Состав пенобетона и пенообразователя для него: технология и рецептура



Готовые пеноблоки
Готовые пеноблоки

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

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

Термин пенобетон

Пенобетон — сравнительно недавно начавший интенсивно использоваться материал. Широкое распространение он получил в 2000-е и 90-е годы прошлого века, хотя известен был раньше.

Этот материал широко используется сегодня, так относительно дешев и обладает отличными теплоизоляционными свойствами при небольшой массе изделий и конструкций из него.

Структура пенобетона
Структура пенобетона

Для начала определимся с терминами:

  • Принято различать пенобетон и пеносиликат. Это похожие, но абсолютно разные материалы. По определению, бетон — это смесь заполнителя и вяжущего, так что оба материала подходят под это название. Но принято считать пенобетоном только смеси на основе цемента, которые могут твердеть в обычных условиях.
  • Пеносиликат производится на основе извести и песка, и требует автоклавирования для приобретения необходимых характеристик строительного материала. Хотя, для справедливости отметим, что и состав пенобетонных блоков для ускорения твердения в промышленности часто обрабатывают паром под высоким давлением, а известковые смеси без пропарки могут достигнуть необходимой прочности и водостойкости через несколько десятков лет.
  • Также нужно отличать пено- и газобетон. В последнем пористая структура образуется за счет химической реакции компонентов смеси, воздушные полости незамкнутые и меньшие по размеру.

Обратите внимание! Существуют комбинированные материалы – пеногазобетоны. В них для образования пор используют оба способа. Под пенобетоном, мы будем подразумевать ячеистый легкий бетон, изготовленный на основе цементного вяжущего. Большую часть объема такого бетона занимают замкнутые поры (это хорошо видно на фото выше), благодаря которым и достигается низкая теплопроводность материала.

В отличие от пористых силикатных изделий, пенобетон не разрушается при повышенной влажности — а, наоборот, с годами набирает дополнительную прочность. В отличие от газобетона, из-за замкнутых пор он более морозостоек, так как меньше впитывает воду.

Расчет количества пеноблоков

Выбор размера блока, LxHxD
Общая длина стен, метров
Средняя высота стен, метров
Общая площадь оконных и дверных проемов, м2
Количество блоков:
м3 
шт. 
Количество блоков кратное паллете:
м3 
шт. 
Количество блоков на паллете:
Количество паллет:

Технология пенобетона

Естественное твердение пенобетона без пропаривания
Естественное твердение пенобетона без пропаривания

Приготовление пенобетона отличается от технологии обычного тяжелого бетона из-за необходимости придания материалу особой структуры. Кроме того, в нем не используется крупный заполнитель.

Используются три метода изготовления пенобетонных изделий и конструкций:

  1. Классический — готовится смесь из воды, цемента и песка, в которую добавляют уже готовую пену, после перемешивания состав формуется.
  2. Сухой — в пену подаются сухие цементные смеси для пенобетона. Влага, необходимая для затворения цемента, в достаточном количестве содержится в пене.
  3. Кавитационнный — пена не готовится отдельно от смеси. Сухие компоненты, вода и пенообразователь, перемешиваются в одной герметичной емкости, в которую для интенсивного образования пузырьков подается воздух под давлением.

Последние два метода возможны только в заводских условиях, так что дальше будем говорить преимущественно о классической технологии.

Состав пенобетона

Все необходимое для пенобетона можно приобрести в любом магазине
Все необходимое для пенобетона можно приобрести в любом магазине

В состав пенобетона входят четыре обязательных компонента:

  1. цемент;
  2. заполнитель (песок);
  3. вода;
  4. пенообразователь.

Кроме того, могут добавляться различные присадки: для ускорения твердения, для проведения работ при отрицательных температурах, супер пластификаторы, модификаторы (например сульфо алюминаты уменьшающие усадку), пигменты для окраски материала в различный цвет и т.п. Также добавляют мелкодисперсную золу, которая увеличивает плотность упаковки заполнителей, и, следовательно, увеличивает прочность бетонного камня и уменьшает расход цемента.

Еще один метод повышения прочности — это введение фиброволокна из полипропилена или других материалов, которое армирует пенобетон, и почти на четверть увеличивает его прочность. Рассмотрим требования к каждому составляющему по отдельности.

Цемент

Портландцемент в многослойной бумажной таре
Портландцемент в многослойной бумажной таре
  • Особых требований к этому составляющему нет — кроме, разумеется, качества (соответствия стандартам) и срока годности. Может применяться как портландцемент (обозначается ПЦ) так и шлакопортландцемент (соответственно ШПЦ).
  • Не требуется специальный высокопрочный цемент, достаточно наиболее распространенной марки 500 (М500). То же самое можно сказать и о добавках — их процент обозначается после марки и буквы Д, например М500Д20 содержит 20% добавок. Исключение только когда используется кавитационная технология приготовления смеси — в этом случае добавок быть не должно (Д0).
  • Поэтому, не стоит переплачивать за чистый портландцемент, можно брать и более дешевый с добавками или ШПЦ. Если вам нужна не сероватая поверхность, а чистая белая, или вы собираетесь окрашивать изделие или конструкцию путем введения пигмента, то для точного колера желательно использовать белый цемент (БЦ).

Внимание: Гарантийный срок хранения цемента, как правило, не более 6 месяцев (в зависимости от упаковки и условий хранения). По его истечении, цемент уже не обеспечивает марочной прочности. Не закупайте его заранее.

Заполнитель

Песок из отсевов дробления лучший заполнитель
Песок из отсевов дробления лучший заполнитель

Как и к цементу, к нему не предъявляется особых требований. Идет обычный строительный песок без примесей и пыли.

Но нежелательно использовать заполнитель, в котором много крупных фракций более 1,5 мм, так как он негативно воздействует на образующиеся в пене пузыри. Наилучший вариант — промытый фракционированный песок из отсевов дробления.

Вода

Для приготовления пены и смеси идет чистая питьевая или техническая вода без растворенных посторонних веществ и взвесей. Некоторые пенообразователи лучше работают с подогретой водой. Также желательно, что бы жёсткость была минимальной.

Пенообразователи

Протеиновый пенообразователь в бочках
Протеиновый пенообразователь в бочках
  • Задача пенообразователя — создать каркас структуры блока, и удерживать его до набора цементным тестом необходимой прочности, сохраняя при этом влагу для твердения смеси. По своей сущности, это те же поверхностно-активные вещества (ПАВ) которые применяют в моющих средствах.
  • Используются как природные вещества, так называемые белковые или протеиновые составы, так и пенообразователь синтетический для пенобетона созданный искусственно. От них в некоторой степени зависит прочность материала, так как они влияют на водоцементное соотношение.
  • Еще недавно лучшими считались белковые составы, но на сегодня синтетика их превосходит. Она образует более устойчивую пену, не взаимодействует с добавками к бетону — и к тому же, расход ее (а значит и себестоимость материала) меньше. Но большинство производителей использует натуральные вещества, так как это решает вопрос экологической безопасности строительства.

Кстати, в первых экспериментах по приготовлению материала, для этой цели использовалась животная кровь как пенообразователь белковый для пенобетона.

Рецептура смеси

Одна из брошюр с рецептурами
Одна из брошюр с рецептурами

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

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

Приведем примерные характеристики марок:

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

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

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

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

Рецептура для пенобетона для цемента М500 и белкового пенообразователя:

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

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

Состав пенообразователя своими руками

Готовая пена
Готовая пена

При изготовлении пеноблоков в строительстве из монолитного пенобетона, многие пытаются приготовить не только песчано-цементную смесь, но и пенообразователь для пенобетона своими руками.

Учитывая, что это несколько сложная процедура, а цена покупного состава занимает не такую уже и большую долю в стоимости самостоятельно изготовленного материала, вряд ли это имеет смысл. Никто же не пытается собственноручно приготовить клинкер, обжечь и размолоть его, чтобы получить цемент.

Но если есть желание и доступ к нужным материалам, можно попробовать. Наиболее простой в изготовлении из более менее доступных ингредиентов — это клееканифольный состав пенообразователя для пенобетона.

Его рецептура (для 100 м3 пенобетона):

Наименование материала Количество, кг
Канифоль 6
Каустическая сода 1,6
Столярный клей 6,3
Вода 65

Краткая инструкция по приготовлению:

  1. Столярный клей замачивают на сутки и растворяют в теплой воде.
  2. Готовят канифольное мыло — каустическую соду растворяют в воде, и кипятят постепенно в течении нескольких часов, добавляя измельченную канифоль. Процесс продолжают до полного растворения смолы и ее омыливания.
  3. Охлажденные до 50-60  жидкости, соединяют и тщательно перемешивают.

Совет: Чтобы ускорить процесс растворения, измельченную живичную канифоль пропустите через мелкое сито. Оно удалит крупные частицы, которые замедляют процесс.

Качественно приготовленная пена должна удерживаться в перевернутой вверх дном емкости.

Вот и все, что мы хотели рассказать о составе пенобетона, его компонентах и технологии приготовления. Будем рады, если эта статья помогла вам выбрать материалы и самостоятельно изготовить смесь для пенобетона, изготовить из неё блоки, или залить монолитную конструкцию.

Добавить комментарий
Подпишитесь на новости
И будьте всегда в курсе всех строительных новинок. Следите за предложениями заводов, успевайте заключить самые выгодные контракты