Ячеистые бетоны

Ячеистые бетоны по назначению подразделяются на: • теплоизоляционные, с общей пористостью более 75% и средней плотностью в сухом состоянии до 500 кг/куб. м; • конструктивно-теплоизоляционные, с плотностью от 500 до 900 кг/куб. м; • конструктивные — с объемом пор 40—55% и плотностью от 900 до 1200 кг/куб. м. По способу образования пор различают 3 типа ячеистых бетонов: • газобетон — его ячеистая структура формируется за счет выделения газа в смеси твердых измельченных компонентов и воды; • пенобетон — получают при применении поверхностно-активных веществ (ПАВ) — пенообразователей, образующих устойчивую техническую пену, вводимую в смесь, состоящую из твердых компонентов и воды; • аэрированный легкий бетон (АЛБ) — мелкопористая структура этого материала формируется в скоростном аэросмесителе турбулентного действия за счет активного воздухововлечения с помощью ПАВ. В зависимости от области применения АЛБ его свойства модифицируются с помощью некоторого количества мелкозернистого пористого заполнителя. Можно отметить, что победное шествие ячеистых бетонов и изделий на их основе по стройкам мира началось 80 лет назад, когда шведским инженером Эриксоном был изобретен газобетон и практически применен в 1920 г. Шведская фирма «Сипорекс», а за ней «Хебель», «�тонг» и некоторые другие освоили изготовление и продажу оборудования — заводов по производству автоклавных газобетонных изделий. К настоящему времени не менее 100 государств мира владеют технологией производства и применения этого материала. Производство газобетона по т. н. заливочной технологии в плоских металлических формах в СССР началось в 1959 г. Основные особенности: в мельницах мокрого помола готовится шлам (тонкоизмельченный кварцевый песок и вода), который поступает в формовочное отделение. Смесь молотого кварцевого песка, портландцемента и воды подогревается до температуры около +40 оC и поступает в самоходный газобетоносмеситель, куда подается высокодисперсная алюминиевая пудра и другие добавки. Далее смеситель, перемещаясь по рельсам, с помощью гибкого шланга подает г/б смесь в формы, где происходит выделение газа, вспучивание и схватывание смеси. Скорость процессов выделения газа и схватывания регулируется изменением температуры смеси, тонкости помола вяжущего, введением добавок-ускорителей и замедлителей схватывания. По окончании процессов схватывания и снятия горбушки изделия отправляются на автоклавную обработку. В конце 60 гг. в Л�С� усилиями ленинградских ученых была разработана и внедрена т. н. резательная технология производства газобетонных изделий. По этой технологии после заполнения форм ячеистобетонной массой и достижения ею необходимой пластической прочности массив подается на резательную машину, где срезается т. н. «горбушка» и специальной струной осуществляют резку в трех плоскостях на изделия заданного размера. Далее они поступают в автоклавы, где подвергаются гидротермальной обработке при избыточном давлении 0,8—1,2 МПа (t >175 оC), длительность автоклавной обработки — 10—12 час. При производстве газосиликатбетона используют известково-кварцевые смеси, в отличие от газобетона — материала на основе портландцемента, его разновидностей и измельченного кварцевого песка или воды. Коэффициент заполнения объема автоклава зависит от вида изделий (он выше у заводов, работающих по резальной технологии). В автоклаве идет синтез новообразований — гидросиликатов типа C–S–H (ксонотлит, тоберморит и др., т. к. молотый кремземистый компонент вступает во взаимодействие с гидроксидом Са). Точные геометрические размеры позволяют вести кладку из газобетонных блоков как с помощью традиционно применяемой растворной смеси с расшивкой швов, или «рустовкой», так и на минеральном клее, когда швы в кладке имеют толщину 2 мм и «мостики холода» от цементно-песчаных растворов отсутствуют. Клей привозят на строительную площадку в виде сухой смеси (в мешках массой 25 кг), которую затворяют на месте производства работ, причем наносят готовую клеевую смесь с помощью специального бункера-ровнителя. На сегодняшний день на некоторых производствах выпускаются арочные блоки различных радиусов (<6000 мм). Они могут, в частности, использоваться для эркерных пристроек, круглых и дугообразных частей стен, лестничных клеток, вентиляционных каналов, укрытий кожухов каналов трубопроводов. Газобетон фрезеруется, сверлится, гвоздится, что позволяет на строительной площадке выпиливать бороздки в кладке и в них «утапливать» арматуру. В настоящее время газобетонные изделия — камни, блоки, плиты, панели — выпускают только автоклавного твердения. Эти материалы достаточно энергоемких технологий и, следовательно, недешевы. Но качество такого газобетона выше, чем у пенобетона естественного твердения, прежде всего по прочности, морозостойкости, деформативности. Обычно технологическая схема приготовления пенобетона предусматривает применение пеногенератора для взбивания технической пены, растворосмесителя для приготовления растворной смеси (портландцемент, молотый кварцевый песок и вода), а также пеносмесителя, где приготавливается т. н. пеномасса за счет смешивания пены и растворной смеси. Области применения молотого пенобетона: • монолитное домостроение; • тепло-, звукоизоляция стен, полов, плит перекрытий; • теплоизоляция кровли; • заполнение пустотных пространств в многослойных ограждающих конструкциях; • изготовление плит, блоков, камней для многоэтажного строительства, возведения мансард, наружных и внутренних стен, перегородок зданий и сооружений. Неавтоклавный пенобетон дешевле газобетона автоклавного синтеза, но имеет более низкий коэффициент конструктивного качества. Пенобетон имеет большие усадочные деформации при твердении и высыхании после увлажнения, несколько выше сорбционная влажность. Под руководством проф. Ю. М. Тихонова начиная с 1975 г. ведутся комплексные работы в области аэрированных легких бетонов (АЛБ). По своим строительным свойствам АЛБ выгодно отличается от традиционных ячеистых бетонов, например пенобетонов и бетонов на пористых заполнителях. Мелкопористая структура этого материала формируется в скоростном аэросмесителе турбулентного действия со специальной системой лопастей (N=800 об/мин) активным воздухововлечением с помощью поверхностно-активного вещества (ПАВ). В зависимости от области применения АЛБ его свойства модифицируются за счет некоторого количества мелкозернистого заполнителя. Это местные отечественные материалы: вспученный вермикулит, вспученный перлит, отходы пенополистирола, хвойные опилки, резаная макулатура и др. Стеновые камни и плиты перегородок на основе АЛБ имеют достаточно высокую прочность. Специальные теплоизоляционные материалы и изделия на основе АЛБ и минеральных пористых заполнителей отличаются огнестойкостью и вибростойкостью и применяются для производства теплоизоляции теплообменных аппаратов, огнестойких перегородок. Получены материалы с p0=150—350 кг/куб. м, l=0,08—0,12 Вт/(м.К). АЛБ обеспечивает материалам и изделиям на его основе гладкую поверхность; смесь предназначена для устройства «теплого» основания пола, легко заглаживается правилом, не требует шлифовки, транспортируется к месту укладки, материал пилится, фрезеруется, гвоздится и экологически безвреден. Аэрированные легкие бетоны применяются как в изделиях (стеновые камни, панели и плиты перегородок, теплоизоляционные изделия), так и в монолитном варианте (монолитное бетонирование стен жилых домов, в том числе в несъемной теплоизолирующей опалубке). В заключение хочется отметить, что сегодня ячеистые бетоны получили в строительстве очень широкое применение. Объясняется это и появлением качественно новых решений в проектировании и строительстве жилья, и повышением требований к теплозащите ограждающих контрукций. � только наиболее прогрессивные материалы и технологии, среди которых особое место занимают ячеистые бетоны, востребованы на строительном рынке.