1. Введение в ячеистые бетоны

Ячеистый бетон - искусственный каменный материал на основе минерального вяжущего вещества и кремнеземистого компонента с равномерно распределенными по объему порами.

Ячеистые бетоны бывают. 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.

2. 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.

Вспучившие теста вяжущего 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.

3. Газобетон и автоклавный метод

Газобетон приготовляют 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

4. Пенобетон и неавтоклавный метод

Существует несколько технологий производства пенобетона. Наибольшее распространение получили 2 технологии: производство при помощи пеногенератора и в установках кавитационного типа. Технология приготовления пенобетона достаточно проста. В цементно-песчаную смесь добавляется пенообразователь и под давлением смешивается в барокамере. После перемешивания компонентов смесь 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 полов, 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 200 кг/м3 до самых предельных значений легкого бетона 1200-1500.

5. Сравнение пенобетона и газобетона

Газобетон имеет два преимущества - он более прочный и на него легче ложится штукатурка. По всем остальным параметрам он уступает пенобетону. Плюс надо учесть, что стоимость оборудования для производства газобетона исчисляется в сотнях тысячах долларов, а оборудования для производства пенобетона стоит около 100000 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, 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 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 брать пенобетонные блоки.

6. Выводы

Из данной статьи можно сделать однозначный вывод - за производством пенобетона будущее. Причем очень востребованы небольшие производства, которые по заказу смогут лить пенобетон как непосредственно на строительном объекте, так и на своем производстве изготавливать перегородочные блоки.