Производство полистиролбетона: особенности технологии. Бетон полистирольный


Полистиролбетон ГОСТ: обзор материала

Блок из полистиролбетона

Блок из полистиролбетона

Полистиролбетон – материал относительно молодой, популярность среди потребителей он завоевал не так давно. Связано это прежде всего с особым сочетанием свойств, таких как повышенная прочность и высокий показатель способности к сохранению тепла.

Как и все строительные материалы, полистиролбетон, а точнее — его характеристики, контролируются технической документацией, главной из которой является государственный стандарт качества.

В данной статье мы и будем рассматривать основной набор положений, регулирующих требования к материалу, также разберемся в процедуре приемки и методах проводимых испытаний. Итак, полистиролбетон ГОСТ: что представляет собой материал и изделия из него и какова их сфера применения?

Содержание статьи

Что такое полистиролбетон

Для начала стоит разобраться, что же такое за материал – полистиролбетон? Рассмотрим подробнее основные характеристики материала и его состав.

Состав и технические требования

Полистиролбетон – композит, содержащий в себе смесь цементного раствора и полистирола. Он относится к особо легким бетонам.

Крошка полистирольная

Крошка полистирольная

Цемент наделяет материал прочностью, а полистирол придает легкость и обеспечивает низкий коэффициент теплопроводности. Чем больше цемента — тем прочнее изделие.

Пропорции для изготовления полистиролбетона

Пропорции для изготовления полистиролбетона

Помимо цемента и полистирола, в состав входят особые модифицированные добавки, способные повышать показатели качеств будущих изделий.

Состав полистиролбетона

Состав полистиролбетона

ГОСТ на полистиролбетон определяет следующий набор физико-механических характеристик, подлежащих контролю:

  • Морозостойкость;
  • Теплопроводность;
  • Средняя плотность;
  • Паропроницаемость;
  • Прочность на сжатие и изгиб;
  • Средняя плотность;
  • Усадка при высыхании.

А теперь давайте разбираться более подробно: какими показателями должен обладать полистиролбетон.

ГОСТ Р 51263 99 полистиролбетон: краткий анализ числовых показателей свойств материала:

Наименование показателя Значение в соответствии со стандартом, комментарии
Средняя плотность (кг/м3) Полистиролбетон может обладать показателем средней плотности, находящемся в промежутке от 150 до 600. Марки соответствуют изделиям, пребывающим в сухом состоянии.

Числовые значения средней плотности определяют в будущем сферу применения материала, которая может быть самой разнообразной. Но об этом мы поговорим чуть позже.

Теплопроводность (Вт*мС) Минимальное значение коэффициента теплопроводности равно 0,05, а максимальное – 0,145. Эксплуатационная влажность изделий несомненно повлияет на данный показатель, однако способность к сохранению температуры останется по-прежнему высокой.

На заметку! Благодаря таким теплоизоляционным характеристикам, полистиролбетон изначально больше использовался в качестве теплоизолирующего материала, и, только спустя десяток лет после появления его на отечественном рынке строительных материалов, полистиролбетон стал применяться и при возведении несущих стен конструкций.

Прочность Прочность напрямую зависит от плотности материала, значение начинает отсчет от М0,35. Максимальный показатель, в соответствии с ГОСТ, может достигать М5.

Соответствие значения технических характеристик представлены на фото ниже.

Морозостойкость Изделия из полистиролбетона, которые используются при строительстве конструкций, подвергаемых замораживанию и оттаиванию, должны соответствовать определенным маркам морозостойкости, которая не должна быть менее 25.

  Обратите внимание! На практике же, полистиролбетон может выдерживать значительно большее количество таких циклов, значение может достигать показателя 300.

Влагопоглощение Гигроскопичность полистиролбетона не велика. Значение не должно превышать показателя в 8%.
Усадка Полистиролбетон подвержен усадке. В количественном отношении значение может достигать 1 мм/м2.

Многое зависит от производителя, качества сырья и марки прочности изделий.

Паропроницаемость Полистиролбетон – паропроницаем. Материал способен устанавливать в помещении благоприятный климат, путем поглощения излишней влаги при ее присутствии и насыщения ею же при чрезмерной сухости воздуха.
Характеристики полистиролбетона

Характеристики полистиролбетона

  • Помимо технических характеристик, стоит упомянуть и про иные. Это касается, в первую очередь, горючести, экологичности и эксплуатационных свойств материала.
  • Несмотря на то, что одна из основных составляющих материала – пенополистирол является горючей, в сочетании с цементным раствором, данное отрицательное качество успешно нивелируется. ГОСТ на полистиролбетонные блоки с уверенностью заявляет: изделия не горят.
  • Полистиролбетон не содержит в составе вредных и опасных веществ, и потому является экологичным.
  • Долговечность строений, возведенных из данного материала – высока. По заявлению производителей, она может достигать 200-300 лет.

Полистиролбетон обладает отличными звукоизоляционными характеристиками. Его зачастую используют при звукоизоляции конструкций.

Виды и область применения

В соответствии со стандартом, полистиролбетон может разделяться на несколько видов в зависимости от определенных факторов. Рассмотрим подробнее.

В соответствии с плотностью материала, он может быть: теплоизоляционным, теплоизоляционно-конструкционным и конструкционно-теплоизоляционным:

  • Первый вид обладает минимальной маркой по средней плотности, но, при этом, характеризуется низким коэффициентом теплопроводности, что дает возможность применять материал при утеплении конструкций.
  • Второй вид, помимо материала для теплоизоляции, может быть использован при строительстве конструкций, которые не подвергаются существенной нагрузке.
  • Третий вид может достигать плотности до Д600. Применяется при строительстве стен, перегородок. Говоря проще – при малоэтажном строительстве.

В зависимости от назначения, полистиролбетон может применяться в виде сборного изделия, или при создании монолитной конструкции. Если говорить конкретно про изделия из полистиролбетона, то их выпуск достаточно разнообразен.

Это могут быть:

  • Стеновые панели 3D. Их применяют при монтаже полов, лестниц, перегородок, перекрытий. Они отличаются малым весом. Дополнительную прочность изделиям придает металлический каркас. В последующем, панели покрывают бетонной смесью.
Стеновые панели из полистирола

Стеновые панели из полистирола

  • Обычные рядовые блоки, служащие для возведения стен и перегородок. Изделия могут быть крупно- и мелкоформатные, в зависимости от размера.
Блоки из полистиролбетона мелкие

Блоки из полистиролбетона мелкие

  • Также в ассортименте продукции, изготавливаемой при сочетании полистирола и бетона, имеются так называемые теплоблоки. Они выпускаются в виде блока и панели. Состоят изделия из трех слоев, одним из которых является полистирол. Обладают повышенными теплосберегающими характеристиками.
Теплоблок

Теплоблок

  • Изделия из полистиролбетона также представлены в виде элементов, используемых в качестве несъемной опалубки.
Несъемная опалубка из полистиролбетона

Несъемная опалубка из полистиролбетона

  • Вентиляционные блоки отличаются наличием уже готовых отверстий, которые используются при проводке коммуникаций.
Вентиляционный блок

Вентиляционный блок

  • Оконные и дверные проемы могут быть перекрыты при помощи перемычек из полистиролбетона.
Перемычка из полистиролбетона

Перемычка из полистиролбетона

  • Благодаря наличию изделий с облицовочной стороной, застройщики могут избавить себя от необходимости наружной отделки здания.
Полистиролбетонный блок с облицовкой

Полистиролбетонный блок с облицовкой

Как уже говорилось выше, монолитный полистиролбетон также активно применяется в строительной индустрии. С его помощью, например, можно возводить стены, используя опалубку или иные монолитные конструкции.

Применение монолитного полистиролбетона

Применение монолитного полистиролбетона

Видео в этой статье: «Пенополистиролбетон ГОСТ: основные сферы применения материала» содержит всю необходимую для застройщика информацию, касающуюся использования различных изделий из полистиролбетона.

Положительные и отрицательные качества материала

Поскольку общие характеристики и некоторые виды изделий мы уже рассмотрели, давайте теперь проанализируем набор положительных и отрицательных сторон материала и разберемся, стоит ли отдавать предпочтение полистиролбетону при строительстве?

Преимущества полистиролбетона:

Вес полистиролбетона

Вес полистиролбетона

Низкий вес изделий способствует сокращению нагрузки на основание строения.
  Теплопроводность полистиролбетона в сравнении с другими материалами

Теплопроводность полистиролбетона в сравнении с другими материалами

Способность к сохранению температуры у полистиролбетона – крайне высока. Это поможет сэкономить на утеплении и отоплении уже готовой конструкции.
Морозостойкость контролируется в соответствии с ГОСТ

Морозостойкость контролируется в соответствии с ГОСТ

Высокий показатель марки по морозостойкости.
Полистиролбетон - экологичен

Полистиролбетон — экологичен

Экологичность материала
Огнестойкость полистиролбетона

Огнестойкость полистиролбетона

Огнестойкость
Полистиролбетонные изделия

Полистиролбетонные изделия

Широкая сфера применения. Как уже говорилось, полистиролбетон выпускается в виде большого количества изделий, что обеспечивает их различное применение.
Цена на изделия – не высока

Цена на изделия – не высока

Низкая цена.
Самостоятельное производство полистиролбетона

Самостоятельное производство полистиролбетона

Простота производства и возможность изготовления изделий своими руками.
Прочность полистиролбетона

Прочность полистиролбетона

Неплохие показатели прочности и плотности
Процесс тепло- и звукоизоляции полистиролбетоном

Процесс тепло- и звукоизоляции полистиролбетоном

Хорошая звукоизоляционная способность.
Паропроницание полистиролбетона, схема

Паропроницание полистиролбетона, схема

Паропроницание и пониженная гигроскопичность.
Стены из полистиролбетона с облицовкой

Стены из полистиролбетона с облицовкой

Наличие в ассортименте изделий блоков с облицовкой.
Стандартный размер полистиролбетонного блока

Стандартный размер полистиролбетонного блока

Сравнительно большие размеры готовых изделий и простота в обращении. Полистиролбетон легко режется, пилится.
Для полистиролбетонного блока не характерно появление плесени и грибка

Для полистиролбетонного блока не характерно появление плесени и грибка

Биологическая устойчивость

К отрицательным сторонам стоит отнести:

  • Склонность к усадке;
  • Наличие на рынке мелких кустарных производств, на которых при изготовлении не всегда соблюдаются необходимые требования;
  • Требование, связанное с необходимостью проектирования вентиляционных систем;
  • Специалисты советуют не начинать производить отделочные работы ранее, чем спустя 28 дней с момента окончания укладки блоков;
  • Требование к оштукатуриванию поверхности;
  • Низкая устойчивость к длительному воздействию высокой температуры;
  • Плохая фиксация метизов к стене из полистиролбетона. Приобретать необходимо специализированный крепеж.
  • Дополнительные затраты на повышение уровня адгезии стены из полистиролбетона с отделочными материалами.
  • Плотность и прочность полистиролбетона несколько меньше, чем у его конкурентов – разновидностей легких бетонов.

Основные требования, предъявляемые к материалу-сырью

Документация на полистиролбетон — ГОСТ Р 51263 99 устанавливает следующие требования к сырью и материалам, применяемым при производстве полистиролбетонной смеси:

  • Состав для будущей смеси подбирается в соответствии с требованиями ГОСТ 27006.
  • Подвижность и жесткость смеси назначают в соответствии с типом изделия и технологии его формовки.
  • Повышение показателя плотности за счет потери воздуха не должно превышать значения в 7%.
  • Расслаиваемость раствора при перевозке не должна быть более 25%.
  • При поставке полистиролбетонной смеси в жидком виде, должна быть обеспечена сохранность ее свойств в соответствии с договоренностью с потребителем. Минимальный промежуток времени не должен быть менее одного часа.
  • Фракция зерна полистирола, используемого для изготовления смеси, не должна превышать 1 см для теплоизоляционного вида и 5,5 мм для теплоизоляционно-конструкционного и конструкционно-теплоизоляционного полистиролбетона.
  • Информация о содержании полистирольного бисера должна быть указана в паспорте на готовую смесь и (или) изделия.
  • Вяжущим служит цемент марки не ниже 400.
  • ГОСТ допускает использование минеральных добавок.
  • Добавки, повышающие качества готовой смеси и изделий из нее, должны полностью соответствовать ГОСТ 24211.
  • Все требования и факт их соблюдения должны отражаться с документации на смесь.

Приемка и контроль продукции

В соответствии с ГОСТ, любой строительный материал подлежит проверке и контролю, результат которого должен быть отражен в соответствующих документах. Рассмотрим более подробно.

Правила приемки материала и изделий из него

Инструкция по приемке выглядит следующим образом:

  • При приемке, за партию принимается определенное количество изделий, которые были изготовлены в течение суток (смена) при условии использования одинакового сырья и технологии.
  • В случае, если материал производится в малом количестве, за партию принимают изделия, изготовленные за несколько дней (не более чем за неделю). Опять же, при этом, они должны характеризоваться одинаковым составом и технологией изготовления.
  • Проверка показателя плотности и прочности производится для каждой партии товара или готовой полистиролбетонной смеси.
  • Контроль показателей теплопроводности, прочности на изгиб и сжатие, морозостойкости проводят единично перед началом выпуска и далее не реже чем каждые полгода.
  • 1 раз в 5 лет проверяют огнестойкость и содержание радионуклидов.
  • Приемка осуществляется по ГОСТ 7473.
  • Повторная проверка показателей производится в случае, если предыдущая проверка была неудачной, либо был изменен состав или технология при изготовлении.
  • Все показатели должны быть указаны в документах, сопровождающих товар.

Методы испытаний

Все числовые значения свойств полистиролбетонной смеси и изделий из них, контролируются при помощи испытаний продукции. Для этого производят отбор образцов, которые, при помощи специализированного оборудования и соответствующих расчетов, подлежат проверке.

Воспользуемся таблицей, в которой кратко рассмотрим основные методы испытаний и их сущность.

Методы испытаний полистиролбетона:

Наименование испытываемого показателя Сущность метода и комментарии
Прочность Испытывается показатель на образцах, имеющих форму цилиндра или куба определенного размера. В последующем, образцы помещают под пресс, при помощи которого на них оказывается поступательное давление вплоть до разрушения изделий.

Максимальный показатель измерителя – и есть та нагрузка, более которой образец выдержать не сможет.

Результаты фиксируются, окончательный результат получают с применением расчетного метода.

Способность к сохранению температуры. Коэффициент теплопроводности определяется с использованием метода, аналогичного для всех легких бетонов.

Для проверки создают стационарный поток тепла, который направляется на образец. При этом измеряют плотностью данного потока и изменения числовых показателей качеств образца.

Морозостойкость. Для контроля данного параметра применяются специализированные камеры замораживания и оттаивания. В них помещают несколько образцов, которые искусственно подвергаются повременному воздействию нужное количество раз.

В последствии проверяются изменения массы и прочности изделий.

Водопоглощение Контролируется путем сушки и извлечения в процессе этого влаги, количество которой и будет равно проценту водопоглощения изделия.

Предшествует этому процесс увлажнения образца.

Средняя плотность Определяется несколькими методами. Первый вариант – оказание воздействия при помощи определенных нагрузок и фиксация результатов.

Второй вариант – метод, основанный на использовании современных приборов, которые не требуют механического воздействия на образец.

Паропроницаемость Контролируется путем вычисления величины, которая равна количеству пара, проходящего через образец за определенный промежуток времени.
Деформация при усадке. Проверяется с использование специального прибора – пружинного устройства. В него образец помещается, начальные и конечные результаты фиксируются.

В этом видео Вы увидете испытание на прочность полистиролбетона.

Мы рассмотрели основные показатели, однако контроль осуществляется и над иными, такими как горючесть, наличие радионуклидов и многие другие.

Заключение

ГОСТ на полистиролбетон – документ, знание которого полезно не только производителям, но и потребителям. Ведь для того, чтобы сделать правильный выбор при покупке материалов для строительства, следует детально ознакомиться с его характеристиками и убедиться не только в достаточности контроля над основными показателями, но и в соответствии качества материала стандарту.

beton-house.com

Производство полистиролбетона: технология изготовления, составы, рецептура

Бетон прочен и долговечен, но холоден. И постоянно растущая цена энергоресурсов толкает на поиск методов его утепления. В этом можно выделить два основных направления: создание «пирога» при помощи дополнительного монтажа утепляющих материалов и добавление утеплителя в сам бетонный раствор. Во втором случае наиболее эффективным является применение пенопласта, процесс чего мы и рассмотрим более подробно в данной статье.

Промышленное производство полистиролбетона

Промышленное производство полистиролбетона

Общие положения

Технология+составы+рецептура полистиролбетона были открыты ещё в середине прошлого столетия. Но на то время его промышленное производство оказалось слишком дорогим, а прочностные показатели низкими согласно ГОСТам того времени. Но нынешние времена выказывают  большую потребность в утеплении домов, а себестоимость пенопласта значительно сократилась, что в сочетании и привело к росту популярности рассматриваемого материала.

Фото полистиролбетонного блока

Фото полистиролбетонного блока

Преимущества

Добавление пенопласта в бетонный раствор — это не единственный метод его утепления. Но давайте проведём сравнительную характеристику технических показателей различных строительных материалов, включая бетон с различными добавками, а также кирпич и древесину:

Название материала Плотность, кг/м3 Теплопроводность, Вт/(м×К) Коэффициент влагопоглощения, %
Полнотелый кирпич из глины 1720 0,8 13
Пустотелый кирпич из глины 1430 0,44 13
Силикатный кирпич 1840 0,85 17
Поризованный кирпич из глины 790 0,19 19
Пенобетон 520-580 0,17-0,18 15
Керамзитобетон 600-1100 0,21-0,49 19
Сосна 510 0,16 21
Полистиролбетон 340 0,08-0,1 4

Судя по приведённым показателям, пенополистирольный бетон позволяет добиться наибольшей теплоизоляции, и при этом меньше всего подвержен гидрофобности. Хотя и теряет в плотности.

Помимо указанных в таблице, данному материалу присущи следующие достоинства:

  • Лёгкий вес. Позволяет использовать экономные типы фундамента: мелкозаглубленный и свайный. Кроме того, чем легче раствор, тем проще его доставить до нужного места.
Мелкозаглубленный ленточный фундамент для облегчённого здания

Мелкозаглубленный ленточный фундамент для облегчённого здания

  • Высокая звукоизоляция. Размещённые внутри пенопластовые шарики отлично поглощают шумы, так хорошо распространяющиеся по цементному массиву.
Блок полистиролбетона в разрезе

Блок полистиролбетона в разрезе

  • Отсутствие проблем, связанных с гниением коррозией и нападением паразитов. Данный материал инертен ко всем опасностям подобного рода.
  • Доступная стоимость. Пенопласт на сегодняшний день значительно дешевле всех остальных ингредиентов бетона, которые он заменяет.

Совет: при бетонировании пола можно использовать остатки пенополистирола, прошедшие процедуру дробления. Они хоть и обладают меньшей прочностью, что неприемлемо в отношении возведения стен, но абсолютно не уступают во всех остальных показателях фасованным покупным пенополистирольным шарикам и позволят сэкономить семейный бюджет ещё больше.

  • Возможность изготовления своими руками. Готовый раствор можно и заказать, а можно и сделать собственноручно. Ниже мы рассмотрим оба варианта более подробно.

Недостаток

Основной минус полистиролбетона в его прочности. Если цементный камень обладает ею более чем в достаточной мере, то пенопласт является весьма хрупким материалом.

Совет: внимательно следите за соблюдением пропорций добавляемого утеплителя в цементную смесь. Если его количество будет преувеличено, то готовый продукт окажется недостаточно надёжным не только для возведения стен, но и для заливки пола.

Изготовление

Как вы уже могли понять из вышесказанного, технология изготовления полистиролбетона заключается в добавлении в цементный раствор пенопластовых шариков. К этому процессу можно подойти любительски и профессионально.

Любительский подход

Если вам требуется один раз за много лет сделать и утеплить цементную стяжку в доме, бане или гараже, то покупать с этой целью специальное оборудование для производства для полистиролбетона не рационально. Можно пойти более простым и дешёвым путём.

Инструкция такова:

  1. Покупаем готовые пенопластовые шарики или собираем и измельчаем остатки упаковки из аналогичного материала. В любом случае зёрна должны попадать в диапазон от 0,5 мм до 4 мм.
Полистирольные шарики подходящих размеров

Полистирольные шарики подходящих размеров

  1. Заполняем бетономешалку песком и цементом в соотношении два к одному, после чего запускаем аппарат.
Загрузка бетономешалки

Загрузка бетономешалки

  1. Через несколько минут работы засыпаем раздробленный пенопласт. Его объём должен соответствовать уже загруженному количеству сухой смеси.
  2. Затем доливаем воду, количество которой должно быть вполовину меньше, чем всё содержимое бетономешалки.

Совет: если песок использовался мокрый, то объём добавляемой воды следует сократить. Иначе раствор получится слишком жидким.

  1. После того как раствор достигает однородной массы, напоминающей своим внешним видом гречневую кашу, можно приступать к бетонированию нужной конструкции.

Профессиональный подход

Аппарат, который способен изготавливать блоки из бетона смешанного с пенопластом

Аппарат, который способен изготавливать блоки из бетона смешанного с пенопластом

Здесь уже потребуется специальное оборудование для производства полистиролбетона, которое стоит недёшево, но если вы собираетесь зарабатывать на изготовлении данного материала, то оно достаточно быстро себя окупит. Тем более что на выходе можно получать не только растворы, а и готовые блоки, которые намного более востребованы и способны долго храниться на складе.

Совет: для начала рекомендуется приобрести б у оборудование для полистиролбетона. Оно обойдётся вам гораздо дешевле и поможет «набить руку» в производственном процессе.

Для примера давайте рассмотрим технические характеристики станка «ARTUS 001»:

Габариты готового блока, мм 600×300×200
Тип блока Полнотелый стеновой или стеновой с отверстиями для арматуры
Скорость производства 200 штук за смену
Метод изготовления Вибропрессование
Способ выгрузки готового изделия При помощи гидравлической системы
Размеры аппарата, мм 2032×750×707
Напряжение, В 380
Мощность, кВт 3,5
Дополнительная комплектация Одна кассета для создания блока
Цена, $ 4325

Производственная технология полистиролбетона предполагает помимо классических ингредиентов использование специальных добавок для увеличения адгезии цементного камня с пенопластом, так как изначально она недостаточно высокая. При заливке пола это необязательно, так как он не испытывает несущей нагрузке всего здания, а вот блоки должны быть максимально надёжны.

Также ещё понадобятся пенообразователи. Они уравнивают плотность вяжущей смеси и полистирола, что предотвращает его всплытие на поверхность и помогает распределиться равномернее.

Вот пример используемых пропорций для изделий различной плотности:

Плотность, кг/м3 Вода, л Цемент, кг Песок, л ПВГ, м3 Добавки, кг
200 100 160 160 1 0,8
300 120 240 240 1 0,65
400 150 330 330 1 0,6
500 170 410 410 1 0,45

Таким образом, главное соблюдать правильные пропорции и следить за исправной работой станка, чтобы наполнить склад необходимым строительным материалом.

Заключение

Изготовление полистиролбетона является относительно несложным процессом, но требующим соответствующего оборудования и внимательного соблюдения пропорций. Даже для разовой заливки пола вам потребуется бетономешалка, так как вручную вы не сможете добиться равномерного распределения пенопластовых шариков, что негативно скажется на прочности конструкции.

Прочность – это вообще основная проблема рассматриваемого материала, из-за которой очень важно не превысить количество утепляющего наполнителя.

Готовые к эксплуатации блоки стиропорбетона

Готовые к эксплуатации блоки стиропорбетона

Видео в этой статье предоставит вашему вниманию на рассмотрение дополнительную информацию, которая имеет непосредственное отношение к вышеизложенным материалам.

Производство блоков из полистиролбетона может, как помочь вам сэкономить на строительных материалах, так и стать хорошим источником доходов.

masterabetona.ru

Полистиролбетон - технология изготовления полистиролбетона | Состав, рецептура

Готовые комплекты оборудования для производства полистиролбетонаДо 80 м3 в смену | До 50 м3 в смену | До 30 м3 в смену

Технология изготовления полистиролбетона

Легкий бетон с заполнителем из пенополистирола - известный под названием полистиролбетон, представляет собой легкий бетон с минеральным вяжущим, поры которого образованы частицами вспененного пенополистирола, используемого в качестве заполнителя. Исключительно малая объемная плотность частиц вспененного пластика позволяет производить легкий бетон с объемной массой, диапазон которой может быть выбран в соответствии с требованиями конкретной области применения, и при этом бетон имеет соответственно широкий диапазон характеристик.

Легкий бетон с заполнителем из пенополистирола (полистиролбетон), теплоизоляционные штукатурки на основе пенополистиролбетона известны в течение длительного времени. В то время, как полистиролбетон известен не менее 25 лет на нашем рынке, а на западном - более 40 лет, до настоящего времени ожидания, относительно объема использования полистиролбетона оправдались только в некоторых областях применения. Однако в промышленности строительных материалов наблюдается рост интереса к полистиролбетону, указывающий на некоторые изменения в этом отношении, вызванные главным образом следующими причинами:

  • полистиролбетон стал серьезной альтернативой пенобетона и газобетона, из-за более широкой области применения, простоты изготовления и значительно лучших характеристик материала
  • требования по теплоизоляции зданий становятся значительно более жесткими, вследствие этого стало необходимым функциональное разделение строительных материалов на теплоизоляционные и несущую нагрузку, и эти материалы должны соответствующим образом сочетаться в элементах зданий. В этом отношении интересные решения предлагает использование легкого бетона с заполнителем из пенополистирола (полистиролбетона).

В настоящей статье рассматривается текущее состояние технологий производства полистиролбетона, уделяя должное внимание использованию переработанного полистирола, а также недавно разработанных систем на основе полистиролбетона.

Описание полистиролбетона

Легкий бетон с пенополистирольным заполнителем входит в группу чрезвычайно легких бетонов, которые производятся с использование пористых заполнителей, обычно имеющих малую прочность зерен. Решающим фактором для прочностных свойств является структура затвердевшей цементной пасты, окружающей частицы заполнителей из вспененного пластика, и влияющий на массу бетона. Кроме того, важна форма и размер зерен, а также структура поверхности используемых пенополистирольных заполнителей. В отличие от минеральных заполнителей, дозировка пенополистирольных заполнителей задается не по массе, а по объему. Таким образом, имеется возможность точно задать объем пор и, благодаря этому, объемную массу полистиролбетона, и производить полистиролбетон, имеющим структуру с закрытыми порами. Посредством выбора объемной массы бетона можно воздействовать на характеристики полистиролбетона, чтобы они лучше соответствовали конкретным требованиям. В свете сегодняшних требований представляет интерес полистиролбетон, объемная масса которого находиться в нижнем диапазоне (< 600 кг/м3). В этом случае сочетание <теплоизолирующего материала> и <бетона> в одном материале предлагает строителям оптимальную комбинацию несущих свойств, звукоизоляции, термоизоляции и огнезащиты. Уже несколько лет после изобретения пенополистиролбетона, названного Styropor (1951), компания BASF провела первые ориентировочные испытания по использованию пенополистирола в качестве заполнителя для производства полистиролбетона (стиропорбетона). Так как высокая стоимость данного сырья первоначально не позволила рентабельно использовать его в качестве легкого заполнителя, в конце 1967 года начались новые исследования, и их интенсивность стала постепенно увеличиваться. К этому времени легкие заполнители из пенополистирола стали интересной альтернативой легким минеральным заполнителям, и даже не смотря на их цену, стал наблюдаться растущий интерес к новым строительным изделиям из полистиролбетона. Чтобы создать необходимые предпосылки для их выхода на рынок, компания BASF предприняла следующие меры:

  • разработка рецептур различных полистиролбетонных смесей, позволяющих воспроизводить их на практике
  • подтверждение всех важных характеристик строительного материала испытаниями, проведенными официальными организациями
  • разработка и распространение способов приготовления и укладки
  • выполнение и оценка практических испытаний с целью подтверждения успешности применения
  • помощь и технические консультации для производителей материалов в отношении разработки производственных систем.

Все эти меры пройдены в нашей стране и есть все предпосылки для активного применения полистиролбетона. В отличие от легких бетонов с минеральными заполнителями, пенобетонов, газобетонов, в случае полистиролбетона имеется возможность производства легкого бетона с объемной массой менее 200 кг/м3, и соответственно хорошими теплоизоляционными характеристиками. Вследствие этого дальнейшее развитие сконцентрировано на производстве полистиролбетона, попадающего в этот низший диапазон объемных масс, и в частности на улучшение свойств легкого бетона с пенополистирольным заполнителем, технологии производства и на разработке строительных систем с применением полистиролбетона. В качестве заполнителя полистиролбетона используется пенополистирол с объемной плотностью 10-25 кг/м3, которая не оказывает влияния на конечную прочность легкого бетона. Размер зерен вспененных частиц пенополистирола находиться в диапазоне 0,5-3,5 мм, что позволяет получать мелкопористый скелет бетона и используется сырьевой материал с размером частиц от 0,2 до 1,0 мм. Легкий пенополистирольный заполнитель обладает следующими характерными свойствами:

  • чрезвычайно малая объемная масса
  • хорошая теплоизоляция вспененных частиц, благодаря которой практически отсутствует поглощение воды
  • сферическая форма, являющаяся предпочтительной с точки зрения статических нагрузок.

Однако, в диапазоне очень низких объемных плотностей гидрофобные свойства легких пенополистирольных заполнителей с закрытыми порами могут оказывать неблагоприятное влияние, так как малая прочность сцепления между цементным тестом и поверхностью частиц может привести к расслаиванию полистиролбетона во время приготовления и укладки. В первые годы практического применения, этому эффекту противодействовали введением добавок, улучшающих прочность сцепления. По этому пути идут ряд производителей, в основном пытаясь увеличить продажи добавок, так как западные производители и некоторые отечественные, применяют специальные марки пенополистирола с крупнопористой поверхностью частиц или специальные устройства, позволяющие без возражений укладывать бетон, не имеющий таких добавок.

Отходы пенополистирола в качестве легкого заполнителя

В Германии в настоящее время для изготовления упаковочных материалов ежегодно используется около 40 000 тонн сырья для производства пенополистирола, из которого получается пенополистирол в объеме до 2 млн.м3. Эти упаковочные материалы содержат 98% воздуха, не содержат ни в каких количествах фторхлоруглеводов, и могут подвергаться переработке для того, чтобы вновь послужить какой либо разумной цели. В наше стране тоже достаточное количество отходов, а с развитием промышленности и ростом производства изделий остро встает вопрос переработки упаковки. В этой связи были разработаны системы для вторичной переработки пенополистирола, позволяющие обеспечить полную утилизацию использованных упаковочных материалов, получаемых от промышленных, торговых предприятий и от частных потребителей. В настоящей статье мы рассматриваем только применение отходов полистирола в легких бетонах. Мелкозернистый <измельченный материал>, изготавливаемый из отходов производства пенополистирольной упаковки, пригоден для использования при производстве строительных материалов: в качестве порообразующего вещества при производстве блоков, панелей, и в качестве легкого заполнителя для производства легкого бетона (полистиролбетона).Для использования измельченного пенополистирола в качестве легкого заполнителя требуется выполнение определенных требований с целью предотвращения снижения качества бетона. В том, что касается размеров и формы зерен, различия между <измельченным материалом> и свежеиспеченными частицами пенополистирола должны быть настолько малы, насколько это возможно:

  • большая часть зерен должна иметь круглую форму
  • большая часть зерен должна иметь размеры, находящиеся в диапазоне от 0,5 мм до 4,0 мм
  • в измельченном материале должны отсутствовать очень мелкие частицы.

Эти требования к качеству могут быть удовлетворены при соблюдении следующих условий:

  • использованием соответствующих дробилок с отделением частиц пенополистирола в тачках, в которых они сплавились между собой, так что первоначальная сферическая форма зерен в очень большой степени сохраняется
  • размер частиц гранул пенополистирола, используемого для производства упаковочных материалов, обычно соответствует размеру, требующемуся для легкого пенополистирольного заполнителя, изготовленного из <свежего материала>, это достижимо при помощи использования соответствующих сит в дробилке. В настоящее время такой подготовленный <измельченный материал> предлагается некоторыми западными производителями упаковочных материалов по цене от 12 до 25 евро, что намного ниже уровня цен за свежевспененный легкий пенополистирольный заполнитель.

На российском рынке тоже присутствует <измельченный материал>, к сожалению редко удовлетворяющий вышеперечисленным требованиям. Полученные в результате 28-дневных испытаний значения прочности при сжатии и при изгибе, в каждом случае представляют собой средние значения для трех образцов. Испытания на прочность при сжатии проводились на кубах с длиной ребра 20 см, а испытания на прочность при изгибе - на брусках 70*15*15 см. Прочность при сжатии образцов полистиролбетона, изготовленных с использованием пенополистирола из <измельченного материала> - прежде всего в нижней части диапазона объемных масс полистиролбетона примерно на 40 % ниже, чем у полистиролбетона, изготовленного с использованием частиц свежего вспененного пенополистирола. Прочность на растяжение при изгибе обоих вариантов полистиролбетона в пределах указанного диапазона объемных масс находится примерно на одном уровне. Использование пенополистирола из <измельченного материала>, по сравнению со вспененным пенополистиролом не влияет на теплопроводность, так как она в первую очередь зависит от объемной массы полистиролбетона. Использование пенополистирола из <измельченного материала> не оказывает отрицательного влияния на требования к качеству, такие, как поглощение воды, морозостойкость, огнестойкость и т. п.

Технология производства полистиролбетона

Этот раздел относится к специальным выводам по технологии производства полистиролбетона от 200 до 600 кг/м3 (сухая объемная масса), обладающего хорошими теплоизоляционными свойствами и имеющего малую массу.

В отличие от легкого бетона с пенополистирольным заполнителем, имеющего плотность более 600 кг/м3, в данном случае требуется рассмотреть некоторые специальные особенности, которые оказывают существенное влияние на однородность смеси, удобоукладываемость и подачу полистиролбетона, а также на тенденцию к трещинообразованию и от усадки и расслоения.

Решающее влияние на свойства свежего полистиролбетона оказывает то, что очень большую часть его объема составляют частицы пенополистирола. В диапазоне объемной массы меньше 600 кг/м3 количество цементного раствора недостаточно, для того чтобы полностью заполнить объем <пазух> легкого заполнителя. Без внесения соответствующих добавок полистиролбетон в этом диапазоне объемной плотности можно укладывать и уплотнять только с большим трудом из-за его в основном несвязного характера.

Добавление большого количества воды будет вести к уменьшению прочности при сжатии и усилению тенденции к трещинообразованию от усадки и расслоению.

Чтобы узнать, как можно улучшить удобоукладываемость и уплотняемость полистиролбетона, производились испытания с внесением различных добавок. В результате оказалось, что наибольшие преимущества обеспечивают добавки, содержащие воздухововлекающие компоненты, а также компоненты для стабилизации и разжижжения полистиролбетонной смеси. При помощи создания очень маленьких сферических воздушных пузырей (с диаметром до 0,3 мм) объем цементного раствора увеличивается и уменьшается различие в плотности между цементным раствором и легким пенополистиролбетонным заполнением. Смесь приобретает пластичную вязкую консистенцию. Благодаря этому предотвращается всплытие пенополистирольного заполнителя даже в случае интенсивного виброуплотнения и удобоукладываемость свежего полистиролбетона значительно улучшается. Особое положение занимают белковые пенообразователи, используемые при механическом производстве воздушных пен. Они характеризуются очень стабильной структурой пены. Подвижность и великолепная адгезия этих воздушных пен оказывает исключительно благоприятное воздействие на удобоукладываемость полистиролбетона даже в случае относительно малых водоцементных отношений.

Эластичные пенополистирольные заполнители и относительно высокая пропорция воздушных пузырей не могут противодействовать усадке затвердевшего цементного теста. Однако влияние излишне большой усадки во время схватывания и тенденцию к образованию трещин можно уменьшить, поддерживая полистиролбетон влажным в течение достаточно длительного времени. На практике очень эффективным оказалось добавление в смесь совместимых с цементом армирующих волокон. Армирующие волокна в затвердевшем скелете из цементного теста в полистролбетоне принимают на себя напряжения, возникающие при растягивающей усадке и изменения температуры во время схватывания и твердения полистиролбетона, уменьшая тем самым тенденцию к образованию трещин, и значительно увеличивая прочность на растяжение при изгибе. Пена добавляется в смеситель во время приготовления смеси, для чего используется пеногенератор. Для приготовления полистиролбетона пригодны обычные смесители с принудительным перемешиванием. Гравитационные бетоносмесители пригодны только условно. Для получения качественной смеси компоненты закладываются в определенной последовательности. Время перемешивания должно составлять примерно 2 минуты. Объемная дозировка пенополистирольного гравия может изменяться в определенных пределах в зависимости от того, используется свежий вспененный материал или <измельченный материал>.

 

polistirolbeton.ru


Смотрите также