Производство пенобетона

Производство  пенобетона. 
 
 
 

Назначение  данной технологии. 
 

    На  сегодняшний день в строительство  с огромной силой врываются новые  технологии. Одна из таких технологий, обретшая вторую жизнь только сейчас, пенобетон. Использование легкого бетона в строительстве становится все более и более распространенным. Покажем некоторые из типовых областей использования этого бетона в настоящее время. Этот материал используется на крышах и полах как тепло- и звукоизоляция (то есть сам по себе это не конструкционный материал). Он также используется для теннисных кортов и заполнения пустот в кирпичной кладке подземных стен, изоляции в пустотелых блоках и любом другом заполнении, где требуются высокие изоляционные свойства. Используется для изготовления сборных блоков и панелей перегородок, покрывающих плит подвесных потолков, тепло- и звукоизоляции в многоуровневых жилых и коммерческих сооружениях бетон этой плотности также идеален для объемного заполнения. Этот материал используется в бетонных блоках и панелях для наружных стен и перегородок, бетонных плитах для покрытий крыш и перекрытий этажей. Этот материал используется в сборных панелях любой размерности для коммерческого и промышленного использования, монолитных стенах, садовых украшениях и других областях. Покрытия полов слоем пенобетона скрепляют керамические плитки, плиты мраморного мощения, цементные плитки и т.д. Вообще, пенобетон с плотностью 500 кг/м3 используется, чтобы получить тепло и звукоизоляцию при небольшой нагрузке на структуру. Минимальная толщина такого покрытия 40 мм. Перед укладкой материала на существующий пол, поверхность должна быть увлажнена, но не сильно. Эластичные покрытия полов применяется для полов, которые должны быть покрыты ковром, паркетом, виниловыми плитками и т.д. Наиболее подходящая плотность бетона - 1100 кг/м3 с отношением цемента к песку 2:1.  Область применения пенобетона: производство строительных блоков, для классического строительства домов и перегородок, монолитное домостроение тепло- и звукоизоляция стен, полов, плит, перекрытий, заполнение пустотных пространств.  Пенобетон очень текуч, и им можно заполнять любые пустоты, даже в самых труднодоступных местах через небольшие отверстия (подоконники, трубы и т.п.).  Теплоизоляция крыш, пенобетон низкой плотности дает превосходные тепловые свойства изоляции,  заполнение траншейных полостей.  Пенобетон не оседает, не требует виброуплотнения и имеет превосходные характеристики по распределению нагрузки, обеспечивая заполнение высокого качества, использование в туннелях, пенобетон используется, чтобы заполнить пустоты, которые возникают при прокладке туннелей теплоизоляция трубопроводов (как при производстве труб, так и, непосредственно, на объектах в специальную опалубку).

      На пенобетоны имеется ГОСТ  и различные сертификаты. Ячеистые бетоны в соответствии с ГОСТ 25495-89 "Бетоны ячеистые, технические условия" подразделяются на два основных типа - неавтоклавный пенобетон и автоклавный газобетон. Различия этих бетонов с точки зрения вторичного использования весьма существенны " первый имеет преимущественно замкнутую пористость, а второй " сквозную. Теплоизоляционный пенобетон согласно ГОСТ 25485 "Бетоны ячеистые. Технические условия" имеет минимальную марку по средней плотности, равную D300, а в соответствии с ГОСТ 5742 "Изделия из ячеистых бетонов теплоизоляционные" в зависимости от средней плотности изделия подразделяют на две марки: 350 и 400. Установленный нормативными документами нижний предел марок по средней плотности для ячеистого бетона не соответствует современному уровню знаний о поризованных структурах и практике изготовления теплоизоляционных изделий из цементного пенобетона неавтоклавного твердения. Производство пенобетона со средней плотностью менее 300 кг/м3 потребовало разработки технических условий на плиты из пенобетона теплоизоляционные, которые подразделяют на марки D150, D200, D250, D300 и D350. Изготовление изделий из пенобетона марок D300 и D350 ведется, как правило, без специальных приемов по стабилизации пенобетонной смеси. Получение пенобетона со средней плотностью 250 кг/м3 на портландцементе ПЦ 500-ДО достигнуто использованием добавок, повышающих седиментационную устойчивость частиц твердой фазы в пенобетонной смеси. Снижение средней плотности до 200 кг/м3 при традиционно применяемых схемах производства приводит к коалесценции* трехфазной пены и формированию крупнопористой структуры пенобетонных изделий размером пор 2"7 мм, а также расслоению пенобетонных смесей, что потребовало дальнейшего совершенствования рецептур и технологических приемов приготовления пенобетонной смеси.  

Физические (химические, биологические) процессы лежащие  в  основе данной технологии. 

    Классическая  схема. Сущность способа заключается в смешении пены с растворной смесью. Концентрат пенообразователя и часть воды дозируют по объему, затем их смешивают с получением рабочего раствора пенообразователя. Рабочий раствор пенообразователя поступает в пеногенератор, для получения пены. Вторую часть воды дозируют по объему, цемент и песок - по массе и из них изготавливают растворную смесь. В пенобетоносмеситель подается пена из пеногенератора и растворная смесь. Пенобетонная смесь, приготовленная в пенобетоносмесителе, насосом транспортируется к месту укладки в формы или монолитную конструкцию.

    Пеннобаротехнология.

    Сущность  способа заключается в поризации под избыточным давлением смеси всех сырьевых компонентов. Концентрат пенообразователя и воду дозируют по объему, цемент и песок - по массе (или дозируется по массе специально изготовленная сухая смесь из сухого пенообразователя, цемента и песка). Все компоненты подают в пенобаробетоносмеситель, куда компрессором нагнетается воздух, создавая внутри давление. Пенобетонная смесь, полученная в пенобаробетоносмесителе, под давлением транспортируется из смесителя к месту укладки в формы или монолитную конструкцию. Последующая стадия формования изделий из пенобетонных смесей осуществляется с соблюдением основного условия - получение поризованной массы с хорошо организованной пористостью.

    Образование пор в растворе может осуществляться двумя способами: химическим, когда в тесто вяжущего вводят газообразующую добавку и в смеси происходят химические реакции, сопровождающиеся выделением газа; механическим, заключающимся в том, что тесто вяжущего смешивают с отдельно приготовленной устойчивой пеной. 

Пенобетон - история возникновения

    История пенобетона берет свое начало в тридцатых  годах прошлого века. Советский ученый, строитель-экспериментатор Брюшков  добавил в цементный раствор  мыльный корень - растение, обитающее  в Средней Азии и образующее пену. В итоге на свет появился новый строительный материал - пенобетон. Уже позже специалисты начали активно смешивать цемент с химическими добавками - пено или газообразующими веществами (алюминиевой пудрой, клееканифольным раствором и др.). На основе этих разработок в России стали изготавливать строительные материалы из пенобетона - блоки, перегородки, стеновые панели, которые по своим теплоизоляционным свойствам превышали кирпич и тяжелые бетоны в 3-5 раз. Но, не смотря на свои уникальные теплотехнические свойства, этот строительный материал прижился не сразу. Строители предпочитали использовать в основном традиционные строительные материалы – кирпич, железобетон, древесину. Про пенобетон, принадлежащий к классу ячеистых бетонов, попросту забыли. Несколько лет назад специалисты Минстроя России проводили исследование теплопотерь жилых домов. Выяснилось, что традиционные строительные материалы не обеспечивают надежной теплоизоляции жилых помещений. Для того, чтобы добиться соответствия теплотехнических характеристик ограждающих конструкций новым нормам требовалось значительное увеличение их толщины, что привело бы к значительному росту затрат на строительство. Выход был найден – предлагалось использовать пенобетон, изобретенный порядка семидесяти лет назад. Предприятиям строительной индустрии была дана директива о увеличении выпуска строительной продукции на основе пенобетона, разработке и внедрению технологического оборудования для выпуска пенобетонных блоков. Пенобетон вновь подвергли тщательному анализу и провели ряд испытаний. Для эксперимента выложили две стены - одну из кирпича, другую из пенобетона. Оказалось, что для того, чтобы одинаково сохранить тепло в помещении, кирпичная стена должна быть в пять раз толще пенобетонной. Кроме того, испытания показали, что пенобетон является хорошим звукоизолирующим материалом, который можно применять для звукоизоляции перегородок и перекрытий. 

Основные  предприятия (в Украине  и за рубежом), работающие по данной технологии. 

    На  сегодняшний день в строительство  с огромной силой врываются новые технологии. Одна из таких технологий, обретшая вторую жизнь только сейчас, пенобетон. В Германии, Голландии, Скандинавских странах, Чехии пенобетон пользуется особой популярностью. Причем, в Чехии блоки из него называют "биоблоками", поскольку в качестве исходного сырья используются только экологически чистые природные компоненты: цемент, песок, вода. Популярность пенобетона не случайна и объясняется тем, что его легко произвести не только на больших заводах с дорогим оборудованием, но и непосредственно на стройке или на небольшом производстве. А практика давно доказала, если технология стала доступной для мелкого и среднего бизнеса, то её ждет большое развитие. На данный момент в России всего лишь несколько крупных производств и довольно большое количество мелких. Точное количество оценить очень трудно, но можно предполагать на основе продаж нескольких фирм-производителей оборудования, что на сегодняшний день в России работает около 1200 мелких производств пенобетона. Данное количество является недостаточным, о чем говорят очереди на пенобетон у большинства производителей. Скорее всего, в ближайшие два года количество производителей пенобетона увеличится, минимум, в четыре раза. Большинство этих производств находится в стадии начального взрывного развития, и после освоения "базового" производства блоков начинают, или начнут, искать варианты увеличения производительности и/или новые в строительном бизнесе связанные с пенобетоном.

    Предприятия, производящие пенобетон в Украине:

    Фирма «ТЕПЛОМОНТАЖ». - г. Днепропетровск;

    ОАО «БУДМАШ ». - г. Винница;

     По «ЛУГАНСКЖЕЛЕЗОБЕТОН». -   г. Луганск;

     ЗАО  Завод Железобетонных Конструкций "Бетон Нова". - , Донецкая обл., г. Дебальцево.

    ООО  «Диск Бетон». -  Донецкая обл., г. Макеевка.

      ОАО «Опытный Завод  Ячеистых Бетонов». - Одесская обл., г. Белгород-днестровский.

    Предприятия, производящие пенобетон за рубежом:

    Россия.

    ООО «Люберецкий завод сухих строительных смесей». – г. Москва.

    ООО  «Максмарбл». – Московская обл.  г. Мытищи.

    группа  компаний KAMROCK/КАМРОК. – г. Москва.

    ООО « ПроБилдинг». – г. Санкт-Петербург.

    Беларусь.

    СП  «Стимул AG» - г. Минск.

    Европа.

    Фирмы : CREATON, Rathscheck Schiefer,  Hausprofi,  Flender-Flux. – Германия.

    Компания  Erlus. – Польша.

    Компания  KME. – Чехия.

    Словацкая компания АО «Компел»  

Сырьё (полуфабрикаты, природные ресурсы ) использующиеся в производстве пенобетона.  

      В качестве исходного сырья используются только экологически чистые природные компоненты: цемент, песок, вода.    Бесцементные ячеистые бетоны (газо- и пеносиликат) автоклавного твердения изготовляют, применяя молотую негашеную известь. Вяжущее применяют совместно с кремнеземистым компонентом, содержащим двуоксид кремния. Кремнеземистый компонент (молотый кварцевый песок, речной песок, зола-унос ТЭС и молотый гранулированный доменный шлак) уменьшают расход вяжущего, усадку бетона и повышают качество ячеистого бетона. Кварцевый песок обычно размалывают мокрым способом и применяют в виде песчаного шлама. Измельчение увеличивает удельную поверхность кремнеземистого компонента и повышает его химическую активность. Обычно, очень экономически выгодно применение побочных продуктов промышленности (зола-уноса, доменных шлаков, нефелинового шлама) для изготовления ячеистого бетона. 

Вяжущие вещества. 

    Цемент. Основное влияние на качество цемента оказывает высокое содержание трехкальциевого силиката (так называемого алита), который обладает свойствами быстротвердеющего гидравлического вещества высокой прочности. Двухкальциевый силикат (белит - медленнотвердеющее гидравлическое вяжущее средней прочности. Трехкальциевый алюминат твердеет быстро, но имеет низкую прочность. Изменяя минералогический состав цемента, можно варьировать его качество. 
Наиболее широкое применение в производстве ячеистых бетонов получил портландцемент марок 400-500 (М400, М500). Для более точной характеристики его свойств следует оговаривать количество минеральных добавок. Например, в ПЦ-500Д0 - их до 5%, а в ПЦ-500Д20 - до 20% и т.п.