Пенобетон состав смеси таблица: Состав пенобетона: описание состава и пропорции

Содержание

Состав пенобетона: описание состава и пропорции

Основным отличием пенобетона от бетона стандартного можно считать пористую структуру, легкость. Состав пенобетона играет большую роль для получения дышащего, водонепроницаемого, легкого материала.

Описание состава

Состав пенобетона должен соответствовать нормативным документам. Раствор включает: цемент, песок, воду, образователи пены, дополнительные составляющие. Все ингредиенты должны отвечать стандартам. В зависимости от пропорций создают пенобетон разных марок, прочности.

Вернуться к оглавлению

Вяжущие

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

Вернуться к оглавлению

Цемент

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

Портландцемент делится на 3 вида:

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

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

Вернуться к оглавлению

Известь

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

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

Вернуться к оглавлению

Наполнители

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

Вернуться к оглавлению

Песок

Чем мельче песок, тем качественнее пенобетон.

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

Вернуться к оглавлению

Зола

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

Вернуться к оглавлению

Другие

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

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

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

Вернуться к оглавлению

Пенообразователь

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

Пенообразователь делится на:

искусственные;
натуральные – белковые;
клеекремневые.

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

Вернуться к оглавлению

Вода

Вода должна соответствовать стандартам. Применяют чистую воду без жира, масла, керосина температурой выше 10 градусов, не больше 60. Теплая вода позволяет в холодную пору года повысить скорость гидратации, снизить возможность трещин. Для разведения смеси пенобетона вода должна быть более мягкой, чистой, чтоб образовалось нужное количество пены.

Вернуться к оглавлению

Добавки

Часто используют составы пенобетонов с присадками: антифризовыми, ускорителями твердения, пластификаторами. Необходимость применения добавок определяется технологией, материалами, желаемым результатом.

Вернуться к оглавлению

Ускорители

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

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

Ускорение должно отвечать требованием:

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

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

Вернуться к оглавлению

Пластификаторы

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

Требования, выдвигаемые к пластификаторам:

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

Вернуться к оглавлению

Противоморозные добавки

Данные вещества позволяют проводить работы связанные с бетонными растворами в зимнее время. Предотвращают замораживание воды в бетоне, таким образом, он не разрушается морозами сохраняет прочность.

Вернуться к оглавлению

Пропорции для получения 1 м3 пенобетона

Марки D400

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

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

Вернуться к оглавлению

Марки от D600 до D1000

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

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

Вернуться к оглавлению

Марки D800

Пропорции:

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

Вернуться к оглавлению

Вывод

Пенобетон – качественный строительный материал, пользуется большим спросом. Имеет простой состав, обеспечивающий его положительные особенности, экологическую безопасность.

Состав пеноблока — пропорции для 1 м3 пенобетона!

При производстве пеноблоков в промышленных условиях технология требует строгого соблюдения всех норм для используемых материалов и компонентов смеси. Так и при самостоятельном изготовлении ячеистого бетона вам будет необходимо строго придерживаться всех необходимых требований и стандартов. Рассмотрим более подробно какой состав и из чего делают пеноблоки в домашних условиях.

Состав пеноблока всех марок.

Раствор для пеноблоков — состав.

Пенобетонные блоки являются своеобразным, дышащим материалом, способным помочь в создании такого же микроклимата в доме, как и натуральное дерево. Что входит в состав пеноблоков, что дает возможность получить такие комфортные параметры?

Смесь для приготовления пенобетонной смеси состоит из следующих компонентов, согласно документу ГОСТ 25485-89 «Бетоны ячеистые»:

Вяжущий элемент – портландцемент, произведенный согласно ГОСТ 10178-85, в котором содержание силиката кальция должно содержат до 80%.
Песок, отвечающий требованиям ГОСТ 8736-93, в котором содержание кварца должно составлять порядка 75%, глинистые и илистые включения не превышать 3%.
Вода, технические требования к которой должны соответствовать ГОСТ 23732-79.
Пенообразователь, в состав которого входит костный клей, сосновая канифоль, мездровый клей и едкий технический натр.

Пропорции смеси пеноблока на 1 куб для разных марок.

В зависимости от назначения готового изделия варьируется требуемая плотность, различная плотность достигается определенными особенностями в пропорции состава пеноблока.

Если на выходе нам необходимо получить пеноблок плотностью менее 1800 кг на кубометр, то для смеси потребуются элементы в следующем соотношении:

1320 кг песка кварцевого;
410 кг портландцемента;
184 л технической воды;
430 г пеноконцентрата.

В результате такого замеса получаем 1930 кг пенобетона.

В качестве примера приведена таблица, где указан состав смеси для получения 1 м3 пенобетона определенной марки и процентное содержание воздуха в нем:

Марка / состав раствора для пеноблоков	D400	D800	D1200	D1600
Песок, кг	—	420	780	1130
Портландцемент, кг	300	320	360	400
Вода в растворе, кг	110	120	140	160
Вода в пене, л	60	46	35	21
Пенообразователь, кг	1,5	1,2	0,9	0,6
Содержание воздуха,%	80	63	46	29
Сырой пенобетонный состав, кг	471	907	1316	1712

Изготовления разных видов пеноблоков.

Блоки из пенобетона изготавливают из смеси, в состав которой входит песок, цемент, вода и пенообразователь. При перемешивании ингредиентов в нем образуются закрытые поры, обусловливающие теплосберегающие и гидроизоляционные свойства материала.

При производстве пенобетона необходимо точно соблюдать пропорции взятых компонентов. Их процентное соотношение определяет физико-химические характеристики материала.

В зависимости от этого пеноблоки подразделяют на следующие виды:

Виды пеноблоков	Марка	Область применения	Вес блоков, кг	*Коэффициент теплопроводности, Вт/м°C**
Теплоизоляционный	D400, D500	для утепления внутренних помещений	11– 19 кг	0,12
Конструктивно-теплоизоляционный	D600 – D900	для возведения стен в малоэтажных домах	23– 35	0,14 – 0,29
Конструктивный	D1000, D1100	для устройства перекрытий и как кладочный материал для несущих стен	39 –47	0,36

Оборудование для производства пеноблоков.

В процессе создания пеноблока, его твердение должно происходить в автоклавных условиях (в среде, насыщенной паром, и при давлении, которое должно быть выше атмосферного), что требует наличия специального дорогостоящего оборудования. Словом, его целесообразней производить в заводских условиях.

Оборудование для создания пеноблоков в домашнем условии.

Но, его производство настолько простое, что, если зная пропорции для пеноблока, данный материал можно сделать даже в домашних условиях.

Для этого понадобится приобрести или самостоятельно смастерить такое оборудование, как:

формы для отливки блоков;
растворомешалку;
компрессор, который должен быть рассчитан на переменное напряжение 220 Вт, иметь мощность 0,3 – 0,5 м3 и давление 6 Атм;
пеногенератор.

Заключения.

Пенобетон — качественный строительный материал, пользуется большим спросом. Имеет простой состав, обеспечивающий его положительные особенности, экологическую безопасность.

Состав и пропорции пенобетона

Пенобетонные блоки являются одними из немногих материалов для строительства домов, которые можно изготавливать самостоятельно. Именно поэтому состав пенобетона интересен для многих начинающих, а иногда и достаточно опытных строителей. Дальше мы перечислим и подробно опишем все его составляющие, а также пропорции на 1 м3.

Блок: 1/3 | Кол-во символов: 389
Источник: https://KameDom.ru/penobeton/sostav.html

Описание состава

Вернуться к оглавлению

Блок: 2/13 | Кол-во символов: 304
Источник: https://kladembeton.ru/raschety/sostav-penobetona.html

Основные компоненты и стандарты, определяющие их свойства

Свойства материала определяет ГОСТ 25485-89, в соответствии с которым производится классификация.

В нем указаны основные требования к составу пенобетона и технические характеристики различных его марок. Кроме того, каждый из ингредиентов также должен соответствовать определенному стандарту. Вот список основных компонентов, из которых создается материал:

- цемент;
- песок;
- вода;
- пенообразователь;
- разнообразные необязательные добавки.

Рецепт семеси для пенобетона.

Вяжущим ингредиентом, участвующим в создании пенобетона, является портландцемент марок М500 Д20, М400 Д0, М400 Д20 (ГОСТ 10178). В качестве заполнителя используют песок, который должен содержать не менее 75% кварца (ГОСТ 8736). В песке допускается присутствие не более 3% примесей, содержащих ил и глину. Свойства воды определяет ГОСТ 23732. Пенообразователи могут быть как синтетическими, так и белковыми. Натуральные пенообразователи являются экологически чистыми, а изделия, в состав которых они входят — особо прочными.

Характеристики отдельных компонентов пенообразователя определяются следующими стандартами:

сосновая канифоль — ГОСТ 191113;
костный клей — ГОСТ 2067;
мездровый клей — ГОСТ 3252;
едкий натр (технический) — ГОСТ 2263;
скрубберная паста — ТУ 38-107101.

Что касается необязательных добавок, то они у каждого производителя свои. К примеру, на некоторых заводах в пенобетон добавляют фиброволокно. Благодаря этому почти на четверть повышается прочность материала. Грани его блоков имеют четкий контур и практически не подвержены разрушению. В состав материала может входить и мелкодисперсная зола, образующаяся после сгорания твердого топлива. Самые крупные ее частицы не превышают 0,14 мм. Такая добавка позволяет увеличить прочность перегородок между отдельными порами материала и сэкономить до 30% цемента. К прочим добавкам относятся ускорители твердения, пластификаторы, биологически разлагаемые смазочные материалы для форм, красители.

Блок: 2/5 | Кол-во символов: 1984
Источник: https://ostroymaterialah.ru/smesi/sostav-penobetona.html

Пропорции смеси пеноблока

Итак, если на выходе нам необходимо получить пеноблок плотностью менее 1800 кг на кубометр, то для смеси потребуются элементы в следующем соотношении (на фото можно увидеть разрез пеноблока такой плотности):

1320 кг песка кварцевого;
410 кг портландцемента;
184 л технической воды;
430 г пеноконцентрата

В результате такого замеса получаем 1930 кг пенобетона.

Если нам необходимо получить более легкий продукт с меньшей плотностью на кубометр, например 450 кг на куб.м., то схема состава сырья останется прежней, но песок будет исключен:

портландцемент – 350 кг;
техническая вода 150 л;
пенообразователь в концентрированном виде – 1,5 кг.

Вес готового пенобетона на выходе при таком замесе составит около 500 килограмм.

Для изготовления раствора для пеноблоков можно применять различную рецептуру, состав которой будет отличаться. Так, например, для строительства технического одноэтажного помещения можно использовать синтетический пенообразователь, но экономить с его помощью на жилых помещениях опасно для здоровья.

Состав клея для пеноблоков

Строительство домов и других помещений из пеноблоков не обходится без использования специального клея. Причем с помощью такого клея можно не только обеспечить высокое качество межблочных швов, но и придать тепла и уюта дому.

Обычно купить клей для пеноблоков предлагают в виде сухого порошка (по 25 кг в мешке). В состав этого порошка входят следующие элементы:

цемент,
добавки-улучшители,
специальный клеевой состав

Клей для укладки пеноблоков представляет собой сухую массу, разводить которую необходимо, соблюдая пропорции, указанные на упаковке. Целесообразно разводить клеевую смесь непосредственно перед использованием. Лучше для этого применять специальное устройство – дрель с размешивающей насадкой. Для разведения раствора для начала необходимо налить воду, затем при постоянном перемешивании постепенно вводить смесь в воду до достижения однородной массы. Затем раствору необходимо отдохнуть в течение 10 минут для полного растворения всех компонентов.

После этого нужно еще раз все перемешать и можно приступать к укладке. Более подробно процесс замеса клея можно рассмотреть на видео.

Таким образом, состав и технология получения растворов достаточно просты и их можно приготовить в домашних условиях.

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 2478
Источник: http://penobloki.trubygid.ru/sostav-smesi-dlya-penoblokov

Вяжущие

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

Вернуться к оглавлению

Цемент

Качество клинкера — гранул смеси, влияет на прочность, устойчивость, долговечность сооружения. К нему добавляют гипс, позволяющий контролировать период схватывания стандартного цемента.

Портландцемент делится на 3 вида:

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

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

Вернуться к оглавлению

Известь

Известь могут использовать в виде молотой кипелки, пушонки.

В замес добавляют двудонный гипс, замедляющий скорость гашения извести. Также применяют полуводный гипс с поташом.

Вернуться к оглавлению

Блок: 3/13 | Кол-во символов: 1603
Источник: https://kladembeton.ru/raschety/sostav-penobetona.html

Какие соблюдают пропорции при изготовлении пеноблока?

Если быть до конца честным, то каждый производитель имеет свои, универсальные пропорции всех компонентов. Но мы приведем общие рекомендации по составу, которые можно смело брать за основу при изготовлении.

Таблица основных компонентов пенобетонаУровень плотности, кг/м3 400 600 800

Портландцемент, кг	300	330	400
Вода, л	160	180	1230
Вспениватель, кг	0,85	1,1	1,1
Песок, кг	нет	210	400

Стоит учитывать, что также нужно использовать связующее вещество определенной марки, для получения смеси с оптимальными для изготовления блоков показателями плотности структуры.

Все данные из таблицы определены нормативами ГОСТ.

Зная точные пропорции материала и его состав, можно ориентироваться в качественных показателях пенобетона, который собираетесь купить у производителя. Также не помешает найти отзывы о нем от реальных людей – многие пытаются экономить и используют сырье низкого качества.

Похожие публикации

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 1017
Источник: https://KameDom.ru/penobeton/sostav.html

Наполнители

Вернуться к оглавлению

Песок

Чем мельче песок, тем качественнее пенобетон.

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

Вернуться к оглавлению

Зола

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

Вернуться к оглавлению

Блок: 4/13 | Кол-во символов: 971
Источник: https://kladembeton.ru/raschety/sostav-penobetona.html

Как отдельные составляющие влияют на прочность продукции?

Разумеется, чем выше марка портландцемента, тем более прочным получится и производимый из него пенобетон. Но не последнюю роль в смеси играет и тонкость помола вяжущего ингредиента. Если был использован цемент более крупного помола, чем указано в ГОСТ 10178, его количество потребуется увеличить на 10%. Отклонение от стандарта приведет к тому, что состав будет затвердевать значительно дольше, а это, в свою очередь, потребует введения дополнительных добавок, ускоряющих твердение.

Составляющие, которые используют для производства пенобетона влияют на его прочность.

С увеличением плотности пенобетона для его изготовления используют песок более высокой зернистости. К примеру, зернистость песка для марок плотностью 400-1200 кг/м3 составляет от 0 до 2 мм, а при плотности 1400-1600 кг/м3 требуется песок зернистостью от 0 до 4 мм. В то же время использование мелкозернистого песка с размером частиц менее 1 мм позволяет увеличить прочность состава при той же плотности. Однако подобная практика применяется довольно редко, так как материал, отвердевая, дает повышенную усадку.

Использование в производстве пенобетона обычной водопроводной воды может привести к снижению качества, если она не соответствует установленному стандарту по кислотности или содержанию минеральных солей. Особой чистоты требует вода, в которой разводится сухой пенообразователь. Температура жидкости должна находиться в диапазоне от 10 до 60°С, хотя многие специалисты считают, что воду теплее 25°С лучше не использовать. Чтобы снизить содержание жидкости в материале и тем самым повысить его прочность, в состав обычно вводят разнообразные пластификаторы. Тем не менее соотношение воды и цемента не должно быть ниже 0,4. В противном случае цемент станет забирать воду из раствора пенообразователя.

Данный компонент обходится несколько дороже синтетических аналогов, но и расходуется более экономно, да и пену образует более стабильную. Иногда недобросовестные производители при выпуске синтетического состава используют пенообразователь, который был изготовлен для пожаротушения. Его применение приводит к значительному снижению характеристик получаемого материала.

Причин, по которым рекомендуется использовать для пенобетона белковый, а не синтетический пенообразователь, существует достаточно много. Основной из них является безопасность для человека ввиду полного отсутствия ядовитых испарений.

Блок: 4/5 | Кол-во символов: 2438
Источник: https://ostroymaterialah.ru/smesi/sostav-penobetona.html

Другие

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

Вернуться к оглавлению

Блок: 5/13 | Кол-во символов: 794
Источник: https://kladembeton.ru/raschety/sostav-penobetona.html

Что еще добавляют в раствор для улучшения показателей?

Для получения пенобетона особой прочности на многих предприятиях в смесь вводят тонкомолотый известняк. Он не приводит к возникновению трещин, как другие добавки, не утяжеляет изделие, как песок, позволяет сэкономить цемент. Карбонизация раствора повышает устойчивость изделия к механическим нагрузкам. Масса известковой муки может составлять до 20-30% от массы цемента. Такой состав после твердения обеспечивает более высокую морозостойкость, чем смесь компонентов без добавок.

Противоморозные добавки вводятся для того, чтобы предотвратить промерзание раствора при низких температурах. Они делают его более пластичным, увеличивают скорость связывания цемента, обеспечивают ускоренное выделение тепла, образуемого при гидратации, снижают на 7-10% массу воды, необходимой для состава. Чтобы улучшить водонепроницаемость, увеличить устойчивость к повышенной температуре и кислотности, в раствор добавляют микрокремнезем.

Гидрофобизаторы и воздухововлекающая смола предназначены для снижения расслаивания пенобетона при транспортировке, улучшения таких характеристик, как водонепроницаемость, морозостойкость и удобоукладываемость. Добавление 0,5 кг полипропиленовой фибры на 1 м3 смеси значительно снижает количество бракованной продукции при производстве, а также потерь при транспортировке. Фибра повышает устойчивость к ударам и механическим нагрузкам, предупреждает растрескивание. С введением в состав до 1 кг фибры повышается марка конечной продукции.

Блок: 5/5 | Кол-во символов: 1515
Источник: https://ostroymaterialah.ru/smesi/sostav-penobetona.html

Пенообразователь

Пенообразователь делится на:

искусственные;
натуральные — белковые;
клеекремневые.

Вернуться к оглавлению

Блок: 6/13 | Кол-во символов: 556
Источник: https://kladembeton.ru/raschety/sostav-penobetona.html

Вода

Вернуться к оглавлению

Блок: 7/13 | Кол-во символов: 373
Источник: https://kladembeton.ru/raschety/sostav-penobetona.html

Добавки

Вернуться к оглавлению

Блок: 8/13 | Кол-во символов: 231
Источник: https://kladembeton.ru/raschety/sostav-penobetona.html

Ускорители

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

Ускорение должно отвечать требованием:

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

Вернуться к оглавлению

Блок: 9/13 | Кол-во символов: 835
Источник: https://kladembeton.ru/raschety/sostav-penobetona.html

Пластификаторы

Требования, выдвигаемые к пластификаторам:

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

Вернуться к оглавлению

Блок: 10/13 | Кол-во символов: 475
Источник: https://kladembeton.ru/raschety/sostav-penobetona.html

Противоморозные добавки

Вернуться к оглавлению

Блок: 11/13 | Кол-во символов: 243
Источник: https://kladembeton.ru/raschety/sostav-penobetona.html

Пропорции для получения 1 м3 пенобетона

Марки D400

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

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

Вернуться к оглавлению

Марки от D600 до D1000

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

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

Вернуться к оглавлению

Марки D800

Пропорции:

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

Вернуться к оглавлению

Блок: 12/13 | Кол-во символов: 578
Источник: https://kladembeton.ru/raschety/sostav-penobetona.html

Вывод

Блок: 13/13 | Кол-во символов: 176
Источник: https://kladembeton.ru/raschety/sostav-penobetona.html

Кол-во блоков: 19 | Общее кол-во символов: 18606
Количество использованных доноров: 4
Информация по каждому донору:

https://kladembeton.ru/raschety/sostav-penobetona.html: использовано 12 блоков из 13, кол-во символов 7139 (38%)
http://penobloki.trubygid.ru/sostav-smesi-dlya-penoblokov: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 2478 (13%)
https://ostroymaterialah.ru/smesi/sostav-penobetona.html: использовано 4 блоков из 5, кол-во символов 7583 (41%)
https://KameDom.ru/penobeton/sostav.html: использовано 2 блоков из 3, кол-во символов 1406 (8%)

Пеноблок: состав, пропорции, изготовление, характеристики

Этот строительный материал является относительно новым, но по своим техническим показателям и свойствам успел завоевать популярность среди потребителей. Использование его в строительной сфере дает возможность создать хорошие тепловые и звукоизоляционные условия, а многообразие параметров и приемлемая стоимость делают пеноблок удобным и доступным материалом.

Пеноблок – разновидность ячеистого бетона

Это пористый строительный материал, для изготовления которого используют цементный материал, песок просеянный, чистую воду и пенообразователь. Пеноблок представляет собой разновидность ячеистого бетона. По своей структуре он напоминает газобетон, пустотные участки в нем образуются не из-за химических процессов, происходящих внутри во время застывания, а из-за перемешивания бетонной массы с предварительно подготовленной пеной.

Пенообразователь применяется органический либо синтетический.

Первый вид на основе белка, стоимость его более высокая. Но, в определенных пропорциях входя в состав пеноблока, он придает ему прочность и экологическую безопасность. Синтетика обойдется значительно дешевле, но изготовление пенобетонных блоков в этом случае будут иметь четвертый класс опасности.

Из чего делают пеноблок, мы выяснили. Разберемся со способами его производства. Их всего два:

нарезка монолитного куска на камни нужных размеров;
заливка массы в формы необходимых параметров по ширине, высоте и длине.

Для экономии сырья и увеличения показателя плотности пеноблоков во время замешивания в сырьевую массу добавляют золу, глину и другие сыпучие материалы с мелкими фракциями. Это дает возможность сэкономить на цементном составе, влечет за собой утолщение перегородок между порами в пеноблоке, увеличивая тем самым его прочность. При этом параметры пустотных участков в таком случае уменьшаются, увеличивая показатель тепловой проводимости материала.

Технические характеристики

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

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

Достоинства и недостатки

Пеноблок – это материал, отличающийся своими положительными и отрицательными моментами.

Считается, что блок набирает прочность при эксплуатации. Если сравнивать новый камень и то, что прослужил пять десятков лет, то показатель плотности последнего окажется выше в три раза.

Популярность блок заслужил следующими качествами:

прочностью на сжатие – определяется объемной массой пены, используемой для блоков, и других добавок. На данный показатель оказывает влияние уровень влажности материала;
плотность – зависит от марки цемента;

масса пеноблока – благодаря пористости, заполненной воздухом, блок весит не очень много. Это дает возможность экономить при обустройстве фундаментного основания, облегчает процесс строительства, так как работы по кладке можно вести своими руками, не привлекая дополнительную рабочую силу и специальную технику;
низкий показатель тепловой проводимости – находящийся в порах воздух помогает сохранять тепло внутри помещения. Это дает возможность делать толщину стен оптимальной, понижает давление на фундаментное основание, сокращает затраты на устройство утеплительного слоя. Как следует из расчетов производителя, тепловые потери с такими стенами сокращаются на тридцать процентов;
звукоизоляция блоков из пенобетона – поры поглощают посторонние шумы, особенно – низкочастотные;
огнестойкость пенобетонных блоков – материал выдерживает все требования, предъявляемые к пожарной безопасности объекта;
экологическая чистота – как следует из многочисленных отзывов, пеноблок не поддается гниению, вреда человеческому организму не наносит. Для его изготовления применяется пенообразователь, не выделяющий опасных газов;
приемлемая стоимость – дает возможность максимально сократить денежные затраты на строительство;

удобство в проведении работ – монтаж пеноблоков выполняется оперативно, так как материал объемный, но весит не очень много, легко поддается обработке ручными инструментами;
геометрические параметры объекта – строительство из пеноблоков удобно тем, что дому заблаговременно можно задать нужные параметры. И основное достоинство в этом отводится точным размерам камней;
низкий расход клеевой смеси для пеноблоков во время строительных работ;
устойчивость к повышенному уровню влажности. Материал почти не впитывает воду, и если его поместить в емкость, наполненную жидкостью, он будет оставаться на поверхности;
устойчивость к морозам – на срок службы пеноблока изменения температурного режима влияния не оказывают;
имеется возможность комбинировать пеноблочный камень с другими строительными материалами.

Если взвешивать все «за» и «против» пеноблока, то следует рассмотреть его отрицательные стороны:

низкий показатель прочности на изгиб – материал по данному значению уступит бетонному и железобетонному аналогам. Но если увеличить марку пенобетона, то можно добиться лучшего значения прочности, потеряв при этом определенное значение теплоизоляционных свойств;

неоднородность пористых участков – пеноблок с «дырками» внутри плохо держит на своей поверхности различные элементы декора и тяжелые предметы, для фиксации которых необходим специальный крепеж;
могут наблюдаться отклонения от показателя плотности. Связано это с особенностями производства – нарушением пропорций компонентов или плохим перемешиванием;
процесс естественной усадки – к отделке рекомендуется приступать только через пару месяцев после окончания строительства стен, так как усадка может составить от 2 до 4 мм на погонный метр.

Для полного высыхания пеноблоку необходимо четыре недели. За этот период он набирает полную прочность.

Строительство из пеноблоков

Решив использовать этот материал, необходимо его правильно выбрать. Опытные специалисты рекомендуют обращать внимание на определенные факторы:

изготовитель – лучше всего обращаться на крупные заводы, администрация которых не станет рисковать своей репутацией и предоставит на блоки соответствующие сопроводительные документы, подтверждающие их качество;

цена – если стоимость материала ниже рыночной, то вполне вероятно, что во время изготовления были допущены нарушения. Скидки могут устраиваться только с учетом приобретаемой партии, близостью строительной площадки, сортом материала;
условия хранения и упаковочный материал – чтобы не приобрести блоки, напитавшие в себя влаги, необходимо знать, как хранить пеноблоки на улице. Лучше всего делать это под навесами и применять полиэтиленовый материал в качестве упаковки.

Чтобы построенный вами объект служил долго, рекомендуется изучить основные правила работы с материалом, к которым относится одна особенность – раствор для пеноблоков на основе цемента не применяется, чтобы избежать образования «мостика холода».

Виды материала

Разберемся, какие бывают пеноблоки:

разновидности облегченных пеноблоков определяются их плотностью. Материал делится на три группы – теплоизоляционную, конструктивно-теплоизоляционную, конструктивную;
по технологическим особенностям производства – строительные пеноблоки бывают нарезными, формованными и армированными;
по предназначению материал бывает стеновым, перегородочным и нестандартным, изготовленным по индивидуальному заказу. Кроме того, выпускается пеноблок с пенопластовой крошкой внутри, хорошо сохраняющий тепло внутри сооружения. Пример применения – подвал из таких пеноблоков.

Пеноблок – экономичный материал

Наиболее лучшая особенность блока – оперативный строительный темп. Дом в два этажа можно построить максимум за шесть месяцев. Лучше всего использовать данный материал при:

строительстве загородных одноэтажных домов;
возведении двухэтажных объектов по укрепленному фундаментному основанию;
многоэтажном строительстве с армирующими поясами.

Отзывы о пеноблоках

Как следует из многочисленных и разнообразных высказываний, материал действительно считается популярным. Его используют для устройства помещений и сооружений различного предназначения:

санузлов из пеноблоков;
ванных комнат из пеноблоков;
хозпостроек;
смотровых ям из пеноблоков.

Отзывы потребителей говорят о том, что многоэтажки из пеноблоков по монолитному каркасу стремительно набирают популярность. Это подтверждается тем, что стройка из пеноблоков продолжает набирать обороты.

При выборе материала необходимо тщательно проверить его на предмет трещинок или маслянистых разводов. Такие признаки скажут о плохом качестве камней.

Технология строительства из пеноблоков имеет свои особенности, с помощью которых можно скрыть недостатки камня, комбинируя материалами. Прекрасное решение – кирпич, из которого выкладываются несущие стены, равномерно распределяющие нагрузку. Нередко выполняют сопряжение стен из пеноблоков с древесным материалом.

Чтобы минимизировать появление трещин, следует внимательно отнестись к обустройству фундаментного основания. Лучше, если он будет монолитным. Кроме того, для стен применяется дополнительное армирование с шагом в три ряда кладки.

Из полезных советов от опытных мастеров и отзывов потребителей можно узнать массу полезной информации:

как выполнять гидроизоляцию пеноблоков;
правила укладки пеноблоков на монтажную пену;
какую нагрузку выдерживают пеноблоки;
какой пеноблок считается самым легким;
чем обработать пеноблоки, чтобы они не впитывали влагу;
как правильно вставить окно или дверь в стену из пеноблока;
как выполнить гидроизоляцию пеноблоков в ванной;
узнать, в чем заключается разница между пеноблоком и пенобетоном;
какие пеноблоки лучше использовать при строительстве того или иного объекта;
уточнить свойства пеноблоков.

Кроме того, в интернете найдется информация о порядке применения пеноблоков, марке пеноблоков, сроках годности пеноблоков.

Если строим из пеноблоков, то рекомендуется знать «слабые» стороны материала:

нарушения технологического процесса ведения кладки влекут за собой увеличение ломкости материала;
объект, сооруженный из такого камня, нуждается в наружном отделочном слое, чтобы была защита от воздействия влаги;
строить многоэтажные объекты из пенобетона разрешается только с соблюдением правил армирования кладки.
оттенок материала говорит о прочности: желтый – сигнализирует об избыточном количестве песка, сероватый подтверждает качество исходного сырья;
доставка на площадку блочного материала, уложенного на поддоны, затруднит выгрузку. Придется нанимать специальную технику;
уточните, как хранился блок у изготовителя. Не рекомендуется использовать материал, находившийся под открытым небом;
проверьте геометрию камня, наличие скольных участков.

Заключение

Помните, что строительный этап начинается с правильного выбора блоков. Так что к этому вопросу следует подходить ответственно. Приняв во внимание недостатки и преимущества материала, можно построить надежный и теплый дом.

видео-инструкция по изготовлению своими руками, что входит в раствор, фото

Пеноблок является пористым камнем, разновидностью ячеистого бетона. Нужно отметить, что иногда объединяют понятия пенобетона с газобетоном, почему-то считая их идентичными. Различие между этими материалами заключено, во-первых, в их названиях, а во-вторых, в способе их изготовления.

Пенобетон производится механическим перемешиванием специальной смеси и в состав раствора для пеноблоков входит песок, вода, цемент и приготовленная пена. Газобетон получают с помощью газа, а именно водорода, который образуется во время протекания химических реакций.

В результате в газобетоне образуется множество сквозных пор, в то время как в пенобетоне – много закрытых. И его изготовка приводит к тому, что гидроизоляционные свойства обладают более высокими характеристиками.

Фото пенобетонного блока

Что же представляет собой пенобетон

Состав пенобетона

Рецептура производства пенобетона

Вяжущий элемент – портландцемент, произведенный согласно ГОСТ 10178-85, в котором содержание силиката кальция должно содержат до 80%.
Песок, отвечающий требованиям ГОСТ 8736-93, в котором содержание кварца должно составлять порядка 75%, глинистые и илистые включения не превышать 3%.
Вода, технические требования к которой должны соответствовать ГОСТ 23732-79.
Пенообразователь, в состав которого входит костный клей, сосновая канифоль, мездровый клей и едкий технический натр.

Пенообразователи, в зависимости от применяемой основы подразделяются на два вида:

Синтетические, позволяющие получить довольно дешевые изделия, но материал из них получается не очень качественный и прочный.
Натуральные, на экологически чистой основе, не имеющей класса опасности. Такие блоки получаются довольно прочными, потому что у них более толстая перегородка между порами.

Совет: Покупая пенобетонные блоки, поинтересуйтесь, что послужило основой, пошедшей на производство пенообразователя. И на основании полученной информации принимайте решение о покупке блоков.

Некоторыми заводами изготовителями применяются другие компоненты при производстве пенобетона, в частности:

Полипропиленовое микроармирующее строительное волокно или иначе фиброволокно ВСМ. Его использование придает блокам точные, неразрушающиеся грани, повышает его прочность на четверть.
Зола, образующаяся после сгорания твердого топлива на теплоэлектростанциях. Это мелкодисперсный материал, в котором самые маленькие размеры частичек составляют доли микрона самые большие – 0,14 мм. В результате также создаются более плотные и твердые межпоровые перегородки и кроме того на 30% экономится цемент.

Виды, характеристики пенобетонных блоков

Разделение блоков по типам

Если изменять процентное соотношение составляющих пенобетонную смесь ингредиентов, получается пенобетон, имеющий различные характеристики. К примеру, при уменьшении количества песка, увеличивается прочность материала (читайте также статью Размеры пеноблока и газоблока, а также особенности данных стройматериалов).

Давайте рассмотрим основные свойства пенобетона и существующие градации.

Разделение пенобетонных блоков по плотности:

Конструкционный материал, марка которого D1000, D1100, D1200. Из таких блоков возводят фундаменты, цокольные этажи зданий, несущие стены
Конструкционно-теплоизоляционный материал: под маркой от D500, до D900. Он используется при устройстве перегородок, а также несущих стен.
Теплоизоляционный материал, под маркой от D300, до D500. Из него выполняется теплоизоляционный контур стен.

Делаем из пенобетона фундамент

Разделение по показателю теплопроводности:

У конструкционных марок пенобетона показатели теплопроводности лежат в пределах 0,29 – 0,38 Вт/м*град, что меньше чем теплопроводность глиняного кирпича.
У конструкционно-теплоизоляционных – 0,15 – 0,29 Вт/м*град.
У теплоизоляционных – 0,09 – 0,12 Вт/м*град. Говоря о теплопроводности дерева, то она лежит в пределах 0,11 – 0,19 Вт/м*град.

Морозостойкость пенобетона составляет от 15 до 75 циклов. Это качество находится на очень высоком уровне, потому что, находясь в микропорах, состояние воды является связанным.

Что позволяет воде не переходить в лед даже при очень низкой уличной температуре. Всегда может быть подобран материал, имеющий нужную прочность и морозостойкость.

Различие в методах изготовления:

Резаный материал: принцип изготовления заключается в разрезании большого массива пенобетона, с использованием специального резательного комплекса. У таких изделий лучшая геометрия и более прочные кромки, но в свою очередь качество определяется добросовестностью завода-изготовителя.
Формовой материал: пенобетонный раствор заливают в специальную форму, имеющую перегородку. Цена его меньше, чем у резаного.

Форма для заливки раствора

Преимущества и недостатки пенобетона

Преимущества

Крепость и долговечность. Этот материал является практически вечным, потому что с течение времени его прочность увеличивается. Так его марочная крепость за десять лет эксплуатации увеличивается в два раза.
Пеноблок имеет низкую плотность, что значительно снижает транспортные расходы, упрощает работу с ними, сокращаются строительные сроки и уменьшается давление на фундамент здания.
Низкая теплопроводность. Пеноблочная стена толщиной 20 см равнозначна по теплоизоляции кирпичной стене толщиной в 60 см.
По экологичности пенобетон уступает только натуральному дереву.
Очень высокая звукоизоляция.
Относительно небольшая стоимость.

Недостатки

Растворные швы не должны быть толще 2 мм, иначе ухудшаются звукоизоляционные и теплопроводные показатели (см.также статью Калькулятор расчета количества пеноблоков – простой вариант подсчета).

Совет: В качестве раствора для пеноблоков лучше всего использовать специальный клей. В этом случае не изменятся характеристики кладки, только стоит обращать внимание на то, чтобы геометрия материала была близка к идеальной.

Чтобы здание из пенобетона имело привлекательный и эстетичный вид, возникает необходимость во внешней отделке. Как самый лучший вариант – навесной вентилируемый фасад.

Вопросы кладки пенобетона

Инструкция по кладке пеноблоков своими руками:

Поверхность фундамента, на которую будут укладываться пенобетонные блоки должна быть выровнена под «ноль», иначе это скажется на качестве кладки.
Так же по этой поверхности должна быть проложена гидроизоляция, для недопущения попадания излишней влаги.
Первый ряд блоков укладывается на цементно-песчаный раствор, который поможет убрать возможные небольшие неровности фундамента.

Укладка первого ряда на гидроизоляцию и раствор

Каждый последующий ряд укладывается со сдвигом относительно нижнего ряда и в качестве раствора используется специальный клей.

Перевязка блоков в кладке

Через каждые три-четыре ряда, по верхней поверхности прокладывается арматура. Для чего с помощью циркулярной пилы вырезаются специальные пазы.
Используя строительный уровень и отвес, осуществляется постоянный контроль горизонтальности и вертикальности кладки.

Вывод

Пенобетон относится к очень популярным и, конечно же, перспективным материалам (узнайте здесь, что выбрать: пеноблок или газоблок). В представленном видео в этой статье Вы найдете дополнительную информацию по этой теме.

Состав пеноблоков

Из чего делают пеноблоки?

Для начала нужно описать то, что получается в итоге производства — блочный материал, в некоторой мере напоминающий своей структурой губку. В нем достаточно большие хаотические отсеки с воздухом (их размер зависит исключительно от плотности), что дает достаточно привлекательные показатели для строительства.

Правильно изготовленный пенобетон обладает преимуществом древесных пород – он способен пропускать через себя воздух и этим благотворительно влияет на микроклимат в сооружении.

Основной состав

Что касается состава, то пропорции всех составляющих регламентируются специальным документом — ГОСТ 25485-89. А если быть более точным, то этот документ скорее определяет количество и качество используемых компонентов. В общем, требования такие:

В качестве связующего элемента предпочтительно использовать нужную, для достижения определенного уровня прочности, марку портландцемента. Главное требование к такой составляющей — процент силиката кальция в ее структуре должен быть до 80. Более подробно об этом требовании можно узнать при ознакомлении с ГОСТ 10178-85.
Также важно не только количество используемой воды на 1 м³, но и ее качество. Ее разрешается применять только после анализа соляного состава – слишком высокое содержание некоторых компонентов может в значительной степени снижать качества бетона. Информация из ГОСТ 23732-79.
Особое значение имеет и качество песка. В ГОСТ 8736-93 указано, что кварцевой составляющей в его структуре должно быть в пределах 75%. Особенно важно учесть, что на показатели будущего пеноблока повлияет и процент содержания в песке глинистых и илистых частиц. Их должно быть не более 3% от общей массы на 1 м³.
Допускается использовать вспениватели, созданные на основе технического натра, канифоли сосновой, костного и мездрового клея.

http://www.youtube.com/watch?v=vEQ3tSG4A4g

Виды вспенивателей

Такой компонент в структуре пенобетонного блока может быть 2-х видов:

Натуральный. Изготавливается исключительно из естественных составляющих. Эта разрешает получить изделия без ограничений в использовании, что обусловлено полной экологичностью и высокой прочностью.
Синтетический. Пенообразователь искусственного происхождения. Используется с целью удешевить производство блоков.

При выборе пеноблоков для сооружения дома убедитесь в том, что он изготовлен именно из натуральных вспенивателей — это будет гарантом высокого качества и безопасности для организма.

Дополнительные компоненты

Некоторые производители стараются, чтобы каждый м³ изготовленного на их заводе материала обладал улучшенными характеристиками. Для этого в состав добавляют:

Золу — продукт воспламенения и последующего сгорания топлива, которое используется на тепловых электростанциях. Ее особенность — минимальные размеры частичек. Это дает возможность добиться достаточно высокой плотности, при меньшем расходе цемента — положительно сказывается на стоимости материала, но уменьшает теплосберегающие характеристики.
Строительное волокно. А точнее — полипропиленовое микроармирующее. На человеческом языке его называют проще — фиброволокно ВСМ. С помощью такого компонента прочность возрастает на ¼.

Использование усиленных блоков необходимо только в случае огромных нагрузок на стены. В остальных лучше обойтись обычным пенобетоном со стандартным составом.

Какие соблюдают пропорции при изготовлении пеноблока?

Таблица основных компонентов пенобетона
Уровень плотности, кг/м³	400	600	800
Портландцемент, кг	300	330	400
Вода, л	160	180	1230
Вспениватель, кг	0,85	1,1	1,1
Песок, кг	нет	210	400

Стоит учитывать, что также нужно использовать связующее вещество определенной марки, для получения смеси с оптимальными для изготовления блоков показателями плотности структуры.

Все данные из таблицы определены нормативами ГОСТ.

Состав и материалы для производства пенобетона

В зависимости от технологии производства применяются разные цементы, заполнители, пенообразователи и добавки. Далее мы подробно рассмотрим каждый компонент и приведем список всех пенообразователей и добавок.

Перечень добавок и пенообразователей:

Пенообразователь ПБ-2000
Протеиновый пенообразователь Laston
Белковый пенообразователь GreenFroth
Ускоритель твердения пенобетона бетона и пенобетона Асилин-12
Смазка форм Компил
Немецкое фиброволокно (фибра — полипропиленовое волокно)
Микрокремнезем
Суперпластификатор С-3

Для производства пенобетона используется цемент, заполнитель, вода, пенообразователь и добавки (если требуются). В зависимости от технологии производства применяются разные цементы, заполнители, пенообразователи и добавки. Далее мы подробно рассмотрим каждый компонент и приведем список всех пенообразователей и добавок.

1. Цемент

Для производства пенобетона используется обычный портландцемент. При использовании баротехнологии (ее иногда называют кавитационной или без пеногенераторной) обязательно использовать цемент марки М500Д0. Это цемент дорогой и дефицитный. Причем даже при его использовании получение пенобетона удовлетворяющего ГОСТ по баротехнологии сопряжено с большими затратами и технологическими трудностями. Если пенобетон производится по классической технологии, то возможно использовать цемент М500Д20, М400Д0, М400Д20.

2. Заполнитель

В качестве заполнителя в большинстве случаев используется песок. Он должен удовлетворять ГОСТ 8736-93 ПЕСОК ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ РАБОТ. Также в качестве заполнителя могут использоваться различные отходы производств — зола уноса ТЭЦ, известняковая мука, доломитовая мука и т.п. Зачастую использование подобных отходов позволяет значительно снизить себестоимость и при этом увеличить качество продукции. При покупке оборудования завода Строй-Бетон, покупатели получают полную информацию о возможных заполнителям и помощь в их подборе.

3. Вода

Для производства пенобетона используется обычная питьевая или техническая вода. Вода должна удовлетворять требованиям ГОСТ 23732-79 ВОДА ДЛЯ БЕТОНОВ И РАСТВОРОВ. Температура воды подбирается исходя из технологии.

4. Пенообразователи

Пенообразователи бывают 2 видов — синтетические и белковые. Синтетические используются в баротехнологии (установки Санни), белковые в классической технологии (установки Фомм-Проф). Белковые пенообразователи считаются более совершенными и позволяют получать пенобетон удовлетворяющий ГОСТ 25485-89 БЕТОНЫ ЯЧЕИСТЫЕ без особых затрат. Подробнее можно прочитать в статье Причины использования белкового (протеинового) пенообразователя.

5. Добавки

В зависимости от технологии и используемых материалов периодически требуется использование специальных добавок. Добавки применяются для того, чтобы получить продукцию удовлетворяющую ГОСТ. Подбор добавок сложен и требует экспериментов. Для клиентов завода Строй-Бетон добавки подбираются бесплатно.

Рецепт пенобетона при использовании белкового пенообразователя

Плотность пенобетона в сухом состоянии.	400	600	800	1000	1200	1400	1600
Песок (до 2мм, содержание глина не более 2%).	—	210	400	560	750	950	1100
Цемент марки М500Д0.	300	310	320	350	360	380	400
Вода для приготовления раствора.	110	130	150	180	210	240	300
Вода для приготовления пены литров.	64	57	50	45	37	30	23
Количество пены (литров).	800	715	630	560	460	370	290
Количество пенообразователя кг (не литров!).	1,2	1,1	1	0,95	0,9	0,7	0,6
Вес сырой пенобетонной массы кг.	474	707	920	1135	1357	1600	1823

Рецепт пенобетона при использовании синтетического пенообразователя

Плотность кг/куб.м.	Песок	Цемент	Пенообразователь Ареком-4
1200	900	250	0,80
1100	740	360	0,88
1000	667	333	0,96
900	375	450	1,03
800	330	400	1,12
700	290	350	1,14
650	270	325	1,15
600	250	300	1,16
550		458	1,17
500		417	1,18

, Проектирование и пропорция смеси легкого пенобетона (LFC)

Пенобетон (FC) — это высококачественный строительный материал с плотностью от 300 до 1850 кг / м 3, который может иметь потенциальное применение в гражданском строительстве, как изоляция. от тепла и звука, а также для несущих конструкций. Однако из-за природы цементного материала и его высокой пористости FC очень слабо выдерживает растягивающие нагрузки; поэтому он часто трескается в пластическом состоянии, при усадке при сушке, а также в твердом состоянии.Эта статья является первым всесторонним обзором использования искусственных и натуральных волокон для производства пенобетона, армированного волокном (FRFC). Для этого подробно рассматриваются и обсуждаются различные пенообразователи, волокна и другие компоненты, которые могут служить основой для FRFC. Было обнаружено, что на механические свойства FRFC влияют несколько факторов, а именно: плотность свежей и затвердевшей, гранулометрический состав, процент использованного пуццоланового материала и объем химического вспенивающего агента. Было обнаружено, что на реологические свойства смеси FRFC влияют свойства как волокон, так и пены; поэтому необходимо применять дополнительную дозу пенообразователя для улучшения адгезии и когезии между пенообразователем и вяжущим наполнителем по сравнению с материалами без волокон.Различные типы волокон позволяют уменьшить за счет автогенной усадки в 1,2–1,8 раза и усадку при сушке в 1,3–1,8 раза. Введение волокон приводит лишь к небольшому увеличению прочности пенобетона на сжатие; однако он может значительно улучшить прочность на изгиб (до 4 раз), прочность на разрыв (до 3 раз) и ударную вязкость (до 6 раз). В то же время добавление волокон практически не приводит к изменению тепло- и звукоизоляционных характеристик пенобетона, что в основном зависит от типа используемых волокон, таких как нейлоновые и арамидные волокна.Таким образом, FRFC, обладающий представленным набором свойств, находит применение в различных областях строительства, как при возведении несущих, так и ограждающих конструкций.

Пенобетон — материалы, свойства, преимущества и производство

🕑 Время чтения: 1 минута

Пенобетон — это тип легкого бетона, который изготавливается из цемента, песка или летучей золы, воды и пены. Пенобетон бывает в виде вспененного раствора или вспененного раствора. Пенобетон можно определить как вяжущий материал, состоящий минимум на 20 процентов из пены, которая механически вовлекается в пластичный раствор.Плотность пенобетона в сухом состоянии может варьироваться от 300 до 1600 кг / м3. Прочность пенобетона на сжатие, определенная через 28 суток, составляет от 0,2 до 10 Н / мм ² или может быть выше. Пенобетон отличается от бетона с воздухововлекающими добавками по объему захваченного воздуха. Бетон с воздухововлекающими добавками занимает от 3 до 8 процентов воздуха. Он также отличается от замедленного раствора и газобетона по той же причине процентного содержания воздуха. В случае минометных систем замедленного действия — от 15 до 22 процентов.В случае пенобетона пузырьки образуются химически.

История пенобетона Пенобетон имеет долгую историю и впервые был введен в эксплуатацию в 1923 году. Первоначально он использовался в качестве изоляционного материала. За последние 20 лет усовершенствования в области производственного оборудования и повышения качества пенобетона позволили широко использовать пенобетон.

Производство пенобетона Производство пенобетона заключается в разбавлении поверхностно-активного вещества водой, которая пропускается через пеногенератор, который дает пену стабильной формы.Пена производится в смеси с цементным раствором или затиркой, так что получается вспененное количество необходимой плотности. Эти поверхностно-активные вещества также используются при производстве наполнителей с низкой плотностью. Их также называют контролируемым материалом низкой прочности (CLSM). Здесь для получения содержания воздуха от 15 до 25 процентов пену добавляют непосредственно в смесь с низким содержанием цемента и богатого песка. Следует иметь в виду, что некоторые производители поставляют заполнители с низкой плотностью в виде пенобетона, поэтому следует соблюдать осторожность. Для производства пенобетона используются два основных метода:

Встроенный метод и
Метод предварительного вспенивания

Поточный способ производства пенобетона В агрегат добавляется базовая смесь из цемента и песка. В этом аппарате смесь тщательно смешивается с пеной. Процесс смешивания осуществляется при правильном контроле. Это поможет смешивать большие количества. Встроенный метод состоит из двух процессов;

Мокрый метод — встроенная система
Сухой метод — встроенная система

Мокрый метод поточной системы: материалы, используемые во влажном методе, будут более влажными по своей природе.С помощью серии статических встроенных миксеров основной материал и пена загружаются и смешиваются. Постоянный встроенный монитор плотности используется для проверки смешивания всей смеси. Производительность зависит от плотности пенобетона, а не от готового автобетоносмесителя. То есть одна поставка базового материала 8 м ³ даст 35 м ³ пенобетона плотностью 500 кг / м ³. Сухой метод линейной системы: здесь используются сухие материалы.Их забирают в бортовые силосы. Отсюда они должным образом взвешиваются и смешиваются с помощью бортовых миксеров. Затем смешанные основные материалы перекачиваются в смесительную камеру. При мокром способе производства пенобетона добавляют и перемешивают пену. В этом методе для смешивания используется большое количество воды. 130 кубометров пенобетона можно произвести из разовой партии цемента или зольной смеси.

Пенопенный способ производства пенобетона Здесь автобетоносмеситель доставляет основной материал на объект.Через другой конец грузовика предварительно сформированная пена впрыскивается в грузовик, в то время как миксер вращается. Таким образом, небольшие количества пенобетона можно производить для небольших работ, например, для затирки швов или работ по заливке траншей. С помощью этого метода можно получить пенобетон плотностью от 300 до 1200 кг / м ³. Подвод пены будет от 20 до 60 процентов воздуха. Окончательный объем пены можно рассчитать, уменьшив количество другого основного материала. Как это осуществляется в грузовике.С помощью этого метода трудно контролировать стабильный воздух и плотность. Таким образом, должна быть указана и разрешена степень превышения и уменьшения урожайности. Когда пена образуется, ее смешивают со смесью цементного раствора, имеющей водоцементное соотношение от 0,4 до 0,6. Если раствор влажный, пена становится неустойчивой. Если он слишком сухой, предварительная пена трудно смешать.

Состав пенобетон Состав пенобетона зависит от требуемой плотности. Как правило, пенобетон с плотностью менее 600 кг / м ³ будет содержать цемент, пену, воду, а также некоторое количество летучей золы или известняковой пыли.Для повышения плотности пенобетона можно использовать песок. Базовая смесь составляет от 1: 1 до 1: 3 для более тяжелого пенобетона, который является соотношением наполнителя к портландцементу (CEM I). Для большей плотности, скажем, более 1500 кг / м ³ используется больше наполнителя и среднего песка. Для уменьшения плотности количество наполнителя следует уменьшить. Рекомендуется удалять пенобетон плотностью менее 600 кг / м ³.

Материалы для пенобетона

Цемент для пенобетона Обычно используется обычный портландцемент, но при необходимости можно использовать и быстротвердеющий цемент.Пенобетон может включать широкий спектр цемента и другие комбинации, например, 30 процентов цемента, 60 процентов летучей золы и 10 процентов известняка. Содержание цемента колеблется от 300 до 400 кг / м3.
Песок для пенобетона Максимальный размер используемого песка может составлять 5 мм. Использование более мелкого песка размером до 2 мм с количеством, проходящим через сито 600 микрон, составляет от 60 до 95%.
Пуццоланы Дополнительные вяжущие материалы, такие как летучая зола и измельченный гранулированный доменный шлак, широко используются в производстве пенобетона.Количество используемой летучей золы колеблется от 30 до 70 процентов. Белый GGBFS колеблется от 10 до 50%. Это снижает количество используемого цемента и экономично. Можно добавить микрокремнезем для увеличения прочности; в количестве 10 процентов по массе.
Пена Гидролизованные протеины или синтетические поверхностно-активные вещества являются наиболее распространенными формами, на основе которых изготавливаются пены. Пенообразователи на синтетической основе проще в обращении и дешевы. Их можно хранить более длительный срок. Для производства этих пен требуется меньше энергии.Пена на основе протеина дорогая, но обладает высокой прочностью и характеристиками. Пена бывает двух видов: мокрая пена и сухая пена. Влажные пены плотностью менее 100 кг / м3 не рекомендуются для изготовления пенобетона. У них очень рыхлая крупнопузырчатая структура. Средство и вода распыляются до мелкой сетки. В результате этого процесса образуется пена с пузырьками размером от 2 до 5 мм. Сухая пена очень устойчива по своей природе. Раствор воды и пенообразователя принудительно нагнетается в смесительную камеру сжатым воздухом.Полученная пена имеет размер пузырьков меньше, чем влажная пена. Это меньше 1 мм. Они образуют равномерно расположенные пузырьки. BS 8443: 2005 касается вспенивающих добавок.
Материалы и заполнители прочие для пенобетона Грубый заполнитель или другой заменитель грубого не может быть использован. Это потому, что эти материалы тонут в легком пенопласте.
Детали смеси пенобетона Свойства пенобетона зависят от следующих факторов:
Объем пены
Содержание цемента в смеси
Наполнитель
Возраст
Влияние водоцементного отношения очень мало влияет на свойства пенобетона, в отличие от пены и содержания цемента.
Свойства пенобетона Свойства пенобетона в свежем и затвердевшем состоянии описаны ниже.
Внешний вид пенобетона Точное сравнение пены, которая производится для производства пенобетона, напоминает пену для бритья. Когда это смешано с раствором стандартной спецификации, конечная смесь будет напоминать консистенцию йогурта или в форме молочного коктейля.
Свежие свойства пенобетона У пенобетона очень высокая удобоукладываемость, величина осадки до обрушения составляет 150 мм.Они обладают сильным пластифицирующим действием. Это свойство пенобетона делает его востребованным в большинстве областей применения. Если поток смеси остается статичным в течение длительного периода, очень трудно восстановить его исходное состояние. Пенобетон в свежем состоянии имеет тиксотропный характер. Вероятность просачивания пенобетона снижается из-за высокого содержания воздуха. При повышении температуры смеси происходит хорошее наполнение, а контакты осуществляются за счет расширения воздуха. Если количество используемого песка больше или используется крупный заполнитель, отличный от стандартных спецификаций, есть вероятность расслоения.Это также может привести к схлопыванию пузыря, что уменьшит общий объем и структуру пены. Аккуратно проводить перекачку свежего пенобетона. Свободное падение пенобетона в конце с завихрением может привести к разрушению пузырьковой конструкции.
Свойства пенобетона после закалки Физические свойства пенобетона явно связаны с его плотностью в сухом состоянии. Разница видна в таблице, приведенной ниже.
Таблица.1. Типичные свойства пенобетона в затвердевшем состоянии
Плотность в сухом состоянии кг / м ³ Прочность на сжатие Н / мм ² Прочность на разрыв Н / мм ² Водопоглощение кг / м ²
400 0,5 — 1 0,05-0,1 75
600 1-1.5 0,2-0,3 33
800 1,5 -2 0,3-0,4 15
1000 2,5 -3 0,4-0,6 7
1200 4,5-5,5 0,6–1,1 5
1400 6-8 0,8–1,2 5
16 00 7.5-10 1–1,6 5
Теплопроводность пенобетона колеблется от 0,1Вт / мК до 0,7Вт / мК. Усадка при сушке составляет от 0,3 до 0,07% при 400 и 1600 кг / м3 соответственно. Пенобетон не обладает такой же прочностью, как автоклавный блок с такой же плотностью. Под действием нагрузки внутри конструкции создается внутреннее гидравлическое давление, которое может вызвать деформацию пенобетона. Затвердевший пенобетон обладает хорошей устойчивостью к замерзанию и оттаиванию.Было замечено, что нанесение пенобетона в зоне с температурой от -18 градусов Цельсия до +25 градусов Цельсия не показало никаких признаков повреждения. Плотность пенобетона, используемого здесь, составляет от 400 до 1400 кг / м ³.
Преимущества пенобетона
Пенобетонная смесь не оседает. Следовательно, уплотнение не требуется.
Собственный вес уменьшен, так как это легкий бетон
Пенобетон в свежем состоянии имеет сыпучую консистенцию.Это свойство поможет полностью заполнить пустоты.
Конструкция из пенобетона обладает отличной способностью распределять и распределять нагрузку.
Пенобетон Не создает значительных боковых нагрузок
Свойство водопоглощения
Партии пенобетона просты в производстве, поэтому проверка и контроль качества выполняются легко.
Пенобетон имеет повышенную устойчивость к замерзанию и оттаиванию.
Безопасное и быстрое выполнение работ
Рентабельность, меньше обслуживания
Недостатки пенобетона
Наличие воды в смешанном материале делает пенобетон очень чувствительным.
Сложность отделки
Время смешивания больше
С увеличением плотности снижаются прочность на сжатие и прочность на изгиб.
Подробнее о Специальные бетоны
Проектирование пенобетонной смеси
ПРОЕКТИРОВАНИЕ БЕТОННОЙ СМЕСИ
Наша сертифицированная команда может предоставить вам проектную документацию по бетонной смеси в соответствии с требованиями ACI 211. Мы специализируемся на проектировании обычных и легких бетонных смесей. Отправьте нам свои материалы для полного спектра испытаний материалов, дозирования смесей и оценки рабочих характеристик. Результаты наших испытаний были признаны и одобрены Департаментом инженерии, AIT, Таиланд.
Ниже приведен пример типичного показа плотности и прочности. В этом отчете бетонные смеси были созданы в соответствии с ASTM C 796-97. Испытания на прочность на сжатие были выполнены через 28 дней, и в таблице приведены рекомендации по соотношению между плотностью бетона в сухом состоянии и содержанием материала.

KIS INNOVATE CO., ООО
С 2015
Copyright © 2019
от
TEAMKIS
Эта программа предназначена для расчета смесей из пенобетона или ячеистого бетона, может не подходить для предполагаемого применения конечными пользователями. Данные принимаются только в расчетной записи смеси. Чтобы определить пропорции смешанного дизайна, выполните следующие действия:
Введите содержание цемента из левой таблицы.
Выберите необходимое соотношение воды и связующего.
Введите содержание пуццолана, если он используется.
Введите желаемую плотность бетона в сухом состоянии.
Введите удельную плотность материалов, которые будут использоваться в правом столбце.
Введите плотность вспененного пенопласта.
В этом калькуляторе используются следующие факторы:
Содержание цемента в 1 мешке массой 50 кг, что эквивалентно 0,036 м³ насыпного объема.
Плотность воды при температуре 4 ° C 1000 кг / м³
KIS ПЕНОБЕТОН
www.kisinnovate.com
адрес электронной почты: [email protected]
Проектирование ячеистой бетонной смеси | Richway
Дизайн ячеистой бетонной смеси
При работе с ячеистым бетоном и составлении смеси кардинальное правило состоит в том, что с уменьшением плотности уменьшается и прочность. В некоторых случаях, например, когда материал необходимо выкопать позже, потеря прочности является преимуществом. Дополнительным преимуществом является то, что по мере того, как материал становится легче, его тепло- и звукоизоляционные свойства также улучшаются.
Самая простая конструкция ячеистой бетонной смеси будет состоять просто из портландцемента, воды и пены, образующейся извне, которую также иногда называют предварительно сформованной пеной. Соотношение воды и цемента обычно может варьироваться от 0,40 до 0,80, а содержание пены обычно достигает 80%, в зависимости от желаемой плотности.
Обычно используется портленд типа 1, однако могут использоваться и другие типы портленда. При использовании других типов Portland преимущества, с которыми они используются в других материалах, также применимы к ячеистому бетону.
Помимо портландцемента, есть много других цементных материалов, которые могут использоваться в ячеистом бетоне. Летучая зола очень распространена, но метакаолин, шлак и микрокремнезем — это некоторые другие, которые также использовались при производстве ячеистого бетона.
В зависимости от области применения эти альтернативные материалы могут использоваться, среди прочего, для увеличения прочности материала или для дальнейшего улучшения экономических показателей ячеистого бетона. В дополнение к вяжущим материалам можно использовать и другие материалы, например фибру.
Обычно при плотности ниже 50 фунтов на кубический фут (800,92 кг / м³) мелкие или крупные заполнители не используются, поскольку они имеют тенденцию к дальнейшему снижению прочности. При более чем 50 PCF (800,92 кг / м³) песок может быть введен, в первую очередь, в качестве меры экономии.
Портленд — самый дорогой компонент ячеистого бетона — и когда требуется более высокая плотность, например, для вытеснения воды, но более высокая прочность не требуется — это создает хорошую возможность и причину для использования дешевого наполнителя, такого как песок.
Крупнозернистые заполнители обычно не вводят, пока плотность не превысит 100 PCF (1601,85 кг / м³). В тех случаях, когда ячеистый бетон используется в этом диапазоне плотности, он, скорее всего, будет структурным или сборным железобетонным материалом.
Как и в случае с любым другим бетонным продуктом, конструкции ячеистой бетонной смеси особенно важны, потому что состав смеси имеет решающее значение для характеристик материала в зависимости от области применения. После того, как был выбран дизайн смеси, очень важно внимательно следить за плотностью при производстве.
Если производимый материал слишком тяжелый, теряется выход продукции и деньги. Если материал слишком легкий, он может не иметь необходимой прочности для применения.
Водоцементный состав ячеистого бетона может варьироваться в широких пределах. Хотя большинство людей не обращают на это особого внимания, следует отметить, что водоцементное соотношение ячеистой суспензии действительно увеличивается по сравнению с соотношением W / C базовой суспензии из-за воды в добавляемой пене.
Как и в случае любого цементного продукта, прочность ячеистого бетона будет увеличиваться при любой заданной плотности при использовании более низкого отношения W / C.Общий диапазон будет от 0,40 до 0,80, при этом для многих смесей чаще всего находится в диапазоне от 0,50 до 0,65.
Обычно соотношение W / C не должно быть ниже 0,35. Когда соотношение W / C падает ниже 0,35, суспензия может вытягивать воду из пены при добавлении, вызывая схлопывание пузырьков пены.
Однако можно эффективно использовать смесители с большими сдвиговыми усилиями, такие как коллоидные смесители, и / или использование редукторов воды и суперпластификаторов, чтобы помочь избежать этой проблемы и позволить использовать более низкие отношения воды к цементу с хорошим успехом.
При использовании водоредукторов или адсорбционной смеси любого типа с ячеистым бетоном необходимо провести испытания, чтобы убедиться в отсутствии побочных реакций между пеной и адсорбционной смесью. Типичным результатом реакции будет ад-смесь, вызывающая схлопывание пузырьков пены.
Ожидаемая прочность и изоляционные свойства ячеистого бетона
Плотность отверждения
PCF (кг / м³) Прочность
фунтов на квадратный дюйм (бар) Объем пены
футов³ / ярд³ (м³ /.76 м³)
жидкого навоза Изоляционное значение
Значение R на дюйм
(Метрическое значение R) Смешанный дизайн
Низкая плотность
20 (320,37)
30 (480,55)
40 (640,74)
50 (800,92) от 30 до 900 (от 2,07 до 62,05) от 12 до 25 (от 0,34 до 0,71) от 0,75 до 1,85 (от 0,14 до 0,33) Чистый цемент
Средняя плотность
80 (1281.48)
90 (1441,66)
100 (1601,85) от 400 до 1500 (от 27,58 до 103,42) от 6 до 10 (от 0,17 до 0,28) от 0,25 до 0,30 (от 0,045 до 0,054) Песочная смесь
Высокая плотность
105 (1681,94)
115 (1842,12)
125 (2002,31) от 1500 до 4000 (от 103,42 до 275,79) от 3 до 6 (от 0,08 до 0,17) от 0,1 до 0,2 (от 0,018 до 0,036) Песочная смесь
Примечание. Приведенные выше данные по ячеистому бетону взяты из отраслевых публикаций.Это обобщенные значения, которые следует проверить путем тестирования с использованием местных материалов и оборудования для любого конкретного проекта. Местные материалы, оборудование и приготовление суспензии — наряду с обработкой и контролем качества — могут привести к значительным различиям в результатах для любого заданного дизайна смеси.
Прочность на сжатие для любой заданной плотности — одна из общих тем, которые интересуют людей. Выше показана таблица с ожидаемыми значениями прочности и изоляционными значениями для различных плотностей ячеистого бетона.
Прочность будет варьироваться в зависимости от множества факторов, включая дизайн конечной смеси, пенообразователь, пеногенератор и приготовление основной суспензии. Как и в случае с другими вяжущими материалами, ячеистый бетон обычно проходит испытания на сжатие через 28 дней.
Mix Designs Economics
Одна из самых больших проблем при проектировании ячеистых бетонных смесей — это расчет пропорций как для основного раствора, так и необходимого количества пены для достижения любой заданной плотности. Опытный практикующий может делать большую часть вычислений, не задумываясь, и производить точные вычисления с помощью бумаги для заметок и калькулятора.
На протяжении многих лет Richway разработал калькулятор расчета смеси, который делает расчет дизайна смеси и пропорции довольно простым процессом. Помимо расчета необходимых весов и объемов партий, еще одной чрезвычайно полезной функцией калькулятора является возможность анализа затрат.
Вот простой пример расчета стоимости ячеистого бетона. Грубо говоря, один ярд3 (0,76 м3) готовой пены может стоить от 10 до 15 долларов, в зависимости от соотношения водного концентрата, плотности пены и стоимости галлона пенообразователя.
Если материал 30 PCF (480,55 кг / м³) начинается с одного ярда чистого цемента и имеет водоцементное соотношение 0,50, для него потребуется 2060 фунтов (934,4 кг) портландцемента и 1030 (467,22 кг) фунтов воды. К этому мы добавляем 80 кубических футов (22,65 м³) пены, чтобы получить ячеистый бетон 30 PCF (480,55 кгм³) (влажная плотность). Тогда общий выход составит 3,75 кубических ярда (2,87 м³) материала.
Если бы стоимость базового раствора составляла 175 долларов США за ярд (доставка в виде местной готовой смеси), мы добавили бы пену на 36 долларов [из расчета 50 долларов за галлон (3.79 л), плотность пены 3 PCF (48,06 кг / м³) и соотношение водного концентрата 40: 1]. Общая стоимость материалов составит 211 долларов США. Эта стоимость, разделенная на 3,75 кубических ярдов (2,87 м³), составит 56,26 долларов США за ярд ячеистого бетона.

Как видно на снимке экрана, калькулятор расчета смеси рассчитает требуемые объемы партии на основе желаемой плотности и желаемого объема материала.
Он предназначен для производства одной ярда 30 PCF (480.55 кг / м³) ячеистый материал (влажная плотность). Для этого требуется 0,27 ярда ³ (0,21 м³) базового раствора, требующего 315 фунтов (142,88 кг) портленда, 210 фунтов (95,25 кг) летучей золы (40%) и 286 фунтов (129,73 кг) воды, для соотношения вода: цемент 0,55.
Затем добавляется примерно 21 фут³ (0,59 м³) пены, чтобы получить один ярд³ (0,76 м³) ячеистого бетона. Калькулятор также отобразит необходимое количество воды и необходимого пенообразователя и, как уже говорилось, поможет провести анализ затрат для вашего проекта.
Просмотреть все ресурсы
Материальный дизайн и оценка характеристик пенобетона для цифрового производства
Реферат
Трехмерная (3D) печать пенобетоном, который известен своими отличными физико-механическими свойствами, еще не проводилась целенаправленно исследованы. В данной статье представлен методический подход к проектированию смесей из пенобетонов для 3D-печати и систематическое исследование возможностей применения этого типа материала в цифровом строительстве.Три различных пенобетонных состава с соотношением воды к вяжущему между 0,33–0,36 и плотностью от 1100 до 1580 кг / м ³ в свежем состоянии были произведены методом предварительного вспенивания с использованием пенообразователя на белковой основе. На основе испытаний в свежем состоянии, включая 3D-печать как таковую, был определен оптимальный состав и охарактеризована его прочность на сжатие и изгиб. Пенобетон, пригодный для печати, показал низкую теплопроводность и относительно высокую прочность на сжатие, превышающую 10 МПа; Таким образом, он соответствовал требованиям к строительным материалам, используемым для несущих стеновых элементов многоэтажных домов.Таким образом, он подходит для приложений 3D-печати, одновременно выполняя как несущие, так и изолирующие функции.
Ключевые слова: цифровое изготовление , 3D-печать, пенобетон, дизайн смеси, испытание материалов
1. Введение
Пенобетон (FC) — это легкий цементный материал с ячеистой структурой, получаемый путем введения воздушных пустот в строительный раствор или цемент вставить. Он может иметь плотность от 200 до 1900 кг / м ³.Пенобетон плотностью менее 400 кг / м ³ используется в первую очередь в качестве наполнителя или изоляционного материала [1,2,3]. Из-за технической и инженерной незнания большинства практиков и предполагаемых трудностей в достижении достаточно высокой прочности в последние несколько десятилетий пенобетон в значительной степени игнорировался для использования в конструкционных приложениях. В большинстве случаев пенобетон использовался для заполнения пустот, выполнял функцию теплоизоляции и действовал как акустический глушитель. Достижения в области химических и механических технологий вспенивания, добавок в бетон и других добавок значительно улучшили стабильность и механические свойства пенобетона.В настоящее время потенциал этого материала для структурного применения хорошо известен, и многочисленные исследовательские проекты были сосредоточены на улучшении свойств пенобетона, особенно в отношении его механических характеристик несущей способности [2,4,5].
Группы, работающие с предвидением в области цифрового производства, определили будущую потребность в устойчивых строительных материалах, которые являются экономически эффективными и экологически чистыми [6]. Ожидается, что после завершения предварительных исследований и описания фундаментальных принципов цифрового производства из цементирующих материалов следующим шагом станет переосмысление технологии, включая сокращение материальных затрат и воздействия на окружающую среду.Пенобетон имеет небольшой удельный вес, что снижает собственные нагрузки и, таким образом, позволяет уменьшить размеры фундамента и количество арматуры. Кроме того, низкая теплопроводность пенобетона позволяет сократить использование дополнительных изоляционных материалов, которые в основном основаны на нефтехимических полимерах с высоким содержанием CO ₂ и очень ограниченной возможностью вторичной переработки. В отличие от таких материалов пенобетон состоит из минеральных компонентов с незначительным содержанием химических примесей [7].Кроме того, поскольку применение дополнительных изоляционных панелей может больше не потребоваться, можно ожидать значительного сокращения энергопотребления и времени на транспортировку и монтаж, а также снижение уровня шума на строительной площадке. Подводя итог, пенобетон признан универсальным строительным материалом, экологически чистым и технически эффективным.
Концепция 3D-печати бетона на месте (CONPrint3D), разработанная в Техническом университете Дрездена, способствует реализации преимуществ аддитивных технологий в строительной отрасли [8].В отличие от концепций, продвигающих печать интегрированной опалубки, CONPrint3D подчеркивает сокращение второстепенных шагов, таких как заполнение печатных форм [9,10]. Эта технология позволяет печатать стены большой толщины, заменяя кладку. Применение пенобетона в рамках концепции CONPrint3D является многообещающим и потенциально позволяет изготавливать несущие стены и конструктивные элементы с такими свойствами, как превосходная теплоизоляция, звукопоглощение и огнестойкость [11,12].Авторы ожидают, что применение различных материалов на основе цемента в 3D-печати бетона упростит формулирование новых строительных стандартов и перейдет к полной автоматизации строительных процессов. Изменяя плотность и толщину стен из пенобетона, напечатанных на 3D-принтере, можно полностью или частично отказаться от дополнительных систем изоляции. Еще одним аспектом, облегчающим применение пенобетона в качестве материала, выполняющего как изоляционные, так и структурные функции, является легкость его переработки и утилизации.
В литературе есть пример, описывающий автоматическое нанесение пенобетона на вертикальные поверхности методом экструзии [13]. Авторы поместили пенобетон на голые стены существующих зданий, чтобы получить изоляцию фасада, которую можно перерабатывать, а также свободный дизайн и форму. Использованный материал обладал видимой стабильностью формы, прочностные характеристики не изучались.
Faliano et al. В [14,15] описаны пенобетоны с плотностью в сухом состоянии от 400 до 800 кг / м ³ и прочностью на сжатие в диапазоне 1.От 5 до 9 МПа и, кроме того, сохраняет стабильность размеров после экструзии. Отношение воды к цементу (в / ц) было установлено на 0,3 во всех смесях. Ни наполнители, ни заполнители не использовались. Предварительно сформированная пена была приготовлена с пенообразователем на белковой основе. Исследование дает широкий спектр результатов, связанных с влиянием условий отверждения на прочность на растяжение и сжатие. Однако описанная экспериментальная процедура не представляла типичных процедур 3D-печати с помощью роботизированных печатающих головок.Материал был скорее заполнен стальной опалубкой и вручную вытеснен с опалубки на ранней стадии гидратации. Техника осаждения, использованная Faliano et al. имитирует автоматическую экструзию и обеспечивает первое заполнение поведения материала с точки зрения стабильности формы и развития прочности в сыром виде.
Не существует стандартного способа измерения свойств сборки. Как правило, возможность сборки оценивается путем печати определенного количества слоев с определенной скоростью [16,17,18,19].На данный момент трудно оценить возможную конструктивность пенобетона, разработанного Faliano et al. [11,12], поскольку время покоя пенобетона и его реологические характеристики в свежем состоянии не уточняются. В исследовании подчеркивается использование агентов, повышающих вязкость (VEA), и указывается на необходимость дополнительных исследований поведения экструдированного пенобетона в свежем состоянии. Авторы предполагали возможность применения экструдированных пенобетонных смесей плотностью до 200 кг / м ³.Как конструкционные, так и неструктурные области применения экструдируемых элементов из пенобетона были признаны эффективными и экологически безопасными. Одним из предложенных вариантов применения было формирование многослойных изоляционных панелей на месте.
В общем, бетон, который подходит для цифрового строительства, должен быть хорошо экструдируемым и демонстрировать адекватную строительную способность. Кроме того, напечатанные слои должны иметь хорошие межслойные связи [9,16,20,21]. Наконец, материал должен обладать соответствующими механическими свойствами, например.г., прочность на сжатие [9,21,22,23]. Обычный пенобетон отличается хорошей обрабатываемостью и текучестью, что является многообещающим с точки зрения технологических параметров экструзии и прокачиваемости, необходимых для 3D-печати. Обычно пенобетон перекачивается к месту укладки и, как правило, не требует уплотнения; пенобетон можно успешно перекачивать на значительные расстояния и высоты [1]. Таким образом, с этой точки зрения он подходит для технологий 3D-печати на основе экструзии.Однако необходимо учитывать потенциальное влияние перекачки на характеристики пены, поскольку они могут повлиять на стабильность смеси и привести к изменению ее плотности.
Другой важной особенностью материала для печати является его способность к наращиванию, которая складывается из стабильности формы напечатанных слоев под их собственным весом и способности удерживать следующие слои с минимальной деформацией [20]. Другими словами, строительная способность пенобетона может быть описана как сочетание самостойкости и достаточной жесткости с ранним схватыванием.Что касается самостойкости, пенобетон обычно воспринимается как сыпучий, самоуплотняющийся материал. Признано, что при более низких плотностях текучесть снижается из-за уменьшения собственного веса и адгезии между твердыми частицами и пузырьками воздуха [24]. Однако предыдущие исследования пенобетона показали, что снижение текучести по сравнению с обычными применениями, такими как заполнение пустот, часто рассматривается как признак низкого качества или несоответствующего дизайна смеси [4]. Имея в виду 3D-печать в качестве технологии нанесения, должно быть возможно получение перекачиваемого и самостабильного пенобетона, но на сегодняшний день этот подход не был тщательно исследован, поэтому необходимы дальнейшие исследования.
В исследованиях, связанных с 3D-печатью с использованием бетона с нормальным весом, быстрое схватывание обычно достигается за счет использования ускоряющих добавок или выбора цементов с более коротким временем схватывания, то есть быстротвердеющих сульфоалюминатных или алюминатных цементов [6,25]. Такими же подходами можно добиться быстрого схватывания пенобетона. Однако, как сообщается в [26], использование ускоряющих схватывание материалов в пенобетоне не всегда дает такой же эффект, как в бетоне с нормальным весом.Более того, они могут вызвать нестабильность и повлиять на качество пенобетона. В некоторых исследованиях использовались различные типы цемента, характеризующиеся быстрым схватыванием [27,28]. Быстротвердеющий портландцемент часто используется для снижения рисков нестабильности и сегрегации, а также для обеспечения того, чтобы пенобетон на очень ранней стадии развил прочную однородную микроструктуру. Также было замечено, что добавление алюминатного цемента, сокращая время схватывания, может снизить прочность пенобетона на сжатие [29].Кроме того, упомянутые специальные вяжущие материалы относительно дороги, что ограничивает область их применения.
Еще одним важным аспектом печатных элементов является их межслойное склеивание. Он сильно влияет на механические свойства, долговечность и работоспособность 3D-печатных конструкций; см., например, [30,31,32]. Качество межслоевого соединения зависит от множества факторов, связанных со свойствами свежего бетона и техники печати, то есть от временного интервала между слоями, формы и размера нити и т. Д.Не было найдено литературы, которая могла бы помочь оценить поведение пенобетона с этой точки зрения. Что касается проницаемости и устойчивости пенобетона к агрессивным средам, было доказано, что его ячеистая пористая структура не обязательно делает его менее устойчивым к проникновению влаги по сравнению с обычным плотным бетоном, поскольку воздушные пустоты не связаны между собой и действуют как буфер, предотвращающий капиллярное всасывание и другие транспортные процессы.
Как правило, существует два механизма введения больших объемов воздушных пустот в смесь: (1) использование газообразующих химикатов, таких как алюминиевый порошок, и (2) использование пенообразователей.Добавление газообразующих агентов приводит к образованию пузырьков в результате химических реакций с щелочными продуктами гидратации, например гидроксидом кальция [33]. Этот метод используется для производства газобетона, который еще называют газобетоном. Как сообщают Холт и Райвио [31], пенобетон, полученный с добавлением алюминиевой пудры, имеет ряд существенных недостатков, таких как относительно высокая стоимость, а также более низкая прочность, более высокое содержание влаги и более выраженная усадка по сравнению с традиционным бетоном.Свойства газобетона можно значительно улучшить путем отверждения паром под высоким давлением в автоклаве. Однако такое отверждение было бы контрпродуктивным, поскольку основным преимуществом технологии 3D-печати бетона является сокращение промежуточных этапов, таких как сложное литье и отверждение.
При альтернативном подходе пенобетон может быть получен либо путем добавления пенообразователя к цементному тесту с последующим интенсивным перемешиванием, которое называется методом смешанного вспенивания, либо путем смешивания отдельно полученной пены с цементным тестом, что известно как метод предварительного вспенивания [1,4].В отличие от добавления газообразующих химикатов, использование пенообразователей при производстве пенобетона имеет более высокий потенциал для применения в 3D-печати. В основном это объясняется относительной легкостью корректировки свежих и затвердевших свойств путем варьирования сырья и химических добавок [1,2,7,24,26,34].
Смешанный метод вспенивания широко применяется в строительной индустрии для производства пенобетона. Однако этот метод ограничен использованием синтетических пенообразователей и сильно зависит от используемого смесительного устройства.Напротив, метод предварительного вспенивания позволяет определять плотность материала путем точного добавления необходимого количества пены к основной смеси. Поскольку соотношение пены и основного материала может быть больше 1: 1, пена становится основным фактором влияния [35]. Стабильность воздушных пустот во время перекачивания и перемешивания с цементной матрицей важна для обеспечения требуемых характеристик пенобетона в свежем и затвердевшем состояниях. Для пенобетона с синтетическими пенообразователями легче обращаться, они менее подвержены воздействию экстремальных температур и могут храниться дольше.Синтетические пенообразователи могут использоваться как в технологиях предварительного вспенивания, так и в технологиях смешанного вспенивания. Более того, они, как правило, менее дороги и требуют значительно меньше энергии для производства высококачественной пены [35]. Тем не менее, синтетические поверхностно-активные вещества не могут соответствовать характеристикам агентов на основе белков из-за их большего размера пузырьков и менее изолированных ячеек, что приводит к более низкой прочности бетона [35,36]. Пены, полученные с использованием пенообразователей на белковой основе, характеризуются меньшим размером пузырьков воздуха, более высокой стабильностью, т.е.е. меньший дренаж воды и более прочная изолированная пузырьковая структура по сравнению с пенами, полученными с помощью синтетических пенообразователей [1,2]. Также сообщалось, что пенобетон, полученный с использованием поверхностно-активных веществ на белковой основе, имеет отношение прочности к плотности от 50% до 100% выше, чем пенобетон, полученный с использованием синтетического пенообразователя [35,36].
Основываясь на соображениях, упомянутых в отношении характеристик двух существующих поверхностно-активных веществ, в этом исследовании основное внимание уделяется технологии предварительного вспенивания с использованием пенообразователя на белковой основе.показана структура экспериментальной части представленного исследования. Настоящее исследование посвящено получению пригодного для печати пенобетона, который является стабильным и дает адекватные реологические и механические свойства, подходящие для 3D-печати. Составляющие материалы были выбраны специально для достижения достаточной когезии и стабильности формы сразу после нанесения материала печатающей головкой, а также адекватных долгосрочных механических свойств для структурных применений. Было подготовлено четыре рецепта.Желаемая плотность свежих смесей была указана в пределах 1100–1600 кг / м ³. Наконец, изоляционные свойства пенобетона для печати сравнивались с изоляционными свойствами обычного бетона для печати (справочный материал описан в [37]).
Обзор экспериментальной программы.
2. Материалы и методы
2.1. Методология проектирования смесей и экспериментальная программа
Схема подхода к проектированию смесей, разработанная в рамках исследовательского проекта CONPrint3D-Ultralight, представлена в.Этот подход также может быть применен к смешанному методу вспенивания. Тогда определение характеристик пены не требуется. Разработка смеси пенобетона с использованием метода предварительного вспенивания делится на два этапа, а именно: определение состава матрицы на основе цемента и определение количества пены, которое нужно добавить для достижения желаемой плотности. В частности, общий подход к проектированию смеси можно разделить на четыре этапа, как показано на. Итерационная оптимизация используется для получения удовлетворительных композиций пенобетона, пригодных для печати.
Подход к составлению смеси для пенобетона, пригодного для печати.
Во-первых, ограничения, такие как диапазон водоцементного отношения (в / ц) и содержание цемента, должны быть установлены в соответствии с предполагаемым применением. На основании информации из литературы можно определить подходящие пропорции и материалы. Производство и характеристики пены приведены ниже. Целью этого этапа является получение достаточно стабильной пены, способной выдержать процесс перемешивания. Параллельно с этим путем итеративного тестирования определяются водопотребность и вяжущий состав матрицы на основе цемента, включая дозировку суперпластификатора (SP).Обрабатываемость оценивалась путем измерения значений диаметра распределенного потока в соответствии с европейским стандартом DIN EN 1015-3: 1998 и, таким образом, с использованием так называемого конуса Хэгермана и 15 ходов [38]. На первом этапе цель этой процедуры — получить матрицу на основе цемента с минимальным количеством воды, но этого достаточно для пластификации матрицы с рекомендованной дозировкой SP. В то же время матрица на основе цемента должна быть достаточно текучей, чтобы обеспечить хорошее включение пены в смесь.Чрезмерно жесткая матрица на основе цемента приводит к разрушению или разрушению пены, тогда как чрезмерно жидкая матрица расслаивается. В этом исследовании первая оценка добавления воды была сделана в соответствии с процедурой, описанной Окамурой и Одзавой [39]. В результате первого шага получается стабильная пена и соответственно жидкая матрица на основе цемента.
Третий этап направлен на проверку реологических свойств свежего пенобетона, которые должны соответствовать требованиям процесса 3D-печати по пригодности для печати, экструдируемости и сборке [39,40,41,42].Связующий состав можно регулировать для достижения требуемых свойств, включая использование дополнительных химических добавок и дальнейшую оптимизацию пены.
Последний шаг определяет испытания свойств пенобетона в затвердевшем состоянии, таких как его прочность на сжатие и изгиб, теплопроводность и / или долговечность. На этом этапе отношение воды к связующему (вес / вес) может быть уменьшено; в качестве альтернативы может быть введено усиление в виде диспергированных нановолокон или микроволокон [1,3,43].Представленный подход был использован в данном исследовании для разработки пенобетонов с различной плотностью путем изменения их состава и режимов перемешивания. Реологические свойства в свежем состоянии и механические свойства в затвердевшем состоянии — по схеме, приведенной в — были испытаны, и их результаты представлены в разделе 3.
2.2. Определение потребности в воде
Важно указать подходящее содержание воды в пенобетоне. Стандартной процедуры не существует, особенно когда должны быть выполнены требования по пригодности для печати, прокачиваемости и наращиванию.В настоящей работе водопотребление цементной матрицы определялось методом Окамуры и Одзавы [39]. Состав испытанных порошков приведен в.
Таблица 1
Композиции связующего, испытанные в соответствии с процедурой Окамуры.
: 100
Связующее Тип цемента Состав по объему [зола-унос: цемент] Отношение золы-уноса к цементу [по массе]
A-0 CEM II 0.00
A-1 CEM II 40:60 0,47
2.3. Сырье
Использовали композитный портландцемент типа II CEM II / A-M (S-LL) 52,5 R (OPTERRA Zement GmbH, Werk Karsdorf, Германия). В качестве вторичного вяжущего материала была выбрана летучая зола каменного угля Steament H-4 (STEAG Power Minerals GmbH, Динслакен, Германия). Химический состав и измеренный гранулометрический состав представлены соответственно в и.Хотя химический состав был взят из таблиц данных поставщиков материалов, распределение частиц по размерам было оценено с помощью лазерной дифракции (LS 13320, Beckman Coulter, Крефельд, Германия). Летучая зола соответствует стандарту DIN EN 450 [44] и может использоваться в качестве добавки к бетону в соответствии с DIN EN 206-1 [45]. Таким образом, он был принят как полученный в данном исследовании и не охарактеризован далее. Второстепенные составляющие показаны, тогда как значения для основных составляющих SiO ₂ и Al ₂ O ₃ не приводятся.Внедрение летучей золы в состав бетона, с одной стороны, позволило снизить водопотребность сухих компонентов при сохранении заданного реологического поведения; с другой стороны, это улучшило устойчивость смесей. SP на основе поликарбоксилатного эфира (PCE) (MasterGlenium SKY 593, BASF Construction Solutions GmbH, Тростберг, Германия) использовали в матрице на основе цемента для регулирования удобоукладываемости при пониженном содержании воды. Содержание воды в СП составляло 77% по массе.Плотность СП составила 1050 кг / м 3 ³. Для производства пены использовали пенообразователь на белковой основе (Oxal PLB6, MC-Bauchemie GmbH & Co. KG, Боттроп, Германия).
Гранулометрический состав твердых компонентов.
Таблица 2
Химический состав цемента и летучей золы (LOI = потери при возгорании, н.о. = не определено).
23 CO _{10 2 902}
Материал Плотность [г / см ³] Химический состав [% по массе]
Остаток SiO ₂ Al _{6 249 3} O ₂ O ₃ CaO MgO SO ₃ K ₂ O Na ₂ O LOI CO _{10 2} CO CEM II / AM (S-LL) 52.5 R 3,12 0,74 20,63 5,35 2,82 60,94 2,14 3,52 1,05 0,22 3,46 901 901 301 0,22 3,46 901 901 902 901 30 9021 3,46 901 901 2.22 nd нет данных нет данных нет данных 3,6 н.о. 0,6 н.о. 2,9 1,8 н.о. <0.01
2.4. Процедура смешивания
На предварительной стадии было приготовлено три литра матричной пасты на основе цемента для оценки потребности в воде с использованием тарельчатого смесителя (Hobart NCM20, The Hobart Manufacturing Company Ltd, Лондон, Великобритания, вместимость 5 л). описывает процедуру смешивания.
Таблица 3
Методика смешивания связующей пасты для определения водопотребности порошков.
Время [мин: с] Скорость [об / мин] Действие
0:00 0 Добавьте воду к твердым частицам
00: 00–1: 2500 Перемешивание на низкой скорости
1: 00–1: 30 5000 Перемешивание на высокой скорости
1: 30–3: 00 0 Отдых, в течение этого времени , очистите стены
3: 00–4: 00 5000 Перемешивание на высокой скорости
Пенобетон производился с помощью конического многороторного коллоидного смесителя (KNIELE KKM30, Kniele GmbH, Bad Бухау, Германия).Для каждого эксперимента было приготовлено 30 л пенобетона по методике согласно. После смешивания связующей матрицы пошагово добавляли отдельно полученную пену: 40%; затем еще 40% и, наконец, оставшиеся 20% от общего объема пены.
Таблица 4
Порядок перемешивания пенобетона.
Время [мин: с] Скорость [об / мин] Действие
0:00 0 Добавьте воды к твердым частицам в смесительном баке
0:00 –2: 00 3000 Перемешивание на высокой скорости
2: 00–2: 30 0 Проверить смесь на однородность
2: 30–4: 30 3000 Смешивание на высокой скорости
4: 30–5: 00 0 Добавление 40% всего объема пены
5: 00–7: 00 1500 Смешивание матрицы и пены вместе на низкой скорости
7: 00–8: 00 0 Добавление еще 40% от всего объема пены
8: 00–10: 00 1500 Смешивание матрицы и пена вместе на низкой скорости
10: 00–11: 00 0 901 30 Добавление оставшихся 20% от общего объема пены
11: 00–13: 00 1500 Смешивание матрицы и пены вместе на медленной скорости
2.5. Процесс 3D-печати
Эксперименты по экструзии и осаждению были проведены с использованием двух устройств: (а) автономный винтовой насос (PCP1) DURAPACT DP 326S (DURAPACT Gesellschaft für Faserbetontechnologie mbH, Хаан, Германия) и (б) 3D-бетон. тестовое устройство для печати (3DPTD, устройство для 3D-печати по индивидуальному заказу, разработанное TU Dresden, Дрезден, Германия), оснащенное PCP2; видеть . Использовалась труба диаметром 25 мм, а выход из сопла устанавливался вручную для нанесения бетонных слоев.В b выходное отверстие сопла расположено автономно с помощью предварительно запрограммированного сценария Lua, который является языком программирования. При использовании PCP1 скорость откачки была установлена на уровне 10 л / мин, а выходное отверстие сопла имело круглое поперечное сечение диаметром 20 мм. Эксперименты по печати с использованием специально разработанного 3DPTD были выполнены с двумя различными прямоугольными геометриями сопла 10 мм на 50 мм и 20 мм на 30 мм, чтобы исследовать влияние этого параметра на печатные характеристики пенобетона. Скорость печати 40 мм / с была выбрана на основании предварительных исследований экструдируемости.Были изготовлены образцы с прямыми стенками длиной 700 мм с интервалом времени послойного напыления 30 с. Чтобы оценить способность к наращиванию состава смеси, было нанесено максимальное количество слоев, один поверх другого, до тех пор, пока не произошло саморазрушение. Кроме того, стены, состоящие всего из трех слоев, были напечатаны и в конечном итоге использовались при подготовке образцов для механических испытаний.
( a ) Автономный винтовой насос (PCP), DUROPACT DP 326S и ( b ) устройство для тестирования 3D-печати бетона (3DPTD).
2.6. Подготовка образца
Каждая напечатанная стена была перенесена в климатическую камеру в возрасте 24 часов и отверждена при постоянной температуре 20 ° C, относительной влажности 65% и при отсутствии ветра в течение 27 дней. Эта процедура специально не соответствует стандарту DIN EN 12390-2 [46], который предписывает совсем другие условия отверждения, а именно влажное отверждение. Поскольку в 3D-печати бетона не используется опалубка, а практические варианты отверждения очень ограничены из-за особенностей процесса печати, авторы решили использовать стандартный лабораторный климат на протяжении всей экспериментальной программы, включая подготовку бетона, 3D-печать, отверждение и т. Д. и тестирование.Такие климатические условия лучше всего представляют перспективную экспозицию крупногабаритных печатных элементов конструкций в практике строительства. В возрасте шести дней стены распилили, чтобы изготовить образцы для механических испытаний. Пиление происходило без добавления воды, чтобы избежать впитывания; затем образцы были возвращены в климатическую камеру. Кубики с длиной кромки 40 мм были подготовлены для испытаний на прочность на сжатие, тогда как размеры образцов для испытаний на изгиб варьировались в диапазоне от 30 до 33 мм в ширину и от 50 до 56 мм в высоту, что соответствует размеру трех отпечатанных слои.Неровные боковые поверхности слоев не шлифовали. Длина балочных образцов 160 мм. Погрузочная площадка была равномерно закалена быстротвердеющим гипсом.
2.7. Механические испытания
показывает установки для испытаний на изгиб и сжатие. Испытания на изгиб проводились под контролем поперечного смещения со скоростью смещения 0,5 мм / мин. Для измерения прочности на сжатие загрузочные плиты испытательной установки были 40 мм на 40 мм в соответствии с поперечным сечением кубов.Для каждого материала было испытано не менее трех образцов.
Измерение механических свойств напечатанных образцов: ( a ) испытание на трехточечный изгиб (Zwick 1445, ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ульм, Германия), ( b ) испытание на одноосное сжатие (EU20, VEB Werkstoffprüfmaschinen, Лейпциг, Германия).
2.8. Измерения теплопроводности
Образцы размером 70 × 70 × 20 мм ³ были вырезаны из стен, напечатанных таким же образом, как и для механических испытаний.Изоляционные свойства оптимального состава смеси были измерены с помощью анализатора теплопередачи ISOMET 2104 (Applied Precision Ltd, Братислава, Словакия). В этом приборе применяется метод динамического измерения, который позволяет сократить период измерения теплопроводности до 10–16 минут.
2.9. Сканирующая электронная микроскопия и световая микроскопия
Сканирующая электронная микроскопия (SEM) использовалась для визуализации микроструктуры пенобетона. Установка для сканирующего электронного микроскопа Quanta 250 FEG (Thermo Fisher Scientific, Уолтем, Массачусетс, США) работала в так называемом «режиме низкого вакуума», при котором непроводящие образцы отображались в том виде, в котором они были получены без напыления.
Пористая структура пенобетона состоит из пор геля, капиллярных пор, а также захваченных и захваченных воздушных пустот [3]. Гелевые и капиллярные поры не оценивались, потому что эти свойства матрицы на основе цемента не считались существенными в данном исследовании. Между тем, оценивались только захваченные и захваченные воздушные пустоты диаметром более 0,01 мм. Размеры воздушных пустот в пенобетоне изучали с помощью цифрового микроскопа VHX 6000 (Keyence Deutschland GmbH, Ной-Изенбург, Германия) с инструментом анализа изображений высокого разрешения.Метод SEM не позволяет захватить большую площадь, а требует длительных последовательностей изображений и сшивания изображений. Напротив, цифровой световой микроскоп позволил гораздо проще генерировать обзорные изображения богатой порами микроструктуры с наиболее подходящей степенью разрешения. Образцы измерений теплопроводности использовались в дальнейшем для измерения пористости. Их обрабатывали в три этапа: (1) шлифовка наблюдаемой поверхности наждачной бумагой разной степени тяжести, (2) окрашивание выглаженной поверхности черным фломастером и 3) заполнение протянутых пор порошком контрастного цвета ( белый BaSO ₄).Эта часть подготовки образца соответствует стандарту DIN EN 480-11: 2005 [47]. Для оценки рассматривалась площадь 1905,0 мм². После того, как поры были заполнены и контраст между порами и остальной поверхностью был заархивирован, было создано двоичное изображение, состоящее из двух (случайных) цветов. показывает типичную последовательность обработки изображений.
Типичное исходное изображение и последовательность обработанных изображений пенобетона: ( a ) полированный образец, ( b ) цветное изображение, ( c ) двоичное изображение, обработанное для вычислительных измерений параметров воздушной полости.
Легкие бетонные материалы и конструкционные системы для резервуаров с водой для хранения тепла. Заключительный отчет (технический отчет)
Бакман, младший, Р. У., Элиа, Г. Дж., И Итикава, Ю. Легкие бетонные материалы и конструкционные системы для резервуаров с водой для хранения тепла. Итоговый отчет . США: Н. П., 1980. Интернет. DOI: 10,2172 / 6272974.
Бакман, младший, Р. У., Элиа, Г. Дж., И Итикава, Ю. Легкие бетонные материалы и конструкционные системы для резервуаров с водой для хранения тепла. Итоговый отчет . Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/6272974
Бакман, младший, Р. У., Элиа, Г. Дж., И Итикава, Ю. Пн. «Легкие бетонные материалы и конструкционные системы для резервуаров с водой для хранения тепла. Заключительный отчет». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/6272974. https://www.osti.gov/servlets/purl/6272974.
@article {osti_6272974, title = {Легкие бетонные материалы и конструкционные системы для резервуаров с водой для хранения тепла. Заключительный отчет}, author = {Бакман-младший, Р. У. и Элиа, Г. Дж. и Итикава, Ю.}, abstractNote = {Термоэффективные резервуары для хранения горячей воды были спроектированы, изготовлены и оценены.Резервуары были изготовлены из ячеистого бетона с номинальной плотностью 100 фунтов / фут / sup 3 / для структурных элементов и с плотностью 30 фунтов / фут / sup 3 / для изоляционных элементов. Испытания на тепловые характеристики резервуаров проводились с использованием статического испытания на распад, поскольку процедура испытания, указанная в ASHRAE 94-77, не была экспериментально практичной. Был исследован ряд модификаций состава ячеистой бетонной смеси, и было обнаружено, что добавление устойчивых к щелочам стекловолокон улучшает механические свойства без ущерба для термических свойств.Экономический анализ показал, что ячеистый бетон представляет собой экономичный изоляционный материал. Полная мобильность завода по производству ячеистого бетона делает ячеистый бетон пригодным для изготовления на месте и уникальным приспособлением для модернизации приложений.}, doi = {10.2172 / 6272974}, url = {https://www.osti.gov/biblio/6272974}, journal = {}, number =, объем =, place = {United States}, год = {1980}, месяц = {12} }
Характеристики сверхлегкого пенобетона с добавлением нанокремнезема
Материалы
Обычный портландцемент, CEM I 52.5 R, соответствующий EN 197–1, использовался в этом исследовании (HeidelbergCement AG, Германия). В качестве SCM были выбраны три различных тонкодисперсных материала: зола-унос класса F (FA) (Baumineral, Германия), микрокремнезем (SF) (Sika, Германия) и нанокремнезем (Levasil CB8, Nouryon, Швеция) в виде суспензии (NS). . Те же наночастицы кремнезема использовались в предыдущих исследованиях [30, 36] и были подробно охарактеризованы в работе [36]. Микрофотографии, полученные с помощью просвечивающего электронного микроскопа (рис. 1a – c), показывают наночастицы кремнезема сферической формы с энергодисперсионным рентгеновским спектром (EDX) (рис.1д) и рентгенограммы (рис. 1е), подтверждающие его высокую чистоту и аморфность. В таблице 1 приведены основные свойства суспензии NS, использованной в этом исследовании.
Рис.1
ПЭМ-изображения ( a — b ), гранулометрический анализ ( c ), EDX ( e ) и XRD ( f ) анализ нанокремнезема. Сигналы углерода и меди, присутствующие в спектре, поступают от просвечивающей углеродной сетки ПЭМ. Воспроизведено из [36]
Таблица 1 Свойства суспензии наночастиц диоксида кремния
В таблице 2 показаны химические и физические свойства цемента, летучей золы и микрокремнезема, а на рис.2 изображает гранулометрический состав этих материалов. Поскольку нанокремнезем использовался в виде суспензии, количество жидкой фазы вычитали из эффективного количества воды (вес / вес). В большинстве пенобетонных смесей, по сведениям авторов, используется мелкий заполнитель (песок) для уменьшения объемных изменений и усадки бетона. Однако эта добавка может вызвать значительное увеличение плотности пенобетона. Поэтому в данном исследовании использовался легкий мелкий песок (пеностекло, Liaver) в 0.Фракция 1–0,3 мм, с плотностью 0,8 г / см ³, для облегчения производства бетона со сверхнизкой плотностью. Было определено, что водопоглощение используемых легких заполнителей составило 12 мас.% С дополнительным количеством воды, равным поглощению мелкого легкого песка, включенного в эффективную воду. Для получения пены использовали пенообразователь плотностью 1,05 г / см ³ (Lightcrete 400), произведенный Sika Germany. Кроме того, добавлен суперпластификатор, совместимый с используемым пенообразователем, для достижения необходимой консистенции.Для улучшения однородности и стабильности пенобетонной смеси была принята добавка, повышающая вязкость (Sika Stabilizer ST3), чтобы предотвратить расслоение в свежей смеси.
Таблица 2 Химический и физический состав цемента, SF и FA Рис. 2
Гранулометрический состав использованных мелкодисперсных материалов
Состав смеси
Были разработаны и приготовлены семь пенобетонных смесей для достижения заданной плотности в сухом состоянии в диапазоне 350 ± 50 кг / м ³.Соотношение паста / пена — важнейший параметр, контролирующий плотность и стабильность пенобетона. В этом исследовании он был установлен на уровне 1: 3 по объему для всех смесей для достижения целевой плотности. Соотношение вода / связующее было зафиксировано на уровне 0,40 для всех смесей. Были предложены различные эмпирические модели для прогнозирования плотности пенобетона в сухом состоянии [8]. В этом исследовании теоретическая плотность в сухом состоянии была рассчитана по следующей формуле, где предполагалось, что 20 мас.% Цементного камня было химически связанной водой, которая не могла быть испарена стандартной сушкой при температуре ниже 105 ± 5 °. C (Ур.{3}} \ right) \, = {1}. {2} C \, + \, A $$
(1)
, где C — масса добавленных вяжущих материалов (кг / м ³) и A — масса заполнителей (кг / м ³). Согласно этой формуле, 60 кг / м ³ мелкого легкого заполнителя требовало содержания вяжущего материала 240 кг / м ³ для всех смесей.
Для изучения влияния нанокремнезема на характеристики пенобетона были использованы четыре дозировки: 1.25, 2,5, 5 и 10 мас.% Цемента. Для сравнения были приготовлены и испытаны контрольная смесь, содержащая чистый цемент, смесь, содержащая летучую золу с 25 мас.% Заменителя цемента и смесь, содержащую микрокремнезем с 10 мас.% Заменителя цемента. В таблице 3 представлены составы различных бетонных смесей. Количество воды для смешивания и суперпластификатора оставалось постоянным во всех случаях, в то время как содержание стабилизатора было адаптировано для предотвращения сегрегации и просачивания пенобетона. Уплотнение пенобетона нежелательно из-за высокой вероятности расслоения, разрушения и слияния пузырьков пены и, как следствие, образования больших пустот.Таким образом, бетонная смесь была разработана для достижения класса консистенции F4 / F5 (согласно EN 206-1) для получения рабочей однородной смеси с высокой заполняющей способностью без вибраций.
Таблица 3 Составы пенобетонной смеси (кг / м ³)
Приготовление пенобетона
Предварительно сформированная пена в данном исследовании была произведена и затем смешана с цементным раствором. Генератор пены SG S9 (Sika Germany) был адаптирован и использован для производства пены с производительностью 9 л в минуту и давлением 0.4 бара. К генератору подавали водопроводную воду с давлением около 3 бар и сжатый воздух с давлением 2 бара с установленной дозировкой пенообразователя на уровне 2% от веса воды. Производимая пена должна быть стабильной и, как рекомендовано поставщиком, должна производиться непрерывно без импульсов. Для этого давление сжатого воздуха регулировали до тех пор, пока пена не образовывалась равномерно и стабильно. Плотность пены составила 35–40 кг / м ³. Чтобы избежать образования комков и агломерации, вызванных смешиванием мелкодисперсных материалов с водой, для производства цементного раствора применялся смеситель Eirich с высокой интенсивностью сдвига (1000 об / мин).Мелкодисперсные материалы сначала перемешивали в сухом виде в течение 30 с, после чего добавляли воду, суперпластификатор и стабилизатор и перемешивали в течение 2 мин. Затем мешалку останавливали на одну минуту, а затем снова продолжали перемешивание в течение еще одной минуты. Одновременно производили пену и измеряли требуемый объем для достижения соотношения пасты к пене 1: 3. Наконец, для смешивания обоих компонентов использовали бетономешалку Zyklos объемом 50 л со скоростью вращения до 80 об / мин. Сначала на дно смесителя добавляли пену, после чего постепенно добавляли цементный раствор.Процесс перемешивания продолжался до получения однородной смеси (5–7 мин). После этого образцы бетона были отлиты путем заливки бетона непосредственно в формы, без вибрации.
Экспериментальные испытания
Испытания свойств свежих продуктов, включая испытание на таблице текучести и измерения плотности свежих продуктов, были выполнены в соответствии с EN 12350-5 и 12350-6, соответственно. Испытание на текучесть проводилось без падения или подъема (тряски), поскольку это могло повлиять на стабильность пузырьков пены.Испытание на прочность на сжатие проводилось через 28 дней в соответствии с EN 12390-3 с использованием кубов размером 100 × 100 × 100 мм ³. Усадку пенобетона при высыхании измеряли, как указано в стандарте DIN 52450, с использованием метода Графа-Кауфмана, в котором призмы с размерами образцов 40 × 40 × 160 мм ³ испытывают через 3, 7 и 28 дней отверждения. . Устройство Hot Disk в соответствии с ISO 22007-2 использовалось для измерения теплопроводности. Кубические образцы с длиной кромки 100 мм использовали для определения плотности и теплопроводности в сушильном шкафу.Для измерения Hot Disk датчик был расположен между двумя образцами, при этом датчик одновременно использовался как в качестве монитора температуры, так и в качестве текущего поставщика [37]. Для оценки водопоглощения пенобетона были проведены сорбционные (абсорбционные) испытания в соответствии с EN ISO 15148 на образцах призм размером 40 × 40 × 160 мм ³. Во всех случаях было протестировано не менее трех образцов с учетом среднего значения.
Микроструктурные исследования
Характеристики материала, такие как структура пор и твердые тела, сильно влияют на физико-механические свойства пенобетона [10].Поэтому они должны быть тщательно изучены с использованием надлежащего метода. В этом исследовании использовалась рентгеновская микрокомпьютерная томография (микро-КТ), неразрушающий и неинвазивный метод. Этот метод широко используется различными исследователями для изучения микроструктуры композитов на основе цемента без повреждения образцов [38,39,40], и поэтому поровые и твердые характеристики пенобетона с нанокремнеземом также могут быть исследованы с использованием этого подхода. .
Исходное изображение микро-КТ было получено с помощью самодельного устройства КТ, состоящего из микрофокусного источника рентгеновского излучения Hamamatsu.Подробную конфигурацию используемого устройства можно найти в [41]. На рисунке 3 показана процедура получения изображений на микро-компьютерной томографии, используемая для создания трехмерного объема микроструктуры. Исходное изображение микро-КТ показывает первоначально восстановленное 8-битное изображение целевого образца. Для более эффективного исследования и с учетом вычислительных затрат на исходном изображении была выбрана соответствующая область, которая может представлять весь образец, и обозначена как область интереса (ROI). Выбранная область интереса состоит из 400 × 400 пикселей с размером 31 пикселя.0 мкм. 8-битное изображение было выражено 256 значениями в диапазоне от 0 (черный) до 255 (белый), при этом необходимо выбрать пороговое значение для сегментации целевого компонента из исходного изображения. Для определения порога использовались модифицированный метод Otsu [42] и ручной выбор [5, 43], при этом стало возможным получить преобразованное в двоичную форму изображение, используя выбранное пороговое значение и набор инструментов изображения в MATLAB (R2020a). На двоичном изображении белый цвет представляет собой фоновую (сплошную) часть, а черный представляет поры в образце.Затем для бинарного изображения был принят модифицированный алгоритм водораздела [13], чтобы более четко описать каждую пору. Трехмерные объемные изображения поровых структур были созданы путем наложения серий сегментированных изображений поперечного сечения, как показано на рис. 4. Используя трехмерный бинарный объем на рис. 4, распределение пор по размерам и среднюю толщину стенок полученных образцов. были исследованы. Микроструктуры NS1,25 и NS2,5 не были приняты во внимание при исследовании микро-КТ, поскольку они показали худшие механические и термические свойства по сравнению с другими образцами.
Рис. 3
Процесс визуализации микро-КТ для создания трехмерного объема микроструктур (Примечание: на бинаризованном изображении белый цвет является сплошной частью фона, а черный цвет представляет поры, которые представлены в виде цветных областей изображение пор водораздела.)
Рис. 4
Структура пор использованных образцов (Примечание: на каждом изображении белый цвет представляет поры внутри образцов.)
Для подтверждения результатов микро-КТ, сканирующая электронная микроскопия ( SEM).После 28 дней отверждения образцы разрезали на мелкие кусочки, сушили в сублимационной сушилке и оценивали с использованием низковакуумного сканирующего электронного микроскопа (SEM, Zeiss GeminiSEM500 NanoVP).

Плотность в сухом состоянии кг / м ³	Прочность на сжатие Н / мм ²	Прочность на разрыв Н / мм ²	Водопоглощение кг / м ²
400	0,5 — 1	0,05-0,1	75
600	1-1.5	0,2-0,3	33
800	1,5 -2	0,3-0,4	15
1000	2,5 -3	0,4-0,6	7
1200	4,5-5,5	0,6–1,1	5
1400	6-8	0,8–1,2	5
16 00	7.5-10	1–1,6	5

Плотность отверждения PCF (кг / м³)	Прочность фунтов на квадратный дюйм (бар)	Объем пены футов³ / ярд³ (м³ /.76 м³) жидкого навоза	Изоляционное значение Значение R на дюйм (Метрическое значение R)	Смешанный дизайн
Низкая плотность
20 (320,37) 30 (480,55) 40 (640,74) 50 (800,92)	от 30 до 900 (от 2,07 до 62,05)	от 12 до 25 (от 0,34 до 0,71)	от 0,75 до 1,85 (от 0,14 до 0,33)	Чистый цемент
Средняя плотность
80 (1281.48) 90 (1441,66) 100 (1601,85)	от 400 до 1500 (от 27,58 до 103,42)	от 6 до 10 (от 0,17 до 0,28)	от 0,25 до 0,30 (от 0,045 до 0,054)	Песочная смесь
Высокая плотность
105 (1681,94) 115 (1842,12) 125 (2002,31)	от 1500 до 4000 (от 103,42 до 275,79)	от 3 до 6 (от 0,08 до 0,17)	от 0,1 до 0,2 (от 0,018 до 0,036)	Песочная смесь

Время [мин: с]	Скорость [об / мин]	Действие
0:00	0	Добавьте воду к твердым частицам
00: 00–1:	2500	Перемешивание на низкой скорости
1: 00–1: 30	5000	Перемешивание на высокой скорости
1: 30–3: 00	0	Отдых, в течение этого времени , очистите стены
3: 00–4: 00	5000	Перемешивание на высокой скорости

Время [мин: с]	Скорость [об / мин]	Действие
0:00	0	Добавьте воды к твердым частицам в смесительном баке
0:00 –2: 00	3000	Перемешивание на высокой скорости
2: 00–2: 30	0	Проверить смесь на однородность
2: 30–4: 30	3000	Смешивание на высокой скорости
4: 30–5: 00	0	Добавление 40% всего объема пены
5: 00–7: 00	1500	Смешивание матрицы и пены вместе на низкой скорости
7: 00–8: 00	0	Добавление еще 40% от всего объема пены
8: 00–10: 00	1500	Смешивание матрицы и пена вместе на низкой скорости
10: 00–11: 00	0 901 30	Добавление оставшихся 20% от общего объема пены
11: 00–13: 00	1500	Смешивание матрицы и пены вместе на медленной скорости