Газобетон и пенобетон сравнение: Газобетон или пенобетон – что лучше для строительства дома, в чем разница

Пенобетон или газобетон – что лучше для строительства дома, сравнение газоблоков и пеноблоков (отличия) по характеристикам и свойствам + фото, видео

В сегменте ячеистых бетонов конкурируют два популярных материала – пенобетон и газобетон. Планируя строительство дома, дачи, гаража или бани, каждый хозяин старается учесть все нюансы, предугадать различные ситуации, прикинуть стоимость, в общем, создать максимально реальный план, прежде чем приступить к работе.

Первая и важная задача – выбор материала для несущих стен. Из чего лучше строить дом, из пеноблока или газоблока? О каждом из них есть свои как положительные, так и отрицательные отзывы.

Пенобетон или газобетон – что лучше для строительства дома

Ячеистые бетоны – это группа строительных материалов, изготовленных из бетона и различных добавок, придающих ему пористую структуру. Наиболее известные представители этого вида – газобетон и пенобетон.

На первый взгляд это идентичные материалы. Однако есть и различия, формирующие отличительные свойства, которые и являются камнем преткновения между сторонниками и противниками этих материалов.

Чтобы сделать объективный вывод и правильный выбор предлагаем ознакомиться, чем отличается газоблок от пеноблока – сравнение по характеристикам, свойствам и цене. Для этого изучим все этапы жизненного цикла этих стеновых материалов, начиная с технологического процесса производства, заканчивая декоративной отделкой, т.е. проведем полный сравнительный анализ.

Рекомендуем материал по теме:

Плюсы и минусы домов из газобетона + отзывы владельцев

Плюсы и минусы домов из пенобетона + отзывы владельцев

а также

Преимущества и недостатки пенобетонных блоков + какой выбрать

Сравнение, что лучше: пеноблоки или газоблоки

1. Производство пенобетона и газобетона

Сравнение в рамках технологии изготовления (производства)

Состав

Оба материала производятся путем смешивания бетона с материалами, которые сообщают ему пористую структуру.

Но, при производстве пенобетона таким материалом (пенообразователь, пластификатор) выступает смола древесная омыленная (СДО), а газобетона – пылевидный алюминий.

Технология изготовления

Пенобетон производится в виде отдельных блоков. В связи с этим разновидность его типоразмеров и видов ограничена.

Газобетон изготавливается в массе, которая после застывания нарезается на блоки заданной величины и конфигурации. Таким образом, достигается большее геометрическое разнообразие элементов по габаритам.

Производство

Газоблок производится только в заводских условиях на специализированном оборудовании.

Пенобетон может изготавливаться и на небольших предприятиях (мини-заводы, установки, кустарное, частное производство).

Поры (ячейки)

Ввиду особенностей производства поры на внешней поверхности газобетонного блока остаются открытыми, что делает его похожим на губку. За сутки пребывания в воде газобетон набирает до 47% влаги. Т.е. становится тяжелее почти вдвое. материал незащищенным перед воздействием влаги или осадков. Если к этому прибавить мороз, то незащищенная стена из газобетона довольно быстро покроется сеткой мелких трещин, устранить которые можно разными способами.

Поры пенобетонного блока закрыты по всей массе. Это придает ему гидрофобные свойства. Пенобетон подобен поплавку – будет держаться на воде длительной время.

Как показывают тесты пользователей – выстоянный (набравший прочности) в течение месяца пенобетон (рекомендованное время) способен держаться на поверхности воды более месяца.

2. Характеристики пенобетона и газобетона

Параллельное сравнение в пределах свойств и характеристик материала

Размеры пор

Алюминиевая пудра или паста, распределяясь по газобетонной смеси позволяет получить одинаковые по своему размеру пузырьки – поры.

В пенобетоне поры разные по виду (объему). Материал подготовлен для сайта www.moydomik.net

Плотность

Одинаковая у пенобетона и газобетона, колеблется в пределах от 300 до 1200 кг/м. куб и зависит от марки. Например, марка D 500 обладает плотностью в 500 кг/м.куб при естественной влажности материала;

Вес (что тяжелее)

Вес ячеистых бетонов также зависит от марки. Например, 1 м.куб. материала марки D 500 будет весить 500 кг.

Прочность (что прочнее, крепче)

У газобетона одинаковая по всему объему блока, у пенобетона неоднородная, что обусловлено спецификой распределения пенообразующей добавки.

Кроме того, пенобетон и газобетон отличаются низкой прочностью на изгиб. Это выдвигает дополнительные требования к устройству фундамента и его способность обеспечить формостабильность дома (предотвратить неравномерную усадку).

Набор прочности

Газобетон имеет максимальную плотность (соответствует марке) на ранних стадиях изготовления. В процессе хранения газоблоков или эксплуатации строения она снижается.

Пенобетону же, нужно не менее 28 дней с момента производства, для того, чтобы выйти на заявленный показатель плотности. Это выдвигает особые условия к началу строительных работ.

Чтобы убедиться в том, что блок набрал прочность, его лучше приобрести заранее и хранить на месте строительства месяц. В противном случае, конструкция, построенная из свежеизготовленного пенобетона, даст существенную усадку. Стоит отметить, что пенобетон набирает прочность по мере эксплуатации. Т.е., чем старше блок или дом из пенобетона, тем он прочнее.

Размер (геометрия)

Благодаря тому, что газобетон режется, а не заливается в опалубку, его размеры гораздо точнее. Это способствует достижению меньшей толщины кладочного шва (2-3 мм) и сокращение площади, через которую тепло уходит наружу (мостики холода).

Толщина шва пеноблока колеблется в больших пределах и составляет 2-5 мм. В значительной мере толщина шва определяется мастерством кладочника.

Влагопоглощение

Способность впитывать воду больше у газобетона, что обусловлено наличием открытых пор.

Теплопроводность (что теплее)

При одинаковой плотности (марке блока) пенобетон и газобетон по-разному удерживают тепло.

Газобетон выступает лучшим теплоизолятором, нежели пенобетон. Например, достаточной толщиной стены для Москвы и Подмосковья при использовании пеноблока марки D 500 будет 600 мм, при использовании газобетона, всего лишь 450 мм.

3. Укладка пенобетона и газобетона

Сравнение отличий в рамках строительного процесса (монтаж, укладка, обработка)

Требования к фундаменту

Идентичны, поскольку оба вида ячеистых бетонов относится к легким. Однако, незащищенный газобетонный блок, после намокания становится тяжелее почти на половину, что создает дополнительное давление на фундамент. Пенобетон же такой чертой не обладает.

Резка, выпиливание, сверление блоков и доборных элементов

Идентичны, благодаря структуре и составу придать ячеистобетонным блокам нужную форму можно с помощью обычной ручной пилы. Просверлить, проштробить отверстие или канавку (паз), тоже легко.

Скорость строительства (укладки, монтажа)

Малый вес обоих сравниваемых материалов делает процесс строительства быстрым и простым, по сравнению, например, со штучным кирпичом.

Требования к раствору, клею для укладки

Для газобетона нужно использовать специальную клеящую смесь, это позволяет снизить расход и обеспечить тонкий шов.

Пенобетон можно класть на клей или песчано-цементную смесь.

Защита (консервация)

Если возникла потребность приостановить или прекратить строительные работы, например, на зимнее время, материалы нуждаются в консервации. При этом стены из пеноблока простоят определенный период без проблем, а вот из газоблока нужно укутывать в пленку, чтобы он не потянул влагу. Причем в защите газобетон нуждается в любое время года. Конечно, летом это не столь критично, стена из газобетона высохнет за неделю-другую (стоит ли прерывать работу так надолго?), то зимой – это намокание с последующим замерзанием-оттаиванием может привести к разрушению;

Усадка

Пенобетон может дать усадку в пределах 1-3 мм/м.п, усадка газобетона не превышает 0,5 мм/м.п.

Способность удерживать крепежи

Для обоих материалов нужно использовать специальные крепежные элементы (метизы, саморезы, химические анкера). Они разработаны специально для того, чтобы закрепляться в стенах из блоков с пористой структурой.

4. Отделка пенобетона и газобетона

Сравнительный анализ в пределах отделочных материалов и работ

Материал для отделки

Для облицовки газобетонных и пенобетонных стен (фасада) можно использовать: сайдинг, вагонку, штукатурку, вентилируемый фасад.

Материал для утепления

Благодаря тому, что в порах пеноблока и газоблока содержится воздух они являются хорошими теплоизоляторами. Поэтому дом из газобетона или пенобетона не нуждается в утеплении (при достаточной толщине стен). Если же такая необходимость возникла или, например, построена баня из этих материалов следует применять только гибкий утеплитель.

Штукатурная смесь

Для пенобетона и газобетона нужно использовать специальные смеси. Главное достоинство штукатурки для ячеистых бетонов в том, что она сохраняет способность дышать. При этом требования к штукатурке для пенобетона состоят еще и в том, что состав должен обладать хорошей адгезией к поверхности.

Технология оштукатуривания

Более пористая структура газобетона сообщает ему большую адгезию к любой штукатурке.

Пенобетон требует применения армировочной сетки, для того, чтобы штукатурка держалась надежно. В качестве альтернативы, мастера советуют обрабатывать поверхность пеноблока теркой или наждачной бумагой.

5. Стоимость пенобетона и газобетона (что дешевле)

Пенобетон дешевле на 20% газобетона той же марки. Он является более дешевым, т.к. в его производстве используются более дешевые материалы и оборудование. Это же приводит к появлению большого числа фальсифицированного материала.

Однако, при расчете стоимости строительства не стоит брать во внимание только цену покупки блоков. Нужно еще учитывать цену и расход клеевой смеси, отделочных материалов, потребности в дополнительных материалах (арматура, армирующая сетка, дополнительная изоляция, гидрофобизаторы и т.п.). Только после этого можно с уверенностью сказать, что дешевле, газобетон или пенобетон.

Что лучше, пеноблок или газоблок (сравнение) – видео

Сравнение пенобетона и газобетона – что лучше (таблица)

В таблице сопоставлены главные параметры, которые определяют свойства газоблоков и пеноблоков. В результате можно определить, какой материал выбрать для строительства при заданных условиях и требованиях.

Параметр	Пенобетон	Газобетон
Порообразующая добавка	смола древесно омыленная (относится к умеренно опасным веществам)	пылевидный алюминий
Технология изготовления	Отливка блоков	Нарезание блоков
Разнообразие элементов	Меньше	Больше
Изготовление	Возможно кустарное производство	В заводских условиях
Поры	Закрытые	Внешние – открытые, внутренние, в большинстве своем, закрытие
Размеры пор	разноразмерные	одинакового размера
Размеры блоков
высота (толщина)	200, 300, 400	200
длина	600	500, 600
ширина	100-300	75-500
Плотность, кг/м. куб.	300-1200
Вес, кг/м.куб.	300-1200
Прочность на сжатие, для марки D500	В 1	В 2,5
Набор прочности	Не соответствует расчетному, с дальнейшим набором	Моментальный с дальнейшей потерей
Точность размера	Объективно существующие погрешности	Минимальная погрешность
Влагопоглощение	Меньшее	Большее
Морозостойкость, циклов	F-30	F-25
Теплопроводность, Вт/М*к	0,08 (теплоизоляционный) – 0,36 (конструкционный)	0,1 (теплоизоляционный) — 0,14 (конструкционный
Внешний вид	Хуже	Лучше
Требования к фундаменту	идентичны
Простота монтажа, резки, сверления	идентичны
Требования к клеевой смеси	Любая	Только специальная смесь
Защита стен	Не нужна	Нужна
Усадка, мм/м. п.	2-3	0,5
Способность удерживать метизы	идентична
Материал для отделки	Любой	Позволяющий сохранить способность блока «дышать»
Материал для утепления	Предпочтительно мягкий утеплитель (при необходимости)
Оштукатуривание	Сложнее, ввиду гладкой структуры блока	Простое
Цена, руб/м.куб.	2200-2800	3200-3500

Итог

Как видим, однозначного ответа на вопрос, что лучше, газобетон или пенобетон, нет и быть не может. Исходя из этой таблицы, можно сделать вывод, что пенобетон и газобетон имеют существенные отличия, не позволяющие ставить их в один ряд. Несмотря на это, общим выводом станет: газобетон имеет лучшие показатели по прочности, пенобетон по всем остальным. Какой критерий важнее, зависит от конкретной ситуации, региона и бюджета на строительство. Соответственно, каждый сам решает строить ли дом из пеноблоков или газоблоков.

Что лучше газобетон или пенобетон: сравнительная характеристика?

Содержание

• 1 Газобетон
• 2 Производство
• 3 Пеноблоки
  • 3.1 Производство
• 4 Сравнительные технические показатели
  • 4.1 Прочность
  • 4.2 Гигроскопичность, холодоустойчивость
  • 4.3 Безопасность
  • 4.4 Звукоизоляция
  • 4.5 Теплопроводность
  • 4.6 Армирование
  • 4.7 Стоимость
  • 4.8  Монтаж
  • 4.9 Надежность производства
• 5 Заключение

Выбор строительного материала – важный этап предварительной подготовки строительства дома. От него зависит комфорт, уют, тепло строения. В современном сооружении популярны легкие, пористые материалы. Остается выбрать – газобетон или пенобетон. Газоблоки и пеноблоки относятся к ячеистым материалам. Главное отличие – способ образования внутри воздушных пузырьков, их технические характеристики. Стоит сопоставить два материала, определить сходство и различия между ними.

Газобетон

Название газо исходит от процесса изготовления. Отличить газобетонный блок можно по белому цвету, шероховатой поверхности с мелкими порами. Газо состав:

• кварцевый песок;
• портландцемент;
• вода;
• алюминиевая стружка, известь.

Результатом химической реакции является газ, который способствует образованию газобетона. Выделяясь, газ образует поры (маленькие трещинки). Преимущества:

• Легкие, большого размера элементы позволяют быстро, без необходимой тяжелой техники возводить перегородки здания.
• Правильная геометрическая форма.
• Хорошая теплоизоляция сохраняет тепло зимой, в летний период поддерживает прохладу в помещении.
• Благодаря пористой структуре, материал имеет хорошую воздухопроницаемость.
• Легко поддается наружной обработке.
• Экологически чистый продукт. Натуральность компонентов не вредит здоровью. Входящий в состав алюминий – вредный компонент, но во время процесса растворяется в общей массе, теряет вредные свойства.

Недостатки:

• Высокая впитываемость влаги. Располагая газобетонные блоки на улице, правильно сделав систему отливов, ничего критического при впитывании влаги не происходит, материал не уступает пенобетону.
• Недостаточная плотность в газобетоне придает хрупкость элементам.

Несмотря на заявленные минусы, правильно подобранные параметры, позволят строить не только перегородки, но и любой тип стен здания.

Вернуться к оглавлению

Производство

На начальном этапе входящие в состав компоненты отмеряют по необходимому количеству, перемешивают в специальном смесителе. Полученной смесью заливают форму, оставляют ее для приобретения первичного схватывания. По способу приобретения прочности блоки делят на следующие виды:

• Автоклавные. Отвердеванию способствует высокое давление, с добавлением водяного пара.
• Неавтоклавные. Отвердевает материал в естественных условиях. Возможно применение пара, прогрева электричеством, но давление не повышается.

Газобетонные блоки относятся к первому виду. Прочность автоклавного материала гораздо выше, получившего прочность в естественных условиях. Автоклавный метод применяется только в заводских условиях. Для появления пористости используют алюминиевую пасту. Взаимодействие алюминия, воды приводит к увеличению в объеме массы. После предварительного схватывания, специальным инструментом сырье нарезают на равные газо блоки. Строительный материал помещают в автоклав, где воздействие давления, температуры, пара, окончательно добавляет прочности газобетону.

Вернуться к оглавлению

Пеноблоки

Признаки пено материала: серый цвет, гладкая поверхность, закрытые пористые ячейки. В состав пенобетона входит:

• портландцемент;
• вода;
• специальные химические добавки.

Преимущества:

• Высокая морозостойкая, теплозащитная характеристика.
• Закрытая структура пор не позволяет проходить влаге.
• Обладает неплохой прочностью. Хотя в сравнение с газобетоном, прочность ниже.

Минусы:

• Для образования пористости используют химические пенообразователи.
• Неидеальная геометрическая форма.
• Структура пеноблока поддается временным изменениям.

Вернуться к оглавлению

Производство

Сначала при помощи промышленного смесителя подготавливают обычный цементный раствор, соотношение компонентов выдерживается, согласно будущей прочности. В вымешанную смесь добавляется пена, тщательно перемешивается. После чего готовый раствор распределяется в формы. Пенобетонные блоки набираются прочности, затвердевают в естественных условиях. Первоначальное схватывание смеси происходит в первые часы после распределения раствора. Затем пено заготовки грузят на поддон и убирают для последующего высыхания. Процесс сушки занимает от 2 до 3 недель. Этого времени достаточно, чтобы можно было использовать пеноблок для строительства. Окончательную прочность пеноблок набирает за полгода.

Вернуться к оглавлению

Сравнительные технические показатели

Пенобетон или газобетон производят согласно одинаковых строительных стандартов, отклоняться от них строго запрещено. Казалось бы, разница должна быть минимальной, а технические параметры одинаковыми. Постараемся сравнить, отличить показатели и выяснить, что надежнее – газобетон или пенобетон?

Вернуться к оглавлению

Прочность

Плотность материалов колеблется от 300 до 1200 кг на м³. Сравнение газо и пено бетонов схожей плотности показывают – второй вариант менее прочный. Качество химического пенообразователя напрямую влияет на прочность продукта. Многие производители экономят на нем, так как цена пенообразующих добавок велика. Кроме того, не отличается одинаковой прочностью материала по всей площади.  Газоблоки отличаются однородностью, одинаковой прочностью в разных точках материала.

Вернуться к оглавлению

Гигроскопичность, холодоустойчивость

На эти показатели влияет несходство методов производства. Газобетон сильно впитывает воду, в пенобетоне поглощение воды ниже. На практике наружная часть материалов поддается обработке – покрываются штукатуркой, плиткой, поэтому на показатель гигроскопичности не всегда обращают внимание. В этом показателе газоблоки проигрывают перед пенобетоном.

Вернуться к оглавлению

Безопасность

При автоклавном методе происходит химическая реакция извести и алюминиевой пасты, в результате чего выделяется водород. В процессе отвердевания он не весь испаряется из материалов, частично исчезает в процессе строительства. Данный газ не считают плохим, вреда здоровью не приносит.

Используемые пенообразователи не содержат пагубных веществ, а поры герметически замкнуты. Из этого следует, что два строительных продукта не являются вредоносными. При выборе материала критерий безопасности не стоит использовать, как определяющий фактор.

Вернуться к оглавлению

Звукоизоляция

Пенобетон отличается относительно высокой звукоизоляцией в сопоставлении с газобетоном. Здания из пеноматериала соответствуют действующим звукоизоляционным нормам. Низкая плотность газобетона понижает проводимость звуков.

Вернуться к оглавлению

Теплопроводность

Главный технический показатель пенобетона или газобетона – теплопроводность. Важным критерием является плотность структуры пористых материалов. Чем больше плотность, тем хуже теплопроводность. Пеноблоки характеризуются меньшей плотностью, значит теплоизоляция у них лучше. Отсутствие достаточной прочности не позволяет использовать их при сооружении несущих элементов. Выход – использование более плотного состава, увеличивая толщину стены.

Использование газобетонных блоков не делает стену толстой, максимальная толщина стены достигает 50 см, при плотности 400 или 500. Газобетон удерживает тепло, а стены возводятся быстрее и обладают прочностью. Газобетон и пенобетон для стройки в холодном температурном климате подходят практически одинаково. Выбор стоит делать владельцу.

Вернуться к оглавлению

Армирование

Армирование существенно не увеличивает несущую способность строения. Оно влияет на возникновение усадочных трещин при деформации фундамента. Пенобетонные блоки имеют степень усадки равную 1-3 мм на метр, в стене легко могут появиться трещины. Процент усадки газоблоков равен 0,5 мм. Строительный материал практически не подвергается трещинообразованию. Произведение армирования в первом и во втором случае вреда не принесет. Возникает малейшее сомнение, не задумываясь, используйте его.

Вернуться к оглавлению

Стоимость

Производство газо продукции делает стоимость материала дороже. Если сопоставить стоимость, пенобетон стоит меньше процентов на двадцать. Не стоит обращать внимание только на стоимость. Важным аспектом является способ укладки. Пенобетон укладывают при помощи цементного раствора, газобетон – клеем. Используя клеевую смесь, сооружение здания проходит в два раза быстрее, да и количество раствора уходит меньше. Результат – укладка пеноматериалов выходит дороже, чем газоматериалов.

Вернуться к оглавлению

 Монтаж

Идеальная форма, малый вес газобетона позволяют в ускоренные сроки проводить строительные работы. Поверхность материала отлично поддается внутренней и внешней обработке. Только пено материалы не боятся холода и воды, их можно использовать сразу после приобретения. Газоблоки легко впитывают жидкость, используются после полного высыхания. На строительной площадке желательно хранить их под укрытием.

Вернуться к оглавлению

Надежность производства

Специальное производственное оборудование подготавливает материалы высокого качества. А упрощенная пено технология позволяет появляться на рынке большому количеству некачественного товара.

Вернуться к оглавлению

Заключение

Отличия между ячеистыми материалами ярко выражены в достоинствах и недостатках. Для сооружения дома подходит газобетон и пенобетон. Учитывайте рекомендации, покупайте качественный материал, и результат не огорчит вас.

Механические характеристики легкого пенобетона

На этой странице

РезюмеВведениеРезультаты и обсуждениеВыводыКонфликты интересовБлагодарностиСсылкиАвторское правоСтатьи по теме

Пенобетон демонстрирует отличные физические характеристики, такие как малый собственный вес, относительно высокая прочность и превосходные тепло- и звукоизоляционные свойства. Это позволяет минимизировать расход заполнителя, а за счет замены части цемента летучей золой способствует реализации принципов утилизации отходов. В течение многих лет применение пенобетона ограничивалось засыпкой подпорных стен, утеплением фундаментов и звукоизоляцией черепицы. Однако в последние несколько лет пенобетон стал перспективным материалом конструкционного назначения. Проведена серия испытаний по изучению механических свойств пенобетонных смесей без золы-уноса и с содержанием золы-уноса. Кроме того, исследовано влияние 25 циклов замораживания и оттаивания на прочность на сжатие. Кажущаяся плотность затвердевшего пенобетона сильно коррелирует с содержанием пены в смеси. Увеличение плотности пенобетона приводит к снижению прочности на изгиб. При одинаковой плотности прочность на сжатие, полученная для смесей, содержащих летучую золу, примерно на 20% ниже по сравнению с образцами без летучей золы. Образцы, подвергшиеся 25 циклам замораживания-оттаивания, демонстрируют примерно на 15 % более низкую прочность на сжатие по сравнению с необработанными образцами.

1. Введение

Пенобетон известен как легкий или ячеистый бетон. Его обычно определяют как вяжущий материал с не менее 20% (по объему) механически увлекаемой пены в растворной смеси, где воздушные поры захватываются в матрице с помощью подходящего пенообразователя [1]. Он демонстрирует отличные физические характеристики, такие как малый собственный вес, относительно высокая прочность и превосходные тепло- и звукоизоляционные свойства. Это позволяет минимизировать расход заполнителя, а за счет замены части цемента золой-уносом способствует реализации принципов утилизации отходов [2]. При правильном подборе и дозировке компонентов и пенообразователя достигается широкий диапазон плотностей (300–1600 кг/м ³ ) может использоваться для различных конструкционных целей, изоляции или заполнения [2].

Пенобетон известен уже почти столетие и был запатентован в 1923 году [3]. Первое комплексное исследование пенобетона было проведено в 1950-х и 1960-х годах Валоре [3, 4]. После этого исследования более подробная оценка состава, свойств и областей применения ячеистого бетона была сделана Руднаи [5], а также Шортом и Киннибургом [6] в 1919 году.63. В конце 1970-х – начале 1980-х годов были разработаны новые смеси, что привело к расширению коммерческого использования пенобетона в строительных конструкциях [7, 8].

В течение многих лет применение пенобетона ограничивалось засыпкой подпорных стен, утеплением фундаментов, звукоизоляцией [8]. Однако в последние годы пенобетон стал перспективным материалом и конструкционного назначения [7, 9], например, для стабилизации слабых грунтов [10, 11], базового слоя многослойных растворов для фундаментных плит [12]. , промышленные полы [13], а также инженерные сооружения для автомагистралей и метро [14, 15].

В связи с растущими экологическими проблемами крайне важно исследовать экологичные материалы для более широкого спектра применений, чтобы предложить возможные альтернативы традиционным материалам.

Пенобетон, являясь альтернативой обычному бетону, соответствует критериям принципов устойчивости строительных конструкций [16–18]. Общие принципы, основанные на концепции устойчивого развития применительно к жизненному циклу зданий и других строительных сооружений, определены в ISO 1539.2:2008. Во-первых, пенобетон расходует относительно небольшое количество сырья по отношению к количеству затвердевшего состояния. Во-вторых, при его производстве могут использоваться переработанные материалы, такие как летучая зола. Таким образом, пенобетон способствует утилизации отходов тепловых электростанций. В-третьих, пенобетон можно перерабатывать и использовать вместо песка в изоляционных материалах. Кроме того, производство пенобетона нетоксично, а продукт не выделяет ядовитых газов при воздействии огня. Наконец, это рентабельно не только на этапе строительства, но и на протяжении всего срока эксплуатации и обслуживания сооружения.

Помимо вклада в утилизацию отходов тепловых электростанций, добавление золы-уноса улучшает удобоукладываемость свежей пенобетонной смеси и положительно влияет на усадку при высыхании [2, 19]. С одной стороны, единственным недостатком этой минеральной добавки является более низкая ранняя прочность раствора по сравнению со смесью без золы-уноса [20]. С другой стороны, доказано улучшение длительной прочности [19, 21].

Несмотря на благоприятные и многообещающие прочностные и физические свойства, пенобетон по-прежнему используется в ограниченном масштабе, особенно в строительных целях. В основном это связано с недостатком знаний о его механических свойствах и небольшим количеством исследований его поведения при разрушении [22–28].

Основной целью данной работы является исследование механических характеристик пенобетона различной плотности (400–1400 кг/м ³ ). Была проведена серия испытаний для проверки прочности на сжатие, модуля упругости, прочности на изгиб и характеристик деградации материала после циклов замораживания-оттаивания.

2. Экспериментальная программа

2.1. Подготовка образцов и состав бетонной смеси

Материалами, использованными в данном исследовании, были портландцемент, зольная пыль, вода и пенообразователь. Составы смеси представлены в табл. 1. Портландцемент промышленный ЦЕМ I 42,5 Р [29].], согласно PN-EN 197-1:2011. Ее химический состав и физические свойства, измеренные в соответствии с ПН-ЕН 196-6:2011 и ПН-ЕН 196-6:2011-4, приведены в таблицах 2 и 3. Во всех экспериментах использовалась водопроводная вода. Прочность цемента на сжатие определяли по ПН-ЕН 196-1:2016-07 (табл. 3).

Для улучшения удобоукладываемости и уменьшения усадки в некоторых смесях использовалась летучая зола. Используемая зола соответствовала требованиям PN-EN 450-1:2012. Химический состав приведен в таблице 4.

Для производства пены использовался коммерческий пенообразователь. Жидкий агент сжимали воздухом под давлением примерно 5 бар, чтобы получить стабильную пену с плотностью примерно 50 кг/м ³ . Готовили цементные массы с 2 ÷ 10 л жидкого пенообразователя на 100 кг цемента.

Были использованы два различных типа бетонных смесей (один без летучей золы, а другой с летучей золой). Всего было изготовлено 10 смесей по пять образцов на одну бетонную смесь (табл. 1). Для всех смесей использовалось постоянное соотношение (включает воду и жидкий пенообразователь; c – содержание цемента). Он был основан на результатах Jones и McCarthy [7] и Xianjun et al. [30]. Целевые плотности затвердевшего пенобетона, которые должны быть получены в этом исследовании, составляли от 400 до 1400  кг/м ³ .

Весь процесс производства пенобетона должен тщательно учитывать плотность смеси, производительность пенообразования и другие факторы для получения высококачественного пенобетона. Ключевыми факторами для получения стабильного пенобетона являлись нагнетание пенообразователя при стабильном давлении и постоянная скорость вращения смешения компонентов.

Все образцы после отливки в стальные формы закрывали и хранили в сушильной камере при температуре 20 ± 1°C и влажности 95% в течение 24 часов. Затем образцы извлекали из форм и хранили в условиях окружающей среды (при 20 ± 1°C и влажности 60 ± 10%) в течение 28 или 42 дней перед испытанием.

2.2. Испытания

Пенобетон является относительно новым материалом, и в настоящее время не существует стандартизированных методов испытаний для измерения его физических и механических свойств. Поэтому в данном исследовании были адаптированы процедуры подготовки образцов и методы испытаний, обычно используемые для обычного бетона. Прочность на сжатие, модуль упругости и прочность на изгиб определяли в соответствии с рекомендациями: PN-EN 1239.0-3:2011 + AC:2012, Инструкция НИИ № 194/98, ПН-ЕН 12390-13:2014 и ПН-ЕН 12390-5:2011 соответственно. Плотность измеряли согласно PN-EN 12390-7:2011.

Прочность на сжатие измерялась на стандартных кубах размером 150 × 150 × 150 мм, как указано в PN-EN 12390-3:2011 + AC:2012. Норма нагружения принята согласно PN-EN 772-1:2015 + A1:2015 как для элементов кладки из ячеистого бетона.

Модуль упругости определяли согласно Инструкции НИИ 194/98 и ПН-ЕН 12390-13:2014-02 с цилиндрическими образцами размерами 150 × 300 мм. Скорость нагружения составляла 0,1 ± 0,05 МПа/с в соответствии с PN-EN 679:2008 для блоков кладки из ячеистого бетона. Два тензодатчика электрического сопротивления с измерительной длиной 100 мм были приклеены к двум противоположным сторонам образцов на средней высоте. Для оценки модуля упругости регистрировали характеристику «напряжение-деформация».

Прочность на изгиб была испытана на трехточечном изгибе с балками 100 × 100 × 500 мм в соответствии с PN-EN 12390-5:2011. Номинальное расстояние между опорами составляло 300 мм. Ролики допускали свободное горизонтальное перемещение. Образцы нагружались с постоянной скоростью смещения 0,1 мм/мин как оптимальная величина, определенная экспериментально.

Характеристики деградации при циклах замораживания-оттаивания оценивали на стандартных кубиках размером 150 × 150 × 150 мм. Прочность на сжатие определяли по методике, описанной выше. Испытательная кампания состояла из 25 циклов замораживания и оттаивания. Каждый цикл включал охлаждение образцов до температуры -18°С в течение 2 ч. Затем образцы выдерживали в замороженном виде в течение 8 ч при температуре –18 ± 2°С и оттаивали в воде при температуре +19°С. °C ± 1°C в течение 4 ч. Образцы сравнения хранились погруженными в воду в качестве эталонов.

3. Результаты и обсуждение

3.1. Кажущаяся плотность

Дозировка пенообразователя сильно влияет на плотность смеси и затвердевшего пенобетона. На рис. 1 представлена ​​зависимость между дозировкой пенообразователя и кажущейся плотностью затвердевшего пенобетона для образцов без золы-уноса (ЗЦ) и других с золой-уносом (ЗЦА). Кажущаяся плотность затвердевшего пенобетона сильно коррелирует с содержанием пены и составом цементного теста и воздушных пустот в свежей смеси. Увеличение содержания пены сопровождается увеличением объема свежего бетона, что приводит к уменьшению плотности затвердевшего пенобетона. Можно заметить, что существуют экспоненциальные зависимости для образцов FC и FCA. Кроме того, результаты, полученные в FC, показывают уровень плотности примерно на 20% выше, чем в FCA. Это можно объяснить тем, что в образцах, содержащих летучую золу, процесс твердения замедлен. Физическая реакция между летучей золой и воздушными порами приводит к увеличению количества воздушных пор, захваченных смесью. Также установлено, что смеси с содержанием пенообразователя более 10 литров на 100 кг цемента дают нестабильную смесь. Результаты были аппроксимированы полиномиальными функциями, как показано на рисунке 1.9.0003

3.2. Прочность на сжатие

Кубические образцы пенобетона, испытанные на сжатие, имеют механизм разрушения, аналогичный обычному бетону. Для всех образцов наблюдалась типичная коническая картина разрушения после разрушения (рис. 2).

Прочность на сжатие пенобетона без золы (FC) и пенобетона с добавкой золы-уноса (FCA) в зависимости от кажущейся плотности представлена ​​на рисунке 3. Можно заметить, что существуют экспоненциальные зависимости как для FC, так и для FCA ; однако, по-видимому, существует разница между показателями прочности, полученными для образцов FC и FCA. Образцы без золы, по-видимому, демонстрируют более высокую прочность, чем смеси, содержащие золу. Это связано с тем, что процесс твердения замедляется из-за наличия летучей золы [20]. Кроме того, эта разница увеличивается вместе с плотностью. Полученные значения прочности на сжатие соответствуют результатам работ других авторов [31–34]. Результаты были аппроксимированы полиномиальными функциями, как показано на рисунке 3.9.0003

3.3. Модуль упругости

Цилиндрические образцы пенобетона, испытанные на сжатие, имеют механизм разрушения, аналогичный обычному бетону. Для всех образцов наблюдалась типичная коническая картина разрушения после разрушения (рис. 4). Зависимости напряжения от деформации цилиндрических образцов представлены на рис. 5. На графиках показаны зависимости в диапазоне 0,2 МПа до разрушения согласно ПН-ЕН 12390-13:2014-02.

На рис. 6 показаны зависимости между модулем упругости пенобетона и его плотностью. Можно заметить, что существуют экспоненциальные зависимости для FC и FCA. Образцы без летучей золы, по-видимому, имеют более высокий модуль упругости, чем смеси, содержащие летучую золу [35]. Полученные значения модуля упругости соответствуют результатам работ Олдриджа [8].

3.4. Прочность на изгиб

На рисунке 7 представлена ​​зависимость между плотностью пенобетона и прочностью на изгиб. Испытания проводились на образцах без летучей золы. На рис. 7 приведены также результаты экспериментов, проведенных авторами и опубликованных в [23–28]. Можно отметить снижение предела прочности при изгибе с уменьшением плотности пенобетона. Значения прочности на изгиб соответствуют результатам работ Mydin и Wang [31] и Soleymanzadeh и Mydin [36].

3.5. Характеристики разложения при циклах замораживания-оттаивания

На рис. 8 показаны результаты прочности на сжатие пенобетона после 25 циклов замораживания-оттаивания в зависимости от плотности. В качестве справки результаты для необработанных образцов показаны на рис. 8. Обработка образцов методом замораживания-оттаивания оказывает лишь незначительное влияние на прочность пенобетона на сжатие. Прочность, полученная для образцов, подвергнутых циклам замораживания-оттаивания, показала примерно на 15% более низкие значения. Результаты были аппроксимированы полиномиальными функциями, как показано на рисунке 8.9.0003

4. Выводы

Пенобетон может иметь гораздо более низкую плотность (от 400 до 1400 кг/м ³ ) по сравнению с обычным бетоном. Была проведена серия испытаний для изучения механических параметров пенобетона: прочности на сжатие, прочности на изгиб и модуля упругости. Кроме того, было исследовано влияние 25 циклов замораживания и оттаивания на прочность на сжатие.

Основные выводы, которые можно сделать из этого исследования, следующие: (i) Дозировка пенообразователя влияет на плотность смеси и затвердевшего пенобетона. Плотность пенобетона сильно коррелирует с содержанием пены в смеси. (ii) Прочность на сжатие, модуль упругости и прочность на изгиб уменьшаются с уменьшением плотности пенобетона; для описания этих взаимосвязей были предложены полиномиальные функции. (iii) Прочность на сжатие и модуль упругости пенобетона были немного снижены при добавлении 5% золы-уноса. (iv) Прочность на сжатие пенобетона, подвергнутого замораживанию-оттаиванию. тесты показывают значения только примерно на 15% ниже по сравнению с необработанными образцами.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Работа выполнена при поддержке продолжающегося исследовательского проекта «Стабилизация слабого грунта путем нанесения слоя пенобетона, контактирующего с грунтом» (LIDER/022/537/L-4/NCBR/2013), финансируемого Национальный центр исследований и разработок в рамках программы ЛИДЕР. Авторы выражают признательность лаборанту Альфреду Кукельке за навыки и приверженность делу, без которого настоящее исследование не могло бы быть успешно завершено.

Справочные материалы

1. С. Ван Дейк, Пенобетон: взгляд голландцев , Британская цементная ассоциация, Блэкуотер, Великобритания, 1992. , «Классификация исследований свойств пенобетона», Cement and Concrete Composites , vol. 31, нет. 6, стр. 388–396, 2009.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

2. Р. К. Валоре, «Ячеистый бетон, часть 1, состав и методы производства», ACI Journal Proceedings , vol. 50, нет. 5, стр. 773–796, 1954.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

3. Р. К. Валоре, «Физические свойства ячеистого бетона, часть 2», ACI Journal Proceedings , vol. 50, нет. 6, стр. 817–836, 1954.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

4. Г. Руднаи, Легкие бетоны , Академикиадо, Будапешт, Венгрия, 1963.

5. A. Short and W. Kinniburgh, Lightweight Concrete , Asia Publishing House, Delhi, India, 1963. Журнал исследований бетона , том. 57, нет. 1, стр. 21–31, 2005 г.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

6. Д. Олдридж, «Введение в пенобетон: что, почему, как?» в Использование пенобетона в строительстве: Материалы международной конференции, Данди, Шотландия, Великобритания , K.Ravindra, D.Moray, and M.Aikaterini, Eds., vol. 5, стр. 1–14, июль 2005 г.

   Посмотреть по адресу:

   Google Scholar

7. Р. К. Дхир, М. Д. Ньюлендс и А. Маккарти, Использование пенобетона в строительстве , Томас Телфорд, Лондон, Великобритания 2005.

8. М. Друса, Л. Федорович, М. Кадела, В. Шерфель, «Применение геотехнических моделей в описании композитного пенобетона, используемого в контактном слое с грунтом», в Материалы 10-й Словацкой геотехнической конференции по геотехническим проблемам инженерных сооружений , Братислава, Словакия, май 2011 г. Беднарски, «Моделирование поведения пенобетона для слоистых конструкций, взаимодействующих с грунтом», в Технические заметки Катовицкой технологической школы , том. 6, стр. 73–81, Катовицкая технологическая школа, Катовице, Польша, 2014 г.

   Посмотреть по адресу:

   Google Scholar

9. Хулимка Й., Кноппик-Врубель А., Крживон Р., Рудишин Р. Возможности конструкционного использования пенобетона на примере плитного фундамента. Proceedings of the 9th Central European Congress on Concrete Engineering , стр. 67–74, Вроцлав, Польша, июнь 2013 г. слой как подконструкция промышленного бетонного пола» Procedia Engineering , vol. 161, стр. 468–476, 2016.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

10. М. Р. Джонс и А. Маккарти, «Поведение и оценка пенобетона для строительных применений», в Использование пенобетона в строительстве: материалы международной конференции, Данди, Шотландия, Великобритания , К. Равиндра , D. Moray и M. Aikaterini, Eds., vol. 5, стр. 61–88, июль 2005 г.

    Посмотреть по адресу:

    Google Scholar

11. В. Тянь, Л. Ли, С. Чжао, М. Чжоу и Н. Вамг, «Применение пенобетона в дорожном строительстве», в Трудах Международной конференции по транспортному машиностроению, ASCE , стр. 2114–2120, июль 2009 г.

    Посмотреть по адресу:

    Google Scholar

12. К. К. Б. Сирам и К. Арджун Радж, «Бетон + зеленый = пенобетон», International Journal of Civil Engineering and Technology , vol. 2013. Т. 4. С. 179–184.

    Просмотр по адресу:

    Google Scholar

13. А. С. Мун и В. Варгезе, «Устойчивое строительство с использованием пенобетона как зеленого строительного материала», Международный журнал современных тенденций в области инженерии и исследований , том. 2, pp. 13–16, 2014.

    Посмотреть по адресу:

    Google Scholar

14. A. S. Moon, V. Varghese, and S.S. Waghmare, «Пенобетон как зеленый строительный материал», International Journal of Research in Инженерия и технологии , том. 2, pp. 25–32, 2015.

    Просмотр по адресу:

    Google Scholar

15. П. Чиндапрасирт, С. Хомвуттивонг и В. Сирививатнанон, «Влияние крупности летучей золы на прочность, усадку при высыхании и стойкость к сульфатам» смешанного цементного раствора», Исследования цемента и бетона , том. 34, нет. 7, стр. 1087–1092, 2004.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

16. П. Чиндапрасирт и С. Рукзон, «Прочность, пористость и коррозионная стойкость трехкомпонентной смеси портландцемента, золы рисовой шелухи и раствора летучей золы», Строительство и строительные материалы , том. 22, нет. 8, стр. 1601–1606, 2008.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

17. Э. П. Кирсли и П. Дж. Уэйнрайт, «Влияние высокого содержания летучей золы на прочность пенобетона на сжатие», Cement and Concrete Research , vol. 31, нет. 1, стр. 106–112, 2001.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

18. Н. А. Рахман, З. М. Джайни, Н. Н. Захир, «Энергия разрушения пенобетона с помощью испытаний на трехточечный изгиб на образцах балок с надрезом», Журнал инженерных и прикладных наук , том. 2015. Т. 10. С. 6562–6570. зубчатые балки // Материалы 7-й Научно-технической конференции по проблемам материалов в строительстве МАТБУД’2015. 2015. Т. 108. С. 349–354.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

19. М. Козловски, М. Кадела и М. Гвуздз-Ласонь, «Численный анализ разрушения пенобетонной балки с использованием метода XFEM», Applied Mechanics and Materials , vol. 837, стр. 183–186, 2016.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

20. М. Кадела, А. Чинцио и М. Козловски, «Анализ деградации балки из пенобетона с надрезом», Applied Mechanics and Materials , vol. 797, стр. 96–100, 2016.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

21. А. Чинцио, М. Козловски, М. Кадела и Д. Дудек, «Численный анализ деградации пенобетонной балки», в Материалы 13-й Международной конференции по новым тенденциям в статике и динамике зданий , Словацкий технологический университет , Братислава, Словакия, октябрь 2015 г. балки», в Материалы 13-й Международной конференции по новым тенденциям в статике и динамике зданий, Словацкий технологический университет , Братислава, Словакия, октябрь 2015 г. , «Экспериментальное и численное исследование разрушения пенобетона на основе испытания балок на трехточечный изгиб с начальным надрезом», в Трудах Международной конференции по машиностроению, гражданскому строительству и материаловедению , Барселона, Испания, август 2015 г.

    Посмотреть по адресу:

    Google Scholar

22. Технический паспорт CEM I 42.5 R, http://www.gorazdze.pl.

23. T. Xianjun, C. Weizhong, H. Yingge и W. Xu, «Экспериментальное исследование сверхлегкого (<300 кг/м3) пенобетона», Достижения в области материаловедения и инженерии , vol. 2014 г., идентификатор статьи 514759, 7 страниц, 2014 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Академия Google

24. Мыдин М.А.О., Ван Ю.К. Механические свойства пенобетона при воздействии высоких температур // Строительство и строительные материалы . Вып. 26, нет. 1, стр. 638–654, 2012 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

25. К. Джитчайапхум, Т. Синсири и П. Чиндапрасирт, «Ячеистый легкий бетон, содержащий пуццолановые материалы», Procedia Engineering , vol. 14. С. 1157–1164, 2011.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

26. М. А. Сиппл, «Высокопрочный самоуплотняющийся пенобетон. начальный тезис», 2009 г., https://www.researchgate.net/publication/265483433_Structural_Strength_Self-Compacting_Foam_ConcreteACME, UNSW@ADFA.

    Просмотр по адресу:

    Google Scholar

27. А. К. Марунмале и А. К. Аттар, «Проектирование, разработка и испытание стены из ячеистого легкого бетона (CLC), построенной на связке «крысиная ловушка», Current Trends in Technology and Sciences , том. 2014. Т. 3. С. 331–336. Хрупкие матричные композиты 11-Материалы 11-го Международного симпозиума по хрупким матричным композитам BMC 2015, Институт фундаментальных технологических исследований PAS , стр. 489–496, Варшава, Польша, сентябрь 2015 г., ISBN: 978-838968796-8.

    Просмотр по адресу:

    Google Scholar

28. С. Солейманзаде и М. А. О. Мыдин, «Влияние высоких температур на прочность на изгиб пенобетона, содержащего летучую золу и полипропиленовое волокно», International Journal of Engineering , vol. 26, нет. 2, стр. 117–126, 2013 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

Copyright

Copyright © 2018 Марцин Козловски и Марта Кадела. Это статья с открытым доступом, распространяемая в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего цитирования оригинальной работы.

IOPscience::.. Страница не найдена

Поиск статей

Выберите журнал (обязательно) 2D Матер. (2014 – настоящее время) Acta Phys. Грех. (Зарубежный Эдн) (1992 — 1999) Adv. Нац. Науки: наноски. нанотехнологии. (2010 – настоящее время) Заявл. физ. Экспресс (2008 – настоящее время)Biofabrication (2009 – настоящее время)Bioinspir. Биомим. (2006 – настоящее время) Биомед. Матер. (2006 – настоящее время) Биомед. физ. англ. Экспресс (2015 — настоящее время)Br. Дж. Заявл. физ. (1950 — 1967)Чин. Дж. Астрон. Астрофиз. (2001 — 2008)Чин. Дж. Хим. физ. (1987 — 2007)Чин. Дж. Хим. физ. (2008 — 2012)Китайская физ. (2000 — 2007)Китайская физ. B (2008-настоящее время)Chinese Phys. C (2008-настоящее время)Chinese Phys. лат. (1984 — настоящее время)Класс. Квантовая Грав. (1984 — настоящее время) клин. физ. Физиол. Изм. (1980 — 1992)Горючее. Теория Моделирования (1997 — 2004) Общ. Теор. физ. (1982 — настоящее время) Вычисл. науч. Диск. (2008 — 2015)Конверг.