1.4.1 Технология производства пенобетона

Пенобетон создается путем равномерного распределения пузырьков воздуха по всей массе бетона. В отличие от газобетона пенобетон получается не при помощи химических реакций, а при помощи механического перемешивания предварительно приготовленной пены с бетонной смесью. Пену получают энергичным взбиванием водного раствора поверхностно-активных веществ, понижающих поверхностное натяжение воды.

Производство неавтоклавного пенобетона отличается простотой оборудования и позволяет осуществлять технологический процесс в полигонных и заводских условиях. Кроме простоты производства, пенобетон обладает и множеством других положительных качеств. Например, в процессе его производства, легко удается придать этому материалу требуемую плотность путем изменения подачи количества пенообразователя. В результате возможно получение изделий плотностью от 200 кг/м³ до 1200 кг/м³.

Технологическая линия производства пенобетона состоит из следующих основных переделов:

- приготовление пенообразующего состава;

- взбивание пены (пенообразование);

- приготовление цементного теста или раствора;

- приготовление пенобетонной массы смешиванием пены с цементным тестом или раствором;

- заполнение форм;

- твердение изделий.

В качестве основных материалов в производстве применяются портландцемент и пенообразователи. Для изготовления неавтоклавного пенобетона применяют портландцемент или пуццолановый портландцемент марки не ниже М400. Использование портландцемента меньшей активности нежелательно, так как в этом случае может быть получен пенобетон пониженной прочности.

В качестве заполнителя в большинстве случаев используется песок. Модуль крупности песка должен быть не более 2. Песок не должен содержать глинистых примесей более 3 % от массы. Также в качестве заполнителя могут использоваться различные отходы производств – зола-унос ТЭС, известняковая мука, доломитовая мука и т.п. В качестве пенообразующих веществ применяются клееканифольная эмульсия, алюмосульфонафтеновая эмульсия.

Процесс приготовления пены, цементного теста или раствора и смешение пены с цементным тестом или раствором происходят в пенобетоносмесителях. Существуют различные типы пенобетоносмесителей, состоящие из двух или трех барабанов. Наибольшее распространение получили трехбарабанные пенобетоносмесители.

Ниже приведены наиболее распространенные схемы производства пенобетонных смесей.

1) Классическая схема

Сущность способа заключается в смешении пены с растворной смесью. Концентрат пенообразователя и часть воды дозируют по объему, затем их смешивают с получением рабочего раствора пенообразователя, который поступает в пеногенератор для получения пены. Вторую часть воды дозируют по объему, цемент и песок – по массе и из них изготавливают растворную смесь. В пенобетоносмеситель подается пена из пеногенератора и растворная смесь. Пенобетонная смесь, приготовленная в пенобетоносмесителе, насосом транспортируется к месту укладки в формы или монолитную конструкцию.

2) Пенобаротехнология

Сущность способа заключается в поризации под избыточным давлением смеси всех сырьевых компонентов. Концентрат пенообразователя и воду дозируют по объему, цемент и песок – по массе. Все компоненты подают в пенобаробетоносмеситель, куда компрессором нагнетается воздух, создавая внутри давление. Пенобетонная смесь, полученная в пенобаробетоносмесителе, под давлением транспортируется из смесителя к месту укладки в формы или монолитную конструкцию, где в результате перепада давлений происходит вспучивание.

Для твердения пенобетона достаточно пропаривания изделий в камерах при атмосферном давлении (в отличие от газобетона, где пропарка проходит в дорогостоящих и энергоемких автоклавных камерах под высоким давлением и высокой температурой).

Также не исключается вариант естественного твердения, но при этом уменьшается оборачиваемость форм в сутки, обычно в два раза. Пенобетон естественного твердения обладает хорошими теплоизоляционными свойствами. К недостаткам следует отнести, кроме малой прочности, высокий удельный расход портландцемента; значительную усадку изделий, вызывающую образование трещин; значительное время вызревания (твердения) изделий и, соответственно, длительность процесса производства.

Расход пенообразователя определяется требуемой плотностью пенобетона и колеблется в пределах 0,5 – 1,2 л/м³.

Технология позволяет изготавливать конструкционно-теплоизоляционные изделия плотностью 500 – 1200 кг/м³ и теплоизоляционные изделия плотностью менее 500 кг/м³.

Рисунок 1 – Технологическая схема производства пенобетонных изделий