Плотность пенобетона: От чего зависит плотность пенобетона
От чего зависит плотность пенобетона
Пенобетон
При выборе изделий для строительства дома обязательно нужно учитывать их предназначение, а на основании этого эксплуатационную плотность пенобетона. Определить ее достаточно легко — она зашифрована в марке. Например, D400 – 400,00 кг/м³. Оптимальный вариант для несущих стен дома — D600 и выше.
Пеноблок преимущества
Содержание статьи
- Характеристика изделий, состав, применение
- Область применения пенобетона
- Плотность и ее влияние на качество и назначение материала
- Прочность изделий
- Теплопроводность и влагостойкость материала
Характеристика изделий, состав, применение
Пенобетонные блоки — доступный строительный материал с высокими эксплуатационными характеристиками. Привлекательная цена, высокие теплоизоляционные свойства и скорость кладки стен снискали особую популярность у будущих домовладельцев.
Кладка стен
Такие изделия достаточно легки в изготовлении. Поэтому изготовить их можно своими руками в условиях строительной площадки.
Вот краткая инструкция и последовательность действий:
- рассчитываем нужную плотность и необходимое количество материалов для ее получения;
- смешиваем цемент и песок в бетоносмесителе;
- в пеногенераторе готовим необходимый состав пены;
- добавляем воду и при помощи пеногенератора подаем готовую пену в бетоносмеситель;
- весь раствор тщательно перемешиваем и при помощи рукава подаем в формы или готовую опалубку. (видео в этой статье)
Пеноблоки производство
Стандартный готовый блок (фото) из пористого бетона объемным весом около 500 кг/м³ весит до 30 кг. Пенобетон не подвержен гниению и практически не стареет. Составляющие его — это смесь цемента, гипса, извести и алюминиевой пудры.
Стандартный пеноблок
Объемный вес рассматриваемого материала легко координировать — увеличивая или уменьшая пористость в процессе их изготовления. Показатель напрямую зависит от величины ячеек (пористости), выбранного пенообразователя, вида и количества наполнителя — кварцевый песок, зола и т. д. Каждый заполнитель бетона имеет свое значение, которое при определенных пропорциях оказывает влияние на конечные характеристики продукта.
Подсказки: очень важно для получения изделий требуемого назначения и запланированной плотности тщательно подходить к выбору и расчету количества наполнителей, а также правильному подбору пенообразователя.
Изделия делятся на три основные группы:
- для теплоизоляции, объемный вес 500,00 кг/м³;
- конструкционные с теплоизоляционными свойствами, марки 500,00 – 900,00 кг/м³;
- конструкционные, марки 900,00 – 1200,00 кг/м³.
Блоки пенобетонные плотность, сравнительные характеристики:
Назначение пеноблока | Плотность | Бетон, М | Прочность класс,B | Теплопроводность | Морозостойкость, F |
Теплоизоляция стен | D400 | 10 | 0,75 | 0,101 | |
D500 | 15 | 1 | 0,120 | ||
Несущие теплоизоляционные конструкции | D600 | 35 | 2,5 | 0,140 | 35 |
D700 | 45 | 3,5 | 50 | ||
D800 | 60 | 5 | 0,209 | 75 | |
D1000 | 100 | 7,5 | 0,290 | 50 | |
Несущие наружные стены | D1100 | 150 | 10 | 0,340 | |
D1200 | 150 | 12,5 | 0,379 |
Область применения пенобетона
Виды кладки
- блоки для кладки наружных стен и перегородок;
- монолитное строительство;
- теплоизоляция стен, основания пола и плит перекрытий;
- заливка пустот — пенобетон очень подвижен в жидком состоянии;
- теплоизоляция крыш: блоки низкой плотности дают превосходные тепловые характеристики;
- заполнение траншей, пазух котлованов: материал со стандартным объемным весом не оседает, не требует виброукладки и обеспечивает монолитное заполнение требуемого качества;
- теплоизоляция трубопроводов;
Плотность и ее влияние на качество и назначение материала
youtube.com/embed/wVR03Ray9U4″ frameborder=»0″ allowfullscreen=»allowfullscreen»>Прочность изделий
Пеноблок
Структура изделия состоит из обособленных автономных ячеек, образующихся в результате химической реакции соединения цементной смеси и пенообразователя. В итоге происходит выделение пузырьков газа, количество которых значительно влияет на прочность изделия.
Например, материал марки Д300, обладает прочностью 8-15 кг/см², а марки Д1200 — 70-100 кг/см².
Теплопроводность и влагостойкость материала
Пенобетонные блоки
Плотность материала влияет и на теплопроводность изделия. Чем больше она, тем выше теплоизоляционные свойства.
Теплоизоляционные плиты, плотностью 150-300 кг/см² по прочностным характеристикам превосходят пенополистирольные и минераловатные плиты, а по теплоизоляционным свойствам практически равны.
Способность материала поглощать воду во многом зависит от объемного веса. А влагостойкость притягивает к себе показатель морозоустойчивости материала.
Изделие из пенобетона
Чем выше влагостойкость, тем более морозоустойчивыми окажутся стены из выбранных пенобетонных блоков. Показатель морозостойкости еще показывает сколько циклов заморозки и размораживания может выдержать материал данной марки. Чем выше по величине это значение, тем дольше выстоит строение.
Пенобетон
Пористые пенобетоны пониженной плотности, например, марки Д300, наряду с высокими технико-экономическими показателями имеет ряд недостатков. Низкая стойкость к растяжению и повышенная хрупкость материала создает некоторые проблемы уже при транспортировке изделий.
Теплопроводность пенобетона различной плотности
Приведены таблицы значений теплопроводности пенобетона и других ячеистых строительных материалов различной плотности. Коэффициент теплопроводности рассмотренных пеноматериалов указан при температуре 20…30°С.
Кроме того, в таблицах дано среднее количество ячеек на 1 см2 поверхности материала и средний диаметр ячеек. Плотность пенобетона в таблице находится в пределах от 282 до 927 кг/м3. По данным таблицы видно, что плотность пенобетона меньше плотности воды — этот пеноматериал будет плавать на ее поверхности.
Теплопроводность пенобетона зависит от его плотности и среднего диаметра ячеек и может составлять от 0,069 до 0,234 Вт/(м·град). Снижение плотности пенобетона и уменьшение размера ячеек приводит к падению его теплопроводности.
Следует отметить параметры, при которых пенобетон имеет наименьшее значение коэффициента теплопроводности. Из рассмотренных в таблице типов пенобетона минимальной теплопроводностью обладает пенобетон с плотностью 293 кг/м
Плотность пенобетона, кг/м3 | Среднее количество ячеек на 1 см2 поверхности | Средний диаметр ячеек, мм | Теплопроводность пенобетона, Вт/(м·град) |
---|---|---|---|
282 | 53 | 1,28 | 0,087 |
293 | 221 | 0,63 | 0,069 |
314 | 23 | 1,86 | 0,101 |
366 | 88 | 0,97 | 0,098 |
368 | 201 | 0,64 | 0,088 |
370 | 60 | 1,17 | 0,102 |
373 | 161 | 0,71 | 0,088 |
415 | 186 | 0,66 | 0,096 |
415 | 123 | 0,81 | 0,102 |
420 | 42 | 1,38 | 0,112 |
539 | 202 | 0,61 | 0,11 |
550 | 94 | 0,89 | 0,14 |
559 | 145 | 0,71 | 0,127 |
563 | 284 | 0,51 | 0,129 |
611 | 300 | 0,49 | 0,14 |
620 | 22 | 1,79 | 0,158 |
633 | 70 | 1,07 | 0,154 |
916 | 313 | 0,41 | 0,217 |
927 | 58 | 0,96 | 0,234 |
Во второй таблице рассмотрена теплопроводность пенистых строительных материалов таких, как пеногипс, пеноангидрид и пенодиатомовый кирпич.
Наименьшей теплопроводностью и плотностью из представленных материалов обладает пенодиатомовый кирпич. Коэффициент теплопроводности этого пеноматериала составляет 0,095…0,108 Вт/(м·град).
Пеногипс и пеноангидрид являются более плотными и теплопроводными. Их теплопроводность находится в диапазоне от 0,142…0,204 Вт/(м·град).
Плотность, кг/м3 | Среднее количество ячеек на 1 см2 поверхности | Средний диаметр ячеек, мм | Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·град) |
---|---|---|---|
Пеногипс | |||
623 | 22 | 1,61 | 0,154 |
640 | 44 | 1,13 | 0,15 |
641 | 180 | 0,56 | 0,142 |
715 | 25 | 1,41 | 0,178 |
740 | 110 | 0,68 | 0,169 |
846 | 42 | 0,95 | 0,204 |
850 | 175 | 0,46 | 0,199 |
Пенодиатомовый кирпич | |||
412 | 1600 | 0,22 | 0,095 |
415 | 1444 | 0,23 | 0,097 |
430 | 625 | 0,34 | 0,106 |
460 | 529 | 0,37 | 0,106 |
465 | 676 | 0,33 | 0,106 |
475 | 484 | 0,38 | 0,108 |
Пеноангидрид | |||
721 | 137 | 0,67 | 0,171 |
725 | 35 | 1,33 | 0,177 |
Источник:
Чиркин В. С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники. М.: Атомиздат, 1967.
Пенобетон: производство, преимущества и недостатки Плотность бетона можно уменьшить введением в затвердевшее цементное тесто устойчивых пустот. Пустоты могут быть введены воздухом или газом. В этот бетон пенообразователь вводит воздух, поэтому его называют пенобетоном.
- Пенобетон обычно имеет низкую плотность в диапазоне от 300 до 1600 кг/куб.м, что способствует снижению статической нагрузки конструкции.
- Прочность пенобетона на сжатие составляет от 0,2 до 18 МПа.
- Текстурная поверхность и моноструктурные ячейки делают его широко используемым в области теплоизоляции, звукопоглощения и огнестойкости.
- Его также называют бетоном низкой плотности или самоуплотняющимся бетоном.
Сырье, используемое в производстве пенобетона
- Опалубочный бетон производится с использованием цемента, песка или золы-уноса, воды и пенообразователя.
- Пенообразователь может быть натуральным или синтетическим.
- Дубильные экстракты кожевенной промышленности, мыльный щелок, сульфитный щелок являются некоторыми природными пенообразователями.
- Натуральные пенообразователи обладают различными свойствами. Таким образом, можно производить синтетические пенообразователи с требуемыми свойствами.
Процесс производства пенобетона
Цемент, песок и вода смешиваются вместе, а раствор хранится в буферном резервуаре. Его следует постоянно помешивать, чтобы избежать расслоения.
Пенообразователь и вода смешиваются отдельно в специализированном оборудовании для производства пены. Сжатый воздух подается в зависимости от необходимого количества пены.
Эта пена затем впрыскивается в цементный раствор для изготовления пенобетона. Эти растворы на цементной основе содержат не менее 20% пены.
Преимущества пенобетона
- Обладает легким весом.
Он создает небольшую вертикальную нагрузку на окружающую подконструкцию.
- Обладает низкой теплопроводностью и хорошими звукоизоляционными свойствами, которых нет у обычного бетона.
- Обладает отличной морозостойкостью и устойчивостью к оттаиванию.
- Пенобетон представляет собой сыпучий бетон, который можно укладывать без уплотнения. При укладке в фундамент или котлованы пенобетон соответствует каждому контуру земляного полотна.
- Пенобетон можно легко перекачивать при относительно низком давлении на большие расстояния.
- Пенобетон – очень долговечный материал. Он не разлагается и прочен, как камень.
- Пенобетон имеет низкий коэффициент водопроницаемости.
Недостатки пенобетона
- С уменьшением плотности пенобетона снижается его прочность на сжатие и изгиб.
- Пенобетон имеет относительно высокое содержание пасты и не содержит крупного заполнителя, он дает большую усадку, чем обычный бетон.
- Так как в нем больше цемента, чем в обычном бетоне. Так становится дорого
- На долговечность пенобетона в основном влияет отношение связной поры к общей пористости.
- Время перемешивания пенобетона больше.
Уменьшенный собственный вес конструкции приводит к экономии средств при возведении несущих конструкций и фундаментов. Он также не требует уплотнения. Он может заполнить пустоты и трещины, путешествуя на большие расстояния. Обладает хорошими свойствами замораживания/оттаивания
и хорошей теплоизоляцией.
Итак, пенобетон может быть принят в качестве альтернативного строительного материала.
Читайте также: Самовосстанавливающийся бетон
previousПринципы и применение ГИС
nextВведение в оценку недвижимости
Прочность пенобетона | Энциклопедия MDPI
Пенобетон представляет собой тип бетона, который производится путем блокировки воздушных пустот в растворе с помощью подходящего пенообразователя и классифицируется как легкий бетон. Обладает малым собственным весом, минимальным расходом заполнителя (не используется крупный заполнитель), высокой текучестью, контролируемой низкой прочностью и теплоизоляцией. На свойства пенобетона влияет способ производства и используемые материалы. В отличие от других пористых легких бетонов, сборные пены с пенообразователями добавляются к свежему цементному тесту и раствору. Воздушные поры, приносимые пенами, составляют 10–90% от объема закаленного тела. Эта пористая структура лежит в основе механических свойств, теплопроводности, акустических и прочностных свойств пенобетона. Одним из преимуществ пенобетона является его снижение веса (до 80%) по сравнению с обычным бетоном. Пузырьки воздуха равномерно распределяются в теле пенобетона. Пористая структура может быть нарушена при смешивании, транспортировке и укладке свежего бетона, поэтому он должен иметь неподвижные стенки. Пузырьки воздуха имеют размер примерно от 0,1 до 1 мм. Плотность пенобетона в основном зависит от количества пены и колеблется в пределах от 400 до 1600 кг/м 9 .
0102 3 . Его можно использовать для структурных, разделительных, изоляционных и заполняющих работ с превосходной акустической/тепловой изоляцией, высокой огнестойкостью, более низкими затратами на сырье, более легкой перекачкой и, наконец, отсутствием уплотнения, вибрации или выравнивания.
пенобетон физико-механические свойства дизайн смеси теплопроводность микроструктура
1.

ASTM C666 определяет способность бетона нормальной массы сопротивляться циклам быстрого замораживания и оттаивания и приводит к разрушению типа микротрещин и отложений при проводке по пенобетону [1] [2] . Тикальский и др. [1] разработала модифицированную процедуру испытания на замораживание-оттаивание на основе ASTM C666. Прочность на сжатие, начальная глубина проникновения, переменные скорости впитывания оказывают важное влияние на производство морозостойкого пенобетона. Сообщалось, что плотность и проницаемость не являются важными переменными.
Вода, попадающая в бетон, расширяется во время замерзания и создает напряжения. Пористая структура пенобетона обеспечивает хорошую устойчивость к замораживанию и оттаиванию за счет дополнительного пространства, в котором вода может расширяться [3] . Пенобетоны обычно обладают хорошей устойчивостью к FT по сравнению с негазобетоном. Шон и др. [4] показали в результате своей работы, что пенобетоны с высокой пористостью не всегда обеспечивают более высокое сопротивление ФТ. Было обнаружено, что на сопротивление FT пенобетона влияет больше, чем размер воздушной полости, и сообщалось, что количество воздушных пустот менее 300 мкм играет решающую роль в уменьшении повреждения FT в пенобетоне. В связи с увеличением количества циклов замораживания-оттаивания на поверхности образцов пенобетона увеличиваются потери массы и появляются сколы [5] . Тип пены, используемой в пенобетоне, влияет на потерю массы и потери прочности [6] . Разница в плотности влияет на сопротивление FT пенобетонов. Сообщалось, что пенобетоны с низкой плотностью испытывают большее расширение и большую потерю массы и прочности. Эта ситуация была связана с более крупной и взаимосвязанной структурой пор пенобетонов низкой плотности. Такая пористая структура позволит большему поглощению воды бетоном, в результате чего пенобетон будет демонстрировать более низкую устойчивость к FT 9.0102 [7] .
2. Устойчивость к повышенным температурам
При воздействии высоких температур пенобетон сильно дает усадку из-за высокой скорости испарения. Однако по сравнению с обычным бетоном пенобетон имеет приемлемое значение FR [8] . ТР связана с изменением механических свойств пенобетона при воздействии высоких температур [9] . Как правило, предел прочности при сжатии пенобетона увеличивается до 400 °С. Причина в том, что высокая температура стимулирует реакционную способность вяжущих. Однако после этого прочность постепенно снижается [10] [11] [12] .
При повышении температуры, которой подвергается пенобетон, происходит потеря твердости. Сообщалось, что эта потеря твердости начинается после 90 °C независимо от плотности 90 102 [13] 90 103 . Сообщалось, что пенобетоны плотностью 950 кг/м 3 выдерживают горение до 3,5 ч, а бетоны плотностью 1200 кг/м 3 — до 2 ч [9] . Полые конструкции помогают уменьшить воздействие высокой температуры на пенобетон [14] . Пористая структура пенобетона обычно связана с плотностью, и сообщалось, что на нее не влияют высокие температуры. По этой причине потеря прочности при высоких температурах обусловлена изменением химических компонентов пенобетона [13] .
Минеральные добавки и заполнители влияют на свойства пенобетона после воздействия высоких температур. Пуццолановые добавки могут обеспечить увеличение прочности при повышении температуры. Прочность на сжатие увеличилась после того, как пенобетон, содержащий РГК и ВМФ, выдержали при температуре 200–400 °С. При температуре выше 400 °С из-за потери воды при кристаллизации происходит изменение концентрации Ca(OH) 2 , а также изменение морфологии и образование микротрещин вызывают снижение прочности на сжатие [11] . Теплостойкость геополимерного пенобетона оценивают по изменению прочности на сжатие и объема после воздействия высоких температур. Чжан и др. [10] полностью работал на пенобетоне, произведенном с комбинацией FA и FA-шлака. 100-процентное увеличение прочности на сжатие до 800 ° C было испытано в геополимерном пенобетоне (GFC) с FA. Однако в ГПК, приготовленных с комбинацией ТВС и шлака, наблюдалось повышение прочности на сжатие до 100 °С, а затем прочность на сжатие снижалась. Потому что он гораздо сильнее разлагается с потерей химически связанной воды, чем гели, богатые кальцием, образованные комбинацией ТВС и шлака.
В пенобетоне появляются трещины при повышении температуры. Сообщалось, что трещины появляются на поверхности пенобетона после 400 °С и увеличиваются с повышением температуры. В то же время трещины, наблюдаемые в пенобетонах высокой плотности, более многочисленны [15] . Кроме того, на образование трещин влияют способы охлаждения образцов (воздухом или водой). Было замечено, что медленно охлаждающиеся (на воздухе) образцы имели большую склонность к растрескиванию. Увеличение количества трещин увеличивает потерю прочности [11] .
3. Акустические
Наименее изучены акустические свойства пенобетона. На звукоизоляцию пенобетона могут влиять такие факторы, как содержание пены, количество, размер и распределение пор и учет их однородности. По сравнению с обычной бетонной стеной пенобетонные ячеистые стены пропускают звуковую частоту с более высоким значением до 3%, а пенобетон имеет коэффициент звукопоглощения в 10 раз выше, чем плотный бетон [8] . Сообщалось, что в пенобетоне, содержащем ФА, звукопоглощение увеличивается в диапазоне частот 800–1600 Гц. Это было связано с изменением свойств пор при добавлении FA. Кроме того, увеличение дозировки пены оказывает меньшее влияние на низких частотах. Сообщается, что среднечастотные пенобетоны (600–1000 Гц) являются более эффективным материалом [10] .
Чжуа и др. [10] сообщают, что тонкие образцы ГПТ толщиной 20–25 мм демонстрируют впечатляющий коэффициент звукопоглощения (α = 0,7–1,0) в области низких частот 40–150 Гц, а среднее звукопоглощение ГПЦ лучше чем плотный бетон. Мастали и др. [16] показали, что щелочно-активные шлаковые пенобетоны, разработанные с содержанием пены 25–35%, в своих исследованиях показали отличные максимальные коэффициенты звукопоглощения (0,8–1) в области средних и высоких частот. Сообщалось, что существует линейная корреляция между плотностью и акустическими свойствами щелочно-активных шлаковых пенобетонов, использованных в исследовании. Другими словами, акустические свойства улучшаются за счет уменьшения плотности.
4. Теплопроводность
Пористость и плотность бетона являются двумя основными параметрами, влияющими на значение теплопроводности [17] . Изменение доли пены влияет на плотность в сухом состоянии, изменение плотности в сухом состоянии влияет на теплопроводность [18] . По мере увеличения плотности в сухом состоянии теплопроводность увеличивается.
Чжан и др. [10] , при исследовании механических, теплоизоляционных и акустических свойств геополимерного пенобетона установили, что при повышении плотности в сухом состоянии с 585 до 1370 кг/м 3 теплопроводность увеличилась с 0,15 до 0,48 Вт/мК. Количество пористости увеличивается по мере уменьшения плотности в сухом состоянии. Увеличение пористости снижает теплопроводность. Точно так же увеличение в/ц снижает теплопроводность за счет увеличения пористости [19] . Другими словами, теплопроводность увеличивается с увеличением плотности в сухом состоянии. Сообщалось, что GFC обладает лучшими теплоизоляционными свойствами, чем пенобетон на портландцементе (такая же плотность и/или прочность).
Теплопроводность зависит от типа используемого цемента и вспенивающего газа. Чем ниже теплопроводность используемого цемента и пенообразователя, тем ниже теплопроводность пенобетона [18] [20] [21] . Ли и др. [20] изучали влияние вспенивающего газа и типа цемента на теплопроводность пенобетона. Для исследования был приготовлен пенобетон с использованием четырех различных вспенивающих газов (воздух, водород, кислород, углекислый газ) и трех различных видов цемента (ПДК, ПАК, ОПЦ). Теплопроводность пенобетона на основе ПДК выше, чем у других цементов. Теплопроводность пенобетона при использовании вспенивающего газа водорода была самой высокой, а при использовании вспенивающего газа углекислого газа – самой низкой. Это связано с тем, что газообразный диоксид углерода имеет значительно меньшую теплопроводность (0,014 Вт/мК), чем атмосферный (0,025 Вт/мК) и аммиачный газы (0,025 Вт/мК). Поэтому использование пенообразователя углекислого газа является эффективным методом улучшения теплоизоляции [22] . Частичная (30%) замена ТВС на цемент позволила снизить теплоту гидратации. Использование легких заполнителей с низкой плотностью частиц среди воздушных пустот, искусственно введенных в матрицу строительного раствора, позволило снизить теплопроводность [23] . В исследовании, проведенном Gencel et al. [17] теплопроводность пенобетона уменьшалась с RCA. Это происходит благодаря повышенной пористости при использовании RCA. Увеличение пористости снижает теплопроводность. Точно так же теплопроводность снизилась при использовании геополимера RCA в пенобетоне. Равномерное и увеличенное количество воздушных пустот при использовании RCA могло обеспечить это [24] .
SF улучшает распределение отверстий, делая поры более однородными и закрытыми круглыми, что повышает эффективность изоляции [25] . Использование кокосового волокна снизило теплопроводность пенобетона. Кокосовое волокно имеет низкую теплопроводность благодаря высокой термостойкости. Это можно показать как еще один пример, доказывающий, что материалы с низкой теплопроводностью снижают теплопроводность пенобетона. Кроме того, образование равномерных воздушных пустот в бетоне за счет добавления фибры является еще одним фактором, снижающим теплопроводность [26] . Результаты различных исследований теплопроводности приведены в Таблице 1 .
Таблица 1. Результаты различных исследований теплопроводности.
Каталожные номера | Цемент и добавки | Вспенивающийся материал | Плотность (кг/м 3 ) | Теплопроводность (Вт/мК) |
---|---|---|---|---|
[27] | ПК + ГГБФС | Н 2 О 2 | 150–300 (сухой) | 0,05–0,070 |
[21] | ПДК | Н 2 О 2 | 300–1000 (сухой) | 0,136–0,347 |
[19] | ПК + ФА | Белок | 975–1132 (оптом) | 0,225–0,264 |
[28] | ПК + ФА | Белок | 970–1307 (сухой) | 0,24 |
[29] | ПК + ФА | Синтетика | 860–1245 (сухой) | 0,021–0,035 |
[30] | ПК + ФА + СФ | Синтетика | 11:00–16:00 (сухой) | 0,40–0,57 |
[31] | ПК | Белок | 650–1200 (сухой) | 0,23–0,39 |
[10] | ГФК | — | 585–1370 | 0,15–0,48 |
[17] | ПК + ФА | Белок | 594–605 (вес шт.![]()
|