Производство пенобетона

 

Чтобы понять тонкости производства пенобетона следует учесть, что оно состоит из трёх взаимосвязанных процессов:

• Приготовление пенобетонной смеси,
• Формирование материала в опалубке или массивом,
• Последующее «созревание» пенобетона.

В каждом из этих процессов есть нюансы, непосредственно влияющие на качество готового продукта.

Прежде, чем перейти к рассмотрению каждой стадии приготовления подробно, отметим, что пенобетон это не «бетон с воздухом», а мельчайшие воздушные шарики, оболочкой которых является обычный бетон. Чем шарики (поры) мельче и их размер одинаков, тем пенобетон лучшего качества.

 

Содержание:

• Приготовление пенобетонной смеси
• Видео: Оборудование для производства пенобетона
• Приготовление пенобетона в смесителях с пеногенератором
• Приготовление пенобетона в герметичных кавитационных смесителях под избыточным давлением
• Турбулентно-резонансная кавитационная диспергация
• Изготовление пенобетона непрерывным способом при помощи пеногенератора и диспергатора
• Видео: изготовление пенобетона при помощи пеногенератора
• Формирование пенобетона в опалубке или массивом
• Видео: Монолитный пенобетон в несъёмной опалубке

 

 

Блоки из пенобетона регламентируются ГОСТ 25485-89 и изготавливаются следующих размеров (мм):

• Стеновой
  600*300*200,
  400*400*200.
• Перегородочный
  600*300*100.

 

Приготовление пенобетонной смеси

Известны четыре технологии приготовления пенобетона. Три из них применяются на производстве. Одна существует только в форме лабораторных испытаний. Во всех технологиях состав компонентов неизменен:

1. Цемент (для получения качественного пенобетона необходимо использовать «свежий» цемент марки ПЦ 500 Д0),
2. Кварцевый песок или другой наполнитель, работающий с цементом,
3. Вода,
4. Пенообразователь,
5. Фиброволокно (не обязательно).

 

Видео: Оборудование для производства пенобетона

 

Приготовление пенобетона в смесителях с пеногенератором

Эта технология известна с конца 19-ого века. В смеситель с горизонтально расположенным валом загружаются цемент, песок и вода. Смесь перемешивается на низких оборотах (600/мин). Отдельно в пеногенераторе приготавливается пена, которая затем добавляется в цементно-песчаный раствор. Один замес длится порядка 8 – 10 минут.

Единственное достоинство данной технологии в том, что для приготовления пенобетона используют любой пенообразователь, как синтетический, так и белковый. Для пеногенерации это не критично.

Недостатков же больше чем достаточно:

• Готовая смесь неоднородна по составу. В одном замесе получается пенобетон различных марок за счёт неравномерного распределения готовой пены по всему объёму раствора.
• Наличие неустойчивых пузырьков в готовой пене и её частичная усадка ещё до периода схватывания.
• Пора имеет большие вариации по размерам, что негативно влияет на несущие характеристики пенобетона.
• При данной технологии невозможно использовать фибру с длиной волокна более 9 мм.
• Данный тип оборудования не позволяет выпускать пенобетон «лёгких» марок (ниже 600).
• Требуется дополнительное оборудование для доставки пенобетона к месту заливки.

ИНФОРМАЦИЯ: марка пенобетона определяется по удельному весу одного кубического метра.

Пенобетон, приготавливаемый на таких установках, имеет тенденцию к образованию усадочных трещин при высыхании. Выражается это путём образования «паутинки» по всем граням блока ещё до укладки их в стены. На таких установках неплохо изготавливать монолитные стены из пенобетона, используя несъёмную опалубку. Но по причине массивности оборудования делать это сложно.

 

Приготовление пенобетона в герметичных кавитационных смесителях под избыточным давлением

Данная технология известна с конца 30-х годов прошлого века, но промышленное применение получила лишь в середине 60-х годов.

Установка данного типа имеет вертикально расположенный вал (ротор), что позволяет перемешивать смесь на высоких оборотах (1500 – 2000/мин). В герметично закрывающуюся колбу загружаются все компоненты, в том числе и пенообразователь для пенобетона. Во время замеса в колбу с помощью компрессора нагнетается избыточное давление до 2 Атм. Время замеса длится от 7 до 9 минут. Затем по гофрированному рукаву готовая смесь подаётся к месту заливки. Из колбы её выдавливают посредством компрессора.

Достоинства данной технологии в механизированном способе подачи смеси к месту заливки. Установку можно использовать как бетонный насос.

Главный недостаток – под действием избыточного давления пенобетон «сминается», сдавливая поры внутри. От замеса к замесу марка пенобетона варьируется.

 

 

На установках данного типа невозможно осуществить качественное дисперсное армирование фиброволокном.

Данное оборудование предполагает использование только синтетических пенообразователей, причём в больших количествах.

 

 

Применение избыточного давления приводит к быстрому износу уплотнителей ротора.
Имея механизированную доставку смеси к месту заливки, такими установками хорошо заливать полы или плоские крыши. Тем более, что вариативность материала по марке в данных случаях особого значения не имеет.

 

Турбулентно-резонансная кавитационная диспергация

Данная технология была разработана в конце 70-х годов. В вертикально расположенной колбе ротор особой конфигурации расположен снизу. Внутри смесительной ёмкости под определённым углом крепятся специальные направляющие. Сверху колба имеет крышку. Она нужна только для того, чтобы вначале замеса из смесителя по сторонам не разлетались брызги. Основное время замеса крышка открыта.

Технология изготовления пенобетона следующая:

1. В смеситель заливают необходимое количество воды и добавляют пенообразователь.
2. Запускается двигатель и после перемешивания пенообразователя с водой засыпают цемент и песок. Если необходимо, то добавляют фиброволокно.
3. Высокооборотистый ротор (2500/мин) выталкивает смесь на стенки колбы. Направляющие обеспечивают движение смеси по стенкам вверх. Затем смесь падает вниз и таким образом происходит ее непрерывное круговое движение, образуя каверну в центре смесителя. Внизу, у основания ротора, возникает разряженная зона низкого давления, за счёт чего и происходит насыщение и равномерное распределение воздуха по всему объёму цементного раствора. Как только смесь доходит до верхнего края колбы пенобетон готов.

Замес происходит при естественном давлении и длится не более 5 – 6 минут.

 

 

Производство пенобетона на установках данного типа доведено до промышленных масштабов. Но существуют и небольшие смесители, предназначенные для заливки полов или отливки монолитных конструкций непосредственно на месте строительства.

Достоинства данной технологии:

• Распределение пор по всей массе пенобетона равномерное.
• Вариации по размеру пор минимальны, что в совокупности предотвращает усадочные процессы и увеличивает термическое сопротивление материала по сравнению с требованиями ГОСТ в 1,5 раза.
• Возможность изготавливать «лёгкие» (150) и прочные марки пенобетона.
• Может использоваться фибра с длиной волокна до 6 см, что повышает прочность пенобетона на 30% при той же плотности.
• Коэффициент вариации по плотности материала от замеса к замесу не более 5%.
• Расход пенообразователя минимальный.
• Так как смеситель ещё является и активатором есть возможность применять цемент более низких марок, чем 500.

Данная технология не лишена недостатков:

• Необходимо дополнительное оборудование для доставки готовой смеси к месту заливки.
• Для приготовления требуется специальный пенообразователь для пенобетона.

Все установки, готовящие пенобетон по данной технологии, мобильны. Учитывая факторы спроса, производители оборудования разработали смесители ёмкостью от 0, 125 до 1,5 куб.

 

Изготовление пенобетона непрерывным способом при помощи пеногенератора и диспергатора

На установках данного типа был получен сверхлёгкий пенобетон в лабораторных условиях. До промышленного использования данная технология доведена не была из-за большой вариативности по плотности материала (до 25%).

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что изготовление пенобетона своими руками не получится. Многие думают, что если в цементный раствор добавить жидкое мыло или шампунь и как следует крутануть дрелью с миксерной насадкой, они получат пенобетон – заблуждение. Это будет мыльный цементный раствор и не более.

 

Видео: изготовление пенобетона при помощи пеногенератора

 

Формирование пенобетона в опалубке или массивом

Вторым процессом при изготовлении пенобетона является его формирование в блок при помощи опалубки или резка массива. По какой бы технологии не была приготовлена пенобетонная смесь, если её лить в некачественную опалубку, грош её цена.

Опалубка – больное место при производстве пенобетона. Из чего её только не делают. Из фанеры, шифера, поликарбоната и ещё бог весть из чего. Чтобы сэкономить, в металлических опалубках применяют дешёвые марки стали, нестойкие к воздействию цемента. Есть опалубки без дна, располагаемые на бетонном основании.

В опалубке блок может располагаться как горизонтально, так и вертикально. Последнее приводит к неравномерному высыханию и раннему схватыванию верха блока. Низ сохнет дольше, что приводит к внутренней напряжённости блока и его растрескиванию.

 

Видео: Монолитный пенобетон в несъёмной опалубке

 

Всё вышесказанное влияет на геометрию и качество формируемых блоков. И здесь пенобетон проигрывает газобетонным блокам.

Негатива добавляет смазка опалубки для лучшего «отхода» блоков. Применять специальный раствор дорого и не всегда доступно. Поэтому смазывают опалубку чем попало — эмульсолом, отработкой, растительными маслами и даже салом. Всё это снижает адгезию материала в разы. В этом аспекте пенобетон также уступает газобетонным блокам.

Учитывая эти моменты, производители оборудования разработали промышленные автоматизированные комплексы, где пенобетон отливается массивом и только потом разрезается. Это позволило изготавливать блоки с прекрасной геометрией и адгезией, что выводит пенобетон в лидеры среди ячеистых бетонов.
Последующее «созревание» пенобетона.

Это тоже важная стадия производственного процесса. О ней не расскажет ни один производитель оборудования. После формирования блоков пенобетон должен «созревать» 28 дней в «комфортных» для него условиях. Он должен быть плотно накрыт полиэтиленом и не подвергаться действию сквозняков.

А теперь на минуту представим среднее производство в 20 кубов в сутки. На один европоддон становится 1,18 куба блоков из пенобетона. С учётом маневров погрузчика на каждый день необходимо около 20 кв. метров складских площадей. Умножим на 28 и получаем, что только для хранения готовой продукции необходимо 560 кв. метров, без учёта площадей под производство и склада компонентов.

 

 

В финансовом разрезе, для организации производства необходимы оборотные средства, способные покрыть все производственные затраты без поступлений минимум на один месяц.

На самом деле будущее пенобетона за автоматизированными комплексами с резательной технологией. Литьё пенобетона в опалубку должно остаться в прошлом.