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:

  1. для теплоизоляции, объемный вес 500,00 кг/м³;
  2. конструкционные с теплоизоляционными свойствами, марки 500,00 – 900,00 кг/м³;
  3. конструкционные, марки 900,00 – 1200,00 кг/м³.

Блоки пенобетонные плотность, сравнительные характеристики:

Назначение пеноблокаПлотностьБетон, МПрочность класс,BТеплопроводностьМорозостойкость, F
Теплоизоляция стенD400100,750,101
D5001510,120
Несущие теплоизоляционные конструкцииD600352,50,14035
D700453,5
0,180
50
D8006050,20975
D10001007,50,29050
Несущие наружные стеныD1100150100,340
D120015012,50,379

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

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

3 и средним диаметром ячеек 0,63 мм. Теплопроводность такого пенобетона составляет 0,069 Вт/(м·град).

Теплопроводность пенобетона в зависимости от плотности
Плотность пенобетона, кг/м3Среднее количество ячеек на 1 см2 поверхностиСредний диаметр ячеек, ммТеплопроводность пенобетона, Вт/(м·град)
282531,280,087
2932210,630,069
314231,860,101
366880,970,098
3682010,640,088
370601,170,102
3731610,710,088
4151860,660,096
4151230,810,102
420421,380,112
5392020,610,11
550940,890,14
5591450,710,127
5632840,510,129
6113000,490,14
620221,790,158
633701,070,154
9163130,410,217
927580,960,234

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).

Теплопроводность ячеистых пеноматериалов различной плотности
Плотность, кг/м3Среднее количество ячеек на 1 см2 поверхностиСредний диаметр ячеек, ммКоэффициент теплопроводности, Вт/(м·град)
Пеногипс
623221,610,154
640441,130,15
6411800,560,142
715251,41
0,178
7401100,680,169
846420,950,204
8501750,460,199
Пенодиатомовый кирпич
41216000,220,095
41514440,230,097
4306250,340,106
4605290,370,106
4656760,330,106
4754840,380,108
Пеноангидрид
7211370,670,171
725351,330,177

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

  1. Обладает легким весом. Он создает небольшую вертикальную нагрузку на окружающую подконструкцию.
  2. Обладает низкой теплопроводностью и хорошими звукоизоляционными свойствами, которых нет у обычного бетона.
  3. Обладает отличной морозостойкостью и устойчивостью к оттаиванию.
  4. Пенобетон представляет собой сыпучий бетон, который можно укладывать без уплотнения. При укладке в фундамент или котлованы пенобетон соответствует каждому контуру земляного полотна.
  5. Пенобетон можно легко перекачивать при относительно низком давлении на большие расстояния.
  6. Пенобетон – очень долговечный материал. Он не разлагается и прочен, как камень.
  7. Пенобетон имеет низкий коэффициент водопроницаемости.

Недостатки пенобетона

  1. С уменьшением плотности пенобетона снижается его прочность на сжатие и изгиб.
  2. Пенобетон имеет относительно высокое содержание пасты и не содержит крупного заполнителя, он дает большую усадку, чем обычный бетон.
  3. Так как в нем больше цемента, чем в обычном бетоне. Так становится дорого
  4. На долговечность пенобетона в основном влияет отношение связной поры к общей пористости.
  5. 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.

Морозостойкость

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.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *