Обычно основным вяжущим компонентом полистиролбетона служит цемент. Поэтому, если процесс эксплуатации материала происходит в нормальных условиях, в отличии от ячеистых бетонов автоклавного твердения, прочность полистиролбетона со временем продолжает нарастать.
В качестве справки: к легким бетонам относятся материалы с плотностью до 1800 кг на куб метр. Стоить заметить, что плотность пескобетона в блоке отформованном на опалубке Тисэ в зависимости от расхода цемента колеблется от 1700кг до 2100 кг на куб бетона.
В полистиролбетоне, в отличие от большинства других легких и тяжелых бетонов, прочность материала преимущественно определяется прочностью цементного или песчаноцементного теста, равномерно распределенного вокруг гранул пенопласта. С увеличением объема такого теста растет прочность и плотность бетона, а с ростом плотности ухудшается и теплопроводность материала.
Существует ряд научных исследования, по результатам которых можно сделать вывод, что во время приготовления полистиролбетонной смеси с применением некоторых химических веществ происходит увеличение адгезии цементного раствора к поверхности пенополистирольных гранул, и как следствие - значительно увеличивается прочность готового полистиролбетона.
Также на прочность влияет форма и размер гранул пенопласта. Теоретически оптимальными считаются гранулы кубической формы, но на практике - гранулы сферической формы и диаметром от 2 до 4 миллиметров. Цена такого свежевспененного полистирола в продаже начинается от 1000 рублей за куб. В "домашних условиях" для частника применять такие покупные гранулы по причине их дороговизны экономически нецелесообразно. В самострое имеет смысл использовать или покупную дробленку, в которой гранулы рубленные и разного размера, причем сильно в большую и меньшую сторону от оптимального, или все ту же дробленку, полученную из кускового пенопласта "своими руками" на самодельной дробилке пенопласта.
В "промышленном производстве" за счет вспенивания сырья на месте достигается снижение цены пенополистирола до 500-600 рублей за куб.
Дробленка из отходов переработки экструзионного пенополистирола (ЭППС):
О достоинствах и недостатках полистиролбетона написано на странице Свойства полистиролбетона
Оптимальные составы полистиролбетона
В "домашних условиях" имеет смысл делать полистиролбетон двух плотностей D350 и D1200. Первый легкий состав использовать как теплоизоляционный самонесущий, а второй - как конструкционный.
Почему именно такие плотности?
В обоих составах используется на куб готовой смеси по 300 кг цемента и по 1,1 м3 крошки пенополистирола.
В полистиролбетоне D1200 дополнительно вводится 800 кг песка. При этом расходе цемента и песка получается такой объем цементно-песчаного теста, которое полностью заполняет пустоты между гранулами пенополистирола и после твердения создает однородный монолитный каркас. В результате полистиролбетон такой плотности в дальнейшем можно использовать как надежный (насколько это вообще возможно при изготовлении самодельного легкого бетона) несущий материал.
В обоих случаях получается максимальная прочность бетона при минимальном расходе цемента. Что очень важно, если не проверять самодельный полистиролбетон в лаборатории.
Можно, конечно, замешать конструкционно-теплоизоляционный полистиролбетон D 600 и сделать из него полнотелые блоки. Но в "домашних условиях", чтобы получить что-нибудь приличное, гарантированное по прочности - хотя бы M15 - необходимо потратить на куб такого бетона не меньше 400 кг цемента - 8 мешков цемента по 50 кг при цене не менее 200 р за мешок! Если есть финансовые средства достаточные для покупки такого количества цемента для самодельного полистиролбетона, разумнее сразу приобрести заводской автоклавный газосиликат удовлетворительного качества, благо заводов его производящих расплодилось немало.
ПЕНОБЕТОН В ПОЛИСТИРОЛБЕТОНЕ.
В интернете встречаются рецепты полистиролбетона примерно такого состава: для плотности D550 в состав бетонной смеси вводится по 250 кг песка и цемента, а пенополистирола всего 0,5 кубических метра.
Подобные рецепты вполне могут оказаться правдивыми в том смысле, что можно получить легкий бетон имеющий в своем составе гранулы вспененного полистирола. Однако те, кто дает подобные рецепты, обычно "забывают" уточнить, что нужно тем или иным способом молоть кварцевый песок и активировать цемент для более полного вовлечения веществ, входящих в цементное зерно, в химическую реакцию с водой, или что необходимо применять пеногенератор, аналогичный пеногенератору применяемому при производстве обычного неавтоклавного пенобетона, а также вводить пенообразователь для пенобетона, чтобы получить ПЕНОполистиролбетон как на фото ниже:
По большому счету в таком ПЕНОполистиролбетоне больше недостатков пенобетона, чем достоинств полистиролбетона. Изготовление подобного материала оправдано только в том случае, когда производитель не может получить нормальный пенобетон низких плотностей, а умеет делать только пенобетон плотности D800 и выше.
Разумеется, все вышеперечисленное в "домашних условиях" применить практически невозможно. Но если начинать свое дело, тогда... вот мнение "продвинутого" производителя полистиролбетона: "Готовых решений нет и быть не может. Каждый идет своим путем. При производстве строительных материалов столько нюансов, что только опыт, сын ошибок трудных, поможет Вам. Готовые рецептуры есть в ГОСТе. У каждого производителя свой ТУ. Купить ТУ можно и не только у производителя. Вариант такой, либо покупайте готовый рецепт, а не пытайтесь его вызнать на халяву (специально Вам всё запутают), либо нанимайте консультанта технолога. Либо метод проб и ошибок. Четвёртого не дано!" Кроме того, все замечательные прочностные характеристики, указанные в рекламных буклетах продавцов дешевого полистиролбетона, очень часто имеют мало общего с реальными характеристиками такого бетона. Разумеется, все это относится не только к полистиролбетону, но и ко всем строительным материалам.
ПЕСОК В ПОЛИСТИРОЛБЕТОНЕ. Очевидно, что полистиролбетон с расходом 1,1 м 3 гранул пенополистирола и 250 кг цемента на куб бетона будет менее прочным, чем полистиролбетон с расходом 250 кг цемента и 250 кг песка на куб бетона при прочих равных условиях. Так же очевидно, что бетон плотностью D550 с песком будет менее прочным бетона D550 без песка на одном цементе. Причем это МЕНЕЕ будет измеряться в 50-70%. Насколько оправдано производить для себя материал такой прочности на такой плотности - большой вопрос. Так что, если и заменять часть цемента песком в самострое, то не больше 15% цемента. И то, в составах на плотностях свыше 1000 кг/м 3.
Теплоизоляционный полистиролбетон D200.
Расход пенополистирола на куб бетона - 1,15 м3 при литьевой консистенции смеси и до 1,4 м3 для подпрессованной бетонной смеси в случае немедленной распалубки; цемена - 150 кг; воды - в зависимости от требуемой подвижности смеси. Однако делая полистиролбетон плотности 200 кг/м3 желательно быть уверенным, что цемент - портландцемент марки М500, а лучше - М600, и еще вчера был теплым. Иначе получается только склеить между собой гранулы.
На фото крупнопористый полистиролбетон D200:
Такой материал долговечен и неплохо работает как утеплитель. Но он не является даже самонесущим, каким может быть полистиролбетон плотности 350 кг/м3.
Монолитный пенополистиролбетон D200 в колодцевой кладке:
Самое главное о добавках для полистиролбетона.
Для приготовления полистиролбетона часто применяется ПАВ - поверхностно активные добавки, которые, если не вдаваться в научные дебри, позволяют воде смачивать шарики пенопласта и, как результат, равномерно обволакивать эти шарики цементным раствором.
В промышленном производстве обычно применяют СДО (SDO-L) - смолу древесную омыленную, которая используется так же в качестве воздухововлекающей добавки (микропенообразователя), позволяющей поризовать цементное тесто в бетоне и тем самым увеличить его объем почти на 10% и тем самым повысить теплотехнические характеристики полистиролбетона, а так же пластифицировать (повысить подвижность) бетонной смеси для улучшения удобоукладываемости. В условиях самостроя такой поризации без применения принудительного промышленного бетоносмесителя добиться сложно. Разве что лопатой или - используя ручной миксер для бетона или штукатурных смесей.
Цена СДО - около 50р за кг. Расход до 2% от веса цемента. Стоит заметить, что купить в розницу СДО объемом до 15 литров у официальных продавцов практически невозможно.
Зависимость смачивания от вида ПАВ:
|
Смачивающие реагенты |
Вода |
С-3 |
СДО |
ПТО |
ПВА |
АП |
БДСЛ |
МС |
|
Угол смачивания,o |
86 |
46 |
45 |
43 |
37 |
30 |
24 |
15 |
КМЦ – карбоксиметилцеллюлоза
ПВА – поливинилацетат
АП – акриловый полимер
С-3 – суперпластификатор
МС – моющее средство
СДО – смола древесная омыленная
ПТО – пек таловый омыленный
БДСЛ – бутадиенстирольный латекс
Как видно из таблицы, лучше всего смачивание полистирола обеспечивает моющее средство:).
В зависимости от применения той или иной добавки при одном и том же количестве полистирола, цемента и воды получается полистиролбетон существенно разной прочности:
|
Состав Бетона, Кг/м3 |
Плотность, Кг/м3 |
R, изг МПА |
R, сж МПА |
|
Цемент (ПЦ) |
Песок |
Полистирол |
Вода |
Добавка |
|
АП |
С-3 |
ПВА |
СДО |
МС |
|
478 |
315 |
15 |
159 |
|
|
|
|
|
1020 |
2,9 |
4,4 |
|
472 |
311 |
15 |
157 |
|
1,8 |
|
|
|
988 |
4,2 |
7,1 |
|
478 |
315 |
15 |
159 |
|
|
1,9 |
|
|
1016 |
2,8 |
5,3 |
|
478 |
315 |
15 |
159 |
|
|
|
1,9 |
|
1051 |
5,9 |
5,2 |
|
478 |
315 |
15 |
159 |
|
3,8 |
|
|
0,5 |
1051 |
4,4 |
11,2 |
|
478 |
315 |
15 |
159 |
1,9 |
|
|
|
|
1090 |
2,8 |
8 |
(Таблицы составлены по результатам научных работ Восточно-Сибирского государственного технологического университета г.Улан-Удэ. В качестве вспененного полистирола в бетоне использовалась дробленка насыпной плотности 15 кг/м3, полученная из упаковочного пенопласта)
Очевидно, можно сделать вывод, что если СДО нет рядом, то его вполне можно заменить жидким мылом или моющим средством для посуды типа "Фэйри". Расход - 0,05 литра на 10 литров воды затворения смеси. А с добавкой суперпластификатора полистиролбетон будет еще прочнее.
Однако, если делать конструкционный полистиролбетон с плотностями около1200 кг/м3, можно обойтись одним пластификатором, например, С3. Или, если есть возможность, лучше использовать комплексные добавки, которые и ускоряют, и пластифицируют, и гидрофобизируют обычный тяжелый бетон. Цена их применения сопоставима с ценой применения СДО.
Моющее средство против СДО
СДО - микропенообразователь. В цементном растворе создает при перемешивании пузырьки воздуха размером в доли миллиметра или меньше. Пены в обычном понимании при применении СДО, если нет передозировки, не получается По промышленным рецептам вводят до 2% от цемента, как было сказано выше. Конкретное количество определяется опытным путем в зависимости от температуры ингредиентов и воздуха в помещении, а так же от жесткости воды.
Моющее средство (МС), добавленное в избыточном количестве, при интенсивном перемешивании создает большие пузыри. Уж точно больше миллиметра. В результате интенсивного перемешивания полистиролбетона получается нечто похожее на пенобетон с добавленными шариками пенопласта. Что не есть хорошо.
В зависимости от температуры МС дает разное количество обычной пены. Чем выше температура, тем больше пена. Опять же, есть МС с минимальным пенообразованием, например - моющие средства для стиральных машин.
Однако, если делать замес аккуратно и начинать с минимального количества МС, то лишней пены можно избежать. Минимальное количество МС можно определить визуально по тому, как ведет цементный раствор на шарике пенопласта. Если раствор обволакивает шарик более менее равномерно и не стекает с него, то МС достаточно. Надо немного потренироваться, нужная консистенция раствора со второй попытки будет заметна сразу.
Для изготовления блока с немедленной распалубкой необходимо добиваться минимально возможной подвижности смеси. Если же получился слишком пенный раствор на МС, то, чтобы погасить пену, необходимо в раствор добавить примерно четверть всех ингредиентов, сперва насыпав цемент, а потом все остальное, кроме воды, разумеется. И перемешивать помедленнее.
Опять же, имеет смысл проводить замес в следующем порядке:
1. Провести увлажнение гранул пенопласта водой с МС для улучшения смачиваемости.
2. Параллельно приготовить пескобетонное тесто без МС или с его минимальным количеством
3. Объединить в замесе смоченые гранулы пенопласта и пескобетонное тесто с добавлением воды для получения необходимой подвижности смеси.
|
|
|
На видео - замес конструкционно-теплоизоляционного полистиролбетона плотностью 1000 кг/м3.
Пропорции по объему следующие:
1 часть цемента,
2,5 части песка,
4,5 части дробленки пенопласта.
Выход полистиролбетонной смеси - 4,5 части.
Водоцементное отношение - 0,5...0,6. Относительно этой величины в зависимости от требуемой подвижности полистролбетонной смеси расход воды уменьшается.
И как результат - почти на 99% гарантированная прочность в районе М20 на цементе М400, а с хорошим цементом М500, оптимальными по размеру шариками пенопласта, нужными хим добавками и чистыми песком - прочность в районе М25 и выше. |
Как формовать блок из полистиролбетона c немедленной распалубкой, с подробностями рассказано и частично показано на видео :
[ Назад ] |
Подробнее
