This article describes a proposal of a new type of cellular concrete with a density of 400-1800 kg/m3 by dosing superstable foam on the basis of protein components. The addition of superstable foam concentrate makes it possible to achieve density using non-autoclave curing of concretes, which can help to considerably lower power consumption for this material. The use of the proposed material could allow the thickness of enclosing constructions to be reduced, which is important in the modern-day context of shortage of heat and materials. This process would allow the use of complex and curvilinear architectural forms in building and implementation of the most daring projects in urban and rural building construction.
This article describes a proposal of a new type of cellular concrete with a density of 400-1800 kg/m3 by dosing superstable foam on the basis of protein components. The addition of superstable foam concentrate makes it possible to achieve density using non-autoclave curing of concretes, which can help to considerably lower power consumption for this material. The use of the proposed material could allow the thickness of enclosing constructions to be reduced, which is important in the modern-day context of shortage of heat and materials. This process would allow the use of complex and curvilinear architectural forms in building and implementation of the most daring projects in urban and rural building construction.
Неавтоклавный пенобетон активно внедряется в строительство как конструкционно-теплоизоляционный и теплоизоляционный материал, имеющий ряд достоинств, главным из которых является его малая энергоёмкость и энергосберегающая способность. Однако формирование макроструктуры ячеистого бетона трудно поддаётся управлению и урегулированию. Это связано с необходимостью контролирования большого числа технологических параметров: качества и количества сырьевых компонентов, водотвёрдого отношения, температуры и рН среды, изменяющихся в процессе изготовления и твердения изделий. Поэтому реальные условия структурообразования пенобетонов часто отклоняются от оптимальных, что приводит к возникновению дефектов в их структуре. Принцип получения неавтоклавных пенобетонов основан на введении в цементное тесто пенообразователей, являющихся в основном продуктами органического происхождения.
Пена должна выполнять роль несущего каркаса, в котором твёрдые частицы раствора удерживаются во взвешенном состоянии силами вязкого трения. При этом, неправильный выбор пенообразователя и типа вяжущего, а также способ получения пены и её смешивания с твёрдыми компонентами является весьма сложным. Пена часто разрушается до момента схватывания вяжущего, пеноцементная масса даёт усадку, по высоте свежеуложенного массива образуются сплошные каналы слияния пузырьков. В результате нарушается структура пенобетона, возрастает плотность и неравномерность теплофизических и технических свойств по высоте изделия. Таким образом, технологию изготовления пенобетона можно отнести к технологиям, закономерности которых резко отличаются от закономерностей технологии тяжёлых бетонов.
При производстве пенобетонных изделий проблема выбора пенообразователя является главным аспектом обеспечения оптимальных технологических параметров и строительно-технических свойств поризованных изделий. Свойства пенообразователей должны стабилизировать заданное количество однородной мелкоячеистой фазы, устойчивость пены в процессе приготовления, схватывания и твердения цементного раствора и быть при этом достаточно экономически целесообразными.
В работе представлены результаты исследований пенобетона, известного под маркой «Унипор».
Технология «Унипор» была разработана в Германии компанией NTOROP SYSTEM GmbH и представляет собой производство лёгких ячеистых бетонов с помощью добавки к цементно-песчаной смеси сверхустойчивой пены, полученной на основе протеиновых составляющих. Способ позволяет получать широкий диапазон плотностей бетонов путём изменения дозировки пены непосредственно на месте проведения строительных работ
Полученный пенобетон в равной степени приемлем как для заливки бетонных конструкций непосредственно на строительной площадке (монолитное домостроение), так и для производства сборных элементов на полигонах и заводах железобетонных изделий, как с естественным твердением, так и с теплообработкой.
Основным отличием от других технологий производства пенобетонов является уникальный пенообразователь – пеноконцентрат «Унипор», аналогов которому не существует. Будучи изготовленным на основе из протеиновых составляющих, он представляет собой химически нейтральное, экологически чистое вещество, позволяющее получать сверхстабильную пену, которая даёт возможность получения точно заданной плотности изготовляемых бетонов. Устойчивость пены позволяет контролировать процесс на всех стадиях приготовления бетона.
В таблице 1 приведены рекомендуемые составы унипорбетонной смеси для бетонов конструкционного и конструкционно-теплоизоляционного назначения из расчета на 1м3 бетона.
Объёмная плотность бетона кг/м3
Цемент, кг
Песок, кг
Вода, кг
Пеноконцентрат, кг
1000
430
500
202
1,02
1200
450
700
215
0,94
1400
480
800
228
0,72
При использовании бетона Унипор отмечается высокая подвижность бетонной смеси, что позволяет заливать любые формы и полости. Полученная качественная лицевая поверхность даёт уменьшение затрат на последующие отделочные работы. Основные характеристики ячеистого бетона Унипор представлены в таблице 2.
№ п/п
Характеристики
Ед. изм.
«Унипор»-бетон
1
Средняя плотность сухого образца
кг/м3
400
600
800
1000
1200
1400
2
Средняя плотность пенобетонной смеси
кг/м3
470
685
907
1110
1365
1510
3
Коэффициент теплопроводности (сух.)
Вт/м°С
0,13
0,17
0,22
0,29
0,38
0,49
4
Водопоглощение
%
…
…
8,5
6,6
5,4
3,8
5
Прочность на сжатие:
· 7 дней
· 14 дней
· 21 день
· 28 дней
кг/см2
5
9
10
12
10
18
21
25
16
25
30
35
24
31
35
37
45
58
63
63
85
105
115
120
6
Морозостойкость
Более 25 циклов
Таким образом, использование унипорбетона позволяет выполнять новые, более жёсткие нормативы, предъявленные к теплосберегающим свойствам ограждающих конструкций. Высокие теплоизолирующие свойства унипорбетона обусловлены уникальностью порообразования. Поры равномерно распределены по всему бетонному массиву и отличаются закрытым характером структуры.
Половова Э.А., Куршпель Л.А. ПЕРСПЕКТИВА ПРИМЕНЕНИЯ ПЕНОБЕТОНОВ НЕАВТОКЛАВНОГО ТВЕРДЕНИЯ [Электронный ресурс] /Э.А. Половова, Л.А. Куршпель//Архитектон: известия вузов. — 2010. — №3(31). — URL: