Сокращение расхода цемента при производстве качественных пеноблоков

Сокращение расхода цемента при производстве качественных пеноблоков

Строительный сезон, как всегда, начался с увеличения цен на цемент навалом. При этом отпускные цены на основные цементосодержащие строительные материалы увеличились не значительно. И как следствие наблюдается снижение доходности производства некоторых видов строительных материалов. Особенно остро подорожание цемента сказывается на производителях современных энергосберегающих материалов: пеноблоки и пенобетонные блоки. На сегодняшний день наблюдается спад интереса производителей к пенобетону. Причина, естественно, повышенный расход качественного цемента и высокие отпускные цены на готовые стеновые пенобетонные блоки.

Для выполнения современных теплотехнических норм в соответствии с 3 СНиП II-3-79 "Строительная теплотехника" при возведении однослойных ограждающих конструкций пенобетонные блоки практически идеальный материал. И потребность в энергосберегающих пенобетонах на сегодняшний день очень высока. Строители при выборе материала для возведения самонесущих ограждающих конструкций отдают предпочтение именно пеноблокам. Накоплен богатый опыт применения ячеистых бетонов в монолитном строительстве, устройстве перекрытий и теплоизоляционных слоев.

На сегодняшний день проблема сокращения расхода цемента при производстве пеноблоков стоит как никогда остро. До недавнего времени стоимость неавтоклавного пенобетона плотностью 600кгкуб.м была ниже стоимости автоклавного газобетона аналогичной плотности, после подорожания цемента ситуация прямо противоположная.

Технология производства неавтоклавного пенобетона более доступна для производителей стеновых блоков. Для организации производства пенобетона не требуется применение дорогостоящих автоклавов, работающих в режиме повышенного энергопотребления, вибрационных площадок, мельниц, ударных площадок, резательных машин и прочего оборудования. Важно, что неавтоклавный пенобетон можно приготавливать непосредственно на строительной площадке, используя минимальный набор специализированного оборудования.

Но повышенный расход качественного цемента при производстве пеноблоков, увеличение себестоимости материала снижает его привлекательность для застройщика, вынуждая отдавать предпочтение более доступному на сегодняшний день газобетону.

Рассмотрим некоторые характерные проблемы производства пенобетонных блоков в условиях малых и средних предприятий. С ними сталкиваются не только не только малые производители, не имеющие в штате технолога, но и крупные предприятия, начинающие производство неавтоклавного пенобетона.

Пониженная прочность пеноблоков на сжатие. Нормируемые показатели физико-технических свойств бетонов ГОСТ-25485-89 указывают на то, что неавтоклавный бетон плотностью D600 должен соответствовать классу прочности на сжатие В2, В1 (Средняя прочность для В2 - 28.94 кгкв.см. Ближайшая марка бетона по прочности М25). На практике прочность пенобетона D600 на сжатие редко превышает 20 кгкв.см.

Пониженные показатели водонепроницаемости и морозостойкости, вследствие большого количества капиллярных пор, вызванных повышенным водоцементным отношением (В/Ц).

Большая усадка материала. ГОСТ 25485-89 определяет, что для неавтоклавных бетонов плотностью D600 усадка при высыхании не должна превышать 3мм/м. Однако на практике часто наблюдается усадка более 5мм не на метре, а на 60см, при формовании стеновых камней в кассетных формах.

Потеря первоначального объема, опадание пенобетонной массы в формах.

Низкая распалубочная прочность пенобетона, даже после тепловой обработки в течение 8 часов, приведет к большому проценту брака при работе со стеновыми блоками (складирование, технологическая транспортировка), а это негативно сказывается на себестоимости производимого материала.

Прочность пеноблока определяется прочностью межпоровых стенок. Соотношение пустот (пор) и цементных (цементнопесчанных) стенок определяет плотность и прочность готового материала. Чем больше количество пустот и соответственно тоньше межпоровые стенки, тем меньше плотность и соответственно прочность материала. И чем меньше пустот, тем более прочный полученный блок.

Размер, форма и равномерность распределения пустот также оказывает значительное влияние на прочность готового материала. Процентное соотношение пустот определяет важные характеристики материала: теплосопротивление, водопоглощение, объемный вес. Технология повышения прочности пеноблока путем контроля размеров пустот и их распределения является наиболее перспективным.

При производстве неавтоклавного пенобетона на турбулентных установках, а также на установках раздельной подготовки компонентов оснащенных пеногенератором наблюдается три типа пустот (пор).

Сферические пустоты правильной формы размерами 0.1-2 мм (если не были допущены грубые технологические ошибки). Они влияют на показатели плотности, теплопроводности и прочности готового пеноблока.

Хаотично расположенные капиллярные поры различного диаметра и протяженности. Эти пустоты существенно повышают водопроницаемость цементного камня, снижают его морозостойкость и снижают прочность несущих межпоровых стенок. Большое количество капиллярных пор делает пенобетон водопроницаемым, а за счет капиллярного эффекта перемещает воду в соседние блоки.

Очень мелкие пустоты неправильной формы, встречаются сферические, расположенные в межпоровых стенках основных пустот, снижают показатели теплопроводности и прочности, уменьшают плотность.

Перечисленные типы пустот оказывают основное влияние на физико-технические свойства получаемого пенобетона. Преобладание одного вида над другим придает пенобетону совершенно разные свойства. При одинаковом количестве цемента, песка, воды и пенообразователя пенобетон получается совершенно разный.

Прочность пенобетона напрямую зависит от прочности межпоровых цементнопесчанных (бетонных) стенок. Повышая прочность бетонных стенок, мы увеличиваем прочность готового пенобетона. Самый простой, но не самый выгодный способ, это увеличение доли цемента или использование портландцемента повышенной марки. При увеличении доли цемента в бетоне возрастает его стоимость, что в сложившихся условиях совершенно не допустимо.

Желательно повысить прочность пенобетона другим способом, причем, не увеличивая содержание цемента, а уменьшая его. Это возможно, причем технология повышения марочной прочности бетона без увеличения доли цемента известен и широко применяется в практике бетонных работ. Это метод снижения водоцементного отношения (В/Ц).

Для протекания процесса гидратации цемента, отношение цемента и воды (В/Ц) 0.2-0.25, количество воды увеличивают для повышения подвижности раствора. При равном содержании цемента, жесткие бетоны обычно прочнее подвижных бетонов. Жесткая смесь имеет наименьшее водоцементное соотношение (В/Ц). Морозостойкость повышается при снижении В/Ц. Жесткие бетоны при хорошем уплотнении обладают большей прочностью, чем подвижные, при одном и том же расходе цемента. Применение жестких бетонов позволяет экономить 10-20% цемента.

Использование пластифицирующих добавок, позволяющих повысить подвижность бетона без увеличения количества воды, либо сохранение подвижности бетона при снижении количества воды.

Если водоцементное отношение превышает 0.5, наблюдается значительное снижение водонепроницаемости пенобетона, ухудшаются показатели морозостойкости. При В/Ц 0.5-0.6 резко снижается прочность готового пенобетона. Снижение прочности наблюдается и в первые сутки нормального твердения, и при испытании двадцативосьмисуточных контрольных образцов пенобетона. И напротив, при В/Ц отношении около 0.4 наблюдается повышение прочности контрольных образцов пенобетона, увеличиваеться водонепроницаемость и морозостойкость пенобетона.

Подобная зависимость физико-технических свойств материала от В/Ц отношения объясняется тем, что при повышенной технологической влажности раствора наблюдается значительное увеличение объема капиллярных пор, которые значительно ослабляют несущие, бетонные, межпоровые стенки.

Чем выше содержание воды в растворе, тем большее количество капиллярных пор образуется, увеличением доли цемента эту проблему решить не возможно. Цемент, песок, вода при постоянном, интенсивном перемешивании из состояния жидкого раствора, после введения пенообразователя, постепенно густеет, подвижность раствора уменьшается, а пластичность увеличивается. При использовании турбулентного смесителя, на поверхности приготавливаемого раствора наблюдается устойчивая воронка, вызванная быстро вращающимся активатором. При повышении пластичности приготавливаемого пенобетонного раствора наблюдается обрыв воронки, которая появляется снова, в противном случае перемешивание прекращается, так как активатор смесителя не способен перемещать малоподвижный раствор. Пенобетон, полученный таким образом, нельзя назвать качественным материалом. При огромном перерасходе цемента показатели прочности, морозостойкости не будут соответствовать требованиям ГОСТов. Несущие стенки полезных пустот будут пронизаны ослабляющими порами, образовавшимися вследствие повышенного содержания воды в растворе (В/Ц более 0.5).

Приготавливаемый пенобетон с В/Ц около 0.3 при дальнейшем увеличении пластичности переходит в псевдотвердое состояние. Сверхпластичную массу невозможно перемешивать турбулентными пенобетоносмесителями обычной конструкции.

При увеличении доли цемента в смеси, следует увеличить водотвердое (В/Т) отношение, если используется песок увеличенного модуля крупности водотвердое (В/Т) отношение следует уменьшить. Оптимально подобранные В/Ц и В/Т отношения - единственный способ сократить расход цемента и получить качественный материал. Скорость вращения активатора, его конструкция и время перемешивания имеют огромное значение. Скорость вращения активатора турбулентного смесителя должна сочетаться с его конструкцией. Лопасти должны придавать раствору направленное движение, для эффективного перемешивания раствора. Для создания прочного межпорового каркаса необходимо применять песок и его рассев (либо другой заполнитель), основной размер которых не превышает 0.35-0.8 мм.