.jpg/1280px-Foamed_Concrete_AZ_(8405086019).jpg)
Пенобетон , также известный как легкий ячеистый бетон (LCC) и ячеистый бетон низкой плотности (LDCC), а также под другими названиями, определяется как цементная суспензия с минимум 20% (по объему) пены , вовлеченной в пластичный раствор . [1] Поскольку для производства пенобетона в основном не используется крупный заполнитель , правильным термином было бы называть раствор вместо бетона; его также можно назвать «вспененным цементом». Плотность пенобетона обычно варьируется от 400 кг/м 3 до 1600 кг/м 3 . Плотность обычно контролируется путем замены всего или части мелкого заполнителя пеной.
Его также называют пенобетоном, пенобетоном, газобетоном, ячеистым легким бетоном или бетоном пониженной плотности.
История пенобетона восходит к началу 1920-х годов и производству автоклавного ячеистого бетона , который использовался в основном в качестве изоляции . [2] Подробное исследование состава, физических свойств и производства пенобетона было впервые проведено в 1950-х и 60-х годах. [3] [4] [5] После этого исследования в конце 1970-х и начале 80-х годов были разработаны новые добавки , что привело к коммерческому использованию пенобетона в строительных проектах. Первоначально он использовался в Нидерландах для заполнения пустот и стабилизации грунта. Дальнейшие исследования, проведенные в Нидерландах, помогли добиться более широкого использования пенобетона в качестве строительного материала . [6] В последнее время пенобетон изготавливается с помощью непрерывного пеногенератора. Пена производится путем перемешивания пенообразователя сжатым воздухом для получения «воздушного бетона» или «пенобетона». Этот материал огнестойкий, устойчив к насекомым и водонепроницаемый. Он обеспечивает значительную тепло- и звукоизоляцию, его можно резать, вырезать, сверлить и формовать с помощью деревообрабатывающих инструментов. Этот строительный материал можно использовать для создания фундаментов, черных полов, строительных блоков, стен, куполов или даже арок, которые можно укрепить строительной тканью. [7]
Вспененный бетон обычно состоит из суспензии цемента или летучей золы и песка и воды, хотя некоторые поставщики рекомендуют чистый цемент и воду с пенообразователем для очень легких смесей. [8] Эта суспензия далее смешивается с синтетической аэрированной пеной на бетоносмесительной установке . [9] Пена создается с использованием пенообразователя , смешанного с водой и воздухом из генератора. Пенообразователь должен быть способен производить пузырьки воздуха с высоким уровнем стабильности, устойчивые к физическим и химическим процессам смешивания, размещения и затвердевания.
Вспененную бетонную смесь можно заливать или закачивать в формы или непосредственно в элементы конструкции. Пена позволяет суспензии свободно течь благодаря тиксотропному поведению пузырьков пены, что позволяет легко заливать ее в выбранную форму или форму. [9] Вязкому материалу требуется до 24 часов для затвердевания (или всего два часа, если его отверждать паром при температуре до 70 °C для ускорения процесса. [10] [11] ), в зависимости от переменных, включая температуру окружающей среды и влажность. После затвердевания сформированный продукт можно извлечь из формы. Новым применением в производстве пенобетона является резка больших бетонных лепешек на блоки разных размеров с помощью режущего станка с использованием специальной стальной проволоки. Резка происходит до того, как бетон полностью затвердеет.
Пенобетон — универсальный строительный материал с простым методом производства, который относительно недорог по сравнению с автоклавным ячеистым бетоном. [1] Пенобетонные смеси, использующие летучую золу в смеси шлама, еще дешевле и оказывают меньшее воздействие на окружающую среду. Пенобетон производится с различной плотностью от 200 кг/м 3 до 1600 кг/м 3 в зависимости от области применения. [1] Изделия с более низкой плотностью можно резать на различные размеры. Хотя продукт считается формой бетона (с пузырьками воздуха, заменяющими заполнитель), его высокие тепловые и звукоизоляционные качества делают его применение совершенно иным, чем у обычного бетона.
Пенобетон может быть произведен с сухой плотностью от 400 до 1600 кг/м 3 (от 25 фунтов/фут 3 до 100 фунтов/фут 3 ), с прочностью через 7 дней приблизительно от 1 до 10 Н/мм 2 (от 145 до 1450 фунтов на квадратный дюйм) соответственно. Пенобетон огнестойкий, а его тепло- и звукоизоляционные свойства делают его идеальным для широкого спектра целей, от изоляции полов и крыш до заполнения пустот. Он также особенно полезен для восстановления траншей. [9]
Вот некоторые из областей применения пенобетона:
До середины 1990-х годов пенобетон считался слабым и недолговечным материалом с высокими усадочными характеристиками. [1] Это связано с тем, что нестабильные пузырьки пены приводили к тому, что пенобетон имел свойства, непригодные для производства изделий с очень низкой плотностью (плотность в сухом виде менее 300 кг/м3 ) , а также для несущих конструкций. Поэтому важно обеспечить, чтобы воздух, вовлеченный в пенобетон, содержался в стабильных, очень маленьких, однородных пузырьках, которые остаются неповрежденными и изолированными, и таким образом не увеличивали проницаемость цементного теста между пустотами.
Разработка пенообразователей на основе синтетических ферментов; добавок, повышающих стабильность пены; и специализированного оборудования для генерации, смешивания и перекачивания пены улучшили стабильность пены и, следовательно, пенобетона, что позволило производить пенобетон плотностью всего 75 кг/м3 , что составляет всего 7,5% воды. [13] Фермент состоит из высокоактивных белков биотехнологического происхождения, не основанных на гидролизе белков. [14] В последние годы пенобетон широко используется в автомагистралях, коммерческих зданиях, зданиях для восстановления после стихийных бедствий, школах, квартирах и жилых комплексах в таких странах, как Германия, США, Бразилия, Сингапур, Индия, Малайзия, Кувейт, Нигерия, Бангладеш, Ботсвана, Мексика, Индонезия, Ливия, Саудовская Аравия, Алжир, Ирак, Египет и Вьетнам.
Пенобетон исследовался на предмет использования в качестве пулеуловителя на высокоинтенсивных полигонах для стрельбы из огнестрельного оружия в армии США. [15] Результатом этой работы стало изделие SACON , поступившее на вооружение Инженерного корпуса армии США. После износа его можно отправлять непосредственно на предприятия по переработке металла, не требуя отделения захваченных пуль, поскольку карбонат кальция в бетоне действует как флюс . [ 16]
Энергопоглощающая способность пенобетона была приблизительно рассчитана на основе испытания на падение и составила от 4 до 15 МДж/м 3 в зависимости от его плотности. Оптимальное поглощение оценивалось для смеси средней плотности 1000 кг/м 3 при соотношении воды к цементу (в/ц) от 0,6 до 0,7. [17]
