качество готового продукта.
- Использовать технологию предварительной формовки пены.
Специализированная строительная лаборатория «СтройЭкспертЭкология» имеет богатый опыт различных экспертиз образцов из газо- и пенобетона. Имеющееся оборудование, квалифицированные кадры и совершенные методики испытаний гарантируют потребителям достоверность результатов и помогут избежать ошибок при использовании ячеистых бетонов в строительстве.