Что такое ячеистый бетон

Особенности производства

Несмотря на схожесть материалов, они имеют существенные различия при производстве.

Технология изготовления газобетона

Газобетон производится только в промышленных условиях. Для этого в смесь из цемента, песка, извести и воды добавляется газообразователь, как правило, это алюминиевая пудра. Вступая в реакцию с оксидом кальция в извести и кварцевым песком, реагент начинает выделять газ. Состав помещают в автоклав при высокой температуре и низком давлении, в результате в объеме бетона образуются мелкие поры с канальцами. Получающийся при этом силикат кальция тоже является связывающим веществом, поэтому бетон после реакции увеличивает прочность по сравнению с классическими составами.

Технологический процесс изготовления газоблоков

Производство пенобетона

Пенобетон изготавливается другим способом – в готовую смесь из портландцемента, кварцевого песка, извести и воды вводится пенообразователь. Получившуюся смесь тщательно перемешивают и изготавливают из нее блоки, плиты или монолитные конструкции.

Одна из новых технологий производства аэрирование. Раствор замешивается в емкости с лопастями, оборудованными соплами, через которые подается воздух. Образовавшиеся пузырьки разбиваются лопастями. Процесс происходит при давлении от 0,05 до 0,2 МПа, до 3 минут, в результате получается смесь однородной структуры. Регулируя параметры можно получить сверхлегкий бетон плотностью до 0,15 г/см³.

В качестве пенообразователей используют клееканифольные составы, из воды и мыльного корня – смолосапонины, гидролизованный протеин изготовлен из крови животных с сульфатом железа. Для повышения прочности и скорости схватывания, пенобетон можно пропаривать в специальных камерах. Преимущество пенобетона – возможность изготовления в условиях частного строительства.

Схема производства пеноблоков

Состав и структура

Ячеистые бетоны получают из специально подобранного состава вяжущего компонента, тонкомолотого кремнеземистого наполнителя, порообразователя и воды.

Для производства пористых бетонов, застывающих в нормальных условиях, в качестве связующего используют алитовые алюминатные портландцементы. Для приготовления растворов, набирающих прочность в автоклавах, применяют смесь вяжущих ингредиентов, состоящую из пуццоланового цемента, шлакопортландцемента и извести.

В качестве кремнеземистого компонента могут применяться молотый кварцевый песок, маршалит, зола-унос, доломиты.

В некоторых случаях в состав ячеистого бетона добавляют крупный заполнитель:

• шлаковую пемзу;
• вермикулит;
• перлит;
• керамзит и др.

Для приготовления пены используют клееканифольные, алюмосульфонафтеновые, смолосапониновые добавки. Газообразование в бетоне происходит за счет введения в состав водного раствора алюминиевой пудры.

Процентное соотношение составляющих материала определяет микро- и макроструктуру ячеистого бетона.

Макроструктура представлена большим объемом ячеистых пор (85-92%) и межпоровых перегородок. Микроструктура состоит из капиллярных, контракционных и гелиевых ячеек. Объем и характер пористости, а также пропорции кремнеземистых компонентов определяют основные технические свойства изделий.

Слева — газобетон, справа — газосиликатный блок.

Классификация и характеристики

1. По методу поризации.

Для образования ячеистой структуры используют разные способы:

• Газообразование – процесс набухания проходит в вакууме. Его обеспечивает химическая реакция между известью и алюминиевой пудрой. В результате получают строительный материал высокой прочности – газобетон (газосиликат). Его физические и механические свойства одинаковы по всему объему.
• Аэрирование под давлением – обработка сырьевой смеси производится сжатым воздухом. На выходе получается ячеистый аэрированный силикат.
• Вспенивание – в песчано-цементный раствор вводят синтетические или органические пенообразователи. Их применение приводит к появлению закрытых воздушных ячеек. Готовые блоки называют пенобетоном или пеносиликатом. Отличаются отсутствием стабильных характеристик по всему объему.

Производители также применяют модифицированные технологии, например, комбинацию газообразования и аэрирования. В зависимости от метода изготовления общая пористость материалов достигает 85-90 %.

2. По способу твердения.

• Автоклавные – ячеистые бетоны, созревающие в искусственной среде под воздействием горячего пара и высокого давления.
• Неавтоклавные – застывающие в естественных условиях. Для ускорения отвердения может использоваться электропрогревание или пропаривание.

3. По целевому назначению.

• стеновые мелкие блоки;
• модули для перегородок и перемычек;
• плиты перекрытий и покрытия;
• перегородки утепленные;
• кровельные плиты;
• U-образные и арочные элементы.

Стандартные размеры и эксплуатационные характеристики определяются по ГОСТ 25485-89. Элементы в основном различаются по длине. Минимальные размеры стеновых блоков из ячеистого бетона – 400×200×200 мм, максимальные – 600×500×250. Перегородочные модули – соответственно 300×400×120 и 600×400×150 мм.

В стремлении расширить ассортимент многие производители выпускают блоки нестандартных размеров. Например, в торговой сети можно приобрести модули с длиной 625 мм и шириной 375 или 290 мм.

4. По функциональности.

Назначение ячеистого бетона определяется объемной массой

• 300-500 кг/м3 – для теплоизоляции;
• 500-900 кг/м3 – используется при изготовлении железобетонных конструкций и возведении ненагружаемых построек;
• 1000-1200 кг/м3 – рекомендуется для сооружения жилых, промышленных и сельскохозяйственных объектов, а также производства плит перекрытия.

Что такое ячеистый бетон?

Ячеистый бетон – искусственный строительный камень, в котором в качестве основного заполнителя выступают мелкие, с диаметром в 1–1,5 мм, заполненные воздухом поры. Могут наличествовать и другие заполнители – шлак, например, но они играют второстепенную роль.

Известно, что именно воздушная прослойка в строительстве часто является одним из самых действенных утеплителей. Такую же роль играют и поры в ячеистом бетоне. По своим теплоизоляционным качествам любой представитель этого семейства значительно превосходит обычный тяжелый, а тем более железобетон: 0,17–0,06 ВТ/(м.К) против 1,2 ВТ/(м.К).

Следующий видеосюжет посвящен рассмотрению нанотехнологий в области производства ячеистых бетонов:

Стандарты качества

Материал стал вызывать повышенный интерес у строителей после нововведения в 1995 году – Приложения №3 к СНиП 11-3-79, согласно которому сопротивление к теплопередаче стен здания увеличивается в 3–4 р. Обеспечить такой показатель за счет увеличения толщины стен нереально: величина кирпичной стены в этом случае должна составлять едва ли не 2 м. Ячеистый бетон в качестве теплоизоляционной оболочки несущих стен оказался настоящей палочкой-выручалочкой.

Параметры ячеистого бетона как легкого теплоизоляционного или конструкционно-теплоизоляционного материала регулирует ГОСТ 25192. Документ содержит все технические требования, предъявляемые бетонам в зависимости от их назначения, способа изготовления и условия твердения.

По ГОСТ выпускаются следующие номенклатурные изделия из ячеистых бетонов:

• панели для внутренних несущих стен, комнатных перегородок и перекрытий. Изготавливаются из автоклавных ячеистых бетонов – ГОСТ 19570:
• теплоизоляционные изделия из ячеистых бетонов – ГОСТ 5742;
• стеновые мелкие блоки из ячеистых бетонов – ГОСТ 21520;
• панели для наружных стен, также формируются из автоклавных материалов – ГОСТ 11118.

Достоинства материала

• высокая теплопроводность – теплоизоляционные варианты превосходят в 2 раза глиняный кирпич. Однако конструкционные ячеистые бетоны, хотя и меньше проводят тепло, чем облегченные, но все ж значительно уступают теплоизоляционным – 0,33 ВТ/(м.К). Но в любом случае стены из ячеистых бетонов имеют, куда меньшую толщину;
• малый вес – плотность легких пористых материалов колеблется от 200 до 1200 кг/куб. м. Для сооружения стен 2–3-этажного здания не понадобится никакая техника. При этом постройка оказывается намного легче и не нуждается в массивном надежном фундаменте, если, конечно, последнего не требует грунт;
• простой монтаж – благодаря малому весу и геометрически точным размерам блоков, кладка кирпича производится на клей, что снижает до нуля опасность образования холодовых мостиков.
• бетон легко нарезать по размерам, придать необычные контуры дверным и оконным проемам. Неавтоклавный пенобетон может использоваться для получения монолитных криволинейных конструкций;
• экологичность – материал совершенно безопасен для людей и окружающей среды. При его изготовлении не используются токсичные вещества, затраты энергии минимальны. Пенобетону присвоен коэффициент экологичности 2, в то время как коэффициент дерева – 1;
• ячеистый бетон негорюч, и хотя температурная стойкость его считается невысокой – он начинает терять прочность при 300–400 С, пожаростойким его назвать можно. Согласно проведенным испытаниям деформация наступает на 90-й, 150-й и выше минуте.

Недостатки

Недостатки материала так же связаны с его пористой структурой:

• наличие воздушных пор снижает плотность и прочность бетона. Поэтому материал с максимальной пористостью может использоваться только как утеплитель. Конструкционные бетоны применяют при сооружении несущих стен;
• та же пористость является причиной более высокого водопоглощения. Это ограничивает выбор отделки как для внутренних, так и для внешних стен. При этом в холодном и влажном климате ячеистый бетон нуждается в защите;
• еще один недостаток – относительная хрупкость, у материала низкая стойкость на изгиб. Это означает, что даже при достаточной прочности стены велика опасность появления трещин из-за усадки фундамента или подвижек почвы под ним. Поэтому к выбору фундамента для постройки из ячеистого бетона нужно подходить весьма ответственно.

Теперь поговорим про состав ячеистого бетона.

Виды ячеистых бетонов, описание и плотность

Кроме пенобетона и газоблоков из раствора на основе цемента различают еще три группы материалов с разновидностями. Классификация в зависимости от связующего компонента выглядит так:

• известковые (газосиликат и пеносиликат);
• магнезиальные (газомагнезит и пеномагнезит);
• гипсовые (газогипс и пеногипс).

Показатели прочности зависят от связующего компонента, его содержания, характеристик твердого наполнителя. По плотности проводится разделение сухого остатка на три типа:

• до 1200 кг/куб. м – конструкционный для любых стен;
• до 900 кг/куб. м – теплоизоляционный с характеристиками, допустимыми для малоэтажного строительства в целом;
• до 600 кг/куб. м – утепляющие вспомогательные блоки для перегородок, дополнительной изоляции несущих конструкций внутри дома.

Классификация по методу твердения

Набор прочности по мере твердения растворов может проходить в природных или искусственных условиях. Второй метод подразумевает создание температуры в 170-200 градусов по Цельсию, давления от 0,9 до 1,3 МПа. Это возможно при наличии специального автоклавного оборудования. Так получается блок или плита с линейным расширением в 8-10 раз ниже, чем изготовленная на строительной площадке.

Огнестойкость

Ячеистый бетон огнестоек . Испытания пенобетонных кубов показали, что пенобетон выдерживает одностороннее воздействие огня (800°С) без особых разрушений в течение 4 ч. Огнестойкость пеносиликата оказалась более высокой: при γс=700÷800 кг/м 3 и толщине образца 8 см под действием огня (1270°С) пеносиликат не подвергся разрушению в течение 2 ч 38 мин. Под действием струи воды поверхность раскаленного образца разрушилась незначительно. Опытами установлено, что при нагревании до 100—150°С и последующем охлаждении прочность пенобетона возрастала на 10%; при нагревании до 200—300 С прочность оказалась такой же, как и до нагревания; при нагревании до 400—500°С прочность снизилась на 20%, а при нагревании до 550—800°С — на 50% по сравнению с прочностью до нагрева. Таким образом, огнестойкость ячеистых бетонов выше, чем обычных тяжелых бетонов.

По шведским данным , при нагревании примерно до 1000°С ячеистый бетон начинает спекаться. Для полного плавления его требуется нагревать до температуры 1100—1200°С.

На рис. 22 показаны графики деформации усадки и изменения предела прочности при сжатии в результате нагревания ячеистых бетонов до различных температур .

Свойства материалов

Плотность

Наиболее важным свойством ячеистого бетона (в т.ч. блоков и плит) являются теплоизоляционное, зависит оно от плотности и от степени пористости. Характер вяжущего и условия твердения практически не влияют на этот фактор. В зависимости от количества и от объема закрытых пор теплопроводность блоков из ячеистого бетона будет увеличиться или уменьшаться.

Однако и прочность, и теплопроводность материала оказываются зависящими от степени пористости. Эту зависимость легко проследить по данным таблицы.

Пористость, %	Плотность, кг/куб.м.	Прочность на сжатие, МПа	Теплопроводность, ВТ/(м.К)
50	1100–1200	10–15	0,33–0,40
60	900–1100	5–12	0,24–0,30
70	700–800	2,5–5	0,17–0,22
80	400–600	1,2–4	0,10–0,14
90	200–300	0,7–1,2	0,06–0,08
95	200	0,4–0,7	0,06

Плотность ячеистых материалов определяется в сухом состоянии путем сжатия куба с ребром в 20 см, выдержанного положенные 28 суток. Маркируется буквой D, приведенные цифры указывают на плотность материала в кг/куб.м.

К ячеистым бетонам относят следующие марки: D 200, D 250, D 300, D 350, D 400, D 500, D 600, D 700, D 800, D 900, D 1000, D 1100.

Прочность

Класс материла или его прочность определяет стойкость вещества к сжатию. Образцом для исследования служит такой же бетонный куб после твердения.

Классы пенобетонов: В 0,35; В 0,5; В 0,75; В 1; В 1,5; В 2; В 2,5; В 3,5; В 5; В 7,5; В 10; В 12,5; В 15.

Коэффициент указывает на предельное давление, которое материал может выдержать без разрушения. Так, для В 0,35 это давление равно 0,5 МПа.

Условия твердения

На прочность и, соответственно, класс прочности заметно влияет характер связующего и условия твердения. Так, бетон автоклавный превышает по прочности такой же материал, затвердевший в естественных условиях почти в 6–8 раз.

Не менее важным фактором оказывается количество воды затворения. Избыточный объем не связывается, а образует полости и прослойки, что, конечно, сильно снижает показатель. Поэтому обязательным этапом при изготовлении материала выступает вибрационное воздействие и во время приготовления раствора, и в период вспучивания.

• Несущая способность материала определяется его плотностью. Так, теплоизоляционные материалы на основе ячеистых бетонов нельзя применять при строительстве несущих стен, опор или перекрытий любого плана, в то время как конструкционный вариант с плотностью в 1100 кг/куб.м. используют для сооружения и стен, и панелей.
• Морозостойкость заметно влияет на долговечность материалов, поэтому количество циклов замораживания и оттаивания при насыщении водой является показателем весьма важным. По этому параметру ячеистый материал уступает обычным бетоном, так как поры, все же, в большей степени впитывают влагу. Чтобы снизить поглощение, производят смеси с максимальным количеством замкнутых пор.

Классы по морозостойкости следующие: F15, F25, F35, F50, F75.

Цифра означает количество циклов, которые переносит материал без разрушения. Учитывая, что в основном ячеистый бетон используют для теплоизоляции снаружи, очевидна необходимость в защитном или декоративном слое.

Величина водопоглощения

• Величина водопоглощения зависит от типа вяжущего. Так, ячеистый бетон на основе портландцемента поглощает меньше воды, чем на основе извести или гипса. Если первый вариант разрешается применять в помещениях с влажностью до 50%, то гипсовый материал требует защиты в любом случае.
• Огнестойкость ячеистых бетонов выше обычных, что, однако не позволяет применять материалы в условиях, где требуется прочность при постоянной высокой температуре. Термостойкость или жаропрочность пенобетонов невелика: материал начинается разрушаться при температурах выше 400 С.

Однако краткое нагревание изделия из ячеистого бетона переносят вполне удовлетворительно. Так, при нагреве блока класса. В 0,35 прогиб материала на 24 мм при общей толщине 400 мм наблюдался только на 151 минуте воздействия. Прогиб в 18 мм – на 61 минуте. Это достаточные показатели для того чтобы считать материал пожаростойким.

Экологичность

Экологичность, то есть, оценка природности сырья, энергоемкости процесса, возможности природной переработки и прочее, зависит от способа изготовления, но в целом намного превышает не только железобетон, но и глиняные и силикатные кирпичи. По данным Минздрава пенобетон имеет показатель равный 2,00.

Для сравнения, показатель дерево – 1,0, а экологичность керамзитобетона – 20,00. Материал совершенно безвреден и для человека, и для окружающей среды.

Области использования

Выпуск изделий из ячеистого бетона предусматривает широкий спектр железобетонных конструкций:

• стеновые панели;
• плиты перекрытия железобетонные;
• брусковые и лотковые перемычки;
• кирпич пустотелый;
• теплоизоляционные материалы;
• теплая керамика (пористый керамоблок);
• кладочные блоки.

В индивидуальном строительстве наиболее востребованы пенобетонные и газобетонные блоки. Наружная стена дома, сложенная из пористых изделий, обладает хорошей несущей способностью. Размеры и прочностные характеристики материала позволяют возводить здания любой формы и различного функционального назначения.

Легкие бетоны также используют при реконструкции сооружений, когда нужно увеличить этажность постройки без усиления существующих фундаментов.

Категории изделий

Пористые бетоны различаются плотностью и теплоизоляционными свойствами.

На основании этих характеристик их можно разделить на 3 категории:

• теплоизоляционные материалы;
• теплоизоляционно-конструкционные;
• конструкционные.

Бетоны плотностью D300-D500 принято использовать только в качестве утеплителя. Нормативная эксплуатационная нагрузка таких изделий находится на низком уровне, что не позволяет их применение для кладки стен и перегородок.

Блоки плотностью D600-D900 являются основным строительным материалом для возведения наружных и внутренних конструкций. Они предназначены для строительства жилых и общественных зданий высотой до 3 этажей.

Конструкционный пористый бетон D1000-D1200 обладает самыми высокими прочностными характеристиками. Он широко используется для производства сборного железобетона, кладочных и фундаментных блоков, плит покрытий и др.

Материалы из пористого бетона хорошо подходят для возведения одно- и двухэтажных жилых строений.

Применение

Ячеистые бетоны применяются в следующих сферах строительного производства:

1. Монолитное домостроение.
2. Производство штучных конструкционных и декоративных изделий.
3. Теплоизоляция инженерных сетей, кровли и наружных стен зданий.

Помимо строительства, дробленый пористый бетон совместно с навозом служит для удобрения почвы. На животноводческих фермах материал используется в качестве теплой подстилки для скота.

Размеры блоков из ячеистого бетона

Интерьер в гостиной в квартире

Фотогалерея: Маленькие гостиные — дизайн интерьераМалогабаритная гостиная может быть достаточно комфортабельной и уютной, если правильно подойти далее…

Как класть плитку на гипсокартон

Как правильно класть плитку на гипсокартон?Инструменты и материалыПодготовка поверхности к облицовкеКак класть кафель на гипсокартонГипсокартон #8211один из далее…

Как вывести мух из дома

Как легко избавиться от мух в квартире?Опубликовано anton в 30 Июнь, 2010 — 12:34Иногда наши дома, далее…

Электромонтажные работы это что такое (31)

Открывание дверей по пожарным нормам (10)

Красная зона что это такое (7)

Что такое мансарда в доме (7)

Драйвер для светодиодов своими руками (7)

Решетка для вентиляции с обратным клапаном (7)

Покраска потолка по старой краске водоэмульсионной краской (6)

Авр для генератора своими руками (6)

Какие люстры подходят для натяжного потолка По каким критериям выбрать люстру для натяжного потолка?СодержаниеРазнообразие Какие потолки лучше глянцевые или матовые Какой натяжной потолок выбрать? (матовый, глянцевый или сатиновый)Вы приняли решение установить Каким валиком лучше красить потолок Как правильно красить валиком потолокЕсли вы задались вопросомКак Как заделать дырку в потолке Ремонт потолка своими рукамиНатяжной потолокОтштукатуренный потолокГипсокартонный потолокЕсли у вас вдруг Как визуально сделать потолок выше Как сделать низкий потолок визуально вышеВ большинстве типовых квартир и частных

Реконструкция старого фундаментаВ ходе эксплуатации здания может возникнуть необходимость в усилении…

Как скомбинировать обои для кухни?Одним из оригинальных дизайнерских приемов, с помощью…

Утепление стен внутри дома: достоинства и недостаткиУтепление стен внутри дома похоже…

Классификация и виды ячеистых бетонов

На свойства строительного камня влияет не только сырье, но и метод изготовления, способ перемешивания и, конечно, условия твердения. По каждому из этих параметров есть классификация, позволяющая подобрать нужный материал для любого проекта.

По способу твердения

В естественных условиях материал набирает прочности в течение 4 недель. Очевидно, что колебания температуры и влажности за это время обязательно скажутся на свойствах конечного продукта. На заводских площадках осуществляет и другой способ производства – автоклавный. При прочих равных условиях автоклавный бетон при такой же плотности оказывается более прочным.

О том, что это такое, ячеистый бетон автоклавного твердения и про стеновые блоки 1,2 категории из него, как производится такой материал, читайте далее.

Автоклавные

Автоклав представляет собой герметически закрывающийся котел, в котором можно создать особые условия: точно установленную температуру и давление. Обработке подвергают готовые нарезанные бетонные блоки, а не саму смесь.

Условия твердения для газобетона в автоклаве следующие:

• температура нагрева от 174 С до 190 С;
• давление – от 8 до 12 атм;
• высокая влажность – 95%.

Под действием давления и температуры происходят дополнительные химические реакции: кварцевый песок реагирует с оксидами кальция и алюминия (газообразователь), образуя силикат кальция и другие цементирующие соединения. Это является причиной более высокой прочности газобетона по сравнению с пенобетоном. Кроме того, автоклавный способ гарантирует меньший расход цемента, а полученный продукт дает меньшую усадку.

Силикатные ячеистые бетоны могут быть изготовлены только автоклавным методом, в то время как материал на основе портландцемента или гипса производится разными способами.

О том, как производят автоклавный ячеистый бетон, расскажет видео ниже:

Особенности основных видов ячеистых материалов

Перемычка из ячеистого бетона.

Отметив общие преимущества и недостатки, присущие всем видам ячеистых бетонов, можно рассмотреть каждый вид по отдельности. Так, наибольшую популярность в современном строительстве приобрели 2 вида материала: пено- и газобетон.

Ячеистый газобетон — это материал, пористая структура которого получена при помощи химической реакции. Газобетоны могут изготавливаться автоклавным или неавтоклавным способом. Разновидности материала, газосиликаты, только при помощи обработки в автоклаве. При автоклавной обработке, во время которой температура достигает 190°С, а давление более 12 Бар, осуществляется контроль возникновения и распределения пузырьков воздуха по всему объему раствора. За счет этого каждый получаемый элемент имеет равномерную структуру и равные изотропные свойства. Высока и стабильность геометрических размеров каждого блока, что обусловливается равномерным твердением и нивелированием усадочных процессов в условиях автоклава.

Применение газобетонных блоков в малоэтажном строительстве.

Ячеистый газобетон имеет намного большие гидрофобные качества, чем пенобетон. При этом влажность окружающей среды практически не влияет на его теплоизоляционные характеристики. Независимо от климатических условий, сорбционная влажность материала составляет не более 5% и полностью отсутствует карбонизационная усадка.

Ячеистый пенобетон изготавливается только неавтоклавным способом. В его основе лежит механическое смешивание пенообразователей и рабочего раствора. Твердение изделий происходит в естественных условиях. При этом особенности процесса зависят от используемой технологии. Так, ячеистые бетоны данного вида производятся двумя основными способами: разливкой по формам или резкой уже готовых плит на отдельные блоки.

При первом способе раствор твердеет в специальных формах, при втором — единым пластом. И в том, и в ином случае сушка производится или на открытом воздухе, или в паровых камерах в условиях обычного атмосферного давления. За счет того, что порообразование осуществляется механическим способом, а сушка производится в естественных условиях, достичь гомогенной структуры блоков крайне сложно. При этом страдают и изотропные качества, и показатели влажностной усадки, влияющие на равномерность геометрии блоков.

В отличие от газобетона, пенобетон нельзя считать гидрофобным цементным камнем. Он способен набирать достаточную влажность, что существенно снижает его теплоизоляционные свойства при эксплуатации.

https://youtube.com/watch?v=Bh7hINPLOnE