Пенобетон — ячеистый бетон, имеющий пористую структуру за счёт замкнутых пор (пузырьков) по всему объёму, получаемый в результате твердения раствора, состоящего из цемента, песка, воды и пенообразователя. [1]
Таблица 1
Сравнение пенобетона с другими строительными материалами
|
Параметры |
Керамический кирпич |
Керамический блок |
Силикатный кирпич |
Газоблок |
Пеноблок |
|
Размеры, см |
25/12/6,5 |
38/25/24 |
25/12/6,5 |
20/30/60 |
20/30/60 |
|
Масса стены, кг/м2 |
1200 – 1800 |
600 – 800 |
1450 – 2000 |
100- 900 |
100 – 900 |
|
Плотность, кг/м3 |
1500 – 1750 |
700 – 900 |
1700 – 1950 |
300 – 1200 |
300 – 1200 |
|
Водопоглощение, % |
12 |
12 – 14 |
16 |
20 |
14 |
|
Теплопроводность, Вт/М*к |
0,4 – 0,7 |
0,1 – 0,2 |
0,8 – 1,1 |
0,1 – 0,4 |
0,1 – 0,4 |
|
Морозостойкость, цикл |
25 |
50 |
25 |
35 |
35 |
|
Предел прочности при сжатии, МПа |
2,5 – 25 |
- |
5 – 30 |
0,5 – 25 |
0,25 –12,5 |
|
Расход, шт./м3 |
400 – 500 |
34 – 45 |
400 – 500 |
21 – 27 |
21 – 27 |
|
Цена, $/м3 |
63 – 112 |
62 – 90 |
17 – 90 |
60 – 94 |
49 – 68 |
Термин «Нанопенобетон» (Н.П.Б.) был введён в 1991 году, когда впервые были изобретены эффективные и экономичные мельницы для инертных материалов, позволяющие получать микронные и ангстремные частицы.
Вместе с этими принципиально важными открытиями пришло понимание о новом строительном материале с уникальными свойствами, открывающем перед человечеством горизонты решения проблем, которые ранее были невозможны. Математические модели кристаллических решёток и последующие образцы бетонов позволили говорить о пенобетонах с твёрдостью и крепостью стали.
Все строительные, монтажные, эксплуатационные, экологические параметры и свойства однозначно говорят как о материале для человеческих цивилизаций будущих тысячелетий. [2]
Состав нанопенобетона представляет собой равномерно распределённые бинарные кристаллические фазы, образующие практически стекловидную фазу с высокой прочностью, термической стойкостью с низким коэффициентом температурного расширения.
Как клинкер, так и как кальциты, обладающие рыхлой слоистой структурой, очень непрочные (твердость 3, плотность 2.7-2.8 г/см3), после химических изменений превращаются в цемент и в крепчайшие бетоны, так в случае с нанопенобетоном это явление имеет ещё более эффективные тенденции к изменению качеств от исходных материалов. [3]
Но если к этому добавить пропитки мономерами или жидкими смолами с полимеризацией на морозостойкость, стойкость в агрессивных средах, то получаем НаноПеноБетонополимеры невиданных спектров качества.
В качестве арматуры в нанопенобетоне могут использоваться льняные или пеньковые верёвки различной толщины и рыхлости кручения с послойной пропиткой.
Получаемый нанопенобетон требует в 2-3 раза меньше цемента, чем обычный бетон.
Следует также упомянуть, что данная смесь не требует вибрационного воздействия для получения однородности состава.
Его использование значительно уменьшает энергетические и трудовые расходы. Исходный материал, содержащий высокодисперсные наночастицы, ведет себя как сыпучее вещество при небольшом водоцементном соотношении. При высыхании набухающие частицы препятствуют образованию пустот и трещин.
Наночастицы значительно уменьшают количество используемой воды и время твердения материала, делая необязательной стадию парообработки.
Наночастицы заполняют трещинки на поверхности твердеющего бетона и связывают прочно его с материалом-усилителем.
Диаграмма 1 – Сравнение нанопенобетона с пенобетоном и другими строительными материалами
Таблица 2
Изменение характеристик пенобетона с введением наноструктур
|
№ |
Плотность пенобетона, кг/м3 |
МУНТ, % |
Прочность, МПа |
Коэффициент теплопроводности, λ, Вт/м·0С |
|
|
Rиз |
Rсж |
||||
|
1 |
300 |
- |
0,25 |
0,7 |
0.08 |
|
2 |
300 |
0,0019 |
1,0 |
2,8 |
0.06 |
|
3 |
500 |
- |
0,8 |
2,1 |
0.16 |
|
4 |
500 |
0,002 |
2,4 |
6,2 |
0.12 |
|
5 |
1200 |
- |
4.8 |
12,5 |
0.29 |
|
6 |
1200 |
0,002 |
14.5 |
37,4 |
0.22 |
Данные таблицы свидетельствуют о том, что введение в пенобетонную смесь наноструктур повышает прочность в 3-4 раза, а коэффициент теплопроводности уменьшается в среднем на 24%.
Использование нанопенобетона повышенной прочности позволяет возводить здания и сооружения высотой до 12 метров без усиления конструкции, то есть не требуется устройство каркаса. Ограждающие конструкции в таких зданиях являются несущими.
На данный момент разработана технология, позволяющая получать частицы от 10мк. до 10 ангстрем с затратами менее 1200 р. за тонну. В потоке композита материалов градуированные пузырьки заданных размеров занимают только своё, им предназначенное, место, и тогда мы получаем крепчайший строительный материал, где объём воздуха будет составлять до 95 %. То есть, 1 тонна исходных материалов будет давать 20 м3 нанопенобетона, в результате чего, всего 1 самосвал в 20 тонн привезёт материал для паводковой платины в 400м3, а строительная бригада из 2-3 человек выдует его за 5-6 часов. Если брать гражданское строительство, то бригаде из 3 человек возможно выливать (вспенивать) 2–5 этажные дома за неделю, при стоимости около 14000 р. за м2. [4]
Поверхности налитых объёмов могут быть упрочненными, остеклованными, окрашенными, полированными или шероховатыми.
За счёт уникального сочетания совершенных качеств, прочности и лёгкости конструкций, доступности исходных местных материалов все сейсмозащитные и строительные приёмы становятся многократно эффективнее для жилого и промышленного домостроения, любого малоэтажного домостроения. За счёт прочности и лёгкости материал не травматичен и безопасен.
Нанопенобетон можно применять в строительстве дорог, аэродромов для безопасного и эффективного транспорта будущего – для большегрузных экранопланов на воздушной подушке, плавающие острова и т.д.
Утилизация старого нанопенобетона обеспечивает марочность будущей смеси 300 – 350. [5]
К достоинствам нанопенобетона стоит отнести:
невысокая стоимость строительства домов при высоком уровне качества;
высокая тепло- и звукоизоляция;
комфортность – паропроницаемость пенобетона равна паропроницаемости дерева;
легкость укладки и обработки;
долговечность и надежность;
экологически чистый материал;
высокая морозостойкость и огнеупорность ограждающих конструкций;
возможность строительства в стесненных условиях
кратчайшие сроки строительства
отличается малой трудоемкостью укладки. [6]
Литература:
- Портик А. «Все о пенобетоне» СПб 2003г-255стр.
- Гензлер М.Н., Линдерберг С.А. «Пенобетонщик»-Ленинград 1936г.-161стр.
- Розенфельд Л.М. «Исследования пенокарбоната»-Москва 1955г.-53стр.
- Патуроев В.В. «Полимербетоны» Издательство. Стройиздат. 1987г-143стр.
- Кауфман Б.Н. «Производство и применение пенобетона в строительстве» Москва 1940г-129стр.
- С. Ружинский., А. Портик, А. Савиных «Все о Пенобетоне» Издание второе улучшенное и дополненное. Санкт-Петербург 2006г-625стр.
