Строительство и архитектура / 4.Современные строительные материалы

Д.т.н. Черкасов В. Д., аспирант Ушкина В. В.

ФГБОУ ВО «Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарёва»

Пенобетоны на основе белкового пенообразователя из послеспиртовой барды

Стоимость ячеистых бетонов сильно зависит от применяемой технологии их изготовления. Одним из главных факторов удорожания является использование автоклавного твердения, которое с другой стороны обеспечивает высокие физико-механические свойства получаемого материала. Исключение высокотемпературной обработки ставит перед производством ряд проблем, требующих решения [1]: снижение расхода вяжущего; обеспечение высоких прочностных показателей; повышение скорости твердения; достижение равномерной пористой структуры; снижение деформативности.

С другой стороны, пенобетоны неавтоклавного твердения имеют ряд неоспоримых преимуществ: низкие капиталовложения, сокращение энергозатрат за счет исключения процессов помола и «термосного» выдерживания изделий, возможность значительного повышения прочностных показателей во времени (в 2 раза за 2 года) [2]. Неавтоклавные пенобетоны могут производиться как на строительной площадке, так и в заводских условиях [3].

Прочность пенобетона определяется свойствами используемых материалов: маркой и активностью цемента, дисперсностью наполнителя, стойкостью пены и кратностью пенообразующего раствора. На свойства материала оказывает использование добавок [1]. Однако, рациональный выбор пенообразователя позволяет улучшить характеристики бездобавочных пенобетонов.

Актуальной задачей современного материаловедения является разработка составов пенобетонов на основе новых пенообразователей и исследование их свойств.

В качестве пенообразователя взят белковый пенообразователь микробного синтеза на основе послеспиртовой барды [4], наполнителя – известковая мука.

Одной из главных проблем при разработке неавтоклавных пенобетонов является тот факт, что пенобетонная масса подвергается осадке в процессе твердения, что приводит к изменению плотности. Проведены исследования влияния наполнителя на осадку пенобетонной массы (Рисунок 1).

Рисунок 1 – Осадка пенобетона

Как видно из приведенных данных точка с минимальной осадкой соответствует содержанию наполнителя 30 %.

На прочность пенобетона влияют не только его состав, но и условия его приготовления, такие как время перемешивания, скорость вращения мешалки и т.д. При высокой скорости вращения происходит разрушение структуры пены и плотность итогового пенобетона возрастает. Опытным путем был подобран режим работы мешалки обеспечивающий полное промешивание смеси при сохранении плотности итогового пенобетона. Частота вращения мешалки составила 200 об/мин.

В ходе эксперимента определены время перемешивания и содержание наполнителя, обеспечивающие необходимую прочность (таблица 3).

Как видно из таблицы, количество наполнителя не соответствует условиям минимальной осадки, однако, ее значение при выбранном содержании известковой муки является допустимым. Составы пенобетонов приведены в таблице 4.

Таблица 3

Условия получения пенобетона

Плотность пенобетона, кг/см3	Количество наполнителя, %	Время перемешивания, мин	Прочность на сжатие, МПа
300	20	4,5	0,45
500	20	4,5	1,39
700	20	3	2,20

Таблица 4

Состав для приготовления 1 м³ пенобетона

Материалы	Плотность пенобетона, кг/м3
	300	500	700
Цемент, кг	209	348	487
Известковая мука, кг	52	87	122
Вода, кг	167	239	304
Гидролизат, л	12,0	10,1	8,3
Стабилизатор (раствор сульфата железа III 20%), л	0,9	0,8	0,6
Вода для приготовления пенообразователя, л	47,0	39,4	32,5

Опытно-промышленное внедрение показало следующие свойства пенобетона на основе пенообразователя из послеспиртовой барды (таблица 5).

Таблица 5

Характеристики пенобетона плотностью 700 кг/м³

ρср, кг/м^3	Прочность при изгибе, МПа	Прочность при сжатии, МПа
710	0,26	2,75

Таким образом, показана возможность получения неавтоклавного бетона теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного назначения с использованием нового белкового пенообразователя.

Литература:

1. Дашицыренов Д. Д. Эффективный пенобетон на основе эффузивных пород / Д. Д. Дашицыренов, М. Е. Заяханов, Л. А. Урханова // Строительные материалы. – 2007. – № 4. – С. 50-51.

2. Ухова Т. А. Перспективы развития производства и применения ячеистых бетонов / Т. А. Ухова // Строительные материалы – 2005. – №1. – С. 18-20.

3. Шлегель И. Ф. К вопросу оценки качества ячеистых бетонов/ И. Ф. Шлегель, А. Н. Булгаков, Ю. Г. Афанасьев // Строительные материалы. – 2003. – № 6. – С. 13-15.

4. Черкасов В. Д. Белковый пенообразователь на основе продуктов микробного синтеза для производства ячеистых бетонов / В. Д. Черкасов, В. В. Ушкина // Региональная архитектура и строительство. – 2015. – №2. – С. 51-56.