Технологія виробництва пінобетону
Пінобетон - це різновид бетону, що має пористу структуру. Завдяки тому що в осередках знаходиться повітря, основною якістю є відмінна теплоізоляція. Цей матеріал має таку високу плинність, що його легко заливати в форми, отримуючи заготовки різного виду.
Порівняльна таблиця характеристик
Дві ці характеристики зумовили широке застосування пінобетону в будівництві. З нього виконують різні будівельні вироби - перегородки, стінні блоки, плити перекриття і багато іншого. Затребуваний даний матеріал і для виготовлення підлоги і покрівлі. Особливо широке застосування знайшов він в малоповерховому будівництві.
Пінобетон, технологія його виготовлення настільки проста, що при бажанні її легко відтворити навіть у домашніх умовах.
Вся схема виробництва розділена на 3 етапи: виготовлення цементно-піщаної суміші- приготування розчину піноутворювача і отримання суміші.
Залежно від того, який щільності матеріал необхідно отримати, вибираються пропорції складових компонентів. Технологія приготування, в залежності від співвідношень піску, цементу, води, а також концентрату піноутворювача або піни, дозволяє отримувати щільність пінобетону від 200 до 1500 кг на 1 м3. При приготуванні середньої щільності передбачено співвідношення піску та цементу 1: 1. Причому на кожен кг цементу береться 3-4 г концентрату піноутворювача.
Цементно-піщана суміш
Схема безперервного виробництва пінобетону.
Цементно-піщану суміш для приготування пінобетону готують аналогічно тій, яка використовується при виробництві звичайного бетону. Для неї вибирається портландцемент марок М400 або М500. Використовуваний пісок, який має модуль крупності не більше двох одиниць, повинен бути без глиняних домішок, так як вони будуть перешкоджати зчепленню цементу і піску. Для приготування цементно-піщаної суміші застосовується звичайна водопровідна вода, яка не містить в своєму складі кислот і солей.
Види і доцільність застосування
До піноутворювачам, застосовуваним при приготуванні, предявляються певні вимоги, основне з яких - техніко-економічний показник. У грошовому вираженні, незалежно від виготовляється пінобетону, його вартість не повинна перевищувати 2 $ на 1 м3 готової продукції. Дорожчий піноутворювач призводить до подорожчання собівартості пінобетону. Причому він не здатний збільшити якість продукції пропорційно збільшеною вартості.
Незалежно від партії і терміну випуску, піноутворювач повинен мати однакові властивості, щоб не доводилося постійно перенастроювати устаткування в технологічній лінії, що, в свою чергу, може привести до зниження якості готової продукції.
Даний компонент повинен мати достатній термін придатності. Якщо термін його зберігання менше одного року, то доведеться в процесі виробництва постійно докуповувати відсутню кількість невеликими партіями, що економічно невигідно. Крім того, при завершенні будівельного сезону зменшуються обсяги приготування, і піноутворювач може до наступного сезону просто зіпсуватися.
Схема випробування пінобетонних зразків.
При виборі типу піноутворювача слід звернути увагу на норму витрати. Вона не повинна перевищувати 1,5 л на 1 м3 готового розчину. Дотримання такого умови необхідно з двох причин. Перша - отримання більшого обсягу продукції за одне завантаження змішувача. Друга повязана зі зменшенням впливу даного інгредієнта на властивості продукції. Адже при його надлишку підвищується час, необхідний на затвердіння пінобетону, збільшується усадка і знижується міцність.
Ще одна вимога, яка повинна дотримуватися при виборі піноутворювача - простота його приготування. Він не повинен складатися з безлічі компонентів. Чим більше складових в його складі, тим більше ускладнюється процес його приготування, повязаний з труднощами при їх дозуванні. Також цей матеріал повинен добре розчинятися у воді.
якість піни
Від якості піноутворювача залежить стійкість піни, яка, в свою чергу, багато в чому визначає фізико-механічні властивості. Слід звернути увагу і на кратність піноутворювача, яка не повинна бути менше 10.
Схема кладки пінобетону в декількох варіантах.
Піноутворювач повинен забезпечувати достатню стійкість піни при приготуванні пінобетону. Коефіцієнт стійкості визначається в лабораторних умовах. Чим він вищий, тим менша кількість піни потрібно для виготовлення продукції заданої щільності і, відповідно, менший обєм піноутворювача. Як і будь-яка добавка, останній в великих кількостях здатний не тільки пригальмувати, але і остаточно зупинити процес затвердіння пінобетону. Тому так важливо використовувати піну високої кратності.
І, нарешті, останнє. Піноутворювач повинен відповідати санітарно-гігієнічним нормам - бути нетоксичним, невибухонебезпечним і відповідати радіаційним вимогам.
приготування розчину
Змішавши компоненти цементно-піщаної суміші, додається приготований розчин піноутворювача. Найбільш затребуваними в технології пінобетону є синтетичні піноутворювачі, які можна придбати на будівельному ринку. Виготовлені промисловим способом, вони дозволяють отримати більш стійкий і якісний в порівнянні з іншими робочий розчин.
Але піноутворювач можна виготовити і самостійно. Це стосується приготування в домашніх умовах. Для цього треба змішати 1 кг каніфолі, 150 г їдкого натру і 60 г столярного клею. Суміш з таких складових подрібнюють, нагрівають і перемішують до стану повної однорідності. Але необхідно врахувати, що суміш, приготовлену за таким рецептом, можна застосовувати, тільки отримуючи пінобетон із застосуванням парогенератора.
Отже, додавши в концентрат піноутворювача необхідну кількість води, виходить готовий робочий розчин.
схема приготування
Загальна схема робочого процесу по виготовленню пенобетонной суміші.
Залежно від виду використовуваного піноутворювача і прийнятої технології, вибирається метод приготування пінобетону. Але незалежно від способу спінювання в основі будь-якого технологічного процесу лежить отримання гетерогенної системи «газ - рідина - тверда речовина».
При приготуванні пінобетону може використовуватися два види обладнання. У першому випадку застосовуються піногенератори. У другому - баросмесітель, тобто установки кавитационного виду.
За класичною схемою приготування цементно-піщаної суміші відбувається в особливій ємності - змішувачі примусового типу. В цей же резервуар після приготування суміші піногенератором додається піноутворювач або піна для пінобетону. Суміш готова до заливання в форми після ретельного перемішування.
Структура матеріалу формується за рахунок затвердіння і схоплювання вяжучого компонента. Приготована суміш транспортується за допомогою насоса в монолітну конструкцію або форму.
Виготовлення в баросмесителе
При пінобетон, технології виготовлення якого вимагають кавитационной установки, всі компоненти суміші закладаються в змішувач одночасно, і подача пінобетону з неї в форми або монолітну конструкцію здійснюється за рахунок наявності в змішувачі надлишкового тиску. При такому способі маса в герметичному змішувачі насичується стисненим повітрям.
Технологічний процес виготовлення даного матеріалу може передбачати будь-які додаткові операції, що сприяють придбанню їм додаткових властивостей. Це можуть бути заходи, спрямовані на регулювання структури суміші, оптимізацію її складу, використання пластифікаторів, застосування поряд з піноутворювачем газообразователя і подібні до них.
Існують і інші технології приготування, проте в даний час вони не знайшли широкого застосування.
затвердіння пінобетону
Технологічна схема виробництва
Для чого потрібно прискорювати затвердіння? Зростання заданої міцності пінобетону значно відрізняється від аналогічного показника звичайного бетону. Останній набирає практично стовідсоткову міцність при природному твердінні. За такий же проміжок часу пінобетон здатний набрати лише половину міцності. Щоб добрати решту, йому буде потрібно приблизно півроку.
Якщо у виробничому приміщенні температура навколишнього середовища менше 10 градусів, то час на затвердіння значно збільшується, і щоб вийняти блок з форми, потрібно чекати 2-3 дні. Для вирішення цієї проблеми і використовують прискорювачі затвердіння. Вони можуть бути різними. Але найпростіший з відомих прискорювачів - це хлористий кальцій. Він додається в цементно-піщану суміш в кількості 1-2% від обсягу що міститься в ній цементу.
Існує один момент при його застосуванні. Один з компонентів пінобетону - піноутворювач - зобовязаний підтримувати протягом певного часу форму бульбашок. Прискорювач у вигляді хлористого кальцію вступає в реакцію з ним, що може привести до великої усадки пінобетону.
В даний час для прискорення процесу затвердіння застосовуються спеціально виготовлені препарати для пінобетону, здатні прискорити процес майже в 3 рази і випускати дану продукцію при температурі до 5 градусів.
Вибір технологічного процесу
Типова схема вологості усадки в пінобетонах.
При виборі технологічної схеми потрібно керуватися тим, які характеристики матеріалу потрібно отримати, які види сировини використовуються і які можливості існують на підприємстві, що займається приготуванням пінобетону. Будь-яка технологія повинна виконуватися для дотримання основної умови - отримання якісного матеріалу з добре організованою пористою структурою.
В процесі виготовлення пінобетону в суміші відбуваються такі зміни, які сприяють придбанню його молекулярною структурою системи, що складається з маленьких сферичних осередків розміром 0,1-2 мм в діаметрі. Остаточна структура пінобетону формується при його остаточному затвердевании. В ході технологічного процесу щільність бетону легко піддається коригуванню, що є незамінним якістю при виробництві матеріалу на будівельному майданчику або в умовах малого підприємства.
способи розливання
На останньому етапі пінобетон заливається в форми, опалубки або касети. Мастило, що застосовується для форм, не повинна містити в своєму складі масла, так як його наявність ускладнить подальше шпаклювання і оштукатурювання пінобетонних блоків. Готові форми для отримання блоків відповідних розмірів розрізають на стрічкопильному обладнанні.
На даний момент використовується ще один спосіб отримання блоків - заливка в форми. Кожен з методів має як свої переваги, так і недоліки.
При касетному способі розливання суміші технологічний процес досить простий. При випуску продукції до 20 м3 в день грошові вкладення в обладнання будуть набагато менше, ніж при використанні інших методів розливання пінобетону. Також можливе нарощування обсягів виробництва без значних витрат. При цьому можна виготовляти унікальні моделі блоків, наприклад пазогребневі.
Загальна схема бароустановкі для виробництва пінобетону.
До недоліків цього способу можна віднести невисоку продуктивність і застосування ручної праці в великих обсягах. При цьому геометричні розміри готового блоку виходять менш точними, а зовнішній вигляд - недостатньо привабливим.
Інша справа - розлив суміші в масиви і подальша їх різання. При такій технології одержувані розміри готової продукції більш точні, ніж при першому способі. Даний метод дозволяє на підприємстві випускати великий обсяг продукції і легко нарощувати його при мінімальному вкладенні коштів. При цьому невелика використання ручної праці. До недоліків даного способу можна віднести більш високу ціну готових піноблоків і велика кількість відходів виробництва.
Вибір того чи іншого методу залежить від необхідної кількості продукції. При невеликих обсягах краще використовувати більш просту розливання у форми, а при більш значних - різальний спосіб.
