Строительство и архитектура /4. Современные строительные материалы

Татаренко М.М., Токар А.В.

Криворізький національний університет, Україна

Технологія пінобетону, модифікованого сполуками заліза, для монолітного будівництва

Основним напрямком еволюції будівельних технологій є створення міцної і, в той же час, «теплої» зовнішньої стіни, підлоги, та в загалі будь якої іншої огороджувальної конструкції будівлі, на зведення якої знадобиться мінімум часу і матеріально-трудових витрат.

Сьогодні для будівництва багатоповерхових будинків широко застосовується технологія монолітного лиття залізобетонного каркасу, який сприймає основне механічне навантаження, і зведення зовнішніх стін з матеріалів з високими тепло-і звукоізоляційними показниками.

До подібного виду матеріалів за своїми фізичними та технічними властивостями відносяться ніздрюваті бетони, а особливо заслуговує уваги неавтоклавний монолітний пінобетон.

Переваги монолітних конструкцій полягають у високій швидкості монтажу і технологічності виробництва у порівнянні з традиційними технологіями зведення будівель і споруд зі штучних матеріалів, а також при цьому досягається прямий економічний ефект, так як вартість монолітного пінобетону, з урахуванням роботи, нижче вартості тієї ж цегли або блоків. Крім того, виключаються витрати на транспортування, завантаження-розвантаження, укладання штучних елементів тощо.

Пінобетон, як будівельний матеріал відомий вже давно. Але застосування монолітного пінобетону для зведення огороджуючих конструкцій – це новий погляд на багатоповерхове і малоповерхове будівництво.

Застосування монолітного пінобетону щільністю 250…300 кг/м³ дозволяє виготовляти огороджуючи конструкції стін товщиною шару пінобетону 250…300 мм, що відповідає теплозахисту цегляної кладки товщиною 1,5–2 метри.

В каркасному багатоповерховому домобудуванні заміна мінеральних або пінополістирольних утеплювачів монолітним пінобетоном забезпечує пожежостійкість і довговічність будівель.

Принципово вся технологія зводиться до використання з’ємної або нез’ємної опалубки і заливанні в неї неавтоклавного пінобетону.

Основним же недоліком пінобетону можна вважати неоднорідність його структури по висоті шару бетонування. В нижній частині монолітної конструкції пінобетон має більшу щільність ніж у верхній. Це пов’язане у першу чергу з відтоком води по каналах Плато і руйнуванням пінних кульок у пінобетоні. При цьому, застосування прискорювачів твердіння не завжди призводить до бажаних результатів. Найбільше, цей недолік проявляється саме при зведенні вертикальних конструкцій не залежно від застосування будь-якої з існуючих технологій отримання пінобетону і примушує зменшувати висоту бетонування, що значно впливає на строки будівництва.

З метою мінімізації цього негативного фактору на експлуатаційну якість огороджувальних конструкцій з монолітного пінобетону та за для зменшення часу їх зведення шляхом укладання більш високих шарів бетону були проведені дослідження, результатом яких стали передумови розроблення нової технології приготування пінобетонної суміші модифікованої залізовмісними мінеральними комплексами.

Особлива увага була приділена стійкості піни для пінобетону, як одному з важливих чинників для виготовлення вертикальних конструкцій. Властивості пін, як зокрема і властивості пінобетонів, модифікованих залізовмісними добавками, достатньо добре досліджені.

При введенні в піну тонкодисперсних порошків їх частки рівномірно розподіляються по поверхні бульбашок, зміцнюють плівки і подовжують час існування піни. Цей ефект обумовлений тим, що тонкодисперсні частинки, що входять до складу мінеральних порошків, певною мірою перекривають канали Плато, сповільнюючи тим самим процес витікання розчину з міжбульбашкового простору, а також перешкоджають дифузії газу з одних бульбашок в інші, що в подальшому призводить до їх коалісценціі.

Тривалі дослідження в галузі поліпшення властивостей і вдосконалення технології бетонів модифікованих оксидами заліза, привели до розробки нового способу виготовлення пінобетону модифікованого залізовмісними мінеральними комплексами.

Даний спосіб передбачає мінералізацію піни залізовмісним мінеральним порошком ще на стадії її приготування, тобто спочатку порошок змішується з водним розчином піноутворювача, потім проводиться спінювання отриманої суміші з подальшим введенням її до цементно-піщаного розчину приготовленого за традиційною технологією.

В результаті проведених експериментів було доведено, що в процесі приготування мінералізованого пінного розчину, часточки мінералізатора «бронюючи» повітряні бульбашки у піні та додатково перекриваючі рух води по каналах Плато сприяють не тільки збільшенню об’єму готової піни у порівнянні з піною без мінералізатора, а й підвищують її стійкість і міцність.

Запропонована нова технологія приготування пінобетонної суміші дозволить виготовляти пористі бетони заданої щільності при знижених витратах піноутворювача, без зайвих витрат часу та енергоносіїв на приготування піни та пінобетонної суміші. Крім того, підвищена стійкість піни завдяки модифікації її властивостей шляхом додавання залізовмісних мінеральних комплексів дозволить вести бетонування огороджувальних конструкцій більш високими шарами, без погіршення фізико-механічних характеристик цих конструкцій, зменшивши при цьому трудомісткість і вартість робі, а також дозволить скоротити строки будівництва.