Строительство и архитектура/ 4.Современные строительные материалы

Кушев А.О., магистрант

Оспанова Ж.Н., к.т.н., доцент

Евразийский национальный университет им. Л. Н. Гумилева, Казахстан

Сравнительный анализпенобетона и газобетона, преимущества и недостатки

Энергосберегающие технологии в производстве строительных материалов стали одним из основных направлений развития индустрии западной цивилизации. Научно доказано, что экономить энергию значительно выгодней, чем наращивать ее производство. В связи с этим одним из приоритетных направлений является производство строительных материалов на мини-заводах, потребляющие меньшее количество энергии и требующие малую площадь для технологической линии производства.

Пенобетон — ячеистый бетон, имеющий пористую структуру за счёт замкнутых пор (пузырьков) по всему объёму, получаемый в результате твердения раствора, состоящего из цемента, песка, воды, и пенообразователя. В таких бетонах часть пор создается пенообразующими добавками. Прочность пенобетона зависит от объёмного веса, вида и свойств исходных материалов, а также от влажности бетона. Ячеистый бетон изготовлен на цементном вяжущем. Поэтому он продолжает набирать прочность ещё дли- тельное время. Используется: в классическом строительстве домов, в монолитном домостроении, используется для тепло- и звукоизоляции стен, крыш, полов, плит, перекрытий. Еще одной особенностью пенобетона является то, что технология производства достаточно простая и не требует большого вложения капитала. Благодаря пористой структуре пенобетон имеет ряд преимуществ:

- он обладает намного лучшими теплоизоляционными свойствами, чем обычный бетон. Но несравнимо более худшими, чем, например, пенопласт, минеральная вата или пеностекло;

- экологическая чистота аналогична бетону;

- пенобетон более гидроустойчив, чем газобетон, имеющий сквозные поры. Но менее, чем обычный бетон.

- из-за своей структуры пенобетон имеет относительно низкую механическую прочность, ориентировочно на порядок меньшую, чем у обычного бетона, и тем более уж совершенно несравнимую с железобетоном – это и является главным недостатком.

В связи с этим необходим поиск новых путей решения для производства пенобетона, позволяющий получить прочный, морозостойкий и трещиностойкий материал.

В настоящее время удалось добиться мобильности пенобетонных мини-заводов, смонтировав все технологические элементы оборудования на единой раме, с колесами и грузовыми петлями для удобства транспортировки по стройплощадке. Мобильность мини-завода является большим преимуществом, так как отпадает потребность в транспортных средствах для доставки материала на объект, что вы свою очередь снижает стоимость строительства.

Рис. 1 – Мини-завод на колесах для производства пенобетона

Изделия из ячеистых бетонов лучше всего адаптированы к сложным климатическим условиям Северного и Центрального Казахстана. При этом применяются две разновидности ячеистых бетонов: газобетон автоклавного твердения и пенобетон неавтоклавного твердения. Наиболее распространены 5 классов пенобетона: 300, 400, 500, 600

Пенобетон по своим свойствам уступает газобетону по структурной прочности и влажностной усадке. Однако пенобетон также имеет ряд преимуществ по сравнению с газобетоном, связанных со строением его пористой структуры – пенобетон имеет замкнутую пористость. Благодаря этому можно обеспечить прочность пенобетона равной и выше чем у газобетона. Одним из способов получения такой прочности является механоактивация вяжущего и применения модифицирующих добавок. При производстве пенобетона используются только цемент, песок, вода и пенообразователь. При этом очень важно использование нужной марки цемента, а также соответствие заполнителя ГОСТ 8736-93 «Песок для строительных работ».

Требования к воде. Вода должна быть чистой без примесей с рабочей температурой 30-40°С. Жесткость воды также влияет на вспенивание пенообразователя, если вода слишком жесткая, рекомендуется использовать промышленные смягчители.

Требования к заполнителю. В качестве заполнителя в основном используют песок любого происхождения. Фракция песка должна быть не больше 2 мм, так как от крупности заполнителя напрямую зависит конечная прочность пенобетона, чем мельче песок, тем выше прочность; илистые и глинистые вложения не должны присутствовать.

Требования к вяжущему. Цемент должен быть без добавок, лучше всего подходит цемент марки М400 и М500Д0.

Например, для производства пенобетона марки D400 в количестве 1 куб. м, который имеет низкий класс прочности и из-за этого используется только в качестве теплоизоляционного материала, соотношение компонентов будут иметь такие показатели:

1. Цемент – 300 кг.

2. Песок – 120 кг.

3. Пенообразователь – 0,85 кг.

4. Вода – 160 л.

К более прочному и универсальному стройматериалу относятся пенобетон марок от D600 до D1000, которые считаются конструкционно-теплоизоляционными видами. Они отлично подходят для строительства небольших домов и коттеджей, а также для возведения зданий в регионах с невысокой сейсмической опасностью. Так, для производства 1 м куб. пенобетона марки D600 понадобится:

1. Цемент – 330 кг.

2. Песок – 210 кг.

3. Пенообразователь – 1,1 кг.

4. Вода – 180 л.

В состав 1 м куб. пеноблока марки D800 входят компоненты с такой пропорцией:

1. Цемент – 400 кг.

2. Песок – 340 кг.

3. Пенообразователь – 1,1 кг.

4. Вода – 230 л.

Пенообразователи бывают 2 видов — синтетические и белковые. По сравнению с синтетическими пенообразователем белковые пенообразователи имеют ряд преимуществ, а именно:

- практически не влияет на увеличение срока схватывания и твердения пенобетонной массы;

- слабо влияют на прочность пенобетона в худшую сторону;

- очень высокая стойкость пенобетонной массы;

- слабая устойчивость к различным ускорителям, но их добавление обычно и не требуется;

- возможность получать пенобетоны плотностью от 300.

Преимущества пенобетонных блоков:

· Наличие закрытой пористой структуры (все пузырьки материала изолированы друг от друга), в отличие от газобетонной — со сквозными порами, обеспечивает высокую водонепроницаемость пенобетона. Благодаря малому водопоглощению изделия из пенобетона обладают хорошими морозостойкими и теплозащитными характеристиками. Пенобетонные блоки могут применяться на стыках «холод-тепло» и в конструкциях, работающих при повышенной влажности. Использование газобетонных изделий в таких эксплуатационных условиях недопустимо.

· Пенобетон, в отличие от газобетона, является экологически чистым материалом. Пенобетоны — биостойкие, не подвержены старению и гниению. Для их производства используют природное и экологически безопасное сырье, что делает этот материал полностью безвредным для человека.

· Прекрасные звукоизоляционные свойства обусловлены структурой пенобетона, который не поглощает звуковые волны, а отражает их, особенно — низкочастотные, вредные для человеческого организма.

Пенобетон — легкий, огнестойкий материал, простой в обработке и укладке.

Ответить на вопрос, что лучше, пенобетон или газобетон, достаточно просто, так как превосходство большинства эксплуатационных характеристик пенобетонных изделий, по сравнению с газобетонными блоками, и невысокие затраты на производство обеспечивают пенобетонам широкое применение в современном строительстве.

Использование данных рекомендации, а также правильной дозировки в конечном счете влияет на качество пенобетона, что в свою очередь расширяет области его применения не только как теплоизоляционного материала, но и как несущей конструкции.

Дальнейшие исследования будут направлены на совершенствование структуры и свойств пенобетона путем его рецептурно-технологической модификации и внедрения в производство мини-заводов, которая на сегодняшний день легко реализуема благодаря простоте технологических операции производства, а также использования доступных материалов.

Литература:

1. Кауфман Б.Н «Производство и применение пенобетона в строительстве», 1940.

2. Хоменко В.Г. «Справочник по теплозащите зданий», 1996г.

3. Розенфельд Л.М. «Исследования пенокарбоната», 1955.