Пенобетон: технология производства и технические параметры

Пенобетон - искусственный камневидный материал с равномерно распределенными в нем мелкими зам­кнутыми воздушными ячейками, изготовляемый путем смешивания портланд-цементного теста с пеной, получаемой из различных пенообразующих веществ с помощью оборудования для производства пенобетона. Наш общесоюзный стандарт ОСТ 6161 предусматривает лишь пенобетон на портланд-це­менте, потому что этот вид пенобетона является достаточно хорошо изученным и освоенным. Однако, нет никаких причин думать, что пенобетон нельзя изготавливать и из других це­ментов, но пока освоен только пенобетон на портланд-цементе.

Технические условия, ОСТ 6161 предъявляют к пенобетону 8 требований, причем, в зависимости от объемного веса и свойств, различают пенобетон двух сортов или, как говорит ОСТ, двух марок: А и Б.

Характеристики пенобетона

Строение

В изломе пенобетон должен представлять однородную массу с равномерно распределенными мелкими шарообразны­ми замкнутыми ячейками без прослоек, раковин, скоплений цемента и посторонних включений.

Для уменьшения теплопроводности нужно уменьшить размер пор, чтобы в толще пенобетона число их увеличилось. От уменьшения размера ячеек уменьшается теплопередача через конвекцию, от уве­личения числа ячеек уменьшается теплопередача лучеиспу­сканием. От того, что ячейки будут замкнуты уменьшается водопоглощение. Круглая форма способствует лучшему рас­пределению материала и ведет к большей прочности. Про­слойки же и раковины нарушают правильность строения и поэтому вредны. Скопления цемента, так называемая «кру­па», указывают на то, что цемент распределился неравно­мерно, что вместо того, чтобы попасть в стенки, он скатался в комки. Такой пенобетон бывает слаб.

Внешний вид

Изделия из пенобетона должны иметь правильную форму, неповрежденные ребра, углы и поверхности. Пенобетон в из­делии, или отливаемый на месте работ, не должен иметь тре­щин. Это — очень важное требование является обязательным и включено в ОСТ.

Размеры

ОСТ нормирует также и размеры. Цель этого требования— экономия и борьба с потерями. Действительно, для того, чтобы пенобетонные изделия, например, плиты, изгото­вленные на двух разных заводах, могли быть употреблены в дело на одной стройке, без притесок и порчи материала, необходимо, чтобы они имели одинаковые размеры. С такой же целью установлены и допускаемые отклонения от указанных ОСТом размеров в  ±2%. Значок "±" указывает, что допускают отклонения в большую и в меньшую стороны в 2% или по 2 см на каждый метр.

Объемный вес

Объемный вес пенобетона, высушенного до постоянного веса, должен быть: для марки А не выше 400 кг/м2,  для марки Б —в пределах от 400 до 500 кг/мг.

Объемный вес является простым мерилом для определения пористости материала, и что от пористости зависят многие свойства — теплопроводность, прочность и другие. Заметим еще, что вес зависит от того, влажен ли пенобетон или он высушен, и единица объема сухого пенобетона -будет весить меньше, чем влажного. Поэтому, чтобы сравнивать объемные веса двух образцов пенобетона нужно, чтобы они были бы в равных условиях, а поэтому ОСТ указывает, что объемный вес опре­деляется для «высушенного до постоянного веса пенобетона».
Что это значит? Мы знаем, что по мере того, как высыхает какой-нибудь кусок пенобетона, его вес уменьшается, а потому, если будем сушить его до тех пор пока из пенобетона не уйдет вся влага, то с этого момента, как долго бы не на­гревали пенобетон, он больше не будет уменьшаться в весе, так как вся влага удалилась. Таким образом сушить до по­стоянного веса, это значит сушить до удаления всей влаги или до полной сухости.

Эксплуатационные свойства пенобетона

Прочность

Временное сопротивление сжатию пенобе­тона в естественном воздушно-сухом состоянии не должно быть менее — 4 кг/см2 для марки А и 6 кг/см2 для марки Б.

Естественно, что от более тяжелого пенобетона, имеющего более плотные стенки, мы должны требовать большей проч­ности, а мы уже сказали, что о прочности пенобетона мы су­дим по его временному сопротивлению, т. е. по приходя­щейся на 1 см2 поперечного сечения кубика нагрузке, вы­звавшей его разрушение.

Не следует забывать, что пенобетон, как и всякое изделие из портланд-цемента, со временем становится более прочным; поэтому для сравнения разных пенобетонов надо их испы­тывать в один и тот же срок. Такой срок для цементов и для бетона принимается в 28 дней. Пенобетон испытывают точно в такой же срок, т. е. на 28-й день после его затворения.

Теплопроводность

Коэффициент теплопроводности высушенного до постоянно­го веса пенобетона должен быть не более 0,085 для марки А и 0,005 для марки Б.

Влажный материал бывает более теплопроводен, чем сухой; влажность пенобетона может быть разная, один образец высушен больше, другой меньше,. а третий может быть совсем сырым. Поэтому для того, чтобы сравнивать теплопроводность разных пенобетонов, надо уда­лить всю влагу или, как говорят, высушить образцы до по­стоянного веса.

Водопоглощаемость

Водопоглощаемость пенобетона должна составлять по объ­ему не более 25 % для марки А и 20% для марки Б.

Водопоглощаемость, т. е. способность поглощать воду, дол­жна быть возможно малой. Такой материал меньше отсы­ревает. Ее можно измерить, если определить взвешиванием количество воды, которое поглотил за известный срок образец (ОСТ указывает срок 120 часов или 5 суток). От веса погло­щенной воды легко перейти к объему (1 г воды занимает объем в 1 ел3). Зная объем впитанной воды и объем образца, легко подсчитать в процентах водопоглощаемость по объему.

Морозостойкость

Насыщенный водой пенобетон должен выдерживать 15-крат­ное замораживание при температуре от 10 до —20° С без видимых повреждений. Пенобетон, предназначенный для холодильников или для таких частей здания, где он будет подвергаться заморажи­ванию, не должен бояться мороза. Проверка этого качества делается так: насыщенный водой пенобетон замораживают, в холодильнике или во льду с солью, а затем дают оттаять; часа через 3 или 4, когда он оттаял его снова заморажи­вают, дав простоять на морозе 3—4 часа, и опять оттаивают. Таких последовательных замораживаний и оттаиваний пе­нобетон должен выдержать не менее 15 смен. Считается, что подобное испытание в достаточной мере обнаруживает стой­кость пенобетона против мороза, и что естественные усло­вия, обычно, бывают гораздо менее суровы.

Из предыдущего видно, что требования к пенобетону мар­ки А и Б отличаются в некоторых отношениях. Происходит это от того, что пенобетон марки А, имеющий меньший объ­емный вес, более порист, а вследствие этого он менее тепло­проводен (лучший изоляционный материал), но зато он и слабее и больше поглощает влаги. Это объясняется большим числом пор и более тонкими стенками пенобетона меньшего объемного веса (марки А) по сравнению с более тяжелым пенобетоном марки
Перечисленные 8 требований зависят от того, из каких ма­териалов и как хорошо был приготовлен пенобетон. Если пенобетон удовлетворяет всем этим 8 требованиям, то он счи­тается доброкачественным.