Состав газобетона пропорции: виды, изготовление в домашних условиях, видео

Содержание

виды, изготовление в домашних условиях, видео

Газобетон – это искусственный камень, который используют для возведения стен в индивидуальном строительстве. Он подходит для сооружения несущих конструкций, внутренних перегородок и заполнения межкаркасных пространств. Газоблоки не дают большой нагрузки на фундамент, поскольку имеют ячеистую структуру и малый вес. Это экономичный стройматериал, обладающий высокими теплоизоляционными свойствами.

Оглавление:

  1. Особенности и виды стройматериала
  2. Пропорции компонентов
  3. Методика производства своими руками

Состав и способ получения газобетона

Существует несколько типов классификации ячеистого бетона: в зависимости от назначения, формы, технологии производства и состава.

1. По способу обработки различают автоклавный и неавтоклавный газобетон.

2. По назначению газоблоки могут быть теплоизоляционным, конструкционным или конструкционно-теплоизоляционным. Они имеют определенную маркировку, например, газобетон d500 относится к классу конструкционно-теплоизоляционных блоков.

3. По форм-фактору делятся на U-образные, прямые и паз-гребневые.

Газоблоки изготавливают из песка, цемента, извести, воды, гипса и алюминиевой пудры. Также в производстве могут использоваться вторичные и побочные промышленные материалы, такие как шлак и зола. В зависимости от состава газобетона, его классифицируют на:

  • цементный;
  • шлаковый;
  • известковый;
  • зольный;
  • смешанный.

В искусственно синтезированный камень строительная смесь преобразуется лишь при определенных условиях. Для его получения используют технологию автоклавного затвердения. В этом случае состав застывает под влиянием насыщенного пара и высокого давления, меняя свою структуру. В смеси образуется минерал тоберморит, который придает материалу прочность. Таким образом получают автоклавный газобетон.

Бетон, затвердевающий в естественных условиях, называют неавтоклавным. Он имеет ячеистую структуру, но отличается по своим свойствам от газоблоков, изготовленных по специальной технологии. Этот стройматериал больше подвержен усадке при эксплуатации, поэтому его целесообразно применять в случае небольших нагрузок. Чтобы увеличить прочностные характеристики неавтоклавных блоков, в исходный состав добавляют различные армирующие вещества и наполнители. Снизить усадочную деформацию позволяет применение полиамидных пластмасс при армировании.

Производство неавтоклавных блоков не требует дорогостоящего оборудования, поэтому их можно сделать самому.

Газобетон своими руками

Процесс производства состоит из нескольких этапов:

  • подбор и смешивание компонентов;
  • заполнение форм раствором;
  • выдержка состава для набора прочности;
  • извлечение из форм.

В универсальном составе для получения газобетона содержится цемент, песок, известь, алюминиевая пудра. Исходные добавки и их пропорции могут меняться, в зависимости от наличия сырья и требований к готовому стройматериалу. Например, в автоклавном производстве песок иногда заменяют золой или шлаком. А для получения стройматериала с меньшей плотностью можно делать газобетоны на основе смол ТЭС.

При изготовлении газобетона в домашних условиях необходимо правильно рассчитать соотношение расходных материалов и учесть особенности укладки и погрешности замеров. Но существуют и стандартные рецепты смеси для газоблоков, в которых указаны следующие пропорции:

  • Цемент – 50-70 %;
  • Вода – 0,25-0,8 %;
  • Газообразователь – 0,04-0,09 %;
  • Известь – 1-5 %;
  • Песок – 20-40 %.

Данные вещества используются и при автоклавном производстве. Ориентируясь на приведенное в рецептуре соотношение, можно рассчитать приблизительное количество компонентов, которые войдут в состав на 1 м3 газобетона:

  • Портландцемент – 90 кг;
  • Вода – 300 л;
  • Газообразователь – 0,5 кг;
  • Известь – 35 кг;
  • Песок – 375 кг.

Однако идеального состава в домашних условиях можно добиться лишь опытным путем, поскольку многое зависит от качества исходных компонентов. Повлиять на течение химической реакции может как температура воды, так и марка цемента.

Инструкция по самостоятельному изготовлению неавтоклавного газобетона

Для получения газоблока дома не потребуются сложная аппаратура и инструменты. Главное – четко следовать пунктам приведенного ниже пошагового руководства и использовать компоненты в определенном соотношении, а не «на глаз».

1. Исходя из указанных пропорций вычислить необходимое количество ингредиентов.

2. В первую очередь, необходимо смешать портландцемент с предварительно просеянным песком.

3. В полученную смесь влить воду и все тщательно перемешать.

4. Добавить в раствор другие компоненты. Алюминиевая пудра всыпается в последнюю очередь. В приготовлении как неавтоклавного, так и автоклавного газобетона одинаково важен процесс смешивания ингредиентов. Для равномерного распределения воздушных пузырьков лучше использовать бетономешалку.

5. Полученный раствор разливается в специальные формы, которые изготавливаются из металлических листов или деревянных досок. Чтобы застывший газобетон было легче достать, лучше использовать разборные конструкции. Кроме того, форму рекомендуют смазывать машинным маслом, разведенным с водой.

6. Заливать смесь нужно наполовину, поскольку она в процессе химической реакции расширяется практически вдвое. Этот процесс занимает около шести часов, после чего можно выравнивать блоки, срезая выступившую массу.

Формирование в этом случае длится дольше, чем для автоклавного газобетона – требуется не менее 12 часов, чтобы смесь затвердела. Для ускорения процесса застывания состава рекомендуют добавить растворимые соединения натрия (соду) на этапе приготовления раствора. Марочную прочность материал набирает после 28 дней выдержки. Готовый неавтоклавный газоблок, приготовленный своими руками, подходит для малоэтажного строительства, например, для возведения одноэтажного дома или гаража.

Состав газобетона на 1 м3, пропорции, изготовление в домашних условиях

Газобетонные блоки относятся к востребованным изделиям, успешно сочетающим теплоизоляционные и конструкционные свойства. При соблюдении пропорций и простых правил замеса они без проблем изготавливаются дома, при наличии подходящего оборудования и проведения автоклавной обработки выпуск продукции организовывается в промышленных масштабах. Итоговые характеристики зависят от качества сырья, тщательности его подготовки и последовательности соединений при замесе, правильный материал имеет однородную закрыто-ячеистую структуру.

Виды и состав газоблоков, соотношение

В зависимости от вида и соотношений используемого вяжущего выделяют следующие разновидности:

  • Цементные, с долей ПЦ с маркой прочности от М300 и выше, достигающей 50 % от общей массы.
  • Известковые, на основе негашеной помолотой кипелки (до 50 %), гипса, шлака, цемента или их смесей (до 15 %).
  • Шлаковые, полученные путем вспенивания молотых отходов металлургии с другими видами вяжущего.
  • Зольные, содержащие до 50 % продуктов уноса.
  • Смешанные, получаемые путем соединения всех вышеперечисленных видов вяжущего, с долей ПЦ от 15 % и выше.

В качестве инертного заполнителя применяется кварцевый и другие виды песка и вторичные отходы металлургии и теплоэнергетики: зола уноса и гидроудаления, ферросплавные шлаки, продукты обогащения рудных материалов. Все они вводятся после тщательного размола, доля в общем составе варьируется от 20 до 40 %. Поризация обычного и автоклавного газобетона достигается за счет ввода алюминиевой пудры и хлорида кальция, для затворения смеси используется вода с минимальным содержанием солей. К улучшающим свойства добавкам относят упрочнители, полиамидные пластмассы и аналогичные вещества, снижающие усадку, их соотношение в общей массе очень низкое.

Ориентировочные пропорции сырья для газобетона без автоклавной обработки:

Наименование Доля в общей массе, %
Портландцемент 15-50 51-71 35,3-49,4
Наполнитель Кварцевый песок: 31-42 Молотый микрокремнезем: 0,6-3,5 Молотый известняк до удельной поверхности 300-700 м2/кг: 12,4-26,5
Алюминиевая пудра 0,1-1 0,01-0,15 0,06-0,1
Известь 0,04-0,7 2,6-2,65
Полуводный гипс 0,1-0,4
Другие добавки Каустическая сода: 0,05-0,45 Хлористый кальций: 0,5-3 Хлорид кальция: 0,18-0,25
Вода для затворения Все остальное

Приведенные пропорции также подходят для автоклавного производства газобетона, в перерасчете на вес на приготовление 1 м3 смеси с плотностью 600 кг/м

3 уходит 90 кг ПЦ, 375 – чистого кварцевого песка тонкого помола, 35 – известняка, 0,5 – порообразователя и около 300 л чистой воды комнатной температуры. Компоненты растворов могут меняться, а соотношения вяжущих при их комбинировании варьироваться от 1:0 до 1:5 (отмеряется по доле цемента). Требуемая марка прочности последнего зависит от целевого назначения, для изготовления теплоизоляционных марок используется ПЦ М300, конструкционно-теплоизоляционных – М400, плотных конструкционных – М500. В отличие от обычных товарных бетонов в данном случае лучшие результаты наблюдаются при вводе составов с примесями пуццолана и шлака (имеющим маркировку Д20, а не Д0).

Особые требования выдвигаются к порообразователю: для достижения равномерной ячеистой структуры материала применяется алюминиевая сухая пудра с долей активного металла в пределах 90-95 % или суспензии – до 93. Их ввод требует осторожности: при снижении доли менее 0,06 % блоки не достигают заданной пористости, при засыпке более 0,1 – выделяется избыток водорода, приводящий к образованию чересчур крупных ячеек, вырыванию из них газа и усадке изделий.

Существует четкая связь между качеством используемого наполнителя и прочностными характеристиками: чем тоньше будет его помол, тем лучше. Водоцементное соотношение подбирают опытным путем, доля затворяемой жидкости достигает 45-75% от общего веса сухих составляющих и в идеале сводится к минимуму.

Лучшие результаты при изготовлении неавтоклавного газобетона наблюдаются при В/Ц=0,4, повышение этого показателя приводит к снижению прочности материала.

Технология получения газоблоков в домашних условиях

Для кладочных изделий помимо сырья и емкостей для замеса потребуются формы – заводские металлические или самоделки из фанеры и дерева. Их размеры зависят от назначения блоков: чем больше будет ячеек, тем быстрее пойдет процесс выпуска. Внутренние стороны форм выполняются из ламинированной фанеры или других влагостойких материалов, принимаются меры по исключения протеканию воды, с целью упрощения выемки стенки смазывают составами на основе воды и технического масла в соотношении 3:1, эту процедуру повторяют каждый раз перед заполнением.

Этап замеса считается самым сложным в домашнем производстве, без дозаторов и оборудования для подготовки компонентов пропорции подбираются только опытным путем. Любое изменение степени активности вяжущего, температурных условий или чистоты воды оказывает прямое влияние на процесс поризации и итоговое качество. Важную роль играет последовательность соединения ингредиентов: вяжущее, песок или другие сухие заполнители перемешиваются и затворяются водой порционно, вплоть до получения однородной консистенции (но не более 5 мин, в противном случае цемент начнет схватываться), далее в нее вводят хлористый кальций или каустическую соду (при наличии их в выбранном составе), и в последнюю очередь – алюминиевую пудру или суспензию. После засыпки порообразователя смесь перемешивается со всей возможной тщательностью не более, чем 1 минуту и заливается в предварительно подготовленные формы.

При изготовлении газобетонных блоков в домашних условиях раствором заполняется только половина ячейки. Реагирование ингредиентов начинается незамедлительно, объем массы нарастает в течение первых 5-10 минут, после чего она слегка усаживается. Полученную «горбушку» срезают струной, формы оставляют в теплом помещении на сутки. Элементы вынимают с максимальной аккуратностью и размещают на стеллажах или поддонах до окончательного набора прочности.

Для получения автоклавных изделий они проходят обработку горячим паром под избыточным давление в специальных камерах, в домашних условиях этот этап пропускается. Это вместе с отсутствием возможности строгого контроля за составом и геометрической точностью форм объясняет уступку качества кустарных элементов заводским. С целью его улучшения принимается ряд мер:

  • Площадка или помещение защищаются от сквозняков и холодной температуры. В идеале работы проводятся в теплое время года.
  • Формы слегка прогревают перед смазыванием. После выемки изделий оценивается состояние стенок и проводится их тщательная чистка.
  • Сухие компоненты перед затворением водой просеиваются сквозь сито и вводятся малыми порциями.

Пропорции Раствора для Газобетонных Блоков: Инструкция, Фото

Газобетон очень широко распространенный в строительстве материал

В строительстве очень популярен газобетон, так как он сочетает в себе свойства теплоизоляционного и конструкционного материала. Рассмотрим вопрос, из чего готовят раствор для газобетонных блоков, как правильно подобрать рецептуру. В том числе затронем и особенности технологии этого материала.

Содержание статьи

Чтобы не было путаницы

Газобетон, пенобетон, автоклавный и не автоклавный — не специалистам не разобраться в этих терминах. Поэтому вначале статьи приведем пояснения.

Пено и газобетон

Это ячеистые бетоны очень похожие друг на друга, даже требования ГОСТ к ним одинаковые. В отличие от тяжелых плотных бетонов они имеют пористую структуру, множество ячеек в объеме заполненных воздухом. Поэтому они используются не только как конструкционный, но и как теплоизоляционный материал. Отличия в способе образования пор.

  • Пенобетон — поры образуются при введении в раствор пенообразователя, обычно поверхностно-активного вещества (ПАВ).

На основе этой пены готовят пенобетон

То есть смесь вспенивается подобно тому, как вода с мылом при стирке, а затем в таком состоянии твердеет.

Структура пенобетона

  • Газобетон — поры образуются при введении газообразователя, чаще всего на основе алюминиевого порошка. Происходит реакция с выделением газов (больше всего водорода), которые и образуют поры.

Алюминиевая паста

Алюминий очень хорошо взаимодействует со щелочами в мелкодисперсном состоянии (пудра), раствор на основе цемента тоже дает  щелочную реакцию (почему и защищает арматуру от коррозии).

Газобетон в сравнении с пенобетоном

Это очень похоже на то, как сода в выпечке без дрожжей гасится и получившийся углекислый газ делает булочки рыхлыми (как на фото ниже).

Булочка из газобетона для подтверждения нашей аналогии

Отличия материалов друг от друга тоже связаны со способом образования пор:

  1. У пенобетона поры замкнутые и могут значительно различаться по размерам.
  2. У газобетона поры меньше (около миллиметра) по размеру, часть их связана друг с другом. По размерам они более однородны.

Из-за этого пенобетон хуже впитывает  воду (поры замкнуты) но свойства материала менее однородны по всему объему, чем у газобетона.

Автоклавный и не автоклавный

Теперь разберемся — чем отличается автоклавный и не автоклавный бетон.

Автоклавный

Автоклавы для твердения блоков

Первый более распространен и чаще всего речь ведут о нем. Он изготавливается на основе известкового вяжущего. Для того чтобы материал стал водостойким изделия из него обрабатываются паром под высоким давлением в автоклавах. Точно также, только без образования пористой структуры, делают силикатный кирпич.

Таким образом, из него нельзя делать монолитные конструкции прямо на месте строительства. Также затруднительно (если только у вас на участке случайно не оказалось промышленного автоклава и мощного парового котла) изготавливать изделия своими руками.

Главное достоинство автоклавного ячеистого бетона — цена, она небольшая, так как раствор для него на 92-95 % состоит из песка, а остальное — тоже не очень дорогая известь.

Главное достоинство автоклавного бетона — небольшая цена

Минусы — материал боится высоких температур и постоянного воздействия влаги, которую неплохо впитывает.

Неавтоклавный бетон

Неавтоклавный газобетон делают на основе портландцемента

Делают на основе обычного портландцемента. То есть он отличается от тяжелого бетона отсутствием крупного заполнителя и наличием пор. Изделия и конструкции из такого материала вполне можно формовать дома или на строительной площадке.

Производство пенобетона в домашних условиях

К достоинствам можно отнести то, что он не боится влаги, если ее воздействие на материал не совмещается с минусовыми температурами. Со временем он не теряет прочность, а наоборот набирает дополнительную.

К минусам можно отнести большую цену и серую поверхность. Впрочем, последний недостаток можно исправить, применив белый цемент.

Белый цемент

Теперь перейдем непосредственно к растворам для изготовления блоков, первой разберем смесь для газобетонных блоков, которые можно изготавливать самостоятельно на основе портландцемента. Потом немного внимания уделим его автоклавному собрату.

Раствор для неавтоклавного бетона

Рассмотрим пошагово, какие материалы нужны, чтобы приготовить раствор, как рассчитать его состав и как его приготовить.

Материалы для смеси

Чтобы приготовить  смесь для газобетона нужно всего несколько компонентов:

  • вода;
  • портландцемент марки не менее 500;
  • песок;
  • пластификатор;
  • газообразователь — алюминиевая пудра или паста.

Высокомарочный цемент нам нужен по той причине, что перегородки между порами тонкие, и им нужно придать необходимую прочность.

Также чтобы увеличить прочность газобетона в его состав можно ввести полипропиленовое фиброволокно, оно армирует материал по всему объему. Для уменьшения расхода цемента добавляют пластификатор.  Иногда дополнительно вводят щелочь, для увеличения газообразования (хотя сама бетонная смесь тоже имеет щелочную реакцию с PH около 13, но ее активности может не хватать).

Требования те же, что и к компонентам тяжелого бетона (отсутствие примесей, соответствие стандарту), кроме песка.  Тот, который привозят из карьера, и который считается качественным для остальных строительных смесей, нам не подойдет. Нужен песок с модулем крупности менее 1, то есть очень мелкий.

Как определить модуль крупности

Нам нужен песок с модулем крупности меньше единицы

Если вы найдете набор сит с размерами ячей 2,5; 1,25; 0,63; 0,315  и 0,16 мм, то модуль крупности вполне можно определить самостоятельно, это несложно. Порядок действий следующий.

Набор лабораторных сит для заполнителей бетона

  1. Ставим сита друг на друга по порядку внизу с самыми мелкими ячеями вверху — самые большие.
  2. Отмеряем навеску песка, например 1 кг и начинаем ее просеивать. Операцию можно считать законченной, если при встряхивании любого из сит над листом бумаги не наблюдается просеивания.
  3.  Затем взвешиваем остатки на каждом сите и определяем — сколько процентов от навески они составляют.
  4. Определяют полные остатки, которые обозначаются A2.5 , А1,25 и так далее индекс после буквы это размер ячей соответствующего сита. Полные остатки равны остатку на данном сите плюс сумме остатков на ситах над ним (то есть, то количество песка, которое осталось бы на нем не будь сит сверху).
  5. Вычисляется модуль крупности песка по формуле: Мк= (А2,5+А1,25+А0,63+А0,315+А0,16)/100.

Понятно, чем меньше модуль крупности, тем мельче песок, согласно   ГОСТ 8736-2014 «Песок для строительных работ» они классифицируются следующим образом.

Группа песка Модуль крупности (Мк)
Очень крупный св. 3.5
Повышенной крупности св. 3.0 до 3.5
Крупный св. 2.5 до 3.0
Средний св. 2.0 до 2.5
Мелкий св. 1.5 до 2.0
Очень мелкий св. 1.0 до 1.5
Тонкий св. 0.7 до 1.0
Очень тонкий до 0.7

Нам надо заказывать мелкий, тонкий или очень тонкий песок. В составе газобетона он называется дисперсным наполнителем.

Совет. Если возникают проблемы с закупкой нужного песка, то стандарты не запрещают использовать доломитовую муку. Ее найти иногда легче, этот материал применяется в больших количествах в сельском хозяйстве для раскисления почв.

Доломитовая мука, применяющаяся для раскисления почв, может заменить песок

Какой газобетон мы будем готовить

Дальше нам нужно определиться, какой газобетон мы будем готовить. Согласно ГОСТ 25485-89 неавтоклавные бетоны должны могут иметь следующие марки по плотности, которым соответствуют классы по прочности и марки по морозостойкости.

Марка по плотности Тип бетона Класс по прочности Марка по морозостойкости
D400 Теплоизоляционный B0,75; B0,5 Не нормируется
D500 B1; B0,75
D600 Конструкционно-теплоизоляционный B2; B1 От F15 до F35
D700 B2,5; B2;

B1,5

От F15 до F50
D800 B3,5; B2,5;  B2 От F15 до F75
D900 B5; B3,5; B2,5
D1000 Конструкционный B7,5; B5 От F15 до  F50
D1100 B10; B7,5
D1200 B12,5; B10

Здесь требуются несколько пояснений:

  1. В марке по плотности после буквы D цифрами указывается плотность кг/м3 материала.
  2. Класс бетона — это гарантированная для 95% образцов прочность в Мпа.
  3. В марке по морозостойкости указывается после буквы F цифрами, сколько циклов оттаивания и замораживания выдерживает материал, не теряя более 5% прочности в состоянии полностью насыщенном водой.

Для примера расчета берем наиболее распространенный газобетон D400, и будем его рассчитывать так, чтобы на выходе он соответствовал ГОСТ.

Расчет

Считать придется вручную

Это наиболее интересный раздел нашей статьи. Дело в том, что даже ее автор, имея специальность инженера-строителя-технолога (со специализацией на монолитном бетоне) не смог вспомнить и отыскать в конспектах студенческой поры методики расчета, ее просто не преподавали.

Онлайн калькуляторы считают количество блоков, но не подбирают смесь для их производства

Не найдете вы и онлайн калькулятор (все что есть в сети это расчет количества блоков для стройки но не подбор смеси для приготовления газобетона). Пришлось изучать литературу — было проработано несколько источников.

Оговоримся сразу, на любом производстве газобетона рецептура не только просчитывается, но и проверяется экспериментально. Почти все методы расчета требуют корректировки путем испытаний опытных образцов.

Отвлекаясь немного от  темы, можно сказать, что, как и рецепт вкусного плова, качественный состав смеси для газобетона зависит от  повара  инженера-технолога. При налаживании производства в домашних условиях, его роль играет хозяин, экспериментируйте…

Методики расчета, от которых отказались

Методик было найдено несколько — от четырех из них мы отказались:

  1. По изданию: Сажнев Н. П. «Производство ячеистобетонных изделий: теория и практика», дается формула: Ц=РсхКц/100, где Ц — количество цемента, Рс — количество сухих компонентов в смеси в кг, Кц — количество цемента в процентах.
  2. По книге: Портик А. А. «Все о пенобетоне» формула похожа: Рц=Рвяжхn, здесь Рвяж — масса вяжущего в кг, n — доля цемента в смешанном вяжущем.

Как видите, в этих двух методиках количество цемента фактически не просчитывается, а задается:

  1. Следующее издание: Махамбетова У. К. «Уточненный метод подбора состава пенобетона» предлагает расчет по формуле: Р=Рсух/(Ксх(1+Спц), где Рсух — масса сухих материалов, Кс — коэффициент химически связанной воды, он для предварительных расчетов принимается 1,1, Спц — соотношение массы песка к массе цемента.
  2. По книге: Кудяков А. И. «Проектирование неавтоклавного бетона» формула выглядит следующим образом: Ц= ρб/(1,15-Снц), где  ρб — плотность бетона, Снц — соотношение наполнителя и вяжущего.

После анализа этих двух формул видно, что количество химически связанной воды определяется постоянным коэффициентом, а также в них не учитываются свойства цемента, условия образования структуры бетона, его прочность. Также в вышеприведенных методиках не принимается в расчет введение в смесь фиброволокна и пластификатора. Поэтому было решено от них отказаться.

Выбранная методика

Наиболее четкая методика расчета найдена в публикации сотрудников БелНИИС от 2010 года (кстати, автор этой статьи проходил там преддипломную практику, правда, раньше, чем был разработан приведенный ниже метод расчета). Поэтому решено привести и применить именно ее. Поэтапная инструкция проведения вычислений следующая.

  • В первую очередь находим рациональное отношение массы наполнителя к массе твердых веществ: n=Gдн/(Gвяж+Gдн), где Gдн — масса дисперсного наполнителя (песка), Gвяж — масса вяжущего. Для этого используем графики, полученные в результате лабораторных испытаний различных пропорций составов. Они приведены ниже.

График рационального соотношения массы наполнителя к массе твердых веществ

Для нашего примера с плотностью 400 кг/м3, чтобы вписаться в прочность нормируемую ГОСТом между классами В 0,5 и В 0,75, по графику наиболее подходящее значение — n=0,4.

  • Прочность можно скорректировать, если будет вводится фиброволокно. Для этого узнаем коэффициент роста прочности при введении фиброволокна Кв из таблицы ниже.
Количество введенного фиброволокна в кг на м3 газобетона 1 1,5 2,5
Коэффициент прироста прочности Кв 1 1,2 1,3

Узнав коэффициент, по формуле: R28=(5,3х10 -3х ρб-2,1хn-0,49)хКв ­ можно просчитать планируемую прочность бетона в возрасте 28 суток  — R28. Для нашего примера возьмем вначале  количество фибры 1,5 кг/м3,  следовательно, Кв равен 1,2 — получаем: R28=(0,0053х400-2,1х0,4-0,49)х1,2=0,94 Мпа. Это несколько выше чем класс В 0,75 принятый ГОСТ.

Можно оставить все как есть (лишняя прочность не мешает), или взять меньшее число n, а можно уменьшить количество фибры. В нашем примере возьмем 1 кг/м3 фибры, и получим прочность 0,79 что близко к классу В 0,75.

  • Дальше узнаем количество вяжущего по формуле: Gвяж=ρб/(1+αмхmхсв+n/(1-n)), где αм — степень гидратации вяжущего (для большинства цементов 0,7), mхсв — количество химически связанной воды (принимается 0,227).

Просчитаем для нашего примера: Gвяж=400/(1+0,7х0,227+0,4/(1-0,4))=219 кг.

  • Узнаем количество дисперсного наполнителя: Gдн=nхGвяж/(1-n). Для нашего примера Gдн=0,4х219/(1-0,4)=146 кг.
  • Дальше рассчитывается объем газа по формуле:

Vг=Vб-((αхGвяж)/ρ вяж+Gдн/ρ дн+(αхGвяжхmхсв)/1000), где ρ вяж и ρ дн истинные плотности вяжущего и дисперсного наполнителя (в среднем для цемента 3100 кг/м3 для песка 2400 кг/м3). Для расчета берем 1 м3 газобетона.

В нашем примере: Vг= 1-((0,7х219)/3100+146/2400+(0,7х219х0,227)/1000)=0,86 м3.

  • Дальше рассчитываем давление внутри пузырька газа: Рп=ρбсх9,8хhф+Ратм, здесь ρбс — плотность бетонной смеси, hф — высота формы, Ратм — атмосферное давление (для расчета принимаем 101325 Па).

Пусть мы будем заполнять газобетоном формы высотой 0,5 м, в этом случае давление в пузырьке газа будет: Рп=400х9,8х0,5+101325=103285 Па.

  • Дальше рассчитываем количество газообразователя (алюминиевой пудры или пасты) по формуле: Gг=((0,018xVгхРп)/(RxTxCал))х100, где R — универсальная газовая постоянная равная 8,31 Дж/(моль х кг),  Т — температура в кельвинах при которой происходит газообразование, Сал — содержание активного металла в газообразователе в процентах.

Для нашего примера берем Т=293 К (абсолютный ноль -273 о С плюс двадцать градусов, получаем кельвины), Сал =85%. Считаем: Gг=((0,018×0,86х101325)/(8,31×293х85))х100=7,57 кг.

  • Далее рассчитывается количество воды необходимое для приготовления суспензии газообразователя: Всус=Gгх5, в нашем примере Всус=7,57х5=37,85 кг.
  • Если необходимо усилить газообразование введением щелочи, то ее количество просчитывается по формуле: Gщ=Gвяж х0,05. Для нас Gщ=219х0,05=10,95 кг.
  • При введении пластификатора его количество просчитываем: Gд=(GвяжхДд)/Сд, где Дд — дозировка пластификатора в соотношении по массе, Сд — концентрация раствора пластификатора. Для нашего примера берем Дд=0,005, Сд=0,4. Считаем Gд=(219х0,005)/0,4=2,73 кг.
  • Это наиболее интересная часть данной методики. Если для расчета количества воды в растворе тяжелых бетонов чаще всего предлагаются таблицы или графики,  которые учитывают требуемую подвижность и максимальный размер частиц крупного заполнителя, то в случае газобетона эти характеристики не важны. Авторы (как впрочем, и почти во всех остальных рекомендациях) пишут, что массу воды нужно установить опытно.

Для нашего примера возьмем оптимальное водоцементное соотношение — В/Ц=0,44. Зная расход вяжущего, узнаем количество воды: Во= (В/Ц)хGвяж. Для нашего примера Во=0,44х219=96,33 кг.

Кстати. Из-за того что количество воды определяется опытно, можно отказаться от всех дальнейших расчетов. Но, если вы нашли оптимальный состав то, сделав их, вам можно будет легко скорректировать рецептуру, например, при использовании песка с другой влажностью или алюминиевой пудры вместо пасты.

  1. Дальше считаем количество химически связанной воды: Вхсв=Gвяжхαхmхсв, для нашего примера Вхсв=219х0,7х0,227=34,8 кг.
  2. Считаем количество воды в дисперсном наполнителе (песке): Вдн=Wдн х(Gдн/100). Принимаем для нашего примера влажность песка 5%, просчитываем: Вдн=5(146/100)=7,3 кг.
  3. Дальше необходимо узнать, сколько воды содержит пластификатор: Вд =(1-Сд)хGд. Для нашего примера: Вд=(1-0,4)х2,73=1,64 кг.
  4. Таким же образом вычисляем и количество воды в пасте (если будем использовать сухую алюминиевую пудру, то делать этого естественно не надо): Вг=(1-Сал)хGг. Рассчитываем Вг=(1-0,85)х7,57=1,13 кг.
  5. Осталось просчитать сколько нужно воды для приготовления смеси без учета уже содержащейся влаги в компонентах: В=Во-(Всус+Вхсв+Вдн+Вд+Вг). Для нашего примера В=96,33-(37,85+34,8+7,3+1,64+1,13)=13,6 кг.

Расчет готов, для удобства приведем списком результаты нашего примера:

  1. Цемент — 219 кг.
  2. Песок (мелкодисперсный наполнитель) — 146 кг.
  3. Фиброволокно — 1 кг.
  4. Пластификатор — 2,73 кг.
  5. Паста газообразователь — 7,57 кг.
  6. Щелочь для интенсификации газообразования — 10,95 кг.
  7. Воды для приготовления суспензии пасты — 37,85 кг.
  8. Воды в раствор — 13,6 кг.

Приготовление раствора для газобетона

Теперь немного расскажем о технологии, по которой готовиться  раствор для газобетона неавтоклавного твердения. Процесс  включает в себя следующие операции.

  • Сразу отмеряем воду, из нее выделяем часть для приготовления суспензии на основе порошка или пасты, и раствора пластификатора.

Совет. Воду лучше подогревать — таким образом, мы ускоряем реакцию газообразования.

  • Делаем суспензию газообразователя,  тщательно перемешав пасту или порошок в воде.
  • Далее точно также готовим раствор пластификатора.
  • Смешиваем остаток воды, цемент, песок и фибру, точно взвесив их. Добавляем в смесь раствор пластификатора. Если для активации газообразования применяется щелочь (обычно каустическая сода), то и ее вводим в смесь.
  • Начинаем перемешивание, для газобетона у которого нет крупного заполнителя (его частицы при падении дополнительно перемешивают остальные компоненты), лучше использовать не привычные гравитационные бетономешалки, а принудительного действия (с лопастями).
  • После того как все компоненты кроме суспензии хорошо перемешались, вводим ее. Начинается газообразование, и смесь значительно увеличивается в объеме. Смешивание проводим еще несколько минут, пока не прореагирует весь состав.
  • Готовый газобетон укладываем в формы или опалубку и выравниваем поверхность. Вибрировать не надо.

Внимание. Образование пор продолжается и после укладки смеси. Поэтому изделия получаются с горбушкой (похоже на хлеб «кирпичик»). После твердения смеси ее можно срезать.

Дополнительно можем предложить видео в этой статье, в нем показан процесс приготовления газобетона.

Автоклавный газобетон

Материалы для приготовления автоклавного газобетона

Как и говорили выше, немного внимания уделим и смеси для автоклавного бетона, буквально пару строк, так как мы уже говорили, своими руками, дома этот бетон приготовить затруднительно.

Цех на производстве блоков из автоклавного газобетона

В ее состав входят до 95 %  дисперсного наполнителя, кварцевого песка и 7-8 % извести. Известь может быть гашенной (пушонкой) или она гасится в процессе смешивания. Также может использоваться и фиброволокно, его правда вводят реже, чем в неавтоклавный бетон.

Газообразование происходит по тому же принципу и с помощью таких же реагентов.

Почти не отличается и технология приготовления смеси:

  1. Смешиваются все компоненты кроме газообразователя.
  2. Из порошка или пасты и воды готовят суспензию.
  3. Ее вводят в раствор и перемешивают.
  4. Заполняют формы.

После формы отправляют в автоклавы на 10-12 часов для твердения изделий.

Вот и все что мы хотели рассказать про смеси для газобетона. Надеемся, вам было интересно узнать, как они различаются, из чего их делают.

Неплохо если статья была и практически полезной, по приведенной методике вы смогли подобрать количество компонентов для неавтоклавного газобетона и самостоятельно сделать изделия из этого материала. Стройте не на глаз, используйте расчет и знания, и пусть все ваши сооружения будут надежными и прочными.

Состав газобетона — Портал о цементе и бетоне, строительстве из блоковПортал о цементе и бетоне, строительстве из блоков

Дата: 22.06.2014

Казалось бы, такой современный и популярный стройматериал как газобетон имеет довольно долгую историю. Методика его изготовления была впервые предложена в 30-х годах прошлого века, но только технологические открытия последнего времени смогли значительно улучшить свойства и состав газобетона, а также значительно увеличить сферу его применения. Этот ячеистый бетон является искусственным каменным материалом, с расположенными внутри, равномерно распределенными порами округлой формы, диаметр которых не превышает 3 мм.

Из чего его делают?

Этот вид ячеистого бетона получают в процессе смешивания, в определенных пропорциях, таких ингредиентов как: цемент, известь, гипс, вода, кварцевый песок и порообразователь, в большинстве случаев, это алюминиевая пудра. Состав газобетонных блоков может включать небольшое количество таких промышленных материалов как зола и шлак.

Каким бывает?

Существует множество вариантов классификации. Прежде всего, его подразделяют по способу использования, на конструкционный, теплоизоляционный и конструкционно — теплоизоляционный. По условиям твердения газобетон бывает:

  • синтезного затвердевания (автоклавный), приобретающий нужные характеристики при высоком давлении в насыщенной парами среде, создаваемых посредством специального оборудования;
  • гидратационного твердения (неавтоклавный), который затвердевает при прогреве электричеством, либо в насыщенной парами среде, с давлением равным атмосферному.

Еще одна классификация основывается на видах кремнеземистых и вяжущих компонентов, входящих в его состав.

По виду кремнеземистых элементов:

  • на природных натуральных материалах, таких, как тонко перемолотые пески различного состава;
  • побочные и вторичные продукты различных производств, такие как разнообразные золы или шлаки.

В зависимости от преобладания того или иного вяжущего ингредиента, этот ячеистый бетон бывает: цементным, известковым, шлаковым, зольным, либо смешанным.

Состав, в зависимости от типа затвердевания

Гидратационный

Состав неавтоклавного газобетона должен соответствовать требованиям ГОСТов 21520-89 и 25485-89, а также СНиПу 277-80. Он включает в себя воду, среднюю или мягкую по жесткости, подогретую до температуры +40 — +60 °C, портландцемент М400-М500.

Согласно регламентирующей документации, для него рекомендованы следующие соотношения компонентов:

1. От 35 до 49% портландцемента.

2. Известняк – 12-26%.

3. Силикаты кальция, в пределах 2,6%.

4. Хлорид кальция – от 0,18 до 0,25%.

5. Алюминиевая пудра – 0,06 – 0,1%.

6. Вода, до получения 100% объема.

Автоклавный

Процентное соотношение ингредиентов и состав автоклавного газобетона определяется опытным путем и может варьироваться в широком диапазоне. В зависимости от необходимой прочности и условий затвердевания, устанавливается пропорция между цементом и вяжущими компонентами. Колебания этого значения по весу, обычно составляет от 1:0 до 1:4.

Сколько нужно?

Для того чтобы получить на основании смешанного вяжущего состав газобетона на 1 м3, с объемным весом в 600-650 кг/м3, потребуется:

  • портландцемент — 90 кг;
  • тонко перемолотый песок – 375 кг;
  • силикаты кальция с активностью около 70% — приблизительно 35 кг;
  • несоленая вода – 300 литров;
  • пудра алюминиевая – 1/2кг.

Сколько стоит?

В зависимости от того, какой состав стены из газобетона вы выберете, зависит, насколько много вам предстоит потратить. Так как эксплуатационные и технологические характеристики у гидратационного бетона более скромные чем у автоклавного, то, и соответственно, цена стройматериалов из последнего несколько выше.

Сегодня приобрести бетон автоклавного затвердевания довольно просто. На территории РФ, особенно в центральной ее части, работает множество предприятий, таких как ЗАО «Кселла-Аэроблок — Центр-Можайск» в Московском регионе, ЗАО «Аэробел» в Белгородской области, а также заводы в Старом Осколе, Липецке, Самаре, Ижевске, Ульяновске и многих других российских городах.

В каждом регионе, если там нет подобного производства, есть представительство изготовителя, либо его официальные дилеры. В среднем по России цена на автоклавные блоки держится в пределах 3 400 – 3 700 за 1м3.


Пропорции газобетонной смеси — Строим сами

Состав газобетона: компоненты и технология производства

Газобетон является пористым материалом и относится к ячеистым бетонам, делится на автоклавный и неавтоклавный. Различия в плане состава между ними незначительны, но в процессе производства разница существенна.

Компоненты газобетона:

  1. Портландцемент высокой марки (35%).
  2. Песок очень мелкой фракции (35%).
  3. Измельченная известь (1%).
  4. Алюминиевая пудра (0.05%).
  5. Вода (28%).

Чем лучше измельчены все компоненты, тем прочнее получается газобетон.

Сама технология изготовления газобетона заключается в смешивании наполнителей (цемента и песка) с газообразующими добавками (известь и алюминиевая пудра). После их перемешивания, между алюминиевой пудрой и известью начинается химическая реакция с выделением газа – водорода. Именно этот газ и создает в газобетоне поры, которые обеспечивают хорошую теплоизоляцию и легкий вес.

Меняя количество газообразующих добавок, можно добиться различной плотности газобетона, то есть, чем больше газа в бетоне, тем он легче, соответственно, меньше его плотность и прочность. На рынке стройматериалов можно найти газобетон плотностью от D150 до D700.

Газобетон хорош тем, что поры в его составе распределены очень равномерно, что обеспечивает одинаковую прочность и теплопроводность по всей толщине блоков.

После процесса газообразования и первичного схватывания смеси, общий массив разрезается струной на отдельные блоки нужной толщины. Далее газоблоки набирают прочность.

Что такое автоклавирование газобетона

Если мы говорим про автоклавный газобетон, то он обязательно проходит процесс автоклавирования. Автоклавами называют большие емкости, в которых создается высокая температура (160-180 С) и давление насыщенного водяного пара.

Процесс автоклавирования длится около 12 часов, и его задача заключается в быстром наборе прочности газобетона. Обычный тяжелый бетон набирает 70% своей марочной прочности примерно через месяц, но если увеличить температуру до 180 градусов, то прочность наберется в 100 раз быстрее.

Это решает сразу несколько проблем: усадка блоков отсутствует, не требуется время для набора прочности газобетона. Далее газобетон упаковывают в защитную пленку и развозят заказчикам.

Свежий автоклавный газобетон является очень влажным, воды в нем около 30-40%. Из-за влаги, его плотность значительно выше заявленной. По этому, перед отделочными работами, выложенная газобетонная стена должна просохнуть хотя бы два сезона.

Автоклавный газобетон имеет более высокую прочность, в отличии от неавтоклавного.

В научной терминологии, автоклавный газобетон называют тоберморитом – искусственным пористым камнем. Так как камни являются минералами, то они абсолютно экологичны. Газобетон не выделяет никаких вредных веществ, и не является радиоактивным.

Отличия газобетона и пенобетона

В плане наполнителей эти ячеистые бетоны похожи, отличие в газообразующих добавках. Если в газобетоне пузыри образуются из-за выделяющихся пузырей газа, то в пенобетоне из-за пены, которую добавляют в смесь отдельно. Проблемой пенобетона может быть его неоднородность, то есть, в одном месте пузырей будет больше, а в другой – меньше.

Процесс изготовления пенобетона намного проще, из-за чего его производством занимаются в гаражных условиях. Доверие к качеству заводского автоклавного газобетона и его составу намного выше. Прочность и геометрия автоклавного газобетона лучше, чем у пенобетона.

Из чего состоит газобетон(видео)

Из чего состоит газобетон? Обзор компонентов

Газобетонные блоки относятся к востребованным изделиям, успешно сочетающим теплоизоляционные и конструкционные свойства. При соблюдении пропорций и простых правил замеса они без проблем изготавливаются дома, при наличии подходящего оборудования и проведения автоклавной обработки выпуск продукции организовывается в промышленных масштабах. Итоговые характеристики зависят от качества сырья, тщательности его подготовки и последовательности соединений при замесе, правильный материал имеет однородную закрыто-ячеистую структуру.

Виды и состав газоблоков, соотношение

В зависимости от вида и соотношений используемого вяжущего выделяют следующие разновидности:

  • Цементные, с долей ПЦ с маркой прочности от М300 и выше, достигающей 50 % от общей массы.
  • Известковые, на основе негашеной помолотой кипелки (до 50 %), гипса, шлака, цемента или их смесей (до 15 %).
  • Шлаковые, полученные путем вспенивания молотых отходов металлургии с другими видами вяжущего.
  • Зольные, содержащие до 50 % продуктов уноса.
  • Смешанные, получаемые путем соединения всех вышеперечисленных видов вяжущего, с долей ПЦ от 15 % и выше.

В качестве инертного заполнителя применяется кварцевый и другие виды песка и вторичные отходы металлургии и теплоэнергетики: зола уноса и гидроудаления, ферросплавные шлаки, продукты обогащения рудных материалов. Все они вводятся после тщательного размола, доля в общем составе варьируется от 20 до 40 %. Поризация обычного и автоклавного газобетона достигается за счет ввода алюминиевой пудры и хлорида кальция, для затворения смеси используется вода с минимальным содержанием солей. К улучшающим свойства добавкам относят упрочнители, полиамидные пластмассы и аналогичные вещества, снижающие усадку, их соотношение в общей массе очень низкое.

Ориентировочные пропорции сырья для газобетона без автоклавной обработки:

Наименование Доля в общей массе, %
Портландцемент 15-50 51-71 35,3-49,4
Наполнитель Кварцевый песок: 31-42 Молотый микрокремнезем: 0,6-3,5 Молотый известняк до удельной поверхности 300-700 м 2 /кг: 12,4-26,5
Алюминиевая пудра 0,1-1 0,01-0,15 0,06-0,1
Известь 0,04-0,7 2,6-2,65
Полуводный гипс 0,1-0,4
Другие добавки Каустическая сода: 0,05-0,45 Хлористый кальций: 0,5-3 Хлорид кальция: 0,18-0,25
Вода для затворения Все остальное

Приведенные пропорции также подходят для автоклавного производства газобетона, в перерасчете на вес на приготовление 1 м 3 смеси с плотностью 600 кг/м 3 уходит 90 кг ПЦ, 375 – чистого кварцевого песка тонкого помола, 35 – известняка, 0,5 – порообразователя и около 300 л чистой воды комнатной температуры. Компоненты растворов могут меняться, а соотношения вяжущих при их комбинировании варьироваться от 1:0 до 1:5 (отмеряется по доле цемента). Требуемая марка прочности последнего зависит от целевого назначения, для изготовления теплоизоляционных марок используется ПЦ М300, конструкционно-теплоизоляционных – М400, плотных конструкционных – М500. В отличие от обычных товарных бетонов в данном случае лучшие результаты наблюдаются при вводе составов с примесями пуццолана и шлака (имеющим маркировку Д20, а не Д0).

Особые требования выдвигаются к порообразователю: для достижения равномерной ячеистой структуры материала применяется алюминиевая сухая пудра с долей активного металла в пределах 90-95 % или суспензии – до 93. Их ввод требует осторожности: при снижении доли менее 0,06 % блоки не достигают заданной пористости, при засыпке более 0,1 – выделяется избыток водорода, приводящий к образованию чересчур крупных ячеек, вырыванию из них газа и усадке изделий.

Существует четкая связь между качеством используемого наполнителя и прочностными характеристиками: чем тоньше будет его помол, тем лучше. Водоцементное соотношение подбирают опытным путем, доля затворяемой жидкости достигает 45-75% от общего веса сухих составляющих и в идеале сводится к минимуму.

Лучшие результаты при изготовлении неавтоклавного газобетона наблюдаются при В/Ц=0,4, повышение этого показателя приводит к снижению прочности материала.

Технология получения газоблоков в домашних условиях

Для кладочных изделий помимо сырья и емкостей для замеса потребуются формы – заводские металлические или самоделки из фанеры и дерева. Их размеры зависят от назначения блоков: чем больше будет ячеек, тем быстрее пойдет процесс выпуска. Внутренние стороны форм выполняются из ламинированной фанеры или других влагостойких материалов, принимаются меры по исключения протеканию воды, с целью упрощения выемки стенки смазывают составами на основе воды и технического масла в соотношении 3:1, эту процедуру повторяют каждый раз перед заполнением.

Этап замеса считается самым сложным в домашнем производстве, без дозаторов и оборудования для подготовки компонентов пропорции подбираются только опытным путем. Любое изменение степени активности вяжущего, температурных условий или чистоты воды оказывает прямое влияние на процесс поризации и итоговое качество. Важную роль играет последовательность соединения ингредиентов: вяжущее, песок или другие сухие заполнители перемешиваются и затворяются водой порционно, вплоть до получения однородной консистенции (но не более 5 мин, в противном случае цемент начнет схватываться), далее в нее вводят хлористый кальций или каустическую соду (при наличии их в выбранном составе), и в последнюю очередь – алюминиевую пудру или суспензию. После засыпки порообразователя смесь перемешивается со всей возможной тщательностью не более, чем 1 минуту и заливается в предварительно подготовленные формы.

При изготовлении газобетонных блоков в домашних условиях раствором заполняется только половина ячейки. Реагирование ингредиентов начинается незамедлительно, объем массы нарастает в течение первых 5-10 минут, после чего она слегка усаживается. Полученную «горбушку» срезают струной, формы оставляют в теплом помещении на сутки. Элементы вынимают с максимальной аккуратностью и размещают на стеллажах или поддонах до окончательного набора прочности.

Для получения автоклавных изделий они проходят обработку горячим паром под избыточным давление в специальных камерах, в домашних условиях этот этап пропускается. Это вместе с отсутствием возможности строгого контроля за составом и геометрической точностью форм объясняет уступку качества кустарных элементов заводским. С целью его улучшения принимается ряд мер:

  • Площадка или помещение защищаются от сквозняков и холодной температуры. В идеале работы проводятся в теплое время года.
  • Формы слегка прогревают перед смазыванием. После выемки изделий оценивается состояние стенок и проводится их тщательная чистка.
  • Сухие компоненты перед затворением водой просеиваются сквозь сито и вводятся малыми порциями.

Состав газобетонной смеси

Газобетонный блок или, как его еще называют, газоблок – это искусственный камень, который принадлежит к ячеистым бетонам. Он является очень популярным, экономичным, современным строительным материалом. Но не все догадываются, что методика его изготовления была придумана еще в тридцатых годах. Конечно, с годами он совершенствовался, например, улучшились его свойства, состав смеси, также расширилась сфера применения. Внутри ячеистых блоков равномерно расположены поры округлой формы размером не больше трех миллиметров.

Материалы для приготовления

Основные составляющие смеси для изготовления являются экологически чистыми, безвредными для людей, животных. Это:

  • алюминиевая пудра или порообразователь — благодаря ей в газобетонных блоках образуются так называемые поры, которые повышают прочность;
  • цемент — он выступает в качестве вяжущего вещества;
  • известь;
  • кварцевый песок — как наполнитель;
  • вода.

Своим составом он очень отличается от пенобетона. Именно из газобетона в мире построено множество домов, школ, садиков, офисных зданий. Иногда специалисты добавляют некоторые составляющие, которые могут улучшить качества всей смеси для приготовления блоков.

Составы смесей

В наше время существует ряд различных составов газобетонов, такие как гидратационный (его еще называют неавтоклавный) и автоклавный. Каждый состав смеси регламентируется специальными ГОСТами, нормативами, которые в обязательном порядке должны соблюдаться.

Для неавтоклавного

В составе неавтоклавного компоненты не должны превышать такие нормы: портландцемент — от 35,3 до 49,4, алюминиевая пудра — от 0,06 до 0,1, известь — от 2,6 до 2,65, хлорид кальция — от 0,18 до 0,25, известняк — от 12,4 до 26,5 процента, а все остальное — это вода.

Неавтоклавные блоки поризуют газом. Обычно их используют при строительстве промышленных, жилых и административных зданий для лучшей термоизоляции. В некоторых смесях как добавку вводят каустик, и тогда компоненты смеси берутся уже в таком количестве: алюминиевая пудра от 0,1 до 1, портландцемент от 15 до 50, каустическая сода от 0,05 до 0,45, песок от 31 до 42 процентов, и, конечно же, вода. Нюанс соединения — значительная доля пудры, в результате чего повышается цена газобетона.

Для автоклавного

Соотношение всех компонентов автоклавных газобетонных блоков изменчиво, это зависит от многих факторов. Например, условия, при которых твердеет материал, диктуют соотношение между пуццоланом и вяжущим веществом, их колебания могут составлять 1:0 или 1:4. При этом применяют цементный осадок.

Автоклавный газобетон относится к ячеистому бетону. Поры в газобетоне имеют сферическую форму, небольшой диаметр (несколько миллиметров), проходят сквозь материал. Смесь твердеет в результате действия пара под давлением, которое выше атмосферного.

При нормальных условиях или пропаривании соотношения изменятся от 1:1 до 1:0.

Подбор состава (как рассчитать)

Чтобы на базе смешанного вяжущего получить состав на один кубический метр для блоков примерным весом от 600 до 650 килограмм на куб, будут нужны (в кг): портландцемент – 90, песок – 375, силикаты с активностью около семидесяти процентов – приблизительно 35, пудра алюминиевая – 1,5 кило, вода — 300 литров.

Вывод

Многие специалисты отдают предпочтение газобетону, ведь он имеет очень много преимуществ. За счет того, что он очень легкий, вы сможете в кратчайшие сроки построить здание. Здесь также не требуются особая техника, непрерываемая помощь. Газобетон — очень прочный, но при этом его можно с легкостью разрезать, распиливать и сверлить. Также этот материал является морозостойким, ведь при многократном замораживании и оттаивании он теряет не больше пяти процентов своей прочности.

Разновидности и состав

Пористый бетон подразделяется на несколько видов в зависимости от метода изготовления и ингредиентов. К основным компонентам, из которых состоит газобетон, относятся:

При производстве допускается внесение золы или шлака в строго регламентированном соотношении. В зависимости от содержания вяжущего в строительной смеси, которое используется для получения газобетона, его подразделяют на такие типы:

Добиться тех или иных свойств можно одним из следующих способов производства:

К неавтоклавным газобетонам относится тот, который формируется из строительной смеси в процессе естественного затвердевания. Несмотря на наличие у такого материала пористой структуры, схожей с получаемой в фабричных условиях, он характеризуется сравнительно низкой прочностью и склонен к усадке при эксплуатации. Для улучшения данных показателей вносятся всевозможные наполнители и армирующие добавки в определенных соотношениях.

Более прочная каменная структура достигается только автоклавным способом при строгом соблюдении пропорций всех составляющих. Затвердевание осуществляется при высоком давлении под воздействием пара. Образующийся при этом минерал тоберморит способствует увеличению прочности.

Производство автоклавного газобетона

Таким способом бетон выйдет получить исключительно в промышленных условиях с применением специального дорогостоящего оборудования. Затвердевающая масса помещается при этом в герметичную емкость (автоклав), куда подается насыщенный водяной пар под давлением.

Достичь требуемых прочностных и теплоизолирующих свойств возможно благодаря внесению в состав автоклавного газобетона как основных, так и вяжущих элементов в определенных соотношениях:

  • портландцемент (вяжущий),
  • известь,
  • алюминиевая пудра или паста (для газообразования),
  • кварцевый песок (в качестве наполнителя),
  • вода.

Содержание каждого материала рассчитывается в килограммах на приготовление 1 м3 смеси. Для газобетона, вес 1 м3 которого варьируется в пределах 600-650 кг, потребуется:

  • около 100 кг портландцемента,
  • 0,5-1,5 кг парообразователя,
  • 35 кг известняка,
  • 375 кг мелкого кварцевого песка,
  • 300 л воды.

В зависимости от того, какой прочности газоблоки нужно получить, подбирается марка цемента: М300, М400 или М500.

Прочность достигается воздействием паров воды при жестко нормированных температурах и давлении. Выделяющийся в процессе протекающей реакции водород способствует образованию пористой структуры.

Компоненты и их пропорции могут корректироваться в зависимости от требований потребителя и наличия того или иного сырья на производстве. В ряде случаев песок может быть заменен на шлак или золу. Придать индивидуальные свойства и особый цвет удается с использованием разнообразных присадок.

Самостоятельное изготовление газобетона

Сделать блоки своими руками в «гаражных» условиях выйдет только неавтоклавным способом. Процедура выполняется в такой последовательности:

  • подготовка смеси,
  • наполнение раствором предварительно подготовленных форм,
  • выдержка бетона,
  • отделение полученного материала от формы.

Перед тем, как приступить непосредственно к этапу приготовления раствора, следует просчитать соотношение компонентов и учесть требования к бетону. Но существуют и общие рецепты, которые подойдут в большинстве случаев.

Рекомендованный состав для получения газобетона в домашних условиях:

  • Портландцемент – от 15 до 50 %.
  • Песок – от 25 до 40 %.
  • Известь – до 5 %.
  • Алюминиевая паста (пудра) – от 0,04 до 0,09 %.
  • Вода – остальное.

Пользуясь вышеприведенным соотношением, можно просчитать, сколько потребуется каждого из компонентов для приготовления 1 м3. Для полного застывания смеси необходимо не менее 12 часов выдержки. Иногда добавляется каустическая сода в пропорции 0,05-0,45 %, которая служит для ускорения процесса затвердевания. При этом концентрацию алюминиевой пудры доводят до 1 %. Для набора марочной прочности газоблоков требуется около месяца.

Добиться с первого раза оптимальных пропорций удается далеко не всегда. Немаловажную роль играет качество исходных материалов, марка цемента, температура раствора. Поэтому достичь нужных свойств выйдет только опытным путем.

Автоклавный газобетон: состав, отличие от неавтоклавного

Газобетон является искусственным строительным материалом с наличием пористости внутри. Широко используется в строительстве различных помещений из-за легкости в работе, высокой звукоизоляции, устойчивости к неблагоприятным факторам. В зависимости от способа производства делится на автоклавный и неавтоклавный. Первый тип более востребованный по ряду причин, подробно описанных в данной статье.

Производство

Готовые автоклавные газобетонные блоки получаются вследствие обжигания в специально оборудованных печах, называемых автоклавными. Внутри материал подвергается давлению до 12 атмосфер и температуре около 190 °С. Благодаря такой обработке газоблок твердеет быстрее и становится более прочным, нежели неавтоклавный. При обжиге стройматериал меняет свою молекулярную структуру. В конце газобетон становится похож на вулканическую породу тоберморит.

Перед тем, как использовать неавтоклавные блоки, их выдерживают примерно около одного месяца. При помощи автоклавирования в печке материал схватится быстрее. Автоклавные блоки производятся исключительно на заводах крупных фирм, так как требуется дорогостоящее оборудование и просторное помещение. Производство автоклавного газобетона требует заводских условий, соблюдения четкой технологии, определенных температур и давления в печи. Изготавливаются такие газоблоки по ГОСТу.

Состав автоклавного газобетона

Пористая структура блочных изделий образовывается за счет сферических пор. Их размер варьируется в промежутка от 1 до 3 мм. Качество стройматериала будет зависеть от равномерности распределения воздушных частиц по площади камня и по типу их закрытости.

Автоклавный газобетон имеет стандартный состав. В сырье входят следующие элементы:

• вещества для связывания: негашеная известь, зола, доменный шлак в гранулах;
• портланд цемент;
• кварцевый песок мелкой фракции;
• очищенная вода без присутствия солей;
• Порообразующие вещества: алюминиевая пудра или паста с активным металлом от 90%.

Различные присадки и модификаторы не обязательны к добавлению, однако, значительно улучшают характеристики эксплуатации стройматериала. Гипс препятствует быстрому застеванию раствора, а пудра ускоряет образование пористости в блоке.

Преимущества

Газобетонные блоки автоклавного твердения имеют удобные размеры и укладываются гораздо быстрее, чем обычный строительный кирпич. Газобетон обладает высокой противопожарностью: он не воспламеняется быстро и исключает испарение вредных для человека веществ. Это экологически чистый материал, не способный навредить здоровью.

Газобетон автоклавного твердения обладает следующими особенностями и преимуществами:

  1. Блоки изготавливают исключительно в условиях крупного производства, с соблюдением идеальных пропорций компонентов, следованием определенным этапам.
  2. Изделия долгое время не могут заплесневеть, обладают стойкостью к вредоносным бактериям, поскольку производятся на основе минерального сырья.
  3. Здания из такого стройматериала помогают владельцам хорошо сэкономить на отоплении. Газобетон отлично проводит тепло и сохраняет его.
  4. Легкий вес существенное облегчает и ускоряет строительные работы.
  5. Изделие обладает хорошей звукоизоляцией. Идеальное решение для многоквартирных зданий и для помещений, в которых необходимо изолировать посторонние шумы.

Области применения автоклавных блоков

Данный материал очень доступен и популярен, применяется одинаково в массовом и частном строительстве. Из блоков построены многие школы, больницы, различные государственные учреждения. Автоклавный газоблок достаточно крупный, что значительно ускоряет строительный процесс. Газобетон применяется при возведении стен, реставрации зданий, строительстве загородных домов.

Чем отличается от неавтоклавного?

Газоблок автоклавного твердения выгодно отличается по характеристикам от неавтоклавного:

  • материал являются искусственно полученным камнем, а неавтоклавные блоки – всего лишь застывшим пористым раствором;
  • структура однородна, характеристики и свойства идентичны в любой точке изделия;
  • не подвержен деформаций при усадке;
  • желаемая прочность получается во время изготовления;
  • нарезается специальным оборудованием при помощи специальных струн, чтобы вышел геометрически правильный и точный продукт;
  • толщина блока составляет всего 40 см, плотность D400-D500, чего достаточно для высокий показателей прочности и теплозащиты;
  • усадка не более 0,4 мм/м;
  • период эксплуатации 200 лет, что в 4 раза дольше, чем у неавтоклавного газоблока.

С учетом всех характеристик автоклавный газобетон можно считать отличным и оптимальным выбором для проведения различных строительных работ: от постройки загородного дома до строительства многоэтажных жилых зданий.

 


Состав и пропорции для пенобетона

Пенобетон, как и газобетон, относится к ячеистым бетонам. Кроме того, их сходство заключается в том, что оба эти стройматериала имеют пористую структуру, которая служит хорошим теплоизолятором, но, тем не менее, технология их изготовления существенно отличается друг от друга и, соответственно, каждый из них, за счет этого, приобретает свои персональные свойства.

Пенобетон, в отличии от газобетона, можно сделать своими руками.

Оборудование для производства

В процессе производства газобетона, его твердение должно происходить в автоклавных условиях (в среде, насыщенной паром, и при давлении, которое должно быть выше атмосферного), что требует наличия специального дорогостоящего оборудования. Словом, его целесообразней производить в заводских условиях.

Пенобетон же, создается неавтоклавным (затвердевание происходит в естественных условиях) способом, и по этой причине его возможно изготовить своими руками, что существенно экономит расходы.

Формы для блоков можно приобрести в строительном магазине, а можно сделать и самостоятельно.

Его производство настолько несложное, что, если зная пропорции для пенобетона, данный материал можно сделать даже в домашних условиях. Для этого понадобится приобрести или самостоятельно смастерить такое оборудование, как:

  • формы для отливки блоков;
  • растворомешалку;
  • компрессор, который должен быть рассчитан на переменное напряжение 220 Вт, иметь мощность 0,3 – 0,5 м3 и давление 6 Атм;
  • пеногенератор.

Пропорции компонентов

Изготовление пенобетонных блоков включает в себя соблюдение точных пропорций, а также четкой последовательности добавления компонентов в процессе всего производства. Несоблюдение этих правил может отрицательно сказаться на качестве пеноблока. Кроме того, чтобы получить стабильный результат от каждой выпускаемой партии понадобиться приобрести навык, поскольку от температуры и влажности окружающей среды, видов применяемых пенообразователей, способов получения пены, метода добавления пены в смесь, формовки и сушки уже готовых изделий будет зависеть конечный результат. Прежде чем приступать к производству пенобетона, необходимо подготовить такие компоненты, из которых он состоит:

  • цемент;
  • песок;
  • вода;
  • пенообразователь.

Далее, когда материал и оборудование подготовлено, необходимо изучить пропорции компонентов для производства пенобетона, которые определяются в зависимости от требуемой марки ячеистого материала. Так, изменяя соотношение компонентов и его состав, можно производить различные виды пенобетона, которые, в зависимости от этого, используются либо для строительства внешних стен, либо при изготовлении внутренних перегородок, термоизоляции крыш, либо для термо- и звукоизоляции междуэтажных покрытий.

Например, для производства пеноблока марки D400 в количестве 1 куб. м, который имеет низкий класс прочности и из-за этого используется только в качестве теплоизоляционного материала, соотношение компонентов будут иметь такие показатели:

  1. Цемент – 300 кг.
  2. Песок – 120 кг.
  3. Пенообразователь – 0,85 кг.
  4. Вода – 160 л.

К более прочному и универсальному стройматериалу относятся пеноблоки маркой от D600 до D1000, которые считаются конструкционно-теплоизоляционными видами. Они отлично подходят для строительства небольших домов и коттеджей, а также для возведения зданий в регионах с невысокой сейсмической опасностью. Так, для производства 1 м куб. пенобетона марки D600 понадобится:

  1. Цемент – 330 кг.
  2. Песок – 210 кг.
  3. Пенообразователь – 1,1 кг.
  4. Вода – 180 л.

В состав 1 м куб. пеноблока марки D800 входят компоненты с такой пропорцией:

  1. Цемент – 400 кг.
  2. Песок – 340 кг.
  3. Пенообразователь – 1,1 кг.
  4. Вода – 230 л.

Из вышенаписанного можно сделать вывод: чем больше добавляется цемента и песка в нужной пропорции, тем пенобетон приобретает выше марку и, соответственно, его прочность и другие качества улучшаются. Но, опять же, при его производстве учитываются и другие факторы, которые включены в технологию изготовления данного стройматериала и влияют на конечный результат продукции.

Пропорции смеси пенобетона.

Образцы пенобетона были исследованы на прочность на сжатие при (28 и 180) дней отверждения на воздухе, а также на 28 дней отверждения в воде. Кроме того, микроструктура пятнадцати отобранных образцов FC была исследована на пористость в отношении прочности на сжатие с использованием изображений сканирующей электронной микроскопии (SEM). Были изготовлены 22 партии образцов ТЦ плотностью (1100, 1600 и 1800) кг / м3 с мелким песком и заполнителями кирпича с добавками тонера и метакаолина (МК), отлитые в формы куба из полистирола (100x100x100) мм. .Результаты показывают, что можно производить FC с высокой прочностью на сжатие в диапазоне (от 28,5 до 59,2) Н / мм2 из различных материалов, в то время как плотность 1600 кг / м3 с включением тонера и MK20 является фаворитом, которые можно использовать для конструктивных элементов. Обычно прочность на сжатие находится в обратной зависимости от пористости, поскольку пористость увеличивается, прочность на сжатие уменьшается, но использование тонера и MK20 может изменить это соотношение между пористостью и прочностью на сжатие, что позволяет получить относительно легкую матрицу FC с высокой пористостью. проявлять высокую прочность на сжатие.Созревание FC на 180 дней может продемонстрировать увеличение прочности на сжатие. Микроструктурные исследования с помощью SEM-изображений показали, что смесь FC, сделанная только из песка или кирпича, демонстрирует фактор неправильной формы системы микропор с размером пор в диапазоне (от 10 до 70) мкм, в то время как те, которые сделаны с включением тонер и MK20 имеют регулярный коэффициент формы матрицы с более мелкой системой микропор с размерами в диапазоне (от 0,01 до 10,0) мкм, все из которых равномерно распределены и имеют большое влияние на свойства FC, в частности , по прочности на сжатие.В отличие от обычного метода отверждения FC с герметизацией воздухом, метод отверждения в воде может в равной степени дать такой же или немного лучший результат в отношении прочности на сжатие для некоторых конкретных плотностей.

Газобетон — обзор

10.3 Материалы и обработка

Панель FRP / AAC, обсуждаемая в этой главе, состоит из ламинатов CFRP в качестве лицевой панели (кожи) и AAC в качестве основы. Композиты, армированные волокном, обладают высокой устойчивостью к коррозии и изгибу. Соответственно, поскольку AAC является сверхлегким материалом по своей природе, а углепластик является жестким с высокой удельной прочностью, их можно использовать вместе для образования прочных гибридных структурных панелей.В Университете Алабамы в Бирмингеме (UAB) было проведено несколько исследований для изучения поведения структурных панелей CFRP / AAC при осевой и внеплоскостной нагрузке. Khotpal (2004) исследовал прочность на сжатие простого AAC, обернутого углепластиком. Цели состояли в том, чтобы оценить несущую способность ограниченного куба AAC и наблюдать режим разрушения панелей CFRP / AAC. Результаты показали, что обертки из углепластика значительно увеличили прочность на сжатие панелей из углепластика / AAC примерно на 80% по сравнению с обычными панелями из AAC.Уддин и Фуад (2007) исследовали поведение панелей CFRP / AAC, используя образцы небольшого размера при испытании на четырехточечную нагрузку. Экспериментальные результаты этого исследования показали значительное влияние FRP на прочность на изгиб и жесткость гибридных панелей. Муса (2007) также использовал моделирование методом конечных элементов для анализа и проектирования структурных панелей из углепластика / AAC, которые будут использоваться в качестве напольных и стеновых панелей. Муса и Уддин (2009) разработали теоретические формулы для прогнозирования прочности на сдвиг и изгиб панелей CFRP / AAC, и полученные результаты хорошо согласуются с экспериментальными.Кроме того, Mousa (2007) провел сравнительное исследование гибридной панели CFRP / AAC и используемых в настоящее время усиленных панелей AAC. Сравнительное исследование показало, насколько предлагаемые панели экономичны по сравнению с усиленными панелями AAC, которые в настоящее время используются на рынке жилья. Из-за более высокой прочности, получаемой в результате этой комбинации, прочность не является критерием, определяющим конструкцию панели, но прогиб — это тот, который определяет конструкцию предлагаемых гибридных панелей (Mousa, 2007).

Как упоминалось ранее, панель CFRP / AAC изготавливается из ламинатов CFRP в виде лицевых листов, приклеенных к сердцевине из AAC с использованием термореактивных эпоксидных полимеров, образующих жесткую панель. В целом, автоклавный газобетон (AAC) — это сверхлегкий бетон с отчетливой ячеистой структурой. Он составляет примерно одну пятую веса обычного бетона с насыпной плотностью в сухом состоянии в диапазоне от 400-800 кг / м 3 (25-50 фунтов на фут) и прочностью на сжатие в диапазоне от 2 до 7 МПа (300-1000 фунтов на квадратный дюйм) ( Ши и Фуад, 2005).Низкая плотность и пористая структура придают AAC отличные тепло- и звукоизоляционные свойства, что делает его отличным выбором для использования в качестве основного материала в строительстве. Благодаря ячеистой структуре и уменьшенному весу этот материал обладает высокой огнестойкостью и очень прочным по сравнению с обычным строительным материалом, а также обладает уникальными теплоизоляционными свойствами.

AAC в настоящее время используется в виде армированных сталью панелей с использованием предварительно обработанной арматуры в качестве внутреннего армирования.Эта арматура будет подвергаться коррозии в течение длительного времени, а также является дорогостоящей по сравнению с арматурой, используемой для обычного железобетона. Кроме того, эта арматура не играет никакой роли в прочности панелей на сдвиг. Следовательно, панели должны быть толстыми, чтобы преодолеть проблемы сдвига и более низкой прочности на изгиб. Mousa (2007) продемонстрировал, что прочность на сдвиг углепластика / AAC можно значительно улучшить, обернув простой AAC ламинатом из углепластика. Следовательно, общая стоимость армированных панелей AAC может быть снижена за счет использования ламинатов FRP в качестве внешнего армирования (по сравнению с сэндвич-панелями CFRP / AAC) вместо внутренней стальной арматуры в сочетании с низкозатратными методами обработки, которые будут объяснены в этой главе.В таблице 10.1 перечислены механические свойства AAC, которые используются в текущих исследованиях. В настоящем исследовании использовались однонаправленные углеродные волокна SIKA WRAP HEX 103C и смола SIKADUR HEX 300. Механические свойства смолы, а также ламината, предоставленные производителем (Sika Corporation, 2002), перечислены в таблице 10.2.

Таблица 10.1. Механические свойства простого автоклавного газобетона (AAC)

Свойство Значение
Плотность 40 фунтов на квадратный дюйм (640 кг / м 3 )
Прочность на сжатие 456 фунтов на квадратный дюйм ( 3.2 МПа)
Модуль упругости 256 000 фунтов на квадратный дюйм (1800 МПа)
Прочность на сдвиг 17 фунтов на квадратный дюйм (0,12 МПа)
Коэффициент Пуассона 0,25

Таблица 10.2. Механические свойства углеродного волокнистого композита SIKA

Свойство SIKA HEX 300 Однонаправленный ламинат
Предел прочности на разрыв 10 500 psi (72.4 МПа) 123200 фунтов на квадратный дюйм (849 МПа)
Предел прочности на разрыв 90 ° 3500 фунтов на квадратный дюйм (24 МПа)
Модуль упругости, E x 459000 фунтов на квадратный дюйм (3170 МПа) 10 239 800 фунтов на квадратный дюйм (70 552 МПа)
Модуль упругости, E y 459 000 фунтов на квадратный дюйм (3 170 МПа) 705500 фунтов на квадратный дюйм (4861 МПа)
Модуль сдвига, G xy 362500 фунтов на кв. дюйм (2498 МПа)
Удлинение при растяжении 4.8% 1,12%
Толщина слоя 0,04 дюйма (1,016 мм)

В этом исследовании были подготовлены и испытаны три группы панелей при низкоскоростном ударе. Первый — это простые образцы AAC, которые считаются панелями управления. Второй — панели CFRP / AAC, обработанные методом ручной укладки; Панели были зажаты между верхней и нижней однонаправленной пластиной из углеродного волокна (т.10.1) для сдвиговой арматуры. Третий — это панели CFRP / AAC, имеющие те же характеристики, что и вторая группа, но обработанные с использованием технологии вакуумного литья под давлением (VARTM). В качестве альтернативы трудоемкому процессу ручной укладки VARTM представляет собой привлекательный процесс, поскольку он экономит время обработки, особенно при нанесении нескольких слоев углепластика. VARTM — это процесс формования армированных волокном композитных структур, в котором лист гибкого прозрачного материала, такого как нейлон или майларовый пластик, помещается поверх преформы и затем герметизируется, чтобы предотвратить попадание воздуха внутрь преформы (Perez, 2003).Между листом и преформой создается вакуум для удаления захваченного воздуха. VARTM обеспечивает полное смачивание волокна, гарантирует, что волокно полностью пропитано смолой, и не так утомительно, как метод ручной укладки. VARTM обычно представляет собой трехэтапный процесс, состоящий из укладки волокнистой преформы, пропитки преформы смолой и отверждения пропитанной преформы. Полная процедура обработки панели FRP / AAC с использованием техники VARTM не включена в эту главу для краткости и описана в другом месте (Uddin and Fouad, 2007).Чтобы избежать чрезмерного поглощения смолы ААС из-за поверхности пор, поверхность ААС окрашивают блочным наполнителем. Наполнитель блока состоит из воды, карбоната кальция, винилакрилового латекса, аморфного диоксида кремния, диоксида титана, этиленгиклона и кристаллического кремнезема. Назначение блочного наполнителя — заполнить поверхностные поры, присутствующие на поверхностях панелей AAC, и минимизировать чрезмерное поглощение смолы панелями AAC. Имеет плотность 1461 кг / м 3 . Обычно используется для заполнения пор кирпичной кладки или стен из блоков.Его необходимо наносить на чистые, сухие поверхности, полностью очищенные от грязи, пыли, мела, ржавчины, жира и воска. Его можно наносить с помощью нейлоновой или полиэфирной кисти высшего качества или распылительного оборудования. Время высыхания блочного наполнителя — 2-3 часа. Перед нанесением слоя FRP необходимо выждать 4-6 часов.

10.1. Принципиальная схема сэндвич-панели CFRP / AAC.

В таблице 10.3 показаны типы образцов, использованных в этом исследовании, с кратким описанием каждого из них. Все образцы, протестированные в этом исследовании, были 609.8 мм (24,0 дюйма) в длину и 203,3 мм (8,0 дюйма) в ширину. В обозначении образца первая буква указывает тип производственного процесса, используемого для подготовки образца, а вторая буква указывает толщину образца в дюймах. Например, в образце P-1 «P» представляет собой простой образец AAC, а «1» представляет собой толщину образца, 25,4 мм (1,0 дюйма). Точно так же «H» представляет образец, обработанный вручную, а «V» представляет образец, обработанный VARTM. Точность размеров всех образцов была близка к ± 2.5 мм (0,1 дюйма). Образцы AAC были высушены в печи при 70 ° C (158 ° F) для достижения содержания влаги, указанного в стандарте ASTM C 1386 (2007), которое составляет 5-15% по весу.

Таблица 10.3. Детали испытательных образцов

Длина, Ширина, Глубина,
Образец мм мм мм Сердечник Подготовка
ID (дюйм) (дюйм.) (дюйм) материал Лицевая панель процесс
P-1 609,8 (24) 203,2 (8) 25,4 (1) AAC Нет
P-2 609,8 (24) 203,2 (8) 50,8 (2) AAC Нет
P-3 609,8 ( 24) 203,2 (8) 76.2 (3) AAC Нет
H-1 609,8 (24) 203,2 (8) 25,4 (1) AAC Углеродное волокно Sikawrap Hex- 103C Ручная укладка
H-2 609,8 (24) 203,2 (8) 50,8 (2) AAC Углеродное волокно Sikawrap
Hex-103C
Ручная укладка
Н-3 609,8 (24) 203.2 (8) 76,2 (3) AAC Углеродное волокно Sikawrap
Hex-103C
Ручная укладка
V-1 609,8 (24) 203,2 (8) 25,4 (1) ) AAC Углеродное волокно Sikawrap
Hex-103C
VARTM
V-2 609,8 (24) 203,2 (8) 50,8 (2) AAC Углеродное волокно Sikawrap
Шестнадцатеричный-103C
VARTM
V-3 609.8 (24) 203,2 (8) 76,2 (3) AAC Углеродное волокно Sikawrap Hex-103C VARTM

Что такое газобетон? — HESS AAC SYSTEMS

Что такое газобетон?

Газобетон был разработан в Швеции в 1924 году. В Европе газобетон с тех пор стал одним из наиболее широко используемых строительных материалов, а также он все чаще используется во многих других странах. Газобетон, как легкий, прочный, хорошо изолирующий и прочный строительный материал, выпускается во многих классах плотности и прочности.

Газобетон предлагает широкий спектр возможностей для повышения качества строительства при одновременном снижении затрат на строительной площадке. Газобетон производится из смеси кварцевого песка и / или летучей золы (PFA), извести, цемента, гипса / ангидрита, воды и алюминия и выдерживается паровым отверждением в автоклавах. Благодаря своим выдающимся свойствам ячеистый бетон используется во многих строительных проектах, таких как жилые, коммерческие и промышленные здания, школы, больницы, гостиницы и другие сооружения.

Aircrete — это воздухововлекающий бетон, который на 85% по объему состоит из воздуха. Твердое вещество представляет собой кристаллический связующий агент, называемый тоберморит. В своем химическом составе тоберморит содержит диоксид кремния, оксид кальция и воду. Помимо тоберморита вяжущей фазы, газобетон содержит зерна кварца и небольшое количество других минералов. Диоксид кремния получают из кварцевого песка, летучей золы (PFA) или треснувшего кварцита. Диоксид кремния также может быть получен как побочный продукт других процессов, например.грамм. формовочный песок. Оксид кальция получают из негашеной извести, гашеной извести и цемента. Небольшие количества гипса / ангидрита добавляются в качестве катализатора и для оптимизации свойств газобетона. Алюминиевый порошок / паста используется в качестве вспенивающего агента. В особых случаях могут быть добавлены дополнительные (химические) компоненты для улучшения свойств газобетона во время производства и в конечном продукте. Специальные активные ингредиенты позволяют использовать определенные отходы в качестве нового ценного сырья для производства высококачественного газобетона, что поддерживает экологичность и технологический цикл.


Преимущества газобетона

  • Широкий диапазон размеров: изделия из пенобетона могут изготавливаться самых разных размеров, от стандартных блоков до больших железобетонных плит
  • отличная теплоизоляция: газобетон имеет чрезвычайно низкую теплопроводность, что приводит к высокая степень теплового КПД. Это означает значительную экономию затрат на отопление и охлаждение.
  • чрезвычайно легкий: пенобетон весит примерно на 50% меньше сопоставимых строительных материалов
  • высокая прочность на сжатие: пенобетон является твердым продуктом и, следовательно, чрезвычайно упругим.Вся поверхность включена в расчет структурного анализа
  • высокая точность размеров: благодаря точности размеров, газобетон чрезвычайно прост в обработке, так как не требуется густой раствор
  • высокая шумоизоляция: высокая шумоизоляция благодаря пористости конструкция из пенобетона
  • высокая огнестойкость: пенобетон имеет чрезвычайно высокую огнестойкость не менее 4 часов и более
  • термитостойкость: термиты или другие насекомые не могут повредить газобетон
  • простота обращения: благодаря отличным размерам Соотношение веса и веса, строительство из ячеистого бетона происходит очень быстро

Автоклавный газобетон

Автоклавный газобетон (AAC) изготавливается из мелких заполнителей, цемента и расширителя, который заставляет свежую смесь подниматься, как тесто для хлеба.Фактически, этот вид бетона на 80 процентов содержит воздух. На заводе, где он изготавливается, материал формуют и разрезают на детали с точными размерами.

Затвердевшие блоки или панели из автоклавного газобетона соединяются тонким слоем раствора. Компоненты можно использовать для стен, полов и крыш. Легкий материал обеспечивает отличную звуко- и теплоизоляцию и, как и все материалы на основе цемента, является прочным и огнестойким. Чтобы быть долговечным, AAC требует некоторого вида отделки, например, модифицированной полимером штукатурки, природного или искусственного камня или сайдинга.

Ключевые аспекты AAC, будь то проектирование или строительство с его помощью, описаны ниже:

Преимущества

  • Автоклавный газобетон сочетает в себе изоляционные и структурные возможности в одном материале для стен, полов и крыш. Его легкий вес / ячеистые свойства позволяют легко резать, брить и придавать форму, легко принимать гвозди и винты, а также позволяют направлять его для создания пазов для электрических каналов и трубопроводов меньшего диаметра. Это дает ему гибкость при проектировании и изготовлении, а также дает возможность легко регулировать в полевых условиях.
  • Прочность и стабильность размеров. Материал на основе цемента, AAC устойчив к воде, гниению, плесени, плесени и насекомым. Установки имеют точную форму и соответствуют жестким допускам.
  • Огнестойкость отличная, AAC толщиной восемь дюймов достигает четырехчасового рейтинга (фактическая производительность превышает это значение и соответствует требованиям испытаний до восьми часов). А поскольку он негорючий, он не горит и не выделяет токсичных паров.
  • Малый вес означает, что значения R для AAC сопоставимы с обычными каркасными стенами, но они имеют более высокую тепловую массу, обеспечивают герметичность и, как только что было отмечено, не горючие.Этот легкий вес также обеспечивает значительное снижение уровня шума для уединения как от внешнего шума, так и от других помещений при использовании в качестве внутренних перегородок.

Но у материала есть некоторые ограничения. Он не так широко доступен, как большинство изделий из бетона, хотя его можно доставить куда угодно. Если он должен быть отправлен, его легкий вес является преимуществом. Поскольку его прочность ниже, чем у большинства бетонных изделий или систем, в несущих приложениях его обычно необходимо армировать. Он также требует защитной отделки, поскольку материал пористый и будет разрушаться, если оставить его незащищенным.

Размеры

Доступны как блоки, так и панели. Блоки укладываются так же, как и обычная кладка, но с тонким слоем раствора, а панели устанавливаются вертикально на всю высоту этажа. Для структурных нужд внутри стеновой секции размещаются залитые, армированные ячейки и балки. (Вогнутые углубления вдоль вертикальных краев могут создать цилиндрический стержень между двумя соседними панелями.) Для обычных применений вертикальная ячейка размещается по углам, по обе стороны от проемов и на расстоянии от 6 до 8 футов вдоль стены.AAC в среднем составляет около 37 фунтов на кубический фут (pcf), поэтому блоки можно размещать вручную, но панели из-за их размера обычно требуют небольшого крана или другого оборудования.

Панели простираются от пола до верха стены:

  • Высота: до 20 футов
  • Ширина: 24 дюйма
  • Толщина: 6, 8, 10 или 12 дюймов (внутренняя толщина 4 дюйма

Блоки больше и легче традиционной бетонной кладки:

  • Высота: 8 дюймов (тип.)
  • Ширина: 24 дюйма в длину
  • Толщина: 4, 6, 8, 10 и 12 дюймов
  • Стандартные размеры 8 на Блок размером 8 на 24 дюйма весит около 33 фунтов;

Специальные формы:

  • U-образная соединительная балка или блоки перемычки доступны толщиной 8, 10 и 12 дюймов.
  • Блоки язычка и паза доступны от некоторых производителей, и они соединяются с соседними блоками без раствора по вертикальным краям.
  • Порошковые блоки для создания вертикальных ячеек с армированным раствором.

Установка, соединения и отделка

Благодаря схожести с традиционной бетонной кладкой, блоки (блоки) из автоклавного газобетона могут быть легко установлены каменщиками. Иногда к монтажу подключаются плотники. Панели тяжелее из-за своего размера и требуют использования крана для установки.Производители предлагают обучающие семинары, и обычно достаточно иметь одного или двух знающих установщиков для небольших проектов. В зависимости от выбранного типа отделки они могут быть приклеены непосредственно или механически к поверхности AAC.

Блок

  • Первый слой уложен и выровнен. Блоки укладываются вместе с тонким слоем строительного раствора непрерывным соединением с перекрытием не менее 6 дюймов.
  • Стены выровнены, выровнены и выровнены резиновым молотком.
  • Отверстия и нестандартные углы вырезаются ножовкой или ленточной пилой.
  • Определены места армирования, размещена арматура и выполняется заливка раствора. Затирку необходимо подвергнуть механической вибрации для ее уплотнения.
  • Связующие балки размещаются в верхней части стены и могут использоваться для крепления тяжелых приспособлений.

Панели

  • Панели размещаются по одной, начиная с угла. Панели устанавливаются в слой тонкослойного раствора, а вертикальная арматура прикрепляется к дюбелям, выступающим от пола, до того, как будет размещена соседняя панель.
  • Сплошная соединительная балка создается наверху либо из фанеры и материала AAC, либо с помощью соединительной балки.
  • Отверстия можно вырезать заранее или в полевых условиях.

Соединения

  • Рама / каркас крыши соединяется с обычной верхней пластиной или ураганными ремнями, встроенными в соединительную балку.
  • Каркас пола прикреплен с помощью стандартных ригелей, закрепленных на стороне узла AAC, рядом с соединительной балкой.
  • Напольные системы AAC опираются непосредственно на стены AAC.
  • Более крупные конструкционные стальные элементы устанавливаются на приварные пластины или пластины с болтами, вставленные в соединительную балку.

Отделка

  • Отделка типа Stucco изготавливается специально для AAC. Эти модифицированные полимером штукатурки герметизируют от проникновения воды, но при этом пропускают пары влаги для воздухопроницаемости.
  • Обычные сайдинговые материалы прикрепляются к поверхности стены механически. Если желательна обратная вентиляция сайдингового материала, следует использовать опушку.
  • Кладка облицовки может быть непосредственно приклеена к поверхности стены или может быть построена как пустотелая стена. Виниры прямого наложения, как правило, представляют собой легкие материалы, например искусственный камень.

Соображения по вопросам устойчивого развития и энергетики

Автоклавный газобетон с точки зрения устойчивости предлагает как материалы, так и характеристики. Что касается материала, он может содержать переработанные материалы, такие как летучая зола и арматура, которые могут способствовать получению баллов в системе LEED® или других экологических рейтинговых системах.Кроме того, он содержит такое большое количество воздуха, что содержит меньше сырья на единицу объема, чем многие другие строительные продукты. С точки зрения производительности система ведет к ограничению ограждающих конструкций. Это создает энергоэффективную оболочку и защищает от нежелательных потерь воздуха. Физические испытания демонстрируют экономию на нагреве и охлаждении примерно от 10 до 20 процентов по сравнению с традиционной конструкцией рамы. В постоянно холодном климате экономия может быть несколько меньше, потому что этот материал имеет меньшую тепловую массу, чем другие типы бетона.В зависимости от расположения производства по отношению к объекту проекта, AAC может также вносить вклад в местные кредиты на материалы в некоторых системах рейтинга экологичного строительства.

Производственные и физические свойства

Сначала в суспензию смешивают несколько ингредиентов: цемент, известь, воду, мелкоизмельченный песок и часто летучую золу. Добавляется расширительный агент, такой как алюминиевый порошок, и жидкая смесь отливается в большую заготовку. Когда суспензия реагирует с расширителем с образованием пузырьков воздуха, смесь расширяется.После первоначального застывания полученный «пирог» разрезается проволокой на блоки или панели точного размера, а затем запекается (автоклавируется). Тепло способствует более быстрому отверждению материала, благодаря чему блоки и панели сохраняют свои размеры. Армирование помещается в панели перед отверждением.

В ходе этого производственного процесса производится легкий негорючий материал со следующими свойствами:

Плотность: от 20 до 50 фунтов на кубический фут (pcf) — этого достаточно, чтобы плавать в воде

Прочность на сжатие: 300 до 900 фунтов на квадратный дюйм (psi)

Допустимое напряжение сдвига: от 8 до 22 psi

Термическое сопротивление: 0.От 8 до 1,25 на дюйм. толщины

Класс передачи звука (STC): 40 для толщины 4 дюйма; 45 для толщины 8 дюймов

Автоклавный газобетон

В настоящее время нет торговой ассоциации, представляющей отрасль автоклавного газобетона. Производство AAC все еще существует в Северной Америке. Мы предлагаем вам поискать в Интернете представителей дилеров, которые могут помочь вам с потенциальной доступностью продукта в вашем регионе.

AAC Projects

История трех городов: универсальность AAC для жилых помещений

Преимущества использования газобетона в автоклаве (AAC) многочисленны.Возможно, в подтверждение универсальности AAC, три описанных здесь жилых проекта совершенно разные, но имеют общую тему безопасности. Большой дом на одну семью в лесу, строительство которого ведет сам хозяин; скромный дом на одну семью на лесистой местности, спроектированный архитектором, стремящимся к экологически безопасному и здоровому образу жизни; и крупная застройка вдоль побережья залива Луизиана, требующая превосходной погодоустойчивости.

Handal Home, Мэриленд: простота и безопасность

Эта большая резиденция (6800 квадратных футов), расположенная в лесу на юге Мэриленда, столкнулась с рядом строительных проблем.Таким образом, владелец, который сам управляет строительством, хотел простую систему. Оказалось, что это 12-дюймовые блоки AAC. Ему были необходимы их теплоизоляционные и негорючие свойства, чтобы противостоять лесным условиям дома, включая низкие температуры и, возможно, опасность пожара. По его словам, простота AAC позволяет ему за один шаг построить конструктивную стену, которая будет изолирована, устойчива к термитам и готова к отделке. Он не хотел прикреплять сайдинг, предпочитая вместо этого прямую отделку: гипсовую штукатурку для интерьера и лепнину для экстерьера.

Дом Додсона: здоровый и безмятежный

Несколько лет назад, когда архитектор Элис Додсон выбрала компанию AAC для строительства собственного дома, это было отчасти из соображений здоровья и окружающей среды. Давний сторонник устойчивого развития, она также уже следила за Bau-biologie. Относительно неизвестный в Соединенных Штатах, но хорошо известный в Европе среди архитекторов и медицинских работников, Bau-biologie занимается биологией строительства или строительством для жизни. Это произошло после того, как быстрое строительство в послевоенной Германии привело к тому, что мы теперь называем синдромом больного здания.Тогда, как и сейчас, она искала здоровые строительные решения. С этой целью она выбрала блоки и панели из AAC, чтобы получить воздухопроницаемые стены из каменной кладки, которые не выделяют летучие органические соединения (ЛОС). Это создает экологически чистое здание со спокойным и тихим интерьером. А поскольку в процессе строительства участвовал ее муж-пожарный, негорючие материалы были необходимы.

Оболочка из AAC также обеспечивает хорошую теплоемкость и изоляцию. Благодаря энергоэффективной оболочке, дополненной солнечными батареями и дровяной печью, счета за газ в течение первого года составляли всего 100 долларов для дома площадью 4000 квадратных футов.В доме может оставаться тепло в течение двух-трех дней даже после отключения электроэнергии. Додсону нравится, как из материала можно вылепить с помощью деревообрабатывающих инструментов различные формы и элементы, такие как колонны и камины, и он продолжает поддерживать AAC с клиентами, которые ценят его универсальность и эстетический потенциал.

Роща на пляже Инлет: безопасность и устойчивость к погодным условиям

Эта история успеха произошла в результате разрушений, вызванных ураганом Катрина. The Grove at Inlet Beach — это первый жилой комплекс с высокой плотностью застройки, построенный компанией Florida Panhandle. Он предназначен для противостояния погодным условиям и безопасности в окружающей среде на побережье Мексиканского залива.Все стены, полы и потолки в этих домах для одной семьи сделаны из панелей и блоков AAC. Превосходная огнестойкость (четыре часа на четыре дюйма) была ключом к утверждению местного зонирования, и в результате не возникло проблем с возгоранием конструкции. Когда прибывают ураганы, эти конструкции готовы противостоять ветрам со скоростью 150 миль в час (миль в час) (Категория 4) и с надлежащим усилением могут быть спроектированы так, чтобы противостоять ветрам со скоростью 200 миль в час и более (Категория 5). Дома AAC также не разрушаются наводнениями: они противостоят поднимающимся водам, гниению, плесени и плесени, их можно чистить, перекрашивать и снова открывать для жителей — восстановление не требуется.

Как будто безопасность и устойчивость к погодным условиям не были достаточной причиной для выбора AAC для своего дома, застройщик рассчитывает сэкономить 35 процентов на счетах за коммунальные услуги и 65 процентов на страховых взносах.

Комфортность бетона

Некоторые гости в отеле в Джорджии сегодня спят лучше благодаря газобетону в автоклаве (AAC). Примерно в часе езды от Атланты, на месте Форсайта, штат Джорджия, Comfort Suites, небольшой участок, прилегающий к межштатной автомагистрали, возник несколько проблем.А высокая стоимость земли делает все более распространенным строить на участках, которым присущи такие проблемы, как шум, неровная местность или минимальные препятствия. Таким образом, разработчики обратились к бетонной системе, чтобы удовлетворить свои потребности в реализации качественного проекта — в данном случае — в прочном, тихом четырехэтажном здании рядом с оживленным шоссе.

Подробнее о AAC.

Заявление об ограничении ответственности

Список организаций и информационных ресурсов не является ни одобрением, ни рекомендацией Portland Cement Association (PCA).PCA не несет никакой ответственности за выбор перечисленных организаций и продуктов, которые они представляют. PCA также не несет ответственности за ошибки и упущения в этом списке.

Испытание соотношения смеси и анализ основных свойств для автоклавного газобетона (AAC) Блок

[1] Чуньин Чжоу, Цзянсюн Вэй, Цицзюнь Ю.Водопоглощающие характеристики автоклавного газобетона [J]. Журнал Уханьского технологического университета, 2007, 29 (4): 22-26.

[2] Гуолян Чжу, Сяоцян Чжоу, Гофэн Чжан.Применение блока из автоклавного газобетона [J]. Строительные материалы нового типа, 1996 (4): 34-36.

[3] Нараянан К. Структура и свойства газобетона: обзор [J].Исследование цемента и бетона, 2000, 22: 321-329.

[4] Давид З. Янкелевский, Ицхак Авнон. Поведение автоклавного газобетона при взрывном воздействии [J].Строительные и строительные материалы, 1998 (12): 359-361.

DOI: 10.1016 / s0950-0618 (98) 00020-8

[5] Б.Багажник, G. Шобер А.К. Хелблинг, Ф.Х. Виттманн — Параметры механизма разрушения автоклавного газобетона [J] — Исследование цемента и бетона39 (1999).

DOI: 10.1016 / s0008-8846 (99) 00059-9

[6] Н.Нараянан К. Рамамурти Структура и свойства газобетона: Аревью [J]. Цемент и бетонные композиты 22 (2000).

DOI: 10.1016 / s0958-9465 (00) 00016-0

[7] Trunk B, Schober G, Helbling A K, e tal.Механика разрушения Бетоны с рейтингом Autoc Llaved Ae [J]. Семент и конкретные исследования, 1999.

Экспериментальное исследование сверхлегкого (

Тип сверхлегкого (<300 кг / м) 3 ) пенобетона (FC), который может использоваться в качестве нового энергосберегающего и экологически безопасного строительного материала и особенно подходит для Выполнена теплоизоляция наружных стен здания.Сообщалось о влиянии различных смешанных количеств летучей золы, активатора летучей золы, соотношения WC (WC) и пенообразователя (FA) на прочность на сжатие FC. Экспериментальное исследование показало, что (1) добавление летучей золы снижает прочность FC и что соответствующее количество смешиваемой золы в этой сверхлегкой системе FC не должно превышать 45%; (2) с увеличением количества активатора летучей золы прочность образца FC заметно увеличивается, и подходящее количество активатора летучей золы для смешивания составляет 2.5%; (3) оптимизированная пропорция WC составляет 0,45, и FC, произведенный в соответствии с этой пропорцией, имеет относительно высокую прочность на сжатие; (4) при увеличении смешиваемого количества FA прочность на сжатие FC заметно снижается, и оптимальное количество смешиваемой FA в этом эксперименте составляет 3,5%.

1. Введение

Пенобетон (ПБ) относится к более широкой категории ячеистых бетонов, в которых воздушные пустоты задерживаются в матрице раствора с помощью подходящего аэрирующего агента [1–4].Он легкий, имеет влагозащиту, противопожарную, звукоизоляцию и хорошую теплоизоляцию; Таким образом, он успешно применялся в проектах по цементированию нефтяных скважин, использовался в качестве материала для засыпки при земляных работах, а также для звуко- и теплоизоляции строительных панелей, противопожарных стен, энергопоглощающих прокладок на дорогах, дорожных оснований, строительных конструкций. насыпь, фундаменты, геотехнические и шахтные приложения [5–7].

Исследователи успешно создали ТК в диапазоне плотностей 300–1800 кг / м. 3 [2–4, 8, 9], как тип основных материалов; Способы получения пены и свойства FC широко изучены.Ниже приведены некоторые примеры.

(i) Составляющие базовой смеси . В дополнение к обычному портландцементу в быстротвердеющем портландцементе использовались высокоглиноземистые и сульфоалюминат кальция для сокращения времени схватывания и улучшения ранней прочности пенобетона. В дополнение к цементу, многие типы материалов, такие как летучая зола кремнезема, известковый мел, дробленый бетон, зола мусоросжигательного завода, переработанное стекло, формовочный песок, карьерный мелкозернистый материал, пенополистирол, скорлупа масличной пальмы и мелочь Lytag, были использованы для уменьшения количества пыли. плотность пенобетона и / или использовать отходы / вторсырье [3, 5, 6, 10, 11].

(ii) Способы производства пены . Были использованы химическое расширение и механическое вспенивание. При химическом вспенивании вспенивающий агент (FA), такой как алюминиевый порошок, CaH 2 , TiH 2 или MgH 2 , смешивается с ингредиентами базовой смеси, и в процессе смешивания пена образуется из химические реакции, образующие ячеистую структуру бетона. При механическом вспенивании пена готовится заранее с помощью специального устройства — пеногенератора, где вода и химическая примесь смешиваются в определенной пропорции, а предварительно полученная пена механически смешивается с бетонной смесью.После формования бетон затвердевает при нормальных атмосферных условиях [3, 12, 13].

(iii) Свойства FC . Физические свойства (усадка при высыхании, плотность, пористость, система воздушных пустот и сорбция), механические свойства (прочность на сжатие, предел прочности, модуль упругости и прогнозные модели), долговечность и функциональные характеристики (теплопроводность, акустические свойства и огнестойкость) широко обсуждались [5, 6, 14–19].

Во многих вышеупомянутых исследованиях FC использовался цемент в качестве одного из основных материалов. Однако цемент — это строительный материал с высоким энергопотреблением и серьезным загрязнением окружающей среды. Таким образом, традиционный производимый продукт FC противоречит методам разработки экологически чистых строительных материалов, хотя многие экспериментальные и теоретические исследования проводились путем добавления в цемент определенного количества промышленных отходов, таких как летучая зола и шлак; например, Nambiar и Ramamurthy [10] использовали летучую золу для производства FC с плотностями 1000, 1250 и 1500 кг / м 3 .Kearsley и Wainwright [5, 6, 17] пришли к выводу, что долговременные свойства FC можно улучшить, заменив 75% цемента летучей золой. До сих пор было проведено мало экспериментальных исследований влияния высокого содержания летучей золы на прочность на сжатие сверхлегкого (<300 кг / м 3 ) FC. Однако по мере того, как область применения FC становится все шире и шире, требуется все больше и больше сверхлегких (<300 кг / м 3 ) FC, например, теплоизоляционный материал для строительства наружных стен, засыпной материал для теплосохраняющих труб, фундамент. для автомобильных дорог и так далее.В этих приложениях требования к прочности на сжатие не очень высоки; обычно достаточно 0,3 ~ 0,5 МПа.

В этом исследовании был произведен тип сверхлегкого (<300 кг / м 3 ) FC, который может быть использован в качестве нового энергосберегающего и экологически безопасного строительного материала и особенно подходит для теплоизоляции. возведения наружных стен. Сообщалось о влиянии различных смешанных количеств летучей золы, активатора летучей золы, соотношения WC и FA на прочность на сжатие FC.

2. Экспериментальные программы
2.1. Материалы

(i) Цемент . Цемент, использованный в этом исследовании, был стандартным китайским портландцементом 425 [20]. Его плотность составляет 3100 кг / м 3 , а его химический состав приведен в таблице 1.

61 6 ii) Летучая зола .Однокомпонентная зола (pfa) с электростанции Yaomeng в Пиндиншане, Китай, которая использовалась как сухая и просеивалась для удаления некоторых крупных частиц. Количество частиц диаметром более 45 мм контролировали на уровне менее 12,5%. Его технические характеристики соответствовали результату, зафиксированному в документе «Зола уноса, используемая в цементе и бетоне» GB / T1596-2005 [21], а химический состав показан в таблице 1.

(iii) Пенообразователь (FA) . Концентрация перекиси водорода составляет 27,5%; он реагирует с катализатором (MnO 2 ) с образованием газообразного кислорода в процессе производства FC.Уравнение реакции следующее:

(iv) Стабилизатор пены . Это белый порошок собственного производства. Он состоит из триэтаноламина (20%), полиакриламида (40%) и гидроксипропилметилцеллюлозы (40%), его количество в смеси составляет 1% FA, и его основная функция заключается в улучшении вязкости суспензии.

(v) Активатор летучей золы . Самодельная; основным компонентом является белый порошок CaO (80%), а другие компоненты включают NaOH (8%) и Na 2 SO 4 (12%).Принцип активации CaO заключается в следующем: химическая активность летучей золы обусловлена ​​растворимым SiO 2 и Al 2 O 3 в стекловидном теле, и они могут реагировать с CaO в присутствии воды, образуя гидратированные силикат кальция, и после этого появится прочность. Уравнения реакции следующие: Функция NaOH заключается в переводе раствора в щелочную среду, которая может обеспечить основу для реакции золы. OH вызовет разрыв связи Si – O, Al – O, что увеличит скорость гидратации.Функция Na 2 SO 4 заключается в основном в увеличении скорости и повышении уровня активации возбуждения летучей золы. Это связано с тем, что он может реагировать с AlO 2-, когда существует Ca 2+ , с образованием гидратированного алюмината кальция. Он может покрывать частицы летучей золы и образовывать волокнистый слой, причем в близкой степени он меньше, чем C – S – H, что более выгодно для диффузии Ca 2+ в частицы летучей золы.

(vi) Катализатор. Это порошок диоксида марганца (MnO 2 ); его молекулярная масса 86.94 (г / моль).

2.2. Испытательное оборудование

(i) Высокоскоростной смеситель: автоконтроль со скоростью вращения 0 ~ 1200 об / мин. (Ii) Стандартный прибор для проверки консистенции и времени схватывания цемента (Vicat Apparatus) . (Iii) Воронка консистенции цементного раствора: производства Hebei Guanghua Weiye Construction Instrument Factory, вместимостью 1725 мл. (Iv) Многофункциональная машина для испытаний на механику горных пород (RMT): в нашем институте была разработана серия систем RMT. Машина имеет уникальный многофункциональный дизайн и технологию управления; он может проводить много типов испытаний, таких как одноосное сжатие, трехосное сжатие, растяжение, сдвиг и усталостные испытания.Максимальная нагрузка составляет 1 МН, а максимальное ограничивающее давление — 50 МПа. (V) Сушильная печь с электротермическим выдувом типа OL-103. (Vi) Камера для отверждения при постоянной температуре и влажности: Пекинский северный экспериментальный аппарат Хуачуан Co., Ltd.

2.3. Приготовление FC

(i) Добавьте воду в другие материалы, такие как цемент, летучая зола, стабилизатор пены и активатор летучей золы, кроме FA, и равномерно перемешайте, поддерживая температуру суспензии приблизительно 45 ° C. Обычно этот процесс длится примерно 5 минут.(ii) При перемешивании на высокой скорости быстро добавьте FA и продолжайте перемешивание в течение приблизительно 30 секунд. (iii) вылейте равномерно перемешанную суспензию в форму размером 1200 мм × 900 мм × 350 мм и подождите, пока она не вспенится; процесс вспенивания показан на рисунке 1. (iv) Разобрать форму через 2 часа и держать ее в камере для отверждения с постоянной температурой и влажностью до окончания периода испытаний. Для проведения теста используйте образец размером 100 мм × 100 мм × 100 мм; структура пор показана на рисунке 2.


Весь процесс приготовления FC с использованием химического вспенивания можно резюмировать как процесс динамического баланса.В процессе разработки эксперимента необходимо тщательно учитывать плотность суспензии, скорость вспенивания, скорость конденсации суспензии, добавляемое количество FA и другие факторы, влияющие на получение относительно высококачественного продукта. Ключом к формированию структуры FC с использованием химического вспенивания является обеспечение соответствия скорости вспенивания скорости схватывания и затвердевания суспензии.

3. Результаты и обсуждение
3.1. Влияние количества золы в смеси на прочность на сжатие

Прочность FC напрямую зависит от доли загущенного материала.Большие пропорции бетона в загущенном материале соответствуют более высокой прочности продукта. В системе цементно-летучая зола массовое использование летучей золы резко снижает прочность бетона, что особенно очевидно в сверхлегких ТЭ на основе цементно-летучей золы [5, 6, 18]. Следовательно, количество летучей золы в сверхлегких продуктах FC значительно ограничено. Тем не менее, умеренное количество активатора летучей золы может эффективно улучшить начальную прочность продуктов [22], что также полезно для сокращения времени очистки продуктов и повышения эффективности производства.Для FC с фиксированным количеством смешиваемой золы-уноса-активатора 2,5% и насыпной плотностью в сухом состоянии 290 кг / м 3 прочность продуктов 28 d уменьшается по мере увеличения содержания золы-уноса, как показано на Рисунке 3.


Когда содержание летучей золы меньше 45%, тенденция к снижению прочности продукта является умеренной: при изменении количества смеси с 30% до 45% прочность снижается на 0,14 МПа. Однако, когда содержание летучей золы превышает 45%, тенденция к снижению прочности продукта усиливается: когда количество смеси изменяется с 45% до 55%, прочность снижается на 0.37 МПа, а прочность продукта составляла всего 0,15 МПа при содержании летучей золы 55%. Следовательно, для практической осуществимости соответствующее количество летучей золы в этой сверхлегкой системе FC не должно превышать 45%.

3.2. Влияние количества активатора золы-уноса в смеси на прочность на сжатие

Прочность FC напрямую связана с долей цемента в цементирующих материалах, и многие исследователи изучали активацию реакционной способности природных пуццоланов и летучей золы [22– 25].В этом исследовании активатор золы-уноса изготовлен самостоятельно, и его основным компонентом является CaO. Механизм активации летучей золы СаО можно объяснить следующим образом. Вещество в извести, которое в конечном итоге влияет на активность летучей золы, — это Ca (OH) 2 ; Ca (OH) 2 может обеспечить OH для раскрытия химических связей между Si – O и Al – O и Ca 2+ для создания гидравлических цементирующих материалов путем гидратации летучей золы. Однако в реакции должно быть умеренное количество сульфата, чтобы быстро, полностью и экономично активировать летучую золу при нормальной температуре и давлении.Следовательно, количество самодельного активатора летучей золы в смеси имеет решающее значение для активирования прочности летучей золы.

Влияние смешиваемого количества активатора золы-уноса на прочность на сжатие FC, который имеет фиксированное содержание золы-уноса с внутренними присадками 45% и насыпную плотность в сухом состоянии 290 кг / м. 3 , показано на рисунке 4. Как показано на рисунке 4, прочность образца FC заметно увеличивается с увеличением количества активатора летучей золы. При смешивании количества активатора летучей золы более 2.5% увеличение прочности FC имеет тенденцию к выравниванию, что означает, что смешиваемое количество активатора летучей золы имеет оптимальное значение. В этой сверхлегкой системе FC соответствующее количество активатора летучей золы составляет 2,5%.


3.3. Влияние соотношения WC на ​​прочность на сжатие

Отношение WC — еще один важный фактор, который может влиять на характеристики FC [5, 6]. При приготовлении FC путем химического вспенивания скорость загустевания и скорость вспенивания суспензии должны в высокой степени совпадать, что указывает на то, что вспенивание и статическое поддержание суспензии синхронизированы.В процессе приготовления FC соотношение WC существенно влияет на всю технологию приготовления: когда соотношение WC слишком низкое, а суспензия слишком густая, это препятствует полному диспергированию FA и приводит к частичному усилению пенообразования и образованию больших пузырей; кроме того, время начального схватывания суспензии заметно короткое, если соотношение WC низкое. Если суспензия затвердеет до завершения процедуры вспенивания FA, продукты будут перенапряжены внутри и появятся дефекты. Когда соотношение WC чрезмерно велико, а плотность суспензии чрезмерно низкая, конденсация и повышение жесткости суспензии отстают от вспенивания FA, что приведет к разрушению FC на более поздней стадии.Влияние соотношения WC на ​​прочность на сжатие FC показано на рисунке 5. Когда соотношение WC увеличивается с 0,40 до 0,50, прочность на сжатие образца сначала увеличивается, а затем уменьшается, потому что в этом диапазоне соотношения WC консистенция жижа умеренная, а газы равномерно рассеиваются в жиже; таким образом, FA полностью вспенивается, и объем суспензии неуклонно увеличивается. Между тем, структура пор хорошо закреплена, поскольку начальная скорость схватывания суспензии соответствует скорости вспенивания FA.Таким образом, прочность на сжатие образца относительно высока. Когда соотношение WC увеличивается с 0,45 до 0,50, плотность суспензии слишком мала, и газ очень легко вырывается из поверхности образца и оставляет трещины и сквозные отверстия в образце, что снижает прочность образца. Кроме того, поскольку соотношение WC слишком велико, время коагуляции больше, чем время вспенивания везиканта; на более поздней стадии вспенивания части пор сливаются, что снижает равномерность и значительно снижает прочность пористой структуры в образце.Поэтому в эксперименте оптимальное соотношение WC составляет 0,45. FC, который был произведен с таким соотношением WC, имеет относительно высокую прочность на сжатие.


3.4. Влияние ТВС на прочность на сжатие

ТВС является одним из основных сырьевых материалов для получения ТЭ. FA вызывает химические реакции в равномерно перемешиваемой суспензии, в результате которых образуется много газа. Газ рассеивается внутри раствора и постепенно фиксируется в затвердевшем бетоне по мере его конденсации; наконец, газ образует ровную и устойчивую везикулярную структуру.На рисунке 6 показано влияние количества смеси FA на 28-дневную прочность FC на сжатие. Из рисунка 6 видно, что прочность на сжатие FC уменьшается по мере увеличения количества смеси FA, поскольку количество воздушных отверстий внутри FC также увеличивается, а стенки воздушных отверстий становятся тоньше. Следовательно, объемная плотность в сухом состоянии FC уменьшается, а вместе с ним и прочность. Наблюдается, что стенка поры образца с добавкой 3% H 2 O 2 является самой толстой и почти не имеет взаимосвязанных пор; таким образом, этот образец имеет максимальную прочность на сжатие.Стенка поры образца с содержанием смеси 4,5% H 2 O 2 является самой тонкой со множеством взаимосвязанных пор; таким образом, он имеет минимальную прочность. Для образца, который был изготовлен с использованием ТВС с содержанием примеси H 2 O 2 3,5%, толщина стенки пор и структура пор являются относительно подходящими, а прочность также соответствует требованиям сохранения тепла внешняя стена. Следовательно, оптимальное количество примеси ЖК в данном эксперименте — 3.5%.


4. Выводы

Изготовлен тип сверхлегкого (<300 кг / м 3 ) ТЭ. Экспериментально изучалось влияние различных смешиваемых количеств летучей золы, активатора летучей золы, соотношения WC и FA на прочность на сжатие FC, и их можно резюмировать следующим образом. (1) Плотность суспензии, скорость вспенивания, конденсация скорость суспензии, добавляемое количество FA и другие влияющие факторы необходимо тщательно учитывать, чтобы приготовить продукт относительно высокого качества.При формировании структур FC с использованием химического вспенивания скорость вспенивания должна соответствовать скорости схватывания и твердения суспензии. (2) Когда содержание летучей золы меньше 45%, прочность продукта умеренно снижается, тогда как при содержании летучей золы больше 45%, прочность продукта быстро снижается. Для практической осуществимости соответствующее количество смешиваемой золы-уноса в этой сверхлегкой системе FC не должно превышать 45%. (3) С увеличением количества активатора золы-уноса прочность образца FC заметно увеличивается.Когда количество активатора летучей золы в смеси превышает 2,5%, увеличение прочности FC имеет тенденцию к выравниванию. В этой сверхлегкой системе FC соответствующее количество активатора летучей золы в смеси составляет 2,5%. (4) В эксперименте оптимизированная доля WC составляет 0,45. FC, который был произведен с этой пропорцией, имеет относительно высокую прочность на сжатие. (5) С увеличением количества добавки FA, прочность на сжатие FC заметно снижается. Толщина стенки пор и структура пор образца, полученного с использованием ТВС с добавкой 3 H 2 O 2 .5% являются относительно подходящими, а прочность также удовлетворяет требованию сохранения тепла наружной стены. Поэтому оптимальное количество примеси ЖК в данном эксперименте составляет 3,5%.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Благодарности

Эта работа была поддержана Национальной программой по проекту ключевых фундаментальных исследований (программа 973) (грант № 2013CB036006), Национальным фондом естественных наук Китая (гранты №№.51208499, 41102193 и 51109207), Постдокторский научный фонд Китая (2014M550365) и Национальный научный фонд для выдающихся молодых ученых Китая (грант № 51225902).

Материалы | Бесплатный полнотекстовый | Материальный дизайн и оценка характеристик пенобетона для цифрового производства

1. Введение

Пенобетон (FC) — это легкий вяжущий материал с ячеистой структурой, получаемый путем введения воздушных пустот в строительный раствор или цементное тесто. Он может иметь плотность в диапазоне от 200 до 1900 кг / м 3 .Пенобетон плотностью менее 400 кг / м 3 используется в первую очередь как наполнитель или изоляционный материал [1,2,3]. Из-за технической и инженерной незнания большинства практиков и предполагаемых трудностей в достижении достаточно высокой прочности в последние несколько десятилетий пенобетон в значительной степени игнорировался для использования в конструкционных приложениях. В большинстве случаев пенобетон использовался для заполнения пустот, выполнял функцию теплоизоляции и действовал как акустический глушитель. Достижения в области химических и механических технологий вспенивания, добавок в бетон и других добавок значительно улучшили стабильность и механические свойства пенобетона.В настоящее время потенциал этого материала для структурного применения хорошо известен, и многочисленные исследовательские проекты были сосредоточены на улучшении свойств пенобетона, особенно в отношении его механических характеристик несущей способности [2,4,5]. Группы, работающие с предвидением в области цифрового производства, определили будущую потребность в устойчивых строительных материалах, которые являются экономически эффективными и экологически чистыми [6]. Ожидается, что после завершения предварительных исследований и описания фундаментальных принципов цифрового производства из цементирующих материалов следующим шагом станет переосмысление технологии, включая сокращение материальных затрат и воздействия на окружающую среду.Пенобетон имеет небольшой удельный вес, что снижает собственные нагрузки и, таким образом, позволяет уменьшить размеры фундамента и количество арматуры. Кроме того, низкая теплопроводность пенобетона позволяет сократить использование дополнительных изоляционных материалов, которые в основном основаны на нефтехимических полимерах с высоким содержанием CO 2 и очень ограниченной пригодностью для вторичной переработки. В отличие от таких материалов, пенобетон состоит из минеральных компонентов с незначительным содержанием химических примесей [7].Кроме того, поскольку применение дополнительных изоляционных панелей может больше не потребоваться, можно ожидать значительного сокращения энергопотребления и времени на транспортировку и монтаж, а также снижение шума на строительной площадке. Подводя итог, пенобетон признан универсальным строительным материалом, экологически чистым и технически эффективным. Концепция 3D-печати бетона на месте (CONPrint3D), разработанная в Техническом университете Дрездена, способствует реализации преимуществ аддитивных технологий в строительной отрасли [8].В отличие от концепций, продвигающих печать интегрированной опалубки, CONPrint3D подчеркивает сокращение второстепенных шагов, таких как заполнение печатных форм [9,10]. Эта технология позволяет печатать стены большой толщины, заменяя кладку. Применение пенобетона в рамках концепции CONPrint3D является многообещающим и потенциально позволяет изготавливать несущие стены и конструктивные элементы с такими свойствами, как превосходная теплоизоляция, звукопоглощение и огнестойкость [11,12].Авторы ожидают, что применение различных материалов на основе цемента в 3D-печати бетона упростит формулирование новых строительных стандартов и перейдет к полной автоматизации строительных процессов. Изменяя плотность и толщину стен из пенобетона, напечатанных на 3D-принтере, можно полностью или частично отказаться от дополнительных систем изоляции. Еще одним аспектом, облегчающим применение пенобетона в качестве материала, выполняющего как изоляционные, так и структурные функции, является легкость его переработки и утилизации.В литературе есть пример, описывающий автоматическое нанесение пенобетона на вертикальные поверхности методом экструзии [13]. Авторы поместили пенобетон на голые стены существующих зданий, чтобы получить изоляцию фасада, пригодную для вторичной переработки и свободную по дизайну и форме. Использованный материал обладал кажущейся стабильностью формы, прочностные характеристики не изучались. Faliano et al. В [14,15] описаны пенобетоны с плотностью в сухом состоянии от 400 до 800 кг / м 3 и прочностью на сжатие в диапазоне 1.От 5 до 9 МПа и, кроме того, сохраняет стабильность размеров после экструзии. Отношение воды к цементу (в / ц) было установлено на 0,3 во всех смесях. Ни наполнители, ни заполнители не использовались. Предварительно сформированная пена была приготовлена ​​с пенообразователем на белковой основе. Исследование дает широкий спектр результатов, связанных с влиянием условий отверждения на прочность на растяжение и сжатие. Однако описанная экспериментальная процедура не представляла типичных процедур 3D-печати с помощью роботизированных печатающих головок.Материал был скорее заполнен стальной опалубкой и вручную вытеснен с опалубки на ранней стадии гидратации. Техника осаждения, использованная Faliano et al. имитирует автоматическую экструзию и обеспечивает первое заполнение поведения материала с точки зрения стабильности формы и развития прочности в сыром виде. Не существует стандартного способа измерения свойств сборки. Как правило, возможность сборки оценивается путем печати определенного количества слоев с определенной скоростью [16,17,18,19]. На данный момент трудно оценить возможную конструктивность пенобетона, разработанного Faliano et al.[11,12], поскольку время покоя пенобетона и его реологические характеристики в свежем состоянии не уточняются. В исследовании подчеркивается использование агентов, повышающих вязкость (VEA), и указывается на необходимость дополнительных исследований поведения экструдированного пенобетона в свежем состоянии. Авторы предполагали возможность применения экструдированных пенобетонных смесей плотностью до 200 кг / м3 3 . Как конструкционные, так и неструктурные области применения экструдируемых элементов из пенобетона были признаны эффективными и экологически безопасными.Одним из предложенных вариантов применения было формирование многослойных изоляционных панелей на месте. В целом, бетон, который подходит для цифрового строительства, должен быть хорошо экструдируемым и демонстрировать адекватную строительную способность. Кроме того, напечатанные слои должны иметь хорошие межслойные связи [9,16,20,21]. Наконец, материал должен обладать соответствующими механическими свойствами, например прочностью на сжатие [9,21,22,23]. Обычный пенобетон отличается хорошей обрабатываемостью и текучестью, что является многообещающим с точки зрения технологических параметров экструзии и прокачиваемости, необходимых для 3D-печати.Обычно пенобетон перекачивается к месту укладки и, как правило, не требует уплотнения; пенобетон можно успешно перекачивать на значительные расстояния и высоты [1]. Таким образом, с этой точки зрения он подходит для технологий 3D-печати на основе экструзии. Однако необходимо учитывать потенциальное влияние перекачки на характеристики пены, поскольку они могут повлиять на стабильность смеси и привести к изменению ее плотности. Другой важной особенностью материала, пригодного для печати, является его способность к наращиванию, которая складывается из стабильности формы напечатанных слоев под их собственным весом и способности удерживать последующие слои с минимальной деформацией [20].Другими словами, строительная способность пенобетона может быть описана как сочетание самостойкости и достаточной жесткости с ранним схватыванием. Что касается самостойкости, пенобетон обычно воспринимается как сыпучий, самоуплотняющийся материал. Признано, что при более низких плотностях текучесть снижается из-за уменьшения собственного веса и адгезии между твердыми частицами и пузырьками воздуха [24]. Однако предыдущие исследования пенобетона показали, что снижение текучести по сравнению с обычными применениями, такими как заполнение пустот, часто рассматривается как признак низкого качества или несоответствующего дизайна смеси [4].Имея в виду 3D-печать в качестве технологии нанесения, должно быть возможно получение перекачиваемого и самостабильного пенобетона, но на сегодняшний день этот подход не был тщательно исследован, поэтому необходимы дальнейшие исследования. В исследованиях, связанных с 3D-печатью с использованием бетона с нормальным весом, быстрое схватывание обычно достигается за счет использования ускоряющих добавок или выбора цементов с более коротким временем схватывания, то есть быстротвердеющих сульфоалюминатных или алюминатных цементов [6,25]. Такими же подходами можно добиться быстрого схватывания пенобетона.Однако, как сообщается в [26], использование ускоряющих схватывание материалов в пенобетоне не всегда дает такой же эффект, как в бетоне с нормальным весом. Более того, они могут вызвать нестабильность и повлиять на качество пенобетона. В некоторых исследованиях использовались различные типы цемента, характеризующиеся быстрым схватыванием [27,28]. Быстротвердеющий портландцемент часто используется для снижения рисков нестабильности и сегрегации и обеспечения того, чтобы пенобетон на очень ранней стадии развил прочную однородную микроструктуру.Также было замечено, что добавление алюминатного цемента, сокращая время схватывания, может снизить прочность пенобетона на сжатие [29]. Кроме того, упомянутые специальные вяжущие материалы относительно дороги, что ограничивает область их применения. Еще один важный аспект печатных элементов — их межслойное склеивание. Он сильно влияет на механические свойства, долговечность и работоспособность 3D-печатных конструкций; см., например, [30,31,32]. Качество межслойной связи зависит от множества факторов, связанных со свойствами свежего бетона и техникой печати, т.е.е., временной интервал между слоями, форма и размер волокна и т. д. Не было найдено литературы, которая могла бы помочь оценить поведение пенобетона с этой точки зрения. Что касается проницаемости и устойчивости пенобетона к агрессивным средам, было доказано, что его ячеистая пористая структура не обязательно делает его менее устойчивым к проникновению влаги по сравнению с обычным плотным бетоном, поскольку воздушные пустоты не связаны между собой и действуют как буфер, предотвращающий капиллярное всасывание и другие транспортные процессы.Обычно существует два механизма введения больших объемов воздушных пустот в смесь: (1) использование газообразующих химикатов, таких как алюминиевый порошок, и (2) использование пенообразователей. Добавление газообразующих агентов приводит к образованию пузырьков в результате химических реакций с щелочными продуктами гидратации, например гидроксидом кальция [33]. Этот метод используется для производства газобетона, который еще называют газобетоном. Как сообщают Холт и Райвио [31], пенобетон, полученный с добавлением алюминиевого порошка, имеет ряд существенных недостатков, таких как относительно высокая стоимость, а также более низкая прочность, более высокое содержание влаги и более выраженная усадка по сравнению с традиционным бетоном.Свойства газобетона можно значительно улучшить путем отверждения паром под высоким давлением в автоклаве. Однако такое отверждение было бы контрпродуктивным, поскольку основным преимуществом технологии 3D-печати бетона является сокращение промежуточных этапов, таких как сложная заливка и отверждение. В альтернативном подходе пенобетон можно производить либо путем добавления пенообразователя. с цементным тестом с последующим интенсивным перемешиванием, которое называется методом смешанного вспенивания, или путем смешивания отдельно произведенной пены с цементным тестом, который известен как метод предварительного вспенивания [1,4].В отличие от добавления газообразующих химикатов, использование пенообразователей при производстве пенобетона имеет более высокий потенциал для применения в 3D-печати. В основном это объясняется относительной легкостью корректировки свежих и затвердевших свойств путем варьирования сырья и химических добавок [1,2,7,24,26,34]. Метод смешанного вспенивания широко применяется в строительной индустрии для производства пенобетона. Однако этот метод ограничен использованием синтетических пенообразователей и сильно зависит от используемого смесительного устройства.Напротив, метод предварительного вспенивания позволяет определять плотность материала путем точного добавления необходимого количества пены к основной смеси. Поскольку соотношение пены и основного материала может быть больше 1: 1, пена становится основным фактором влияния [35]. Стабильность воздушных пустот во время перекачивания и перемешивания с цементной матрицей важна для обеспечения требуемых характеристик пенобетона в свежем и затвердевшем состояниях. Для пенобетона с синтетическими пенообразователями легче обращаться, они менее подвержены воздействию экстремальных температур и могут храниться дольше.Синтетические пенообразователи можно использовать как в технологиях предварительного вспенивания, так и в технологиях смешанного вспенивания. Более того, они, как правило, менее дороги и требуют значительно меньше энергии для производства высококачественной пены [35]. Тем не менее, синтетические поверхностно-активные вещества не могут соответствовать характеристикам агентов на основе белков из-за их большего размера пузырьков и менее изолированных ячеек, что приводит к более низкой прочности бетона [35,36]. Пены, полученные с использованием пенообразователей на белковой основе, характеризуются меньшим размером пузырьков воздуха, более высокой стабильностью, т.е.е. меньший дренаж воды и более прочная изолированная пузырьковая структура по сравнению с пенами, полученными с помощью синтетических пенообразователей [1,2]. Также сообщалось, что пенобетон, полученный с использованием поверхностно-активных веществ на белковой основе, имеет отношение прочности к плотности от 50% до 100% выше по сравнению с пенобетоном, полученным с использованием синтетического пенообразователя [35,36]. Основываясь на соображениях, упомянутых в отношении характеристик двух существующих поверхностно-активных веществ, в этом исследовании основное внимание уделяется технологии предварительного вспенивания с использованием вспенивающего агента на белковой основе.На рисунке 1 представлена ​​структура экспериментальной части представленного исследования. Настоящее исследование посвящено получению пригодного для печати пенобетона, который является стабильным и дает адекватные реологические и механические свойства, подходящие для 3D-печати. Составляющие материалы были выбраны специально для достижения достаточной когезии и стабильности формы сразу после нанесения материала печатающей головкой, а также адекватных долгосрочных механических свойств для структурных применений.Было подготовлено четыре рецепта. Желаемая плотность свежих смесей была указана в пределах 1100–1600 кг / м 3 . Наконец, изоляционные свойства пенобетона для печати сравнивались с изоляционными свойствами обычного бетона для печати (справочный материал описан в [37]).
Опубликовано в категории: Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

2019 © Все права защищены.

Цемент Зола уноса
% по массе GB175-2007 % по массе GB / T1596-2005

SiO 2 21.84 48,2
CaO 65,23 19,6
Al 2 O 3 5,23
Fe 2 O 3 3.30 3,7
SO 3 0,98 ≤3,5 1,7 ≤3.0
MgO 2,76 ≤5 1,1
K 2 O + Na 2 O 1,6
Потери при возгорании 1,5 ≤3,0 2,0 ≤5,0
Растворимый остаток 0,19 ≤1,5 ​​ 0,75