Состав пенобетонной смеси

Изготавливают пенобетон с помощью следующих технологий:

Двухстадийная (с помощью вспенивателя)

Кроме низкооборотного смесителя, в данную линию включен пеногенератор, позволяющий подготавливать должным образом пенообразователь. После наполнения смесителя пеной, в него насыпают остальные компоненты бетона, после чего все это тщательно перемешивают при скорости вращения смесителя 25 об/мин.

После приготовления раствора, его по трубопроводам подают в формы.

Нужно отметить достоинства данной технологии:

Поры образуются с помощью управляемого процесса, что позволяет делать изделия необходимой плотности и теплопроводности.
Материал получается мелкоячеистым.
За счет принудительного пенообразования повышается качество пенобетона.

К недостаткам нужно отнести:

Большую цену оборудования.
Высокую стоимость пеноблока, потому что требуется пенообразователь.
Меньше возможностей в процессе подачи смеси по трубопроводам, особенно по вертикали.

Метод сухой минерализации

В этом случае воздушные ячейки в растворе образуются за счет физических процессов, а не с помощью вспенивателя. Но такая работа очень ответственная, так как приходиться использовать емкости высокого давления.

Основным элементом установки для изготовления пенобетона является бароустановка, которая выполнена в виде смесителя для сухого смешивания материалов, но работает она на больших оборотах (420 об/мин). Благодаря большой скорости вращения раствор затворяется и перемешивается под высоким давлением. В результате чего пузырьки воздуха не «раскрываются», а их форма, размеры и количество удерживаются. Поэтому готовый материал имеет ровную пористую структуру.

Кроме того, сухая минерализация позволяет подавать раствор по трубопроводу на высоту 10 -30 м. Эта технология является бюджетной, потому что оборудование стоит не дорого.

Чаще всего этот способ применяют на непрерывном производстве. Он позволяет изготавливать очень прочный пенобетон, но у него хуже характеристики теплопроводности.

Пенообразователь для пенобетона своими руками

Состав пенообразователя:

• каустическая сода (едкий натр) – 0,15 кг;
• канифоль – 1 кг;
• столярный клей – 0,06 кг.

Технология изготовления несколько трудоемкая и занимает много времени. Поэтому целесообразна только при значительных объемах работ.

Как сделать пенообразователь для пенобетона в домашних условиях

Приготовление предусматривает выполнение двух этапов:

1. смешивание клеевого раствора. Для этого кусочки сухого клея заливаются водой (1:10) и оставляют на сутки. За это время клей немного разбухнет, но будет держать форму. Поэтому, емкость с водой и клеем нагревают до 60 °С (при постоянном перемешивании). Клеевой раствор готов, когда все кусочки растворились и образовали однородную массу;
2. приготовление канифольного мыла. С этой целью натр доводят до кипения. Затем в него постепенно вводят канифоль. Процесс кипячения займет около 2-х часов до полного растворения канифоли.

Примечание. Канифоль следует предварительно раздробить.

Оба состава смешиваются, когда канифольное мыло остынет до 60 °С.

Примечание. При смешивании канифольное мыло вливают в клеевой раствор. Пропорция для смешивания 1 : 6.

Полученную смесь заливают в пеногенератор и получают пену высокой плотности. Оптимальной для использования считается пена плотностью 80 гр/дм.куб. Использование менее плотной (более воздушной пены) ухудшит качество блока и приведет к быстрому его разрушению.

Примечание. Проверить качество пены, можно наполнив ею ведро. После переворачивания ведра пена должна удержаться внутри.

Схема производства пеноблоков показана на рисунке.

Схема производства пеноблоков

Отметим, что подобно первому блину, первые пенобетонные блоки обычно также выходят комом. Этому есть несколько причин:

сложность дозирования составляющих компонентов в растворе;

повышенное/пониженное содержание воды в растворе;

повышенное содержание пенообразователя в растворе. Его расход не должен превышать 1,5 л. на 1 м/куб.

К сожалению, подобные эксперименты не только продлевают время строительства, но приводят к дополнительным расходам. Однако, как свидетельствуют пользователи, они вполне оправданы. Тем более что, дефектные пеноблоки могут быть использованы в качестве засыпки под пол, а б/у оборудование для производства пенобетона можно продать.

Примечание. Как показывает практика, лучше делать конструкционные пеноблоки (марки D-900 и выше). Они содержат меньше пор, по сравнению с теплоизоляционными, и новичкам их изготавливать проще.

Немного о товарном пенобетоне

Товарный пенобетон

Ячеистый пенобетон – довольный популярный на сегодня строительный материал. Но, чаще всего его можно купить уже в готовом виде в форме блоков. Реже используется на объектах пенобетон заливной.

Это может происходить по некоторым причинам:

• Условия твердения бетона – не должно быть сквозняков, и желательно теплая и влажная атмосфера, которою обеспечивает пропарочная комната на производстве. Из-за низкой температуры окружающей среды замедляются процессы гидратации цемента, но в это время может происходить усадка пены, так как не каждый концентрат обладает хорошей стойкостью в растворе.
• Качество пенобетона также может снижаться (а зачастую так и бывает) из-за неверной дозировки компонентов. А именно, приблизительная рецептура бетона на строительных площадках губительна для такого раствора. Качество пенобетона – хрупкий баланс, который нарушить очень легко, даже опытному специалисту.

Изготовление товарного пенобетона на объекте

Несоответствие компонентов должному состоянию. На производствах за этим следят, и доводят сырье до необходимого качественного уровня. На объектах этим никто не занимается.

Еще, откроем маленький секрет: при изготовлении пенобетона, окружающая температура, температура воды в растворе и пене должны совпадать. Разница может пагубно сказаться на стойкости пены — а соответственно, и на качестве пенобетона.

Плохое качество замеса? Как думаете, куда он пойдет, в опалубку или в утиль? Конечно же в опалубку. Кто будет разбрасываться таким «добром». Отсюда и лезут еще большие проблемы.

Но заливной пенобетон не так плох, как кажется.

У него есть также масса преимуществ:

• низкая стоимость пенобетона меньшей плотности, которая обеспечивает хорошую теплопроводность;
• никаких «мостиков холода» в стенах за счет монолитности;
• возможность изготовления своими руками;
• малый вес всего здания.

Соизмерив все плюсы и минусы заливки стен и прочих частей здания пенобетоном, многие строители заменяют его полистиролбетоном. Характеристики практически те же, и никакой усадки. Но остается все также много приверженцев именно заливного пенобетона. Если вы один из них — следующая часть публикации для вас.

Действующая нормативная база

Степень огнестойкости деревянного дома – это способность постройки сохранять геометрические размеры, прочностные характеристики и основные функциональные возможности при воздействии пожара. Уровень этого параметра определяется промежутком времени, в течении которого здание удовлетворяет описанным выше условиям.

Сегодня существует сразу несколько нормативных документов, регулирующих сферу обеспечения пожарной безопасности в строительстве. К их числу относятся:

• Федеральный закон №123-ФЗ, изданный достаточно давно — 22.07.2008 года. С тех пор он многократно корректировался, а последняя его редакция вступила в силу совсем недавно – 29.07.2017 г. Документ представляет собой Технический регламент, формулирующий требования пожбезопасности;
• СНиП 21-01-97, в котором содержатся основные нормы и требования, связанные с обеспечением пожарной безопасности при возведении и эксплуатации здания и сооружений;
• НБП 106-95. Ведомственный документ противопожарной службы МВД России, оставшийся актуальным после переподчинения ее подразделений МЧС. Он описывает противопожарные требования, касающиеся индивидуальных жилых домов.

Выше приведены только самые основные документы, связанные с вопросами строительства и эксплуатации различных зданий и сооружений, в том числе деревянных. Помимо указанных, существует еще достаточно большое количество законодательных и нормативных актов, разобраться в которых человеку, не имеющему юридическое образование достаточно сложно.

Рецепт приготовления пенообразователя

Раствор можно хранить 4 недели. Как правило, в строймаркетах пенообразователи реализуются в большом количестве. Но бывают случаи, особенно при частном мелкомасштабном строительстве, когда концентрата для пенобетона нужно совсем немного. Здесь строители могут попробовать приготовить пенообразователь своими руками.

В состав раствора должны входить:

• канифоль из сосны;
• каустическая сода;
• столярный костный клей.

Из одного килограмма канифоли, смешанной с клеем, получается около 500 литров пены. Если придерживаться всех правил изготовления, можно добиться однородности материала, поры которого будут не более 0,4 мм шириной. Приготовление средства длится около двух часов. Температура состава, при которой можно с ним работать, допустима от 5 до 30 градусов по Цельсию. Максимально допустимые сроки хранения раствора – 4 недели.

Состав и разновидности

Чтобы сделать пенообразователь для пенобетона своими руками, нужно иметь представления о его составе.

Если добавлять твердые натриевые или жидкие калиевые мыла, которые получают при взаимодействии щелочи с животными или растительными жирами, ионы натрия и калия заменятся ионами кальция. Это приведет к тому, что получаемая пена быстро разрушится, т.к. не растворится в воде.

Поэтому пена для пенобетона готовится из составов, в которых вместо растительных и животных жиров применяют кислоты — нафтеновую или смоляную. Такие мыла в кальциевой среде не теряют свои вспенивающие свойства, а, наоборот, увеличивают их.

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:

Марка	Теплопроводность	Прочность, МПа
D200	не нормируется	0,005
D300	не нормируется	0,008
D350	7,5-7,8	0,009
D400	8,9-9,1	0,01
D500	12,5-13,5	0,012
D600	15-17	0,014
D700	23-25	0,018
D800	26-28	0,021
D900	33-37	0,024
D1000	48-52	0,029
D1100	62-66	0,034
D1200	87-93	0,038

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:

Марка пенобетона	D400	D600	D800	D1000	D1200
Песок, тн	—	0,21	0,42	0,59	0,78
Цемент М500, тн	0,3	0,31	0,32	0,35	0,36
Вода для затворения смеси, л	115	115	125	125	145
Вода для разведения пенообразователя, л	60	55	45	41	34
Пенообразователь, г	1500	1300	1200	1000	910
Объем пор в готовом пенобетоне, %	75-85	65-75	60-70	50-60	40-50
Выход пенобетона, тн	0,47	0,68	0,9	1,1	1,3

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.

Характеристики пенообразующего компонента

Достоинства и особенности пенообразующих добавок:

1. Гомогенный состав и специфический запах, цветовая гамма — от желтого до светло-бежевого, высокая адгезия с другими пластификаторами и ускорителями.
2. Пенообразователь можно разбавлять обычной водой и дозировать, вещество нетоксичное и безвредное.
3. Добавление пенообразующих веществ придает пенобетону дополнительные теплоизоляционные свойства.
4. Пористость стройматериала — это экономия и уменьшение трудовых затрат.
5. Небольшой вес пеноблоков позволяет вести строительство быстро и без привлечения средств механизации.
6. Прочность пенобетона из-за присутствия в растворе цемента со временем нарастает, как и во всех бетонных растворах.
7. Простота и легкость механической обработки.

Разновидности пенообразователей определяются составом добавок, и подразделяются на синтетические и органические. Органика (белковые пенообразователи) обеспечивает строительному камню повышенное качество.

1. Органические пенообразующие растворы приготавливаются из натуральных белковых добавок, и именно белковая пена глубже взаимодействует с цементным раствором, расширяя поры и делая их более прочными.
2. Синтетический состав более выгоден по стоимости, но качество и прочность пенобетона с такими добавками будет ниже.

https://youtube.com/watch?v=5XFdJPaHL78

Пеноблоки: размеры, плюсы и минусы для строительства дома

В таблице ниже приведены размеры блоков.

Размеры блоков, мм	Вес в зависимости от марки пенобетона, кг
D300	D400	D500	D600	D700	D800	D900	D1000	D1100	D1200
Стеновые пеноблоки
200x300x600	11,7	15,6	19.4	23.3	27.2	31.7	35.6	39.6	43.6	47.5
Перегородочные блоки
100x300x600	5,8	7,8	9,7	11,7	13,6	15,8	17,8	19,8	21,8	23,8

Таблица показывает, что каждая марка блока отличается по весу.

Изготавливают и крупноформатные изделия, но для работы с ними нужна грузоподъемная техника. Зато благодаря им удается ускорить любое строительство. Крупноформатные блоки из пенобетона имеют следующие размеры:

• 1000х600х600 мм;
• 1000х600х500 мм;
• 1000х600х400 мм;
• 1000х600х300 мм.

Делают также малоформатные блоки, используемые в основном для утепления, реже для строительства тонких стен в тех местах, где это необходимо. Такие блоки из пенобетона имеют следующие размеры:

• 600х300х100 мм;
• 600х300х150 мм.

Плюсы и минусы

Пеноблок обладает такими преимуществами:

1. Недорого стоит (кирпич стоит больше);
2. Имеет высокие теплоизоляционные параметры.
3. Теплопроводность пенобетона – 0.08-0.20 Вт/мС. Эта характеристика позволяет уменьшить теплопотери здания на 30% по сравнению с кирпичным строением;
4. Легко обрабатывается и монтируется;
5. Мало весит, поэтому нагрузка на несущие конструкции меньше; Позволяет делать разнообразные привлекательные архитектурные элементы: арки, колонны или порталы;
6. Является негорючим материалом;
7. Долговечный. Срок службы построенного из пеноблоков строения – не менее 35 лет;
8. Экологически чистый. Пеноблоки изготавливают из натуральных природных материалов, поэтому они не поддаются гниению, на них не появляется грибок или плесень;
9. Имеет высокие звукопоглощающие характеристики, что оградит жилое помещение от любых внешних источников шума.

Недостатки материала:

1. Небольшая прочность;
2. Впитывает влагу;
3. Большая усадка.

Характерные черты пенообразователя

Схема производства пенобетона: 1 – емкость для раствора пенообразователя, 2 – площадка обслуживания, 3 – компрессор, 4 – пеногенератор, 5 – смеситель, 6 – рукав напорный, 7 – формы ярусные.

Пенообразователь имеет самую высокую степень совместимости с другими наполнителями, которые могут добавляться в пенобетон, это могут быть ускорители затвердения, пластификаторы либо любые другие защитные компоненты.

В образователе пены имеются все важные составляющие, способствующие созданию необходимой кратности и стойкости в тесте цемента.

Однородное вещество с характерным запахом, имеющее оттенки от желтого до светло-коричневого, не токсично и не опасно для окружающей среды. Вещество отлично смешивается с водой и идеально поддается любой дозировке.

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.

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.

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.

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.

Определение пенобетона

Пенобетон – это пористый бетон. Получается он путем смешивания цемента с пенообразователем.

По определению пенобетон – это ячеистый бетон с пористой структурой, получаемой за счет искусственно созданных замкнутых пузырьков воздуха. Образуется он после затвердевания цементного раствора, смешанного с устойчивой пеной. Чтобы образовалась эта пена, взбивают специальную жидкую смесь – пенообразователь. Цементный раствор распределяется по поверхности пленок, окружающих воздушные пузырьки, и затвердевает. Как уже говорилось, полученный пористый материал обладает целым рядом положительных свойств по сравнению с обычным бетоном:

• значительно лучшие теплоизоляционные свойства;
• значительно меньший расход цемента;
• меньшая масса, следовательно, меньшие затраты на фундамент, транспортировку, обработку и кладку;
• легкость и простота обработки (сравнимы с деревом);
• увеличивающаяся с возрастом прочность;
• экологическая чистота.

Основной недостаток пенобетона – относительно низкая по сравнению с обычным бетоном механическая прочность.

Пенобетон применяется преимущественно в виде так называемых пеноблоков, но находят применение и технологии монолитной заливки его в качестве утеплителя. Всплеск интереса к этому строительному материалу объясняется двумя факторами:

1. Ужесточение норм, касающихся теплозащиты строительных элементов.
2. Новейшие достижения в области конструирования и технологии ячеисто-бетонных изделий.

Пенобетон, в основном, используют для производства блоков, но так же применяется в качестве утеплителя для заливки стен или пола.

Существует ряд технологий производства пенобетона. В этой статье речь будет идти только об одном из них – классическом, поскольку в остальных случаях нужно более сложное оборудование. Классический метод наиболее отработан и больше всего подходит для производства пенобетона своими руками.

При этом методе сначала готовится цементно-песчаный раствор (цементное тесто). Затем в него добавляют приготовленную пеногенератором пену. Раствор в бетоносмесителе смешивают с пеной, в результате чего образуется пенобетонная смесь, а при отвердевании из нее получается пенобетон. Для этого метода обычно используют органический пенообразователь. Оборудование несложное, тем более что пеногенератор также может быть изготовлен своими руками.

Приготовление пенобетонной смеси

Изготавливать пенобетон своими руками в домашних условиях довольно просто, нужно только иметь приведенное выше оборудование и оговоренные ниже материалы.

Пенобетон делают из:

• Цемента;
• Воды;
• Песка;
• Пенообразователя;
• Добавок. Повышают свойства материала. Для повышения морозостойкости в него добавляют модификатор БИО-НМ. Для увеличения воздухововлечения добавляют аэрирующие добавки БИО-Люкс, Сипласт или ПВД-3.

Для изготовления 1 м3 высококачественного пенобетона (плотность 600 кг/м3) нужно использовать следующие количество материалов:

1. песок – 200 кг;
2. цемент – 320 кг;
3. отвердитель – в соответствие с инструкцией завода изготовителя;
4. пенообразователь – 1,2–1,5 л;
5. вода — 100–110 л.

Нижняя таблица показывает состав пенобетона некоторых марок.

Состав пенобетонной смеси на кубометр
Марка пенобетона	Количество цемента М500 (кг)	Количество песка (кг)	Количество воды (л)	Количество пенообразовате- ля (кг)
Образование пены	Получение раствора
D600	310	210	55	110	1,5-2,0
D800	320	420	45	120	1,2-1,5
D1000	350	590	40	140	0,8-1,2

Виды и составы материала

Пенообразователь бывает органический и синтетический. Органический пенообразователь создается из натурального сырья. Пенобетон получается экологичный и прочный. Синтетический дешевле, но менее качественный и прочный.

Универсального подхода к тому, насколько эффективен тот или иной пенообразователь, нет до настоящего времени. Как известно, чистая жидкость пены практически не образует. Но если в нее добавить немного поверхностно-активных веществ (ПАВ), уменьшится ее поверхностное натяжение, а значит и затраты энергии на образование пены. ПАВ для воды давно и хорошо известны – это мыло. Оно образуется при взаимодействии животного или растительного жира со щелочью. Натриевые мыла – твердые, а калиевые – жидкие. Многие начинающие пенобетонщики пробовали при изготовлении пенообразователя своими руками использовать как основу мыло. Получается прекрасная пена, а пенобетон никуда не годен.

Дело в том, что в цементе содержится много кальция. Ионы калия и натрия в молекулах мыла быстро заменяются ионами кальция, а кальциевые мыла в воде не растворяются. Соответственно, готовая пена быстро разрушается. Если же вместо животного или растительного жира взять смоляную или нафтеновую кислоту, то получится мыло, которое в присутствии кальция свои пенообразующие свойства не уменьшает, а увеличивает. Такое мыло может стать основой для пенообразователя, изготовленного своими руками.

Пенообразователь может быть на органической основе, но может быть и синтетическим. Синтетический дешевле и неприхотливее в производстве, но из него получается менее качественный и менее прочный пенобетон. С точки зрения экологии к нему тоже есть претензии. Органический – экологически чистый, создается из натурального сырья. Пенобетон на основе этого пенообразователя прочнее, поскольку пена активнее связывается с раствором, а межпузырьковые перегородки получаются более толстыми.

Вяжущие

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

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 %.

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.