Чем отличается пеноблок от газосиликатного блока: Газосиликат или пенобетон — что лучше?

Содержание

Газосиликат или пенобетон — что лучше?

Современный рынок строительных материалов настолько велик, что порой в этом ассортименте легко заблудиться, а также тяжело сделать нужный, правильный выбор. Выбрать, что же все-таки лучше – пенобетон либо газосиликат, поможет проведенное сравнение их преимуществ, недостатков. Главных условий совсем мало, однако именно от них во многом зависит, какого качества будет построенное здание.

Общие сведения

Главным достоинством данных строительных материалов является их невысокая цена при небольшой массе. Это достоинство всех ячеистых стройматериалов. Хотя оба этих материала изготовлены из ячеистого бетона, они кардинально отличаются друг от друга по технологии изготовления. А это оказывает влияние на свойства и характеристики.

Вернуться к оглавлению

Сходство и разница при изготовлении

У пенобетона и газосиликата практически одинаковый состав. Компонентами, которые присутствуют в обоих материалах, являются – вода, цемент, песок. Так как у этих ячеистых идентичный состав, они обладают следующими достоинствами:

  • стойкость против огня;
  • стойкость против плесени, грибка, гниения;
  • стойкость против порчи стен различными грызунами;
  • легкость монтажа.
Производство пенобетона намного проще чем газосиликата.

Если вам известны нюансы кирпичной кладки, то и с кладкой газосиликатом либо пенобетоном, вы справитесь самостоятельно. Именно по этим причинам большинство стоит перед выбором – кирпич, газосиликат либо пенобетон?

Стоит остановиться на рассмотрении нюансов изготовления пеноблоков, а также газосиликата:

  • Пеноблок получают благодаря технологии производства, при которой в раствор бетона добавляют пенообразователь. Лишь после этого полученную массу засыпают в специальные формы, где она обретает крепость, а также прочность.
  • В ходе химической реакции непогашенной извести совместно с алюминием делают газосиликат. В массу этого вещества включают мелкие части пудры алюминия. По ходу этой реакции наверх поднимается водород в виде газа, который и образует ячеистую структуру. Этот материал производят в форме больших блоков. Газосиликатом можно пользоваться лишь после того, как масса затвердеет, и ее разрежут на необходимые блоки.

Как раз эти отличия в производстве и оказывают влияние на характеристики полученных строительных материалов.

Вернуться к оглавлению

Сравнение характеристик

Чтобы знать, чему отдать предпочтение, газосиликату или пеноблоку, требуется изначально провести сравнительный анализ их технических свойств. К сожалению, не смотря на быстрое технологическое развитие, все еще не существует идеального по всем показателям строительного материала. По этой причине приходится делать выбор, основываясь на анализе достоинств и недостатков пеноблока и газосиликата.

Чтобы выяснить, какой из данных материалов занимает первое место, нам понадобится провести сравнительный анализ по таким характеристикам:

  • крепость;
  • звукоизоляция;
  • теплоизоляция;
  • экологическая чистота;
  • стоимость;
  • способность впитывать влагу;
  • нужно ли армирование;
  • необходимость в декорации либо отделке;
  • сложность монтажных работ;
  • качество изготовленных материалов.
Вернуться к оглавлению

Прочность

Газосиликат лучше выдерживает нагрузки.

В условиях нашей страны дома привыкли строить так, чтобы они простояли не один десяток лет. Если учитывать цены на строительные материалы, то становится понятно, что это не только лучше, но и просто необходимо. Из-за этого становится понятным желание выбрать наиболее прочный материал для возведения стен.  Нужно помнить о том, что крепость газосиликата гораздо лучше, чем у пенобетона. Однако из-за пониженной крепости, такие блоки легко режутся на необходимые части, в них легче сделать отверстие либо выступы.

Газосиликатные блоки гораздо лучше оказывают сопротивление против различных внешних нагрузок. Это помогает им держать изначальную форму и не раскрашиваться при перевозке либо разгрузке. Из этого следует, что и возведенное здание выйдет гораздо более крепким.

Из данного сравнения становится ясно, что сделать выбор сложно. Все напрямую зависит от того, какие операции с блоком будут совершаться. Если его будет необходимо дополнительно обрабатывать, то лучше пенобетон. Если необходимо строение с прочными и ровными стенами, то лучшим выбором будет газосиликат.

Вернуться к оглавлению

Звукоизоляция

Благодаря тому, что в пенобетоне особая пористая структура, то уровень звукоизоляции получается выше, чем у аналогичных блоков газосиликата. Но это не значит, что дополнительная звукоизоляция будет не нужна.

Вернуться к оглавлению

Теплоизоляция

Обладать теплым и комфортным домом хотят все люди. А если брать во внимание, что зимы у нас не слишком теплые, то становится понятным желание не зависеть постоянно от отопительных приборов. Стены, в строительстве которых применяют пеноблоки либо газосиликат, нуждаются в дополнительном утеплении. Особенно это относится к утеплению снаружи здания. Газосиликат обладает гораздо более высокой теплоизоляцией, однако утеплительные работы являются необходимыми.

Вернуться к оглавлению

Разница между блоками в способности впитывать влагу

Идеальное здание обязано быть сухим. В данной ситуации именно пеноблоками нужно строить, ведь они обладают практически уникальной способностью не впитывать влагу. Благодаря такой стойкости к влаге, специалисты советуют делать гидроизоляцию лишь снаружи дома, которое построено из ячеистых материалов. Отличия газосиликата в плане гигроскопичности имеются, но не слишком значительные. Однако и просушивание этого типа материала занимает больше времени.

Вернуться к оглавлению

Монтажные работы

Важным превосходством газосиликата является отсутствие «усадки».

Немаловажный фактор при строительстве – удобство выполнения главных технологических работ. Поэтому удобство кладки данными материалами является большим преимуществом. Пенобетон можно класть при любой погоде, хоть в дождь, хоть в снег, хоть в мороз. К тому же их можно применять сразу же после производства. Можно начинать строительство сразу, как только материал доставили в необходимое место.

А так как газосиликат достаточно сильно впитывает влагу, то его применяют для строительства лишь после того, как блоки полностью высохнут. Однако с ними больше работает штукатурка, а это  благотворно сказывается на декорировании и отделке.

Вернуться к оглавлению

Армирование

Применение прутьев из арматуры при строительстве зданий из ячеистого бетона помогает предотвратить возникновение трещин в стенах. Так как подобный материал не слишком прочен, то применение подобных прутьев – обязательная процедура. Однако если возводится здание из одного этажа, то использование армирование не является обязательным.

Вернуться к оглавлению

Стоимость

Строить из пенобетона дешевле, чем из газосиликата.

Данные строительные материалы легко можно отнести в разряд дешевого сырья. Но между обоими видами все же есть различия по стоимости. Так как технология производства газосиликата дольше и сложнее, то и стоимость несколько выше. Эта разница может достигать больше 25%.

Из-за того, что пенобетон не трудно изготавливать, то его производят как в промышленных цехах, так и кустарным методом. Это ощутимо понижает статью расходов на покупку нужного оборудования и изготовления самого сырья. Блоки, которые произвели кустарным методом, по стоимости намного меньше, чем те, что были сделаны на заводе.

Вернуться к оглавлению

Транспортировка и ее стоимость

Пенобетон плохо ведет себя при перевозке в силу своей сильной хрупкости. Газосиликат более прочен и устойчив к перевозке, но при транспортировании требуется исключить попадание влаги.

Вернуться к оглавлению

Качество

На сегодняшний день достаточно просто купить подделку вместо качественного материала. Не стоит гнаться за чрезмерной дешевизной. Не нужно забывать, что качественное изделие можно получить лишь при соблюдении всех требований при изготовлении, применении качественного оборудования.

Вернуться к оглавлению

Пожаробезопасноть

Дома из подобных изделий отлично противостоят огню, им присвоена первая степень огнестойкости, это выяснено путем проведенных испытаний.

Вернуться к оглавлению

Выводы

Из всего вышеперечисленного становится ясно, что у современных строительных материалов есть масса достоинств и недостатков. Сделать нужный выбор порой бывает сложно даже высококвалифицированным специалистам, что уж говорить о простом человеке. Однако окончательное решение должен принимать именно потребитель, исходя из собственных нужд.

Пеноблок и газосиликат: разница, особенности и характеристики

Дата: 18 февраля 2017

Просмотров: 4042

Коментариев: 0

Пористые бетоны — надежный строительный материал. Прочностные характеристики, экологичность и способность сохранять тепло отличают блочные строения, возведенные из ячеистых композитов. Ячеистые блоки позволяют выполнять кладку стен намного быстрее по сравнению с традиционно применяемым кирпичом.

Застройщики сталкиваются с проблемой выбора материала, позволяющего возвести экологически чистое, надежное и недорогое строение. Важно не ошибиться, принимая окончательное решение. На рынке строительного сырья предлагаются различные материалы, в том числе пеноблок и изделия из газосиликата. Какому сырью отдать предпочтение?

Остановимся детально на особенностях популярных ячеистых бетонов, оценим эксплуатационные характеристики, разберемся, чем отличается пеноблок от газосиликатного блока.

В современном строительстве все чаще предпочтение отдается облегченным бетонным смесям, из которых производятся блоки

Специфика изготовления

Отличие газосиликатного блока от пеноблока связано с технологией производства. Именно процесс изготовления определяет эксплуатационные характеристики, свойства и структуру, характеризующуюся наличием воздушных пор в бетонном массиве.

Изготовление осуществляется следующими методами:

  • неавтоклавным путем, согласно которому изготавливают пеноблоки из песчано-цементной смеси с добавлением воды и пенообразующего компонента. Состав разливается в специальные формы, где он твердеет, достигая эксплуатационной прочности;
  • автоклавным способом, предусматривающим термическую обработку в герметически закрытых емкостях при повышенной температуре и влажности. Газосиликатный блок изготавливают по промышленной технологии, гарантирующей качество.

Изготовители ячеистых бетонов, в попытках завоевать рынок, рекламируют выпускаемые материалы, делая акцент на их низкой цене и повышенных эксплуатационных характеристиках. Объективно проанализируем достоинства, разберемся, насколько велика разница в свойствах материалов, которые зависят от особенностей технологии производства.

Сейчас очень популярным стало строительство домов из газосиликатных блоков

Как производят пеноблоки? Итак, основные этапы:

  • Подготовка цементно-песчаной смеси.
  • Введение пенообразователя.
  • Смешивание вспененного бетонного состава.
  • Разбивка по формам.
  • Приобретение твердости в естественных условиях.

Главные особенности технологии:

  • простота изготовления;
  • отсутствие необходимости в специальном оборудовании;
  • возможность наладить производство в условиях строящегося объекта.

Пеноблоки, полученные неавтоклавным путем, характеризуются:

  • Шероховатостью, связанной с замкнутой ячеистой структурой.
  • Повышенными отклонениями геометрии, затрудняющими кладку стен.
  • Малым весом.

Изготовление газобетонных блоков осуществляется только в промышленных условиях

Как влияет метод производства на газосиликатный блок? Для изготовления газосиликатной продукции необходимы следующие ингредиенты:

  • портландцемент, являющийся вяжущим веществом;
  • песок на основе кварца;
  • известь;
  • алюминиевый порошок;
  • вода.

Приобретение газосиликатом эксплуатационных характеристик осуществляется благодаря автоклавной технологии. В специальной емкости при повышенной температуре массив обрабатывается паром, давление которого составляет 12 атмосфер.

Полученные изделия отличаются:

  • Наличием открытой ячеистой структуры, являющейся результатом химической реакции.
  • Повышенными прочностными характеристиками, связанными с твердением в автоклаве.
  • Точностью геометрии, связанной со спецификой формирования.

Применяются эти строительные блоки на основе бетона для сооружения стен и перегородок в жилых домах

Особенности автоклавного метода изготовления позволяют производить газосиликат только промышленным путем, гарантирующим качество изделий и требующим специального оборудования и лабораторного контроля.

Автоклавный метод гарантирует стабильное качество продукции по сравнению с производством вспененного бетона, свойства которого после твердения различаются.

Отличия в структуре

Вспененный бетон и газосиликат отличаются структурой. Это влияет на специфику применения и эксплуатационные свойства. Ячеистые бетоны отличаются особенностями воздушных полостей:

  • закрытые ячейки, которые имеют пеноблоки, улучшают теплоизоляционные параметры бетона, обеспечивает надежную звукоизоляцию. Бетон с закрытыми порами менее подвержен поглощению влаги, однако нуждается в защите с помощью штукатурки;
  • газосиликатный массив характеризуется наличием мелкоячеистой структурой. При твердении газосиликата между воздушными парами образуются микроскопические трещины, повышающие гигроскопичность массива, нуждающегося в специальной защите поверхности.

Пенобетонные блоки обладают сероватым оттенком в отличие от газосиликатных, которые имеют почти белый цвет

Область использования

Газосиликатный блок востребован при выполнении строительных мероприятий и применяется для возведения:

  1. Внутренних перегородок помещений.
  2. Опорных стен, воспринимающих значительные нагрузки.
  3. Многоэтажных зданий, укрепленных усиливающими поясами.
  4. Цельных бетонных конструкций, сформированных с применением опалубки.

Пеноблоки позволяют осуществлять строительство зданий, количество этажей в которых не превышает трех. Это связано с особенностями ячеистого композита, используемого для строительства:

  • перегородок, не воспринимающих усилий;
  • наружных стен;
  • конструкций, применяемых для ограждения.

Что прочнее?

Имеется ли отличие газосиликатного блока от пеноблока по прочностным характеристикам? Ведь удельный вес материала влияет на твердость ячеистого массива. Кубический метр газосиликата весит 0,45 тонны, что значительно меньше массы аналогичного объема пенобетона, составляющей — 0,7 тонны.

Учитывая разность плотности и прочности материалов, пенобетон рекомендуют использовать только в небольших постройках, например в частных домах высотой до двух этажей

Оценив плотность, можно сделать вывод об увеличенных прочностных характеристиках, которыми обладают пеноблоки. Однако особенности автоклавного метода позволяют использовать газосиликаты при возведении ответственных объектов.

На чем остановить свой выбор, желая использовать для строительства здания более прочный материал? Что имеет большую прочность — газосиликатные блоки или вспененный бетон? Оба бетона обладают высокой прочностью и позволяют осуществить возведение зданий, имеющих длительный ресурс эксплуатации.

На прочность влияет качество применяемых для изготовления материалов. Если производитель желает сэкономить на подготовке смеси, приобретает вяжущие материалы низкого качества, то, естественно, продукция не обрадует покупателя. Особенность вспененного композита — увеличение прочности с течением времени. Предприятия-изготовители осуществляют выдержку произведенной пенобетонной продукции, чтобы не разочаровать застройщиков.

Внешний вид и гигроскопичность

Имеется ли визуальное отличие газосиликатного блока от пеноблока? Материалы не сложно отличить, сопоставив структуру бетонного массива и цвет:

  • Пеноблоки отличаются серым цветом, имеют более гладкую поверхность.
  • Газосиликатная продукция характеризуется более рельефной поверхностью изделий, которые намного светлее пенистого композита.

Отличие можно увидеть и в устойчивости к влажности

При погружении в водную среду газосиликатный материал, имеющий повышенную гигроскопичность, быстро погрузится на дно. Это связано с открытой структурой воздушных полостей, имеющихся в массиве. Вспененный композит хуже впитывает влагу, и небольшое время будет находиться на водной поверхности. Это позволяет сделать заключение о влагостойкости материалов.

Особенности кладки

Оба вида ячеистых бетонов применяются в строительстве для выполнения кладки. Материалы имеют много общего:

  • незначительную массу, позволяющую легко осуществлять доставку изделий на рабочий участок;
  • увеличенный объем, обеспечивающий сокращение сроков строительных мероприятий;
  • легко подвергается обработке, что облегчает выполнение работ.

Однако для выполнения кладки блоков применяются различные составы:

  • Специальный клеевой состав, наносимый тонким слоем при установке газоблоков.
  • Традиционный цементный раствор, применяемый для кладки пенобетонных изделий.

Пенобетон можно класть при любой погоде, хоть в дождь, хоть в снег, хоть в мороз

Несмотря на увеличенную стоимость специального клеевого состава, затраты на возведение стен с использованием газонаполненных композитов значительно меньше. Нанесение клея производится тонким слоем, что предотвращает образование мостиков холода и способствует сохранению комфортной температуры помещения. Уменьшенная толщина клеевой смеси, применяемой для кладки, требует точного соблюдения размеров изделий, которые, при необходимости, требуется доводить.

Кладка пенобетона производится с помощью традиционного цементного раствора, наносимого толстым слоем. Это позволяет компенсировать погрешности габаритов блоков, вдавливаемых в цементный раствор. Однако увеличенная толщина цементной смеси способствует образованию перемычек холода, отрицательно влияющих на температуру в помещении.

Теплопроводность

Насколько велика разница в теплопроводности различных видов ячеистых бетонов. Использование газосиликатных блоков, имеющих уменьшенный коэффициент теплопроводности, равный 0,12, позволяет, при одинаковой толщине возводимых стен, создать более комфортную температуру в помещении.

Увеличенный коэффициент теплопроводности пенобетона, составляющий 0,24, обеспечивает благоприятный температурный режим при ширине пенобетонных стен превышающей в 2 раза толщину стен из газосиликата.

Оба материала требуют нанесения защитной штукатурки и надежно обеспечивают комфортные климатические условия помещения, что обусловлено пористой структурой бетонного массива.

Итоги

Не принципиально, что использовать для возведения зданий из ячеистых бетонов — газосиликатные блоки или вспененный композит. Следует тщательно проанализировать свойства материалов, приобретать качественное сырье и руководствоваться рекомендациями профессиональных строителей.

На сайте: Автор и редактор статей на сайте pobetony.ru
Образование и опыт работы: Высшее техническое образование. Опыт работы на различных производствах и стройках — 12 лет, из них 8 лет — за рубежом.
Другие умения и навыки: Имеет 4-ю группу допуска по электробезопасности. Выполнение расчетов с использованием больших массивов данных.
Текущая занятость: Последние 4 года выступает в роли независимого консультанта в ряде строительных компаний.

Пеноблоки или газосиликатные блоки: что лучше

Пеноблоки или газосиликатные блоки. Что лучше?

Ячеистый бетон – искусственный пористый материал, из которого изготавливают строительные блоки. Благодаря порам, распределенным по всему объему материала, блоки имеют небольшой вес при сравнительно крупных габаритных размерах.

Скорость производства работ из ячеистых бетонных блоков, в сочетании с низкими трудовыми и материальными затратами, обеспечивает популярность блоков на отечественном рынке стройматериалов. По способу производства и конструктивным особенностям различают два основных вида легкого бетона – пенобетон и газобетон.

Пенобетон или газобетон

Отличие двух схожих по структуре ячеистых бетонов обусловлено различной технологией их производства. Одинаковый для пенобетона и газобетона связующий состав из цемента, песка и воды, по-разному насыщается газом.

Различие технологий производства пено- и газобетона

Метод изготовления пенобетона основан на смешивании цементного раствора с пенообразующим натуральным или синтетическим материалом:

  • в бетоносмеситель загружают песок;
  • постепенно добавляют портландцемент М400 или М500 и воду;
  • пенообразователь с водой смешивают в пеногенераторе до образования стойкой пены;
  • после приготовления цементного раствора в бетоносмеситель подают пену и продолжают смешивание в течение 3 –5 минут;
  • пенобетон выливают в формы для блоков или опалубку для плит.

После застывания пеноблоки извлекают из форм, а плиты распиливают на части заданных размеров.

Окончательную степень прочности пенобетон приобретает через 4 недели после изготовления. Блоки хранят в пленке под навесом и таким образом доводят до товарной кондиции.

При соблюдении технологии производства плотность пенобетона должна быть одинаковой по всей поверхности, распределение ячеек воздуха равномерным, а сами ячейки круглой замкнутой формы.

Качество пенобетонных блоков можно проверить визуально:

  • серый цвет блока подтверждает достаточную концентрацию в нем цемента; 
  • на изломе материал должен быть однородным по всей поверхности;
  • пирамида из 5–6 блоков должна устойчиво держаться без клея;
  • на поверхности блока не должно быть желтых разводов от масляной смазки форм;
  • при надавливании на поверхности блока не должны оставаться вмятины и трещины.

Для увеличения прочности пеноблоков в бетонную смесь добавляют фиброволокна, которые армируют пенобетон и позволяют крепить на нем тяжелые конструкции. Проверить наличие тонких капроновых нитей в структуре материала, можно на изломе пеноблока.

Газобетон получают в результате химической реакции извести, входящей в состав цементного раствора, и мелкодисперсного металлического алюминия.

Процесс производства полностью автоматизирован:

  • из песка и воды в шаровой мельнице готовят шлам;
  • шлам по конвейеру поступает в бетоносмеситель;
  • в бетоносмеситель постепенно добавляют цемент, гипс и известь;
  • в раствор вводят алюминиевую суспензию и тщательно перемешивают;
  • из бетоносмесителя раствор выливают в форму, где происходит химическая реакция при температуре 400 с выделением водорода;
  • после застывания смеси (через 3–4 часа), газобетон разрезают на блоки натянутыми струнами;
  • автоклавная обработка газобетонных блоков длится 12 часов при температуре 1800 под давлением до 14 атм.

В результате газобетон приобретает пористую структуру с равномерным распределением открытых ячеек различного диаметра.

Качественные газосиликатные блоки, изготовленные автоклавным методом, всегда:

  • белого цвета из-за присутствия в исходном составе извести;
  • имеют точные габаритные размеры благодаря распилу тонкими струнами;
  • имеют захваты для рук и торцевые выемки паз-гребень для точной стыковки друг с другом.

Сравнительная характеристика пенобетонных и газосиликатных блоков

Рабочие характеристики Строительные блоки
пенобетонные газобетонные
Плотность рабочая, кг/м3 400–1000 350–600
Предел прочности при сжатии, мПа 2,0–7,5 2,5–15
Долговечность, лет 30 70
Водопоглощение, % от массы 10–16 20–25
Теплопроводность (конструкционных блоков), Вт/м 0С 0,12–0,32 0,09–0,14
Коэффициент сопротивления паропроницаемости, м2*ч*Па/мг 15 10
Звукопоглощение, дБ 50 66,7
Морозостойкость, цикл 25 50
Экологичность, коэффициент 2 4
Погрешность в габаритных размерах, мм 20 2
Кладка, материал (толщина, мм) раствор (10–15 мм) клей (1–2 мм)
Усадка, мм/м в год 3 0,1
Масса 1 м2  
стены, кг
70–90 200–300
Сфера применения утеплитель, перегородки, ограждающие стены в 1-, 2-этажных строениях несущие и ограждающие стены

Преимущества и недостатки материалов

Ячеистые бетонные блоки, благодаря пористой структуре, имеют высокие тепло- и звукоизоляционные свойства, небольшой вес и плотность при довольно крупных размерах. Отличия блоков из пено- или газобетона, которые обусловлены разным составом и технологией производства, определяют плюсы и минусы этих строительных материалов.

Пенобетонные блоки обладают:

  • Низкой теплопроводностью, которая позволяет:
    • использовать пеноблоки, как изоляционный материал;
    • устраивать кладку стены в один ряд.
  • Влагостойкостью, допускающей использование пенобетона без гидроизоляции.
  • Шумоизоляционными свойствами, позволяющими строить жилые дома недалеко от оживленных магистралей.
  • Небольшим весом при крупных размерах, что дает возможность:
    • увеличить скорость строительства;
    • уменьшить трудозатраты;
    • облегчить транспортировку и складирование.
  • Пожаростойкостью, не требующей дополнительной обработки стен здания.
  • Экологичностью, обусловленной натуральным составом блоков.
  • Низкой стоимостью, уменьшающей материальные затраты при закупке стройматериалов.

К недостаткам пеноблоков относятся:

  • Хрупкость пенобетона, которая:
    • вызывает бой во время транспортировки и кладки;
    • усложняет крепление навесной мебели и аппаратуры при эксплуатации.
  • Неточные габаритные размеры, вынуждающие использовать цементный раствор при укладке блоков, что создает в стенах «мостики холода».
  • Усадка материала под нагрузкой, которая:
    • не позволяет строить многоэтажные здания;
    • вызывает образование трещин в кладке;
    • требует устройство ленточного фундамента.
  • Неэстетичный вид, требующий облицовки декоративными материалами.

Наряду с общими свойствами ячеистых бетонов, газосиликатные блоки отличаются:

  • прочностью, позволяющей строить здания с повышенной этажностью, не опасаясь усадки материала;
  • более низкой теплопроводностью, которая позволяет аккумулировать тепло в стенах и экономить на отоплении;
  • высокой паропроницаемостью, создающей благоприятный микроклимат в доме благодаря «дышащей» структуре материала;
  • точными размерами и формой, что дает возможность укладывать блоки на тонкий слой клея и сокращает время строительных работ.

Основным недостатком газобетонных блоков является гигроскопичность из-за открытых ячеек внутренней структуры материала. Способность газобетона впитывать влагу может создать условия для образования плесени и грибковых микроорганизмов в стенах дома. Поэтому ограждающие конструкции необходимо покрывать гидроизоляцией, снаружи и внутри здания.

Чем хороши дома из пенобетонных или газосиликатных блоков

В зависимости от плотности исходного материала, блоки из ячеистого бетона выпускают различных марок от D300 до D1800.

Маркировка помогает выбрать блоки для определ
енных видов строительных работ:

  • теплоизоляционные материалы марок D300–D500 используют, как утеплитель для кирпичных и бетонных домов;
  • конструкционно-теплоизоляционные материалы D600–D1400 применяют при возведении внутренних перегородок и наружных стен одноэтажных домов;
  • конструкционные материалы D1400–D1800 используют при строительстве несущих конструкций многоэтажных зданий.

Для строительства домов в умеренной климатической зоне минимальная толщина стен должна составлять 350–450 мм. В северных районах этот показатель достигает 600-650мм. При этом утеплять стены рекомендуется как внутри, так и снаружи.

Преимущества домов из ячеистого бетона:

  • Строительство домов из пенобетонных или газосиликатных блоков отличается легкостью и скоростью производства работ. 
  • Высокие теплоизоляционные свойства ячеистых материалов позволяют сохранять тепло внутри дома зимой и прохладу летом.
  • Ячеистые блоки можно обрабатывать любым инструментом. Стены легко штрабятся под электропроводку и фурнитуру.
  • Под легкие декоративные элементы гвозди забивают с помощью обычного молотка. Для крепления мебели используют специальные дюбели, которые не разрушают ячейки бетона.
  • Перепланировка, устройство ниш, дымоходов, каминов, прокладка инженерных коммуникаций не представляет сложности в домах наружные стены и перегородки которых, выполнены из ячеистых бетонов.
  • Стены из пено- или газоблоков можно отделывать любым декоративным материалом.

Факты и заблуждения

Статьи рекламного характера на сайтах фирм-производителей различных видов ячеистых бетонов запутывают потенциальных потребителей. В надежде склонить их к приобретению своей продукции производители пено- и газосиликатных блоков стараются приукрасить свой продукт и уменьшить достоинства конкурента. Так рождаются мифы и заблуждения.

Заблуждение №1. Из пеноблоков и газосиликатных блоков нельзя строить несущие конструкции без укрепления стен монолитными колоннами.

Факт. СТО 501-52-01-2007 «Проектирование и возведение ограждающих конструкций из ячеистых бетонов»:

п.6.2.7. Несущие стены из автоклавных ячеистобетонных блоков (газобетонные блоки) рекомендуется возводить высотой до 5-ти этажей включительно, но не более 20 м, самонесущие стены зданий — высотой до 9-ти этажей включительно, но не более 30 м.

п.6.2.8. Блоки из неавтоклавных ячеистых бетонов (пеноблоки) рекомендуется применять в несущих и самонесущих стенах зданий высотой до 3-х этажей включительно, но не выше 10 м.

Заблуждение №2. Стены из газобетона нельзя штукатурить, чтобы не нарушить паропроницаемость материала.

Факт. При выборе отделочных материалов следует учитывать их паропроницаемость. Каждый следующий слой должен иметь более высокий коэффициент паропроницаемости, чем предыдущий, тогда стена останется «дышащей».

Заблуждение №3. Известь, используемая в производстве газобетона, вредит здоровью людей, проживающих в доме их газосиликатных блоков.

Факт. Известь вступает в реакцию с алюминиевой пудрой и цементом. В результате образуются гидросиликаты, которые после автоклавной обработки превращаются в химически стойкий минерал.

Заблуждение №4. Применение цементного раствора при кладке пеноблоков приводит к образованию мостиков холода.

Факт. Да, если использовать обычный раствор и пеноблоки сомнительного производства с плохой геометрией. Пеноблоки промышленного производства скрепляют специальным клеем. Недостаточно ровные пеноблоки можно укладывать на теплосберегающий раствор с толщиной швов до 1см.

Факты и опыт профессиональных строителей подтверждают истинные свойства ячеистых бетонов, которые занимают все больший сегмент на рынке строительных материалов.

Закупку строительных блоков следует осуществлять по ГОСТу 21520-89 «Блоки из ячеистых бетонов стеновые мелкие».

В стандарте указаны технические требования, типы и размеры блоков, методы контроля, условия хранения и транспортировки.

Выбор пенобетонных и газосиликатных блоков от крупных производителей обеспечивает соответствующие ГОСТам характеристики материала и надежность строительной конструкции.

Применение сертифицированного оборудования и строгое соблюдение технологического процесса, ответственными производителями, гарантирует качество и заявленные эксплуатационные характеристики блоков из ячеистых бетонов.

Регулярный контроль качества на крупных производствах, подтверждает марку материала и дает право укомплектовывать каждую партию товара паспортами соответствия. На таких предприятиях действует удобная система скидок и бесплатная доставка блоков на стройплощадку.

Отличие свойств газосиликатного блока от кирпича

Проблема этого выбора зависит от многих факторов: климата региона, параметров грунтового основания, этажности будущего дома, ваших материальных ресурсов. Что лучше кирпич или газосиликатный блок, вы ответите на этот вопрос, после ознакомления с достоинствами и недостатками обоих материалов.

Оцените разнообразие кирпичного ассортимента

Кирпич, традиционный для нашего менталитета строительный материал, в разных видах используется на протяжении нескольких тысячелетий. Формованная глино — песчаная масса после высокотемпературного обжига превращается в достаточно прочный кирпич, обладающий многими положительными характеристиками. Несмотря на достаточно высокую стоимость, строительный кирпич входит, наряду с бетоном и древесиной в тройку наиболее востребованных в дачном и коттеджном строительстве, материалов.

  • Ассортимент кирпичных изделий пополняется новыми моделями, которые отличаются от стандартного кирпича разными показателями стойкости: к механическим нагрузкам, увеличенным объемом, меньшим весом, низкой теплопроводностью, наличием влагозащитных и декорирующих покрытий.
  • Самая важная характеристика кирпича его прочность, отражена в названии модели, например кирпич N300 по прочности в 4 раза превосходит кирпич с индексом 75.
  • В холодных регионах особенно ценится морозостойкость материала и стойкость к большим температурным перепадам. В названии кирпича этот показатель обозначается буквой Р и цифровым индексом, определяющим количество циклов «замораживания –оттаивания» до начала разрушения структуры. Естественно, что для нашего непростого климата актуальны материалы с индексом Р35, а для северных регионов, в пределах Р50.

В чем преимущества поризованных бетонов?

Разные показатели прочности стеновой керамики, позволяют выбрать оптимальное соотношение прочности и теплопроводности. При всех достоинствах, стены из монолитного кирпича нуждаются в обустройстве эффективной теплоизоляции.

Проблема решается применением кирпича поризованного или пустотелого, стоимость которого значительно выше стандартного материала. Легкий кирпич позволяет возводить дома на слабых грунтах, ранее признанных непригодными для строительства тяжелых кирпичных и каменных домов.

Высокая стоимость самого кирпича и его монтажа, привели к поиску более доступных вариантов, в частности к усовершенствованию технологий производства поризованных бетонов. Газосиликатные блоки одна из разновидностей современного газобетона, в котором связующим компонентом служит известь. Такая замена позволяет удерживать эти материалы в доступных для потребителей,ценовых границах.

Газосиликатные блоки – свойства и применение

Качественные газосиликатные блоки автоклавного производства, экологически безупречный строительный материал, содержащий в своем составе: песок, цемент, известь и безопасные улучшающие структуру присадки.

  • Застройщики высоко ценят газосиликатные блоки за доступную стоимость, превосходные изолирующие свойства.
  • Проектировщики — за небольшой вес и способность использовать материал для строительства домов с повышенной этажностью.
  • Монтажники — за высокую производительность монтажа.

Правильная геометрия блоков и минимальные отклонения от стандартных размеров, предоставляют возможность замены бетонного кладочного раствора клеевым монтажом. Ценность этой меры заключается в минимальной ширине стыков, практически полном отсутствии мостиков холода, высокой почти монолитной прочности стен.

Силикато-блочные дома не нуждаются в обустройстве теплоизоляции. Даже при перепаде наружной и внутренней температур 50-60°С, и толщине стен всего в 30-40 см, в доме стабилизируется комфортный микроклимат.

  • По паропроницаемости и теплосохранению, легкости обработки и ряду других параметров, газосиликатные блоки аналогичны древесине, поэтому в обиходе материал часто называют древобетоном.
  • Имеет место отличная совместимость газосиликатных поверхностей с штукатурными и плиточными отделочными материалами. Поэтому проблем с декорированием фасада дома практически не существует.
  • Блоки в несколько раз дешевле кирпича, производительнее в укладке. Небольшой вес материала позволяет в частном строительстве, исключить дорогостоящую аренду подъемного оборудования.
  • Блочные стены не подвержены усадке, следовательно: монтаж труб, кабелей, отделочные работы, можно начать непосредственно после возведения стен и перегородок.

Если вы не полностью сформировали требования к будущему строительному материалу, обращайтесь за информацией на наш сайт для технических консультаций и заказа качественных газосиликатных блоков автоклавного производства. У нас Вы также сможете купить качественные современные пеноблоки!


что лучше подойдет для строительства дома своими руками

Пеноблок и газоблок — наиболее популярные на сегодняшний день материалы, которые используются для строительства теплых, уютных и долговечных домов. Для того чтобы разобраться, пеноблок или газоблок что лучше, обозначим их достоинства и недостатки.

Химический состав и технология производства

И газобетон, и пенобетон, по сути, представляют собой искусственный камень, изготовленный из ячеистого бетона. Оба стеновые материала производятся из экологически чистого и безопасного сырья. Но для изготовления ячеистых блоков используются разные компоненты и технологии производства, за счет чего каждый из стеновых материалов образует свою особую пористую структуру и получает характерные ему свойства.

Пеноблоки серого цвета, с гладкой поверхностью. В процессе их производства применяется метод механического смешивания цеметно-песчаной смеси (известь, вода, цемент, доменный шлак и другие производственные отходы) с добавлением пенообразователя. Раствор разливается по контейнерам, после чего его затвердевание осуществляется естественным образом.

Газоблоки имеют белый цвет, рельефную и шероховатую поверхность. Они изготавливаются путем химической реакции, а после чего дополнительно обрабатываются для повышения прочности в автоклавной установке. В состав раствора входят цемент, кварцевый песок, вода, чистая известь и алюминиевая пудра, которые смешиваются при определенном уровне влажности и выдерживаются при высоком температурном режиме.

Из-за сложного и длительного процесса производства газобетонные блоки обычно изготавливаются крупными заводами с использованием дорогостоящего оборудования. В то время как производство пенобетонных блоков несколько проще и экономичнее — зачастую они производятся кустарным способом и имеют соответствующий уровень качества.

Сравниваем характеристики материалов

1. Геометрия изделий

Пеноблок сильно уступает газоблоку по внешнему виду и по качеству геометрии:

  • погрешность газобетонных изделий составляет не более 1 мм;

  • пеноблоки имеют погрешность порядка 3 мм.

Геометрия газобетонных блоков близка к идеальной, что упрощает их укладку и делает процесс более быстрым. При высокой погрешности для кладки можно использовать только бетонный раствор, а это в свою очередь влечет более высокие финансовые затраты и временные потери при строительстве.

2. Тепло- и звукоизоляционные свойства

Оба вида блоков отличаются отличной морозостойкостью и имеют хорошую звукоизоляцию, устойчивы к гниению и образованию грибка. Но при равных показателях плотности газобетонные блоки из-за своей более пористой структуры и метода производства несколько теплее, чем пенобетонные. К тому же их идеальная геометрия позволяет качественно подогнать кладку, убрав «мостики холода» и обеспечив абсолютную монолитность конструкции.

3. Показатели гигроскопичности

Пористость газобетонных блоков открытая, у пенобетонных — закрытая, что напрямую влияет на впитываемость воды данными материалами.

Важно! Поскольку газоблоксклонен к впитыванию влаги, по завершению строительства обязательно требуется наружная отделка здания.

4. Вес

Оба стеновых материала отличаются крупными габаритами и при этом малым весом, что во многом облегчает процесс транспортировки и кладки. Стандартное изделие из пенобетона при размерах 200х300х600мм весит 25 кг, в то время как самый популярный блок из газобетона при габаритах 250х300х650мм имеет вес 24 кг. Таким образом, в пользу последнего наблюдается хоть и незначительная, но все таки разница в весе.

5. Прочностные характеристики

Самые высокие показатели прочности демонстрируют автоклавные газобетонные блоки, которые можно использовать в малоэтажном строительстве для монтажа внешних стен до 3х этажей, и без ограничения этажности при заполнении каркаса, а также несущих и ненесущих внутренних перегородок

Пеноблок недостатки и преимущества:

+ простой метод производства и низкая стоимость;

+ для укладки применяется недорогой цементный состав;

— неидеальная геометрия изделий сильно понижает удобство кладки;

— большой расход цементного раствора;

— требуется армирование всех конструкций.

Газоблок преимущества и недостатки:

+ высокое качество заводского производства;

+ отличные характеристики механической прочности;

+ стойкость к внешним нагрузкам, не крошится при погрузочно-разгрузочных работах;

+ простая и быстрая укладка за счет минимальной погрешности и ровных граней по всему периметру;

+ подходит для строительства одно- и многоэтажных зданий с применением пояса жесткости возведения несущих стен, для возведения перегородок и заполнения каркасов в монолитных строениях;

+ требуется частичное армирование только в перекрытиях окон и дверных проемов во многоэтажных строениях, при возведении одноэтажных домов можно строить без армирования;

— высокая гигроскопичность;

— кладется преимущественно на строительный клей;

Стоимость и отзывы

В целом возведение домов из газобетона в денежном эквиваленте намного выгоднее, чем строительство из кирпича. Во-первых, блоки имеют легкий вес, соответственно, отпадает необходимость в строительстве мощного основания для здания. Во-вторых, блоки из ячеистого бетона имеют достаточно большие размеры, что позволяет сэкономить на количестве клея или цемента, ускорив процесс строительства. А их высокие теплоизоляционные свойства позволяю сократить финансовые расходы на покупку дополнительных материалов для утепления.

Если сравнивать цены на пеноблок и газоблок, то первый обойдется несколько дешевле, так как проще в производстве и зачастую изготавливается полупромышленным или кустарным способом, что напрямую отражается на его качестве. Можно купить дешевыйпеноблок и приобрести подделку, которая со временем даст трещины.

Расходы на материал с лихвой компенсируются долговечностью — строение из заводских газосиликатных блоков будет более прочным и простоит десятки лет. К тому же дополнительно удастся сэкономить на транспортных расходах, ведь при доставке газосиликатные блоки не бьются, в отличие от пенобетонных.

Многие профессиональные строители уже не раз успели испробовать оба материала в деле и поделиться своими впечатлениями. Газоблоки отзывы заслужили только положительные, в частности высокую оценку получила скорость и простота укладки, возможность сверлить, пилить и даже рубить газоблок, делать в нем при помощи недорогого штробореза пазы, каналы и фаски. Что касается клея для укладки, то его расход небольшой, к тому же благодаря ему значительно понижается коэффициент нагрузки на фундамент.

Начинающим мастерам проще работать с пеноблоком, строя невысокие здания и используя цементный раствор, а не клей. Профессионалы, которые используют для укладки клеевые составы, однозначно заверяют: в плане точности размеров, безусловно, пальма лидерства у газоблоков, в остальном на практике показатели у обоих материалов практически равнозначные, а итоговая стоимость компенсируется низким расходом клея.

21.08.2015

В чем разница между кирпичом и пеноблоками?

В первую очередь у них разные материалы, из которых их изготавливают и технологии производства. За счет этого, эти два строительных материала имеют разные свойства и качества, позволяющие применять их в строительстве разных объектов.

Кирпич – свойства и разновидность.

Кирпич в строительстве используется уже много лет и о свойствах его прочности, мы можем судить наглядно, здания, сооруженные из этого материала, стоят сотни лет, чем подтверждают высокую прочность. Свойства кирпича зависят от технологии производства и материалов, из которых его изготавливают. Самыми востребованными видами кирпича считаются керамический и силикатный. Керамический вид кирпича, изготавливается из глины высшего качества и иногда с искусственными добавками, для увеличения прочности, и подвергается обработке в сушильной камере (обжиг). Благодаря этому кирпич становится самым крепким материалом выдерживающим любые нагрузки. Силикатный кирпич напротив изготавливается из песка, извести и воды, далее смесь загружают в специальные формы под давление, в результате чего получаем идеально ровную форму и высокую прочность.

Помимо прочности кирпич также обладает и другими свойствами и преимуществами:

Экологичность;

Устойчивость;

Хорошая звукоизоляция;

Влагоустойчивость (керамический кирпич).

Но, несмотря на это у кирпича есть недостатки:

Кирпич плохо удерживает тепло, поэтому его необходимо утеплять, либо делать стравнительно толсные стены, что в свою очередь увеличивает нагрузку на фундамент;

Силикатный кирпич подвергается влиянию влаги.

Пеноблок – свойства и характеристики.

Пеноблок изготавливают из смеси бетона, песка, воды и пенообразователя. За счет образования внутри блока пор, этот материал имеет небольшую массу, но достаточно высокую прочность. Готовую смесь заливают для застывания в специальные формы. Именно поэтому блоки имеют ровную поверхность и четкую геометрическую форму. Пеноблоки – это бетон, только легкой массы тела, но с такими же свойствами. Лёгкий вес говорит о малой прочности, но хорошей теплоизоляции. Свойства пеноблоков лучше сохраняют тепло в доме, чем кирпич, при одинаковой толщине стены.

Преимущества пеноблока:

Хорошая тепло и звукоизоляция;

Пеноблоки один из самых дешёвых строительных материалов;

Размер блока больше чем у кирпича, поэтому его для строительства нужно меньшее количество.

Различия этих материалов то, что кирпичи и пеноблоки имеют разный состав – это понятно, но на свойствах это особо не замечается. Единственные преимущества кирпича – это его прочность и устойчивость, которой уступает пеноблок, а также влаго и жароустойчивость. Кирпич можно использовать в любом строительстве, как на севере, так и юге, а также для возведения фундаментов и других сооружений, где требуется выдержка большого веса от материала (многоэтажки) и не подверженность влаге. Силикатный кирпич нельзя использовать для фундаментов, так как он «боится» влаги, но его несущая прочность больше остальных строительных материалов. Поэтому при строительстве дома часто используют два вида кирпича. Пеноблоки, также обладают высокой прочностью и лучшей изоляцией, что не требует дополнительных затрат на утепление, по сравнению с кирпичом, но блоки не советуют использовать для строительства, где присутствует большая влажность, соответственно фундамент из него не построишь и в местности с влажным климатом тоже. Самым главным отличием в этих двух материалах, является их стоимость. Цена на кирпич по сравнению с стоимость пеноблоков намного дороже, что сказывается на общей стоимости строительства.

Главное отличие газосиликатного блока от пеноблока

В современном строительстве все чаще предпочтение отдается облегченным бетонным смесям, из которых производятся блоки. Возведение таких стен не занимает много времени, сама технология крайне проста. Но для этого применяются отличные друг от друга материалы, чаще всего применяется использование пеноблоков и газосиликата. Относятся такие строительные смеси к легким бетонам, что сильно выделяет их на фоне остальных, более традиционных материалов.

Сейчас очень популярным стало строительство домов из газосиликатных блоков. С помощью этого недорогого материала можно быстро построить качественный и комфортный дом.

Несмотря на то, что пенобетон и газобетон очень схожи между собой (часто эти понятия путают между собой), они сильно отличаются по своим свойствам, структуре. Выясним, чем именно различаются такие типы бетона, почему некоторые из них более предпочтительны и при каких условиях.

Характеристики материала

Изготовление газобетонных блоков осуществляется только в промышленных условиях. Такой строительный материал представляет собой искусственный камень с открытой пористой структурой, который получается при обработке смеси в автоклаве. В состав блоков входят гидравлическое вяжущее, газообразователи, кремнеземистый тонкодисперсный компонент, вода. После смешивания и обработки под высокой температурой получается очень прочный, легкий камень. Чтобы избежать дальнейшего растрескивания, требуется правильная сушка газобетонных элементов.

Из особенностей такого строительного материала, как газосиликат, необходимо отметить то, что даже небольшая плотность газобетонных блоков позволяет им выдерживать значительные несущие нагрузки. Монтаж осуществляется при помощи специального клея, то есть толщина швов в данном случае минимальная, а это снижает теплопотери жилого дома.

Особенности пенобетона

Стандартный мелкий блок из ячеистого бетона (ГОСТ 21520-89), марки плотности Д500, размером 300х188х575 мм имеет массу до 20 кг и может заменить в ограждающей стене толщиной 640 мм 28 кирпичей, вес которых составляет 120 кг.

Отличие пеноблоков состоит в том, что технология их изготовления сильно отличается. В состав этого материала входят обычный цемент, просеянный песок, вода и пенообразующие добавки, которые и становятся причиной особой ячеистой структуры. При изготовлении пеноблоков достаточно бетономешалки, где будет происходить перемешивание сначала сухой смеси, а затем всех ингредиентов, включая пену, подаваемую под давлением. Используется пенообразующая машина, которую можно приобрести либо собрать самостоятельно. Для изготовления пеноблоков вовсе не обязательны специальные промышленные условия. Для производства блоков достаточно самых простых инструментов и оборудования, приготовленного цемента, песка, пенообразователя.

Для изготовления газобетонных блоков домашние условия совершенно не подходят. Именно это обстоятельно и отличает подобные блоки и обуславливает их более частый выбор для строительства.

Из особенностей пенобетонных блоков необходимо отметить и то, что пористая структура их получается закрытой, а плотность намного меньшая.

Кроме того, необходимо отметить, что укладка подобных блоков осуществляется на цементный раствор, а не на специальный клей, то есть толщина шва тут будет больше. При использовании пеноблоков возможно образование так называемых «мостиков холода», то есть требуется утепление.

Плюсы и минусы

Из пенобетона можно делать перекрытия (1), заливать его в несъемную опалубку (2 – между кирпичной стеной и гипсокартоном) и заливать в съемную опалубку (3 – внутренние перегородки).

Использование газосиликатного и пенобетонного блока отличается не только преимуществами, но и недостатками, что оказывает влияние на строительство. Из преимуществ пеноблока необходимо отметить то, что такой материал легко изготавливается даже в домашних условиях, а вот газобетон можно делать только в промышленных, специализированных условиях. Хотя прочность этих двух блоков ничем не отличается, они обладают одинаковой устойчивостью к механическим нагрузкам, различным воздействиям.

При выборе следует обращать внимание на то, одинаковое значение плотности означает различную устойчивость. Например, для пеноблока плотности в 400-500 единиц недостаточно, чтобы справиться с несущими нагрузками, тогда как для газосиликата эта плотность является оптимальной, из него можно сооружать небольшие жилые дома, не опасаясь за их устойчивость.

Из плюсов пеноблока необходимо отметить и то, что закрытая пористая структура делает его устойчивым к влиянию влаги. Но именно пористая структура для газосиликатного блока делает его столь неустойчивым и гигроскопичным. Связано это в тем, что в данном случае пористая структура является не закрытой, а открытой.

Из недостатков обоих материалов надо отметить то, что стены из пеноблоков и газобетона нуждаются в декоративной фасадной отделке, так как внешний вид их не очень привлекателен. Обычно дополнительного утепления не требуется.

Сравнение материалов

Схема устройства газосиликатной стены.

Сравнение между собой газосиликатных и пенобетонных блоков сделать довольно трудно, так как оба эти материала довольно качественные и схожие по своим свойствам и внешнему виду. Оба эти бетона относятся к классу ячеистых легких, то есть они имеют небольшие ячейки, наполненные газообразной средой. Именно такая особенная структура пеноблока и газосиликатного блока обеспечивает прочность и легкость одновременно, что для других материалов просто недоступно.

Применяются эти строительные блоки на основе бетона для сооружения стен и перегородок в жилых домах. Но при всей схожести пенобетона и газосиликатного блока есть и различия.

Пенобетонные блоки обладают сероватым оттенком в отличие от газосиликатных, которые имеют почти белый цвет. Такое отличие связано с тем, что газосиликатный блок производится на основе такого вяжущего, как известь, придающая белый цвет, а вот изготовление блоков из пенобетона осуществляется при помощи цемента, имеющего серый оттенок. Отличие проявляется и в следующем важном показателе, который часто оказывает влияние на выбор. Наличие радиационного фона у блоков из пенобетона не выявлено, что говорит об их абсолютной безопасности (а это очень важно для строительства частных жилых домов). А вот у газобетонных блоков такой фон присутствует. Связано это с тем, что в состав газосиликата входят известь и алюминиевая пудра, при реакции которых и возникает достаточно высокий радиационный фон.

Для кладки строительных газосиликатных блоков используют специальный клей.

Сравнение выявляет отличия и в структуре. Пенобетонные материалы – это смесь цемента, песка, воды. При производстве в состав блоков вводится специальная пенообразующая добавка. Именно этот ингредиент вызывает появление в бетоне особых пузырьков, их равномерное распределение по всей структуре. После того как раствор застывает, эти ячейки становятся замкнутыми, то есть пенобетонные блоки становятся пористыми и очень прочными одновременно. Пенобетон можно легко производить и самостоятельно, для чего собирается довольно простая установка.

Производство газобетона тоже отличается, делать его можно в промышленных условиях, так как свойства этого строительного материала во многом зависят от того, насколько соблюдалась технология, особенно при сушке. Состоит газосиликат из цемента, извести, кварцевого песка, воды. Такая смесь также вспенивается, что часто вызывает путаницу в названиях (газосиликатные блоки называют еще пенобетонными, что не так далеко от истины, но все же не очень верно).

Вспенивание для производства блоков осуществляется не просто при перемешивании всех компонентов смеси, но в условиях автоклавной печи при соблюдении определенной температуры. Такой процесс позволяет сделать раствор очень качественным, все блоки быстро становятся твердыми, пористыми. Пенобетонные же блоки для того, чтобы полностью затвердеть, требуют около 28 суток, хотя прочность их после этого ничем не уступает газосиликатным.

Отличительные харатеристики

Схема фасада из газобетона.

Отличие можно увидеть и в устойчивости к влажности. У газосиликата пористая структура открытая, то есть влага таким материалом впитывается охотно и быстро. При проведении испытаний блоки опускались в воду, после чего они очень быстро полностью пропитывались ею. Именно этот параметр оказывает сильнейшее влияние на отдельные показатели газобетонных блоков. Прочность становится при этом намного меньше, да и сам газосиликат высыхает крайне неравномерно, его внешние слои сохнут быстрее, а внутренние – медленнее. Следствие этого свойства – возможная усадка строения, то есть появление на стенах трещин, расширяющихся со временем. Такой гигроскопичный материал быстро поражается грибком, если не предпринять мер по его защите.

Пеноблок таких недостатков не имеет, его пористая структура закрытая, то есть материал не так подвержен негативному влиянию влаги, да и при производстве высыхание пеноблоков проходит равномернее, что оказывает сильное влияние на многие свойства.

Еще одно главное отличие пеноблока от газосиликата состоит в том, что стоимость блоков из пенобетона намного меньше, чем газобетонных.

При выборе строительного материала сегодня все чаще отдается предпочтение легким бетонным смесям, которые отличаются многочисленными преимуществами перед такими традиционными материалами, как кирпич, деревянный брус и многие другие. Чаще всего выбор стоит между блоками из пенобетона либо газосиликата. Несмотря на то что строительные материалы эти очень схожи, а часто эти понятия даже путают (дело в том, что структура обычного пеноблока и газосиликата практически одинакова, производятся они путем вспенивания, получается пористый материал). Различия все же есть, на них необходимо обращать внимания, чтобы обеспечить прочность, долговечность строения.

Что лучше газобетон или газосиликатные блоки. Отличие газосиликатных блоков от газобетона

В настоящее время в строительстве малоэтажных домов используются блоки из легких ячеистых типов бетона — газобетона и газосиликата. По своему составу эти блоки одинаковы: известь, цемент, алюминиевая пудра и кварцевый песок. Разница между ними заключается в количественном составе сырья и стадии, на которой они входят в производственный процесс.Посмотрим — чем отличаются эти блоки, а также в чем их достоинства и недостатки.

Определение

Газобетон — один из видов газобетона, который представляет собой искусственно созданный камень со сферическими порами (ячейками) диаметром 1–3 мм, которые равномерно распределены по всему материалу. Качество конечного продукта зависит от степени равномерности их распределения. Газобетон изготавливается на основе цемента путем естественного твердения (иногда путем автоклавного твердения).

Газосиликат — разновидность газобетона. Основа газосиликата — известь, кроме того, материал содержит воду, песок и газообразующие добавки (обычно алюминиевый порошок). Газосиликатные блоки получают в результате автоклавной (термической) обработки. То есть смесь заливается в форму и отправляется в автоклав, после чего полученный в процессе термообработки блок разрезается струной на блоки необходимого размера.

Сравнение

Основное различие между ними в том, что основу состава газобетона составляет цемент, а основу газосиликата — известь.Газосиликат содержит 24% извести и 62% кварцевого песка, а в газобетоне — 50-60% цемента. Визуально они отличаются друг от друга по цвету — газосиликат имеет белый цвет, а газобетон — серый.

Газосиликат

Кроме того, эти материалы различаются по способу твердения: газосиликат образуется при термообработке в автоклаве, а газобетон часто получается в процессе естественного твердения и лишь иногда после обработки в печи. Газобетон по сравнению с газосиликатом имеет более низкую звукоизоляцию.


Газобетон

Также стоит обратить внимание на то, что газосиликат по своей структуре очень гигроскопичен: материал активно впитывает влагу, в результате чего может разрушиться. Газобетон благодаря своему составу не впитывает влагу, а пропускает ее. И в этом его преимущество перед газосиликатом. В здании, построенном из такого материала, всегда создается комфортный микроклимат.

Газосиликатные материалы по сравнению с газобетоном обладают большей прочностью, так как в них более равномерно распределены пузырьки воздуха.Кстати, эти материалы существенно различаются по стоимости. Газосиликатные материалы, полученные автоклавным способом, значительно дороже газобетона.

Выводы участка

  1. Основа состава газобетона — цемент, а газосиликат — известь.
  2. Газосиликат затвердевает в автоклаве, газобетон — естественным путем.
  3. Газобетон по сравнению с газосиликатом имеет более низкую звукоизоляцию.
  4. Газобетон по сравнению с газосиликатом имеет более низкую теплопроводность, то есть теплее.
  5. Газобетон — серый цвет, газосиликат — белый.
  6. Газосиликат дороже газобетона.
  7. Показатель прочности (на сжатие) газосиликата несколько выше, чем у газобетона.

Современные строительные материалы, существенные отличаются от своих предшественников и если раньше дома строились из деревянных, кирпичных или бетонных конструкций, то сейчас широко используются многокомпонентные блоки. В частности, это недавно появившийся пенобетон и газосиликат.

Пеноблоки или газосиликатные блоки, что лучше, мы можем с уверенностью утверждать только после того, как будут произведены все расчеты и сторонние исследования, которые выявят все индивидуальные характеристики каждого дома в отдельности.

Производственный процесс

И газобетон, и пеноблоки относятся к ячеистым материалам, поэтому их часто путают , хотя по типу производства они совершенно разные. В частности, газосиликатные блоки можно производить только на заводе, а пенобетон — самостоятельно.

Чтобы получить пеноблок, достаточно залить цементным раствором соответствующей формы со специальными химическими и натуральными добавками, которые позволят бетону в этом состоянии вспениться и постепенно затвердеть.

Помимо пеноблоков, которые используются в качестве материала для строительства жилых и хозяйственных построек, пенокомпозицию можно заливать в несъемную опалубку. , для получения монолитных конструкций.

Основное отличие пеноблока от газосиликата в производстве состоит в том, что для пенобетона нельзя использовать химические компоненты. можно использовать только натуральные вещества.Для получения пенобетонного раствора замешивают цемент, известь, воду и гипс. Для улучшения процессов газовыделения в раствор добавляется небольшое количество алюминиевой пудры. Реже алюминий добавляют в виде химической пасты.

В отличие от простого пенобетона газосиликатные блоки нуждаются в обработке в специальных автоклавах … Там в заливанном составе также происходят процессы вспенивания, но затем масса подвергается определенным температурам и давлениям.

Газосиликат производится крупными блоками заданной толщины, из которых с помощью струнно-режущего оборудования вырезаются небольшие блоки заданного стандарта.Благодаря такой технологии раскроя, пропилы получаются идеально ровными , и снабжены фигурными замками, облегчающими процесс выкладки стен.

Благодаря идеальным срезам, здание, возведенное из этого материала , практически не имеет стыковочных швов , которые являются проводниками температур, изменяющихся в течение года. В частности, зимой холодно, а летом жарко. Резаные и пластифицированные элементы из газобетона снова затвердевают при определенных температурах и влажности.

Основные отличия газосиликата от пенобетона

Несмотря на то, что пеноблоки и газосиликатные материалы очень похожи по структуре, они имеют целый ряд отличий :

  1. Газосиликатные блоки на порядок лучше противостоят открытому пламени .
  2. Пенобетон обрабатывать намного проще, хотя газосиликат тоже можно распилить обычной ножовкой по дереву.
  3. Газосиликатные блоки имеют несколько лучшую теплоизоляцию .
  4. Учитывая, что пенобетон заливается сразу в отдельную опалубку, а газосиликат одним блоком с последующей резкой, последний имеет наилучшие геометрические формы.
  5. Пенобетон можно производить самостоятельно, а газосиликат — нет.
  6. Эти материалы не отличаются ценой, сферой применения и удобством использования. Также они очень похожи по устойчивости к влагопоглощению и возможности использования в разных климатических условиях.
  7. Разницу во внешнем виде этих материалов можно увидеть невооруженным глазом. Газосиликатные блоки намного более гладкие как по всей площади, так и по краям. Газосиликат имеет однородный светлый тон, а пенобетон может быть с небольшими пятнами грязно-серого цвета.

    В некоторых случаях идеально ровная поверхность газосиликата может сыграть отрицательную роль, в частности, некоторые виды отделочного материала сложнее применять … Поэтому параметр гладкости не всегда определяет, какой пенобетон или газ силикатный блок лучше.

  8. По структуре … Газосиликат, как и пенобетон, имеет ячеистый, но закрытый тип, что позволяет значительно снизить влагопоглощение.
  9. По прочности Газосиликат в несколько раз превосходит пенобетон, это связано с технологией его изготовления, при которой он подвергается закалке в автоклавах. Прочность отдельных элементов обеспечивает надежность всей конструкции в целом.

    Риск появления трещин в здании снижается в несколько раз при использовании газосиликата.Однако пеноблоки и газосиликатные блоки рекомендуется использовать при строительстве совместно с плиточным фундаментом, который сам по себе способен компенсировать перекосы при усадке дома и не давать ему деформироваться.

  10. Пытаясь определить, чем пеноблок отличается от газосиликатного с точки зрения экологичности, можно с уверенностью сказать, что ничего. Оба этих материала абсолютно безвредны и не выделяют вредных примесей даже под воздействием открытого пламени.Причина этого кроется в их составе, который на 90% состоит из натуральных, а значит, экологически чистых материалов … Процент химических добавок настолько мал, что его просто не учитывают.
  11. Необходимость усиление конструкции … Опять же, этот отличительный параметр основан на разной плотности и прочности пенобетона и газосиликата. Пенобетон менее прочный материал и стены из него рекомендуется армировать через каждые 3-4 уровня блоков. Газосиликат не требует армирования. , исключение составляют оконные и дверные проемы, усиление которых происходит из-за установки оконных рам и дверных конструкций, а также нарушения целостности кладки.

Сфера применения

Пенобетонные и газосиликатные блоки широко используются в различных областях строительства. … Из этого материала возводят как внутренние, так и внешние стены домов.Большинство современных многоэтажных домов строятся из этого материала. Это связано с малым весом блоков , что позволяет значительно снизить нагрузку на основной каркас и фундамент дома , при этом блоки достаточно прочные, чтобы не беспокоиться о целостности полов и стен.

Пенобетон также используется при строительстве многих вспомогательных, промышленных и сельскохозяйственных зданий. Единственное исключение — это постройки, в которых постоянная повышенная влажность , такие как закрытые бассейны, сауны и бани.

Несмотря на то, что допустимые нормы влажности для использования газобетона составляют 75%, если предполагается уровень более 60%, то пенобетон и газосиликатные блоки применять не рекомендуется. В отдельных случаях разрешается использовать этот материал, если после монтажа они будут скрыты от пара. влагоизолирующие материалы, способные защитить саму конструкцию от негативного воздействия повышенной влажности.

Газосиликатные блоки

чаще используются при строительстве домов, так как помимо повышенной прочности они отличаются идеально гладкими поверхностями, что позволяет создать гладкую кладку и впоследствии затратить меньше времени и сил на ее облицовку.

Газосиликат не просто соединить цементным раствором, а специальным клеем, в результате чего швы между блоками остаются более тонкими. Это уменьшает мостики холода, улучшая тепловые характеристики всей конструкции.

Учитывая разницу в плотности и прочности материалов, пенобетон рекомендуется использовать только в небольших домах , например, в частных домах до двух этажей. Не рекомендуется использовать его в качестве несущих конструкций, а также лучше сочетать пенобетон с кирпичными или монолитно-бетонными колоннами.

Допускается возведение многоэтажных домов из газосиликатных блоков и несущих опор в небольших зданиях без дополнительного армирования бетонными поясами.

На сегодняшний день на рынке строительных материалов существует большое разнообразие газобетона … Не каждый профессиональный строитель может сказать, что лучше — газосиликатный или пенобетон, пенобетон или керамзитобетон, а также в каких условиях использовать тот или иной вид этого строительного материала.Разберемся, чем блоки отличаются друг от друга, в чем их достоинства и недостатки.

Что это такое?

По ГОСТу оба этих бетона относятся к ячеистым, или, как их еще называют, пористым бетонам. В процессе изготовления внутри каждой из них формируются равномерно расположенные поры-ячейки округлой формы диаметром от 1 до 3 мм.

Основное различие между ними заключается в способе застывания. Так, газосиликатные блоки затвердевают только в результате автоклавирования (под действием пара и давления), а газобетон можно производить как автоклавным, так и неавтоклавным способом.

Сравнительный обзор

Эти два типа ячеистого бетона получают путем смешивания различных компонентов. Основа газосиликата — смесь кварцевого песка с известью, придающая ему сероватый оттенок, и газобетона — портландцемент, благодаря чему материал имеет белый цвет.

По способу твердения оба типа можно автоклавировать, но не автоклавировать можно только пенобетон.

В таблице ниже наглядно показано различие между газобетоном и газосиликатом:

Параметр

Газобетон

Газосиликат

Прочность (кг / см 2)
Классы плотности

350, 400, 500, 600, 700

400 — 700 и выше

Коэффициент теплопроводности (Вт / мГрад)
Объемный вес (кг / м 3)
Морозостойкость (количество циклов)
Водопоглощение (в%)
Стоимость (руб. / 1м 3)

3000–4000

Звукоизоляция

средняя и ниже

Долговечность

Более 70 лет

50 и старше

Коэффициент паропроницаемости, (μ) мг / м · ч · Па

Проанализировав таблицу, можно понять, что по морозостойкости газобетон превосходит газосиликатный.

Какой строительный материал лучше?

У тех, кто собирается строить собственный дом, возникнет вопрос: а какой из этих бетонов выбрать? Остановимся подробнее на достоинствах и недостатках каждого из них в сравнении друг с другом.

Автоклавные газосиликатные блоки имеют практически идеальную форму, что значительно облегчает их транспортировку, хранение и выкладку. Также их используют для возведения внешних и внутренних стен, различных перегородок… Кроме того, газосиликат лучше еще и потому, что его поры открыты и позволяют построенной из него поверхности «дышать». Недостатком этого материала является его гигроскопичность, то есть способность накапливать и впитывать влагу из окружающего воздуха.

То есть, если блоки из него не защищены особым образом, в условиях повышенной влажности они будут накапливать в себе влагу. Если это произойдет при резком падении температуры, то стена, построенная из газосиликата, очень быстро промерзнет, ​​а в дальнейшем треснет и рухнет.Таким образом, газобетон хорош при высоком уровне влажности, так как его водопоглощающая способность на 5-10% ниже, чем у газосиликата.

Преимущество газобетонных блоков в том, что они укладываются на специальный клеевой состав, благодаря которому можно обойтись без «мостиков холода», так как швы всего 1-4 мм.

Отличие газобетона от газосиликата


Расширенный ассортимент строительных материалов, предлагаемых предприятиями, усложняет клиентам принятие решения о выборе необходимого материала для возведения зданий.Желая обеспечить долгий срок службы, высокую прочность, экологичность возводимого здания, девелоперы активно используют газосиликатный газобетон, а также керамзитобетон и пенокомпозиты.

Различные строительные изделия из пенобетона, применяемые при строительстве жилых и промышленных объектов, различаются способом производства, эксплуатационными характеристиками, внешним видом и, конечно же, ценой.

Не зная особенностей строительной терминологии и характеристик, любители ошибочно считают пенобетон и газосиликат синонимами.Обсуждая особенности использования материалов, их часто называют просто — блоки.

В настоящее время при строительстве малоэтажных домов используются блоки из легких ячеистых типов бетона — газобетона и газосиликата

.

Выбор неподходящего материала для решения поставленных строительных задач вызывает нарушение технологии строительства, снижает качество работ, связанных с переделками, непредвиденные финансовые затраты. Зная, чем отличается газобетон от газосиликата, можно избежать серьезных ошибок.Рассмотрим подробно, чем отличается газобетон от газосиликата.

Визуальные отличия

При первом взгляде на изделия из ячеистых композитов несложно определить, что это газобетон или газосиликат. Зная, что газосиликатный блок не содержит цемента, а газобетон образован цементом, который является вяжущей основой, становится понятно, почему существуют различия цветов:

  • белый цвет газосиликатных блоков связан с высоким содержанием силиката (извести) и отсутствием цемента в композитной массе, затвердевающей автоклавным методом;
  • Серый оттенок газобетона определяет цемент, составляющий основу массива, который естественным образом затвердевает.

В зависимости от концентрации цемента, являющегося основой газобетонного блока, и извести, входящей в состав газосиликата, изделия могут иметь небольшие различия в цвете. Есть светло-серая палитра газобетонных блоков, а также серо-белые оттенки газосиликатных изделий.

Разница между ними заключается в количественном составе сырья и в том, на какой стадии оно входит в производственный процесс.

Структура массива

Газосиликат и газобетон имеют еще одну отличительную особенность — гигроскопичность.Повышенная гигроскопичность газосиликата способствует насыщению бетонной массы влагой, что способствует постепенному разрушению бетона под действием перепадов температур. Газобетон обладает повышенной устойчивостью к влагопоглощению, отличается более прочной структурой бетонной массы. Провести эксперимент, погрузив каждый из этих материалов в воду, несложно.

Несмотря на разную степень гигроскопичности, блоки требуют защиты ячеистой поверхности штукатуркой.Помещения из газобетона обеспечивают комфортный температурный режим, благоприятный для проживания микроклимат.

Особенности газобетона

Разберемся, в чем разница между материалами, каждый из которых относится к разновидностям ячеистого бетона:


Особенности характеристики

Чтобы ответить на вопрос, какой материал лучше всего использовать для строительства, газосиликат или газобетон, остановимся подробно на характеристиках этих ячеистых материалов, каждый из которых отличается свойствами, структурой и определенными эксплуатационными параметрами:

  • прочностные характеристики газосиликата превышают прочность газобетона, что связано с более равномерной концентрацией воздушных полостей в бетонной массе;
  • Газоблоки
  • из силикатных композитов незначительно отличаются по весу, что увеличивает силы, действующие на фундамент здания, и немного усложняет выполнение работ, связанных с кладкой;

Газосиликат — разновидность газобетона

  • теплоизоляционные характеристики силикатных бетонов выше, чем у изделий из газового композита, что связано с более равномерной концентрацией воздушных пор.Это позволяет использовать газосиликатные изделия для возведения построек с комфортным температурным режимом;
  • повышенной устойчивостью к отрицательным температурам и длительным циклам замерзания и оттаивания обладает газобетон, который превосходит силикатный блок, склонный к интенсивному впитыванию влаги;
  • , в отличие от пенобетона, силикатные блоки имеют правильную геометрию и также характеризуются пониженными допусками. Это облегчает укладку и снижает расход клеевой смеси и состава для изготовления штукатурки;
  • эстетическое восприятие белых зданий из газосиликата намного выше, чем у зданий из серого газонаполненного бетона;
  • более высокая стойкость к ударам открытого огня газобетон, хотя оба материала обладают хорошей огнестойкостью;
  • Срок службы зданий из газобетона и газосиликатных блоков достаточно велик.Оба материала используются в жилищном и промышленном строительстве непродолжительное время, поэтому сделать вывод о долговечности любого из них проблематично.

Перечислив рабочие характеристики, стоит остановиться на финансовой стороне. При равных размерах изделий газосиликатные изделия отличаются повышенной ценой по сравнению с газобетоном, что связано с особенностями технологии изготовления.

Проблема выбора

Ознакомившись с эксплуатационными характеристиками блоков из пенобетона, детально изучив газосиликатный и газобетон, можно сделать вывод о серьезных эксплуатационных преимуществах силикатных изделий по сравнению с изделиями из пенобетона.

Использование специализированного оборудования для производства силикатных материалов, наличие лабораторного контроля, гарантирует высокое качество стройматериала … Естественно, себестоимость производства влияет на цену продукции. Этот фактор никоим образом не ограничивает использование газобетона в домостроении. Материал отличается доступной ценой, повышенной влагостойкостью и огнестойкостью.

Из всех видов строительных блоков чаще всего путают газобетон и газосиликатные блоки, они имеют схожую структуру и характеристики, и на первый взгляд разницы между ними нет.Однозначно сказать, какой из этих материалов лучше, нельзя, они не универсальны и не лишены недостатков. Но у каждого из них есть оптимальная область применения.

Приставка «газ» означает, что эти марки бетона получают свою пористую структуру за счет добавления пузырьков в раствор, как во время термообработки, так и в естественных условиях … Конечный диаметр ячеек варьируется от 1 до 3 мм, они имеют правильный круглой формы и равномерно распределяются по объему, пористость зависит от марки и достигает 80%.Это позволяет материалам хорошо удерживать тепло и изолировать помещение от постороннего шума при минимальной нагрузке на фундамент.

Отличия заключаются в составе и технологии изготовления. Сырье включает около 24% извести и 62% молотого кварцевого песка, остальное — алюминиевый порошок и щелочные добавки. Смесь разливается в формы и проходит обязательную автоклавную обработку; Поризация газосиликата начинается в момент пропаривания под избыточным давлением. Полученный кирпич режется на куски нитками нужного размера, изделия отличаются высокой геометрической точностью.Из-за извести они чаще всего бывают белыми.

Смеси содержат не менее 50% цемента, другие компоненты помимо алюминиевой пудры разные: от натуральных и экологически чистых мелкоизмельченных песков и минералов (в том числе известняка) до дешевых вторичных продуктов (золы, шлака). Эту марку газобетона получают как путем автоклавирования, так и путем естественного твердения или электрического нагрева. При этом пропарка газобетона позволяет повысить его прочность и добиться требуемых характеристик, но сам процесс образования ячеек начинается раньше, в момент совмещения компонентов.Разновидность гидратации (неавтоклавная) затвердевает при атмосферном давлении, такой способ изготовления дешевле, но сам процесс занимает не менее 28 дней (стандартное время гидратации цемента).

Сравнение характеристик

Помимо различных технологий изготовления, различия проявляются в процессе монтажа и эксплуатации: газосликат имеет более легкую и однородную структуру, по способности звукопоглощения превосходит блоки на цементной основе, но уступает по устойчивости к внешним воздействиям и долговечности.Все виды, прошедшие автоклавирование, выигрывают по качеству за счет равномерного распределения пустот, именно их рекомендуется выбирать при возведении надежных конструкций, эксплуатируемых в условиях нормальной влажности. Разница между газосиликатом и газобетоном становится более очевидной при сравнении характеристик и свойств:

Наименование показателя Газосиликат Газобетон
Классы плотности от 400 до 800 от 350 до 700
Коэффициент теплопроводности, Вт / м ° С 0,096-0,14 0,14-0,3
Класс прочности на сжатие от B1 до B5 Среднее значение B2.5
Паропроницаемость, мг / м ч Па 0,17-0,25 0,2
Водопоглощение,% от общей массы 25-30 20-25
Морозостойкость, циклы 35 50
Усадка, мм / м 0,17-0,24 0,3
Шумопоглощающая способность Высокая Среднее значение
Класс воспламеняемости NG
Срок службы расчетный, лет 50 70

Оба материала пожаробезопасны, но под воздействием открытого пламени газобетон дольше сохраняет форму и полезные свойства… Также, несмотря на закрытую структуру ячеек, эти типы легкого бетона хорошо впитывают влагу и требуют соответствующей защиты от пара и атмосферных осадков. При риске намокания специалисты советуют выбирать изделия на основе цемента как более стойкие (в таких условиях разница в 5-10% может быть решающей). Ключевое отличие — прочность: благодаря термообработке под давлением 12-14 атм газосиликат хорошо выдерживает высокие нагрузки и менее склонен к растрескиванию.

К спорным характеристикам относятся морозостойкость и долговечность, заявленные производителями автоклавной продукции на 100 циклов и 50 лет на практике, пока не подтверждены.Строительные форумы утверждают, что для обеих разновидностей среднее значение не превышает 35 и именно на нем стоит ориентироваться. На практике газосиликатные элементы в этом отношении уступают как из-за отсутствия цемента в составе, так и из-за большего водопоглощения, но в целом разница несущественная.

Какие блоки лучше для строительства дома?

При сравнении этих материалов руководствуются:

  • Вес: при равном классе прочности газобетонные блоки будут тяжелее, они немного больше нагружают фундамент.
  • Необходимость максимальной экономии энергии: газосиликат лучше сохраняет тепло. Полезные качества обоих видов проявляются исключительно в сухом состоянии, при недостаточной влагозащите разницы между ними нет.
  • Геометрическая точность, в этом плане выигрывают газосиликатные элементы, их использование снижает затраты на клей и отделку. Для укладки на цементно-песчаный раствор лучше выбирать неавтоклавный газобетон.
  • Разница в цене, доступность стройматериалов.При равных размерах дешевле газобетонные изделия; для хозяйственных и подобных построек вполне подойдут блоки, замерзающие естественным путем, в том числе самостоятельно.

Газосиликат оптимален для более высоких требований к прочности конструкций. Применяются как обычные перегородки, так и перегородки, а также нестандартные и пазогребневые изделия, последние ценятся за хорошие энергосберегающие свойства и удобный захват. Возведение дома из газобетона выбирается при ограниченном строительном бюджете, его неавтоклавные разновидности рекомендуются при заливке монолитных стен и полов.Эти блоки лучше удаляют влагу и, в отличие от газосиликатных блоков, не накапливают ее внутри.

Оба типа требуют дополнительного усиления при укладке рядов в несущих конструкциях.

Защита от влаги осуществляется сразу, сразу после окончания усадки, при наружной отделке стен предпочтение отдается паропроницаемым материалам или системе вентилируемых фасадов. Для этих целей отлично подходит сайдинг, он недорогой и не трескается.

Средняя стоимость газобетона и газосиликата

Тип позиции Производитель Класс плотности Размеры, мм Количество в кубе, шт. Цена за 1 м3, руб.
Автоклавные газосиликатные блоки
Раздел Бонолит D500 600 × 150 × 250 44,4 3600
Конструктивная и теплоизоляция стен D400 600 × 400 × 250 16,7
Паз-гребень стенка Ytong D500 625 × 250 × 250 25,64 4200
Гладкая стенка D600 4900
Блоки из пенобетона неавтоклавные
перегородка Сибгазобетон D500 598 × 295 × 98 55,56 2600
стенка 598 × 295 × 198 27,7 2700
D600 560 × 295 × 198 29,76
Газобетон автоклавный
Стеновые блоки Сибит D500; D600 625 × 400 × 250 16 4400
625 × 300 × 250 21,4
Паз-паз для укладки клея Betokam Д350- Д500 600 × 400 × 250 16,7 3150
Гладкая стенка D600 4000
D700 4200

За счет более простой технологии изготовления газобетон дешевле по сравнению с газосиликатом, но это касается только гидратных разновидностей.Качественные автоклавные блоки с высокой геометрической точностью стоят не менее 3400 руб. / М 3. Лидерами среди производителей газосиликата являются Hebel, Wehrhahn (EKO), Костромской ЗСМ, газобетон — Betolex, Aerobel, Betokam.

изогнутых сегментов по сравнению с блоком с V-образной канавкой: прямая встреча

Когда дело доходит до изоляции труб и резервуаров большого диаметра, существует множество вариантов изоляции, в том числе изогнутые сегменты из силиката кальция Thermo-1200 ™ компании Johns Manville и блоки с V-образными пазами и насечками.Учитывая, что эти два изоляционных материала в основном используются для одной и той же цели, может быть сложно определить, какой из них выбрать для вашего применения с большим диаметром. Недавно мы встретились с Джеком Биттнером, менеджером по промышленной продукции Johns Manville, чтобы обсудить различия в изогнутых сегментах и ​​блоках с V-образной канавкой / рифлением и где они наиболее применимы.

Узнайте, что Джек сказал о различиях между двумя продуктами с точки зрения установки, приложений и производительности ниже.

  1. Что такое изогнутые сегменты?
    Изогнутые сегменты — это сегменты шириной 6 дюймов и длиной 36 дюймов из водостойкого силиката кальция Thermo-1200 TM . Изогнутые сегменты имеют изогнутый радиус на верхней и нижней поверхностях, который соответствует диаметру трубы или емкости большого диаметра.
  2. Чем криволинейные сегменты отличаются от блоков с V-образными пазами / насечками?
    Блоки с V-образными пазами / насечками имеют ширину 12 дюймов и длину 36 дюймов и являются плоскими как на верхней, так и на нижней поверхности, а не изогнутыми.Блоки с V-образной канавкой / насечкой имеют 3 V-образные канавки с тремя канавками, прорезанными в изоляции, или одну V-образную канавку, с одной канавкой, вырезанной в изоляции. Блоки с V-образными пазами / насечками используются для тех же типов труб и резервуаров большого диаметра, что и криволинейные сегменты; однако они устанавливаются немного иначе и не имеют верхнего предела диаметра. Блоки с V-образными пазами / насечками устанавливаются путем «разламывания» блоков по канавкам / царапинам во время установки, так что конечный продукт формируется по кривизне трубы или резервуара.
  3. Почему JM начала производство изогнутых сегментов?
    В отрасли мы увидели признаки того, что инженеры искали продукт, который мог бы обеспечить более точную посадку на большие трубы и резервуары, чем блоки с V-образными пазами / насечками. Изогнутые сегменты изготавливаются точно для определенных диаметров, поэтому они обеспечивают более точную посадку, чем блоки с V-образными пазами / насечками после установки.
  4. Какие приложения идеально подходят для изогнутых сегментов?
    Изогнутые сегменты предназначены для труб и сосудов диаметром от 30 до 126 дюймов, работающих при температурах 1200 ° F или ниже.
  5. Какие области применения идеально подходят для блока с V-образными пазами / насечками?
    Блоки с V-образными пазами / насечками обычно используются на трубах и резервуарах диаметром 36 дюймов и более. Для применений от 36 до 126 дюймов предлагается блок с V-образной канавкой / насечкой с 3 Vs, нанесенным на изоляцию. Для применений размером более 126 дюймов предлагаются материалы с одним V-образным вырезом в изоляции. Поскольку блоки с V-образными пазами / насечками изготовлены из того же силиката кальция, что и изогнутые сегменты, их также можно использовать в приложениях, которые работают при температурах от 150 ° F до 1200 ° F.Однако они не имеют верхнего предела диаметра и, как таковые, могут охватывать более широкий диапазон размеров труб и резервуаров.
  6. Можно ли использовать какие-либо материалы для труб или сосудов диаметром более 126 дюймов?
    Хотя вы можете использовать блок с одной V-образной насечкой и V-образной канавкой на сосудах диаметром более 126 дюймов, мы также предлагаем лаги со скошенной кромкой. Скошенный лаг — это сегмент размером 6 x 36 дюймов, плоский сверху и снизу и имеющий небольшой угол среза с обеих сторон. Когда вы начинаете изолировать поверхности, диаметр которых превышает 126 дюймов, вырезание радиуса на небольшом куске изоляции шириной 6 дюймов становится непрактичным, поскольку кусок шириной 6 дюймов в любом случае ложится ровно на подложку.Вместо этого мы разрезаем уголки по бокам утеплителя, чтобы обеспечить плотное прилегание сегментов.
  7. Чем отличается установка?
    Техника установки блоков с V-образными пазами / насечками и криволинейных сегментов практически одинакова. Обвяжите эластичный шнур вокруг трубы / сосуда и продвигайте блок или изогнутые сегменты под стяжку, пока не будет покрыта вся окружность. При установке блока монтажники должны «сломать» блок по канавкам, чтобы он прилегал заподлицо к изгибу трубы или резервуара, а края канавок были заподлицо друг с другом.При установке изогнутых сегментов этот шаг не требуется, поскольку он изготовлен таким образом, чтобы прилегать к изгибу трубы или резервуара. Затем установите ленту из нержавеющей стали вокруг изоляции и снимите эластичный шнур. Повторяйте этот процесс до тех пор, пока труба или резервуар не будут полностью изолированы. Учитывая разницу в ширине двух продуктов, обычно быстрее установить блок с V-образными пазами / насечками, поскольку они в два раза шире изогнутых сегментов.
  8. Оба продукта обладают водонепроницаемостью?
    Да, оба продукта водостойкие.Посмотрите это видео, чтобы узнать больше о водостойкости Thermo-1200 TM Caclium Silicate.
  9. Предлагают ли эти продукты ингибитор коррозии XOX ® ?
    Да, эти продукты изготовлены из одного и того же состава силиката кальция, и каждый из них содержит ингибитор коррозии XOX ® как часть состава материала.

Если вам нужна дополнительная информация о типах материалов, доступных для труб и резервуаров большого диаметра, посетите страницу «Промышленность» на веб-сайте JM.Существует множество материалов для множества применений. Если вам нужна техническая помощь с вашей спецификацией или установкой, обратитесь в нашу группу технической поддержки по телефону 1-800-866-3234.

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Fused Silica Foam-50 (2500ºF + Блок изоляционной пены с низким коэффициентом расширения 50 pcf)

Fused Silica Foam-50 характеризуется однородной структурой с открытыми ячейками с превосходными теплоизоляционными свойствами, исключительной стойкостью к тепловому удару и стабильностью объема в широком диапазоне температур классифицировать.Материал можно обрабатывать с жесткими допусками с использованием стандартной твердосплавной оснастки. При облицовке силикатным цементом или другими подходящими растворами. Пена-50 может выдерживать умеренные рабочие условия на поверхности, включая футеровку желобов для расплавленного алюминия, меди и других цветных сплавов. Стандартный размер блока 4,5 ″ x 12 ″ x 18 ″ (другие размеры по запросу). Пена из плавленого кремнезема-30 также доступна в Foundry Service по специальному заказу. Foam-30 — это версия керамической пены объемом 30 фунтов на кубический фут.

Технические характеристики

904 9 Теплопроводность при 260ºC (500ºF) (Вт / м-ºK) 13
Стандартный размер блока (дюймы) 4.5 x 12 x 18
Прочность на холодное раздавливание (кг / см²) 140
Прочность на холодное раздавливание (фунт / дюйм²) 2000
Насыпная плотность (г / см³)
Насыпная плотность (фунт / фут³) 50
Пористость (%) 85
Модуль разрыва при 2000ºF (1093ºC) (кг / см²)


Модуль упругости
разрыва при 2000ºF (1093ºC) (фунт / дюйм²) 750
Коэффициент теплового расширения до 1830ºF (1000ºC) (на ºF) 0.4
Коэффициент теплового расширения до 1000 ° C (1830 ° F) (на ° C) 0,7
Теплопроводность при 260 ° C (БТЕ-дюйм / час-фут²-° F) 1,0 1,0 0,14
Теплопроводность при 540ºC (БТЕ-дюйм / час-фут²-ºF) 1,4
Теплопроводность при 1000ºF (540ºC) (Вт / м-ºK) 0.20
Теплопроводность при 1500ºF (816ºC) (БТЕ-дюйм / час-фут²-ºF) 1,7
Теплопроводность при 1500ºF (816ºC) (Вт / м-ºK) 2 0,24
Химический анализ (зажигание) Al 2 O 3 — 0,4%
Щелочи — следы
CaO — 1,4%
Fe 2 O 3 — 0,1%
MgO — следы
SiO 2 — 98%
Теплопроводность при 2000ºF (1093ºC) (БТЕ-дюйм / час-фут²-ºF) 2.8
Теплопроводность при 2000ºF (1093ºC) (Вт / м-ºK) 0,40

Примечание

Все механические свойства были определены при комнатной температуре. Это типичные лабораторные результаты для данного материала, которые могут изменяться при обычном производстве. Они предоставляются только в качестве технической услуги.

Области применения

Объемная стабильность изоляционной пены-50 позволяет изготавливать изделия большой формы, которые могут использоваться в жестких циклических условиях с температурой около 2000 ° F.Поскольку это такой хороший тепловой барьер, использование Пены-50 приведет к экономии топлива по сравнению с обычными огнеупорами и огнеупорами. Возможности большого размера в сочетании с производством ячеек обеспечивают большую свободу в проектировании и дизайне имен ячеек. Блоки Пенопласт-50 легко соединяются с кварцевым цементом. Материал имеет высокую химическую чистоту, хорошую кислотостойкость, отличное электрическое сопротивление и не подвержен влиянию ядерной радиации. Типичные области применения включают дверцу печи, крышу и изоляцию стен, алюминиевые футеровки желобов, отражатели для кварцевых ламп и инфракрасных обогревателей, инструменты для аэрокосмических операций и операций по формованию стекла, паяльные приспособления, футеровки для впуска газа и термобарьеры для ядерных применений.

Foundry Service может отливать, изготавливать и обрабатывать пену-50 в точном соответствии с требованиями заказчика. Отправьте запрос по факсу или электронной почте уже сегодня.

с кремнеземом Зарождение ячеек из вспененного полимера с Влияние размера частиц, линейного натяжения и Поверхность Функциональность

Абстрактная

Сердечник – оболочка наночастицы, состоящие из диоксида кремния в качестве ядра и поверхностно-привитой поли (диметилсилоксан) (ПДМС) в виде оболочки с различными диаметры были подготовлены и использованы в качестве гетерогенных агентов зародышеобразования для получения нанокомпозита из поли (метилметакрилата) (ПММА) из CO 2 пены.ПДМС был выбран в качестве материала оболочки, так как он обладает низкой поверхностная энергия и высокая CO 2 -фильность. Успешный синтез наночастиц ядро-оболочка подтверждено преобразованием Фурье инфракрасная спектроскопия, термогравиметрический анализ и пропускание электронная микроскопия. Размер ячеек и плотность ячеек микро- и наноклеточные материалы были определены с помощью сканирующей электронной микроскопии. Эффективность зарождения клеток с использованием наночастиц ядро-оболочка был значительно улучшен по сравнению с немодифицированным кремнеземом.Наибольшая наблюдаемая эффективность зародышеобразования составила ∼0,5. для наночастиц с диаметром ядра 80 нм. Размер частиц обсуждается зависимость эффективности нуклеации клеток с учетом учитывать эффекты натяжения линии. Полное поглощение полимерной матрицей частиц с диаметром ядра менее 40 нм на границе раздела клеточной стенки наблюдалось, что соответствует значениям линейного натяжения примерно 0,42 нН. Это натяжение линии значительно увеличивает энергетический барьер. гетерогенного зародышеобразования и, таким образом, снижает эффективность зародышеобразования.Повышение давления насыщения CO 2 до 300 бар. перед периодическим вспениванием приводило к увеличению длины натяжения линии. Мы наблюдали снижение эффективности гетерогенной нуклеации. для вспенивания после насыщения CO 2 при 300 бар, что мы связываем с тем, что гомогенное зародышеобразование становится более благоприятным на в этом случае за счет гетерогенного зародышеобразования. В целом показано что вклад линейного натяжения в барьер свободной энергии гетерогенное зародышеобразование ячеек пены необходимо учитывать, чтобы понять вспенивание вязкоупругих материалов.Этот вывод подчеркивает необходимость для новых стратегий, включая использование дизайнерских зародышевых частиц для повышения эффективности зародышеобразования ячеек пены.

Ключевые слова: гетерогенная пена зародышеобразование клеток, наноячечная пена, сильно изогнутая наночастица ядро-оболочка, поверхность функционализация, интерфейс, линейное натяжение

Введение

Полимерные пены — это материалы с многочисленными приложений и используется, например, в качестве энергопоглощающих систем, в теплоизоляции, и в качестве носителей катализатора. 1-3 Когда размер ячейки в закрытой ячейке пены меньше, чем длина свободного пробега от столкновения инкапсулированных молекулы газа (∼70 нм при комнатной температуре и абсолютном давление 1 атм), столкновения между молекулами газа уменьшаются и, как следствие, теплопроводность газовой фазы, заключенной в в ячейках пены значительно уменьшается. Это относится к как так называемый эффект Кнудсена. 4,5 Это делает наноклеточные полимерные пены очень многообещающие кандидаты в качестве высокоэффективных термических изоляционные материалы. 2 Однако изготовление пен с такими маленькими ячейками и с высокой плотностью ячеек остается научно-технический вызов. 2,3

Среди возможных стратегий вспенивания CO 2 периодическое вспенивание открывает большие перспективы для получения нанопористых пен. 6−14 Это связано с легким контролем условий вспенивания и использование CO 2 в качестве экологически безвредного вспенивателя. К недостаткам периодического вспенивания можно отнести то, что (i) оно ограничено относительно малые размеры образцов и (ii) более низкая эффективность производства по сравнению с непрерывными процессами.

Тюнинг поролона морфология клетки, определяемая размером клетки, клетка плотность, распределение ячеек по размеру и структура ячеек (например, открытая или закрытые ячейки), представляет большой практический интерес, который в конечном итоге позволяют определить оптимальную структуру пены для целевого заявление. 15,16 Например, вспененные полимеры с размер ячеек 100 нм или меньше и плотность ячеек 10 15 –10 16 ячеек см –3 показывают высокий теплоизоляционные характеристики, относящиеся к уже введенным Эффект Кнудсена. 3 Однако наноклеточный полимерные пены с маленькими размерами ячеек (<100 нм) и с высокими ячейками плотности (> 10 15 клеток см –3 ) все еще редко сообщается. 17−19 Помимо оптимизации условий вспенивания, еще распространенной стратегией улучшения контроля морфологии клеток является введение наноструктурированные гетерогенные фазы к вспененной матрице, чтобы действовать как гетерогенные центры зародышеобразования во время вспенивания. 2,12 дюйм вообще, согласно классической теории зародышеобразования, гетерогенные зарождение клеток было бы предпочтительнее из-за более низкой энергии зародышеобразования барьеры по сравнению с гомогенным зародышеобразованием. 20 Например, наполнители (нано) в виде частиц 17,21-29 и блок (со) полимеры 30-33 описаны в открытой литературе как неоднородные. агенты зародышеобразования.

Наночастицы кремнезема представляют особый интерес как неоднородный агенты зародышеобразования при вспенивании полимеров благодаря их низкой стоимости, простоте приготовления, хороший контроль размеров и простота использования различной функционализации поверхности стратегии для украшения их поверхности. Например, He и соавторы 24 сообщили, что добавление наночастиц диоксида кремния в поликарбонате до вспенивания привело к более однородной ячейке распределение по размерам и более высокая плотность клеток из-за гетерогенного зародышеобразования по сравнению с чистым пенополикарбонатом.Spontak и соавторы 10 описали влияние концентрации наночастиц. на морфологию клеток при вспенивании ПММА с помощью CO 2 . Авторы продемонстрировали, что ниже определенной концентрации зародышеобразователя наночастиц кремнезема размер ячейки уменьшается, а плотность ячейки увеличивается с увеличением концентрации частиц. Чжун и его сотрудники 34 , а также Озисик и сотрудники 27 продемонстрировали, что дериватизация поверхности наночастиц диоксида кремния с CO 2 -фильные поверхностно-активные вещества могут уменьшить энергию зародышеобразования и значительно улучшить клетку эффективность зародышеобразования при вспенивании полимера CO 2 по сравнению с те, что в нетронутых частицах.Эффективность зародышеобразования определяется как отношение количества ячеек на см 3 невспененный материал к количеству наночастиц на см 3 добавленных к полимеру перед вспениванием. 13,35 Кроме того, мы недавно сообщили синтез наночастиц диоксида кремния с привитым ПДМС с диаметром ядра 80 нм в качестве высокоэффективных агентов зародышеобразования клеток в CO 2 — периодическое вспенивание полистирола и полиметилметакрилата фильмы. 13 Эффективность нуклеации до до ∼0.5 (т.е. 1 ячейка пены на 2 частицы в среднем) были достигнуты для указанных нами условий вспенивания. Это самый высокий значение эффективности зародышеобразования, наблюдаемое до сих пор для используемых наночастиц как гетерогенные агенты зародышеобразования. Отметим, что в данной работе мы использовали устройство для вспенивания периодического действия по индивидуальному заказу, которое позволяет насыщать полимеры с CO 2 при давлении до 300 бар (для дальнейшего подробности см. на рисунке S1).

Получить нанопористые материалы надежным и контролируемым способом, мы приступили к изучению влияния межфазных взаимодействий и кривизна частиц при зарождении клеток.С этой целью в данной работе голые наночастицы SiO 2 с открытыми на поверхности силанольными группами и наночастицы ядро-оболочка с привитым ПДМС (SiO 2 -PDMS) с различным диаметром ядра кремнезема (от 12 до 120 нм). и впоследствии включен в ПММА, чтобы функционировать как гетерогенный агенты зародышеобразования. Мы выбрали давление насыщения CO 2 55 бар и температура вспенивания 40 ° C на основе наши ранее сообщенные результаты, поскольку это обеспечивает высокоэффективную пену зарождение клеток наночастицами ядро-оболочка с привитым ПДМС. 13 В этих условиях гетерогенное зародышеобразование по-прежнему благоприятен по сравнению с гомогенным зародышеобразованием, и эффект Таким образом, ожидается, что размер частиц и химический состав поверхности определят морфология пены. Кроме того, это давление (т.е. 55 бар) составляет значительно ниже, чем давление, используемое во время часто используемых сверхкритические условия вспенивания при периодическом вспенивании, например, с использованием давление до 330 бар. 36,37 Мы ожидаем, что улучшенный понимание гетерогенного зародышеобразования и пенообразования при относительно низкое давление насыщения в конечном итоге приведет к развитию промышленных процессов вспенивания.

Мы учли представляет особый интерес для уменьшения привитых ПДМС размер частиц ядро-оболочка ниже, чем ранее сообщалось, кремнезема. диаметр сердцевины 80 нм 13 из-за уменьшения размер частиц позволяет ввести больше мест зарождения ячеек пены, тогда как весовой процент загрузки частиц остается постоянным. При условии, что более мелкие частицы столь же эффективно зарождают ячейки пены. как и более крупные, ожидается, что использование более мелких частиц даст пены с более высокой плотностью ячеек и более низкой общей плотностью пены.Ожидается, что пены для теплоизоляции принесут пользу. от как можно более низких массовых концентраций кремнезема, а также из-за того, что хороший теплопроводник. Как мы покажем позже, наночастицы с большая кривизна поверхности, то есть малые диаметры, особенно ниже 40 нм, оказались менее эффективными для гетерогенного зародышеобразования. по сравнению с частицами большего размера. Сообщаем здесь, что менее эффективное зародышеобразование для более мелких частиц приписывается положительные значения линейного натяжения, действующие на трехфазной контактной линии среди наночастиц — ядро ​​CO 2 и набухший полимер CO 2 .Натяжение линии определяется как избыточная свободная энергия на единицу длины контактной линии, в которой сосуществуют три отдельные фазы. 38 Хотя шкала длины, по которой натяжение линии эффекты становятся актуальными для вязкоупругих систем полимер / частицы пенообразование еще не до конца изучено, принято считать, что Эффекты линейного натяжения становятся значительными при уменьшении размеров. 39−41 Фактически, мы явно показываем, что в масштабах длины, относящихся к наш процесс вспенивания, натяжение линии должно быть включено в модели для количественно описывающая свободную энергию зарождения клеток в полимере вспенивание.

Интересно, что визуализация морфологии клеточных материалов, И в в частности, фиксация положения зарождающихся частиц с помощью относительно границы раздела матрица-клеточный газ, предоставляет информацию о влиянии эффектов натяжения линии на зарождение клеток. За Например, микрофотографии с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM) выявляют отсутствие мельчайших наночастиц на поверхности ячейки пены стены. Это наблюдение подтверждает важность положительной линии напряжения и тем самым подтверждает, что его вклад в свободную энергию нуклеации клеток должны быть включены в модели, описывающие пенообразование.Эти результаты еще раз подчеркивают важность получения улучшенного понимание взаимодействия между сильно искривленными частицами с вязкоупругими полимерами, когда размер частиц составляет нанометр шкала длины. Связанные с этим знания позволят полностью использовать потенциал наночастиц как высокоэффективных агентов зародышеобразования в наноячечное пенообразование, а также эффекты линейного натяжения во многих другие приложения, например, в электронике, 42 датчиков, 43,44 клеев, 45 и шаблонных пористых материалов. 46

Материалы и методы

Материалы

Тетраэтил ортосиликат (TEOS) ≥ 99,0% и 2-пропанол 99,5% были приобретены у Aldrich (Милуоки, WI). (3-Аминопропил) триэтоксисилан (APTES) 99%, соляная кислота 37%, раствор гидроксида аммония 28–30%. от Sigma-Aldrich (Сент-Луис, Миссури). Моноглицидиловый эфир с концевыми группами поли (диметилсилоксан) (ПДМС-G) ( M w = 1000 и 5000 г / моль –1 ) была закуплена у Гелеста. (Моррисвилл, Пенсильвания). N — (2-аминоэтил-3-аминопропил) метилдиметоксисилан (Dynasylan 1411) ≥ 99,0% было получено от Evonik (Марл, Германия). Гранулы ПММА были приобретены у Arkema (VM100, т.е. полимер PMMA- co -EA, ρ = 1,18 г см –3 ) (Ла Гарен-Коломб, Франция). Наночастицы диаметром 12 нМ (биндзил 40/220), 20 нМ (биндзил 40/130) и 60 нМ (левасил 50/50) были подарком компании AkzoNobel (Бохус, Швеция). Эти частицы были рассеяны в водном растворе и имеют открытые на поверхности силанольные группы на поверхность в полученном виде.Приобретен абсолютный тетрагидрофуран (ТГФ). от Biosolve (Валкенсвард, Нидерланды). Абсолют этанола для анализ был получен от Merck (Дармштадт, Германия). Вода Milli-Q был произведен системой Millipore Synergy (Биллерика, Массачусетс). Пока не иначе упомянуто, все другие химические вещества использовались в том виде, в каком они были получены.

Синтез наночастиц

Получение наночастиц диоксида кремния Stöber

Для приготовления наночастиц (SiO 2 ) методом Штёбера (далее мы сокращаем «наночастицу» с NP) с диаметром ~ 80 нм, 168 мл этанола смешивали с 28 мл Milli-Q вода и 30 мл ТЭОС в присутствии 2 мл гидроксида аммония при перемешивании со скоростью 500 об / мин при комнатной температуре.Через 1,5 ч полученный Дисперсию SiO 2 центрифугировали при 10000 об / мин в течение 30 минут. Впоследствии собранный SiO 2 был повторно диспергирован. в этаноле и снова центрифугировали. Этот этап промывки повторяли 2 раза. несколько раз с последующей сушкой в ​​вакууме собранных наночастиц SiO 2 при комнатной температуре в течение 12 часов. Чтобы синтезировать частицы размером 40 нм, 84 мл этанола смешивали с 14 мл воды Milli-Q и 15 мл ТЭОС в присутствии 0,75 мл гидроксида аммония в 250 мл круглодонную колбу при перемешивании со скоростью 500 об / мин.Реакция была проведена в течение 1,5 ч при комнатной температуре. Чтобы получить частицы размером 120 нм, 100 мл этанола смешивали с 8 мл воды Milli-Q и 5 мл TEOS. в круглодонной колбе при перемешивании со скоростью 500 об / мин, а затем 5 мл гидроксида аммония, и он реагировал в течение 3 ч при 50 ° C. Этапы сбора, промывки и сушки этих НЧ были одинаковыми. как описано для НЧ 80 нм.

Гидролиз

К ввести силанольные группы на поверхность наночастиц SiO 2 , частицы были повторно диспергированы в Milli-Q воду обработкой ультразвуком (BRANSON 2510, Канада) в течение 1 часа.Впоследствии соляную кислоту добавляли к дисперсии при перемешивании при 500 ° С. об / мин, пока pH раствора не достигнет значения приблизительно 1. Через 4 ч дисперсию центрифугировали при 10 000 об / мин. на 30 мин. Собранные НЧ повторно диспергировали в воде Milli-Q и снова центрифугировали. Этот этап промывки повторяли еще 2 раза, после чего сушкой НЧ с силанольными функциональными группами (SiO 2 -OH) в вакууме при комнатной температуре в течение 12 ч.

Аминофункционализация

SiO 2 -ОН НЧ (3.0 ж) повторно диспергировали в 100 мл этанола с последующим добавлением 15 мл APTES. Дисперсию оставили перемешиваться при 500 об / мин при комнатной температуре. температура в течение 17 ч. НЧ с функционалом APTES (SiO 2 -NH 2 ) собирали центрифугированием при 10000 об / мин в течение 30 мин, повторно диспергировали в этаноле и снова центрифугировали. Этот этап промывки повторяли еще 2 раза с последующей сушкой собранных SiO 2 -NH 2 НЧ в вакууме при комнатной температуре для 12 ч.

Биндзил 40/220, Биндзил 40/130 и Левасил 50/50 частицы диаметром 12, 20 и 60 нм соответственно были функционализированы с помощью Dynasylan 1411, чтобы их поверхность демонстрировала амино-функциональность.В типичной процедуре 7 мл Dynasylan 1411 добавляли к 10 мл суспензии NP. Дисперсию оставили перемешиваться. при 500 об / мин при комнатной температуре в течение 17 ч. Аминофункциональные НЧ (SiO 2 -NH 2 ) диаметром 12 и 20 нм собирали добавлением 5 мл хлорида кальция (1 моль L -1 ), что вызывает обратимую агрегацию НЧ с последующим центрифугированием при 10 000 об / мин в течение 30 мин. В обратимая агрегация НЧ способствует их седиментации во время центрифугирования.Затем частицы повторно диспергировали в этаноле. Эта стирка этап повторяли еще 2 раза с последующей сушкой собранных наночастиц SiO 2 -NH 2 в вакууме при комнатной температуре в течение 12 часов. НЧ Levasil 50/50 собирали повторным центрифугированием в виде описано ранее.

Прививка PDMS-G к НЧ диоксида кремния

SiO 2 -NH 2 НЧ (1,0 г) были редиспергированы в 20,5 мл ТГФ и 15 г PDMS-G при перемешивании со скоростью 500 об / мин в течение 1 часа с последующей обработкой ультразвуком за 1 ч.Впоследствии ТГФ удаляли роторным испарением и полученную дисперсию наночастиц диоксида кремния в PDMS-G погружали в масляную баню, термостатируется при 80 ° C в течение 17 часов. После охлаждения до комнатной температуры реакционную смесь промывали ТГФ и центрифугировали при 10000 об / мин в течение 30 мин. Этот этап промывки повторяли еще 2 раза, после чего путем вакуумной сушки SiO 2 -PDMS при комнатной температуре в течение 12 ч.

Подготовка нанокомпозитной пленки

Нанокомпозиты мы полученные диспергированием количества (функциональных) наночастиц кремнезема (2.3 × 10 13 см –3 ) в ПММА с помощью мини-экструдера (DSM Xplore, Нидерланды). Плотность НЧ поддерживалась постоянной на указанном значении. на протяжении всего исследования. В типичной процедуре сухая смесь НЧ и ПММА подавали в экструдер с последующим внутренним перемешиванием для 3 мин. Температура ствола была установлена ​​на 155 ° C, а винт скорость была 100 об / мин. Впоследствии нанокомпозит ПММА был собран. и оставили остывать до комнатной температуры.

Подготовка пленки

Горячий пресс (Fontijne, Нидерланды) использовалось для нажатия ∼0.Нанокомпозитные пленки толщиной 2 мм в форме (4 × 3 см 2 ). Температура пресса, приложенная нагрузка, время прессования составляло 180 ° C, 250 кН и 10 мин соответственно.

Порционное вспенивание нанокомпозитных пленок

Нанокомпозит Пленки ПММА пропитывались CO 2 (55 бар) в автоклаве. в течение 4 ч при комнатной температуре с последующим быстрым сбросом давления. Впоследствии нанокомпозитные пленки ПММА погружались в термостатированную водяную баню. при 40 ° C для разного времени вспенивания (0.3 и 180 с), после чего образцы закаливали на ледяной бане в течение 30 мин. Образцы были оставляют сушиться на воздухе не менее 12 ч перед дальнейшим анализом. За Схема используемой нами нестандартной установки вспенивания представлена ​​на рисунке S1.

Характеристика

Преобразование Фурье Инфракрасная (FTIR) спектроскопия

FTIR спектры были получены с помощью одиночного ослабленного суммарного ИК-Фурье-спектрометр на отражение (НПВО), оснащенный НПВО для однократного отражения кристалл (Bruker Optic GmbH, Эттлинген, Германия).Спектры были собраны в диапазоне 4000–400 см –1 (спектральная раствор 4 см –1 , 128 сканирований). Фоновые спектры были записаны против воздуха.

Термогравиметрический анализ (ТГА)

Потеря веса (модифицированные) частицы как функция температуры измерялись с TGA400 (PerkinElmer, Inc., Уолтем, Массачусетс). Образец взвешивания ∼5–10 мг загружали в платиновую кастрюлю, и температура был установлен на 50 ° C для стабилизации. Впоследствии образец нагревали. до 900 ° C при скорости нагрева 20 ° C мин. –1 .Применяемый воздушный поток составлял 20 мл мин. –1 .

Трансмиссия Электронная микроскопия (ПЭМ)

Ядро – оболочка структура функционализированных НЧ была визуализирована с помощью FEI / Philips Просвечивающий электронный микроскоп CM300 (Эйндховен, Нидерланды). Для получения изображений просвечивающим электронным микроскопом осаждали разбавленные дисперсии частиц в ТГФ. на углеродной стороне сетки углерод / медь (HC200-Cu) (EMS, Германия). Изображения были получены в режиме светлого поля с ускорением 300 кВ. Напряжение.

Сканирующая электронная микроскопия (SEM)

Для исследования ячеистая морфология вспененных нанокомпозитных пленок, высокое разрешение растровый электронный микроскоп (JEOL Field Emission JSM-633OF, JEOL Benelux, Nieuw-Vennep, Нидерланды).Обычно используемое ускоряющее напряжение электронов составляло 5 кэВ. Перед анализом нанокомпозитные пены подверглись замораживанию после охлаждения в жидкости. азот в течение 10 мин.

Расчет плотности и зарождения клеток Эффективность

Размер ячеек и плотность ячеек были получены с помощью анализируя SEM поперечные изображения. Плотность ячеек ( N против ) пен была рассчитана в соответствии с теоретическими расчетами Кумара. приближение. 47 Без прямых измерений в этом методе требуются размеры ячеек; только микрофотография Следует определить площадь ( A ) и общее количество содержащихся в ней ячеек ( n ).Вместе с увеличением коэффициент микрофотографии ( M ), N v можно рассчитать в соответствии с уравнением 1.

1

Объединив N v с коэффициентом объемного расширения ( B ) (т. в отношение объема пленки ПММА после вспенивания к ее объему до вспенивания) нанокомпозитных пленок после вспенивания (см. Таблицу S3), количество ячеек на см 3 невспененных материалов ( N ) можно рассчитать согласно уравнению 2.

2

Значения плотности клеток, упомянутые далее в этом исследование см. N .

Кроме того, зародышеобразование эффективность ( f ) НЧ при вспенивании может быть рассчитана как

3

, где C — количество НЧ на см 3 (т.е. 2,3 × 10 13 ) добавлено к полимер во время смешения расплава. 13 ср наблюдали однородное распределение частиц по поперечному сечению СЭМ-изображение полимерных нанокомпозитных пленок до вспенивания.

Результаты and Discussion

Получение и характеристика кремнезема НПС

Stöber Были синтезированы наночастицы кремнезема разного диаметра с последующим их поверхностная прививка с PDMS. Схема реакции процесса мы использовали, изображено в A. Обычно наночастицы кремнезема (SiO 2 ) были получены с помощью реакция Штёбера 48 (стадия а) с последующей гидролизом этоксигрупп на поверхности до силанола фрагменты (стадия b). Гидролизованные частицы (SiO 2 -OH) были дериватизирован (3-аминопропил) триэтоксисиланом (APTES), в результате чего в образовании НЧ, функционализированных амином (SiO 2 -NH 2 ) (стадия c).Впоследствии ПДМС-привитые НЧ ядро-оболочка (SiO 2 -PDMS) получали путем «прививки к» метод с использованием ПДМС с концевыми группами моноглицидилового эфира (стадия d). Когда коммерчески использовались доступные частицы ядра кремнезема, их поверхность была непосредственно модифицированный N — (2-аминоэтил-3-аминопропил) метилдиметоксисилан с получением SiO 2 -NH 2 с последующей прививкой ПДМС к частицам. (Отметим, что диаметр кремнезема (core) NP обозначены круглыми числами, а информация о соответствующие средние размеры частиц и распределения по размерам доступно во вспомогательной информации; Таблица S1).

Схема препарата НП процесс (А). Однократное отражение Спектры поглощения ATR-FTIR SiO 2 , SiO 2 -OH, SiO 2 -NH 2 и SiO 2 -PDMS НЧ с диоксид кремния (сердцевина) диаметром 80 нм (B). Черные стрелки в FTIR спектры показывают характеристические значения поглощения FTIR (модифицированного) НП. Неизотермические термограммы ТГА наночастиц SiO 2 -NH 2 и SiO 2 -PDMS с диаметром диоксида кремния (сердцевины) 20 и 80 нм (C).

B показывает репрезентативные спектры поглощения FTIR (модифицированных) НЧ. В оставшиеся этоксигруппы после реакции Штёбера тетраэтила ортосиликат (TEOS) можно четко наблюдать в спектрах FTIR частицы SiO 2 , то есть изгибная полоса поглощения CH 2 / CH 3 при 1452 см –1 и полоса поглощения CH 2 / CH 3 при 2980 см -1 . 49 После гидролиза с получением SiO 2 НЧ с поверхностными функциональностями -ОН (SiO 2 -ОН) эти полосы поглощения исчезли, что указывает на количественное гидролиз этоксигрупп. 50 The повторное появление полос при 2980, 1450 и 1380 см –1 в FTIR-спектре аминофункциональных НЧ (SiO 2 -NH 2 ) указывает на успешную модификацию поверхности с помощью NH 2 групп. Это указание подтверждается тем фактом, что что наночастицы SiO 2 -NH 2 привели к положительному цветовой тест нингидрина, 51 , подтверждающий наличие групп NH 2 на этих частицах. Полосы поглощения для CH 3 растяжение на 2967 см -1 и для C – H изгиб на 1263 см –1 подтверждает успешный прививка ПДМС к НП. 52

ср использовали анализ ТГА для определения количества привитых полимеров. C показывает пример зависимости потери массы от температуры для неизотермической ТГА измерения SiO 2 -NH 2 и НЧ с привитым ПДМС, с диаметром кремнезема (сердцевины) 20 и 80 нм соответственно. Вес процент ПДМС, связанного с НЧ, рассчитывали по диаграммам ТГА. (см. Таблицу S2). Результаты показывают, что количество привитого ПДМС увеличивается с ∼3,1 до ∼24,2 % при уменьшении диаметра НЧ от 120 до 12 нм.Это объясняется увеличенной удельной поверхностью для более мелких частиц. На основании результатов ТГА использовалась молярная масса привитых цепей ПДМС (т.е. 1000 г / моль –1 ) и площадь поверхности наночастиц (например, 33 м 2 г –1 для наночастиц 80 нм), значения плотности прививки PDMS были оценены приблизительно как ∼0.9 цепочек нм –2 для частиц диаметром от 12 до 120 нм (см. Таблицу S2). Таким образом, изменения размера наночастиц кремнезема и, следовательно, кривизны поверхности не влияют на плотность прививки PDMS.

ТЕМ использовался для подтверждения структура ядро-оболочка гибридные НП. показывает ПЭМ-изображения голых и привитых ПДМС НЧ с диаметром сердцевины из кремнезема. 20 и 80 нм соответственно. Четкая структура оболочки PDMS вокруг НЧ можно наблюдать (см. C, D). По изображениям ПЭМ значение толщины оболочки оценивается в диапазоне 6,0 ± 1,3 нм. Полученные НП впоследствии использовались в качестве гетерогенных зародышеобразователей для ПММА. вспенивание нанокомпозитов.

ПЭМ-изображения НЧ SiO 2 -OH диаметром 20 нм (А) и 80 нм (B), а также наночастицы SiO 2 -PDMS с ядром из диоксида кремния диаметры 20 нм (C) и 80 нм (D).Масштабные линейки соответствуют 50 нм.

Нанокомпозитные пены

Перед вспениванием наночастицы смешивают в расплаве с ПММА и прессуют для получения пленок толщиной обычно 200 мкм. (Как уже было сказано, для сравнения мы сохранили громкость постоянная числовая плотность частиц разного диаметра при значении 2.3 × 10 13 частиц см –3 .)

Нанокомпозиты ПММА с голыми НЧ и НЧ ядро ​​– оболочка вспенивались после насыщения CO 2 при 55 бар.показывает изображения SEM поперечных сечений пен ПММА, содержащих частицы диаметром 20 и 80 нм, соответственно, после 180 с вспенивания. Очевидно, что включение НЧ с привитым ПДМС могут значительно уменьшить размер клеток и увеличить плотность клеток по сравнению с плотностью необработанного кремнезема (сравните B с D). Для количественного сравнения значения размера ячеек и плотности ячеек репрезентативного ПММА пены были определены и показаны в зависимости от диаметра ядра NP.

изображений SEM поперечных сечений пен ПММА, содержащих SiO 2 -ОН НЧ с диаметры 20 нм (A) и 80 нм (B), а также PMMA пены, содержащие SiO 2 НЧ -PDMS с диаметром сердцевины из диоксида кремния 20 нм (C) и 80 нм (D).Масштабные линейки соответствуют 1 мкм. Давление насыщения, температура вспенивания и время вспенивания были 55 бар, 40 ° C и 180 с соответственно.

Размер клеток (A), плотность клеток (B) и эффективность зародышеобразования (C) нанокомпозитных пен ПММА, содержащих наночастицы SiO 2 -OH и SiO 2 -PDMS, в зависимости от диаметра кремнезема (сердцевины). (D) СЭМ-изображение поперечного сечения образца пенопласта из ПММА, содержащего привитой ПДМС. наночастицы с диаметром ядра диоксида кремния 80 нм (вспенены на 180 с).Масштабная линейка представляет 200 нм. (Примечание: планки погрешностей для измерения с участием чистого кремнезема в (B) и (C) слишком малы, чтобы быть увиденным.).

Для сравнения пенопласты ПММА (полученные при тех же условиях вспенивания) без добавления зародышеобразователей, отличался размером и плотностью клеток значения приблизительно 13 мкм и 3 × 10 8 ячеек см –3 соответственно. Таким образом, добавление NP Используемые здесь зародышеобразователи существенно влияют на морфологию пены. Кроме того, как очевидно из A, B, размер ячеек и распределение ячеек по размеру уменьшаются, тогда как плотность клеток увеличивается с увеличением размер наночастиц.Например, размер ячеек и плотность ячеек с 120 нм чистыми наночастицами кремнезема составляют ∼810 нм и 2,1 × 10 12 клеток на см –3 соответственно, что является значительным усиление по сравнению с пеной, полученной с использованием 12 нм голые НП. После введения поверхностно-привитого ядра – оболочки НЧ размеры ячеек еще больше уменьшаются, а их плотности значительно увеличен по сравнению с пенопластами без покрытия только диоксид кремния. Например, для пен ПММА, зародившихся на 120 нм SiO 2 -PDMS НЧ, размер ячеек уменьшился до ~ 410 нм, а плотность клеток увеличилась до 1.09 × 10 13 ячеек см –3 .

Поразительно, но есть резкое и неожиданное увеличение клетки плотность при увеличении размера SiO 2 -PDMS НЧ стартовых при диаметре частиц ∼40 нм и достижении плато на ∼80 нм. Об этом эффекте мы поговорим позже.

Зарождение эффективности наночастиц были рассчитаны как отношение количества ячеек на см 3 невспененных полимера к количеству наночастиц на см 3 невспененных полимер (т.е., 2,3 × 10 13 ; также раздел «Материалы и методы»). (Мы рассмотрим здесь невспененный материал, поскольку здесь учитывается количество ячеек. не включает коэффициент расширения пены.) Предполагается, что (i) во время вспенивания не происходит коалесценции клеток и (2) каждая частица обеспечивает один потенциальный сайт зародышеобразования. Однако отметим, что количество центров зародышеобразования на частицу не ограничивается 1. В принципе, нет физических ограничений, препятствующих возникновению более одного события нуклеации на частицу, то есть эффективности нуклеации возможно превышение единицы.

Эффективность нуклеации НЧ с оболочкой PDMS значительно выше по сравнению с чистым кремнеземом. Например, зарождение КПД 0,47 была получена для кремнезема, декорированного ПДМС с диаметр сердцевины 80 нм, что в 12 раз больше, чем у значение, наблюдаемое для соответствующих необработанных НЧ (которые имели зарождение КПД ∼0.04). Изображения SEM, показанные в D, показывают, что каждая клетка пересекается раздел содержит примерно одну частицу. Отметим, что это число было подтверждено исследованием обеих половин поперечного сечения пенопласта ПММА. с SEM.Если предположить, что в среднем каждая ячейка была разрезана пополам это соответствовало бы двум частицам зародыша одной ячейки пены. Это прекрасно согласуется с полученной эффективностью нуклеации. ∼0,5, как определено анализом изображений.

Отметим, что наши НП работают значительно лучше, когда [AQ6] значения нуклеации сравнивались с типичными значениями, то есть <0,01, для других зародышеобразователей, например наноглины, 12,22 нанотрубок, 53 и CO 2 -фильных полиионные частицы с привитой жидкостью. 34 Прямой сравнение эффективности нуклеации — нетривиальная задача, потому что значения эффективности также зависят от выбора матрицы пены, так как а также от параметров процесса вспенивания. Тем не менее мы приписываем наблюдается увеличение плотности клеток и высокая эффективность зародышеобразования в наших экспериментах к (i) хорошей дисперсии НЧ в полимерной матрице (см. рисунок S2), (ii) низкая поверхностная энергия оболочки PDMS, что снижает энергетический барьер зародышеобразования, и (iii) более высокая локальная концентрация CO 2 в оболочке PDMS (∼75 мас.%) 54 по сравнению с матрица ПММА (∼18 мас.%). 55 The более высокая концентрация CO 2 в оболочке PDMS гарантирует, что при понижении давления и повышении температуры во время вспенивание количество CO 2 , доступное для вспенивания, выше ближе к центрам гетерогенного зародышеобразования по сравнению с основной массой матрица. 13 Ожидается, что в результате более высокая скорость зародышеобразования на межфазных границах частиц. Кроме того, сообщалось, что из-за разделения полимерной фазы зародышеобразование энергетический барьер для клеток, зародившихся на межфазной границе, снижается, так как Что ж. 56,57

Мы попытались получить гибридные НЧ. с более высокой прививкой PDMS длина для увеличения адсорбции CO 2 в зародышеобразователе межфазный. При увеличении длины прививки за счет использования 5000 г моль –1 ПДМС НЧ с диаметром ядра 80 нм имели аналогичные процент прививки по сравнению с более короткими трансплантатами PDMS. Для НЧ такого размера ядро-оболочка аналогичная эффективность зародышеобразования были получены. Напротив, мельчайшие частицы (диаметры ниже 40 нм) значительно увеличили процент прививки для более длинные цепи PDMS.Удивительно, но это не привело к значительному повышение эффективности нуклеации клеток для этих НЧ. Это объясняется неэффективным зарождением клеток НЧ с диаметром (ядра) ниже 40 нм, как мы обсудим позже.

Для дальнейшего выяснения процесс зарождения клеток на границе раздела наночастиц, мы вспенили ПММА за очень короткий период времени, то есть 0,3 с. (Отметим, что это было самое короткое время вспенивания, которое мы может быть достигнута экспериментально.) показаны изображения поперечного сечения ячеек из пенопласта ПММА. содержащие диоксид кремния без покрытия и с привитым ПДМС с диаметром сердцевины 20 и 80 нм, соответственно, после вспенивания при 0.3 с. Из этого ясно, что эти пены имеют в среднем меньший размер ячеек и более толстую клеточную стенку по сравнению с к пенам, полученным за 180 с (см.). Мы связываем это с ограниченным временем для роста клеток. Например, пены ПММА, содержащие 80 нм ПДМС, привитые НЧ, вспененные в течение 0,3 и 180 с, имеют средний размер ячеек примерно 290 и 430 нм соответственно. Очевидно, что в процессе вспенивания зародышеобразование сопровождается быстрым ростом клеток. К сожалению, экспериментальные ограничения не позволяют нам фиксировать морфологию клеток сразу после зародышеобразование, то есть в масштабе времени быстрее 0.3 с.

Поперечное сечение СЭМ-изображения 0,3 с вспененного ПММА, содержащего SiO 2 -OH с диаметром 20 нм (A) и 80 нм (B), а также SiO 2 -PDMS с диаметром сердцевины 20 нм (C) и 80 нм (D). В масштабные линейки представляют 1 мкм. На вставках — изображения SEM / EDS увеличенные части, а масштабные линейки на этих вставках представляют 200 нм.

Принимая во внимание, что большинство отчетов обсуждают гетерогенное зародышеобразование со сферическими частицами игнорировать положение зарождающихся частиц в окончательной морфологии пены мы действительно получили ценную информацию от изображения положения НЧ после вспенивания.А именно поразительный Отличие в морфологии, зафиксированное в, заключается в отсутствии НЧ диаметром 20 нм. на границе раздела полимерных стенок ячеек, тогда как частицы размером 80 нм четко видны (и выступают). Кроме того, наночастицы SiO 2 -OH и SiO 2 -PDMS 12 и 40 нм также не были видны на поверхности клеточной стенки. Частицы с диаметром ядра 60 нм и более на клеточной стенке наблюдались как для SiO 2 -OH, так и для SiO 2 -PDMS НП. Этот удивительный эффект будет обсуждаться в следующем разделе.

Влияние линейного натяжения на гетерогенное зародышеобразование

In В этом разделе мы обращаем внимание на эффекты натяжения линии, чтобы прояснить наблюдаемые различия и уточнить его вклад в бесплатную энергия зарождения клеток. В и мы предоставляем схемы предлагаемого эмбриона клеток CO 2 -NP и предлагаемых этапов рост клеток для разных размеров НЧ.

Эскиз поперечного сечения предлагаемого CO 2 эмбрион с радиусом r * в равновесии с набухшей полимерной оболочкой CO 2 на сферической затравочной частице с радиусом R .

Схема зарождения клеток и начальный рост клеток из наночастиц диаметром менее 40 нм (A) и более 60 нм (B). R и r * обозначают радиус наночастиц и критический CO 2 эмбриона соответственно. Линия натяжения изогнутой линия трехфазного контакта действует по касательным линии контакта круг.

При ближайшем рассмотрении частицы во время зародышеобразования это очевидно, что на его поверхности существует линия трехфазного контакта (см.) и, следовательно, вклады линейного натяжения (τ) порядка 10 –12 –10 –6 Н · м –1 необходимо учитывать к барьеру свободной энергии зародышеобразования. 39,58 подписок зарождение закрытого ядра на сильно изогнутой частице, 59 положительное линейное натяжение в конечном итоге приводит к поглощение наночастицы полимером в ячейке пены стены (см. A). Хотя часто применяемая классическая теория зародышеобразования для При зародышеобразовании ячеек пены учитываются эффекты кривизны частиц, 60 не учитываются эффекты линейного натяжения в энергетический барьер зародышеобразования. При рассмотрении эффектов натяжения лески энергетический барьер зародышеобразования можно записать согласно формуле 4. 59,61

4

где Δ G * — зародышеобразование энергетический барьер, r * — критический радиус зародыша CO 2 , σ — поверхностная свободная энергия между полимером и CO 2 , R — радиус наночастицы, S — площадь поверхности между критическим зародышем CO 2 и наночастицей, а τ — трехфазный контакт линия натяжения.

Площадь поверхности S может быть получена из уравнения 5 (59)

5

Угол ⌀ (см.) равен 62

6

, где θ — контактный угол (см.).

f ( m , w ) — это коэффициент уменьшения энергии согласно классической теории нуклеации 60

7

в котором

8

9

10

11

Здесь Δ P — давление разница между давлением насыщения пенообразователя и атмосферным давление. 27

Хотя величина линейного натяжения для многих систем составляет все еще обсуждается, принято решение, что для положительного линейного натяжения частицы поглощаются, когда их радиус меньше линейного натяжения длина (я.е., L = τ / σ). Следовательно, поглощение более мелких частиц (т.е. диаметром менее 40 нм) полимером последующее зарождение пузырьков, как показано на A, согласуется с L , составляющим приблизительно 20 нм, и при условии, что σ составляет ∼21 мН м –1 для используемых условий вспенивания, 63 мы оцениваем линейное натяжение ∼0,42 nN. Критический радиус пузырька для нашего CO 2 , насыщенного ПММА система составляет порядка 3 нм для давления насыщения 55 бар. (см. также уравнение 10). 64 Кроме того, из изображений СЭМ высокого разрешения, Углы смачивания набухшего полимера и частицы CO 2 голых и привитых ПДМС частиц с ядром из диоксида кремния 80 нм были определено как ∼79 и ∼28 °, соответственно (см. рисунок S3). Нижний угол контакта для 80 нм SiO 2 -PDMS-частицы по сравнению с чистыми НЧ объясняется высоким сродством привитых НЧ к фазе CO 2 , что также объясняет более высокую эффективность зародышеобразования. (Отметим, что здесь предполагаются одинаковые значения краевого угла для наночастицы с одинаковым химическим составом поверхности.)

показывает расчетный энергетический барьер зародышеобразования как функция контакта угол (θ) (A) и критический радиус ( r *) (B) в соответствии с уравнением 4, используя значение натяжения линии ∼0,42 нН.

Нуклеарная энергия барьера образования критического CO 2 эмбрион на наночастицах в зависимости от контакта угол для линейного натяжения 0,42 нН (сплошные линии), а также без вклад линейного натяжения (пунктирные линии) (A). Критическая ячейка радиус зарождения 3 нм.Энергетический барьер зародышеобразования как функция критического радиуса эмбриона CO 2 для линейного натяжения 0,42 нН и краевой угол 28 ° (B).

из А, ясно, что при положительном натяжении линии 0,42 нН зарождение энергетический барьер (показан сплошными линиями) значительно увеличен когда частицы существуют на границе раздела полимерный газ (т. е. когда θ не 0 или 180 °) по сравнению с барьером, рассчитанным в соответствии с классической теории зародышеобразования (показано штриховыми линиями).

Особый интерес представляет то, что для НЧ с привитым ПДМС (θ составляет 28 °) энергия зародышеобразования значительно увеличивается за счет вклад линейного натяжения для частиц 12, 20 и 40 нм по сравнению к таковым для их более крупных аналогов (диаметр> 60 нм). Общий, голые частицы кремнезема (θ 79 °) имеют более высокую нуклеацию энергетический барьер по сравнению с привитыми. Интересно, для более мелких голых наночастиц диоксида кремния эффект линейного натяжения на барьере зародышеобразования менее выражен.Кроме того, чем больше голые НЧ (> 60 нм) имеют почти одинаковые энергетические барьеры зарождения. Эти результаты подтверждают представленные значения эффективности нуклеации. в котором показывают резкое увеличение для частиц размером более 40 нм, когда контакт угол зародышеобразования мал, то есть для частиц с ПДМС оболочка, тогда как для голых частиц кремнезема существует более устойчивая повышение эффективности нуклеации. Интересно упомянуть здесь состоит в том, что CO 2 -фильный блок-сополимер на основе гетерогенного фазы также рассматриваются как перспективные агенты зародышеобразования. 8,65,66 Фактически, Родригес-Перес и коллеги 66 сообщили об эффективности нуклеации близка к единице для поли (метилметакрилата) — co -поли (бутил акрилат) — co -поли (метилметакрилат) блок-сополимер (BCP) домены в PMMA. Такая высокая эффективность зародышеобразования может быть объяснена тем, что в зависимости от точки зародышеобразования в фазово-разделенных морфологии BCP, эти домены блок-сополимера не испытывают линия натяжения.

Значения эффективности нуклеации и результаты представленные в A демонстрируют, что размер частиц является важным параметром для контроля и оптимизации процесс вспенивания в присутствии наночастиц, используемых в качестве зародышеобразователя агенты.

Часто применяемая стратегия дальнейшего увеличения пены зарождение клеток эффективность заключается в увеличении давления насыщения CO 2 , приводя к (i) уменьшению поверхностной энергии CO 2 набухшего PMMA 63 и (ii) увеличению падение давления, что в целом приводит к уменьшению критического пузыря радиус для зарождения ячеек пены (см. уравнение 10). Кроме того, уменьшенная поверхностная энергия при более высоких давлениях насыщения CO 2 ожидается в увеличенной длине натяжения лески.Фактически, после насыщения CO 2 при 300 бар и последующего вспенивания в течение 0,3 с при 40 ° C, мы наблюдали почти полное поглощение 60 и 80 нм голых и ПДМС-привитые НЧ (см. Рисунок S4), что указывает на действительно увеличенная длина натяжения лески. Это соответствует наблюдается снижение эффективности зародышеобразования до 0,1 для частиц с диаметром диоксида кремния (сердцевины) менее 80 нм в условиях вспенивания с использованием давления насыщения CO 2 300 бар (данные не показано).

В какой степени натяжение линии способствовало снижению зарождение эффективность при этих условиях вспенивания еще предстоит выяснить.В критический радиус пузырька для пленок ПММА, насыщенных 300 бар CO 2 , снижается до значений менее 1 нм. 63 Это означает, что для этих меньших по размеру ядер на поверхности наночастицы (диаметр> 12 нм) линия трехфазного контакта уменьшается и, как следствие, его вклад в неоднородную также снижается энергетический барьер зародышеобразования (см. B). Кроме того, чем выше падение давления, сравнивается более благоприятное гомогенное зародышеобразование с гетерогенным процессом зародышеобразования. 14 Интересно, что мы наблюдали доказательства гомогенного зародышеобразования в части стенок ячеек пен ПММА, приготовленных с давлением насыщения 300 бар, что согласуется с пониженной эффективностью нуклеации также заметил. Это означает, что после вспенивания из-за более высокой насыщенности давления, результирующий меньший критический радиус пузырька уменьшает потери энергии, связанные с натяжением линии для зародышеобразования, в то время как гомогенное зародышеобразование более благоприятный. 59 Это ограничивает пену окно обработки, в котором частицы эффективны как агенты зародышеобразования.В условиях, когда НЧ эффективны (т. Е. При более низком давлении капель) необходимы относительно крупные частицы по сравнению с целевым субмикрометровые размеры ячеек пены для уменьшения эффекта кривизны частиц и линейное натяжение при зарождении ячеек пены. Это означает, что новые стратегии и должны быть разработаны конструкции частиц, которые увеличивают зародышеобразование. эффективность и результат вспенивания нанопористых пен ПММА с ячейками плотности более 10 15 клеток см –3 .

Динамические графеновые фильтры для селективного разделения газа, воды и масла

Схематическая диаграмма и фотография части трехмерной графеновой пены 25.На рис. 1а показаны изображения диаметром 4 мм и толщиной 2 мм, а также изображение этой пены, полученное с помощью автоэмиссионного сканирующего электронного микроскопа (FE-SEM), которое выявляет трехмерную структуру с порами диаметром 150–200 мкм. Изображение с большим увеличением в области, покрытой графеном (вставка на рис. 1а), показывает, что графен имеет идеально слоистую и шероховатую поверхность (см. Рис. S5 в вспомогательной информации для спектров комбинационного рассеяния трехмерных графеновых пен). Схематические диаграммы трех различных типов графеновых пен, используемых в качестве селективных фильтров, показаны на рис.1b – d. На этих диаграммах представлена ​​омнифильная пена графена, полученная обработкой поверхности плазмой O 2 , гидрофобная первичная графеновая пена и омнифобная пена с самоорганизующимся (гептадекафтор-1,1,2,2-тетрагидродецил) трихлорсиланом (HDF-S). . Синтезированный трехмерный структурный графен является гидрофобным, но обработка плазмой O 2 создает дефекты на поверхности графена, делая его всефильным. Для омнифобной структуры гидроксильные группы (-OH) на поверхности графена и активная группа (трихлорсилан-SiCl 3 ) HDF-S образуют ковалентные связи, из которых формируется прочная силоксановая сетка.Эти три различных типа графеновой пены позволяют избирательно фильтровать газ и / или жидкости.

Рис. 1

( a ) Фотография трехмерной структурной пены графена диаметром 25,4 мм. FE-SEM изображение пены графена со средним диаметром пор 150–200 мкм. На вставке показано увеличенное изображение поверхности одиночной графеновой проволоки, на котором четко виден графен, нанесенный на поверхность излома. ( b – d ) Схематическое изображение трех различных типов графена с использованием обработки поверхности и их селективных фильтрующих свойств.

На рис. 2 показаны смачивающие свойства трех структур 3D-графена (O 2 , обработанные плазмой, чистые и с самосборным HDF-S) для воды, бензина, керосина и оливкового масла. Показаны среднее значение и стандартное отклонение пяти измерений, выполненных для каждого образца. Краевой угол смачивания всех жидкостей на графеновой пене, обработанной плазмой O 2 , составляет 0 °, что указывает на омнифильное поведение. Краевые углы смачивания воды на чистом графене составляют 107,9 ± 1,1 °, что контрастирует с 0 °, измеренным для бензина, керосина и оливкового масла.Таким образом, (гидрофобный) чистый графен блокирует только воду. С другой стороны, 3D-графен, покрытый самосборным HDF-S, не только супергидрофобен (угол контакта 143,2 ± 0,5 ° с водой, что на ~ 35 ° выше, чем измеренный для чистого графена), но и олеофобен по отношению к бензину, керосину и др. Краевые углы смачивания оливкового масла составляют 78,1 ± 1,4 °, 105,6 ± 3,8 ° и 121,7 ± 1,7 ° соответственно. Таким образом, он представляет собой омнифобный фильтр.

Рисунок 2

Смачивающие свойства омнифильных (O 2 -плазма-обработанная графеновая пена), гидрофобных (первичная графеновая пена) и омнифобных фильтров (графеновая пена, покрытая самосборным HDF-S) для различных жидкостей.

На рисунке 3 показаны возможности передачи газа, воды, бензина, керосина и оливкового масла омнифильным, гидрофобным и омнифобным графеновым фильтрам. Каждый 3D-фильтр был закреплен между двумя стаканами из полипропилена. Затем через верхний стакан вводили газ, воду и масло, смешанные с красителем для облегчения наблюдения. Обратите внимание, что никакая внешняя сила не применялась во время процесса фильтрации (см. Подробности в экспериментальном разделе и видео с дополнительной информацией). Газ, вода и масло быстро проникают через омнифильную пену графена и падают в стакан ниже (рис.3а). Гидрофобный графеновый фильтр пропускает бензин, керосин и оливковое масло, но блокирует воду (рис. 3b). Омнифобная пена графена блокирует все жидкости (воду и масла), при этом газ проникает через фильтр только в стакан ниже (рис. 3c).

Рис. 3

Разделение газа / воды / масла достигается с помощью омнифильных, гидрофобных и омнифобных графеновых фильтров, покрытых ячейками размером ~ 150–200 мкм.

Графеновые пены были закреплены между трубкой из полипропилена (PP) и стаканом из полипропилена, а чистый газ, вода или масло (последние два с красителем) были помещены в верхнюю трубку из полипропилена.Вода проникает через сетку с покрытием, а масло отталкивается и задерживается в верхней трубке.

Сила адсорбции между каждым растворителем и субстратом была исследована с молекулярной точки зрения для выяснения различного фильтрационного поведения. Прежде всего, теоретический баланс между поверхностным натяжением и гравитационной силой был рассчитан в модельной системе пор, чтобы оценить максимальную высоту растворителя, которая может поддерживаться только за счет поверхностного натяжения на одной поре (см. Рисунок S1 в дополнительной информации для изображение модели).Полученные значения высоты составляют ~ 0,204 мм для воды, ~ 0,206 мм для бензина и керосина и ~ 0,207 мм для оливкового масла, что намного меньше, чем те, которые использовались в вышеупомянутых испытаниях (рис.2), что позволяет предположить, что все эти жидкости должны были пройти через фильтры. Это подчеркивает избирательные фильтрующие эффекты взаимодействия между растворителями и модифицированными поверхностями каждого фильтра. Коллективное поглощение через соединенные между собой поры на рис. 4а в основном определяется несвязывающими взаимодействиями между поверхностью подложки и растворителем.Таким образом, энергия взаимодействия была оценена путем проведения молекулярно-динамического моделирования (при 298 K) плоской поверхности, покрытой молекулами растворителя (рис. 4а). Энергия адгезии, рассчитанная для каждого растворителя с подложкой через различные графеновые фильтры, представлена ​​на рис. 4b, c и в таблице S2, рассчитанная на основе межмолекулярных взаимодействий Ван-дер-Ваальса. Энергия отрицательна во всех случаях, что указывает на благоприятное взаимодействие поверхности с растворителем. Поскольку сила адгезии (и гравитация) притягивает молекулы растворителя к субстрату и поскольку фильтры очень пористые, более отрицательные энергии взаимодействия указывают на большее проникновение растворителя.Здесь мы определяем энергетический порог проникновения в наши системы, рассматривая факторы, влияющие на проникновение, такие как трехмерная структура пены, размер и форма ее пор, а также внутренние свойства растворителей как коллективный эффект. Таким образом, сравнивая энергию адгезии, соответствующую явлениям фильтрации в эксперименте, мы определили пороговую энергию, приблизительно -650 ккал / моль (, т.е. ~ 0,22 Н / м) для наших систем. На основе этого критерия рис. 4b ясно показывает, что чистый графен блокирует воду, но не бензин, керосин или оливковое масло, в то время как графен, покрытый HDF-S, отфильтровывает все растворители.Обратите внимание, что относительные степени фильтрации и проникновения также можно оценить по высоте столбцов. Поскольку роль гидрофобной поверхности, вызывающей слипание растворителей, является решающей в этом контексте, рис. 4c подчеркивает влияние различных функциональных групп. При применении той же пороговой энергии поверхность графена, покрытая на 3% или 6,25% = O, -OH или -COOH, становится проницаемой для всех растворителей, кроме керосина, который отфильтровывается при 6,25% OH или -COOH. Тот факт, что блокируется только керосин, предполагает, что физическая длина и форма молекул растворителя влияют на их фильтрацию различными поверхностями графена.Интересно, что рис. 4c также показывает, что функционализированный эпоксидом графен отфильтровывает все растворители при покрытии 6,25%, но является селективным при покрытии 3%, блокируя только воду. Это указывает на то, что относительное покрытие менее привлекательным эпоксидом и более привлекательным углеродом sp 2 является важным фактором, определяющим фильтрацию бензина, керосина и оливкового масла.

Рис. 4

( a ) Схематическая диаграмма типичной границы раздела растворитель-подложка с водой, графеном и молекулами Ni во время молекулярно-динамического моделирования.( b ) Энергии адгезии — представлены столбиками, перевернутыми при -650 ккал / моль — воды, бензина, керосина и оливкового масла к никелевым подложкам, покрытым чистым или омнифобным графеном. Растворители, энергия адгезии которых попадает в красную область, отфильтровываются, а те, чья энергия адгезии попадает в синюю область, проходят через фильтр. ( c ) Энергия адгезии воды, бензина, керосина и оливкового масла к Ni-подложкам, покрытым (3% и 6,25%) гидроксил-, карбокси-, эпоксид- и карбонил-функционализированным графеном.

Деревянный дом, сруб, проектирование, строительство

Архитектурно-строительная компания «ArchiLine Wooden Houses — Дома для здоровья» специализируется на проектировании, производстве и строительстве деревянных домов, гостиниц, ресторанов и саун из оцилиндрованного бревна, бруса и клееного бруса.
ООО «АрчиЛайн» успешно работает на рынке деревянного строительства с 2004 года. Специалисты компании изготовили и построили сотни деревянных домов в разных странах — Австралии, Беларуси, Германии, Грузии, Испании, Казахстане, Кыргызстане, Ливане, Нидерландах. , ОАЭ, Польша, Россия, Франция.более

Скандинавский деревянный дом из клееного бруса «Dina’s Morning» — большой дом с просторной гостиной, отдельной кухней, двумя спальнями и совмещенной ванной / душем. . Это отличное решение для тех, кто не любит небольшие замкнутые пространства. …

более

Деревянный дом из клееного бруса и терраса «Евродом» — домик для круглогодичного проживания для небольшой семьи. Есть все самое главное: 2 спальни, санузел, просторная кухня-гостиная. …

более

Деревянный дом из клееного бруса «Мираж» — компактный дом с 2 спальнями, гостиной и отдельной кухней и выходом на террасу.Это отличное решение для тех, кто ищет небольшой дом для круглогодичного проживания. …

более

В деревянном доме из клееного бруса «Белый дом» 5 спален, кухня-гостиная 58 м2 и 2 санузла. Этот дом подходит для большой семьи для круглогодичного проживания. …

более

Дом с террасой «IT House» состоит из: 3 спален с отдельными санузлами, просторной солнечной террасы и кухни-гостиной. Такой дом подойдет тем, кто любит принимать гостей и проводить деловые встречи дома….

более

Деревянный дом из клееного бруса с топкой и террасой «Маяк» имеет: 2 спальни по 17 м2 каждая, кухня-гостиная 50 м2 и 2 санузла 4,8 м2.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.