Методы производства пенобетона. Достоинства и недостатки этого материала

Пенобетон – это достаточно новый материал, который нашел широкое применение в современном строительстве. Данный стройматериал представляет собой ячеистый бетон с губчатой структурой, что достигается благодаря большому количеству воздушных пузырьков, которые замкнуты в нём.

Другими словами, пенобетон состоит из множества мелких воздушных шариков, оболочка которых сделана из традиционного бетона. Получают подобную структуру после застывания специальной смеси, в состав которой входят:

• очищенная вода;
• просеянный песок;
• высококачественный цемент;
• специальный компонент, образующий пену.

На прочность и твердость готового строительного материала влияют как характеристики исходных компонентов состава, так и их объемный вес. Помимо этого, на свойства пенобетона оказывает влияние влажность самого бетона и режим тепловой обработки, который использован в процессе формирования изделия.

Следует особо отметить, что, в отличие от прочих видов бетона, рассматриваемый материал с течением времени лишь повышает свою прочность. К тому же, в процессе приготовления пенобетона в основную смесь нередко добавляют различные компоненты, позволяющие увеличить свойства готового стройматериала. Так, подобные присадки способны ощутимо улучшить такие параметры, как:

• теплопроводность;
• прочность;
• морозостойкость;
• жесткость;
• усадка и т. д.

Подобные решения обеспечивают более высокие характеристики, что повышает спектр применения пенобетона. Однако состав таких добавок, чаше всего, является коммерческой тайной производителя.

Методы производства

Сегодняшние технологические решения в сфере создания пенобетона подразумевают использование одного из четырех методов, а именно:

• при помощи генератора пены;
• посредством пеногенератора и диспергатора;
• способом кавитационного диспергирования;
• при повышенном давлении.

Каждая методика имеет свои сильные и слабые стороны. Поэтому рассмотрим их подробнее.

Производство при помощи пеногенератора

Это традиционный метод, который заключается в создании цементно-песчаного раствора в специализированном смесителе с горизонтальным ротором при низких оборотах. При этом, пенный и цементный растворы формируются раздельно (для первого используется пеногенератор), после чего смешиваются. Соединение растворов и воздухововлечение в этом случае происходит при атмосферном давлении.

Неоспоримым «плюсом» этой технологии является возможность использовать и синтетические и белковые пенообразователи. Что до недостатков, то таковыми являются:

• частичное разрушение пены в процессе, а также наличие в ней большого числа неустойчивых пузырьков;
• невозможность получения стройматериала низкой плотности и выполнения хорошего дисперсного армирования;
• громоздкое оборудование, не дающее возможность выполнять на стройплощадке монолитное литьё.

Все это приводит к тому, что готовые пенобетонные блоки подвержены растрескиванию, а также отличаются неоднородной структурой.

Изготовление при избыточном давлении

Методика была разработана в 1979-м году на базе МГСУ. Технология подразумевает загрузку всех компонентов пенобетона в смеситель с вертикальным ротором, а также их смешивание и порообразование при избыточном давлении.

Достоинством рассматриваемой методики стала возможность использования баросмесителя в роли пенобетонного насоса со шлангом, посредством которого извлекается готовый строительный материал. К тому же, подобное оборудование может быть довольно компактным (до 200 литров), что позволяет использовать его непосредственно на стройплощадках для монолитного литья.

Минусы в этом случае заключаются в:

• необходимости использования компрессора;
• применение лишь синтетических пенообразователей в значительных объемах;
• повышенном износе оборудования;
• невозможности дисперсного армирования строительного материала фиброй.

Пенобетон, изготовленный данным методом трескается при встряске. Это объясняется тем, что на выходе из баросмесителя раствор буквально «давится», что нарушает целостность пузырьков воздуха.

Метод турбулентно резонансно кавитационного диспергирования

Согласно этой методике, создание пенобетона выполняется в открытых смесителях, у которых ротор располагается вертикально. В центре смешиваемого раствора образуется воронка с пониженным давлением на дне. Это достигается посредством специальных направляющих и высоких оборотов, что «заставляет» бетонную смесь «впитывать» воздух, формируя требуемую структуру. Это происходит равномерно, что положительно сказывается на итоговом результате.

В отличие от предыдущих методик, данная технология имеет больше достоинств. К таковым относятся:

• минимизация воздушных шариков и их равномерное распределение;
• небольшое время одного замеса (до шести минут);
• стойкая пенобетонная смесь с увеличенным термическим сопротивлением и небольшим водонасыщением (до 11-ти процентов);
• возможность использования фибры для армирования, песка разного калибра без помола перед использованием и цемента низких марок;
• мобильные установки, которые легко применимы для формирования монолитных конструкций;
• малая усадка стройматериала в процессе его становления.

Единственным «минусом» данного метода специалисты называют необходимость использования большого количества высококачественного синтетического пенообразователя.

Пенобетон, изготовленный по этой методике, отлично переносит перевозку и разгрузку. В подобных изделиях практически не встречается трещин, поскольку применяется армировочная фибра.

Производство с помощью пеногенератора и диспергатора

Эта методика применима лишь в специальных лабораториях. От метода, рассмотренного первым, она отличается скоростным поточным смешиванием небольших объемов бетонного раствора и пены.

Технология подразумевает обязательное наличие таких устройств, как:

• героторный насос;
• дозатор потоков пены и раствора;
• пеногенератор.

Недостатком данной технологии можно назвать невозможность получить пенобетон с армировкой фиброй. Из списка «плюсов» особого внимания заслуживает возможность изготавливать сверхлегкие блоки в любом объеме.

Общие преимущества и недостатки

Познакомившись со всеми актуальными технологиями производства такого стройматериала, как пенобетон, следует выделить положительные и отрицательные моменты, которые являются общими для всех упомянутых методик.

Неоспоримыми достоинствами пенобетона являются такие факторы, как:

• отсутствие необходимость в значительных капиталовложениях для организации производства и покрытия энергозатрат;
• обладая соответствующими технологиями и оборудованием, можно формировать монолитные стены, потолочные перекрытия, полы, крыши и прочее;
• допускается использование фибры для армирования конструкций, что значительно повышает (до 25-30 %) прочность строительного материала без увеличения его плотности;
• прочностные характеристики пенобетона с течением времени растут, а не падают, как у обычных бетонных конструкций.

К перечню достоинств рассматриваемого материала следует также отнести:

• простоту и легкость обработки;
• невысокую стоимость;
• низкую паро/влагопроницаемость;
• относительно небольшой удельный вес;
• хорошую прочность и морозостойкость;
• экологичность и безопасность для окружающей среды;
• исключительную биологическую стойкость.

Также следует отметить, что пенобетон не агрессивен к металлам, не горит и не продувается ветром, отлично удерживает тепло и противостоит открытому пламени без повреждений несколько часов.

Что до недостатков, то тут следует отметить длительный срок окончательного затвердевания блоков, который подразумевает не меньше, чем 28 дней. Также к общим минусам можно отнести хрупкость материала и его способность абсорбировать влагу, хоть и незначительную.