Состав пенобетона и пенообразователя для него: технология и рецептура

Beton-House com

Сайт о бетоне: строительство, характеристики, проектирование. Соединяем опыт профессионалов и частных мастеров в одном месте

Готовые пеноблоки

Пенобетон используется для возведения ограждающих конструкций малоэтажных сооружений и в качестве утеплителя в конструкциях совместно с другими материалами, которые играют несущую роль (прочность пенобетонных изделий сравнительно низкая). Обычно его выпускают в виде блоков, но развивается и строительство из монолитного пенобетона.

В нашей статье расскажем о составе материала и подборе компонентов, приведем соотношения компонентов — причем, опишем не только смесь для пенобетона, но и пенообразователь. Также кратко захватим технологию, так как рецептура смесей зависит от нее.

Вяжущие

Вяжущей составной частью выступают известь, портландцемент – главное вещество, используемое строителями для возведения любого объекта. Соответствует ГОСТу 10178-85.

Вернуться к оглавлению

Цемент

Портландцемент твердеет под воздействием воды, воздуха. Представляет собой состав из известняка, глины, которые изначально поддали обжиганию. После спекания смеси происходит обогащение силикатом кальция. Качество клинкера – гранул смеси, влияет на прочность, устойчивость, долговечность сооружения. К нему добавляют гипс, позволяющий контролировать период схватывания стандартного цемента.

Портландцемент делится на 3 вида:

• D0 – отсутствуют добавки;
• D5 – смеси имеют меньше пяти процентов минеральных добавок активного действия;
• D20 – количество добавок варьирует от пяти до двадцати процентов, включая 10 % добавок – минералов гидравлического происхождения.

Марка цемента, используемого для пенобетона, плотностью 500 кг / м3, 400 кг / м3 с нулевым количеством примесей. Иногда используют марку 400 – 500, добавки в который составляют больше 5 %.

Вернуться к оглавлению

Известь

Иногда основным вяжущим компонентом выступает известь. Использование извести зависит от технологии изготовления ячеистого бетона. Основные требование к веществу: равномерный обжиг, общая активность выше 75 %, магния в составе меньше полутора процента. Общая активность извести определяется количеством активных окисей кальция, магния.

Известь могут использовать в виде молотой кипелки, пушонки. В замес добавляют двудонный гипс, замедляющий скорость гашения извести. Также применяют полуводный гипс с поташом.

Вернуться к оглавлению

Описание составляющих пеноблока

Теперь о каждой составляющей более подробно.

Цемент

Если ориентироваться на ГОСТ (ГОСТ 25485-89 Бетоны ячеистые), то вяжущим элементом пенобетонного блока может быть только портландцемент (ПЦ) с содержанием силиката кальция порядка 80%. Однако, если особая прочность не нужна, вполне возможно заменить его на шлакопортландцемент (ШПЦ). На объёме, получится неплохая экономия.

Когда есть желание окрасить пеноблок в процессе производства, тогда, для более точного соответствия цвету, цемент лучше выбрать белый (БЦ).

На что, абсолютно точно, следует обратить внимание, так это на дату производства цемента. Как правило, срок годности его — шесть месяцев. Не закупайтесь впрок, на будущее! Использование просроченного цемента может привести к тому, что готовый пеноблок будет обладать прочностью ниже расчётной!

Песок

По ГОСТу, песок должен быть кварцевым не менее, чем на 75%. Посторонние примеси, такие как глина и ил, например, не более 3%.

На практике, используется обычный просеянный строительный песок.

В идеале, его, всё же, лучше промыть и отфильтровать до размера песчинок не более 1,5 мм. Более крупные фракции будут разрушать пенные пузыри в процессе производства.

Вода

ГОСТ «говорит», что воду можно применять только ту, что прошла проверку на соответствие соляного состава.

По факту, вода идёт обыкновенная, очищенная до состояния технической. Примеси нежелательны. Жёсткость, по возможности, минимальная. Во время производства, при применении определённых пенообразователей воду подогревают.

Воздух

Имеются в виду, воздушные пузыри, образовавшиеся в процессе производства. Очевидно, чем их меньше и меньше сами они по размеру, тем тяжелее пенобетонный блок и выше его плотность.

Пенообразователи

Разделяются на натуральные и синтетические.

Натуральные пенообразователи, в основе своей, белковые, протеиновые, известны давно. Производятся из натуральных компонентов, экологически чисты и безопасны.

Синтетические пенообразователи появились относительно недавно. Но используются всё чаще. Расход их значительно меньше, пену образуют более устойчивую, с пенобетонными добавками практически не контактируют. И, в итоге, значительно уменьшают себестоимость готового пеноблока. Правда, не вся синтетика экологически безопасна. Будьте внимательны!

В целом, роль пенообразователя чрезвычайно важна. Критично важно, чтобы сырая пенобетонная масса не оседала, не выделяла влагу. В итоге, от стойкости пены и её несущей способности во время производства пенобетонного блока напрямую зависят плотность и прочность будущего изделия.

Добавки

Из основного стоит перечислить.

• Зола. Используется часто. Особенно, если рядом с производством работает теплоэлектростанция. Зола является отходом после выработки твёрдого топлива. Выгодно экономически. Кроме того, частицы золы небольшие, что позволяет получать более плотные пенобетонные блоки. Обратная сторона повышенной плотности- снижение энергосберегающих характеристик. Чтобы прочность не пострадала, золы используют не более 30% от общей массы наполнителя.
• Фиброволокно. Повышает прочность готового изделия на 15-25%. Получается усиленный пенобетонный блок, способный выдержать повышенные нагрузки.
• Хлористый кальций. Ускоряет затвердевание пеноблока.
• Известняк. Частично заменяет цемент, не более 30%. Повышает морозостойкость и прочность.
• Микрокремнезем. Увеличивает сопротивление пенобетонного блока к высокой температуре и повышенной кислотности среды.
• Гидрофобизаторы. Даже незначительная их добавка в пенобетонную смесь повышает прочность готовых пеноблоков. Так же улучшается водонепроницаемость и морозостойкость.

Зная теперь, из чего состоит пенобетонный блок, можно попробовать сделать его самому.

Наполнители

В качестве наполнителей выступают песок, зола, другие вещества (трепел, драгомит и т п). Пенобетон марки 500 делают, исключая наполнители. Применение наполнителей тонкого помола возможно. Пеноблок плотнее отметки 600 кг / м3 изготовляется с использованием песка.

Вернуться к оглавлению

Песок

Чем мельче песок, тем качественнее пенобетон.
Должен отвечать ГОСТу 8736: кварц в составе должен превышать семьдесят пять процентов, домеси – меньше трех процентов. Песчинки должны быть как можно меньше. Их размер влияет на качество пенобетона – менее прочный, неравномерный пеноблок, сделанный из крупнозернистого песка. Используют песок из рек, оврагов – он промытый.

Вернуться к оглавлению

Зола

Может частично или полностью заменить песок в пенобетоне, около тридцати процентов цемента экономится. Во многих регионах используют золу-унос – отходы работы теплоэлектростанций. Повысит прочность пеноблоков на основе золы термовлажностная обработка.

Вернуться к оглавлению

Рецептура смеси

Одна из брошюр с рецептурами

Изготавливая пенобетон, расход материалов подбирают в зависимости от необходимых характеристик материала. Принято делить пенобетон на марки, отличающиеся прочностью и теплопроводностью. Для пенобетона марка обозначает не прочность на сжатие, а плотность и обозначается буквой D.

Для сведения, пенобетон D800 и выше считается конструкционным материалом, марка ниже 400 исключительно изоляционным. Промежуточные марки считаются конструкционно-теплоизоляционными.

Приведем примерные характеристики марок:

Совет: Выбирая марку пенобетона для дома, учитывайте, что стена несет на себе не только собственный вес, а и нагрузку от кровли и перекрытий — если для этого не предусмотрен специальный каркас.

На промышленных предприятиях, состав смеси подбирают после испытаний всех составляющих пенобетона в лаборатории, проводя расчеты. Можно было привести методику расчета, но она требует знания технологии бетона.

Поэтому, проще воспользоваться готовыми рецептурами, небольшая разбежка характеристик неважна практически во всех случаях. Поэтому приведем примерный состав пенобетона, пропорции.

Рецептура для пенобетона для цемента М500 и белкового пенообразователя:

Это примерная пропорция смеси пенобетонa, но если используются другие материалы, то обязательно нужна корректировка. Также, если вводится пластификатор, то нужно в соответствии с его инструкцией уменьшить долю цемента и воды для приготовления раствора.

Другие

Известняк тонкого помола добавляют пропорцией 20 до 30 процентов от массы цемента. Он играет роль наполнителя на микроскопическом уровне, позволяющего снизить внутреннюю напряженность во время затвердения. Такая примесь придает составу пенобетона дополнительную морозостойкость, понижает его себестоимость.

Микрокремнезем применяют для придания прочности пенобетону. Добывается в процессе плавки ферросилиция в электрической печке в виде конденсата из шаровидных микрочастиц пыли.

Полипропиленовая фибра защищает пенобетон от пластичных изменений на первом этапе затвердения смеси, предотвращая появление микроскопических трещин. Длина используемой фибры для пенобетона 0,6 – 2 см. Пеноблоки с фиброй отличаются прочностью, морозостойкостью, четкими крепкими гранями.

Вернуться к оглавлению

Материалы и инструменты для укладки стен

Для кладки пеноблоков на раствор понадобятся:

• 
  гидроизоляционный материал рулонного типа (например, рубероид или мембрану);

• гребенчатый шпатель;
• строительный уровень;
• маячки и причальная нить;
• киянка резиновая;
• мастерок;
• ножовка по пенобетону с победитовыми напайками;
• гибкая арматура в виде прутьев.

Пенообразователь

Для создания пористости материала добавляют пенообразователь, состав которого включает: костный и мездровый клей, канифоль, каустическая сода, паста скрубберная. Состав раствора требует малой пропорции пенообразователя.

Пенообразователь делится на:

• искусственные;
• натуральные – белковые;
• клеекремневые.

Качество немецких и итальянских производителей натуральных образователей пены доказано. Стоимость таких добавок будет выше. В конечном результате пенобетон выровняет себестоимость при меньших затратах на портландцемент.

Вернуться к оглавлению

Когда нужно дополнительное утепление

Конструкционные пеноблоки уже не используются в теплоизоляционных целях. Они имеют большую теплопроводность и меньшую паропроницаемость. Поэтому, здания, сооруженные из пеноблока марок d1000-d1200, при высокой теплопередаче требуют дополнительного утепления. Если говорить о прочности такого материала, он очень высок. Именно такие марки пенобетона используются в многоэтажном строительстве. Конструкционно — поризованные блоки не производятся серийно, поэтому не имеют регламентированных ГОСТом характеристик. Высокая плотность такого материала позволяет с его помощью возводить здания, не ограниченные по этажности.

Ускорители

Ускорители нужны для повышения сохнущих способностей на начальных этапах твердения, особенно при необходимости возведения прочного каркаса. Ускорители:

• электролиты – повышают способность разведения цемента;
• нитрат, нитрит кальция, поташ – повышают плотность;
• гидросульфоалюминат кальция повышает кристаллизацию;
• хлористый кальций позволяет быстро твердеть, имеет низкую стоимость, для нужного эффекта достаточно низкой дозы.

Ускорение должно отвечать требованием:

• не должно быть чересчур быстрым, чтоб качественно выложить раствор;
• низкая стоимость добавок;
• простота в использовании.

Добавление в раствор силикатного стекла должно быть 2,4 % от количества цемента. Имея такую дозировку, он делает смесь более плотной. При большей дозе, вызывает быстрое схватывание в момент замеса, снижает прочность пенобетона.

Вернуться к оглавлению

Подведем итог

Как видно, при одинаковом количестве пенообразователя, увеличение массы портландцемента и песка приводит к повышению плотности пенобетона. Чем больше плотность пенобетона ожидается в конечном итоге, тем выше должен быть показатель зернистости используемого песка.

Хотя далеко не все, кто пользуются блоками из пенобетона в строительстве зданий, изготавливают их самостоятельно. Все же понимание пропорции поможет при покупке материала ориентироваться в его прочности и других характеристиках.

Пластификаторы

Введения таких добавок позволяет смеси стать более пластичной, гибкой. Они позволяют снизить температуру технического воздействия на конструкцию, помогают лучше переносить раствору морозы, при этом снижают способность сохранять тепло.

Требования, выдвигаемые к пластификаторам:

• совместимость со всеми ингредиентами;
• низкий уровень летучести;
• отсутствие какого-либо аромата;
• химически неактивные вещества;
• не должны растворять полимеры в составе.

Вернуться к оглавлению

Технические характеристики

Что такое пеноблок, мы разобрались. Теперь рассмотрим его показатели. Главными характеристиками пеноблока считаются:

• плотность – это величина, представляемая отношением веса материала к его объему. Обозначается литерой «D» с цифрами от 400 до 1 200. От данного показателя зависит прочность пеноблока;
• вес пеноблока – зависимость его определяется плотностью при нормальном уровне влажности. Масса может варьироваться в пределах 8.5 – 47 кг. Уточнив этот показатель, появляется возможность для определения массы одного кубического метра материала;
• устойчивость к пониженным температурам – измеряется числом циклов «замерзание – оттаивание», имеет различные значения. Блоки с наивысшим показателем используются в строительстве объектов за Полярным кругом;
• параметры пеноблока – определяются ГОСТом. Для наружной стены – 20 х 40 см, для несущей внутреннего типа – 30 х 20, для перегородки – 10 х 30. При этом длина пеноблоков каждой группы одинакова и составляет 60 см.

Пропорции для получения 1 м3 пенобетона

Марки D400

Отличается низкими прочностными особенностями, применяется в качестве утеплителя. Имеет пропорции:

• портландцемент – 300 кг;
• песок 120 кг;
• образователи пены – 850 г;
• вода 155 л.

Вернуться к оглавлению

Марки от D600 до D1000

Создают хорошую конструкцию, держат тепло, подходят для строительства домов. Имеет пропорции:

• портландцемент – 325 кг;
• песок – 205 кг;
• пенообразователь – 1,05 кг;
• вода – 182 л.

Вернуться к оглавлению

Марки D800

Пропорции:

• портландцемент – 390 кг;
• песок – 335 кг;
• пенообразователь – 1 кг;
• вода – 225 л.

Вернуться к оглавлению

Приготовление раствора

Перед началом работ по приготовлению кладочной смеси для пеноблоков, стоит убедиться в наличии всех необходимых инструментов. Вам потребуется:

• Емкость для замешивания – большое корыто или таз, если есть лучше взять бетономешалку;
• Ведро;
• Строительный миксер или дрель;
• Лопата.

Готовый клей необходимо использовать в течение 40 минут, на поверхность он наносится тонким слоем при помощи зубчатого шпателя.

Этапы замешивания готового клеевого раствора, купленного в магазине:

• В сухую чистую емкость всыпать сухую смесь и разбавить его водой, в соотношении — 1 кг порошка на 200 мл воды. На мешок в стандартной упаковке, весом в 25 кг, понадобится примерно 5 литров воды;
• Смесь тщательно размешать до однородности при помощи миксера или дрели со специальной насадкой;
• Полученную массу оставить отдохнуть на 10 минут, за это время смесь наберется необходимой консистенции;
• Повторно размешать раствор – можно использовать.

Приготовление цементного раствора не сильно отличается от готовых смесей. В большую емкость складывают цемент и песок, основные пропорции раствора для кладки пеноблоков — 1 часть цемента и 4 части песка. Тщательно перемешивают сухие составляющие.

Перед вливанием воды в смесь, в ней разводят присадки – пластификаторы и пенообразователи. Можно их не использовать, но тогда раствор потеряет ряд свойств – влагостойкость, устойчивость к перепадам температур и прочность.

Массу хорошо перемешать до однородности, важно следить, чтобы не образовывались комки. Использовать раствор можно в течение нескольких часов.