Состав пенобетона пропорции: Состав и пропорции пенобетона

By alexxlab Posted on 19.09.197916.03.2022 Category :

Разное

Содержание

Состав и пропорции пенобетона

Пенобетонные блоки являются одними из немногих материалов для строительства домов, которые можно изготавливать самостоятельно. Именно поэтому состав пенобетона интересен для многих начинающих, а иногда и достаточно опытных строителей. Дальше мы перечислим и подробно опишем все его составляющие, а также пропорции на 1 м3.

Блок: 1/3 | Кол-во символов: 389
Источник: https://KameDom.ru/penobeton/sostav.html

Описание состава

Состав пенобетона должен соответствовать нормативным документам. Раствор включает: цемент, песок, воду, образователи пены, дополнительные составляющие. Все ингредиенты должны отвечать стандартам. В зависимости от пропорций создают пенобетон разных марок, прочности.

Вернуться к оглавлению

Блок: 2/13 | Кол-во символов: 304
Источник: https://kladembeton.ru/raschety/sostav-penobetona.html

Основные компоненты и стандарты, определяющие их свойства

Свойства материала определяет ГОСТ 25485-89, в соответствии с которым производится классификация.

В нем указаны основные требования к составу пенобетона и технические характеристики различных его марок. Кроме того, каждый из ингредиентов также должен соответствовать определенному стандарту. Вот список основных компонентов, из которых создается материал:

- цемент;
- песок;
- вода;
- пенообразователь;
- разнообразные необязательные добавки.

Рецепт семеси для пенобетона.

Вяжущим ингредиентом, участвующим в создании пенобетона, является портландцемент марок М500 Д20, М400 Д0, М400 Д20 (ГОСТ 10178). В качестве заполнителя используют песок, который должен содержать не менее 75% кварца (ГОСТ 8736). В песке допускается присутствие не более 3% примесей, содержащих ил и глину. Свойства воды определяет ГОСТ 23732. Пенообразователи могут быть как синтетическими, так и белковыми. Натуральные пенообразователи являются экологически чистыми, а изделия, в состав которых они входят — особо прочными.

Характеристики отдельных компонентов пенообразователя определяются следующими стандартами:

сосновая канифоль — ГОСТ 191113;
костный клей — ГОСТ 2067;
мездровый клей — ГОСТ 3252;
едкий натр (технический) — ГОСТ 2263;
скрубберная паста — ТУ 38-107101.

Что касается необязательных добавок, то они у каждого производителя свои. К примеру, на некоторых заводах в пенобетон добавляют фиброволокно. Благодаря этому почти на четверть повышается прочность материала. Грани его блоков имеют четкий контур и практически не подвержены разрушению. В состав материала может входить и мелкодисперсная зола, образующаяся после сгорания твердого топлива. Самые крупные ее частицы не превышают 0,14 мм. Такая добавка позволяет увеличить прочность перегородок между отдельными порами материала и сэкономить до 30% цемента. К прочим добавкам относятся ускорители твердения, пластификаторы, биологически разлагаемые смазочные материалы для форм, красители.

Блок: 2/5 | Кол-во символов: 1984
Источник: https://ostroymaterialah.ru/smesi/sostav-penobetona.html

Пропорции смеси пеноблока

В зависимости от назначения готового изделия варьируется требуемая плотность, различная плотность достигается определенными особенностями в пропорции состава пеноблока.

Итак, если на выходе нам необходимо получить пеноблок плотностью менее 1800 кг на кубометр, то для смеси потребуются элементы в следующем соотношении (на фото можно увидеть разрез пеноблока такой плотности):

1320 кг песка кварцевого;
410 кг портландцемента;
184 л технической воды;
430 г пеноконцентрата

В результате такого замеса получаем 1930 кг пенобетона.

Если нам необходимо получить более легкий продукт с меньшей плотностью на кубометр, например 450 кг на куб.м., то схема состава сырья останется прежней, но песок будет исключен:

портландцемент – 350 кг;
техническая вода 150 л;
пенообразователь в концентрированном виде – 1,5 кг.

Вес готового пенобетона на выходе при таком замесе составит около 500 килограмм.

Для изготовления раствора для пеноблоков можно применять различную рецептуру, состав которой будет отличаться. Так, например, для строительства технического одноэтажного помещения можно использовать синтетический пенообразователь, но экономить с его помощью на жилых помещениях опасно для здоровья.

Состав клея для пеноблоков

Строительство домов и других помещений из пеноблоков не обходится без использования специального клея. Причем с помощью такого клея можно не только обеспечить высокое качество межблочных швов, но и придать тепла и уюта дому.

Обычно купить клей для пеноблоков предлагают в виде сухого порошка (по 25 кг в мешке). В состав этого порошка входят следующие элементы:

цемент,
добавки-улучшители,
специальный клеевой состав

После этого нужно еще раз все перемешать и можно приступать к укладке. Более подробно процесс замеса клея можно рассмотреть на видео.

Таким образом, состав и технология получения растворов достаточно просты и их можно приготовить в домашних условиях.

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 2478
Источник: http://penobloki.trubygid.ru/sostav-smesi-dlya-penoblokov

Вяжущие

Вяжущей составной частью выступают известь, портландцемент — главное вещество, используемое строителями для возведения любого объекта. Соответствует ГОСТу 10178-85.

Вернуться к оглавлению

Цемент

Портландцемент твердеет под воздействием воды, воздуха. Представляет собой состав из известняка, глины, которые изначально поддали обжиганию. После спекания смеси происходит обогащение силикатом кальция. Качество клинкера — гранул смеси, влияет на прочность, устойчивость, долговечность сооружения.

К нему добавляют гипс, позволяющий контролировать период схватывания стандартного цемента.

Портландцемент делится на 3 вида:

D0 — отсутствуют добавки;
D5 — смеси имеют меньше пяти процентов минеральных добавок активного действия;
D20 — количество добавок варьирует от пяти до двадцати процентов, включая 10 % добавок — минералов гидравлического происхождения.

Марка цемента, используемого для пенобетона, плотностью 500 кг / м3, 400 кг / м3 с нулевым количеством примесей. Иногда используют марку 400 — 500, добавки в который составляют больше 5 %.

Вернуться к оглавлению

Известь

Иногда основным вяжущим компонентом выступает известь. Использование извести зависит от технологии изготовления ячеистого бетона. Основные требование к веществу: равномерный обжиг, общая активность выше 75 %, магния в составе меньше полутора процента. Общая активность извести определяется количеством активных окисей кальция, магния.

Известь могут использовать в виде молотой кипелки, пушонки. В замес добавляют двудонный гипс, замедляющий скорость гашения извести. Также применяют полуводный гипс с поташом.

Вернуться к оглавлению

Блок: 3/13 | Кол-во символов: 1603
Источник: https://kladembeton.ru/raschety/sostav-penobetona.html

Какие соблюдают пропорции при изготовлении пеноблока?

Если быть до конца честным, то каждый производитель имеет свои, универсальные пропорции всех компонентов. Но мы приведем общие рекомендации по составу, которые можно смело брать за основу при изготовлении.

Таблица основных компонентов пенобетона Уровень плотности, кг/м3 400 600 800

Портландцемент, кг	300	330	400
Вода, л	160	180	1230
Вспениватель, кг	0,85	1,1	1,1
Песок, кг	нет	210	400

Стоит учитывать, что также нужно использовать связующее вещество определенной марки, для получения смеси с оптимальными для изготовления блоков показателями плотности структуры.

Все данные из таблицы определены нормативами ГОСТ.

Зная точные пропорции материала и его состав, можно ориентироваться в качественных показателях пенобетона, который собираетесь купить у производителя. Также не помешает найти отзывы о нем от реальных людей – многие пытаются экономить и используют сырье низкого качества.

Похожие публикации

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 1017
Источник: https://KameDom.ru/penobeton/sostav.html

Наполнители

В качестве наполнителей выступают песок, зола, другие вещества (трепел, драгомит и т п). Пенобетон марки 500 делают, исключая наполнители. Применение наполнителей тонкого помола возможно. Пеноблок плотнее отметки 600 кг / м3 изготовляется с использованием песка.

Вернуться к оглавлению

Песок

Чем мельче песок, тем качественнее пенобетон.

Должен отвечать ГОСТу 8736: кварц в составе должен превышать семьдесят пять процентов, домеси — меньше трех процентов. Песчинки должны быть как можно меньше. Их размер влияет на качество пенобетона — менее прочный, неравномерный пеноблок, сделанный из крупнозернистого песка. Используют песок из рек, оврагов — он промытый.

Вернуться к оглавлению

Зола

Может частично или полностью заменить песок в пенобетоне, около тридцати процентов цемента экономится. Во многих регионах используют золу-унос — отходы работы теплоэлектростанций. Повысит прочность пеноблоков на основе золы термовлажностная обработка.

Вернуться к оглавлению

Блок: 4/13 | Кол-во символов: 971
Источник: https://kladembeton.ru/raschety/sostav-penobetona.html

Как отдельные составляющие влияют на прочность продукции?

Разумеется, чем выше марка портландцемента, тем более прочным получится и производимый из него пенобетон. Но не последнюю роль в смеси играет и тонкость помола вяжущего ингредиента. Если был использован цемент более крупного помола, чем указано в ГОСТ 10178, его количество потребуется увеличить на 10%. Отклонение от стандарта приведет к тому, что состав будет затвердевать значительно дольше, а это, в свою очередь, потребует введения дополнительных добавок, ускоряющих твердение.

Составляющие, которые используют для производства пенобетона влияют на его прочность.

С увеличением плотности пенобетона для его изготовления используют песок более высокой зернистости. К примеру, зернистость песка для марок плотностью 400-1200 кг/м3 составляет от 0 до 2 мм, а при плотности 1400-1600 кг/м3 требуется песок зернистостью от 0 до 4 мм. В то же время использование мелкозернистого песка с размером частиц менее 1 мм позволяет увеличить прочность состава при той же плотности. Однако подобная практика применяется довольно редко, так как материал, отвердевая, дает повышенную усадку.

Использование в производстве пенобетона обычной водопроводной воды может привести к снижению качества, если она не соответствует установленному стандарту по кислотности или содержанию минеральных солей. Особой чистоты требует вода, в которой разводится сухой пенообразователь. Температура жидкости должна находиться в диапазоне от 10 до 60°С, хотя многие специалисты считают, что воду теплее 25°С лучше не использовать. Чтобы снизить содержание жидкости в материале и тем самым повысить его прочность, в состав обычно вводят разнообразные пластификаторы. Тем не менее соотношение воды и цемента не должно быть ниже 0,4. В противном случае цемент станет забирать воду из раствора пенообразователя.

Данный компонент обходится несколько дороже синтетических аналогов, но и расходуется более экономно, да и пену образует более стабильную. Иногда недобросовестные производители при выпуске синтетического состава используют пенообразователь, который был изготовлен для пожаротушения. Его применение приводит к значительному снижению характеристик получаемого материала.

Причин, по которым рекомендуется использовать для пенобетона белковый, а не синтетический пенообразователь, существует достаточно много. Основной из них является безопасность для человека ввиду полного отсутствия ядовитых испарений.

Блок: 4/5 | Кол-во символов: 2438
Источник: https://ostroymaterialah. ru/smesi/sostav-penobetona.html

Другие

Известняк тонкого помола добавляют пропорцией 20 до 30 процентов от массы цемента. Он играет роль наполнителя на микроскопическом уровне, позволяющего снизить внутреннюю напряженность во время затвердения. Такая примесь придает составу пенобетона дополнительную морозостойкость, понижает его себестоимость.

Микрокремнезем применяют для придания прочности пенобетону. Добывается в процессе плавки ферросилиция в электрической печке в виде конденсата из шаровидных микрочастиц пыли.

Полипропиленовая фибра защищает пенобетон от пластичных изменений на первом этапе затвердения смеси, предотвращая появление микроскопических трещин. Длина используемой фибры для пенобетона 0,6 — 2 см. Пеноблоки с фиброй отличаются прочностью, морозостойкостью, четкими крепкими гранями.

Вернуться к оглавлению

Блок: 5/13 | Кол-во символов: 794
Источник: https://kladembeton.ru/raschety/sostav-penobetona.html

Что еще добавляют в раствор для улучшения показателей?

Для получения пенобетона особой прочности на многих предприятиях в смесь вводят тонкомолотый известняк. Он не приводит к возникновению трещин, как другие добавки, не утяжеляет изделие, как песок, позволяет сэкономить цемент. Карбонизация раствора повышает устойчивость изделия к механическим нагрузкам. Масса известковой муки может составлять до 20-30% от массы цемента. Такой состав после твердения обеспечивает более высокую морозостойкость, чем смесь компонентов без добавок.

Противоморозные добавки вводятся для того, чтобы предотвратить промерзание раствора при низких температурах. Они делают его более пластичным, увеличивают скорость связывания цемента, обеспечивают ускоренное выделение тепла, образуемого при гидратации, снижают на 7-10% массу воды, необходимой для состава. Чтобы улучшить водонепроницаемость, увеличить устойчивость к повышенной температуре и кислотности, в раствор добавляют микрокремнезем.

Гидрофобизаторы и воздухововлекающая смола предназначены для снижения расслаивания пенобетона при транспортировке, улучшения таких характеристик, как водонепроницаемость, морозостойкость и удобоукладываемость. Добавление 0,5 кг полипропиленовой фибры на 1 м3 смеси значительно снижает количество бракованной продукции при производстве, а также потерь при транспортировке. Фибра повышает устойчивость к ударам и механическим нагрузкам, предупреждает растрескивание. С введением в состав до 1 кг фибры повышается марка конечной продукции.

Блок: 5/5 | Кол-во символов: 1515
Источник: https://ostroymaterialah.ru/smesi/sostav-penobetona.html

Пенообразователь

Для создания пористости материала добавляют пенообразователь, состав которого включает: костный и мездровый клей, канифоль, каустическая сода, паста скрубберная. Состав раствора требует малой пропорции пенообразователя.

Пенообразователь делится на:

искусственные;
натуральные — белковые;
клеекремневые.

Качество немецких и итальянских производителей натуральных образователей пены доказано. Стоимость таких добавок будет выше. В конечном результате пенобетон выровняет себестоимость при меньших затратах на портландцемент.

Вернуться к оглавлению

Блок: 6/13 | Кол-во символов: 556
Источник: https://kladembeton.ru/raschety/sostav-penobetona.html

Вода

Вода должна соответствовать стандартам. Применяют чистую воду без жира, масла, керосина температурой выше 10 градусов, не больше 60. Теплая вода позволяет в холодную пору года повысить скорость гидратации, снизить возможность трещин. Для разведения смеси пенобетона вода должна быть более мягкой, чистой, чтоб образовалось нужное количество пены.

Вернуться к оглавлению

Блок: 7/13 | Кол-во символов: 373
Источник: https://kladembeton.ru/raschety/sostav-penobetona.html

Добавки

Часто используют составы пенобетонов с присадками: антифризовыми, ускорителями твердения, пластификаторами. Необходимость применения добавок определяется технологией, материалами, желаемым результатом.

Вернуться к оглавлению

Блок: 8/13 | Кол-во символов: 231
Источник: https://kladembeton. ru/raschety/sostav-penobetona.html

Ускорители

Ускорители нужны для повышения сохнущих способностей на начальных этапах твердения, особенно при необходимости возведения прочного каркаса. Ускорители:

электролиты — повышают способность разведения цемента;
нитрат, нитрит кальция, поташ — повышают плотность;
гидросульфоалюминат кальция повышает кристаллизацию;
хлористый кальций позволяет быстро твердеть, имеет низкую стоимость, для нужного эффекта достаточно низкой дозы.

Ускорение должно отвечать требованием:

не должно быть чересчур быстрым, чтоб качественно выложить раствор;
низкая стоимость добавок;
простота в использовании.

Добавление в раствор силикатного стекла должно быть 2,4 % от количества цемента. Имея такую дозировку, он делает смесь более плотной. При большей дозе, вызывает быстрое схватывание в момент замеса, снижает прочность пенобетона.

Вернуться к оглавлению

Блок: 9/13 | Кол-во символов: 835
Источник: https://kladembeton. ru/raschety/sostav-penobetona.html

Пластификаторы

Введения таких добавок позволяет смеси стать более пластичной, гибкой. Они позволяют снизить температуру технического воздействия на конструкцию, помогают лучше переносить раствору морозы, при этом снижают способность сохранять тепло.

Требования, выдвигаемые к пластификаторам:

совместимость со всеми ингредиентами;
низкий уровень летучести;
отсутствие какого-либо аромата;
химически неактивные вещества;
не должны растворять полимеры в составе.

Вернуться к оглавлению

Блок: 10/13 | Кол-во символов: 475
Источник: https://kladembeton.ru/raschety/sostav-penobetona.html

Противоморозные добавки

Данные вещества позволяют проводить работы связанные с бетонными растворами в зимнее время. Предотвращают замораживание воды в бетоне, таким образом, он не разрушается морозами сохраняет прочность.

Вернуться к оглавлению

Блок: 11/13 | Кол-во символов: 243
Источник: https://kladembeton. ru/raschety/sostav-penobetona.html

Пропорции для получения 1 м3 пенобетона

Марки D400

Отличается низкими прочностными особенностями, применяется в качестве утеплителя. Имеет пропорции:

портландцемент — 300 кг;
песок 120 кг;
образователи пены — 850 г;
вода 155 л.

Вернуться к оглавлению

Марки от D600 до D1000

Создают хорошую конструкцию, держат тепло, подходят для строительства домов. Имеет пропорции:

портландцемент — 325 кг;
песок — 205 кг;
пенообразователь — 1,05 кг;
вода — 182 л.

Вернуться к оглавлению

Марки D800

Пропорции:

портландцемент — 390 кг;
песок — 335 кг;
пенообразователь — 1 кг;
вода — 225 л.

Вернуться к оглавлению

Блок: 12/13 | Кол-во символов: 578
Источник: https://kladembeton.ru/raschety/sostav-penobetona.html

Вывод

Пенобетон — качественный строительный материал, пользуется большим спросом. Имеет простой состав, обеспечивающий его положительные особенности, экологическую безопасность.

Блок: 13/13 | Кол-во символов: 176
Источник: https://kladembeton.ru/raschety/sostav-penobetona.html

Кол-во блоков: 19 | Общее кол-во символов: 18606
Количество использованных доноров: 4
Информация по каждому донору:

https://kladembeton.ru/raschety/sostav-penobetona.html: использовано 12 блоков из 13, кол-во символов 7139 (38%)
http://penobloki.trubygid.ru/sostav-smesi-dlya-penoblokov: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 2478 (13%)
https://ostroymaterialah. ru/smesi/sostav-penobetona.html: использовано 4 блоков из 5, кол-во символов 7583 (41%)
https://KameDom.ru/penobeton/sostav.html: использовано 2 блоков из 3, кол-во символов 1406 (8%)

Состав пеноблока, пропорции на 1 м3, изготовление в домашних условиях

Подбор пропорций при изготовлении ячеистых марок бетона имеет первостепенное значение, для получения качественных кладочных изделий важно понимать, из чего делают пеноблоки, выполнять все требования технологии при подготовке ингредиентов и соединять их в правильной последовательности. Стандартные соотношения зависят от ожидаемой марки прочности и целевого назначения, при отсутствии точной рецептуры состав подбирается и подтверждается опытным путем.

Оглавление:

Соотношение компонентов
Технология изготовления
Разновидности блоков

Состав и пропорции

В качестве сырьевой массы используется смесь портландцемента с высокой долей силикатов (70-80%), кварцевый песок, синтетический или белковый пенообразователь, чистая вода и затвердитель (хлористый кальций, относящийся к вспомогательным ингредиентам). Требования к компонентам регламентированы ГОСТ 10178, 8736 и 23732, доля посторонних примесей в них сведена к минимуму. Для улучшения прочностных характеристик в состав вводится небольшое количество фибры (полипропиленового волокна в пропорции 0,5 кг на 1 куб) или зола уноса, позволяющая сократить расход вяжущего до 30%.

Плотность смеси для пеноблоков, кг/м3	Требуемое количество на 1 м3
Плотность смеси для пеноблоков, кг/м3	Портландцемент не ниже М400, кг	Кварцевый песок, кг	Концентрированный пенообразователь, л	Вода, л
400	361	—	1,2	165
600	361	155	1	155
800	481	205	0,95	185
1000	581	281	0,9	215-220
1200	651	381	0,85	235

Ввод хлористого кальция (затвердителя) обусловлен потребностью в ускорении оборачиваемости форм: чем меньше в них находится раствор, тем большее количество изделий можно получить. Выемка блоков без наличия ускорителей схватывания чревата их усадкой и снижением прочности. При необходимости получения составов со средней плотностью оптимальными пропорциями цемента и песка признаны 1:1. При этом рекомендуемое соотношение В/Ц не превышает 0,5, а доля пенообразователя — 4 кг на 1 куб.

В роли образующего поры вещества используются костный или мездровый клей, канифоль, едкий натр и аналогичные составы органического или синтетического происхождения. Применение последних при изготовлении блоков из пенобетона позволяет исключить из линии парогенератор, но их расход и влияние на качество изделий оставляют желать лучшего.

Белковые пенообразователи нуждаются в предварительном подогреве перед активацией, но элементы на их основе имеют минимальную усадку и более прочные стенки ячеек.

Технология производства

Процесс начинается с подбора рецептуры, подготовки ингредиентов, форм и оборудования. В отличие от автоклавного газосиликата в растворе отсутствует алюминиевая пудра, процесс образования пены обеспечивается заливкой воды густого концентрата в отдельном активаторе или чаще баросмесителя. Соединение всех компонентов происходит под избыточным давлением, способствующим получению однородной массы. В последствие она направляется в смазанные специальной эмульсией формы (кассетные по размеру или крупные с разборной опалубкой, позволяющие получить монолит, разрезаемый на отдельные изделия струнами).

К важным требованиям технологии изготовления блоков из пенобетона относят непрерывный контроль за составом смеси и процессом протекания реакций. Процесс соединения ингредиентов длится не более 5 минут, время выдержки в формах зависят от наличия и доли затвердителя и других параметров схватывания. По аналогии с обычными цементосодержащими растворами нуждается в хорошей сушке в нормальных условиях не менее 1 месяца. Исключение делается лишь для элементов, подвергающихся автоклавной обработке с алюминиевой пудрой, но ввод такого оборудования целесообразен только при условии производства в промышленных масштабах.

Виды пеноблоков

В зависимости от технологии изготовления все изделия разделяются на резанные и формовочные, первые ценятся за точность размеров и форм в пределах ±1 мм, вторые – за возможность заливки в домашних условиях, без задействования дорогостоящего оборудования.

Выделяют три основных группы:

Теплоизоляционные, с удельным весом пенобетона в пределах 300-500 кг/м3 и коэффициентом теплопроводности в сухом состоянии не выше 0,12 Вт/м·°С. При производстве этой подгруппы в состав входит максимальное количество пенообразователя при минимальном В/Ц соотношении и низкой доле инертного наполнителя.
Конструкционно-теплоизоляционные – от 500 до 900 кг/м3 и от 0,15 до 0,29 Вт/ м·°С. Эта разновидность является самой востребованной в частном строительстве, ее характеристики оптимальны при необходимости возведения домов в пределах 3 этажей.
Конструкционные – с плотностью в пределах 1000-1200 кг/м3 при коэффициенте теплопроводности от 0,29 до 0,38 Вт/ м·°С. В состав входит максимальное количество песка и цемента, основным назначением является возведение нагружаемых элементов постройки.

Состав пеноблока — пропорции для 1 м3 пенобетона!</h2>При производстве пеноблоков в промышленных условиях технология требует строгого соблюдения всех норм для используемых материалов и компонентов смеси. Так и при самостоятельном изготовлении ячеистого бетона вам будет необходимо строго придерживаться всех необходимых требований и стандартов. Рассмотрим более подробно какой состав и из чего делают пеноблоки в домашних условиях.Состав пеноблока всех марок.<h3></h3>Раствор для пеноблоков — состав.</h3>Пенобетонные блоки являются своеобразным, дышащим материалом, способным помочь в создании такого же микроклимата в доме, как и натуральное дерево. Что входит в состав пеноблоков, что дает возможность получить такие комфортные параметры?Смесь для приготовления пенобетонной смеси состоит из следующих компонентов, согласно документу ГОСТ 25485-89 «Бетоны ячеистые»:<ol><li>Вяжущий элемент – портландцемент, произведенный согласно ГОСТ 10178-85, в котором содержание силиката кальция должно содержат до 80%.<img src='/800/600/https/kvartirnyj-remont.com/wp-content/uploads/2019/12/polistirolbeton-25.jpg' /> </li><li>Песок, отвечающий требованиям ГОСТ 8736-93, в котором содержание кварца должно составлять порядка 75%, глинистые и илистые включения не превышать 3%.</li><li>Вода, технические требования к которой должны соответствовать ГОСТ 23732-79.</li><li>Пенообразователь, в состав которого входит костный клей, сосновая канифоль, мездровый клей и едкий технический натр.</li></ol><h4></h4>Пропорции смеси пеноблока на 1 куб для разных марок.</h4>В зависимости от назначения готового изделия варьируется требуемая плотность, различная плотность достигается определенными особенностями в пропорции состава пеноблока.Если на выходе нам необходимо получить пеноблок плотностью менее 1800 кг на кубометр, то для смеси потребуются элементы в следующем соотношении:<ul><li>1320 кг песка кварцевого;</li><li>410 кг портландцемента;</li><li>184 л технической воды;</li><li>430 г пеноконцентрата.</li></ul>В результате такого замеса получаем 1930 кг пенобетона.<img src='/800/600/https/sk-resultat.ru/800/600/https/img.findpatent.ru/img_data/1259/12593125.jpg' /> В качестве примера приведена таблица, где указан состав смеси для получения 1 м3 пенобетона определенной марки и процентное содержание воздуха в нем:<table border="1"><tbody><tr><td>Марка / состав раствора для пеноблоков</td><td>D400</td><td>D800</td><td>D1200</td><td>D1600</td></tr><tr><td>Песок, кг</td><td>—</td><td>420</td><td>780</td><td>1130</td></tr><tr><td>Портландцемент, кг</td><td>300</td><td>320</td><td>360</td><td>400</td></tr><tr><td>Вода в растворе, кг</td><td>110</td><td>120</td><td>140</td><td>160</td></tr><tr><td>Вода в пене, л</td><td>60</td><td>46</td><td>35</td><td>21</td></tr><tr><td>Пенообразователь, кг</td><td>1,5</td><td>1,2</td><td>0,9</td><td>0,6</td></tr><tr><td>Содержание воздуха,%</td><td>80</td><td>63</td><td>46</td><td>29</td></tr><tr><td>Сырой пенобетонный состав, кг</td><td>471</td><td>907</td><td>1316</td><td>1712</td></tr></tbody></table><h4></h4>Изготовления разных видов пеноблоков.<img src='/800/600/https/lesprom-08.ru/wp-content/uploads/sostav-penobetona5.jpg' /> </h4>Блоки из пенобетона изготавливают из смеси, в состав которой входит песок, цемент, вода и пенообразователь. При перемешивании ингредиентов в нем образуются закрытые поры, обусловливающие теплосберегающие и гидроизоляционные свойства материала.При производстве пенобетона необходимо точно соблюдать пропорции взятых компонентов. Их процентное соотношение определяет физико-химические характеристики материала.В зависимости от этого пеноблоки подразделяют на следующие виды:<table border="1"><tbody><tr><td>Виды пеноблоков</td><td>Марка</td><td>Область применения</td><td>Вес блоков, кг</td><td>Коэффициент теплопроводности, Вт/м*°C</td></tr><tr><td>Теплоизоляционный</td><td>D400, D500</td><td>для утепления внутренних помещений</td><td>11– 19 кг</td><td>0,12</td></tr><tr><td>Конструктивно-теплоизоляционный</td><td>D600 – D900</td><td>для возведения стен в малоэтажных домах</td><td>23– 35</td><td>0,14 – 0,29</td></tr><tr><td>Конструктивный</td><td>D1000, D1100</td><td>для устройства перекрытий и как кладочный материал для несущих стен</td><td>39 –47</td><td>0,36</td></tr></tbody></table><h4></h4>Оборудование для производства пеноблоков.<img src='/800/600/http/www.k-oo.top/userfiles/12.jpg' /> </h4>В процессе создания пеноблока, его твердение должно происходить в автоклавных условиях (в среде, насыщенной паром, и при давлении, которое должно быть выше атмосферного), что требует наличия специального дорогостоящего оборудования. Словом, его целесообразней производить в заводских условиях.Оборудование для создания пеноблоков в домашнем условии.Но, его производство настолько простое, что, если зная пропорции для пеноблока, данный материал можно сделать даже в домашних условиях.Для этого понадобится приобрести или самостоятельно смастерить такое оборудование, как:<ul><li>формы для отливки блоков;</li><li>растворомешалку;</li><li>компрессор, который должен быть рассчитан на переменное напряжение 220 Вт, иметь мощность 0,3 – 0,5 м3 и давление 6 Атм;</li><li>пеногенератор.</li></ul>Заключения.Пенобетон — качественный строительный материал, пользуется большим спросом. Имеет простой состав, обеспечивающий его положительные особенности, экологическую безопасность.<img src='/800/600/https/automobile-zip.ru/wp-content/uploads/6/9/a/69a03a39ae0856d3a0c3057eaad158a0.jpeg' /> <h2>Состав пеноблока и его изготовка в домашних условиях, технические характеристики</h2>Технические характеристики пеноблоков позволяют использовать их в строительстве для возведения несущих конструкций, перекрытий, внутренних перегородок, а также для утепления стен. Благодаря им достигается высокая звуко- и теплоизоляция помещений. В процессе эксплуатации данный материал становится прочнее, не давая при этом усадки, что предотвращает деформацию и нарушение целостности зданий. Пенобетон устойчив к температурным перепадам, воздействию влаги и пожарам. Легко переносит многократное замораживание и оттаивание без изменения своих физико-химических параметров.Оглавление:<ol><li>Компоненты</li><li>Разновидности пеноблоков</li><li>Производство на дому</li></ol>Описание составаБлоки из пенобетона изготавливают из смеси, в состав которой входит песок, цемент, вода и пенообразователь. При перемешивании ингредиентов в нем образуются закрытые поры, обусловливающие теплосберегающие и гидроизоляционные свойства материала.<img src='/800/600/https/lesprom-08.ru/wp-content/uploads/pokazateli-plotnosti-i-prochnosti-penobetona16.webp' /> Компоненты, которые входят в состав смеси, представляют собой:1. Портландцемент (ГОСТ 10178), основу которого составляет силикатный кальций. При этом его содержание не должно быть ниже 80 %.2. Техническая вода (ГОСТ 23732).3. Песок (ГОСТ 8736), в котором допускается содержание не более 3 % примесей. При этом кварца в нём должно быть 75 % и более.4. Пенообразователь, состоящий из таких натуральных компонентов, как сосновая канифоль, костный и мездровый клей, едкий натр технический и скрубберная паста. Некоторые производители заменяют данные вещества искусственными аналогами. Это позволяет снизить стоимость материала, но при этом блок становится менее прочным.5. Второстепенные добавки. На каждом предприятии в состав пенобетона вводятся различные вспомогательные ингредиенты. Фиброволокно применяется для повышения прочности, а вот мелкодисперсная зола позволяет сократить расход цемента на 30 %. Изготовка некоторых видов пеноблоков предполагает наличие красителей, пластификаторов и прочих компонентов.<img src='/800/600/https/automobile-zip.ru/wp-content/uploads/a/9/8/a98b148aa14ff257aa8724f796247bf4.jpeg' /> В качестве отвердителя в пенобетон добавляют хлористый кальций. Для предупреждения растрескивания и повышения устойчивости к механическим воздействиям в состав смеси вводится полипропиленовая фибра из расчета 0,5 кг на 1м3 материала.<blockquote>На промышленных предприятиях каждый ингредиент проходит проверку на соответствие стандартам. Не менее строго необходимо следить за составом и соблюдением пропорции для пенобетона и в домашних условиях.</blockquote>Виды пеноблоковПри производстве пенобетона необходимо точно соблюдать пропорции взятых компонентов. Их процентное соотношение определяет физико-химические характеристики материала, и в зависимости от этого пеноблоки подразделяют на следующие виды:1. Конструкционные блоки, применяемые для закладки фундамента, несущих конструкций и цокольных этажей дома. Они представлены марками D1000, D1100, D1200. Показатель их теплопроводности равен 0,29-0,38Вт/м*К.2. Конструкционно-теплоизоляционные блоки могут применяться при возведении несущих стен, но чаще они используются в качестве межкомнатных перегородок.<img src='/800/600/https/cvet-dom.ru/images/wp-content/uploads/2019/11/bloki-dla-doma-11.jpg' /> К ним относятся марки D500–900. Теплопроводность пеноблока составляет 0,15-0,29Вт/м*К.3. Теплоизоляционные блоки марок D300–500 используются в качестве теплоизоляционного материала для стен с показателем 0,09-0,12Вт/м*К.Пеноблоки различают по способу изготовления: резаные и формовые. Производство резаных блоков подразумевает рассечение пенобетона с помощью специального инструмента. Кромки таких изделий сохраняют свою целостность и четкость геометрических форм. Заливка формовых блоков является менее затратным процессом, так как смесь сразу помещается в специальные формы, имеющие перегородки.Производство в домашних условияхИзготовление пенобетона дома возможно при наличии расходных материалов, бетономешалки, пеногенератора и форм для заливки смеси. Для того чтобы правильно рассчитать количество ингредиентов, можно воспользоваться таблицей, в которой указано соотношение для изготовления пеноблока.Пропорции будут определять плотность готового изделия.<img src='/800/600/https/img.findpatent.ru/img_data/1097/10975391.gif' /> Песок должен быть очень мелким, чистым и не содержать в своем посторонних механических примесей. Лучшим соотношением песка и цемента для производства материала средней плотности является показатель 1:1. В этом случае в состав смеси следует ввести пенообразователя в количестве, не превышающем 4 г/кг.Для изготовления пеноблоков потребуется высококачественный цемент марки 400 или 500. После смешивания песка и цемента в нужной пропорции, в них постепенно вводится пенообразователь. В его состав входит канифоль, едкий натр и столярный клей. Все ингредиенты измельчаются, перемешиваются, нагреваются до образования однородной массы и разводятся водой.<iframe loading="lazy" src="https://www.youtube.com/embed/NQXOuSG4Qr0" frameborder="0" allowfullscreen="allowfullscreen"/>

Конечным этапом производства является разливание смеси в специальные формы, смазанные средством, в состав которого не входит жир. Это необходимо для того, чтобы изделие легко отделялось от стенок.

Соблюдение пропорций веществ, входящих в состав пеноблоков, и правильность выполнения всех технологических операции дает возможность в домашних условиях получать изделия, не уступающие по качеству заводским аналогам.

Состав пеноблока: его изготовка в домашних условиях

Если вы приняли решение о строительстве собственного дома своими руками, то любая возможность снизить расходы на строительные материалы будет очень кстати. Самостоятельное изготовление необходимых для строительства материалов, в том числе и пеноблоков, будет вам в этом хорошим подспорьем. Пенобетон как строительный материал, сегодня пользуется значительной популярностью, а процесс его самостоятельной изготовки предельно прост. На самом деле достаточно только четких знаний о том, каким должен быть состав раствора для пеноблоков.

Готовый пеноблок

Состав пеноблока и его изготовка

При производстве пеноблоков в промышленных условиях технология требует строгого соблюдения всех норм для используемых материалов и компонентов смеси. Так и при самостоятельном изготовлении ячеистого бетона вам будет необходимо строго придерживаться всех необходимых требований и стандартов. Рассмотрим более подробно состав, из чего делают пеноблоки в домашних условиях.

Итак, в состав смесей для изготовки пеноблоков входят:

Вода. Воду лучше всего использовать техническую, в соответствии с ГОСТом 23732.
Песок мелкой и средней фракции. Песок для приготовления пенобетонной смеси должен не менее, чем на 3/4 состоять из кварца, а уровень примесей в песке не должен превышать показатель в 3%.
Пенообразователь. В основном при производстве пеноблоков используют пенообразователь, который состоит из древесных смол и белков различного происхождения. Это могут быть сосновые канифоли, костный клей, едкий технический натр. В зависимости от используемой основы белка пенообразователи можно разделить на две основные группы: синтетические и натуральные. Использование синтетических пенообразователей позволяет достичь снижения цены конечного изделия, но в результате страдает уровень прочностных характеристик пенобетона. Кроме того, использование синтетики повышает уровень выделения опасных веществ, оказывающих пагубное влияние на здоровье человека. Натуральные пенообразователи не имеют классификации по опасности, они безвредны для здоровья человека, а готовый пеноблок обладает повышенными прочностными характеристиками.

Элементы, имеющие вяжущие функции. В основном используется портландцемент с ГОСТом 10178-85. Уровень кальция, входящего в его состав, должен быть равен 70% от всей смеси.
Отвердитель. Этот элемент используется в промышленных масштабах, основная его задача ускорить процесс производства пеноблоков.

Пропорции смеси пеноблока

1320 кг песка кварцевого;
410 кг портландцемента;
184 л технической воды;
430 г пеноконцентрата

В результате такого замеса получаем 1930 кг пенобетона.

портландцемент – 350 кг;
техническая вода 150 л;
пенообразователь в концентрированном виде – 1,5 кг.

Вес готового пенобетона на выходе при таком замесе составит около 500 килограмм.

Для изготовления раствора для пеноблоков можно применять различную рецептуру, состав которой будет отличаться. Так, например, для строительства технического одноэтажного помещения можно использовать синтетический пенообразователь, но экономить с его помощью на жилых помещениях опасно для здоровья.

Состав клея для пеноблоков

цемент,
добавки-улучшители,
специальный клеевой состав

Клей для укладки пеноблоков представляет собой сухую массу, разводить которую необходимо, соблюдая пропорции, указанные на упаковке. Целесообразно разводить клеевую смесь непосредственно перед использованием. Лучше для этого применять специальное устройство – дрель с размешивающей насадкой. Для разведения раствора для начала необходимо налить воду, затем при постоянном перемешивании постепенно вводить смесь в воду до достижения однородной массы. Затем раствору необходимо отдохнуть в течение 10 минут для полного растворения всех компонентов. После этого нужно еще раз все перемешать и можно приступать к укладке. Более подробно процесс замеса клея можно рассмотреть на видео.

Таким образом, состав и технология получения растворов достаточно просты и их можно приготовить в домашних условиях.

Правильные пропорции состава бетона. Приготовление керамзитобетона, пенобетона, бетона на основе щебня

Прочность и долговечность любого здания или изделия, где применяется бетон – во многом зависит от качества смеси.

Фото приготовления бетонной смеси

А хорошее качество здесь возможно только благодаря двум моментам:

Если материалы, которые используются для приготовления массы, прочные и имеют все необходимые сертификаты.
Если смесь приготовлена правильно – то есть, соблюдены все правила, соотношение компонентов и технологические рекомендации.

В этой статье мы подробно разберемся, какой должен быть состав + пропорции 1м3 бетона и как его правильно замешивать своими руками.

Все рассмотрим на конкретных примерах. Начнем.

Приготовление керамзитобетона

Пару слов об этой смеси.

Состоит из песка, воды, цемента и керамзита.

Керамзит очень легкий камень, который по своей структуре пористый и за счет этого качества цементная масса получается с хорошими теплоизоляционными характеристиками. Ну а поскольку керамзит имеет малый вес, то со смесью, в которой он является наполнителем, можно легко и быстро работать.

Из минусов же можно выделить такие моменты, как высокая цена материала (а значит и всей смеси в целом) и не очень большая прочность на сжатие.

Применяется керамзитобетон в основном для таких целей:

Для заливки полов в жилых помещениях;
Для устройства пола на чердаках и в мансардах;
Для заливки стен.

Как видите, сфера применения достаточно широкая, а значит, в частном строительстве смесь используется часто. Соответственно, знать состав и пропорции керамзитобетона очень желательно.

Обратите внимание на то, что данный материал не рекомендуется применять для заливки перекрытий и для изготовления изделий, от которых требуются высокие несущие способности. В таких ситуациях нужен максимально прочный бетон, а его можно получить только на основе щебня.

Приступим к конкретным инструкциям.

Приготовление керамзитобетона для заливки пола и монолитных стен

Заливка смеси на основе керамзита

Эту смесь использовать для устройства пола и стен очень актуально, так как сейчас налицо тенденция к теплосбережению, а данный бетон гораздо теплее, чем щебневый.

Поэтому даже, несмотря на то, что цена куба бетона такого типа высокая, применяют его все чаще и чаще.

Для заливки чернового пола и стен, как правило, делают такие пропорции компонентов – 1:3:8 (1 – цемент, 3 – песок, 8 — керамзит).

Обратите внимание на то, что лучше использовать мытый песок, в котором отсутствуют куски глины, грунта или корни растений. Наличие подобной органики создает предпосылки для появления пустот в будущем. Дело в том, что вся эта органика очень быстро сгниет и на ее месте соответственно образуется пустота.

Что же касается воды, то тут невозможна какая-либо конкретная и универсальная инструкция по ее количеству в бетоне. Просто напросто потому, что неизвестно какой уровень влажности будет у применяемого вами песка.

Но в целом, старайтесь придерживаться одного простого правила:

Смесь должна быть действительно хорошо промешанной и довольно пластичной. При воздействии на нее мастерка или правила не должно быть трещин и как бы «рваных» фрагментов на поверхности бетона. Если они есть, то это означает, что массе не хватает влаги.

Пример правильной консистенции

И другая крайность – нельзя работать со слишком жидкой смесью иначе все компоненты во время высыхания осядут, а на поверхности останется вода. Тут получается, что во время заливки вы будете думать, что плоскость ровная, а когда все высохнет и вода испарится, вы увидите, что это совсем не так.

Если говорить сравнениями, то идеальная смесь по консистенции должна быть немного гуще свежего меда.

Теперь поговорим о стандартном бетоне.

Приготовление бетона на основе щебня

Бетон на основе щебня обладает отличной прочностью, но вместе с тем имеет большой вес.

Применяется в основном для таких целей:

Для производства различных ЖБИ;
Для изготовления фундаментов и перекрытий;
Для устройства подбетонок и отмосток;
Для заливки монолитных несущих стен и т.п.

Заливка отмостки

Проще всего выразить оптимальные пропорции для приготовления такого бетона с помощью таблицы:

Марка бетона Цемент (в кг) Песок (в кг) Щебень (в кг) М100 1 4,5 7,0 М150 1 3,5 5,7 М200 1 2,8 4,8 М250 1 2,1 3,9 М300 1 1,9 3,7 М400 1 1,2 2,7

Как вы уже заметили, состав и пропорции бетона м400, 300 и ниже приведены в килограммах, но тут не стоит теряться. Все на самом деле просто.

При приготовлении смеси все будет достаточно легко определить, если исходить из того, что в мешке цемента имеется, как правило, 50 кг, в мешке щебня около 40, а в одной совковой лопате умещается приблизительно около 3 килограммов песка.

Запомнив эти несложные цифры, вы сможете без проблем определить состав и пропорции бетона м300 на 1м3 и любого другого.

Теперь пару слов о пенобетоне.

Пропорции компонентов в пенобетоне

Пенобетон относится к классу ячеистых материалов и отличается:

пористой структурой;
малым весом;
отличными теплоизоляционными качествами.

Как правило, материал применяется для изготовления блоков, из которых потом возводятся стены и перегородки.

Структура пенобетона

Отличительная особенность: масса застывает в естественных условиях, что позволяет приготавливать такие бетоны в частном строительстве. Нужно всего лишь изготовить несложную форму для отливки блоков.

Поговорим про пропорции и состав — пенобетон делается из:

цемента,
песка,
воды,
пенообразователя.

Соотношение компонентов должно быть примерно такое, как указано в таблице ниже.

Марка пенобетона Количество цемента Количество воды Количество песка Количество пенообразователя D400 300 кг. 160 л. 120 кг. 0,85 кг.

D600 330 кг. 180 л. 210 кг. 1,1 кг. D800 400 кг. 230 л. 340 кг. 1,1 кг.

Обратите внимание на то, что все данные приведены из расчета на 1 м. кубический бетона.

На этом все – наш обзор закончен.

Давайте подведем итоги.

Вывод

Мы с вами детально разобрались, на какие составные части пропорции бетона делятся и какое тут должно быть правильное соотношение компонентов. Надеемся, что вы сможете применить всю эту информацию на практике и сможете замешать по-настоящему прочный бетон.

Если же хотите узнать еще больше сведений по этой теме, то настоятельно рекомендуем просмотреть дополнительное видео в этой статье.

загрузка…

Состав бетона м300 на 1м3 таблица

Таблица «Пропорции бетона на 1м3». Качественные бетонные смеси

Ни одна площадка промышленного и жилого строительства не обходится без использования бетона. Качество этого искусственно полученного материала напрямую зависит от последовательности смешивания и соотношения используемых компонентов. Таблица «Пропорции бетона на 1м3» сориентирует в максимально правильном распределении составных частей раствора для использования его в тех или иных конструкциях.

В зависимости от предназначения, могут использоваться различные пропорции приготовления бетонного раствора

Содержание

1 Технические характеристики бетона
- 1.1 Соответствие марки применению бетона
- 1.2 Основные компоненты бетонной смеси
- 1.3 Расход материалов. Таблица «Пропорции бетона на 1м3»
- 1.4 Пропорции состава бетона для фундамента
2 Порядок приготовления раствора

Технические характеристики бетона

Цемент и вода, входящие в состав бетона, образуют при смешивании массу, которая, затвердевая, превращается в цементный камень. В таком виде этот материал легко деформируется, в нем образуется множество микротрещин, что приводит к значительной усадке.

Добавление в состав цементной смеси наполнителей (щебня, песка, гравия и др.) способствует образованию своеобразной арматуры, которая принимает на себя внутреннее напряжение. Благодаря этому улучшаются показатели прочности, ослабевает подвижность смеси и деформация от усадки.

Различные наполнители придают бетону прочность и увеличивают его технические характеристики

Учитывая степень прочности бетона, материал делится на классы (обозначается «В») и марки (обозначается «М»). Чем выше числовые значения марок бетона (например, М200, М300 или М400), тем более прочным считается материал. От класса и марки зависит, в каких видах конструкций он будет применяться.

Если строительство вашего объекта подкреплено проектом, то в нем уже предопределены марки бетона, необходимые для устройства фундамента или других конструкций.

Таблица показателей прочности бетона:

Марка бетона	М75	М100	М150	М200	М250	М300	М350	М400
Нагрузка (нормативная), кгс/см2	65	98	131	196	262	294	327	393

Соответствие марки применению бетона

Бетонные смеси с разными марками используются для разнотипных сооружений.

В таблице приведена сфера возможного использования бетона в зависимости от марки:

Марка М100-М150	Марка М200-М250	Марка М300	Марка М350	Марка М400
Основа (подложка) под стяжку, фундамент, плитку или дорожку из бетона.	Фундаменты одноэтажных зданий, стяжка, отмостка, площадки, лестницы.	Ленточные фундаменты, монолитные стены, стяжка, отмостка, площадки, лестницы.	Отливка ж/б конструкций (балки, опорные колонны, ригеля, перемычки, плиты перекрытий, бассейны).	Гидросооружения (дамбы, мосты), фортификационные объекты (бункеры, хранилища).

Расход и пропорции основных ингредиентов бетона зависит от многих факторов. Что касается песка, то следует учитывать его влажность, крупность, содержание примесей. Для щебня и гравия имеет значение показатели влажности, загрязнения, пустотности, нестандартных включений (мусора).

Для цемента учитывается его марка. Также учитывается вид работ, для которых готовится бетонный раствор: бетонная стяжка, заливка фундамента, возведение стен и др. Основная составляющая бетонного раствора — цемент. Соотношение расхода этого материала выражает марку бетона. Марка бетона выше, чем больше в его составе цемента.

Для приготовления бетонной смеси используются различные марки цемента

Традиционно бетонирование производят в период, когда температура воздуха имеет плюсовое значение. Это способствует качественному затвердеванию раствора.

Работая с бетоном в холодный период года есть вероятность, что вода в составе раствора заледенеет и станет источником разрушения внутри материала. Таким образом, снизится прочность.

Схватывание бетона происходит в период 12 ч, в двухнедельный срок бетон накапливает 80% прочности. Эксплуатация готовой конструкции становится возможной через месяц.

Испытание готовой бетонной конструкции на скалывание с помощью специального прибора

Основные компоненты бетонной смеси

Приобретая составные ингредиенты для приготовления раствора, убедитесь (насколько возможно) в их качестве:

вода: применяется пресная;
песок: не должен в своем составе содержать глину, визуально проверить можно по цвету. Если песок желтого насыщенного цвета — значит содержание глины в нем велико. Для раствора используется белый или серый песок;
цемент: на ощупь мешки с цементом не должны иметь затвердевшие части и материал должен быть изготовлен не раньше четырех месяцев от даты приобретения;

Цемент — первая и главная составляющая бетонного раствора

щебень: используется чистый материал, без пыли и других включений. В противном случае сцепление с раствором будет недостаточным, что негативно скажется на прочности бетона. Идеально подойдет щебень гранитной породы;
кроме щебня, в качестве крупного наполнителя для бетонной смеси, используют гравий (обычно применяется для марки 450), известняк (подходит для марок 100 и 300), гранит (отличается прочностью, морозоустойчивостью и низким поглощением воды).

Для приготовления смеси используют чистый щебень, без загрязнений и посторонних примесей

Расход материалов. Таблица «Пропорции бетона на 1м3»

Расходование компонентов для приготовления 1м3 бетона напрямую зависит от назначения конструкций и марки цемента, участвующего в изготовлении. Для этого обобщили значения пропорций состава 1м3 бетона.

Ниже представлены две таблицы пропорций бетона на 1м3.

Таблица №1 — пропорции бетона для марок М100, М200, М400 и М400:

Марки бетона: М100, М200, М300, М400

Таблица №2 — пропорции бетона для марок М150, М250, М350 и М450:

Марки бетона: М150 — М450

Таким образом, если необходимо произвести бетон М200, пропорции будут составлять на 1 м? раствора — 1 / 3,5 / 2,6 (кг), для бетона М300, пропорции составят — 1 / 2,4 / 4,3 (кг), пропорции бетона М400 — 1 / 1,6 / 3,2 (кг).

Для примера можно рассчитать количественный состав компонентов, учтенных таблицей пропорций для приготовления бетона М400 с использованием цемента М500. Возьмем 20 ведер цемента. Песок по пропорциям будет составлять (20 х 1,6) = 32 ведра. Щебень соответственно — (20 х 3,2) = 64 ведра. И вода — (20 х 0,5) = 10 ведер. Зная плотность всех компонентов можно легко перевести требуемое количество ведер в те единицы измерения, по которым происходит реализация материалов. Так, ведро емкостью 10 литров, наполненное цементом, будет весить 12 кг (10 х 1200), где 1200 кг/м? — плотность цемента при насыпании, ведро песка — 14 кг (10 х 1400), где 1400 кг/м? — плотность песка, такой же объем гравия будет весить 15 кг, учитывая его плотность.

Заливка ленточного фундамента бетонной смесью

Пропорции состава бетона для фундамента

Если бетонные работы производятся в малых объемах, например, при частном строительстве или разовых мелких работах, целесообразно придерживаться пропорций бетона в ведрах. Такие количественные меры применяются, если нет возможности расположить на строительном участке специальную технику, а также когда раствор заливают небольшими порциями.

При производстве бетона под конструкцию фундамента, необходимо придерживаться следующих пропорций бетона на фундамент, приведенных ниже.

Таблица пропорций бетона на фундамент в ведрах, для марок М100, М200, М300 и М400:

При использовании цемента марки 400 и 500 на объем 10 литров

Порядок приготовления раствора

В условиях индивидуального строительства бетонный раствор для фундамента готовят, отмеряя части компонентов ведрами. Следует учитывать, что ведро и лопата для цемента должны быть исключительно сухими. Для получения более точных пропорций, состав песка и щебня в ведре немного уплотняют и ровняют по краю ведра. Отмеренные щебень с песком хорошо перемешивают в удобной широкой таре, формируя канавки, куда высыпают подготовленный цемент. Все ингредиенты (количество которых подобрано из таблицы пропорций) изрядно перемешивают до получения равномерной по цвету массы.

Полученную массу формируют под конус, в середине устраивают углубление, куда и заливают воду. Постепенно ссыпают смесь с краев в середину, пока вода полностью не впитается. Как только первая порция воды пропитается, процедуру с водой повторяют до образования нужной консистенции бетонного раствора.

Приготовление цементного раствора своими руками путем замешивания

Придерживаясь таблицы пропорций приготовления бетона, можно получить состав из однородной, пластичной смеси. Это послужит залогом прочности и долговечности бетона в эксплуатации.

Выполнение технических норм в приготовлении бетонных смесей способствует сохранению основных показателей, необходимых в строительстве.

ibuildrussia.ru

Правильные пропорции состава бетона. Приготовление керамзитобетона, пенобетона, бетона на основе щебня

Фото приготовления бетонной смеси

А хорошее качество здесь возможно только благодаря двум моментам:

Если материалы, которые используются для приготовления массы, прочные и имеют все необходимые сертификаты.
Если смесь приготовлена правильно – то есть, соблюдены все правила, соотношение компонентов и технологические рекомендации.

Все рассмотрим на конкретных примерах. Начнем.

Приготовление керамзитобетона

Пару слов об этой смеси.

Состоит из песка, воды, цемента и керамзита.

Применяется керамзитобетон в основном для таких целей:

Для заливки полов в жилых помещениях;
Для устройства пола на чердаках и в мансардах;
Для заливки стен.

Обратите внимание на то, что данный материал не рекомендуется применять для заливки перекрытий и для изготовления изделий, от которых требуются высокие несущие способности. В таких ситуациях нужен максимально прочный бетон, а его можно получить только на основе щебня.

Приступим к конкретным инструкциям.

Приготовление керамзитобетона для заливки пола и монолитных стен

Заливка смеси на основе керамзита

Поэтому даже, несмотря на то, что цена куба бетона такого типа высокая, применяют его все чаще и чаще.

Обратите внимание на то, что лучше использовать мытый песок, в котором отсутствуют куски глины, грунта или корни растений. Наличие подобной органики создает предпосылки для появления пустот в будущем. Дело в том, что вся эта органика очень быстро сгниет и на ее месте соответственно образуется пустота.

Но в целом, старайтесь придерживаться одного простого правила:

Пример правильной консистенции

Если говорить сравнениями, то идеальная смесь по консистенции должна быть немного гуще свежего меда.

Теперь поговорим о стандартном бетоне.

Приготовление бетона на основе щебня

Бетон на основе щебня обладает отличной прочностью, но вместе с тем имеет большой вес.

Применяется в основном для таких целей:

Для производства различных ЖБИ;
Для изготовления фундаментов и перекрытий;
Для устройства подбетонок и отмосток;
Для заливки монолитных несущих стен и т.п.

Заливка отмостки

Проще всего выразить оптимальные пропорции для приготовления такого бетона с помощью таблицы:

Марка бетона	Цемент (в кг)	Песок (в кг)	Щебень (в кг)
М100	1	4,5	7,0
М150	1	3,5	5,7
М200	1	2,8	4,8
М250	1	2,1	3,9
М300	1	1,9	3,7
М400	1	1,2	2,7

Теперь пару слов о пенобетоне.

Пропорции компонентов в пенобетоне

Пенобетон относится к классу ячеистых материалов и отличается:

пористой структурой;
малым весом;
отличными теплоизоляционными качествами.

Как правило, материал применяется для изготовления блоков, из которых потом возводятся стены и перегородки.

Структура пенобетона

Поговорим про пропорции и состав — пенобетон делается из:

цемента,
песка,
воды,
пенообразователя.

Соотношение компонентов должно быть примерно такое, как указано в таблице ниже.

Марка пенобетона	Количество цемента	Количество воды	Количество песка	Количество пенообразователя
D400	300 кг.	160 л.	120 кг.	0,85 кг.
D600	330 кг.	180 л.	210 кг.	1,1 кг.
D800	400 кг.	230 л.	340 кг.	1,1 кг.

Обратите внимание на то, что все данные приведены из расчета на 1 м. кубический бетона.

На этом все – наш обзор закончен.

Давайте подведем итоги.

Вывод

загрузка…

masterabetona.ru

Таблица пропорций бетона

Пропорции бетона для большинства домашних мастеров – дело сугубо приблизительное. Все знают, что основными компонентами бетона являются песок, щебень и связующий цемент, но вот в каком соотношении их использовать догадываются немногие, смешивая компоненты «на глаз» или один к трем и получая соответствующее качество раствора.

Таблица марок бетона на 1м3

- Марка бетона . . . . . . . . . . . . . . М100
- Пропорции марки на 1м3 . . . 1 : 5,8 : 8,1
- Цемент (М500) . . .. . . . . . . . . . 1 кг
- Песок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5,8 кг
- Щебень . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8,1 кг
- Марка бетона . . . . . . . . . . . . . . М150
- Пропорции марки на 1м3 . . . 1 : 4,5 : 6,6
- Цемент (М500) . . .. . . . . . . . . . 1 кг
- Песок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,5 кг
- Щебень . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6,6 кг
- Марка бетона . . . . . . . . . . . . . . М200
- Пропорции марки на 1м3 . . . 1 : 3,5 : 5,6
- Цемент (М500) . . .. . . . . . . . . . 1 кг
- Песок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3,5 кг
- Щебень . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5,6 кг
- Марка бетона . . . . . . . . . . . . . . М250
- Пропорции марки на 1м3 . . . 1 : 2,6 : 4,5
- Цемент (М500) . . .. . . . . . . . . . 1 кг
- Песок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,6 кг
- Щебень . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,5 кг
- Марка бетона . . . . . . . . . . . . . . М300
- Пропорции марки на 1м3 . . . 1 : 2,4 : 4,3
- Цемент (М500) . . .. . . . . . . . . . 1 кг
- Песок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,4 кг
- Щебень . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,3 кг
- Марка бетона . . . . . . . . . . . . . . М350
- Пропорции марки на 1м3 . . . 1 : 1,9 : 3,6
- Цемент (М500) . . .. . . . . . . . . . 1 кг
- Песок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,9 кг
- Щебень . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3,6 кг
- Марка бетона . . . . . . . . . . . . . . М400
- Пропорции марки на 1м3 . . . 1 : 1,6 : 3,2
- Цемент (М500) . . .. . . . . . . . . . 1 кг
- Песок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,6 кг
- Щебень . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3,2 кг
- Марка бетона . . . . . . . . . . . . . . М450
- Пропорции марки на 1м3 . . . 1 : 1,1 : 2,5
- Цемент (М500) . . .. . . . . . . . . . 1 кг
- Песок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,1 кг
- Щебень . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,5 кг

Количество и качество составляющих бетонной смеси зависит от того, какую марку мы планируем получить после. Марка – показатель прочности материала (аналог класс). Пропорции марок бетона давно определены опытным и эмпирическим путем, поэтому смешать нужный вам по характеристикам бетон нетрудно. Рассмотрим наиболее распространенные варианты, когда в качестве наполнителя используется гранитный щебень:

beton-store.ru

Состав бетона м300 на 1м3

Как рассчитать точку росы в стене

Онлайн калькулятор теплотехники ограждающих конструкцийЗдесь Вы можете подобрать теплозащитные характеристики конструкций Вашего дома, и оценить, не происходит ли далее…

Пропорции масла и бензина для бензопилы

пропорции масла и бензина для бензопилыВ какои концентрации разбовлять масло на пилу штиль. Пила штиль 180,сколько масла на 5 литров бензинаХасик далее…

Крепление для люстры к потолку

Как установить потолочные люстры для прихожей своими рукамиСодержаниеОсвещение в прихожей играет важную роль, потому что чаще всего далее…

Электромонтажные работы это что такое (5)

Что такое форсаж дуги на сварочном инверторе (4)

Замена тэна в водонагревателе термекс (3)

Назначение земли лпх что это (3)

Как сделать прицеп к мотоблоку (3)

Газовый проточный водонагреватель без дымохода (3)

Как снять показания счетчика электроэнергии меркурий 200 (3)

Красная зона что это такое (2)

Какие люстры подходят для натяжного потолка По каким критериям выбрать люстру для натяжного потолка?СодержаниеРазнообразие Какие потолки лучше глянцевые или матовые Какой натяжной потолок выбрать? (матовый, глянцевый или сатиновый)Вы приняли решение установить Каким валиком лучше красить потолок Как правильно красить валиком потолокЕсли вы задались вопросомКак Как заделать дырку в потолке Ремонт потолка своими рукамиНатяжной потолокОтштукатуренный потолокГипсокартонный потолокЕсли у вас вдруг Как визуально сделать потолок выше Как сделать низкий потолок визуально вышеВ большинстве типовых квартир и частных

Дизайн проект детской комнаты для девочкиС самого детства в девочке закладываются. ..

Мастерим перосъемную машину своими рукамиВладельцы частных домов, практически всегда, содержат подсобное…

Продать дачный участокАгентство «Центр недвижимости» предлагает свою помощь всем, кого…

sferatd.ru

Компоненты пенобетона и их свойства

Существует различных видов бетона , которые используются в строительстве для различных целей, пенобетон является одним из них. Пенобетон звучит как противоречивый звук, но его можно широко использовать в домашних проектах «сделай сам», независимо от размера. Огнестойкий и теплоизоляционный пенобетон – это многофункциональный продукт, который может быть как декоративным, так и полезным для строительных объектов.

Что такое пенобетон?

Пенобетон представляет собой легкий состав из цемента, воды, пенообразователя и мелкого заполнителя или песка (без крупного заполнителя), другие названия: легкий ячеистый бетон (LCC), ячеистый бетон низкой плотности (LDCC), и другие термины определены в виде раствора на цементной основе.

Плотность пенобетона

Плотность пенобетона обычно колеблется от 400 кг/м3 до 1600 кг/м3, плотность обычно регулируют заменой полностью или части мелкого заполнителя пеной. Прочность на сжатие пенобетона через 28 дней колеблется от 0,2 до 10 Н/мм2 или может быть выше.

Ячеистая микроструктура делает его системой с высоким уровнем вовлечения воздуха и типичными физическими и механическими свойствами. Содержание воздуха составляет более 50% по сравнению с воздухововлекающим бетоном с 5%.

Как сделать пенобетон?

Пенобетон» изготавливается путем смешивания пенообразователя с раствором в автобетоносмесителях. Пенобетон – это неструктурный заполнитель пустот, который можно выкопать экскаватором. Он используется для различных целей, таких как засыпка траншей.

В последние годы его использование увеличилось из-за низкой стоимости и низкого энергопотребления по сравнению с другими легкими материалами, используемыми для той же цели. Пенобетон используется во многих секторах инфраструктуры, в основном в качестве инженерного неструктурного заполнения, в сборных панелях, в качестве теплоизоляционного материала и, в частности, в частях строительных зданий.

Мелкий песок+Вяжущее+вода + стабилизирующая пена=ПЕНОБЕТОН

Состав пенобетона

ингредиентами пенобетона являются:

Связующее
Пенообразователь
Вода
Мелкий песок

Связующее

Цемент

является наиболее часто используемым вяжущим компонентом пенобетона. Типы цемента, используемые в пенобетоне, в основном представляют собой обычный портландцемент, быстротвердеющий портландцемент, сульфоалюминат кальция и высокоглиноземистый цемент.

Может использоваться в диапазоне от 25% до 100% содержания связующего. Иногда дополнительные материалы, такие как микрокремнезем, летучая зола, известь, зольный остаток мусоросжигательных заводов и Lytag, также могут быть заменены цементом в процентном соотношении между двумя значениями 10% и 75%.

Пенообразователь

Вспениватель регулирует плотность бетона за счет количества пузырьков воздуха, образующихся в цементной смеси. Пузырьки пены представляют собой замкнутые воздушные полости, образующиеся за счет добавления пенообразователя.Пенообразователи обычно бывают синтетическими, на белковой основе, детергентами, клеевыми смолами, гидролизованным белком, смолой, мылом и т. д.

Наиболее часто используемые пенообразователи синтетические и белковые. Пенообразователи на белковой основе обеспечивают более прочную структуру пузырьков с более закрытыми порами, что позволяет включать большее количество воздуха, а также обеспечивает более стабильную сеть воздушных полостей и, таким образом, превосходит их, в то время как синтетические пенообразователи обеспечивают большее расширение и, следовательно, меньшую плотность. .

Количество пенообразователя оказывает существенное влияние на свойства как свежего, так и затвердевшего бетона.Количество пены определяет такие свойства пенобетона, как:

Легкость

Прочность

Изоляция

Огнестойкость

Герметичность

Вода

Добавки и компоненты определяют потребность в воде. Консистенция и однородность также достигается с помощью воды.

Мелкий песок

На прочность пенобетона низкой плотности влияет тип наполнителя. Пенобетон с мелкими заполнителями имеет большую склонность к усадке, и в этом случае решающее значение имеет хорошее твердение.На устойчивость пены влияет большее количество песка, что обычно вызывает снижение прочности пенобетона.

Свойства пенобетона

приведены ниже:

Низкая плотность : Из-за отсутствия крупного заполнителя имеет низкую плотность по сравнению с обычным бетоном.
. Усадка при высыхании : Отсутствие крупных заполнителей приводит к более высокой усадке пенобетона, чем у обычного бетона.На усадку при высыхании влияют многие факторы, такие как плотность, пенообразователь, наполнитель, добавка и содержание влаги.
Высокое отношение прочности к весу : Низкая плотность приводит к высокому соотношению прочности к весу.
Огнестойкость : Благодаря пористой структуре пенобетон имеет отличные тепловые и изоляционные свойства и уменьшается с уменьшением плотности. Существенное влияние на теплопроводность оказывают тип заполнителей и примеси. Точно так же плотность, пропорция смеси, температура и т. д.также очень сильно влияет на теплопроводность.
Прочность на сжатие ч: дозировка цемента, пропорция смеси, водоцементное отношение, объем пены, пенообразователь, метод отверждения, добавка и т. д. Влияние на прочность на сжатие пенобетона.
Звукоизоляция : По сравнению с «обычным» бетоном, пенобетон поглощает больше звуковой энергии, это означает меньшее отражение звука от поверхности и меньшее количество звука, передаваемого через материал, и большее звукопоглощение.Это одно из самых важных свойств, поэтому это такой хороший строительный материал. Еще зависит от плотности.
Проницаемость : Из-за присутствия пены водопоглощение пенобетона выше, чем у обычного бетона. Меньшее значение плотности может увеличить проницаемость. Водоцементное отношение также повлияло на проницаемость; более низкое соотношение цемента означает, что он будет иметь более низкую проницаемость.
Высокая текучесть : Благодаря высокому содержанию пасты и отсутствию крупного заполнителя обладает высокой текучестью по сравнению с обычным бетоном.
Коррозия : Устойчивость пенобетона к коррозии зависит от его клеточной структуры.
Самоуплотняющийся: Высокое содержание пасты и отсутствие крупных заполнителей приводит к свойству самоуплотнения.
Высокая устойчивость к агрессивным средам, таким как замораживание и оттаивание.
Использование пенобетона снижает постоянные нагрузки на конструкцию и фундамент, что способствует энергосбережению и снижает трудозатраты при строительстве.Это также снижает стоимость производства и транспортировки строительных компонентов по сравнению с обычным бетоном.

Применение пенобетона

Стяжки (изоляционные стяжки пола и изоляционные стяжки крыши)
Этажи
Заполнение крыши
Заполнение стен
Стены отлиты на месте
Изготовление блока
Для изготовления панелей
Мостовидные опоры
Стабилизация грунта (дорожное основание)
Сборные блоки

Преимущества пенобетона

Не оказывает отрицательного воздействия на окружающую среду
Хорошая теплоизоляция
Звукоизоляция (сильно поглощает энергию)
Огнестойкость (безопасность)
Идеально подходит для сейсмических районов:
FC образует твердую матрицу; материал не так уязвим к сейсмическим ударным волнам, поэтому идеально подходит для строительных конструкций в районах с сейсмической активностью.
100 % перерабатываемый материал
Сокращение времени и стоимости труда
Легче в транспортировке
Экономичность и меньше обслуживания

Недостатки пенобетона

Пониженная прочность на сжатие и изгиб из-за низкой плотности.
Несмотря на то, что FC широко используется в неструктурных компонентах, его применение в конструктивных элементах по-прежнему ограничено из-за проблем с его прочностью. Сообщается, что недостаточная прочность пенобетона в основном связана с неравномерным распределением размера внутренних пор.Под действием нагрузок легко привести к концентрации напряжений в мелких порах, что приведет к разрушению пенобетона
Из-за присутствия воды пена становится очень чувствительной
Занимает много времени на микширование
Трудность в завершении

Пенобетон – обзор

1.6.2.2 Компоненты материала

Пенобетон представляет собой смесь цемента, песка, воды и предварительно вспененной пены, при этом подавляющее большинство пенобетона не содержит крупных заполнителей, а содержит только мелкий песок (рис.1.8) [4]. Чрезвычайно легкий пенобетон содержит только цемент, воду и пену. Сырьем для производства пенобетона являются вяжущие, заполнители, пенообразователь и вода. OPC используется с содержанием от 300 до 600 кг/м ³ . В дополнение к OPC, быстротвердеющим PC, цементам с высоким содержанием глинозема можно использовать для сокращения времени схватывания и улучшения ранней прочности. Возможна частичная замена цемента FA, GGBS и другими мелкими материалами. SF может быть добавлен для улучшения прочности бетона на сжатие.Однако должна быть установлена совместимость этих добавок с пенообразователями. GGBS придает пенобетону связную, почти липкую консистенцию. Использование FA делает смесь более текучей. Ключевым требованием здесь является наличие стабильной пены.

Рисунок 1.8. Материалы используемые для пенобетона.

Используется только мелкий песок с размером частиц до 5 мм, так как крупный заполнитель имеет тенденцию оседать в легкой растворной смеси и вызывает разрушение пены во время замешивания. Песок очень низкой плотности с модулем крупности около 1.5, включая FA, известь, карбонат кальция, измельченную бетонно-гранитную пыль, гранулы вспененного полистирола, спеченные мелкие частицы заполнителя FA, резиновую крошку, переработанное стекло и формовочный песок. Легкие заполнители, такие как спеченный заполнитель FA и вермикулит, также могут использоваться для производства пенобетона.

Готовая пена представляет собой смесь пенообразователя, воды и воздуха плотностью 75 кг/м ³ . Добавление предварительно сформированной пены снижает плотность смеси, увеличивая выход.Чем выше количество добавленной пены, тем легче получаемый материал. В производстве пенобетона используются два типа пены, влажная пена и сухая пена. Влажная пена получается путем распыления раствора пенообразователя и воды на мелкоячеистую сетку. Пена, полученная в этом случае, по внешнему виду похожа на пену для пены для ванн с размером пузырьков от 2 до 5 мм. Однако добавляемая пена должна оставаться стабильной и не разрушаться во время перекачивания, укладки и отверждения. Этот фактор становится заметным, когда количество пены превышает 50% базовой смеси (то есть при плотности приблизительно 1100 кг/м ³ ).Пенобетон ниже этой плотности необходимо производить и использовать с осторожностью. Водоцементное отношение обычно колеблется от 0,4 до 0,8, в зависимости от пропорций смеси и требований к консистенции. Когда чрезвычайно мелкие материалы используются в больших количествах, потребность в воде увеличивается, что снижает прочность пенобетона. Химические добавки, такие как СП, ВМА и ускорители, могут использоваться в пенобетоне, однако необходимо обеспечить их влияние на стабильность пены. Добавление волокон, таких как полипропиленовые и полиэфирные волокна, может использоваться для ограничения пластической деформации и усадки при высыхании.Компоненты базовой смеси могут вступать в реакцию с некоторыми пенообразователями, что приводит к дестабилизации смеси.

Пенобетон – материалы, свойства, преимущества и производство

🕑 Время прочтения: 1 минута

Пенобетон — это разновидность легкого бетона, изготавливаемого из цемента, песка или золы-уноса, воды и пены. Пенобетон представляет собой вспененный раствор или вспененный раствор. Пенобетон можно определить как вяжущий материал, состоящий не менее чем на 20 процентов из пены, который механически уносится в пластичный раствор.

Сухая плотность пенобетона может варьироваться от 300 до 1600 кг/м3. Прочность на сжатие пенобетона, определенная через 28 суток, колеблется от 0,2 до 10 Н/мм ² или может быть выше. Пенобетон отличается от воздухововлекающего бетона объемом вовлеченного воздуха. Бетон с воздухововлекающими добавками поглощает от 3 до 8 процентов воздуха. Он также отличается от пенобетона и пенобетона тем же процентом вовлечения воздуха. В случае замедленных минометных систем она составляет от 15 до 22 процентов.В случае газобетона пузырьки образуются химическим путем.

История пенобетона Пенобетон имеет долгую историю и впервые был использован в 1923 году. Первоначально он использовался в качестве изоляционного материала. Улучшения за последние 20 лет в области производственного оборудования и более качественных пенообразователей позволяют использовать пенобетон в больших масштабах.

Производство пенобетона Производство пенобетона предполагает разведение ПАВ в воде, которую пропускают через пеногенератор, что позволит получить пену устойчивой формы.

Образующаяся пена смешивается с цементным раствором или строительным раствором, так что получается вспененное количество необходимой плотности. Эти поверхностно-активные вещества также используются в производстве наполнителей низкой плотности. Их также называют контролируемым материалом низкой прочности (CLSM). Здесь, чтобы получить содержание воздуха от 15 до 25 процентов, пена добавляется непосредственно в смесь с низким содержанием цемента и богатым песком. Следует иметь в виду, что заполнители низкой плотности поставляются некоторыми производителями в виде пенобетона, поэтому следует быть осторожным с введением в заблуждение. Для производства пенобетона используются два основных метода:

Встроенный метод и
Метод предварительного вспенивания

Поточный способ производства пенобетона Базовая смесь цемента и песка добавляется в блок. В этом агрегате смесь тщательно смешивается с пеной. Процесс смешивания осуществляется с надлежащим контролем.

Это поможет в смешивании больших количеств. Встроенный метод включает два процесса;

Влажный метод – встроенная система
Сухой метод — встроенная система

Влажный метод встроенной системы: материалы, используемые в мокром методе, будут более влажными по своей природе.С помощью ряда статических встроенных смесителей основной материал и пена подаются и смешиваются вместе. Непрерывный бортовой монитор плотности используется для проверки смешивания всей смеси. Выходной объем зависит от плотности пенобетона, а не от автобетоносмесителя. То есть из одной поставки 8м ³ основного материала получится 35м ³ пенобетона плотностью 500кг/м ³. Сухой метод встроенной системы: здесь используются сухие материалы.Их забирают в бортовые бункеры. Отсюда они должным образом взвешиваются и перемешиваются с помощью бортовых миксеров. Смешанные основные материалы затем перекачиваются в смесительную камеру. При мокром способе производства пенобетона добавляют и перемешивают пену.

Этот метод использует большое количество воды для смешивания. Из одной партии цемента или смеси золы-уноса можно получить 130 кубометров пенобетона.

Предварительный способ производства пенобетона Здесь грузовик со смесью доставляет основной материал на площадку.Через другой конец тележки предварительно сформированная пена впрыскивается в тележку, в то время как смеситель вращается. Таким образом, небольшое количество пенобетона может производиться для небольших работ, таких как заливка цементным раствором или засыпка траншей. Этот метод позволит получить пенобетон плотностью от 300 до 1200 кг/м ³ . Подача пены будет от 20 до 60 процентов воздуха. Конечный объем пенопласта можно рассчитать, уменьшив количество другого основного материала. Как это осуществляется в грузовике.Для этого метода трудно контролировать стабильный воздух и плотность. Таким образом, степень недостаточной и избыточной доходности должна быть указана и разрешена. При образовании пены ее смешивают с цементно-строительной смесью с водоцементным отношением 0,4-0,6.

Если раствор влажный, пена становится неустойчивой. Если она слишком сухая, предварительную пену трудно смешать.

Состав пенобетона Состав пенобетона варьируется в зависимости от плотности, на которую есть спрос. Как правило, пенобетон с плотностью менее 600 кг/м ³ содержит цемент, пену, воду, а также некоторую добавку летучей золы или известняковой пыли.Для достижения более высокой плотности пенобетона можно использовать песок. Базовая смесь составляет от 1: 1 до 1: 3 для более тяжелого пенобетона, что соответствует соотношению наполнителя и портландцемента (CEM I). Для большей плотности, скажем, более 1500 кг/м ³ используется больше наполнителя и песка среднего размера. Для уменьшения плотности следует уменьшить количество наполнителя. Рекомендуется исключить пенобетон плотностью менее 600кг/м ³ .

Материалы для пенобетона

Цемент для пенобетона Обычно используется обычный портландцемент, но при необходимости можно использовать и быстротвердеющий цемент. Пенобетон может включать широкий спектр цемента и другие комбинации, например, 30 процентов цемента, 60 процентов золы-уноса и 10 процентов известняка. Содержание цемента колеблется от 300 до 400 кг/м3.

Песок для Пенобетон Максимальный размер используемого песка может составлять 5 мм. Использование более мелкого песка до 2 мм, количество которого проходит через сито с размером ячеек 600 микрон, колеблется от 60 до 95%.

Поццоланас Дополнительные вяжущие материалы, такие как летучая зола и молотый гранулированный доменный шлак, широко используются в производстве пенобетона.Количество используемой летучей золы колеблется от 30 до 70 процентов. Белый GGBFS колеблется от 10 до 50%. Это уменьшает количество используемого цемента и экономично. Для увеличения прочности можно добавить микрокремнезем; в количестве 10 процентов по массе.

Пена Гидролизованные белки или синтетические поверхностно-активные вещества являются наиболее распространенными формами, на основе которых производятся пены. Пенообразователи на синтетической основе проще в обращении и дешевы. Они могут храниться в течение более длительного периода. Для производства этих пен требуется меньше энергии.Пеноматериалы на белковой основе дороги, но обладают высокой прочностью и производительностью. Пена бывает двух видов: влажная пена и сухая пена. Влажные пены плотностью менее 100 кг/м3 не рекомендуются для изготовления пенобетона. Они имеют очень рыхло расположенную крупнопузырчатую структуру. До мелкой сетки распыляется средство и вода. В результате этого процесса образуется пена с пузырьками размером от 2 до 5 мм. Сухая пена очень стабильна по своей природе. Раствор воды и пенообразователя через сужения нагнетается в камеру смешения компрессорным воздухом.Образовавшаяся пена имеет размер пузырьков меньше, чем влажная пена. То есть меньше 1 мм. Они дают структуру пузырьков, которые расположены равномерно. BS 8443:2005 распространяется на пенообразующие добавки.

Прочие материалы и заполнители для пенобетона Нельзя использовать крупный заполнитель или другой заменитель крупного. Это потому, что эти материалы будут тонуть в легкой пене.

Детали смеси пенобетона Свойства пенобетона зависят от следующих факторов:

Объем пенопласта

Содержание цемента в смеси

Наполнитель

Возраст

Влияние водоцементного отношения очень мало влияет на свойства пенобетона, в отличие от пены и содержания цемента.

Свойства пенобетона Свойства пенобетона в свежем и затвердевшем состоянии объясняются ниже;

Внешний вид пенобетона Точное сравнение для пены, которая производится для производства пенобетона, напоминает пену для бритья. При смешивании с раствором стандартной спецификации конечная смесь будет напоминать консистенцию йогурта или форму молочного коктейля.

Свежие свойства пенобетона Удобоукладываемость пенобетона очень высока и имеет осадку до разрушения 150 мм.Обладают сильным пластифицирующим эффектом. Это свойство пенобетона делает его востребованным в большинстве областей применения. После того, как поток смеси оставался статичным в течение длительного периода времени, очень трудно восстановить его исходное состояние. Пенобетон в свежем состоянии имеет тиксотропную природу. Вероятность кровотечения в пенобетоне снижается из-за высокого содержания воздуха. При повышении температуры смеси хорошее наполнение и контакты осуществляются за счет расширения воздуха. Если количество используемого песка больше или используются крупные заполнители, отличные от стандартных спецификаций, существует вероятность сегрегации.Это также может привести к схлопыванию пузыря, что приведет к уменьшению общего объема и структуры пены. Перекачку свежего пенобетона можно проводить с осторожностью. Свободное падение пенобетона в конце с турбулентностью может привести к схлопыванию пузырьковой конструкции.

Затвердевшие свойства пенобетона Физические свойства пенобетона четко связаны с плотностью в сухом состоянии. Изменения видны в таблице, приведенной в таблице ниже.
Таблица.
1: Типичные свойства пенобетона в затвердевшем состоянии

Сухая плотность кг/м ³ Прочность на сжатие Н/мм ² Прочность на растяжение Н/мм ² Водопоглощение кг/м ²

400 0,5 — 1 0,05-0,1 75

600 1-1.5 0,2-0,3 33

800 1,5 -2 0,3-0,4 15

1000 2,5 -3 0,4-0,6 7

1200 4,5-5,5 0,6-1,1 5

1400 6-8 0,8-1,2 5

16 00 7. 5-10 1-1,6 5

Теплопроводность пенобетона колеблется от 0,1 Вт/м·К до 0,7 Вт/м·К. Усадка при высыхании составляет от 0,3 до 0,07% при 400 и 1600 кг/м3 соответственно. Пенобетон не обладает эквивалентной прочностью, аналогичной автоклавному блоку с аналогичной плотностью. Под действием нагрузки внутри конструкции создается внутреннее гидравлическое давление, вызывающее деформацию пенобетона. Затвердевший пенобетон обладает хорошей устойчивостью к замораживанию и оттаиванию.Было замечено, что применение пенобетона в зоне температур от -18 до +25 градусов Цельсия не выявило признаков повреждения. Плотность применяемого здесь пенобетона колеблется от 400 до 1400 кг/м ³ .

Преимущества пенобетона

Пенобетонная смесь не оседает. Следовательно, он не нуждается в уплотнении

Собственный вес уменьшен, так как это легкий бетон

Пенобетон в свежем состоянии имеет легкотекучую консистенцию. Это свойство поможет в полном заполнении пустот.

Пенобетонная конструкция обладает превосходной способностью распределять и распределять нагрузку

Пенобетон Не создает значительных боковых нагрузок

Водопоглощение

Партии пенобетона просты в производстве, поэтому проверка качества и контроль выполняются легко

Пенобетон имеет повышенную стойкость к замораживанию и оттаиванию

Безопасное и быстрое выполнение работ

Экономичный, меньше обслуживания

Недостатки пенобетона

Присутствие воды в замешанном материале делает пенобетон очень чувствительным

Трудность в завершении

Время перемешивания больше

С увеличением плотности снижается прочность на сжатие и прочность на изгиб.

Подробнее о Специальные бетоны
Расчет материала и оценка характеристик пенобетона для цифрового производства еще не подвергались целенаправленному исследованию.
В данной статье представлен методологический подход к расчету смеси пенобетонов для 3D-печати и систематическое исследование потенциального применения этого типа материала в цифровом строительстве.Три различных состава пенобетона с соотношением воды и вяжущего от 0,33 до 0,36 и плотностью от 1100 до 1580 кг/м ³ в свежем состоянии были изготовлены методом предварительного вспенивания с использованием пенообразователя на белковой основе. На основании испытаний в свежем состоянии, включая собственно 3D-печать, был определен оптимальный состав и охарактеризованы его прочности на сжатие и изгиб. Пеноблок для печати показал низкую теплопроводность и относительно высокую прочность на сжатие — более 10 МПа; следовательно, он удовлетворял требованиям, предъявляемым к строительным материалам, используемым для элементов несущих стен в многоэтажных домах.Таким образом, он подходит для приложений 3D-печати, выполняя при этом как несущую, так и изолирующую функции.

Ключевые слова: цифровое производство, 3D-печать, пенобетон, проектирование смесей, испытания материалов вставить. Он может иметь плотность от 200 до 1900 кг/м ³ .Пенобетон плотностью менее 400 кг/м ³ применяется в основном как заполнитель или теплоизоляционный материал [1,2,3]. Из-за технического и инженерного незнания большинства практиков и предполагаемой трудности достижения достаточно высокой прочности в последние несколько десятилетий пенобетон в значительной степени игнорировался для использования в конструкционных применениях. В большинстве случаев пенобетон использовался для заполнения пустот, выполнял функции теплоизоляции и акустического демпфера. Достижения в области химических и механических методов пенообразования, добавок к бетону и других добавок значительно улучшили стабильность и механические свойства пенобетона.В настоящее время потенциал этого материала для конструкционных применений хорошо известен, и многочисленные исследовательские проекты были сосредоточены на улучшении свойств пенобетона, особенно в отношении его механических характеристик несущей способности [2,4,5].

Группы, занимающиеся прогнозированием цифрового производства, определили будущую потребность в устойчивых строительных материалах, которые являются экономически эффективными и экологически безопасными [6]. Ожидается, что когда будут завершены предварительные исследования и описания основных принципов цифрового производства с использованием цементных материалов, следующим шагом станет переосмысление технологии, включая снижение материальных затрат и воздействия на окружающую среду.Пенобетон имеет малый удельный вес, что снижает постоянные нагрузки и, таким образом, позволяет уменьшить размеры фундаментов и количество арматуры. Кроме того, низкая теплопроводность пенобетона позволяет уменьшить использование дополнительных изоляционных материалов, которые в основном основаны на нефтехимических полимерах с большим объемом CO ₂ и очень ограниченной возможностью вторичной переработки. В отличие от таких материалов пенобетон изготавливается из минеральных компонентов с незначительным содержанием химических примесей [7]. Кроме того, поскольку применение дополнительных изоляционных панелей может больше не потребоваться, можно ожидать значительного сокращения энергопотребления и времени на транспортировку и монтаж наряду со снижением уровня шума на строительной площадке. Подводя итог, можно сказать, что пенобетон признан универсальным строительным материалом, экологически чистым и технически эффективным.

Концепция 3D-печати бетона на месте (CONPrint3D), разработанная в Техническом университете Дрездена, способствует реализации преимуществ аддитивной технологии в строительной отрасли [8].В отличие от концепций, продвигающих печать интегрированной опалубки, CONPrint3D делает упор на сокращение второстепенных шагов, таких как заполнение печатных структур формы [9,10]. Эта технология позволяет печатать стены большой толщины, целью которых является замена кирпичной кладки. Применение пенобетона в рамках концепции CONPrint3D перспективно и потенциально позволяет изготавливать несущие стены и элементы конструкций с такими свойствами, как превосходная теплоизоляция, звукопоглощение и огнестойкость [11,12]. Авторы рассчитывают, что применение различных материалов на основе цемента в 3D-печати бетона упростит формулирование новых строительных норм и приведет к полной автоматизации строительных процессов. Изменяя плотность и толщину пенобетонных стен, напечатанных на 3D-принтере, можно было бы полностью или частично отказаться от дополнительных систем изоляции. Еще одним аспектом, облегчающим применение пенобетона в качестве материала, выполняющего как теплоизоляционные, так и конструкционные функции, является простота его переработки и утилизации.

В литературе имеется пример, описывающий автоматизированное нанесение пенобетона на вертикальные поверхности методом экструзии [13]. Авторы поместили пенобетон на голые стены существующих зданий, чтобы получить фасадную отделку, которая изолирует, пригодна для вторичной переработки и свободна по дизайну и форме. Используемый материал обладал кажущейся формоустойчивостью, тогда как прочностные характеристики не изучались.

Фалиано и др. [14,15] описали пенобетоны с плотностью в сухом состоянии от 400 до 800 кг/м ³ и прочностью на сжатие в диапазоне 1.от 5 до 9 МПа, который, кроме того, сохраняет свою размерную стабильность после экструзии. Водоцементное отношение (в/ц) во всех смесях было установлено равным 0,3. Ни наполнители, ни заполнители не использовались. Предварительно сформованную пену готовили с пенообразователем на белковой основе. Исследование дает широкий спектр результатов, связанных с влиянием условий отверждения на прочность на растяжение и сжатие. Однако описанная экспериментальная процедура не представляла собой типичные процедуры 3D-печати с помощью роботизированных печатающих головок.Материал скорее засыпали в стальную опалубку и вручную выдавливали из опалубки на ранней стадии гидратации. Техника осаждения, использованная Faliano et al. имитировала автоматическую экструзию и обеспечила первое заполнение поведения материала с точки зрения стабильности формы и набора прочности в сыром виде.

Не существует стандартного способа измерения свойств пригодности к сборке. Как правило, возможность сборки оценивается путем печати определенного количества слоев с определенной скоростью [16,17,18,19].На данный момент трудно оценить возможную сбороспособность пенобетона, разработанного Faliano et al. [11,12], так как время покоя пенобетона и его реологические характеристики в свежем состоянии не уточнялись. В исследовании подчеркивалось использование агентов, повышающих вязкость (VEA), и указывалось на необходимость дополнительных исследований поведения экструдируемого пенобетона в свежем состоянии. Авторами предполагалась возможность применения экструдируемых пенобетонных смесей плотностью до 200 кг/м ³ .Как конструкционное, так и неконструкционное применение экструдируемых элементов из пенобетона было признано эффективным и экологически безопасным. Одно из предложенных применений заключалось в формировании многослойных изоляционных панелей на месте.

Как правило, бетон, пригодный для цифрового строительства, должен хорошо поддаваться экструзии и демонстрировать достаточную пригодность для сборки. Кроме того, печатные слои должны иметь хорошие межслойные связи [9,16,20,21]. Наконец, материал должен иметь соответствующие механические свойства, т.е.г., прочность на сжатие [9,21,22,23]. Обычный пенобетон обладает хорошей удобоукладываемостью и текучестью, что является многообещающим с точки зрения технологических параметров экструдируемости и прокачиваемости, необходимых для 3D-печати. Обычно пенобетон закачивается к месту укладки и, как правило, не нуждается в уплотнении; пенобетон можно успешно перекачивать на значительные расстояния и высоты [1]. Таким образом, с этой точки зрения он подходит для методов 3D-печати на основе экструзии.Однако необходимо учитывать потенциальное влияние перекачивания на характеристики пены, поскольку оно может повлиять на стабильность смеси и привести к изменению ее плотности.

Еще одной важной характеристикой печатного материала является его сбороспособность, состоящая из стабильности формы печатных слоев под действием собственного веса и способности удерживать последующие слои с минимальной деформацией [20]. Другими словами, сбороспособность пенобетона можно охарактеризовать как сочетание самоустойчивости и достаточной жесткости при раннем схватывании.Что касается самоустойчивости, пенобетон обычно воспринимается как сыпучий, самоуплотняющийся материал. Признано, что при более низких плотностях текучесть снижается из-за уменьшения собственного веса и сцепления между твердыми частицами и пузырьками воздуха [24]. Тем не менее, предыдущие исследования пенобетона показали, что снижение текучести в отношении обычных применений, таких как заполнение пустот, часто рассматривается как признак низкого качества или неправильного состава смеси [4]. Имея в виду 3D-печать в качестве технологии нанесения, должно быть возможным получение перекачиваемого и самостабильного пенобетона, но этот подход до сих пор не был тщательно исследован, и поэтому необходимы дальнейшие исследования.

В исследованиях, связанных с 3D-печатью бетона нормальной массы, быстрое схватывание обычно достигается за счет использования ускоряющих добавок или выбора цементов с более коротким временем схватывания, например, быстротвердеющих сульфоалюминатных или кальциево-алюминатных цементов [6,25]. Такими же приемами можно добиться быстрого схватывания пенобетона. Однако, как сообщается в [26], применение ускоряющих схватывание материалов в пенобетоне не всегда дает такой же эффект, как в бетоне нормальной плотности.Более того, они могут стать причиной нестабильности и повлиять на качество пенобетона. В некоторых исследованиях использовались различные типы цемента, характеризующиеся быстрым схватыванием [27,28]. Быстротвердеющий портландцемент часто используется для снижения рисков нестабильности и сегрегации и обеспечения того, чтобы пенобетон приобрел прочную однородную микроструктуру на самой ранней стадии. Также было замечено, что добавление алюминатного цемента, сокращая время схватывания, может снизить прочность пенобетона на сжатие [29].Кроме того, указанные специальные вяжущие материалы относительно дороги, что ограничивает область их применения.

Еще одним важным аспектом печатных элементов является их межслойное соединение. Это сильно влияет на механические свойства, долговечность и удобство эксплуатации 3D-печатных структур; см. , например, [30,31,32]. Качество межслойного соединения зависит от множества факторов, связанных со свойствами свежего бетона и техникой печати, т. е. временного интервала между слоями, формы и размера нитей и т. д.Литературы, которая могла бы помочь оценить поведение пенобетона с этой точки зрения, не найдено. Относительно водопроницаемости и стойкости пенобетона к агрессивным средам доказано, что его ячеистая, пористая структура не обязательно делает его менее устойчивым к проникновению влаги по сравнению с обычным, плотным бетоном, так как воздушные пустоты не связаны между собой и кажутся действующими. как буфер, препятствующий капиллярному всасыванию и другим транспортным процессам.

Обычно существует два механизма введения в смесь больших объемов воздушных пустот: (1) использование газообразующих химикатов, таких как алюминиевая пудра, и (2) использование пенообразователей.Добавление газообразователей приводит к образованию пузырей за счет химических реакций с щелочными продуктами гидратации, например гидроксидом кальция [33]. Этот метод используется для производства газобетона, который также называют газобетоном. Как сообщают Holt и Raivio [31], газобетон, полученный с добавлением алюминиевой пудры, имеет ряд существенных недостатков, таких как его относительно высокая стоимость, а также более низкая прочность, более высокое содержание влаги и более выраженная усадка по сравнению с традиционным бетоном.Свойства газобетона можно значительно улучшить автоклавной прокалкой паром высокого давления. Однако такое отверждение было бы контрпродуктивным, поскольку основным преимуществом технологии производства 3D-печати бетоном является сокращение промежуточных этапов, таких как сложное литье и отверждение.

При альтернативном подходе пенобетон может быть получен либо путем добавления пенообразователя в цементное тесто с последующим интенсивным перемешиванием, что называется методом смешанного пенообразования, либо путем подмешивания отдельно полученной пены в цементное тесто, что известно как метод предварительного вспенивания [1,4]. В отличие от добавления газообразователей, использование пенообразователей при производстве пенобетона имеет более высокий потенциал применения в 3D-печати. В основном это объясняется относительной легкостью регулирования свойств свежего и закаленного сырья путем варьирования сырья и химических добавок [1, 2, 7, 24, 26, 34].

Метод смешанного вспенивания широко применяется в строительной отрасли для производства пенобетона. Однако этот метод ограничен использованием синтетических пенообразователей и сильно зависит от используемого смесительного устройства.Напротив, метод предварительного вспенивания позволяет определить плотность материала путем точного добавления необходимого количества пены в базовую смесь. Поскольку отношение пены к основному материалу может быть больше 1:1, пена становится основным влияющим фактором [35]. Стабильность воздушных пустот при перекачивании и перемешивании с цементной матрицей необходима для обеспечения требуемых характеристик пенобетона в свежем и затвердевшем состояниях. Для пенобетона синтетические пенообразователи более просты в обращении, менее чувствительны к экстремальным температурам и могут храниться дольше.Синтетические пенообразователи могут использоваться как в методах предварительного вспенивания, так и в методах смешанного вспенивания. Кроме того, они, как правило, дешевле и требуют значительно меньше энергии для производства высококачественных пен [35]. Тем не менее, синтетические поверхностно-активные вещества не могут сравниться с эффективностью агентов на белковой основе из-за их большего размера пузырьков и менее изолированных ячеек, что приводит к снижению прочности бетона [35,36]. Пены, полученные с использованием пенообразователей на белковой основе, характеризуются меньшим размером пузырьков воздуха, большей стабильностью, т.е.д., меньший водоотвод и более прочная изолированная пузырьковая структура по сравнению с пенами, полученными с помощью синтетических пенообразователей [1,2]. Также сообщалось, что пенобетон, полученный с применением ПАВ на белковой основе, имеет отношение прочности к плотности от 50 до 100 % выше по сравнению с пенобетоном, полученным с использованием синтетического пенообразователя [35,36].

На основании соображений, упомянутых в отношении эффективности двух существующих поверхностно-активных веществ, это исследование посвящено технологии производства предварительного вспенивания с использованием пенообразователя на белковой основе.показана структура экспериментальной части представленного исследования. Настоящее исследование посвящено получению пригодного для печати пенобетона, который является стабильным и обладает адекватными реологическими и механическими свойствами, подходящими для 3D-печати. Составляющие материалы были выбраны целенаправленно для достижения достаточной когезии и стабильности формы сразу после нанесения материала печатающей головкой, а также адекватных долговременных механических свойств для структурных применений. Было подготовлено четыре рецепта.Требуемая плотность свежих смесей задавалась в пределах 1100–1600 кг/м ³ . Наконец, теплоизоляционные свойства пенобетона для печати сравнивались с таковыми для бетона для печати с нормальным весом (справочный материал описан в [37]).

Обзор экспериментальной программы.

2. Материалы и методы

2.1. Методология проектирования смесей и экспериментальная программа

Схема подхода к проектированию смесей, разработанная в рамках исследовательского проекта CONPrint3D-Ultralight, представлена в .Этот подход также может быть применен к методу смешанного пенообразования. Тогда характеристика пены не требуется. Состав смеси пенобетона с использованием метода предварительного вспенивания делится на два этапа, а именно установление состава матрицы на основе цемента и определение количества добавляемой пены для достижения желаемой плотности. В частности, общий подход к разработке смеси можно разделить на четыре этапа, как показано на рис. Итерационная оптимизация используется для получения удовлетворительных печатных составов пенобетона.

Подход к расчету смеси для пенобетона, пригодного для печати.

Во-первых, ограничения, такие как диапазон водоцементного отношения (в/ц) и содержания цемента, должны быть установлены в соответствии с предполагаемым применением. Основываясь на информации из литературы, можно определить подходящие пропорции и материалы. Далее следуют производство и характеристики пены. Целью этого этапа является получение достаточно стабильной пены, способной выдержать процесс перемешивания. Параллельно методом итеративных испытаний определяются водопотребность и вяжущий состав матрицы на основе цемента, включая дозировку суперпластификатора (СП).Работоспособность оценивали путем измерения значений диаметра потока в соответствии с европейским стандартом DIN EN 1015-3:1998 и, таким образом, с использованием так называемого конуса Хагермана и применения 15 ударов [38]. На первом этапе целью этой процедуры является получение матрицы на цементной основе с минимальным количеством воды, но достаточного для пластификации матрицы рекомендуемой дозировкой SP. При этом матрица на цементной основе должна быть достаточно текучей, чтобы обеспечить хорошее вхождение пены в смесь.Чрезмерно жесткая матрица на основе цемента приводит к разрыву или разрушению пены, тогда как чрезмерно жидкая матрица расслаивается. В этом исследовании первая оценка добавления воды была сделана в соответствии с процедурой, описанной Okamura и Ozawa [39]. В результате первого этапа получается стабильная пена и соответственно текучая матрица на основе цемента.

Третий этап направлен на проверку реологических свойств свежего пенобетона, которые должны соответствовать требованиям процесса 3D-печати по пригодности для печати, экструдируемости и сборке [39,40,41,42].Состав связующего можно корректировать для достижения требуемых свойств, включая использование дополнительных химических добавок и дальнейшую оптимизацию пены.

На последнем этапе определяются свойства пенобетона в затвердевшем состоянии, такие как его прочность на сжатие и изгиб, теплопроводность и/или долговечность. На этой стадии соотношение воды и вяжущего (вес/вес) может быть уменьшено; в качестве альтернативы может быть введено армирование в виде дисперсных нановолокон или микроволокон [1,3,43].Представленный в работе подход был использован в данной работе для разработки пенобетонов различной плотности путем варьирования их состава и режимов смешения. Были проведены испытания реологических свойств смесей в свежем состоянии и механических свойств в отвержденном состоянии по схеме в, результаты которых представлены в разделе 3.

2.2. Определение потребности в воде

Необходимо указать подходящее содержание воды в пенобетоне. Стандартной процедуры не существует, особенно когда должны быть выполнены требования пригодности для печати, прокачиваемости и сборки.В настоящей работе водопотребность цементной матрицы определялась по методу Окамуры и Одзавы [39]. Составы испытанных порошков перечислены в .

Таблица 1

Вяжущие композиции, протестированные по методике Окамура.

Binder Цементный тип Композиция Композиция по объему [Fly Ash: цемент] Коэффициент летания пепла до цемента [по весу]

A-0 CEM II 0 :100 0. 00

А-1 ЦЕМ II 40:60 0,47

2.3. Сырье

Использовали композиционный портландцемент типа II CEM II/A-M (S-LL) 52,5 R (OPTERRA Zement GmbH, Werk Karsdorf, Германия). В качестве вторичного вяжущего материала была выбрана летучая зола каменного угля Steament H-4 (STEAG Power Minerals GmbH, Динслакен, Германия). Химический состав и измеренный гранулометрический состав представлены в и соответственно.Хотя химический состав был взят из спецификаций поставщиков материалов, распределение частиц по размерам оценивалось с помощью лазерной дифракции (LS 13320, Beckman Coulter, Крефельд, Германия). Летучая зола соответствует DIN EN 450 [44] и разрешена для использования в качестве добавки к бетону согласно DIN EN 206-1 [45]. Таким образом, он был принят как полученный в данном исследовании и в дальнейшем не характеризовался. Второстепенные компоненты показаны в , тогда как значения основных компонентов SiO ₂ и Al ₂ O ₃ не указаны .Внедрение летучей золы в состав бетона, с одной стороны, позволило снизить водопотребность сухих компонентов при сохранении заданных реологических свойств; с другой стороны, это улучшило устойчивость смесей. Поликарбоксилатный эфир (PCE) на основе SP (MasterGlenium SKY 593, BASF Construction Solutions GmbH, Тростберг, Германия) был использован в матрице на основе цемента для регулирования удобоукладываемости при пониженном содержании воды. Содержание воды в СП составляло 77% по массе.Плотность СП равнялась 1050 кг/м ³ . Для производства пены использовали пенообразователь на белковой основе (Oxal PLB6, MC-Bauchemie GmbH & Co. KG, Ботроп, Германия).

Гранулометрический состав твердых компонентов.

Таблица 2

Химический состав цемента и золы-уноса (LOI = потери при прокаливании, n. d. = не определено).

2

Материал плотность [G / см ³] Химический состав [% MASS]

Остаток SIO ₂ AL ₂ O ₃ Fe ₂ O ₃ MGO MGO MGO 3 9 O K ₂ O Na ₂ O Loi CO ₂ CL

CEM II/AM (S-LL) 52. 5 R 3,12 0,74 20,63 5,35 2,82 60,94 2,14 3,52 1,05 0,22 3,47 2,87 0,07

летучей золы h5 2. 22 й н.д. н.д. н.д. 3,6 н.д. 0,6 н.д. 2,9 1,8 н.д. < 0.01

2.4. Процедура смешивания

На предварительном этапе было приготовлено три литра матричной пасты на основе цемента для оценки потребности в воде с использованием тарельчатого смесителя (Hobart NCM20, The Hobart Manufacturing Company Ltd, Лондон, Великобритания, вместимость 5 л). описывает процедуру смешивания.

Таблица 3

Процедура смешивания связующей пасты для определения водопотребности порошков.

0:00

Время [Мин: S] Скорость [RPM] Action Действие

0 Добавьте воду в твердые вещества

0: 00-1: 00 2500 2500 Смешивание на низкой скорости

1: 00-1: 30 5000 Смешивание на высокой скорости

1: 30-3: 00 0 Отдых на этот раз

3:00–4:00 5000 Перемешивание на высокой скорости

Пенобетон изготавливали с использованием конического многороторного коллоидного смесителя (Klenie Klenie GmbH, Klenie K0LE GmbH Бухау, Германия). Для каждого опыта готовили 30 л пенобетона по методике согласно . После смешивания вяжущей матрицы поэтапно добавляли отдельно изготовленную пену: 40%; затем еще 40% и, наконец, оставшиеся 20% от общего объема пены.

Таблица 4

Процедура приготовления пенобетона.

97579 320 пена вместе на медленной скорости 37 37 375. Процесс 3D-печати
Эксперименты по экструзии и осаждению проводились с использованием двух устройств: (а) автономного шнекового насоса (PCP1) DURAPACT DP 326S (DURAPACT Gesellschaft für Faserbetontechnologie mbH, Хаан, Германия) и (b) 3D-бетона. тестовое устройство для печати (3DPTD, устройство для 3D-печати бетона, специально разработанное Техническим университетом Дрездена, Дрезден, Германия), оснащенное PCP2; видеть . Использовалась труба диаметром 25 мм, выходное отверстие сопла которой устанавливалось вручную для укладки слоев бетона.В b выходное отверстие сопла расположено автономно с помощью предварительно запрограммированного сценария Lua, который является языком программирования. При использовании РСР1 скорость прокачки устанавливалась равной 10 л/мин, а выходное отверстие сопла имело круглое сечение диаметром 20 мм. Эксперименты по печати с использованием специально разработанного 3DPTD проводились с двумя прямоугольными соплами различной геометрии 10 мм на 50 мм и 20 мм на 30 мм, чтобы исследовать влияние этого параметра на характеристики пенобетона, пригодные для печати. Скорость печати 40 мм/с была выбрана на основе предварительных исследований экструдируемости.Образцы с прямыми стенками длиной 700 мм были изготовлены с интервалом времени послойного осаждения 30 с. Для оценки сбороспособности смесевой композиции наносили максимальное количество слоев один на другой до тех пор, пока не происходило саморазрушение. Кроме того, стены, состоящие всего из трех слоев, были напечатаны и в конечном итоге использованы при подготовке образцов для механических испытаний.
( a ) Автономный шнековый насос (PCP), DUROPACT DP 326S и ( b ) Тестовое устройство для 3D-печати бетона (3DPTD).
2.6. Подготовка образцов
Каждая напечатанная стена была перенесена в климатическую камеру в возрасте 24 часов и выдержана при постоянной температуре 20 °C, относительной влажности 65% и при отсутствии ветра в течение 27 дней. Эта процедура намеренно не соответствует стандарту DIN EN 12390-2 [46], который предписывает совсем другие условия отверждения, а именно влажное отверждение. Поскольку при 3D-печати бетона не используется опалубка, а практические варианты отверждения очень ограничены из-за особенностей процесса печати, авторы решили использовать стандартный лабораторный климат на протяжении всей экспериментальной программы, включая подготовку бетона, 3D-печать, отверждение, и тестирование.Такие климатические условия лучше всего представляют перспективное воздействие крупноформатных печатных конструктивных элементов в практике строительства. В возрасте шести дней стенки распиливали, чтобы сделать образцы для механических испытаний. Распиливание происходило без добавления воды во избежание впитывания; затем образцы возвращали в климатическую камеру. Кубики с длиной ребра 40 мм были изготовлены для испытаний на прочность при сжатии, тогда как размеры образцов для испытаний на изгиб варьировались в диапазоне ширины от 30 до 33 мм и высоты от 50 до 56 мм, что соответствует размерам трех печатных форм. слои.Неровные боковые поверхности слоев не полировались. Длина образцов балки составляла 160 мм. Зона загрузки была выровнена быстротвердеющим гипсом.
2.7. Механические испытания
показывают установки для испытаний на изгиб и сжатие. Испытания на изгиб проводились при контроле поперечного смещения со скоростью смещения 0,5 мм/мин. Для измерения прочности на сжатие нагрузочные плиты испытательной установки имели размеры 40 мм на 40 мм в соответствии с поперечным сечением кубов.Для каждого материала испытывали не менее трех образцов.
Измерение механических свойств печатных образцов: ( a ) испытание на трехточечный изгиб (Zwick 1445, ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ульм, Германия), ( b ) испытание на одноосное сжатие (EU20, VEB Werkstoffprüfmaschinen, Лейпциг, Германия).
2.8. Измерения теплопроводности
Образцы размерами 70 × 70 × 20 мм ³ были вырезаны из стен, напечатанных таким же образом, как и образцы для механических испытаний.Изоляционные свойства оптимального состава смеси измеряли с помощью анализатора теплопередачи ISOMET 2104 (Applied Precision Ltd, Братислава, Словакия). В этом приборе применяется метод динамического измерения, который позволяет сократить период измерения теплопроводности всего до 10-16 мин.
2.9. Сканирующая электронная микроскопия и световая микроскопия
Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) использовалась для визуализации микроструктуры пенобетона. Блок СЭМ Quanta 250 FEG (Thermo Fisher Scientific, Уолтем, Массачусетс, США) работал в так называемом «режиме низкого вакуума», при котором непроводящие образцы отображались как полученные без напыления.
Пористая структура пенобетона состоит из гелевых пор, капиллярных пор и пустот вовлеченного и захваченного воздуха [3]. Гелевые и капиллярные поры не оценивались, так как эти особенности матрицы на основе цемента не считались существенными в данном исследовании. При этом оценивались только вовлеченные и захваченные воздушные полости диаметром более 0,01 мм. Размеры воздушных пустот в пенобетоне изучали с помощью цифрового микроскопа VHX 6000 (Keyence Deutschland GmbH, Ной-Изенбург, Германия) с инструментом анализа изображений высокого разрешения. Метод SEM не позволяет захватить большую площадь, а требует длительных последовательностей изображений и сшивания изображений. Напротив, цифровой световой микроскоп значительно упростил создание обзорных изображений богатой порами микроструктуры с наиболее подходящей степенью разрешения. Образцы измерений теплопроводности использовались в дальнейшем для измерений пористости. Их обработка проводилась в три этапа: 1) шлифовка наблюдаемой поверхности наждачной бумагой разной зернистости, 2) окрашивание сглаженной поверхности черным фломастером, 3) заполнение прошитых пор порошком контрастного цвета ( белый BaSO ₄ ).Эта часть пробоподготовки соответствует стандарту DIN EN 480-11:2005 [47]. Для оценки рассматривалась площадь 1905,0 мм². После того, как поры были заполнены и контраст между порами и оставшейся поверхностью был заархивирован, было создано бинарное изображение, состоящее из двух (случайных) цветов. показывает типичную последовательность обработки изображения.
Типовое исходное изображение и последовательность обработанных изображений пенобетона: ( a ) полированный образец, ( b ) цветное изображение, ( c ) бинарное изображение, обработанное для расчетных измерений параметров воздушной полости.
Сочетание дизайна и экономики — Richway Industries
Работа с ячеистым бетоном
При работе с ячеистым бетоном и при рассмотрении составов смесей основное правило состоит в том, что при уменьшении плотности уменьшается и прочность . В некоторых случаях, например, когда материал необходимо выкопать в более позднее время, потеря прочности является преимуществом. Дополнительным преимуществом является то, что по мере того, как материал становится легче, его тепло- и звукоизоляционные свойства также улучшаются.Очень базовая ячеистая бетонная смесь будет состоять просто из портландцемента , воды и пены извне, которую также иногда называют предварительно сформированной пеной.
Водоцементное отношение обычно может варьироваться от 0,40 до 0,80, а содержание пены обычно достигает 80%, в зависимости от желаемой плотности. Обычно используется Portland типа 1, однако могут использоваться и другие типы Portland. При использовании других типов портландцементов преимущества, для которых они используются в других материалах, также распространяются на ячеистый бетон.
Альтернативные материалы
Помимо портландцемента существует множество других вяжущих материалов, которые можно использовать в ячеистых бетонах. Летучая зола очень распространена, но метакаолин , шлак и микрокремнезем — это несколько других, которые также использовались в производстве ячеистого бетона. В зависимости от применения эти альтернативные материалы могут использоваться, среди прочего, для увеличения прочности материала или для дальнейшего улучшения экономических показателей ячеистого бетона.Помимо вяжущих материалов можно использовать и другие материалы, например волокно.
Плотность
Обычно при плотности ниже 50 фунтов на кубический фут (PCF) (800,92 кг/м³) не используются мелкие или крупные заполнители, поскольку они имеют тенденцию к дальнейшему снижению прочности. Когда содержание песка превышает 50 PCF (800,92 кг/м³), можно вводить песок, в первую очередь в целях экономии. Портланд является самым дорогим компонентом ячеистого бетона, и когда требуется более высокая плотность, например, для вытеснения воды, но не требуется более высокая прочность, это создает хорошую возможность и причину для использования дешевого наполнителя, такого как песок.
Крупные заполнители обычно не вводятся до тех пор, пока плотность не превысит 100 PCF (1601,85 кг/м³). В приложениях, где ячеистый бетон используется в этом диапазоне плотности, это, скорее всего, будет структурным или сборным приложением. Как и в случае с любым другим бетонным продуктом, составы ячеистых бетонных смесей особенно важны, поскольку состав смеси имеет решающее значение для характеристик материала в зависимости от области применения. После принятия решения о дизайне смеси также важно внимательно следить за плотностью при производстве.
Если производимый материал слишком тяжелый, производительность и деньги теряются. Если материал слишком легкий, он может не обладать необходимой прочностью для применения.
Водоцементное отношение
Водоцементное отношение ячеистого бетона может варьироваться в широких пределах. Хотя большинство людей не обращают на это особого внимания, следует отметить, что водоцементное отношение ячеистого раствора действительно увеличивается по сравнению с соотношением воды и цемента базового раствора из-за воды в добавляемой пене.Как и в случае любого цементного продукта, прочность ячеистого бетона будет увеличиваться при любой заданной плотности, когда используется более низкое соотношение В/Ц. Общий диапазон составляет от 0,40 до 0,80, при этом многие конструкции смесей чаще попадают между 0,50 и 0,65.
Обычно водоцементное отношение не должно быть ниже 0,35 . Когда отношение В/Ц падает ниже 0,35, суспензия может вытягивать воду из пены при ее добавлении, вызывая схлопывание пузырьков пены. Тем не менее, смесители с высокими сдвиговыми усилиями , такие как коллоидные смесители , и/или использование понизителей содержания воды и суперпластификаторов можно эффективно использовать, чтобы помочь избежать этой проблемы и позволить использовать более низкие водоцементные отношения с хорошей успех.
При использовании водоразбавителей или любого типа добавок с ячеистым бетоном необходимо провести испытания, чтобы убедиться в отсутствии неблагоприятных реакций между пеной и добавкой. Типичным результатом реакции может быть примесь, вызывающая схлопывание пузырьков пены.
Экспериментальное исследование сверхлегкого (
Тип сверхлегкого (<300 кг/м ³ ) пенобетона (FC), который может использоваться в качестве нового энергосберегающего и защищающего окружающую среду строительного материала и особенно подходит для произведена теплоизоляционная конструкция наружных стен зданий.Сообщалось о влиянии различных количеств золы-уноса, активатора зольной пыли, соотношения WC (WC) и пенообразователя (FA) на прочность на сжатие FC. Экспериментальное исследование показало, что (1) добавление летучей золы снижает прочность FC и что соответствующее количество золы при смешивании в этой сверхлегкой системе FC не должно превышать 45%; (2) с увеличением количества активатора летучей золы прочность образца FC заметно повышается, и соответствующее количество активатора летучей золы при смешивании составляет 2. 5%; (3) оптимизированная пропорция соотношения WC составляет 0,45, и ТК, полученный в соответствии с этой пропорцией, имеет относительно высокую прочность на сжатие; (4) при увеличении количества FA в смеси заметно снижается прочность FC на сжатие, и оптимальное количество FA в смеси в этом эксперименте составляет 3,5%.
1. Введение
Пенобетон (ПБ) относится к более широкой категории ячеистых бетонов, в которых воздушные пустоты улавливаются в матрице раствора с помощью подходящего аэратора [1–4].Он легкий, обладает влагозащитой, противопожарной защитой, звукоизоляцией и хорошей теплоизоляцией; поэтому он успешно применяется в проектах цементирования нефтяных скважин, используется в качестве материала для обратной засыпки в проектах земляных работ, а также используется для звуко- и теплоизоляции в строительных панелях, противопожарных стенах, энергопоглощающих прокладках на дорогах, дорожном основании, несущих конструкциях. насыпи, фундаменты, а также геотехнические и шахтные насыпи [5–7].
Исследователи успешно изготовили ТЭ в диапазоне плотностей 300–1800 кг/м ³ [2–4, 8, 9], как тип базовых материалов; методы пенообразования и свойства ФК широко изучены.Ниже приведены некоторые примеры.
(i) Компоненты базовой смеси . В дополнение к обычному портландцементу, в быстротвердеющем портландцементе для сокращения времени схватывания и улучшения ранней прочности пенобетона использовались высокоглиноземистый и сульфоалюминат кальция. В дополнение к цементу, многие типы материалов, такие как летучая зола диоксида кремния, известковый мел, дробленый бетон, зольный остаток мусоросжигательных заводов, переработанное стекло, литейный песок, карьерная мелочь, пенополистирол, скорлупа масличной пальмы и мелочь Lytag использовались для снижения плотности пенобетона и/или использовать отходы/вторсырье [3, 5, 6, 10, 11].
(ii) Способы получения пены . Применялись химическое расширение и механическое вспенивание. При химическом пенообразовании пенообразователь (FA), такой как алюминиевый порошок, CaH ₂, TiH ₂ или MgH ₂, смешивают с ингредиентами базовой смеси, и в процессе смешивания пена получается из химические реакции, формирующие ячеистую структуру бетона. При механическом пенообразовании пену готовят заранее с помощью специального устройства — пеногенератора, в котором вода и химическая добавка смешиваются в определенной пропорции, а предварительно приготовленная пена механически смешивается с бетонной смесью.После формования бетон твердеет при нормальных атмосферных условиях [3, 12, 13].
(iii) Свойства FC . Физические свойства (усадка при высыхании, плотность, пористость, система воздух-пора и сорбция), механические свойства (прочность на сжатие, прочность на растяжение, модуль упругости и прогнозные модели), долговечность и функциональные характеристики (теплопроводность, акустические свойства, огнестойкость) широко обсуждались [5, 6, 14–19].
Многие из упомянутых выше исследований ТЭ использовали цемент в качестве одного из основных материалов. Однако цемент является строительным материалом с высоким потреблением энергии и серьезным загрязнением окружающей среды. Следовательно, традиционно производимый продукт FC противоречит способу разработки экологически чистых строительных материалов, хотя многие экспериментальные и теоретические исследования были выполнены путем добавления в цемент определенного количества промышленных отходов, таких как летучая зола и шлак; например, Nambiar и Ramamurthy [10] использовали летучую золу для производства FC плотностью 1000, 1250 и 1500 кг/м ³ . Кирсли и Уэйнрайт [5, 6, 17] пришли к выводу, что долгосрочные свойства ТК можно улучшить, заменив 75% цемента летучей золой. До сих пор было проведено мало экспериментальных исследований влияния высокого содержания летучей золы на прочность на сжатие сверхлегких (<300 кг/м ³ ) FC. Однако по мере того, как сфера применения ТЭ становится все шире и шире, требуются все более сверхлегкие (<300 кг/м ³ ) ТЭ, например, теплоизоляционный материал для возведения наружных стен, засыпочный материал для теплосберегающих труб, фундамента. для шоссейных дорог и так далее.В этих применениях требования к прочности на сжатие не очень высоки; обычно 0,3~0,5 МПа будет достаточно.
В этом исследовании был произведен тип сверхлегкого (<300 кг/м ³ ) FC, который можно использовать в качестве нового энергосберегающего и защищающего окружающую среду строительного материала, и который особенно подходит для теплоизоляции. возведения наружных стен. Сообщалось о влиянии различных количеств золы-уноса, активатора зольной пыли, соотношения WC и FA на прочность на сжатие FC.
2. Экспериментальные программы
2.1. Материалы
(i) Цемент . Цемент, используемый в этом исследовании, представлял собой портландцемент китайского стандарта 425 [20]. Его плотность 3100 кг / м ³, а его химический состав приведен в таблице 1.

Время [Мин: S] скорость [RPM] Action Action

0:00 0 Добавьте воду в твердые вещества в смесительный бак

0:00 -2: 00 3000 Смешивание на высокой скорости

2: 00-2: 30 2: 00-2: 30 0 Осмотрите смесь для однородности

2: 30-4: 30 3000 Смешивание на высокой скорости

4:30–5:00 0 Добавление 40 % от всего объема пены

5:00–7:00 0 3280 вместе на медленной скорости

7:00–8:00 0 Добавление еще 40% от всего объема пены

8:00–10:00

10:00–11:00 0 903 28 Добавление оставшихся 20 % от всего объема пены

11:00–13:00 1500 Перемешивание матрицы и пены на низкой скорости

девяносто одна тысяча шестьдесят-два СаО девяносто одна тысяча шестьдесят-два Аль ₂ О ₃ 9032 ≤5.0 +

Cement Fly Them

% по массе GB175-2007 % масс.84 — 48,2 —

65,23 — 19,6 —

5,23 — 18,4 —

Fe ₂ O ₃ — — 3. 7 —

SO ₃ SO ₃ 0.98 ≤3.59 1.7 ≤3.0

MgO 2.76 ≤5 1.1 —

K ₂ O + Na ₂ O 1.6 — — —

потери при прокаливании 1,5 ≤3.0 2.0
Растворимый остаток 0,19 ≤1.5 0,75 —

( ii) Летучая зола . Односортная зола (PFA) с электростанции Yaomeng в Пиндиншане, Китай, которая использовалась как сухая и просеянная для удаления некоторых крупных частиц. Количество частиц диаметром более 45 мм контролировалось на уровне менее 12,5%. Его технические характеристики соответствовали результатам, зафиксированным в «золе-уносае, используемой в цементе и бетоне» GB/T1596-2005 [21], а химический состав показан в таблице 1.

(iii) Пенообразователь (FA) . Имеет концентрацию перекиси водорода 27,5%; он реагирует с катализатором (MnO ₂) с образованием газообразного кислорода в процессе изготовления FC.Уравнение реакции выглядит следующим образом:

(iv) Стабилизатор пены . Это самодельный белый порошок. Он изготовлен из триэтаноламина (20%), полиакриламида (40%) и гидроксипропилметилцеллюлозы (40%), его количество в смеси составляет 1% FA, и его основная функция заключается в повышении вязкости суспензии.

(v) Активатор летучей золы . Это самодельный; основным компонентом является белый порошок CaO (80%), остальные компоненты включают NaOH (8%) и Na ₂ SO ₄ (12%). Принцип активации CaO следующий: химическая активность летучей золы обусловлена растворимыми SiO ₂ и Al ₂ O ₃ в стекловидном теле, и они могут реагировать с CaO в присутствии воды с образованием гидратированных силикат кальция, и после этого появится прочность. Уравнения реакции следующие: Функция NaOH состоит в том, чтобы превратить раствор в щелочную среду, что может стать основой для реакции золы. OH ^— вызовет разрыв связи Si-O, Al-O, что ускорит скорость гидратации.Функция Na ₂ SO ₄ в основном заключается в ускорении скорости и повышении уровня активации возбуждения летучей золы. Это связано с тем, что он может реагировать с AlO ²⁻, когда существует Ca ²⁺, с образованием гидратированного алюмината кальция. Он может покрывать частицы летучей золы и образовывать волокнистый слой, а степень смыкания меньше, чем C-S-H, что более полезно для Ca ²⁺, диффундирующего в частицы летучей золы.

(vi) Катализатор. Это порошок диоксида марганца (MnO ₂ ); его молекулярная масса равна 86.94 (г/моль).

2.2. Испытательное оборудование

(i) Высокоскоростной смеситель: автоматическое управление скоростью вращения 0~1200 об/мин. (ii) Стандартный тестер для определения консистенции и времени схватывания цемента (аппарат Вика) . (iii) Воронка для консистенции цементного раствора: производства Hebei Guanghua Weiye Construction Instrument Factory, вместимостью 1725 мл. (iv) Многофункциональная машина для механических испытаний горных пород (RMT): серия систем RMT была разработана в нашем институте. Машина имеет уникальный многофункциональный дизайн и технологию управления; он может проводить множество типов испытаний, таких как одноосное сжатие, трехосное сжатие, растяжение, сдвиг и испытания на усталость.Его максимальная нагрузка составляет 1 МН, а максимальное ограничивающее давление составляет 50 МПа. (v) Электротермическая дутьевая сушильная печь типа OL-103. (vi) Камера для отверждения с постоянной температурой и влажностью: Пекинский экспериментальный аппарат Huachuang Northern ООО

2.3. Приготовление FC

(i) Добавьте воду в другие материалы, такие как цемент, зольная пыль, стабилизатор пены и активатор зольной пыли, за исключением FA, и равномерно перемешайте, поддерживая температуру суспензии примерно на уровне 45°C. В целом этот процесс длится примерно 5 минут.(ii) Во время перемешивания на высокой скорости быстро добавьте FA и продолжайте перемешивание в течение примерно 30 секунд. (iii) Вылейте равномерно перемешанную суспензию в форму размером 1200 мм × 900 мм × 350 мм и подождите, пока она не вспенится; процесс пенообразования показан на рис. 1. (iv) Разберите форму через 2 часа и держите ее в камере для отверждения при постоянной температуре и влажности до окончания испытательного срока. Используйте образец размером 100 мм × 100 мм × 100 мм для проведения теста; структура пор показана на рис. 2.

Весь процесс приготовления ТЭ с использованием химического вспенивания можно обобщить как процесс динамического баланса. Процесс проектирования эксперимента должен тщательно учитывать плотность раствора, скорость вспенивания, скорость конденсации раствора, количество добавки FA и другие влияющие факторы для получения относительно высококачественного продукта. Ключом к формированию структуры FC с помощью химического вспенивания является обеспечение того, чтобы скорость вспенивания соответствовала скорости схватывания и затвердевания суспензии.

3. Результаты и обсуждение

3.1. Влияние смешиваемого количества летучей золы на прочность на сжатие

Прочность FC напрямую связана с долей загущенного материала.Чем больше доля бетона в гелеобразном материале, тем выше прочность продукта. В системе цемент-уноса массовое использование золы-уноса резко снизит прочность бетона, что особенно очевидно в сверхлегком ТЭ на основе цемента-золы-уноса [5, 6, 18]. Поэтому количество летучей золы в сверхлегких продуктах FC сильно ограничено. Тем не менее, умеренное количество активатора летучей золы может эффективно улучшить начальную прочность продуктов [22], что также полезно для сокращения времени очистки продуктов и повышения эффективности производства. Для ТЭ с фиксированным количеством смеси летучей золы и активатора 2,5% и сухой насыпной плотностью 290 кг/м ³ прочность 28 d продуктов уменьшается по мере увеличения содержания летучей золы, как показано на рисунке 3.

При содержании летучей золы менее 45 % наблюдается умеренное снижение прочности продукта: при изменении количества смешивания с 30 % до 45 % прочность снижается на 0,14 МПа. Однако при содержании летучей золы более 45 % тенденция к снижению прочности продукта усиливается: при изменении количества смешивания с 45 % до 55 % прочность снижается на 0.37 МПа, а прочность изделия составила всего 0,15 МПа при содержании летучей золы 55%. Таким образом, с практической точки зрения, соответствующее количество летучей золы в этой сверхлегкой системе FC не должно превышать 45%.

3.2. Влияние количества активатора летучей золы в смеси на прочность на сжатие Прочность

FC напрямую связана с долей цемента в вяжущих материалах, и многие исследователи изучали активацию реакционной способности природных пуццоланов и летучей золы [22–22]. 25].В этом исследовании активатор летучей золы изготавливается самостоятельно, и его основным компонентом является CaO. Механизм активации летучей золы СаО можно объяснить следующим образом. Вещество в извести, которое в конечном итоге влияет на активность летучей золы, представляет собой Ca(OH) ₂ ; Ca(OH) ₂ может обеспечить OH ^– для раскрытия химических связей между Si-O и Al-O и Ca ²⁺ для получения гидравлических вяжущих материалов путем гидратации летучей золы. Однако в реакции должно быть умеренное количество сульфата, чтобы быстро, полностью и экономично активировать летучую золу при нормальной температуре и давлении.Таким образом, смешивание количества самодельного активатора летучей золы имеет решающее значение для активации прочности летучей золы.

Влияние смешиваемого количества активатора летучей золы на прочность на сжатие FC, который имеет фиксированное содержание золы-уноса с внутренним легированием 45% и сухую объемную плотность 290 кг/м ³ , показано на рисунке 4. Как показано на рисунке 4, прочность образца FC заметно повышается с увеличением количества активатора летучей золы. При смешивании количество активатора зольной пыли более 2.5% увеличение прочности FC имеет тенденцию к выравниванию, что означает, что количество смешиваемого активатора зольной пыли имеет оптимальное значение. В этой сверхлегкой системе FC соответствующее количество активатора летучей золы составляет 2,5%.

3.3. Влияние коэффициента WC на прочность на сжатие

Коэффициент WC является еще одним важным фактором, который может влиять на характеристики FC [5, 6]. При приготовлении ФК химическим вспениванием скорость загустевания и скорость вспенивания суспензии должны сильно совпадать, что указывает на то, что вспенивание и статическое поддержание суспензии синхронизированы.В процессе приготовления ФК соотношение WC существенно влияет на всю технологию приготовления: при чрезмерно низком содержании WC и слишком густой суспензии это препятствует полному диспергированию ТВС и приводит к частичному усилению пенообразования и большим пузырям; кроме того, начальное время схватывания суспензии заметно короче, если соотношение WC низкое. Если суспензия схватится до окончания процедуры вспенивания отделки ТВС, то внутри изделия возникнет перенапряжение и появятся дефекты. Когда соотношение WC чрезмерно велико, а плотность раствора слишком мала, конденсация и затвердевание раствора отстают от вспенивания FA, что приведет к разрушению FC на более поздней стадии.Влияние соотношения WC на прочность на сжатие FC показано на рис. 5. При увеличении соотношения WC от 0,40 до 0,50 прочность образца на сжатие сначала увеличивается, а затем снижается, поскольку в этом диапазоне соотношений WC консистенция шлам умеренный, и газы равномерно рассеиваются в шламе; таким образом, ТВС полностью вспенивается, и объем суспензии неуклонно увеличивается. Между тем, пористая структура хорошо затвердевает, поскольку начальная скорость затвердевания суспензии соответствует скорости вспенивания FA.Таким образом, прочность на сжатие образца относительно высока. Когда отношение WC увеличивается с 0,45 до 0,50, плотность суспензии слишком низкая, и газ очень легко вырывается с поверхности образца и оставляет трещины и сквозные отверстия в образце, что снижает прочность образца. Кроме того, из-за слишком большого соотношения WC время коагуляции больше, чем время вспенивания везиканта; на более поздней стадии вспенивания части пор сливаются, что снижает равномерность и значительно снижает прочность пористой структуры в образце.Поэтому в эксперименте оптимальное соотношение WC равно 0,45. ТЭ, изготовленный с таким соотношением WC, имеет относительно высокую прочность на сжатие.

3.4. Влияние FA на прочность на сжатие

FA является одним из основных сырьевых материалов для получения FC. FA вызывает химические реакции в равномерно перемешанной суспензии, в результате которых образуется много газа. Газ рассеивается внутри раствора и постепенно фиксируется в затвердевшем бетоне по мере его конденсации; наконец, газ образует ровную и устойчивую везикулярную структуру.На рис. 6 показано влияние количества смеси ТВС на прочность на сжатие ФК через 28 дней. Из рисунка 6 видно, что прочность на сжатие ТЭ снижается по мере увеличения количества смеси ТВС, поскольку количество воздушных отверстий внутри ТЭ также увеличивается, а стенки воздушных отверстий становятся тоньше. Поэтому сухая насыпная плотность ФК уменьшается, а вместе с ней и прочность. Отмечено, что стенка пор образца с содержанием примеси Н ₂ О ₂ 3 % наиболее толстая, поры практически не пересекаются; таким образом, этот образец имеет максимальную прочность на сжатие.Стенка пор образца с количеством смеси H ₂ O ₂ 4,5% является самой тонкой с большим количеством взаимосвязанных пор; таким образом, он имеет минимальную прочность. Для образца, изготовленного из ТВС с содержанием примеси H ₂ O ₂ 3,5 %, толщина стенок пор и структура пор являются относительно подходящими, а прочность также квалифицирована с учетом требования теплосбережения внешняя стена. Следовательно, оптимальное количество примеси ЖК в данном эксперименте равно 3.5%.

4. Выводы

Изготовлен тип сверхлегкого (<300 кг/м ³ ) ТЭ. Влияние различных количеств летучей золы, активатора летучей золы, содержания WC и FA на прочность на сжатие FC было экспериментально изучено и может быть резюмировано следующим образом. (1) Плотность суспензии, скорость пенообразования, конденсация скорость суспензии, количество добавки FA и другие влияющие факторы должны быть тщательно учтены для получения относительно высококачественного продукта.При формировании структур FC с использованием химического вспенивания скорость вспенивания должна соответствовать скорости схватывания и затвердевания суспензии. (2) При содержании летучей золы менее 45% прочность продукта умеренно снижается, тогда как при содержании летучей золы превышает 45%, прочность изделия быстро снижается. С практической точки зрения соответствующее количество летучей золы в этой сверхлегкой системе FC не должно превышать 45 %. (3) С увеличением количества активатора золы-уноса прочность образца FC заметно повышается.Когда смешиваемое количество активатора летучей золы составляет более 2,5%, увеличение прочности FC имеет тенденцию к выравниванию. В этой сверхлегкой системе FC подходящее количество активатора летучей золы составляет 2,5%. (4) В эксперименте оптимальная доля WC составляет 0,45. ТЭ, полученный с такой пропорцией, имеет относительно высокую прочность на сжатие. (5) С увеличением количества добавки ТВС прочность на сжатие ТЭ заметно снижается. Толщина стенок пор и структура пор образца, полученного с использованием ТВС с количеством добавки H ₂ O ₂, равным 3.5% являются относительно подходящими, а прочность также удовлетворяет требованиям по сохранению тепла внешней стены. Таким образом, оптимальное количество добавки ФК в данном эксперименте составляет 3,5%.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Благодарности

Эта работа была поддержана Национальной программой ключевых фундаментальных исследований (Программа 973) (грант № 2013CB036006), Национальным фондом естественных наук Китая (грант № .51208499, 41102193 и 51109207), Китайский фонд докторантуры (2014M550365) и Национальный научный фонд выдающихся молодых ученых Китая (грант № 51225902).

Легкий ячеистый бетон для геотехнических применений — Американское общество инженеров-строителей

Фон

Легкий ячеистый бетон (LCC) представляет собой смесь портландцемента, воды и воздуха, созданную с помощью предварительно приготовленного пенообразователя. LCC может служить легкой, прочной, долговечной и недорогой заменой грунта или наполнителя для геотехнических применений.Комитет 523 Американского института бетона (ACI) определяет продукт в своей публикации 523.1R-06, «Руководство по монолитному ячеистому бетону низкой плотности», как «…бетон , изготовленный из гидравлического цемента, воды и предварительно сформированной пены для формирования затвердевший материал, имеющий плотность в сухом состоянии 50 фунтов на кубический фут (фунт/фут ³) [800 кг на кубический метр (кг/м ³)] или менее». LCC популярен в геотехнических приложениях в первую очередь потому, что он легче по весу, чем грунт, обладает высокой текучестью и может заполнять пространства любого размера и формы, а также дешевле, чем многие альтернативы.

приложений

LCC в геотехнической среде может использоваться для различных целей, включая легкие основания и насыпи дорог, насыпи для подходов к мостам, заполнение пустот и полостей, заполнение ликвидационных труб и водопропускных труб, заполнение цементным раствором кольцевого пространства тоннеля, засыпку фундаментов, энергосберегающие системы, засыпку подпорных стен , легкие структурные насыпи для плотин и дамб, ремонт оползней и стабилизация откосов, а также в качестве насыпи с контролируемой плотностью.
LCC для стабилизации склона.
В Соединенных Штатах было установлено множество установок LCC для геотехнических приложений с отличными характеристиками. Материал чрезвычайно стабилен в течение длительного времени и не имеет известных недостатков при правильном проектировании и установке.

Свойства

После смешивания ингредиентов в смесительной камере в свежем состоянии материал LCC становится самоуплотняющимся и обладает высокой текучестью с водоцементным отношением (в/ц) в диапазоне от 0,35 до 0,80. Содержание воды существенно влияет на многие свойства ЛЦУ, особенно на его прочность и вязкость.Измерение удельного веса в полевых условиях, наряду с известным значением В/Ц свежей смеси LCC, являются первичными механизмами контроля качества. Это измерение влажного LCC называется плотностью отливки и представляет собой плотность, которую следует использовать в спецификации и дизайне проекта LCC.

Низкая вязкость LCC позволяет наносить его на большие расстояния и почти самовыравниваться. Вязкость LCC основана на содержании воды и наличии пузырьков воздуха. Обычно используемая аналогия заключается в том, что пузырьки воздуха увеличивают текучесть, действуя как крошечные шарикоподшипники внутри наполнителя.Предполагается, что во время укладки LCC оказывает гидростатическую силу в зависимости от его фактической плотности отливки. Если стена или опора заполняются LCC, они должны быть спроектированы таким образом, чтобы обеспечить их способность выдерживать влажную жидкость. Поскольку LCC со временем затвердевает, гидростатическая сила полностью исчезает, когда продукт затвердевает и принимает свою окончательную форму.

Упрочненные свойства LCC больше всего беспокоят инженерное сообщество. Это свойства конечного продукта и то, как они ведут себя на рабочем месте.Поскольку LCC очень прочен по сравнению с материалом, который он заменяет в геотехнической среде (как правило, это почва и уплотненные заполнители), наиболее распространенным упрочненным свойством является его неограниченная прочность на сжатие. ACI предоставляет таблицу принятых в отрасли значений максимальной плотности литья, минимальной прочности на сжатие и несущей способности для различных смесей LCC.
Прочностные характеристики LCC ACI.
Прочность на сжатие, прочность на сдвиг, модуль упругости и Калифорнийский коэффициент несущей способности LCC варьируются в зависимости от многих факторов, таких как качество цемента, тип цемента, плотность, качество пены, в/ц, содержание воздуха, смесительное оборудование, песок-цемент. соотношение (если добавляется песок), интенсивность смешивания, температура производства и укладки, добавки и многое другое. Этот список можно расширить, потому что, хотя LCC состоит всего из трех основных ингредиентов, количество переменных смесей огромно. Другие свойства, которые также могут быть рассмотрены, включают аутогенную усадку (высыхание), проницаемость, сорбцию, теплоту гидратации и теплопроводность.

Эти переменные могут привести к невозможности принятия проектных решений, полностью основанных на значениях свойств материала из таблиц, рисунков и уравнений. Инженеру рекомендуется провести необходимые испытания и консультации с поставщиком и/или производителем, чтобы определить подходящий состав смеси для достижения заданных требований к свойствам материала.

Соображения

Несмотря на то, что наиболее распространенным преимуществом LCC является снижение веса/нагрузки, при использовании в качестве геотехнического материала необходимо учитывать дополнительные аспекты проектирования. Эти соображения включают несущую способность, гидростатическое давление, плавучесть, продавливание и другие виды сдвига, расчетный срок службы, сейсмические воздействия, температуру во время гидратации, дренаж, структурный номер, угол трения и конструкцию опоры дорожного покрытия.

LCC в основном используется, потому что он легкий. Его плотность обычно намного меньше плотности воды, и плавучесть иногда может быть серьезной проблемой.Чтобы учесть плавучесть, необходимо определить уровень грунтовых вод в наихудшем случае, а также то, какая часть LCC будет затоплена. Затем выполняется расчет баланса веса, чтобы убедиться, что вес над заполнением LCC достаточен для преодоления любых эффектов плавучести.

Материалы

В то время как портландцемент, вода и предварительно сформированная пена для создания воздуха являются основными ингредиентами LCC, в смесь могут быть включены дополнительные ингредиенты, если они не ухудшают качество, размер и распределение пузырьков воздуха.Некоторые распространенные примеры включают летучую золу, шлак, микрокремнезем, волокна, смолы, ускорители, замедлители схватывания или другие модификаторы цемента.
Готовая пена для использования в LCC.
Цемент должен соответствовать требованиям ASTM International (ASTM) C150, Стандартная спецификация для портландцемента, или ASTM C1157, Стандартная спецификация характеристик для гидравлического цемента; качество воды должно соответствовать требованиям ASTM C1602, Стандартная спецификация для воды для смешивания, используемой в производстве гидравлического цементного бетона; и имеющиеся в продаже пенообразователи должны соответствовать требованиям ASTM C869, Стандартная спецификация для пенообразователей, используемых при изготовлении предварительно формованной пены для ячеистого бетона.

Строительство

LCC обычно размещается в конечном месте с помощью насоса и шланга. LCC достаточно жидкий, чтобы самоуплотняться, и вибрации не требуется. Нельзя допускать, чтобы LCC затвердевал, а затем повторно смешивался. Вместо этого его следует держать в пластиковом состоянии до тех пор, пока он не застынет на своем окончательном месте. Поверхность слоя LCC, нанесенного шлангом, будет относительно плоской с небольшим рисунком брызг и обычно не требует каких-либо дополнительных отделочных или отвердевающих составов.Хотя на поверхности LCC могут появиться поверхностные трещины, это не окажет негативного влияния на характеристики LCC. Там, где желательна наклонная отделка, возможен уклон до трех процентов.
Размещение заполнения LCC.
Перед началом размещения ЛЦУ необходимо контролировать погодные условия. Если надвигается сильный дождь, то размещение ЖЦ следует отложить; тем не менее, легкий дождь не повредит этому продукту, поскольку он уже состоит из значительного количества воды. Особые меры предосторожности следует принимать, если температура окружающей среды ниже 32°F (0°C) или выше 100°F (38°C).Высокая температура может испарить воду из LCC и вызвать его чрезмерную усадку. И наоборот, холодная погода может замедлить время отверждения и качество уложенного LCC. При умеренных температурах LCC схватывается и затвердевает примерно через 10-14 часов.

Два типа производственных систем, обычно используемых для смешивания цемента и воды вместе в LCC, называются периодическим смешиванием и шнековым смешиванием. Порционное смешивание уже давно является промышленной практикой приготовления бетонных смесей. Эта система смешивания обеспечивает все ингредиенты, необходимые для приготовления одной «партии» продукта.Это работает для всех типов бетона, включая LCC, и может использоваться любой тип смесителя периодического действия. Шнековое смешивание обычно выполняется в мобильных объемных бетоновозах и включает использование вращающегося вала и фланца (шнека) для смешивания ингредиентов. Шнек получает сырые ингредиенты на одном конце, затем вращается и смешивает ингредиенты вместе, когда они проталкиваются вниз по шнеку.

В большинстве оборудования, предназначенного для размещения LCC, используются винтовые насосы. Этот тип насоса чрезвычайно устойчив, не пульсирует и сохраняет чистоту внутри во время работы.Перистальтические насосы также можно использовать для легкой транспортировки LCC. Преимущество этого типа насоса заключается в отделении вяжущих материалов от насосного механизма. Кроме того, из-за их чрезвычайной надежности и прочности поршневые насосы используются для перемещения различных типов жидкостей и шламов, включая LCC. Поршневые насосы используют обратный клапан и систему втягивания поршня, втягивая материал, а затем выталкивая его.

LCC, как и любой конкретный продукт, требует тщательного наблюдения, проверки и регулирования с максимально возможным контролем качества.Небольшие вариации в дизайне смесей могут привести к большим различиям в конечном продукте, что приведет к неприемлемым материалам, сбоям и непредвиденным расходам.