Сравнение газобетона и пенобетона: Газобетон или пенобетон: что лучше — АлтайСтройМаш

Сравнение автоклавного газобетона и неавтоклавного/пенобетона

В последнее время в связи с ростом популярности строительных блоков из ячеистых бетонов часто возникает вопрос: в чем отличие автоклавного газобетона от неавтоклавных материалов (пенобетона и неавтоклавного газобетона)? Ответ в этом материале.

1. Условия производства.

Автоклавный газобетон производится только на крупных современных заводах, где квалифицированным персоналом контролируется одновременно несколько десятков процессов и параметров. Автоклавный газобетон производится согласно ГОСТ 31360-2007, что подтверждается протоколами испытаний, а продукция имеет сертификацию и паспорта качества.

Для производства пенобетона и неавтоклавного газобетона не требуется большого завода и капиталовложений. Кустарное производство не может обеспечить стабильность характеристик материала, поскольку дозирование компонентов производится вручную и, как правило «на глаз».

2. Прочность

Самыми ходовыми являются плотности D500 и D600, при этом автоклавный газобетон на этих плотностях имеет класс по прочности на сжатие B2,5 и B3,5 соответственно.

Неавтоклавные же материалы значительно проигрывают автоклавному газобетону по физическим свойствам и прочности при одинаковой плотности. Например, при плотности D600 они имеют прочность на сжатие в два раза ниже, чем у автоклавного газобетона!

3. Однородность

При производстве автоклавного газобетона газообразование происходит одновременно во всем объеме материала. Параллельно с газообразованием происходит отверждение. По мере роста массива на опалубку от закрепленных на ней специальных вибраторов периодически  подается импульс, который «встряхивает» массив, выгоняя из него крупные пузыри газа и исключая наличие раковин и воздушных мешков в готовых блоках. В результате поры одного размера и равномерно распределены по всему объему материала.

Неавтоклавный газобетон и пенобетон получают введением в бетонную массу пены, газообразователей и перемешивая ее. В итоге часто случается, что пузырьки, как более легкие компоненты смеси, всплывают вверх, а более тяжелые наполнители оседают вниз. Получается неравномерное распределение пор в блоке, и за счет этого нет возможности добиться единых характеристик на разных блоках. Технология производства неавтоклавного газобетона исключает возможность встряхивания массива, поэтому наличие пузырей диаметром 50-70 мм – обычное дело. В таком материале часто возникают более холодные участки стены с выпадением конденсата на поверхности, а также трещины – в местах ослабления кладки крупными пузырями воздуха.

4. Возможность крепления

Автоклавирование значительно повышает прочностные характеристики газобетона. В основание из автоклавного газобетона можно закрепить не только шкафы и полки, но и бойлеры, кондиционеры, вентилируемые фасады. Причем навесные фасады могут быть как из легкого композита, так и из тяжелого керамогранита.

Говорить о креплении в пенобетон или НЕавтоклавный газобетон просто не приходится. Гвоздь или шуруп просто вдавливается в стену руками, поэтому применение обычного механического крепежа здесь невозможно. Можно использовать для крепления НЕтяжелых предметов, например, зеркал или крючков для одежды. Но навешивание на стену кухонного гарнитура опасно, поскольку под весом шкафа с посудой произойдет разрушение неавтоклавного материала в месте крепления и из стены просто выпадет кусок блока.

5. Усадка при высыхании

Набор прочности неавтоклавным ячеистым бетоном сопровождается значительной его усадкой, которая, в свою очередь, приводит к растрескиванию готовой кладки. Часто можно заметить, как на недавно построенном и отделанном здании появляются множественные трещины, отслаивается отделочный слой, отваливается штукатурка. Эти процессы могут протекать в течение нескольких лет  –  того самого периода, пока идет «набор прочности». Более того, трещинами испещрены блоки еще до того, как они уложены в кладку.

Избавиться от усадки и трещин можно только автоклавированием, но в условиях кустарного производства это невозможно. Поэтому продавцы пенобетона и неавтоклавного газобетона идут на маркетинговые уловки, добавляя фибру (бумагу, пропитанную раствором серной кислоты и роданидом кальция) и называя это «армированным пенобетоном», устойчивым к растрескиванию.

Опыт строительства показывает, что стены из неавтоклавных ячеистых бетонов  нельзя просто зашпаклевать и покрасить – внутри их приходится закрывать гипсокартоном, а для внешней отделки применять навесные фасады с креплением в перекрытие или кирпич.

Автоклавный газобетон полностью набрал прочность уже в процессе производства и автоклавирования, поэтому усадочные деформации ему не грозят.

К примеру, для автоклавного газобетона показатель усадки не превышает 0,4 мм/м, тогда как для неавтоклавных материалов он составляет в 10 раз больше — до 5 мм/м.

6. Экологичность

Автоклавный газобетон является абсолютно экологичным и аэропроницаемым материалом. Поэтому в доме из автоклавного газобетона всегда благоприятный микроклимат для проживания, сходный с климатом деревянного дома.

Пенобетон изготавливают из самого дешевого сырья: песка, отходов щебеночного производства, кроме того, в качестве пенообразователей применяются химические добавки, что, снижает показатели экологичности дома из пенобетона. Также химические компоненты вносятся в блок с фиброй, пропитанной кислотами, хлоридами и роданидами. Даже присутствующие в небольших количествах, эти вещества способны выделяться и накапливаться в воздухе жилых помещений.

7. Геометрия

Точность геометрических размеров блоков из автоклавного газобетона регулируется современным ГОСТом, допустимые отклонения – по длине до 3 мм, по ширине до 2 мм, по толщине – до 1 мм. Блоки получаются путем резки струнами большого массива автоклавного газобетона. Этот процесс автоматизирован.

Неавтоклавный газобетон и пенобетон разливают в опалубку с ограниченными циклами использования. Ввиду все той же экономии, опалубка используется в несколько раз дольше ее нормативного срока службы, а поскольку опалубка разборная, то в силу ее деформаций и износа собрать ее правильно с каждым разом становится все сложнее и сложнее – отсюда и отклонения по геометрии блоков. Для неавтоклавных газобетона и пенобетона отклонения геометрических размеров допускаются значительно больше — по толщине могут достигать 5 мм (старый ГОСТ 1989 года).

Большой разбег в геометрических размерах блоков из неавтоклавных материалов влечет ухудшение всех показателей кладки:

— увеличивается толщина слоя раствора, приводя к увеличению стоимости кладки

— увеличивается усадка кладки, т.к. помимо блоков усаживаются и толстые растворные швы

— образуются мостики холода из-за толстых растворных швов

— требуется трудоемкое выравнивание вертикальной поверхности стен

— расход цементно-песчаного раствора в 5-6 раз выше, чем кладочного клея

— увеличивается толщина и трудоемкость отделочных работ

— снижается прочность кладки

8. Теплоизоляционные свойства

Плотность пенобетона или газобетона напрямую влияет на их теплоизоляционные свойства и, чем материал плотнее, тем теплоизоляция ниже. Пенобетон или неавтоклавный газобетон с низкой плотностью – это отличный теплоизоляционный материал, но прочность у него крайне низкая и применять его для кладки стен нельзя. В качестве конструктивного, особенно для несущих стен, требуется плотность выше, а значит, материал будет «холоднее». К примеру, для Сибири при использовании неавтоклавных материалов плотность ячеистого бетона должна быть минимум 700 кг/куб. метр. И без того невыдающиеся теплоизоляционные свойства значительно ухудшаются ведением кладки на цементно-песчаном растворе с толстыми швами. Это значит, что толщина стены из пенобетона или неавтоклавного газобетона с плотностью D700 для нормальной теплоизоляции без применения утеплителя должна быть около 65-70 см.

Стена из автоклавного газобетона обеспечивает такие же показатели теплозащиты и прочности при толщине всего 40 см, при этом достаточно плотности D400-D500. Объективно автоклавный газобетон обладает лучшими, чем неавтоклавные материалы, показателями прочности и теплоизоляции при меньшем весе.

сравнение с газобетоном и пенобетоном, что лучше выбрать?

Главная Полистиролбетон газобетон или пенобетон что лучше

Богатое разнообразие недорогих и надежных строительных материалов иногда затрудняет выбор. Порой приходится решать, что лучше полистиролбетон, газобетон или пенобетон. Каждый из них имеет свои сильные и слабые стороны.

Бетонные блоки имеют одну общую особенность. В качестве основы выступает смесь цемента, песка и мелкого щебня. При этом используются различные добавки и своя технология производства. Присадки и добавки придают требуемую прочность, надежность и долговечность. Самыми распространенными у строителей считается газобетон, пенобетон и полистиролбетон. Рассмотрим характеристики, которые помогут определить какой материал лучше использовать при возведении строений.

Содержание:

1. Пенобетон
2. Газобетон
3. Полистиролбетон
4. Подведение итогов

Пенобетон

Преимущества:

1. Влагоустойчивость. Изделие практически не впитывает влагу, относится к категории морозоустойчивых.
2. Хорошие теплоизоляционные показатели. Пузырчатая структура пенобетона имеет неплохие показатели теплоизоляции. Однако коэффициент теплостойкости в 2,5 раза меньше, чем у кирпича.
3. Хорошая огнестойкость. Стройматериал способен противостоять огню в течение нескольких часов. Однако при воздействии огня в течение 3,5 часов происходит его растрескивание и разрушение. Он не выдерживает длительного горения.
4. Легкость обработки. Благодаря тому что материал пористый, его легко разрезать и придавать ему нужную форму, что облегает возведение перегородок.
5. Экологическая безопасность. Входящий в состав пеноконцентрат не содержит вредных веществ, которые небезопасны для здоровья человека.
6. Отсутствие плесени. Внутри материала не размножаются микроорганизмы, которые приводят к появлению плесени и грибка.

Минусы:

1. Большая усадка. Конструкция из пеноблока дает усадку около 2 мм на 1 метр. Нередко это приводит к растрескиванию и даже перекосу рядов.
2. Плотность. Изделие имеет различную плотность. Она зависит от производителя. Некоторые модификации имеют плотность 0.3–0.5 кг на 1 м3, а другие 0.9–1.1 кг на 1 м3.
3. Небольшая погрешность. Готовая продукция имеет небольшую погрешность. Блоки могут незначительно отличаться по размеру.
4. Большое количество раствора. При укладке пеноблока требуется большее количество раствора, чем при укладке кирпича.

Готовое изделие производят на основе портландцемента. Стройматериал состоит из пенообразующих присадок, так называемых пеноконцентратов, которые вступают в реакцию с водой и формируют поры. Продукция сушится на воздухе, на открытых складах.

Газобетон

Плюсы:

1. Высокая плотность. Уникальная технология производства обеспечивает равномерное распределение присадки по всему объему, что придает требуемую плотность и прочность.
2. Минимальная усадка. В среднем газобетонные блоки имеют усадку 0.3–0.4 мм на 1 метр. Растрескивание стен бывает очень редко.
3. Использование клея. Вместо цементного раствора можно использовать специальный клей для монтажа. Это ускоряет и удешевляет строительство. Важно отметить, что клей обеспечивает плотное прилегание блоков друг к другу. Зазоры между ними минимальны.
4. Простота обработки. Изделие легко обрезается подручными инструментами. Вы сможете формировать конструкцию любых форм и размеров.
5. Высокие звукоизоляционные параметры. Готовая стена из газобетона обладает хорошей звукоизоляцией. Многое зависит от используемого раствора, его количества и толщины блоков.
6. Экологичность. В состав не входят радиоактивные элементы, которые обладают высокой токсичностью. Все добавки соответствуют нормам экологической безопасности.
7. Небольшой вес. Готовый блок размером 0,25 м3 может весть всего около 7,5 кг. Благодаря тому что конструкция имеет небольшой вес, можно сократить расходы на фундамент.
8. Повышенная устойчивость к внешним воздействиям. Внутри изделия не развивается плесень, грибки и бактерии. Даже в условиях повышенной влажности не образуются вредные микроорганизмы. По своим показателям стройматериал превосходит древесину.

Минусы:

1. Большая впитываемость воды. Стены необходимо обрабатывать специальными штукатурными смесями, так как материал способен как губка впитывать воду. Помимо штукатурных смесей рекомендуется использовать грунтовки глубокого проникновения.
2. Высокая стоимость. Вспенивание в автоклаве нередко приводит к удорожанию продукции.
3. Повышенная хрупкость. Стройизделия очень боятся сдавливания и изгибов. Готовый фундамент должен быть максимально выровнен и иметь наименьшие показатели усадки.
4. Плохая фиксация саморезов. Саморезы и анкера внутри могут быстро окисляться. Материал имеет пористую структуру, поэтому туда может попадать вода. Из-за окисления и быстрого ржавления анкера и болты могут не выдерживать подвешенных элементов.
5. Дополнительные затраты. При использовании арматуры, трубопровода и каркасов необходимо позаботиться о гидроизоляции металлических элементов.

Стройизделие производят путем смешивания цемента, песка, алюминиевой смеси с известью. Готовую смесь под давлением направляют в автоклавы, где нагревают до нужной температуры и разливают по формам.

Полистиролбетон

Плюсы:

1. Небольшой вес. В сравнении с пенобетоном полистирол в два раза легче.
2. Теплопроводность. У пенобетона она составляет 0,14 Вт/м², а у полистролбетона 0,057 Вт/м².
3. Морозостойкость. Полистирол может выдержать до 100 циклов, а пенобетон всего 30–40.
4. Водопоглощаемость. Изделие имеет низкий показатель водопоглощения. В среднем он составляет около 5%, а у пенобетона около 15%.
5. Прочность. Изделие способно выдерживать повышенную нагрузку на сжатие.
6. Низкая стоимость. Капсулы стирола стоят дешевле присадок, которые используются для газобетона.

Минусы:

1. Хрупкость. При производстве стройматериала достаточно сложно равномерно распределить капсулы по всей массе блока. Это нередко вызывает повышенную хрупкость. — Данная проблема встречается в блоках из полистиролбетона низкого качества, изготовленных ненадлежащим образом с нарушениями технологий производства и не соблюдением ГОСТа.
2. Плохая фиксация саморезов. Плотность полипропиленовых блоков такова, что из них достаточно легко можно вынуть саморезы и анкера. — Данная проблема встречается в блоках из полистиролбетона низкого качества, изготовленных ненадлежащим образом с нарушениями технологий производства и не соблюдением ГОСТа.
3. Плохая адгезия полистирола с бетоном. В некоторых случаях наблюдается плохая адгезия капсул стирола с цементом, что нередко приводит к их выпадению и ухудшению технических параметров. — Данная проблема встречается в блоках из полистиролбетона низкого качества, изготовленных ненадлежащим образом с нарушениями технологий производства и не соблюдением ГОСТа.
4. Не любит химреагенты. Изделие подвержено воздействию ацетона, бензина.
5. Низкая паропроницаемость. Это отрицательно сказывается на микроклимате, приводит к увеличиванию влажности. Поэтому требуется надлежащим образом обустраивать систему вентиляции.
6. Несоблюдение технологии изготовления. Многие фирмы не соблюдают технологию производства, а именно использование количества капсул на 1 м2 объема изделия. Важно отметить, что существует две марки полистирольного бетона. Поэтому при покупке стоит смотреть и изучать маркировочную документацию, чтобы в последующем не оказалось, что данное изделие окажется непригодным для строительства многоэтажного дома. — Это важно!

Что в итоге?

Мы рассмотрели характеристики блоков из пено-, газо- и полистролбетона. Газобетон и пеноблок считается достаточно прочными материалами. Однако представленные изделия достаточно редко используют для многоэтажных строений, в основном для одноэтажных или двухэтажных зданий. Существенным преимуществом полистирольных блоков является то, что их можно изготавливать прямо на стройплощадке, чего не скажешь о газобетоне. Требуется лишь приобрести формы для выполнения работ.

Производители предлагают различные приспособления для производства блочной продукции. Готовые модели могут быть как из пластика, так и металла. Современное оборудование и инструменты позволяют быстро изготавливать блочные изделия с соблюдением всех ГОСТов. Так как металлические формы являются достаточно тяжелыми, требуется использование специального такелажного оборудования. А вот облегченные версии форм из пластика подойдут для работы на стройплощадке.

Высококачественный полипропилен облегчает процесс изъятия изделий из готовых форм. Специальные присадки обеспечивают необходимую прочность и требуемое скольжение. Уникальная конструкция стройматериала облегчает процесс разборки и сборки. Капсулы стирола продаются во многих магазинах в мешках и на развес. Поэтому их можно без труда приобрести в нужных объемах. Готовую продукцию можно получить также если раскрошить листы пенопласта.

Благодаря тому, что пенополистирол в сравнении с газобетоном и пенобетоном обладает наилучшей теплопроводностью и хрупкостью лучше всего использовать его в качестве утеплителя. Например, в тех случаях, когда стены состоят из двух слоев, образующих пустоты, когда пенобетон снаружи, а газобетон внутри. Такой порядок применения материалов считается наиболее оптимальным.

При внешней отделке из пеноблоков нет необходимости создавать мощную защиту от влаги, так как материал считается достаточно влагоустойчивым. Газобетонные блоки тоже нуждаются в минимальной отделке, исключительно декоративной. В некоторых случаях используют сочетание материалов пеноблока, газоблока, полистиролбетона с кирпичом и шлакоблоком. В этом случае необходимо посоветоваться с опытными специалистами и удостовериться в качестве изделия и их совместимости с вышеперечисленными материалами.

По своим техническим показателям полистирол может использоваться не только для возведения стен, но и пола. Однако снаружи и внутри необходимо позаботиться о гидроизоляции, чтобы исключить намокание материала, последующее разрушение и растрескивание.

Заключение

Что лучше пенобетон, газобетон или полистролбетон? Однозначно сказать достаточно сложно. Каждый из них имеет свои недостатки. Принимая решение об использовании того или иного бетонного материала, необходимо учесть эксплуатационные параметры, производителя и имеющийся бюджет.

Полезные статьи

Полистиролбетон характеристики

Читать статью

Стеновые панели из полистиролбетона

Читать статью

Полистиролбетон или пенобетон что лучше

Читать статью

Что такое полистиролбетон

Читать статью

Полистиролбетон или газобетон что лучше

Читать статью

Дом из полистиролбетона — толщина стен

Читать статью

Нужна консультация?

Заполните форму и мы свяжемся с Вами.

Сравнение пенобетона и автоклавного газобетона

Пенобетон — самый молодой член семейства бетонов, а автоклавный газобетон — уже относительно зрелый продукт. Тем не менее, эти два продукта легко спутать с точки зрения внешних характеристик и характеристик продукта.

Ниже мы перечислим сходства и различия между двумя материалами, а затем получим более четкое представление.

Сходство между пенобетоном и автоклавным газобетоном

(1) Структурные характеристики одинаковы: пенобетон такой же, как и газобетон автоклавного твердения, оба из которых в основном имеют закрытые поры. Соединительных пор и замкнутых пор немного, размер пор равномерный, подавляющее большинство пор менее 2 мм;

(2) Аналогичная плотность: хотя материалы, используемые для пенобетона, отличаются от материалов для автоклавного ячеистого бетона, классификация плотности такая же, как у традиционного автоклавного ячеистого бетона;

(3) Механические свойства: При одинаковой плотности прочность на сжатие автоклавного газобетонного грунта на 10-30% выше, чем у пенобетона;

(4) В основном они основаны на неорганических материалах.

Различия между пенобетоном и автоклавным газобетоном

(1) Подробные конструктивные особенности: Пенобетон представляет собой продукт с теплоизоляционными, звукоизоляционными и теплоизоляционными свойствами, который соединен бесчисленными закрытыми отверстиями. В автоклавном газобетоне газ выбрасывается изнутри, превращая цементный раствор в соты, а отверстия сквозные. Таким образом, из-за детальной структуры газобетонные блоки не обладают отличными показателями звукоизоляции, теплоизоляции и влагостойкости пенобетонных блоков;

(2) Может достигать меньшей плотности: плотность газобетонных блоков, представленных в настоящее время на рынке, выше 500 кг/м3, а частота пенобетонных блоков может быть ниже 500 кг/м3, а различные частоты могут быть настроены в соответствии с различными потребностями;

(3) Метод вспенивания является более гибким: в газобетонных блоках используется только химическое вспенивание, а в пенобетоне используется более гибкий метод вспенивания. Помимо вспенивания с помощью пеногенератора и пенообразователя, пенобетон можно также надувать воздушным насосом высокого давления. Способы вспенивания разнообразны, поскольку они могут достигать цели образования закрытых пор в бетоне.

(4) Процесс отверждения более разнообразен: Из-за разнообразия продуктов, получаемых из пенобетона, требуется разнообразие процессов окисления. Естественное отверждение, отверждение паром или другие методы отверждения могут быть адаптированы к различным гелеобразующим материалам.

(5) Существует множество типов производственных форм: для сокращения капиталовложений, увеличения количества видов продукции и повышения добавленной стоимости продукции можно изготавливать небольшие модели, комбинированные формы, художественные формы и т. д. из различных материалов. использовал. Его также можно залить прямо на месте без использования изображений.

(6) Инвестиционные затраты на производство: Инвестиции в автоклавный газобетон составляют от нескольких миллионов до десятков миллионов, что более чем в десять раз больше, чем в проект пенобетона.

При сравнительном анализе вышеперечисленных аспектов нетрудно обнаружить, что пенобетон не только обладает отличными эксплуатационными характеристиками, но и может масштабироваться с инвестиционной точки зрения. Он подходит для любого производителя строительных материалов с предпринимательскими идеями и инновационными и практическими знаниями для разработки новых строительных материалов — путь к свету.

Cie-China.org является ведущим поставщиком добавок для пенобетона , поставляющим пенообразователь для бетона, суперпластификатор, усилитель прочности пенобетона для легкого бетона, блоки CLC. Если вы ищете пенообразователь , пожалуйста, не стесняйтесь  , свяжитесь с нами по телефону .

Механическая характеристика легкого пенобетона

На этой странице

РезюмеВведениеРезультаты и обсуждениеВыводыКонфликты интересовБлагодарностиСсылкиАвторское правоСтатьи по теме

Пенобетон обладает отличными физическими характеристиками, такими 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 этом исследовании, были портландцемент, летучая зола, 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. Его 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 150 × 150 × 150 мм согласно 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 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 1.9.0005

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 3.9.0005

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 8.9.0005

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», Цементно-бетонные композиты , том. 31, нет. 6, стр. 388–396, 2009 г.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

2. Р. К. Валоре, «Ячеистый бетон, часть 1, состав и методы производства», Труды журнала ACI , том. 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, Дели, Индия, 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.

   Просмотр по адресу:

   Google Scholar

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

8. Друса М., Федорович Л., Кадела М., Шерфель В. Применение геотехнических моделей при описании композитного пенобетона, используемого в контактном слое с грунтом, с. 9.0092 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 материалах 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.

    Посмотреть 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. А. С. Мун, В. Варгезе и С. С. Вагмаре, «Пенобетон как зеленый строительный материал», Международный журнал исследований в Инженерия и технологии , том. 2, pp. 25–32, 2015.

    Посмотреть по адресу:

    Google Scholar

15. П. Чиндапрасирт, С. Хомвуттивонг и В. Сирививатнанон, «Влияние крупности золы-уноса 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, рисовой золы и 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 Труды 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 Труды 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. первоначальный тезис», 2009 г., https://www.researchgate.net/publication/265483433_Structural_Strength_Self-Compacting_Foam_ConcreteACME, [адрес электронной почты защищен]

    Посмотреть по адресу:

    Google Scholar

27. 9. и испытание стены из ячеистого легкого бетона (CLC), построенной на связке «крысиная ловушка», Современные тенденции в технологиях и науках , 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. Солейманзаде С., Мыдин М.А.О. Влияние высоких температур на прочность на изгиб пенобетона, содержащего золу-унос 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.