Газобетон, пінобетон порівняння, порівняння газобетону та пінобетону, бетон

• Введення в ніздрюваті бетони

Пористий бетон - штучний кам'яний матеріал на основі мінерального в'яжучого речовини і кремнеземистого компонента з рівномірно розподіленими за обсягом порами.

Залежно від вимог до виробів і технології виробництва, як в'язкий наповнювач можуть використовуватися: цемент, вапно, гіпс або їх композиції, а як дисперсний: пісок (мелений або немелений) або зола ТЕЦ.

Залежно від технології виготовлення різняться пінобетон і газобетон. У пінобетоні поризація виробляється за рахунок введення піноутворювачів, а в газобетоні за рахунок речовин, що виділяють газ при хімічних реакціях, зазвичай порошкоподібний алюміній. Під час проходження реакції між металевим алюмінієм та лугом виділяється водень, який і поризує суміш. Пористість пористого бетону порівняно легко регулювати в процесі виготовлення, в результаті одержують бетони різної щільності та призначення. Комірчасті бетони ділять на три групи:

теплоізоляційні, щільністю у висушеному стані не більше 500 кг/м3;
конструкційно-теплоізоляційні (для огороджувальних конструкцій), щільністю 500-900 кг/м3;
конструкційні (для залізобетону), густиною 900-1200 кг/м3.

• Матеріали для пористого бетону.

В'язким для цементних пористих бетонів зазвичай є портландцемент. Безцементні ніздрюваті бетони (газо- і піносилікат) автоклавного твердіння виготовляють, застосовуючи мелене негашене вапно. В'яжуче застосовують разом із кремнеземистим компонентом, що містить двооксид кремнію.

Кремнеземистий компонент (мелений кварцовий пісок, річковий пісок, зола-винесення)ТЕС і мелений гранульований доменний шлак) зменшують витрату в'яжучого, усадку бетону і підвищують якість пористого бетону. Кварцовий пісок зазвичай розмелюють мокрим способом та застосовують у вигляді піщаного шламу. Подрібнення збільшує питому поверхню кремнеземистого компонента та підвищує його хімічну активність.

Зазвичай, дуже економічно вигідно застосування побічних продуктів промисловості (золо-віднесення, доменних шлаків, нефелінового шламу) для виготовлення пористого бетону.

Утворення пор в розчині може здійснюватися двома способами: хімічним, коли в тісто в'яжучого вводять газоутворюючу добавку і суміші відбуваються хімічні реакції, що супроводжуються виділенням газу; механічним, що полягає в тому, що тісто в'яжучого змішують з окремо приготованою стійкою піною. Залежно від способу виготовлення комірчасті бетони ділять на газобетон та пінобетон.

• Газобетон та автоклавний метод

Газобетон готують із суміші портландцементу (часто з добавкою повітряного вапна або їдкого натру), кремнеземистого компонента та газоутворювача. За типом хімічних реакцій газоутворювачі поділяють такі види: вступають у хімічні взаємодію Космосу з в'язким, чи продуктами його гідратації (алюмінієва пудра); що розкладаються з виділенням газу (пергідроль); взаємодіють між собою і виділяють газ в результаті обмінних реакцій (наприклад, мелений вапняк та соляна кислота).

Найчастіше газоутворювачем служить алюмінієва пудра, яка, реагуючи з гідратом окису кальцію, виділяє водень.

Литєва технологія передбачає виливок виробів, як правило, в окремих формах з текучих сумішей, що містять до 50-60% води від маси сухих компонентів (водотверде відношення В/Т = 0,5-0,6). При виготовленнігазобетону, застосовувані матеріали - в'яжуче, піщаний шлам і вода, дозують і подають до самохідного газобетонозмішувача, в якому їх перемішують 4-5 хв; потім у приготовлену суміш вливають водну суспензію алюмінієвої пудри і після подальшого перемішування тіста з алюмінієвою пудрою, газобетонну суміш заливають у металеві форми на певну висоту, з таким розрахунком, щоб після спучування форми заповнені доверху.

Надлишок суміші ("окраєць") після схоплювання зрізують дротяними струнами. Для прискорення газоутворення, а також процесів схоплювання і твердіння застосовують гарячі суміші на підігрітій воді з температурою в момент заливання у форми близько 40°С.

Теплову обробку бетону виробляють переважно в автоклавах серед насиченої водяної пари при температурі 175-200°С і тиску 0,8-1,3 МПа. Отже, для одержання газобетону потрібне таке:

замішати розчин з усіма компонентами
вилити у форму, де він "спучується" під дією хімічної реакції
видалити надлишки суміші ("шапку")
провести автоклавну обробку

• Пінобетон. Технологія виробництва, неавтоклавний метод

Існує декілька технологій виробництва пінобетону. Детальний розгляд технологій та їх порівняння буде розглянуто далі. Технологія виготовлення пінобетону досить проста. До цементно-піщаної суміші додається піноутворювач або готова піна. Після перемішування компонентів суміш готова для формування різних будівельних виробів: стінових блоків, перегородок, перемичок, плит перекриття і т.д. Такий пінобетон з успіхом можна використовувати для заливання у форми, підлоги, покрівлі, а також для монолітного будівництва.

На відміну від пористого газобетону, при отриманніпінобетону використовується менш енергоємна безавтоклавна технологія. Крім простоти виробництва, пінобетон має і безліч інших позитивних якостей. Наприклад, у його приготування легко вдається надати цьому матеріалу необхідну щільність шляхом зміни подачі кількості піноутворювача. В результаті можливе отримання виробів щільністю від 200 кг/м3 до граничних значень легкого бетону 1200-1500.

• Порівняння пінобетону та газобетону

Газобетон має дві переваги - він міцніший і на нього легше лягає штукатурка. За рештою параметрів він поступається пінобетону. Пінобетону (на відміну газобетону) властива закрита структура пористості, тобто бульбашки всередині матеріалу ізольовані друг від друга. У результаті, за однакової щільності, пінобетон плаває на поверхні води, а газобетон тоне. Таким чином, за рахунок низького водопоглинанняпінобетон має більш високі теплозахисні та морозостійкі характеристики. Завдяки цим властивостям, пінобетон може використовуватись у місцях підвищеної вологості та на стиках "холод – тепло", тобто. там, де застосування газобетону є неприпустимим. Пінобетон взагалі не вбирає вологу, на відміну газобетону, має наскрізні пори, т.к. Структура пінобетону - це скріплені між собою замкнуті бульбашки - звідси і назва - "пінобетон".

Також, пінобетон, на відміну газобетону, є екологічно чистим матеріалом. Через перераховане вище, більшість робіт з утеплення покрівлі, трубопроводів, зовнішніх стін, підвалів та фундаментів проводять за допомогою пінобетону. Відповідно, і на перегородки більшість будівельників воліє використовувати пінобетонні блоки.

Важливо: зростання міцності неавтоклавного пінобетону значновідрізняється від зростання міцності звичайного бетону. При природному твердінні звичайний бетон набирає 90-100% своєї міцності, а пінобетон за цей час лише близько 50%. решту міцності пінобетон набирає протягом 6 місяців

• Порівняння пінобетону та пінополістиролу

Головні переваги пінобетону перед пінополістиролом: - не горючий - протягом 50 років експлутаційні властивості покращуються, пінополістирол значно погіршує свої властивості протягом 10 років - не їдять миші

Нижче наведено результати досліджень пінополістиролу:

Результати обстежень будівель та споруд із зовнішніми стінами та покриттями, утепленими пінополістиролом, показують, що пінополістирол має ряд особливостей, які не завжди враховуються будівельниками. Стабільність теплофізичних характеристик пінополістиролу в умовах експлуатації залежить від технології його виготовлення та сумісності з іншими будівельними матеріалами. Не можна не враховувати і впливу ряду випадкових експлуатаційних факторів, що прискорюють процес деструкції пінополістиролу. Це підтверджується різними термінами служби, які встановлюють вітчизняні фахівці в межах від 13 до 80 років на пінополістирол, найчастіше з однаковими фізичними властивостями. Закордонні спеціалісти встановлюють гарантований термін служби 15-20 років. Рідше надаються гарантії до 30 років. При цьому не виключається можливість більш тривалої експлуатації теплоізоляції при погіршенні фізичних властивостей.

До введення нових норм теплоізоляції стін та покриттів проблема розробки методики не стояла через малий обсяг застосування пінополістиролу. Наприклад, у тришарових залізобетонних панелях та стінах з гнучкими металевими зв'язками було достатнім приймати товщину пінополістирольних.плит 4 - 9 см у будинках, що зводяться практично по всій Україні від Краснодара до Якутська. І, як правило, у капітальних житлових та громадських будівлях пінополістирол застосовувався в поодиноких випадках. Згідно з новими нормами, товщину пінополістирольного шару в стінах і панелях з гнучкими металевими зв'язками доводиться збільшувати, відповідно, до 15-30 см. При підвищеній товщині утеплювачів у стінах зростають усадкові явища та температурні деформації, що призводить до утворення тріщин, розривів контактних зон з конструкційними матеріалами, змінюється повітропроникність, паропроникність, і, зрештою, знижуються теплозахисні якості зовнішніх конструкцій, що захищають. У північних регіонах країни, з коротким холодним літом, стіни зі збільшеною товщиною теплоізоляції не встигають увійти в квазістаціонарний вологий стан, що призводить до систематичного накопичення вологи та прискореного морозного руйнування, зниження терміну служби та частіших капітальних ремонтів.

Щоб уявити наслідки впливу хімічних факторів, було досліджено дію розчинників на пінополістирольні плити. Як хімічні реагенти використовували бензин, ацетон, уайт-спірит і толуол, тобто речовини, що входять до складу багатьох фарб, що застосовуються в будівництві та ремонті. При вплив зазначених речовин у рідкому стані настало повне розчинення зразків пінополістиролу через 40-60 с. У парах (в ексікаторах) повне розчинення відбулося через 15 діб. Добре відомо, що пінополістирол має низьку вогнестійкість. Але головна небезпека для конструкцій стін полягає не в низькій вогнестійкості пінополістиролу, а в його низькій теплостійкості. До займання при t=80-90 0 C у пінополістиролі починають розвиватися процеси деструкції зі зміною обсягу та виділеннямшкідливі речовини. Локальні пожежі, що відбуваються, в окремих квартирах будинків в результаті поширення температурної хвилі знищують утеплювач у стінах поряд розташованих квартир. Проведені дослідження на бетонних, розчинних і керамічних зразках (30х30х20см) з внутрішніми порожнинами, заповненими пінополістиролом (20х20х10см) показали, що їх витримування при температурі 100-110 0 С протягом двох годин призводить, практично, до повної деструкції обсязі у 3-5 разів. При цьому відібраний з порожнин газ містив шкідливі речовини. Рясне виділення шкідливих речовин почалося при температурі 80 0 С, що характеризує початок процесу склування, і тривало до розплавлення пінополістиролу. Деяка частина газів була поглинена бетоном, розчином, керамікою.

Значні зміни теплотехнічних властивостей плит відбуваються внаслідок порушення технологічного регламенту під час виконання будівельних робіт. Наприклад, на другому році експлуатації торгового підземного комплексу, побудованого на Манежній площі в Москві, зробили розкриття покриття, і при цьому було виявлено на більшості пінополістирольних плит значну кількість раковин та тріщин. В результаті товщина плит змінилася з 77 до 14 мм. Тобто відхилення від проектного значення, що дорівнює 80 мм, склало від 4 до 470%. У цьому щільність пінополістиролу у зоні найтоншої частини плити збільшилася до 120 кг/м3, тобто. більш ніж у 4 рази, що викликало зміну коефіцієнта теплопровідності матеріалу у сухому стані з 0,03 до 0,07 Вт/(м2оС). Термічний опір теплоізоляційного шару покриття в зоні надмірної деструкції пінополістирольних плит став становити 0,32 м2оС/Вт, що відрізняє його від проектного значення, що дорівнює 2,7 м2оС/Вт, більш ніж у 8 разів.

Якості пінополістиролу погіршуються під впливом трьох факторів:

Технологічні, що впливають якість пінополістиролу, негативний прояв яких може бути зафіксовано в умовах експлуатації. Наприклад, до безпресових пінополістиролів можна віднести неповне з'єднання гранул між собою, що збільшує пористу більш пухку структуру. Для всіх пінополістиролів слід відзначити час природного видалення низькотеплопровідного газу з пор та заповнення пор повітрям.
Впливи, що виникають внаслідок виготовлення панелей або зведення стін. До них відносяться фізичні навантаження та вібрування, температурні дії при прогріванні панелей, випадкові дії фарб та інших матеріалів, що містять леткі реагенти, несумісні з пінополістиролом. Вони неминучі і виникатимуть через незнання специфічних властивостей пінополістиролу.
Експлуатаційні систематичні дії, зумовлені внутрішнім експлуатаційним режимом приміщень та мінливістю зовнішнього клімату. Тобто. на природну деструкцію пінополістиролу та накладаються додатково вплив технологічних та експлуатаційних випадкових факторів. Тому природний процес старіння пінополістиролу, що повільно відбувається у часі, дуже прискорюється.

Виходить, що властивості пінополістиролу змінюються від впливу випадкових факторів, і вибір даного матеріалу як утеплювач, економічно невигідний (при експлуатації будівлі більше 10 років) і потенційно небезпечний.