Технология производства пенобетона, его преимущества и возможности в строительстве

Пенобетон представляет собой разновидность ячеистого бетона, не имеющего крупного заполнителя, плотность которого снижается за счёт использования пенообразователя. В итоге получается насыщенный воздухом камень, который за счёт низкого коэффициента теплопроводности может использоваться не только конструктивно, но и в качестве утеплителя. Рассмотрим технологию производства пенобетона, и разберёмся, подходит ли она для самостоятельного воплощения.

Преимущества пенобетона, как материала для жилищного строительства

Получение ячеистого бетона с малым объёмным весом с помощью добавления к цементно-песчаному раствору пены, позволяет получить бетон с довольно широким диапазоном плотностей — и не только в заводских цехах, но и в условиях стройплощадки. При заливке монолитных конструкций и стяжек на объекте, его твердение происходит в естественных условиях, но на заводах из пенобетона изготавливают бетонные и железобетонные изделия с небольшим подогревом в камере или даже с автоклавной обработкой.

• Применение пенобетона экономически выгодно, и приносит строительным фирмам массу преимуществ. Для его производства не нужен крупный заполнитель или дорогая известь, песок применяется не молотый, а природных фракций.
• Высокая подвижность смеси, обусловленная не только водоцементным соотношением, но и присутствием жидкой пены, позволять заливать формы и опалубки с конфигурациями любой сложности и даже скрытые полости. При этом смесь не нужно вибрировать, что позволяет заливать в монолите даже тонкие межкомнатные перегородки.
• Жильё, построенное из пенобетона, обладает отличными эксплуатационными свойствами: летом в доме прохладно, а зимой тепло при минимуме расходов на отопление. Стены обладают хорошей звукоизоляцией, пожаробезопасны, подходят под любой вид отделки и легко обрабатываются механически.

• Пенобетон при строительстве домов можно использовать не только в качестве мелкоштучного стенового материала, но и, путём подачи жидкой смеси в объёмную опалубку, залить в монолите все конструкции, включая крышу и полы по грунту. Единственно, для формирования разных конструкций требуется смесь неодинаковой плотности:

1. в качестве утеплителя 300-500 кг/м3;
2. на стены и перегородки конструктивно 600-700 кг/м3;
3. на полы и крыши не менее 1000 кг/м3.

• Поры пенобетона, в отличие от его конкурента газобетона, имеют закрытую структуру, не способствующую впитыванию влаги. По этой причине при заливке полов смесь можно укладывать прямо на грунт, даже без гидроизоляции. Хотя, этот нюанс определяется проектом и зависит от назначения плиты, ведь она может быть не только изоляционной, но и несущей.

Обратите внимание: Твердеющий в естественных условиях пенобетон не имеет первичной влаги, поэтому по окончании строительства коробки нет необходимости выжидать пока нормализуется влажность, и можно сразу приступать к отделке не только фасада, но и помещений. Хотя, высокая паропропускная способность требует правильного подбора отделочных материалов и защитных мембран: внутри пар не должен заходить в стены, а снаружи ему нужно обеспечить беспрепятственный выход с помощью паропроницаемых или вентилируемых облицовок.

Составляющие пенобетона в процессе производства

Для приготовления пенобетонной смеси используют самые обычные материалы. В качестве вяжущего берут портландцемент М400 мелкого помола (с удельной поверхностью 3500 см2/г), хотя, при условии увеличенного расхода и тепловой обработки во время производства пенобетона, допускается применять и более крупный помол. Важно только, чтобы содержание в цементе трехкальциевого алюмината не превышало 6%, трехкальциевого силиката было не меньше 50%, а схватывание начиналось не позднее чем через 2 часа после затворения водой.

• Крупного заполнителя для пенобетона не требуется, хотя, когда нужно получить камень более высокого класса прочности, не прибегая к увеличению его плотности, в смесь может добавляться керамзит. Как вариант, многие производители добиваются увеличения прочности камня путём введения в исходную смесь полимерной фибры, получая в итоге фибропенобетон.
• Применение мелкого заполнителя зависит от назначения изготавливаемого пенобетона. Если это теплоизоляционная смесь для утепления пола или чердака, песок может вовсе не использоваться.
• Его добавляют при необходимости получения бетона плотностью от 500-600 кг/м3, используя в качестве наполнителя природный песок или продукт дробления горных пород. Идеально подходит речной песок мелких фракций, не разбавленный глинистыми включениями больше чем на 2-3%.
• Вода применяется с температурой +25 градусов, питьевого качества, без предварительного исследования химического состава. Общее содержание жидкости в смеси складывается из воды, необходимой для затворения вяжущего (В/Ц не менее 0,38, а лучше 0,45), и воды, содержащейся в пене.

Примечание: Если воды добавить слишком мало, цемент будет забирать её из пены. В итоге объём вспененной смеси будет ниже нормативного, а её плотность увеличится.

• Очень важным ингредиентом является пеноконцентрат, за счёт которого бетонной смеси и обеспечивается поризованная структура. Существуют синтетические пенообразователи и белковые.
• Синтетические пены не дают возможности получать устойчивую пенобетонную массу, увеличивают сроки её схватывания и твердения. Они плохо подходят для получения камня низкой плотности, но дешевле стоят, поэтому их в основном применяют для изготовления клнструкционных смесей.
• Белковые пеноконцентраты вообще не влияют на сроки и процессы твердения бетона, позволяют получать устойчивую пену и не способствуют снижению прочности конечного продукта. Их изготавливают из сырья животного происхождения, с использованием поверхностно-активных веществ, они идеально подходят для производства низкоплотных стеновых блоков и теплоизоляционных стяжек.
• Пена выпускается в концентрированном виде, поэтому её предварительно разводят водой, а потом уже заливают в ёмкость пеногенератора. Здесь на раствор воздействует подаваемый компрессором сжатый воздух, создающий пену такой устойчивости, что она может удерживаться в ведре, установленном дном вверх.
• От типа применяемого пеногенератора, зависит многое — в частности, степень пористости пены. Чем мельче поры, тем их больше и они более качественно отделены друг от друга тонкими перегородками. Количество пор в бетоне определяет его объёмный вес (он же плотность), а от этого показателя зависит и класс прочности бетона на сжатие.

Суть технологии изготовления пеноблоков

Рецептура пенобетона зависит от того, какой марки бетон нужно получить в итоге. Маркируют его по плотности (у ячеистых бетонов это основная характеристика), и перед тем, как изготовить пеноблок, нужно сразу определиться с этим показателем.

• Стены одноэтажного дома возводят из блоков марки не ниже D600, при условии, что класс прочности будет не менее В1,5. Чтобы сделать кубометр такого бетона, нужно: 210 кг песка; 320 кг цемента; 156 л воды; и 0,9 кг концентрата, из которых получится 715 л пены.
• Первой в бетономешалку заливается вода, затем вводится цемент, а после перемешивания и песок. Всё снова перемешивается до получения однородной массы, ведь именно равномерное распределение цемента между более крупными частицами песка обеспечивает высокое качество пенобетона.
• В подготовленную смесь с помощью парогенератора добавляется требуемая порция пены. Она через шланг подаётся в смеситель, после чего содержимое ёмкости аккуратно перемешивается в течение 2-3 минут. Теперь смесь можно разливать по формам или подавать в опалубку, но этот вопрос требует отдельного рассмотрения.

Как делать пеноблоки с помощью форм

Если заниматься производством пеноблоков, пусть даже не на продажу, а для строительства одного объекта, необходимо подумать о покупке или изготовлении форм. А предложений от фирм и предпринимателей существует такое количество, что для незнающего человека выбор сильно затрудняется.

• Так как пенобетонная смесь довольно жидкая, формы и опалубки для неё должны обладать большей герметичностью, чем для обычного бетона. А для удобства работы они должны быстро и легко собираться и демонтироваться.
• На заводах литьевую технологию сегодня уже не применяют, так как цеха оборудуются резательными комплексами. В этом случае подготовленную пенобетонную смесь заливают в виде одного большого монолита в опалубочную форму со съёмными бортами, а когда он немного затвердеет — просто раскраивают его струнами на блоки заданного размера.
• В небольших цехах и непосредственно на объектах использовать резательную технологию невозможно, поэтому применяется старый добрый литьевой способ. Соответственно, вопрос приобретения или изготовления форм, которые обходятся дороже сырья и оборудования вместе взятых, выходит на первый план.

Представим в таблице несколько основных видов форм для пеноблоков:

Внешний вид формы	Комментарий
	Такая форма изготовлена из оцинкованного металла, и имеет такой конструктив: к поддону толщиной 5 мм на шарнирах крепятся борта из металла толщиной 10 мм. В бортах есть специальные проушины, через которые крепятся перегородки, за счёт которых блокам задаётся размер. Недостатком форм такого типа является большой вес и немалая цена, обусловленная ещё и технологической сложностью, но изделия получаются с хорошей геометрией и гладкой поверхностью.
	При горизонтальном расположении ячеек площадь формы получается больше, а изделий меньше. Такая форма не имеет дна и устанавливается прямо на пол, обсыпанный цементом или песком, чтобы не вытекало цементное молоко. Во избежание смещения при заливке, она обязательно крепится по периметру. С использованием таких форм внешний вид изделий получается хуже, но их удобно использовать в условиях стройплощадки.
	Формы для пеноблоков могут изготавливаться и из ламинированной фанеры — как с вертикальным расположением ячеек, так и с горизонтальным. Такие формы лёгкие и имеют дно, поэтому могут устанавливаться ярусами друг на друга, экономя полезную площадь цеха. Как вариант, есть комбинированные модели форм из металла и фанеры. Из ламинированной фанеры также делают и опалубку для монолитных конструкций.

Процесс заливки пенобетона

При расчёте вертикальных элементов опалубки для монолитных конструкций, необходимо учитывать, что толщина пенобетона из-за прогрессирующего процесса пенообразования возрастает на 20-30%, и соответственно, увеличивается боковое давление на стенки. Но благодаря небольшому весу смеси и её отменной пластичности, она не требует принудительного уплотнения.

• Нужно только, чтобы опалубка была собрана из водостойкого материала — либо, если это древесина, она должна быть хорошо пропитана водой за час до бетонирования. Для уменьшения сцепляемости смеси с опалубкой используют эмульсионные смазки. Подачу бетона в опалубку осуществляют посредством бетононасоса.

• Пенобетон легко перекачивается без всяких пластификаторов, и довольно долго не подвергается расслоению и потере объёма, даже если в работе возникла заминка. Такое качество обеспечивается за счёт шарового эффекта, достигающегося за счёт устойчивых пор. Главное, чтобы при изготовлении смеси использовался качественный пеноконцентрат, а после заливки опалубка или форма не подвергалась встряскам и другим механическим воздействиям.
• Заливка монолитных конструкций должна осуществляться непрерывно (с интервалом не более 15 минут), чтобы не образовывались холодные швы. Чтобы обеспечить такой режим работы, на крупных объектах задействуют сразу несколько бетононасосов или бадей, и организуют заливку сразу на нескольких захватках.

Примечание: При отсутствии возможности собрать опалубку под монолитную конструкцию, прямо на объекте может быть организовано сборных элементов стен или перекрытий. Для этого используют простые горизонтальные формы, в которых, в зависимости от температуры воздуха, изделия выдерживаются до трёх суток.

• Для твердения пенобетона, как и любого другого литого цементного бетона, очень важно обеспечить комфортный температурно-влажностный режим. Он обеспечивает полноценную гидратацию вяжущего, активизирует набор прочности и предупреждает появление в монолите усадочных трещин.
• Чтобы не дать влаге быстро испаряться, свежеуложенную смесь накрывают полиэтиленовой плёнкой — если не сразу же, то не позднее чем через 10 часов по окончании бетонирования. Хотя тут всё зависит от температуры окружающей среды.

В жаркую погоду накрывать монолит необходимо уже через 2 часа, а потом ещё организовать его поверхностное увлажнение, и продолжать его не менее 3 суток.

Заключение

При естественном твердении пенобетон при +20 градусах уже через неделю набирает 60-70% от проектной прочности, а снимать опалубку можно уже на третьи сутки. Что касается производства пенобетона, монтажа свежеизготовленных блоков и других видов сборных элементов, то его можно производить не ранее чем через 2 недели после выемки изделий из форм.