В статье автор рассматривает результаты исследований теплоизоляционного пенобетона с применением мелкодисперсных заполнителей техногенных отходов.
Ключевые слова: теплоизоляционный пенобетон, техногенное сырье, стеклобой, отходы камнепиления, прочность, плотность, теплопроводность.
В настоящее время ячеистые бетоны широко применяются в качестве эффективных теплоизоляционных материалов. Их пористая структура обеспечивает хорошие теплоизоляционные свойства и достаточную прочность для использования в качестве материалов для теплоизоляции.
Из результатов научных и практических исследований следует, что существующие методы производства неавтоклавных пенобетонов с разнообразными сырьевыми компонентами, в том числе с сырьем вторичного производства требуют подробного изучения.
Для решения поставленных задач были выбраны следующие материалы: цемент, мелкодисперсный заполнитель — отходы камнепиления и стеклобой, синтетический углеводородный пенообразователь, вода [1].
Состав пенобетонной смеси был определен экспериментально, согласно СН 277–80. «Строительные нормы. Инструкция по изготовлению изделий из ячеистого бетона» [2].
Для получения цементных бетонов неавтоклавного твердения было подобрано три состава пенобетона с мелкодисперсным наполнителем таких как стеклобой и отходы камнепиления [3].
Согласно программе исследований, были определены следующие физико-механические параметры: прочность на растяжении при изгибе и прочность на сжатие образцов-балочек 40х40х160 мм и теплопроводность.
Задачей исследования являлось получение теплоизоляционных ячеистых бетонов следующих технических характеристик (в соответствии с ГОСТ 25820–2021 [4]):
– марка по плотности от D 200 до D500;
– теплопроводность от 0,07 до 0,14 Вт/(м* о С);
– прочность на сжатие от М2 до М25 (класс по прочности на сжатие В0,75 — В2).
Подбор состава пенобетонной ячеистой смеси назначался в соответствии с СН 277–80 п.4 [2] с учетом отношения массы наполнителя к массе вяжущего (С). За исходное водотвёрдое отношение принято В/Т= 0,6, которое обеспечивает необходимую текучесть раствора, определяемую с помощью вискозиметра Суттарда. Для проектируемой плотности пенобетона 500 кг/м 3 диаметр расплыва смеси при литьевом способе формования должен быть 30 см. Расход материалов на замес осуществлялся на основе расчетных зависимостей (1) — (4), приведенных ниже:
где
Показатель С назначался в соответствии с техническим документом СН 270–80, таблица 2 стр. 7 [2] и составлял для безавтоклавного бетона на цементном вяжущем 0,75; 1; 1,25; В/Т — определялся опытным путем исходя из предыдущих исследований. На рисунках 1–4 представлены диаграммы зависимостей прочности пенобетона на сжатие, на изгиб, а также результаты определения теплопроводности и плотности пенобетона с различными заполнителями (стеклобой и отходы камнепиления).
Рис. 1. Зависимость прочности при сжатии к отношению массы наполнителя к массе вяжущего (С)
Рис. 2. Зависимость прочности при изгибе к отношению массы наполнителя к массе вяжущего (С)
Рис. 3. Зависимость теплопроводности к отношению массы наполнителя к массе вяжущего (С)
Рис. 4. Зависимость плотности к отношению массы наполнителя к массе вяжущего (С)
В лаборатории кафедры ТСМиМ СПбГАСУ проведены исследования по использованию стеклобоя и отходов камнепиления для создания теплоизоляционного пенобетона. В результате получены образцы с плотностью в диапазоне от 321 до 541 кг/м3 и прочностью на сжатие от 0,1 до 1,89 Мпа.
Заключение
- Посредством экспериментальных исследований разработан теплоизоляционный пенобетон безавтоклавного твердения с применением техногенного сырья, характеризующийся высокими эксплуатационными свойствами, позволяющий повысить популярность производства ограждающих конструкций зданий и сооружений.
- Мелкодисперсный заполнитель стеклобой превосходит по физико-механическим характеристикам и уменьшение в составе цемента способствует удешевлению готовых изделий.
- Несмотря на недостатки цементных ячеистых бетонов неавтоклавного твердения, изделия с применением техногенного сырья могут быть использованы в строительстве, что позволяет повысить экологичность окружающей среды [5,6].
Литература:
- Зайцева, В. К. Теплоизоляционный пенобетон с использованием техногенного сырья // Молодой ученый. — 2024. — № 21 (520).
- СН 277–80 «Строительные нормы. Инструкция по изготовлению изделий из ячеистого бетона».
- Опекунов В. В. Использование отходов камнепиления в производстве ячеистых бетонов // Строительная наука и техника. 2011 г.
- ГОСТ 25820–2021 «Бетоны легкие. Технические условия».
- Асаналиева Ж. Д. Неавтоклавный пенобетон на основе наполнителей из вторичных материалов и промышленных отходов // Academy. 2019. № 10(49). С. 20–25.
- С. Н. Леонович; Д. В. Свиридов, Г. Л. Щукин, П. И. Радюкевич, А. Л. Беланович, В. П. Савенко, С. А. Карпушенков. Состав сухой смеси для неавтоклавного пенобетона естественного твердения // Научно-технический и производственный журнал «Строительные материалы». 2015 г.
