Автоклавний пінобетон
Історія створення
Технологію виготовлення штучного каменю, що володіє характеристиками, дуже схожими на характеристики дерева, на початку XX століття запатентував архітектор зі Швеції А. Ерікссон. Цей матеріал в 1924 році отримав всесвітнє визнання, міжнародний патент і назва пінобетон. Першою з європейських країн, в якій стали виробляти газобетон на промисловому рівні, зрозуміло, стала Швеція. Це сталося в 1929 році. Матеріал, починаючи з цього часу, і стали використовувати в промисловості і будівництві, і його успішно застосовують до цього дня.
Використання матеріалу
У Росії дослідження пінобетону проводилися багатьма будівельними інститутами і дослідницькими лабораторіями. Матеріал був випробуваний не один раз. Наприклад, для перевірки теплопровідності матеріалу виклали два зразка стіни - пінобетон і цегла. Виявилося, що для збереження тепла в приміщенні в рівній мірі стіна з цегли повинна бути в шість разів товщі, ніж пінобетон!
Ніздрюватий бетон отримують шляхом затвердіння розчину. Даний розчин складається з піни, цементу, води і піску. Основним показником полегшеності цього матеріалу є повітря, укладений в пінобетон. Саме піна і забезпечує наявність повітря. Піну для такого матеріалу отримують з концентрату піноутворювача. У ролі піноутворювача в даному процесі виступають різні неорганічні і органічні сполуки. Їх отримують на підставі натурального протеїну. Використовуються також і синтетичні піни, що виробляються при виготовленні миючих засобів.
В ході проведених досліджень зясувалося, що добавки в сповільнюють схоплювання і міцність, особливо на ранніх стадіях затвердіння. Це явище посилюється, якщо знизити щільність такого матеріалу. І ще це властивість доставляє певні незручності. Форми, в яких застигає повільно твердне пінобетон, доводиться виготовляти у великих кількостях. Це явище особливо помітно проявляється при виробництві теплоізоляційного аналога, оскільки для отримання піни високої кратності піноутворювач в суміш вводиться в підвищеній кількості. Для усунення цього ефекту необхідно використовувати додаткові добавки - прискорювачі твердіння.
переваги бетону
Пінобетон - це не дуже дорогий, економічно вигідний, міцний і міцний, що не завдає шкоди здоровю, стійкий до впливу навколишнього середовища матеріал.
За цим своїми показниками пінобетон дуже близький до дерева, але не горючий і більш довговічний. В окремих країнах такі блоки ще називають «біологічними блоками». В якості сировини в них використовуються тільки чисті натуральні компоненти. Позитивні якості каменю і дерева - довговічність, легкість - поєднуються в цьому незвичайному матеріалі. Немає необхідності комбінувати його з іншими оздоблювальними і будівельними матеріалами. Його можна шпаклювати, штукатурити, оббивати пластиком або іншим матеріалом, фарбувати фасадними водоемульсійними, масляними фарбами. При виробництві існує можливість отримати продукт певного питомої ваги із заданою міцністю. Можливо задати йому певну теплопровідність, необхідну форму і обєм.
Через ці незаперечні переваги матеріал привертає до себе увагу виробників для створення з нього широкого спектру виробів, що застосовуються в будівництві. Пінобетон може бути використаний як конструктивний, каркасний, що несе або теплоізоляційний матеріал. Матеріал, у порівнянні з мінеральною ватою і пінопластом, які можуть втрачати свої властивості, з плином часу показники міцності і теплопровідності тільки покращує. Починаючи з моменту виробництва автоклавного матеріалу промисловими обсягами, здійснювалися роботи з дослідження та розробки, з вивчення його технічних властивостей з метою скоротити терміни його виготовлення.
Виявилося, що суміш автоклавного твердіння володіє набагато ціннішими фізичними і механічними властивостями, ніж неавтоклавний. Він може бути використаний при будівництві житлових і навіть промислових будівель. Його можна використовувати при виготовленні несучих елементів споруд.
автоклавної обробки
В основі автоклавної технології виготовлення лежать два основні процеси: додавання до його складу дрібно дробленого піску кварцу замість часток цементу і температурна обробка при паровому тиску не менше 8 атмосфер.
Завдяки цьому новому способу обробки витрата цементу в знижується в 1,6-2,15 рази, форсуються фізичні і хімічні процеси. Цементно-піщаний камінь твердне і створює набагато кращі умови для реакції кремнезему піску і окису гідрату кальцію. Коли пінобетон обробляється в автоклаві, звільнені частки окису гідрату кальцію, які не встигли вступити в зєднання з кремнеземом піску, швидше переміщуються з аморфного стану в кристалічний стан. При автоклавної обробці пінобетон гарантує міцне зчеплення вільних частинок з частинками піску кварцу. А це в свою чергу збільшує цілісність цементно-піщаної суміші, і суміш зменшує усадку. У природних процесах затвердіння це, безсумнівно, призвело б до утворення усадочних тріщин
міцність матеріалу
При хімічних реакціях, які відбуваються при автоклавної обробці, фортеця пінобетону, виготовленого з портландцементу і тонко меленого піску, через дві доби в 3,5-5,7 разів більше. А ось неавтоклавний пінобетон, створеного з тих же матеріалів і тверділи 28 діб в природних умовах, має міцність набагато меншу. Ступінь міцності розчину, виготовленого автоклавним методом з меленого піску, просіяного через сито з отворами в 0,09 мм, буде на 25-30% більше, ніж у матеріалу, виготовленого з піску, просіяного через сито 0,3 мм, і на 11- 16% більше, ніж з піску, просіяного через сито 0,15 мм. Чим дрібніше частинки піску, включеного в пінобетон, тим вище його фізична і хімічна активність, довше термін служби, вище міцність.
За ступенем міцності пінобетон автоклавного твердіння з цементу марки 400 на 12-17% твердіше, ніж аналогічний, за такою ж технологією виготовлений пінобетон з цементу марки 300. Це відносно невелике збільшення міцності при набагато більш активному цементі можна пояснити тим, що при твердінні пінобетону в автоклаві найважливіше - це не марка цементу, а вміст у ньому силікату. Силікат при взаємодії з водою виділяє іонну зєднання гашеного вапна, яка вступає у взаємодію з оксидом кремнію.
Особливості автоклавної обробки
Без спеціальних знань пінобетон не створити, чи не виготовити і не обработать.Чем більше в цементі кальцієвого силікату, тим більше якісніше пінобетон, так як збільшення вмісту цього матеріалу дозволить зменшити процентну масу цементу або зменшити обємні вага і щільність.
Якщо до складу додати вапно, але не більше 10-20% від ваги цементу, пінобетон збільшить свою міцність на 20-30%. Даний ефект досягається завдяки збільшенню кількості окису гідрату кальцію, який вступає в хімічну сполуку з кремнеземом піску.
Якщо пінобетон витримати до автоклавної обробки протягом 14 годин, можна отримати збільшення його міцності майже в 2 рази. Витримка до обробки в автоклаві понад 14-16 годин не дає особливого ефекту.
Найякісніша обробка автоклавного пінобетону досягається при тиску не менше ніж 8 атмосфер і при температурі автоклава не менше 175 градусів Цельсія. якщо обробити пінобетон в автоклаві при 12 атмосферах, то підвищиться міцність на 30-40% від міцності розчину, виготовленого при 8 атмосферах.
приготування суміші
Зі складу пісок транспортується до відділення для помелу, де його розмелюють мокрим або сухим способом. При сухому помелі пісок сушать в спеціальному барабані до 2% вологості. Висушений таким чином пісок подається в барабанно-кульовий млин. Такий вид млинів спеціально розроблений для подрібнення твердих матеріалів. Найвища ефективність обробки методом автоклавного твердіння досягається при спільному помелу цементу і піску. Пінобетон, отриманий таким способом, буде найбільш міцним.
При розмелі мокрим способом пісок транспортується в барабанно-кульовий млин спільно з водою. В результаті мокрого розмелювання виходить піщаний шлам або смесь- в ньому найдрібніші частинки піску як би плавають або знаходяться в підвішеному стані.
Ця суміш з млина виливається в басейн, а звідти за допомогою насоса або іншого пристосування подається в дозатор і потім в бетономішалку. Щоб частинки піску не осідали, шлам в басейнах, ваннах і дозаторах постійно перемішується обертаються лопатями.
У виробництві дуже часто використовують мокрий варіант розуміли піску, особливо для методу автоклавного твердіння. При застосуванні цього способу зробити пінобетон збільшується продуктивність млина. Відпадає необхідність попередньої сушки піску, дуже сильно знижуються витрати на транспортування піску. А також відсутня необхідність в вентиляції, скорочується витрата електроенергії.
Різновиди і класифікація
Автоклавний пінобетон можна класифікувати по безлічі ознак, розділити на велику кількість різновидів. Його поділяють за такими основними, важливим, конструкційним і ознаками:
За вязкому речовині. Щоб виготовити автоклавний пінобетон, в якості вяжучого речовини використовують цемент і вапно, рідше використовують гіпс.
Кремнеземний компонент. Дуже широко застосовують в якості добавки в пінобетон кварцовий пісок і золу, що отримується при згоранні камяного вугілля, шлаки та відходи металургійного виробництва.
За способом твердіння пінобетон поділяють на використовує пропарювання, електричний підігрів та інші види підігріву при оптимальному тиску і при підвищеному тиску і температурі.
Житло, при будівництві якого був використаний автоклавний пінобетон, володіє і відмінними експлуатаційними якостями і характеристиками:
- завдяки повітряним вкрапленням стіни влітку не нагріваються і зберігають тепло взимку;
- мтеріал в стінах таких будинків пропускає молекули пари і не отпотевает;
- забезпечує значну економію коштів на опалення;
- суміш забезпечує відмінну звукоізоляцію до 60 децибел;
- стіни мають поверхню, що ідеально підходить для внутрішньої і зовнішньої обробки будь-якого виду;
- пінобетон володіє високою вогнестійкістю, поздовжньої і поперечної стійкістю, не кришиться і не обсипається;
- стіни добре свердлити, і пінобетон відмінно розпилюється.
Таким чином можна зробити висновок про те, що автоклавний матеріал краще за якістю, ніж аналогічний пінобетон неавтоклавного, звичайного твердіння.