Пінобетон – один з видів пористого бетону. Він створюється шляхом рівномірного розподілу бульбашок повітря по всій масі бетону. Відмінність пінобетону від газобетону в тому, що пінобетон отримують шляхом механічного перемішування попередньо приготовленої піни з бетонною сумішшю, а не за допомогою хімічних реакцій. Піна може готуватися за допомогою піногенератора або в бароустановке. В залежності від марки пінобетону характеристики піноблоків будуть відрізнятися.
Класифікація пенооблоков за марками
Маркування щільності пінобетону стандартно починається з букви «D». Цифра, наступна за нею – щільність пінобетону. Чим менше значення, тим кращими теплоізоляційними параметрами володіє будівельний матеріал.
У таблиці наведені основні властивості пінобетону в залежності від його маркування.
| Тип пінобетону | Маркування середньої щільності | Пінобетон, виготовлений не в автоклаві | |
| Марка міцності на стиск | Маркування стійкості до низьких температур | ||
| Теплоізоляційний | D400 | B0.75 | не нормується |
| D500 | B1 | не нормується | |
| Конструкційно-теплоізоляційний | D600 | B2.5 | F15-F35 |
| D700 | B3.5 | F15-F50 | |
| D800 | B5 | F15-F75 | |
| D1000 | B7.5 | F15-F50 | |
| Конструкційний | D1100 | B10 | |
| D1200 | B12.5 | ||
Типи пінобетонів поділяються на класи, виходячи з міцності на стиск. Існують класи: В0.5-В60. Це маркування дає нам уявлення про міцність при стиску матеріалу.
Існує 4 види пінобетону, виробленого неавтоклавным способом.
1. Пінобетони марок від D150 до D400 називають теплоізоляційними. У такого піноблоку щільність варіюється від 150 до 400 кг/м³. Марки нижче D400 не нормуються по класу міцності, а для D400 цей параметр в межах В0,5–В0,75. Це відповідає межі міцності до 9 кг/см². Морозостійкість перерахованих марок пінобетону нормування не підлягає.
2. Матеріали марок від D500 до D900 називаються конструкційно-теплоізоляційні. Вони мають щільність від 500 до 900 кг/м³. Міцність марки D500 – 13 кг/см². Клас не нормується, як і морозостійкість. Класи міцності для решти марок:
- D600 – від В1 до В2 (міцність 16 кг/см²);
- D700 – від В1,5 до В2,5 (міцність 24 кг/см²),
- D800 – від В2 до В3,5 (міцність 27 кг/см²),
- D900 – від В2,5 до В5 (міцність 35 кг/см²).
Коефіцієнт морозостійкості F в порядку зростання марки: 15-35, 15-50, 15-75, 15-75.
3. Матеріали марок від D1000 до D1200 (конструкційні) мають щільність від 1000 до 1200 кг/м³. По класу міцності параметри наступні:
- D1000 - від В5 до В7,5 (міцність 50 кг/см²),
- D1100 – від В7,5-В10 (міцність 64 кг/см²),
- D1200 – від 10 до В12,5 (міцність 90 кг/см²).
Коефіцієнт морозостійкості F однаковий для кожної з марок: його значення 15-50.
4. Матеріали марок від D1300 до D1600 називають конструкційно-поризованными. Їх щільність коливається від 1300 до 1600 кг/м³. Виробляються вони малими партіями, тому характеристики піноблоків цих марок не мають позначень в ГОСТі.
Конкретний показник міцності залежить від температури і вологості, при яких вироблявся пінобетон, його наповнювача і марки цементу.
Призначення піноблоків залежить від характеристик, представлених в таблиці.
| Основне призначення: | Щільність: | Клас міцності, В | Коефіцієнт теплопровідності | Коефіцієнт морозостійкості, F |
| Теплоізоляційний контур стін | D400 | В0,75 | 0,09-0,10 | |
| D500 | 1 | 0,10-0,12 | ||
| Несучий і теплоізоляційний піноблок | D600 | В2,5 | 0,13-0,14 | F15-F35 |
| D700 | В3,5 | 0,15-0,18 | F15-F50 | |
| D800 | В5 | 0,18-0,21 | F15-F75 | |
| D1000 | В7,5 | 0,23-0,29 | F15-F50 | |
| Несучі стіни | D1100 | 10 | 0,26-0,34 | |
| D1200 | В12,5 | 0,29-0,38 |
Блоки можуть мати різні розміри. Все залежить від того, в яких цілях і для чого будуть використовуватися. Найчастіше їх використовують при малоповерховому будівництві, тому зазвичай роблять блоки, розміри яких складають 20х20х40 см і 20х30х60 див. При необхідності виробники пінобетону можуть виготовити блоки не тільки у відповідності з прийнятими стандартами, але і за індивідуальним замовленням.
Теплопровідність
Теплопровідність – одна з найважливіших характеристик пінобетону, що відображає його здатність транспортувати теплову енергію. Цей критерій визначає галузь і можливість застосування пінобетону, його експлуатаційні властивості. Тепловодность нерозривно пов'язана з основними параметрами, такими як щільність і міцність матеріалу. Від цього поєднання залежить, наскільки буде будинок теплим і міцним. Головна цінність пінобетону полягає в його низькій теплопровідності.
У піноблоку властивість акумулювати тепло залежить від щільності. У структурі матеріалу є значна кількість пор, які заповнені повітрям. Показник теплопровідності повітря – 0,026 Вт/м°С, що на порядок нижче, ніж у звичайного бетону, що містить легкі наповнювачі. Наявність повітря в пінобетоні істотно знижує його теплопровідність.
Великий вплив на даний показник має щільність матеріалу. Блоки з щільністю D300 мають коефіцієнт теплопровідності піноблоку 0,08 Вт/м°С, а при щільності D1200 показник досягає 0,38 Вт/м оС. Оптимальним вибором для зведення житлового будинку є пінобетон D600. З такого пінобетону можна побудувати 2-3-поверховий будинок зі стінами завтовшки 30-40 см.
| Щільність пінобетону, кг/м3 | Середня кількість комірок на 1 см2 поверхні | Середній діаметр комірок, мм | Теплопровідність пінобетону, Вт/(м·град) |
| 282 | 53 | 1,28 | 0,087 |
| 293 | 221 | 0,63 | 0,069 |
| 314 | 23 | 1,86 | 0,101 |
| 366 | 88 | 0,97 | 0,098 |
| 368 | 201 | 0,64 | 0,088 |
| 370 | 60 | 1,17 | 0,102 |
| 373 | 161 | 0,71 | 0,088 |
| 415 | 186 | 0,66 | 0,096 |
| 415 | 123 | 0,81 | 0,102 |
| 420 | 42 | 1,38 | 0,112 |
| 539 | 202 | 0,61 | 0,11 |
| 550 | 94 | 0,89 | 0,14 |
| 559 | 145 | 0,71 | 0,127 |
| 563 | 284 | 0,51 | 0,129 |
| 611 | 300 | 0,49 | 0,14 |
| 620 | 22 | 1,79 | 0,158 |
| 633 | 70 | 1,07 | 0,154 |
| 916 | 313 | 0,41 | 0,217 |
| 927 | 58 | 0,96 | 0,234 |
Застосування пінобетонних блоків в будівництві будівель значно знижує витрати на їх опалення, оскільки стіни майже не пропускають тепло.
Для порівняльного аналізу теплопровідності пінистих будівельних матеріалів скористаємося наступною таблицею.
| Щільність, кг/м3 | Середня кількість комірок на 1 см2 поверхні | Середній діаметр комірок, мм | Коефіцієнт теплопровідності, Вт/(м·град) |
| Пеногипс | |||
| 623 | 22 | 1,61 | 0,154 |
| 640 | 44 | 1,13 | 0,15 |
| 641 | 180 | 0,56 | 0,142 |
| 715 | 25 | 1,41 | 0,178 |
| 740 | 110 | 0,68 | 0,169 |
| 846 | 42 | 0,95 | 0,204 |
| 850 | 175 | 0,46 | 0,199 |
| Пенодиатомовый цегла | |||
| 412 | 1600 | 0,22 | 0,095 |
| 415 | 1444 | 0,23 | 0,097 |
| 430 | 625 | 0,34 | 0,106 |
| 460 | 529 | 0,37 | 0,106 |
| 465 | 676 | 0,33 | 0,106 |
| 475 | 484 | 0,38 | 0,108 |
| Пеноангидрид | |||
| 721 | 137 | 0,67 | 0,171 |
| 725 | 35 | 1,33 | 0,177 |
Завдяки високому термічному опору, будівлі з пінобетону здатні акумулювати тепло, що при експлуатації дозволяє знизити витрати на опалення на 20-30%.
Теплопровідність пінобетонних блоків та інших будівельних матеріалів
| Матеріал | Щільність, кг/м3 | Теплопровідність, Ккал/м2г °С |
| Мармур | 2700 | 2,9 |
| Бетон | 2400 | 1,3 |
| Пористий глиняна цегла | 2000 | 0,8 |
| Пінобетон | 1200 | 0,38 |
| Пінобетон | 1000 | 0,23 |
| Пінобетон | 800 | 0,18 |
| Пінобетон | 600 | 0,14 |
| Пінобетон | 400 | 0,10 |
| Пробка | 100 | 0,03 |
| Мінеральна вата | 100 | 0,032 |
| Пінополістирол | 25 | 0,030 |
| Пінополістирол | 35 | 0,022 |
Склад пенооблоков
Пінобетонна суміш, згідно ГОСТ 25485-89 «Бетони ніздрюваті» має наступний склад:
1. В'язка складова суміші – портландцемент, виготовлений за ГОСТ 10178-85, з вмістом силікату кальцію до 70-80%.
2. Пісок повинен відповідати вимогам ГОСТ 8736-93, з вмістом кварцу не менше 75%, глинистих і мулистих домішок не більше 3%.
3. Вода з технічними вимогами ГОСТ 23732-79.
4. Використовується піноутворювач на основі:
- кісткового клею, що відповідає вимогам ГОСТ 2067-93.
- соснової каніфолі – за ГОСТ 19113-84;
- міздрового клею – за ГОСТ 3252-80;
- скруберної пасти – згідно ТУ 38-107101-76;
- натру їдкого технічного – за ГОСТ 2263-79.
Розглянемо основні технології отримання пінобетону.
Пінобетон отримують змішуванням компонентів, коли за рахунок інтенсивного перемішування втягують повітря в готовий розчин. Недоліком даної технології є те, що піну можна отримати тільки при рухомому (рідкому) розчині. Для цього треба вводити велику кількість води, що знижує міцність готового бетону, або активно користуватися різними хімічними добавками (пластифікаторами), що не дозволяє використовувати якісні та екологічно чисті білкові піноутворювачі. Плюсом даної технології є простота технологічного процесу і низька вартість устаткування.
Спочатку готується бетонний розчин, потім у готову суміш подається піна, приготована в пеногенераторе. У процесі перемішування піна насичується бетоном. Дана технологія за рахунок послідовного проведення операцій, дозволяє контролювати якість проведення всіх етапів технологічного ланцюжка. До недоліків можна віднести більш високу ціну обладнання і більше число операцій. Перевагою є можливість приготування пінобетону дуже високої якості з мінімальною кількістю води і без застосування хімічних добавок.
Піноблоки бувають формовими і різаними. Формові блоки отримують шляхом заливки пінобетону в форму з перегородками, а різані – методом різання великого масиву на блоки за допомогою різального комплексу. Кожен з них має свої переваги і недоліки.
- дешевше різаного блоку;
- з гарною геометрією.
Різані піноблоки:
- не мають відколів;
- легше наноситься штукатурка.
Формові панелі виготовляють наступним чином:
- готується спеціальна суміш з води, цементу, будівельного піску та особливих піноутворюючий речовин;
- отриманий бетон заливають в металеві форми з касетами, в яких він знаходиться протягом 10-12 годин;
- форму розбирають і дістають з неї піноблоки.
Сам метод не потребує великих капіталовкладень, і вважається досить простим, чим пояснюється невисока вартість формових піноблоків. Перевагою формового типу є хороша геометрія блоків.
Різані піноблоки виробляються дещо інакше:
- підготовлену суміш заливають в одну велику форму;
- через кілька годин дістають і розрізають пінобетон за допомогою спеціального обладнання.
Цей тип піноблоків має більше переваг. На нього простіше наносити штукатурку і на ньому не буває сколів.
Пінобетонні блоки добре себе зарекомендували серед споживачів. Будувати з них легко, швидко і недорого, але ще зручніше використовувати монолітний пінобетон, що заливається в опалубку прямо на будмайданчику. Синтетична або мінеральна піна, що додається до стандартного цементного складу, дозволила отримати матеріал, який володіє масою позитивних якостей. Армуюче фіброволокно додало міцність, а мобільність виготовлення прискорила будівельні роботи.
Роботи проводяться при температурі навколишнього середовища, що перевищує 10ºC.
У змішувач закладається потрібну кількість основних компонентів (піску, цементу і води), після їх ретельного перемішування додається готова піна. Після чого суміш можна заливати в опалубку, яка робиться незнімної. Зверху виконується декоративне облицювання.
Оскільки виробництво відбувається в «польових» умовах, зручно і практично використовувати мобільні установки для виготовлення пінобетону. Це можуть бути компактні бароустановки, або класичні системи, які мають у своєму складі піногенератор.
Для армування монолітного пінобетону зазвичай використовується фіброволокно, яку додають у процесі виробництва. При необхідності додатково укріпити стіни, перекриття або фундамент, застосовується відповідна арматура.
Паропроникність
Паропроникність піноблоків – задовольняє СНиП ІІ-3-79. Цей матеріал володіє хорошою паропроникністю, завдяки чому в будинках, побудованих з піноблоків, легко дихається. У таких будівлях не потрібно додаткове кондиціонування.
Пожежна безпека
Піноблок є негорючим матеріалом. Він не руйнується під впливом високої температури. При інтенсивному впливі відкритого вогню або тепла він не розщеплюється і не вибухає, як важкий бетон. Матеріал не має шкідливих виділень при його нагріванні, він нетоксичний на відміну від інших ізолюючих матеріалів.
Звукоізоляційні властивості
Акустичні властивості пінобетону такі, що звук поглинається в ньому, не відбиваючись, на відміну від стін з важкого бетону або цегли. Особливо добре піноблоки поглинають низькі шумові частоти. Тому цей будівельний матеріал часто використовується, як звукоізолюючий шар на плитах конструкційного бетону, щоб обмежити шумове пропускання перекриттів.
Пінобетонні перегородки без дверей між кімнатами, між кухнею і кімнатою забезпечують ізоляцію від шуму-41 Дб, завдяки чому дотримуються вимоги СНиП-II-12-77. Наявна у піноблоку звукоізоляція, є ще одним плюсом на користь вибору цього матеріалу для будівництва житлового будинку.
Усадка
Усадка пінобетону є істотним недоліком і являє собою зміни структури матеріалу у процесі затвердіння, які можуть призвести до погіршення технічних характеристик блоків. Це слід враховувати як на стадії виготовлення і сушіння, так і при будівництві.
Виділяють чотири основних види структурних змін пінобетону: контракционная, карбонизационная, температурна і влажностная усадка.
- контракционная усадка властива всім видам будівельних матеріалів, де застосовується цементний розчин. При затвердінні та освіті каменю відбувається зменшення об'єму суміші;
- карбонизационная усадка відбувається в процесі впливу вуглекислого газу на вапно цементного каменю. Це призводить до утворення крейди, що супроводжується зменшенням загального обсягу блоку;
- температурна усадка виникає при экзотермическом процесі створення цементного каменю. Виливок блоків супроводжується значним нагріванням сировини, а інтенсивне охолодження верхнього шару призводить до виникнення температурного деформаційного напруги. З-за цього в пінобетоні виникають дрібні тріщини, які в процесі експлуатації розвиваються далі, знижуючи міцність матеріалу;
- влажностная усадка пінобетону відбувається як у процесі його експлуатації, так і на стадії виготовлення. Матеріал намокає і розширюється, а потім звужується, випаровуючи вологу. Це приводить до виникнення дрібних тріщин, які поглиблюються при кожному циклі.
Морозостійкість
Морозостійкість пінобетону характеризують відповідною маркою за морозостійкістю F – мінімальне число циклів заморожування і відтавання зразків пінобетону. Все залежить від щільності матеріалу, чим щільніше, тим більше циклів заморожування він витримує. Ніздрюваті бетони (газо-, пінобетон) мають марку за морозостійкістю F15-75 (див. Таблицю 1).
