Теплоизоляционный пенобетон

Коломацкий А. Коломацкий С. Теплоизоляционный пенобетон // Строительные материалы. 2002. №3. C.18-19

В соответствии с ГОСТ 25485-89 ?Бетоны ячеистые. Технические условия? теплоизоляционный неавтоклавный ячеистый бетон имеет марку по средней плотности от D500 до D300, класс по прочности при сжатии от В1 до В0,5, нормируемый для марок D500 и D400, и коэффициент теплопроводности в сухом состоянии не более 0,12 Вт/(м0С) для D500 и не более 0,08 Вт/(м0С) для D300.

Белгородскими производителями пенобетона освоено производство изделий марки по плотности D300 для наружной теплоизоляции фасадов зданий и устройства теплоизоляции в кирпичной кладке. Кроме того, освоена технология монолитных работ по устройству теплоизоляции кровли и заливке теплоизоляционного слоя в кирпичной кладке пенобетонными смесями.

Опыт производства свидетельствует о том, что при изготовлении теплоизоляционного пенобетона требуется стабильность характеристик сырьевых материалов и технологических параметров производства для гарантированного получения такой низкой средней плотности пенобетона, как марка D300. Сырьевыми компонентами являются портландцемент ПЦ 500-ДО, сухой пенообразователь ТАСМ и вода. Выпущены и испытаны опытные партии сухой смеси для изготовления пенобетона марки D300, что существенно упрощает работу прежде всего в условиях строительной площадки и практически исключает влияние субъективного фактора ? квалификации оператора смесителя на качество пенобетона.

Приготовление теплоизоляционной пенобетонной смеси производится в пенобетоносмесителе специальной конструкции и включает смешение компонентов, стабилизацию и гомогенизацию массы. Вспенивание смеси осуществляется за счет подачи в смеситель сжатого воздуха. Контроль качества теплоизоляционного пенобетона показывает, что достигается стабильное получение средней плотности 290-300 кг/м3, средней прочности при сжатии не менее 0,5 МПа и коэффициента теплопроводности не более 0,07 Вт/(м0С).

Пенобетонные смеси теплоизоляционного пенобетона имеют повышенное водоцементное отношение, составляющее для проектной марки D300 величину 0,8?0,9. Это предопределяет склонность смесей к расслоению, которое проявляется на макро- и микроуровне. Расслоение на макроуровне за счет отделения воды ведет к получению брака и свидетельствует о нарушении регламента технологического процесса. Расслоение на микроуровне имеет место для всех пенобетонных смесей и приводит к снижению прочностных показателей пенобетона. Водоотделение и седиментацию частиц твердой фазы в микрообъемах пенобетонной смеси может уменьшить или даже исключить введение водоудерживающих добавок.

Принципиальным решением в технологии теплоизоляционного пенобетона является применение высокодисперсных цементов. При удельной поверхности цемента свыше 600 м2/кг становится возможным получение пенобетон марок по средней плотности D200 и D400. Суспензия высокодисперсных частиц цемента размером менее 50 мкм может быть получена непосредственно в технологии пенобетона за счет фракционирования цемента общестроительного назначения седиментацией. В таблице приведены результаты испытаний теплоизоляционного пенобетона, изготовленного традиционным способом минерализации пены и способом, разработанным специалистами БелГТАСМ на фракционированном седиментацией цементе.

Роль высокодисперсных частиц цемента при изготовлении теплоизоляционного пенобетона состоит в получении нерасслаиваемых смесей и мелкопористой структуры пенобетона. Частичная гидратация зерен цемента при его фракционировании седиментацией, а также быстрая и полная гидратация высокодисперсных частиц цемента при твердении теплоизоляционного пенобетона не влияют на его основное функциональное свойство ? коэффициент теплопроводности.

Одним из основных вопросов качества теплоизоляционного пенобетона является снижение его усадки, которая обусловливает трещинообразование. Усадка при высыхании неавтоклавных ячеистых бетонов марок по средней плотности D500 и ниже не нормируется и не влияет на теплопроводность пенобетона. Натурные исследования показали, что усадка в изделиях из теплоизоляционного пенобетона марки D300 вызывает появление на наружной поверхности изделий сети мелких трещин размером до 0,5 мм с расстоянием между ними в среднем 30 мм или крупных трещин размером свыше 1 мм, расположенных на расстоянии в среднем 150 мм. Трещины появляются, как правило, спустя месяц после изготовления изделий, когда они находятся на строительной площадке. Причиной трещинообразования являются градиент влажности по толщине изделия, а также карбонизационная усадка.

Вопросы усадки и трещинообразования в теплоизоляционном пенобетоне снимаются при его армирований. Обследование наружной теплоизоляции из армированного минеральным волокном пенобетона марки D300 площадью более 500 м2 показало, что ни в одном из изделий трещин не образовалось. Имеющиеся данные позволяют сделать вывод, что для повышения трещиностойкости пенобетона можно использовать нещелочестойкое волокно. Его взаимодействие с ингредиентами твердеющего цемента на начальном этапе увеличивает адгезию, а последующая карбонизация и снижение рН обеспечивает сохранность волокон в цементном камне межпоровых перегородок пенобетона.

Второе направление, позволяющее уменьшить усадку и увеличить прочность пенобетона, заключается в пластификации пенобетонной смеси. В производственных условиях испытан пластификатор, совместимый с пенообразователем, что снизило количество воды для приготовления пенобетонных смесей на 15?20%. Образцы серии, выпиленные из изделий марки D500, через 3 сут имели прочность 1,1 МПа при влажности 25 мае. %, а прочность при сжатии пенобетона марки D300 после 28 сут твердения составила 0,73 МПа.

Освоение производства изделий и монолитных работ из теплоизоляционного пенобетона с маркой по средней плотности D300 и ее снижение до D200 является перспективным и экономически целесообразным. Развитие промышленной технологии теплоизоляционного пенобетона с низкими средними плотностями позволит получить материал, альтернативный минераловатным изделиям и пенопластам.

Марка пенобетона по средней плотности

Фактическая средняя плотность, кг/м3

Прочность при сжатии, МПа, в возрасте, сут

Коэффициент теплопроводности, Вт/(м0С)

3

7

28

Минерализация пены

500

530

1,31

1,67

1,93

0,11

400

420

0,33

0,68

1,01

0,085

300

320

0,19

0,37

0,66

0,063

Способ БелГТАСМ

400

410

0,42

0,75

1,12

0,082

300

290

0,2

0,43

0,72

0,059