Теплоизоляционный пенобетон

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им И.И. Ползунова»

Кафедра строительных материалов

Пояснительная записка

Курсового проекта по дисциплине «Бетоноведение»

Теплоизоляционный пенобетон

Проект выполнил

студент гр. ПСК-91

Д.В. Бойков

Нормконтроллер профессор, к.т.н.

Л. Г. Плотникова

Барнаул 2012



Введение

Состав бетона -- это рациональное соотношение между его компонентами, обеспечивающее получение бетона с требуемыми показателями качества при минимуме материальных и энергетических затрат. Правильное определение состава -- одна из важнейших операций в технологии бетона [1]. От того, насколько правильно определен состав бетона зависят его эксплуатационные свойства, долговечность и экономичность [2].

Исходные данные для определения состава обычно содержатся в техническом проекте строительства и включают, по меньшей мере, два требования: получить бетон необходимой прочности, а бетонную смесь -- заданной удобоукладываемости. В ряде случаев, обусловленных специфическими условиями эксплуатации конструкций, главными могут стать требования по морозостойкости, водонепроницаемости или стойкости бетона к коррозии. Обычно стремятся получить бетон с минимальным расходом цемента, так как цемент гораздо дороже других компонентов бетона. Состав бетона определяют расчетно-экспериментальным методом, который предусматривает предварительный расчет по формулам и последующую корректировку полученных данных по результатам экспериментального затворения бетона. Чаще всего состав выражают в виде массовой концентрации компонентов, т. е. их расхода в кг на 1 м³ уплотненного бетона [1].

Целью данной курсовой работы является проектирование оптимального состава теплоизоляционного пенобетона.

После ввода в действие с 1 сентября1995 г изменения № 3 к СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника», устанавливающим более высокие требования к теплозащитным свойствам ограждающих конструкций зданий, большое внимание в нашей стране стало уделяться созданию новых видов эффективных теплоизоляционных материалов. Одним из направлений этой работы является совершенствование технологии производства неавтоклавного пенобетона.

Пенобетон является разновидностью ячеистого бетона - особо легкого бетона с большим количеством (до 85% от общего объема бетона) мелких и средних воздушных ячеек размером от 1 … 1,5 мм. Пористость пенобетонам придается механическим путем, когда тесто, состоящее из вяжущего и воды, часто с добавкой мелкого песка, смешивают с отдельно приготовленной пеной или вводят пенообразователь непосредственно в специальный смеситель.

Ячеистые бетоны по плотности и назначению делят на теплоизоляционные с плотностью 300 … 600 кг/м³ и прочностью 0,4 … 1,2 МПа и конструктивные с плотностью 600 … 1200 кг/м³ (чаще всего около 800 кг/м³) и прочностью 2,5 … 15 МПа [3].

Ячеистый бетон относится к наиболее эффективным материалам, использующимся для строительства. Он обладает высокими теплозащитными и теплоаккумулирующими характеристиками. При использовании ячеистого бетона достигается баланс температуры - в летний период помещения не перегреваются, а зимой предотвращает значительные теплопотери. Применение ячеистого бетона исключает резкий перепад температуры внутри здания. Это обеспечивает нормальный микроклимат, как для жизнедеятельности, так и для функционирования установок и приборов.

Он обладает значительными преимуществами по отношению к другим строительным материалам по теплозащитным и звукоизоляционным свойствам. Термическое сопротивление его более чем в 7 раз превосходит традиционный кирпич, а звукопоглощение материала - в 5 раз при тех же показателях по пожароопасности. В современных условиях экономии энергопотребления теплозащитные характеристики строительных материалов имеют важное значение. При его использовании значительно сокращаются расходы на отопление и кондиционирование зданий [4].



1. Номенклатура изделий на основе проектируемого бетона

В свете наметившейся в последнее время тенденции к увеличению доли индивидуального и малоэтажного строительства наиболее веским преимуществом пенобетона представляется возможность его монолитной заливки в построечных условиях: обычно применение монолитного способа возведения конструкций требует меньших материальных и финансовых затрат, позволяет сократить сроки строительства.

В литературных источниках описывается опыт применения в строительстве монолитного теплоизоляционного пенобетона плотностью 200 … 350 кг/м³ в качестве теплоизолятора колодцевой кирпичной кладки наружных частей зданий, для утепления плоских кровель, устройства теплоизоляционного слоя плит перекрытий чердачных помещений и т.п [5,6]. Использование этого материала в несущих кирпичных стенах, позволяет уменьшить их толщину и сократить затраты строительство: уменьшение толщины наружной стены малоэтажного здания, выполненного по монолитно-кирпичной технологии, дает дополнительно 1 м² на каждые погонные 7-9 м по контуру здания. Изготавливаемые из теплоизоляционного пенобетона мелкоштучные изделия и блоки также могут использоваться для возведения ограждающих конструкций зданий с высоким сопротивлением теплопередачи [7]. Имеются также разработанные составы пенораствора строительного легкого, самонивелирующих пенопокрытий для полов и утепления чердаков, монолитных стеновых материалов, которые можно производить в условиях стройки, что особенно актуально в связи с переходом на преимущественно малоэтажное строительство коттеджного типа [8]. Применение пенораствора позволяет снизить теплопотери зданий в период эксплуатации за счет устранения «мостиков холода», образуемых цементно-песчаным раствором, традиционно используемым в кладке при возведении ограждающих конструкций. Однако действующие строительные нормы не предусматривают использование в конструкциях стен материалов с прочностью менее 2,5 МПа, в число которых попадает и пенобетон плотностью ниже 700 кг/м³, в то время как на практике в малоэтажном домостроении применению пенобетона плотностью 300-500 кг/м³ отводится значительная роль. Естественно, что пенобетон низкой плотности не может предохранить закладываемую арматуру от коррозии, а также самостоятельно нести нагрузку от вышерасположенных элементов. Из-за достаточно больших водотвердых отношений, свойственных традиционной технологии производства пенобетона низкой плотности, этот материал характеризуется значительной капиллярной пористостью, которая способствует интенсивному увлажнению материала и миграции влаги. Эти процессы могут привести к большим чередующимся деформациям, физической и химической коррозии, низкой эксплуатационной долговечности. Поэтому необходимо защищать пенобетон от внешних воздействий и усиливать более прочными и жесткими конструктивными элементами (кирпичная кладка, несъемная опалубка, которая может быть выполнена из более плотного бетона или пенобетона и т.п.). Графически эти решения представлены на рисунке 1. При возведении таких многослойных конструкций особое внимание следует уделять связям наружных и внутренних слоев. В практике современного строительства известны два типа слоистых конструкций каменных стен: с жесткими и с гибкими связями. В стенах из традиционных мелкоштучных материалов жесткие связи, выполненные из кирпича или других материалов, становятся теплопроводными включениями и ухудшают теплотехнические характеристики стены. Гибкие связи, в качестве которых применяют арматурную сталь, стеклотканевую сету или арматуру, в данном случае являются более предпочтительными. В конструкции стены, показанной на рисунке 1 б), где в качестве внешних слоев используют кладку из кирпича или пенобетонных блоков плотностью 600...800 кг/м3, пространство между которыми заполняется монолитным пенобетоном плотностью 250...300 кг/м3, применение гибких связей позволяет увеличить прочностные и деформативные характеристики ограждающей конструкции в целом [7]. Обычно в таких случаях используют арматуру небольшого диаметра, закладываемую через определенное количество рядов кирпичей или блоков, однако более предпочтительно использование тонких стеклопластиковых элементов, которые не подвержены коррозии и позволяют уменьшить толщину горизонтальных швов.

Рисунок 1 - Применение теплоизоляционного пенобетона при возведении ограждающих конструкций

Наиболее распространенной областью применения теплоизоляционного пенобетона продолжает оставаться устройство теплоизоляции полов, чердачных перекрытий и кровли (рисунок 2). Традиционно для этих видов работ используется керамзитобетон с удельным весом по плотности 800-900 кг/м³ в сухом состоянии. Переход на использование теплоизоляционного пенобетона позволяет:

- без ухудшения теплоизоляционных и шумопоглощающих свойств стяжек уменьшить их толщину в 1,5 - 2,5 раза;

- уменьшить нагрузки на перекрытия и фундаменты также в 1,5 - 2,5 раза;

- получить экономический эффект за счет уменьшения трудозатрат, материалов и транспортных расходов.

Пенобетон низких плотностей также используют для теплоизоляции некоторых видов промышленного оборудования - труб и т.д [5].

Рисунок 2 - Использование теплоизоляционного пенобетона: а) при устройстве полов; б) теплоизоляции кровли и чердачных перекрытий

В соответствии с ГОСТ 25485-89 «Бетоны ячеистые. Технические условия» теплоизоляционный пенобетон имеет следующие показатели физико-механических свойств:



Таблица 1 - Показатели физико-механических свойств пенобетона

Вид бетона	Марка бетона по средней плотности	Бетон автоклавный	Бетон неавтоклавный
		Класс по прочности на сжатие	Марка по морозостойкости	Класс по прочности на сжатие	Марка по морозостойкости
Теплоизоля- ционный	D300	B0,75 B0,50	Не нормируется
	D350	B1 B0,75
	D400	B1,5 B1		B0,75 B0,50	Не нормируется
	D500			B1 B0,75

Усадка при высыхании бетонов не должна превышать, мм/м:

0,5 - для автоклавных бетонов марок D600-D1200, изготовленных на песке;

0,7 - то же, на других кремнеземистых компонентах;

3,0 - для неавтоклавных бетонов марок D600-D1200.

Теплопроводность пенобетона не должна превышать значений, приведенных в таблице 2, более чем на 20%.

Таблица 2 - Нормируемые показатели физико-технических свойств

Вид бетона	Марка бетона по средней плотности	Теплопроводность, Вт/(м0С) не более, бетона в сухом состоянии, изготовленного	Коэффициент паропроницаемости, мг/(м·ч·Па) не менее, бетона, изготовленного	Сорбционная влажность бетона, % не более
				при относительной влажности воздуха 75%	при относительной влажности воздуха 97%
				бетон, изготовленный
		на песке	на золе	на песке	на золе	на песке	на золе	на песке	на золе
Тепло-изоляционный	D300	0,8	0,8	0,26	0,23	8	12	12	18
	D400	0,10	0,9	0,23	0,20
	D500	0,12	0,10	0,20	0,18



2. Исходные материалы бетона и их характеристики

1. В качестве вяжущего для изготовления пенобетона рекомендуется применять портландцемент марки ПЦ 500-Д0, а также марок 550 и 600. Другие виды цемента менее пригодны в технологии пенобетона [9,10].

Содержание трехкальциевого силиката должно быть не менее 50% и трехкальциевого алюмината не более 6%. Начало схватывания должно наступать не позднее 2 ч, а конец схватывания -- не позднее 4 ч после затворения. Удельная поверхность цемента должна 3000--4000 см2/г для теплоизоляционного ячеистого бетона. По остальным свойствам цемент должен удовлетворять требованиям ГОСТ 10178--76. Не допускается применение цемента с добавкой трепела, глиежа, трассов, глинита, опоки, пепла;

2. Для изготовления теплоизоляционного пенобетона марок по средней плотности D500 и выше применяют заполнители. В качестве заполнителя обычно используют кварцевый песок, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 8736--77, с содержанием кварца не менее 85%, слюды не более 0,5%, илистых и глинистых примесей не более 3% и не более 1% глинистых примесей типа монтмориллонита. Допускается применение полевошпатового песка с содержанием кварца не менее 60%;

3. Вода должна удовлетворять требованиям ГОСТ 23732-79 «Вода для бетонов и растворов. Технические условия» [9,10].

4. Пенообразователи можно разделить на следующие группы: природные и синтетические. Пенообразователи являющиеся поверхностно-активными веществами (ПАВ) делят также на: анионактивные, катионактивные, неионогенные.

Используемые промышленностью природные пенообразователи из отходов: дубильные экстракты кожевенного производства, подмыльный щелок, соапсток, сульфитный щелок - являются продуктами, свойства которых значительно колеблются. Они имеют ограниченный срок хранения. В связи с непостоянством состава сырья и сложностью получения химический состав и содержание основного продукта у полученных пенообразователей варьируется.

Синтетические пенообразователи выпускают в соответствии с техническими условиями, поэтому они обладают постоянством свойств, срок их годности значительно больше, что дает преимущества при их использовании [9].

В качестве пенообразователей используют несколько видов поверхностно-активных веществ, способствующих получению устойчивых пен.

Клееканифольный пенообразователь приготовляют из мездрового или костного клея, канифоли и водного раствора едкого натра. Этот пенообразователь при длительном взбивании эмульсии дает большой объем устойчивой пены. Он несовместим с ускорителями твердения цемента кислотного характера, так как они вызывают свертывание клея. Хранят его не более 20 суток в условиях низкой положительной температуры.

Смолосапониновый пенообразователь приготовляют из мыльного корня и воды. Введение, в него жидкого стекла в качестве стабилизатора увеличивает стойкость пены. Этот пенообразователь сохраняет свои свойства при нормальной температуре и влажности воздуха около 1 месяца.

Алюмосульфонафтеновый пенообразователь получают из керосинового контакта, сернокислого глинозема и едкого натра. Он сохраняет свои свойства при положительной температуре до 6 месяцев.

Пенообразователь ГК готовят из гидролизованной боенской крови марки ПО-6 и сернокислого железа. Его можно применять с ускорителями твердения. Этот пенообразователь сохраняет свои свойства при нормальной температуре до 6 мексяцев.

В последнее время большое распространение получили органические пенообразователи, специально создаваемые для пенобетона и выпускаемые под различными фирменными названиями.

Расход пенообразователя для получения пены составляет: клееканифольного - 8…12 %; смолосапонинового - 12…16 %; алюмосульфонафтенового - 16…20 и пенообразователя ГК - 4…6 % от количества воды. Смесь из двух пенообразователей (например, ГК и эмульсии мыльного корня в отношении 1:1) позволяет получить более устойчивую пену, но это несколько усложняет технологию. Расход специальных органических пенообразователей определяется фирменными рекомендациями и чаще всего составляет 6-12 % от расхода воды [3].

Подбор пенообразователя должен осуществляться для конкретного производства в зависимости от мощности, способа производства пенобетонной смеси и условий региона.

3. Структура бетонной смеси и физико-химические процессы, происходящие при ее формировании

Структура бетонной смеси сохраняется и при затвердевании. Поэтому структуру бетона следует классифицировать по содержанию цементного камня и его размещению в бетоне. Однако на свойства бетона определяющее влияние оказывают его плотность и пористость. При прочих равных условиях объем и характер пористости, а также соотношение в свойствах отдельных составляющих бетона определяют его основные технические свойства, долговечность, стойкость в различных условиях. В этой связи целесообразно классифицировать структуру бетона с учетом ее плотности.

Цементный камень является основным компонентом бетона, определяющим его свойства и долговечность. Основной составляющей микроструктуры цементного камня являются гидросиликаты кальция.

Гидросиликаты кальция создают определенную пространственную структуру, которая включает непрореагировавшую часть зерен цемента с оболочкой новообразований в виде системы глобул и межзерновое пространство, заполненное в той или иной мере новообразованиями. Гидросиликаты кальция имеют кристаллическое и полукристаллическое или аморфное строение. Кристаллические продукты, имеющие различные размеры кристаллов, чаще появляются при тепловой, особенно автоклавной обработке и при кристаллизации новообразований в межзерновом пространстве и порах.

В качестве первичных новообразований осаждаются эттрингит (3CaO*Al2О3*3CaSО4*32H2О) и Ca(OH)2. Примерно через час возникают сначала очень мелкие гидросиликаты кальция. В этой стадии гидратации гидросиликат кальция может вырастать в длинные волокна, проходящие через поры в виде мостиков и постепенно разделяющие их. Примерно на 7-28 сутки нормального твердения все имеющиеся поры постепенно заполняются продуктами последующей гидратации, причём гидросиликатокальциевый гель образуется в виде коротких волокон. К концу гидратации в затвердевшем цементном тесте имеются C-S-H-гель, Ca(OH)2, 4CaO(Al2O3*Fe2O3)*13H2O,а так же моносульфат 3CaO*Al2O3*CaSO4*12H2O, образовавшийся из эттрингита [1].

Ячеистая структура отличается от других тем, что в сплошной среде твердого материала распределены поры различных размеров в виде отдельных условно-замкнутых пор.

В соответствии с размерами и физическими характеристиками они разделяются на микро и макропоры. Микропоры считаются капиллярно-активными в противоположность макропорам, которые занимают весь остальной объем пор.

Структура пор определяет такие физические свойства материала, как прочность, теплопроводность, капиллярность, морозостойкость и др.

4. Формирование пенобетонной структуры различной плотности

теплоизоляционный пенобетон конструкция усадка

Практика получения пенобетонов по неавтоклавной схеме показывает, что существуют значительные трудности получения пенобетонов с низкой плотностью - от 500 кг/м3 и ниже. Эти трудности связаны в первую очередь с усадочными явлениями в процессе схватывания пенобетонной массы, разлитой в формы. В то же время получение пенобетонов средней плотности с плотностью 600-800 кг/м3 и выше, как правило, не вызывает затруднений.

Объяснить этот факт можно тем, что при формировании пенобетонной структуры на первой ее стадии пенные пленки наполняются частичками твердой фазы и как бы бронируют их.

Рассмотрим вопрос о соотношении межфазных поверхностей пенных пленок и твердой фазы.

Пенные пленки, каналы и узлы предварительно сформированной и перемешанной с раствором затворения газожидкостной пены являются своеобразным каркасом, на котором концентрируются частички твердой фазы. Закрепленные, так или иначе, на элементах пенной структуры твердые частички в результате реакции гидратации в присутствии межпленочной жидкости превращают трехфазную смесь (жидкость, твердые частицы, воздух) в жесткий пенобетон с закрытыми порами.

Таким образом, для формирования пенобетонной структуры заданной плотности необходимо определенное соответствие между удельной межфазной поверхностью замешиваемой газожидкостной пены и удельной поверхностью твердых частиц. Если замешивается много пены с высокоразвитой межфазной поверхностью и мало твердой вяжущей фазы, не вся поверхность пенных пузырьков будет «бронирована» частичками твердой фазы, возникнут пустоты в пленках, которые со временем прорвутся. Если будет избыток твердых частиц, то сумма поверхностных пенных пленок окажется недостаточной, чтобы все твердые частицы разместились на них.

Первый случай характерен для низкоплотных бетонов, второй случай характерен для тяжелых пенобетонов [11].



5. Роль пенообразователей в технологии пенобетонов

Производство эффективного по теплофизическим параметрам пенобетона является проблемным ввиду сложности обеспечения стабильности ячеистой структуры при высокой пористости. Увеличение прочности при постоянной плотности может быть обеспечено только за счет повышения прочности матрицы поризованного материала и создания оптимальной пористой структуры материала. Обеспечение прочности неорганической матрицы возможно путем повышения химической активности вяжущего, снижения В/Ц, использования механонической активации вяжущего. Создание оптимальной пористой структуры зависит от кратности и устойчивости пены в высокоминерализованных цементных пастах.

В пенобетонах количество газовой фазы, размер и дисперсность воздушных пузырьков зависят не только от вида выбранных исходных компонентов, но и от поведения компонентов на границе раздела фаз, т.е. от поверхностных явлений, и от способа воздухововлечения. Важную роль при этом играет вид и концентрация пенообразователя, имеющего в своем составе различные ПАВ.

Для четкого понимания роли пенообразователей в технологии пенобетонов рассмотрим структуру пены и особенности поведения молекул ПАВ на границе раздела фаз газ - жидкость и жидкость - твердые частицы.

Пенные пленки образуются в присутствии ПАВ, которые представлены заряженными и незаряженными ионами, имеющими две различные по химической активности части - гидрофильную и гидрофобную. Структура пленки в пенах похожа на сэндвич, в котором внутренний слой обладает свойствами жидкости в объеме, а слои, направленные к газовой фазе, обладают большей вязкостью. Молекулы ПАВ за счет активной адсорбции на поверхности границы раздела фаз газ - жидкость концентрируются у поверхности ламеллы (тонкой прослойки между воздушными пузырьками) таким образом, чтобы активные гидрофильные радикалы молекул, имеющих определенный заряд, были расположены в полярной среде (жидкость), а гидрофобная неполярная часть длинного углеводородного радикала - в неполярной среде (воздухе). Такое расположение молекул ПАВ на границе газ - жидкость обусловливает заряд поверхности воздушного пузырька, обращенного в жидкость. Анионактивные ПАВ придают отрицательный заряд воздушным пузырькам, катионактивные - положительный. Знак заряда поверхности пузырьков, образованных амфотерными (амфолитными) ПАВ, зависит от рН среды: в щелочной среде заряд пузырька отрицательный, в кислой - положительный.

Вместе с каналами Плато - Гиббса и узлами (пересечениями каналов) пленки представляют собой единую капиллярную систему. Все важнейшие процессы в пене, в том числе обусловливающие укрупнение воздушных пузырьков и время их жизни, зависят от толщины, строения и физико-химических свойств пенных пленок.

Чем выше поверхностное натяжение, тем больше давление воздушного пузырька, тем выше уплотняющее давление, которое испытывает межпоровая перегородка из цементного раствора. Давление внутри пузырька воздуха существенно влияет на прочность закрепления частицы минералов на пузырьке, а также на жесткость поверхности пузырька при изменении его размера и формы в результате сдвигающих усилий в процессе перемешивания. Отсюда на пенах, полученных на основе природных пенообразователей, которые имеют высокие значения поверхностного натяжения, больше вероятности закрепления частицы минерала на пузырьке, чем в пенах на синтетических пенообразователях, и меньше вероятности их разрушения в смесителях.

Следовательно, ориентация молекул ПАВ на границе газ - жидкость и адсорбция их на поверхности частиц обусловливают преимущественное действие сил притяжения или отталкивания между твердыми частицами и воздушными пузырьками, определяя конечный эффект устойчивости пеноминеральной смеси [12,13].

6. Усадка пенобетона

Одним из основных вопросов качества теплоизоляционного пенобетона является снижение его усадки, которая обуславливает трещинообразование. Усадка при высыхании неавтоклавных ячеистых бетонов марок по средней плотности D500 и ниже не нормируется и не влияет на теплопроводность пенобетона. Натурные исследования показали, что усадка в изделиях из теплоизоляционного пенобетона марки D300 вызывает появление на наружной поверхности изделий сети мелких трещин размером до 0,5 мм с расстоянием между ними в среднем 30 мм или крупных трещин размером свыше 1 мм, расположенных на расстоянии в среднем 150 мм. Трещины появляются, как правило, спустя месяц после изготовления изделий, когда они находятся на строительной площадке. Причиной трещинообразования являются градиент влажности по толщине изделия, а также карбонизационная усадка [3,14].

Вопросы усадки и трещинообразования в теплоизоляционном пенобетоне снимаются при его армировании. Обследование наружной теплоизоляции из армированного минеральным волокном пенобетона марки D300 площадью более 500 м2 показало, что ни в одном из изделий трещин не образовалось. Имеющиеся данные позволяют сделать вывод, что для повышения трещиностойкости пенобетона можно использовать нещелочестойкое волокно. Его взаимодействие с ингредиентами твердеющего цемента на начальном этапе увеличивает адгезию, а последующая карбонизация и снижение рН обеспечивает сохранность волокон в цементном камне межпоровых перегородок пенобетона.

Второе направление, позволяющее уменьшить усадку и увеличить прочность пенобетона, заключается в пластификации пенобетонной смеси [3].

7. Основные свойства проектируемого бетона

По средней плотности ячеистые бетоны делят на марки:

D300-D1200 (300-1200 кг/м3).

По прочности при сжатии ячеистые бетоны делят на:

- марки: М7.5; М10; М15; М25; М35;М50; М75; М100; М150; М200 (кгс/см2)

- классы: В0.5; В0.75; В1; В1.5; В2; В2.5; В3.5; В5; В7.5; В10; В12.5; В15.

По морозостойкости: на марки: F15; F25; F35; F50; F75; F100 (15-100циклов).

Коэффициент теплопроводности ячеистых бетонов в сухом состоянии при температуре 18° С равен или меньше значений, указанных в табл. 6.

Коэффициент теплопроводности влажного ячеистого бетона, Вт/м2*°К, определяют по формуле

,

где -- прирост коэффициента теплопроводности на 1% объемной влажности, проц.; -- влажность бетона, проц. объема (принимают = 8%)



-- влажность по массе.

Влажность бетона при относительной влажности воздуха 80--97% и объемной массе 300 кг/м3 составляет 1,5--20, а при объемной массе 500 кг/м3 и 700 -- соответственно 2,9--6,2% и 5,2--12.

Звукопоглощение. Пористая структура поверхности изделий из ячеистого бетона обеспечивает улучшенное звукопоглощение в сравнении с гладким плотным бетоном. Это обеспечивает, например, некоторое снижение уровня шума в заводских помещениях, особенно при высоких частотах. При окраске поверхности бетона, в частности нижней поверхности кровельных плит, этот эффект ослабевает. Коэффициент звукопоглощения необработанного ячеистого бетона при частоте 125, 250, 500, 1000, 2000 и 4000 Гц составляет соответственно 0; 0,15; 0,25; 0,2; 0,2; 0,2.

Огнестойкость. Ячеистый бетон -- невоспламеняюшийся материал. Низкая теплопроводность и невысокая равновесная влажность делают его пригодным для защиты других конструкций от воздействия огня.

Усадка.

Усадка ячеистобетонных изделий должна быть более 3 мм/м.

Пенобетон по горючести относится к группе НГ, согласно ГОСТ 5742 предназначен для изоляции поверхностей с температурой до 4000С и не выделяет при нормальной и повышенной температурах вредных веществ.

8. Расчет состава бетона

Расчет состава ячеистых бетонов основан на следующих положениях:

1. Любой единичный объем состоит из объема цемента, наполнителя и объема пор, часть которых заполнена водой, что может быть представлено для объема смеси 1 куб. м. в виде уравнения



(1)

где:

Ц -- расход цемента кг* м3.

П -- расход песка, кг* м3.

В -- расход воды, л* м3.

Vпор -- объем пор за счет применения порообразователя, л

сц - истинная плотность цемента, 3,1 кг/л

сп - истинная плотность песка, 2,65кг/л

2. Расчетная плотность ячеистого бетона:

(2)

Соотношение между цементом и наполнителем П/Ц=С принимается по таблице 3.

Таблица 3 - Соотношение С=П/Ц для ячеистых бетонов

Автоклавные	Неавтоклавные
1-1,75	0,75-1,25

Т.к проектируемый пенобетон неавтоклавного твердения, то принимаем С=0,75.

Из уравнения (2) с учетом принятых данных таблицы 3 получим:

(3)

Откуда

(4)



Принимаем марку по плотности D 500, т.е. плотность пенобетона сб=500 кг/л, тогда

кг*л

П (5)

кг*л

Таблица 4 - Ориентировочные значения В/Т

Средняя плотность ячеистого бетона	В/Т
300	0,45
500	0,4
700	0,35
900	0,3

Из уравнения (1), принимая

В=(В/Т)(Ц+Н) (В=184,21 л),

где В/Т -- водотвердое отношение, принимаемое по таблице 4, получим

(6)

Отсюда

656,31

Далее определяется необходимое количество порообразователя Д:



(7)

где К -- коэффициент, учитывающий эффективность использования пенообразователя, принимается по опытным данным. Допускается для предварительной оценки состава принимать К=0,8

Расход материалов приведен в таблице 5

Таблица 5 - Расход материалов на 1 м³ пенобетона

Наименование материала	Единицы измерения	Расход на 1 м3
Цемент	кг	263,16
Песок	кг	197,37
Вода	л	184,21
Пена	кг	41



Выводы

В результате работы был изучен теплоизоляционный пенобетон, а так же запроектирован его состав, отвечающий заданным свойствам и характеристикам.

Освоение производства изделий и монолитных работ из теплоизоляционного пенобетона с маркой по средней плотности D300 и ее снижение до D200 является перспективным и целесообразным. Развитие промышленной технологии теплоизоляционного пенобетона с низкими плотностями позволит получить материал, альтернативный минераловатым изделиям и пенопластам.

Пенобетонные плиты в сравнении с минераловатыми имеют также преимущества по отношению к действию воды и более высокую эксплуатационную надежность.



Список литературы

1. http://smaterials.ru/?p=245

2. Ильюшенко А. С. Определение состава разных видов бетона: Методические указания к курсовой работе по курсу «Бетоноведение» для студентов специальности 29.06 «Производство строительных изделий и конструкций» - Барнаул: Изд-во АлтГТУ им И. И. Ползунова, 1995. - 45 с.

3. Баженов Ю. М. Технология бетона: Учебник для строительных вузов. - М.: АСВ. 2002. - 500с. с иллюстрациями.

4. http://www.uves.ru/articles/228/

5. Свинарев А. В. Опыт применения монолитного пенобетона при строительстве и реконструкции зданий и сооружений / А. В. Свинарев, В. В. Тысячук // Вестик БГТУ им. В. Г. Шухова. - 2003. - № 4. - С. 62-66.

6. Васильев В. Д. Опыт многоэтажного и малоэтажного строительства с использованием установок ООО «АДС СОВБИ» / В. Д. Васильев // Ячеистые бетоны в современном строительстве: Сб. докладов. междунар. науч.-практ. конф. - СПб., 2004. - С. 40-42.

7. Донченко О. М. Конструкции наружных стен гражданских зданий из пенобетона / О. М. Донченко, И. А. Дегтев, Ю. С. Пириев // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. - 2003. - № 4. - С. 78-84.

8. Чернаков В. А. Закономерности изменения основных тепло- и механофизических свойств пеноматериалов в зависимости от композиционной цементной матрицы: Автореферат дис. … канд. техн. наук / В. А. Чернаков. - СПб, 2004. - 40 с.

9. Махамбетова У.К. Современные пенобетоны. СПб.: Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 1997. - 161 с.

10. Портак Л.А. Все о пенобетоне, СПб, 2003. - 224 с

11. Дудынов С. В. К оценке формирования пенобетонной структуры различной плотности // Строительные материалы. - 2002.- №10.- С.16-17

12. Шахова Л. Д. Роль пенообразователей в технологии пенобетонов // Строительные материалы. - 2007.- №4.- С.16-19

13. Данилович И.Ю., Сканави Н.А. Использование топливных шлаков и зол для производства строительных материалов. - М.: Высшая школа, 1988. - 72с.

14. Коротышевский О. В., Ткаченко А. А. Теплоизоляционный пенобетон // Строительные материалы. - 2002.- №3.- С.18-19

Размещено на Allbest.ru