Свойства пенобетона и газобетона: Газобетон или пенобетон в чем разница

Ошибка 404 — страница не найдена

Ошибка 404 — страница не найдена

Извините! Страница, которую Вы ищете, не может быть найдена.

Возможно, запрашиваемая Вами страница была перенесена или удалена. Также возможно, Вы допустили небольшую опечатку при вводе адреса – такое случается даже с нами, поэтому еще раз внимательно проверьте правильность ввода адреса еще раз.

Если это не помогло, то можете сделать следующее:

— Переходите на главную страницу – там Вы также сможете найти много полезной информации

— Можете воспользоваться картой сайта для поиска нужного раздела

Обратный звонок

Телефон*

Нажимая на кнопку «Перезвоните мне», я даю согласие на обработку персональных данных

Получить консультацию

Ф. И.О.*

Телефон*

Ваш вопрос*

Нажимая на кнопку «Отправить», я даю
согласие на обработку персональных данных

Добавить отзыв

Ф.И.О.*

Телефон*

Текст отзыва*

Нажимая на кнопку «Отправить», я даю
согласие на обработку персональных данных

Войти

Пароль

Забыли свой пароль?

Нажимая на кнопку «Войти», я даю
согласие на обработку персональных данных

Впервые на нашем сайте?
Зарегистрируйтесь – это недолго!

Регистрация

Логин *

Пароль *

E-mail *

* — поля, обязательные для заполнения

Нажимая на кнопку «Зарегистрироваться», я даю
согласие на обработку персональных данных

Напомнить пароль

E-mail

Написать ген. директору

Прежде чем Вы перейдёте далее выберите, пожалуйста, Ваш регион*:

* В зависимости от региона, цены на продукцию, доставку и иные услуги, могут отличаться

Газобетон или пенобетон в чем разница

Прежде чем строить дом, надо решить, из чего же его строить. Именно выбранный материал определяет, насколько крепким и комфортабельным получится жилище. Хорошие стены и тепло не отдадут на улицу, и постороннему шуму не позволят в комнаты проникнуть. А еще они должны быть экологичными и пожаробезопасными. Сейчас на пике популярности легкие и прочные ячеистые материалы для стен. Нередко застройщик долго раздумывает, что купить: газобетон или пенобетон — в чем разница между ними. На первый взгляд, ее и нет вовсе. А давайте-ка приглядимся повнимательнее.

Разбираемся в терминологии

Ячеистыми бетонами называют материалы на цементной основе облегченного типа. Их особенностью является наличие многочисленных ячеек, благодаря чему материал приобретает множество полезных свойств – как физических, так и механических. Ячеистый бетон имеет несколько разновидностей. Кроме уже упомянутых выше пенобетона и газобетона, существует, например, и газозолобетон. Пористый бетон может быть автоклавным и неавтоклавным.

По способу образования этих ячеек выделяют такие материалы как:

• Газобетон;
• Пенобетон;
• Газопенобетон.

По способу затвердевания пористые бетоны делятся на:

• Автоклавный метод подразумевает твердение материала при повышенном давлении в герметичном резервуаре, в который добавлены насыщенные водяные пары.
• Неавтоклавный метод предполагает, что материал твердеет в естественной среде. При этом он прогревается с помощью электричества. Возможна также обработка бетона насыщенным водяным паром. Но, в отличие от предыдущего метода, давление не повышается.

Пенобетон и газобетон достаточно существенно отличаются друг от друга. У них и состав различный, и характеристики. И в эксплуатации оба материала проявляют себя совершенно по-разному.

Особенности производства пеноблоков и газоблоков

1. Чтобы сделать пенобетон, перемешивают цементную основу со специальными добавками. Они необходимы для вспенивания массы. Данные пенообразователи бывают как на основе синтетических веществ, так и органическими. Вспененная масса попадает в специальные формы, где и твердеет в естественной среде. В итоге получаются пенобетонные блоки. Материал, называемый монолитным, заливают не в формы, а в опалубку. После застывания съемную опалубку разбирают. Несъемная опалубка остается на месте.

Структура пенобетона.

2. Имеется существенная разница между пенобетоном и газобетоном, изготовленным автоклавным методом. Последний, в отличие от пенобетона, можно изготовить лишь в производственных условиях. Для того чтобы он вспенился, не нужны особые химические добавки. Газобетон состоит из натуральных веществ — воды, цемента, извести и гипса. Также в него добавляется некоторое количество алюминия – в виде пудры или пасты. Именно это вещество способствует газообразованию.

Изготавливают газобетон в особой емкости – автоклаве. Для придания материалу прочности его подвергают воздействию высокого давления и температуры, а также водяного пара. В процессе производства происходит химическая реакция между компонентами, и образуется вещество с новыми свойствами. А его кристаллическая решетка похожа на решетки некоторых органических веществ. Это, например, силикаты кальция, в частности, тоберморит. Химическая реакция сопровождается выделением водорода – именно этот газ делает материал пористым и заполняет эти самые поры.

Структура газобетона.

Когда газобетон окончательно затвердевает, приходит время разрезать его на аккуратные одинаковые блоки. Для этого используются струны, которые обеспечивают практически идеальный ровный разрез. Благодаря этому при укладке блоков из газобетона швы получаются очень тоненькими. Так что мостиков холода, через которые может уходить на улицу много тепла, удается избежать.

Сравним характеристики пенобетона и газобетона

ГОСТы для изготовления и того, и другого материала одни и те же. Не допускается отклонения от них. Казалось бы, и характеристики обоих пористых бетонов должны совпадать. На самом деле отличия существуют.

Впитывание влаги и морозостойкость

Отличие технологий изготовления влияет на эти два параметра. Так, газобетон вбирает в себя воду, как губка. Из-за этого во время морозов он себя проявляет не лучшим образом. У пенобетона водопоглощение гораздо ниже. Но следует помнить, что обычно стены из ячеистых материалов не оставляют «как есть» — их покрывают защитным слоем. Это может быть штукатурка, сайдинг или плиточная облицовка. Так что на практике можно не учитывать разницу в водопоглощении. Но можете знать, что газобетон здесь проигрывает.

Что прочнее

Плотность обеих пористых бетонов может варьироваться от 300 до 1200 килограммов на кубический метр. Если провести сравнение газобетона и пенобетона одинаковой плотности, то окажется, что последний менее надежен и крепок. Кроме того, прочность этого материала напрямую зависит от качества пенообразующих веществ. Так как хороший пенообразователь имеет высокую цену, некоторые изготовители хитрят и заменяют его на более дешевый. Прочность пенобетона нестабильна и по всей поверхности блока. А вот газобетонный блок однороден и одинаково себя проявляет во всех точках.

Экологическая безопасность

В процессе производства автоклавного газобетона происходит реакция между известью и алюминием. Выделяемый в результате водород далеко не весь выходит во время отвердевания материала. Часть этого газа (впрочем, совсем немного) может выходить и во время строительства, и потом, когда стены дома уже сложены.

Но водород не относится к ядовитым газам, поэтому отравляющего воздействия на организм человека он не производит. Образующие пенобетон вспениватели, как белковые, так и искусственные, тоже вредных веществ не содержат. Кроме того, поры у пенобетона замкнуты и герметичны. Получается оба данных материала не имеют существенных недостатков в экологическом плане и этот параметр не может быть определяющим в выборе того или иного материала.

Какой материал более подвержен усадке

В стене, выложенной из пенобетонных блоков, могут возникнуть трещины. Ведь показатель усадки у этого материала составляет от 1 до 3 мм/м. Газобетонные блоки практически не трескаются, так как аналогичный параметр у них – не более 0,5 мм/м.

Способность удерживать тепло

Чем более плотной является структура ячеистого бетона, тем хуже его теплоизоляционная способность. Поэтому пенобетон, обладающий небольшой плотностью – лучшим теплоизолятором чем газобетон. Но несущие стены из него не выложить – недостаточно прочен. Поэтому приходится использовать более плотный материал, но стены делать толще, потому как теплопроводность его выше. К примеру, для Новосибирска стены дома из пенобетонных блоков D600 должны быть не тоньше 65 сантиметров. Тогда в доме будет достаточно тепло.

Если же при таких же условиях класть стены из газобетона, то они получатся не толще, чем 45 или 50 сантиметров. Да и плотность при этом будет достаточна D 400 или D 500. Как видите, газобетон гораздо лучше способен удерживать тепло, а стена из него получается легче и прочнее. Впрочем, газобетон или пенобетон использовать для своего дома, решать вам.

Огнестойкость

Оба материала хорошо себя проявляют в этом отношении. А еще данные ячеистые бетоны неплохо пропускают воздух, а также имеют в своем составе только вещества естественного происхождения. Они легкие и удобные в эксплуатации. Что касается устойчивости к морозу, то газобетон в этом плане надежнее вдвое, а порой и втрое.

Сравниваем стоимость

Пенобетон существенно дешевле – примерно процентов на 20. Ведь компоненты для его изготовления не очень дорогие, а оборудование не является сложным. Но при строительстве его может понадобиться больше, чем газобетона. Поэтому не стоит смотреть только на цену кубометра материала – сначала весь проект будущего дома просчитайте.

Важно и то, что газобетон укладывают на клеевую смесь, а для пеноблоков и недорогой цементный раствор вполне подходит. Правда, с клеем укладка проходит быстрее, и понадобится его намного меньше, чем цементной смеси. В итоге получается, что стоимость укладки пеноблоков (включая все материалы) превышает затраты на укладку газоблоков. Кроме того, тонкий слой клея, в отличие от цемента, не дает мостиков холода. В итоге дом получается более энергосберегающим.

Сравниваем размеры

Так как блоки из газобетона изготавливаются в заводских условиях, то их размеры более стабильны, чем у пеноблоков. Ведь пенобетон делать можно прямо на стройплощадке – при помощи специальных установок. В результате и расход материалов для укладки, и удобство самой кладки у обоих ячеистых бетонов отличаются. Но это отнюдь не говорит о том, что газобетон – победитель по всем пунктам.

Надеемся, что это сравнение преимуществ и недостатков пенобетона или газобетона было своевременным и оказало вам помощи. Удачи в строительстве!

Если вы заметили ошибку, не рабочее видео или ссылку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Поделиться:

Пенобетон — материалы, свойства, преимущества и производство

🕑 Время чтения: 1 минута

Пенобетон — это тип легкого бетона, который изготавливается из цемента, песка или золы-уноса, воды и пены. Пенобетон представляет собой вспененный раствор или вспененный раствор.
Пенобетон можно определить как вяжущий материал, состоящий не менее чем на 20 процентов из пены, который механически уносится в пластичный раствор. Сухая плотность пенобетона может варьироваться от 300 до 1600 кг/м3. Прочность пенобетона на сжатие, определенная через 28 суток, колеблется от 0,2 до 10 Н/мм 9 .0005 2 или выше.

Пенобетон отличается от воздухововлекающего бетона объемом вовлеченного воздуха. Бетон с воздухововлекающими добавками поглощает от 3 до 8 процентов воздуха. Он также отличается от пенобетона и пенобетона тем же процентом вовлечения воздуха.
В случае замедленных минометных систем она составляет от 15 до 22 процентов. В случае газобетона пузырьки образуются химическим путем.

Состав:

• История пенобетона
• Производство пенобетона
  • Поточный способ производства пенобетона
  • Предварительный способ производства пенобетона
• Состав пенобетона
  • Материалы для пенобетона 900 12
  • Прочие материалы и заполнители для пенобетона
  • Смесь Детали пенобетона
• Свойства пенобетона
  • Внешний вид пенобетона
  • Свежие свойства пенобетона
  • Свойства пенобетона в затвердевшем состоянии
  • Таблица 1: Типичные свойства пенобетона в затвердевшем состоянии
• Преимущества пенобетона
  • Недостатки пенобетона

История пенобетона

Пенобетон имеет долгую историю и впервые был использован в 1923 году. Первоначально он использовался в качестве изоляционного материала. Улучшения за последние 20 лет в области производственного оборудования и более качественных пенообразователей позволяют использовать пенобетон в больших масштабах.

Производство пенобетона

Производство пенобетона предполагает разведение ПАВ в воде, которую пропускают через пеногенератор, что позволит получить пену устойчивой формы. Образующаяся пена смешивается с цементным раствором или строительным раствором, так что получается вспененное количество необходимой плотности.
Эти поверхностно-активные вещества также используются в производстве наполнителей низкой плотности. Их также называют контролируемым материалом низкой прочности (CLSM). Здесь, чтобы получить содержание воздуха от 15 до 25 процентов, пена добавляется непосредственно в смесь с низким содержанием цемента и богатым песком.
Следует иметь в виду, что заполнители низкой плотности поставляются некоторыми производителями в виде пенобетона, поэтому следует быть осторожным с введением в заблуждение.
Для производства пенобетона используются два основных метода:

• Поточный метод и
• Метод предварительного вспенивания

Поточный способ производства пенобетона

Базовая смесь цемента и песка добавляется в блок. В этом агрегате смесь тщательно смешивается с пеной. Процесс смешивания осуществляется с надлежащим контролем. Это поможет в смешивании больших количеств. Встроенный метод включает два процесса;

• Мокрый метод – встроенная система
• Сухой метод — встроенная система

Влажный метод встроенной системы: материалы, используемые в мокром методе, будут более влажными по своей природе. С помощью ряда статических встроенных смесителей основной материал и пена подаются и смешиваются вместе. Непрерывный бортовой монитор плотности используется для проверки смешивания всей смеси.
Выходной объем зависит от плотности пенобетона, а не от автобетоносмесителя. Это один 8м ³ Поставка основного материала изготовит 35м ³ пенобетона плотностью 500кг/м ³ .
Сухой метод встроенной системы: здесь используются сухие материалы. Их забирают в бортовые бункеры. Отсюда они должным образом взвешиваются и перемешиваются с помощью бортовых миксеров. Смешанные основные материалы затем перекачиваются в смесительную камеру.
При мокром способе производства пенобетона добавляют и перемешивают пену. Этот метод использует большое количество воды для смешивания. Из одной партии цемента или смеси золы-уноса можно получить 130 кубометров пенобетона.

Предварительный способ производства пенобетона

Здесь грузовик со смесью доставляет основной материал на площадку. Через другой конец тележки предварительно сформированная пена впрыскивается в тележку, в то время как смеситель вращается. Таким образом, небольшое количество пенобетона может производиться для небольших работ, таких как заливка цементным раствором или засыпка траншей.
Этот метод позволит получить пенобетон плотностью от 300 до 1200 кг/м ³ . Подача пены будет от 20 до 60 процентов воздуха. Конечный объем пенопласта можно рассчитать, уменьшив количество другого основного материала. Как это осуществляется в грузовике.
Для этого метода трудно контролировать стабильный воздух и плотность. Таким образом, степень недостаточной и избыточной доходности должна быть указана и разрешена.
При образовании пены ее смешивают с цементно-строительной смесью с водоцементным отношением 0,4-0,6. Если раствор влажный, пена становится неустойчивой. Если она слишком сухая, предварительную пену трудно смешать.

Состав пенобетона

Состав пенобетона варьируется в зависимости от плотности, на которую есть спрос. Как правило, пенобетон с плотностью менее 600 кг/м ³ будет содержать цемент, пену, воду, а также некоторую добавку летучей золы или известняковой пыли.
Для достижения более высокой плотности пенобетона можно использовать песок. Базовая смесь составляет от 1: 1 до 1: 3 для более тяжелого пенобетона, что соответствует соотношению наполнителя и портландцемента (CEM I).
Для большей плотности, скажем, более 1500 кг/м ³ используется больше наполнителя и песка среднего размера. Для снижения плотности следует уменьшить количество наполнителя. Рекомендуется исключить пенобетон плотностью менее 600кг/м ³ .

Материалы для пенобетона

Цемент для пенобетона

Обычно используется обычный портландцемент, но при необходимости можно использовать и быстротвердеющий цемент. Пенобетон может включать широкий спектр цемента и другие комбинации, например, 30 процентов цемента, 60 процентов золы-уноса и 10 процентов известняка. Содержание цемента колеблется от 300 до 400 кг/м3.

Песок для Пенобетон

Максимальный размер используемого песка может составлять 5 мм. Использование более мелкого песка до 2 мм, количество которого проходит через сито с размером ячеек 600 микрон, колеблется от 60 до 95%.

Поццоланас

Дополнительные вяжущие материалы, такие как летучая зола и молотый гранулированный доменный шлак, широко используются в производстве пенобетона. Количество используемой летучей золы колеблется от 30 до 70 процентов. Белый GGBFS колеблется от 10 до 50%. Это уменьшает количество используемого цемента и экономично.
Для увеличения прочности можно добавить микрокремнезем; в количестве 10 процентов по массе.

Пена

Гидролизованные белки или синтетические поверхностно-активные вещества являются наиболее распространенными формами, на основе которых производятся пены. Пенообразователи на синтетической основе проще в обращении и дешевы. Они могут храниться в течение более длительного периода.
Для производства этих пен требуется меньше энергии. Пеноматериалы на белковой основе дороги, но обладают высокой прочностью и производительностью. Пена бывает двух видов: влажная пена и сухая пена.
Влажные пены плотностью менее 100 кг/м3 не рекомендуются для изготовления пенобетона. Они имеют очень рыхло расположенную крупнопузырчатую структуру. До мелкой сетки распыляется средство и вода. В результате этого процесса образуется пена с пузырьками размером от 2 до 5 мм.
Сухая пена очень стабильна по своей природе. Раствор воды и пенообразователя через сужения нагнетается в камеру смешения компрессорным воздухом. Образовавшаяся пена имеет размер пузырьков меньше, чем влажная пена. То есть меньше 1 мм. Они дают структуру пузырьков, которые расположены равномерно.
BS 8443:2005 охватывает пенообразующие добавки.

Прочие материалы и заполнители для пенобетона

Нельзя использовать крупный заполнитель или другой заменитель крупного. Это потому, что эти материалы будут тонуть в легкой пене.

Детали смеси пенобетона

Свойства пенобетона зависят от следующих факторов:

• Объем пенопласта
• Содержание цемента в смеси
• Наполнитель
• Эпоха

Влияние водоцементного отношения очень мало влияет на свойства пенобетона, в отличие от пены и содержания цемента.

Свойства пенобетона

Свойства пенобетона в свежем и затвердевшем состоянии объясняются ниже;

Внешний вид пенобетона

Точное сравнение для пены, которая производится для производства пенобетона, напоминает пену для бритья. При смешивании с раствором стандартной спецификации конечная смесь будет напоминать по консистенции йогурт или форму молочного коктейля.

Свежие свойства пенобетона

Удобоукладываемость пенобетона очень высока и имеет осадку до разрушения 150 мм. Обладают сильным пластифицирующим эффектом. Это свойство пенобетона делает его востребованным в большинстве областей применения. После того, как поток смеси оставался статичным в течение длительного периода времени, очень трудно восстановить его исходное состояние. Пенобетон в свежем состоянии имеет тиксотропную природу.
Вероятность кровотечения в пенобетоне снижается из-за высокого содержания воздуха. При повышении температуры смеси хорошее наполнение и контакты осуществляются за счет расширения воздуха.
Если количество используемого песка больше или используются крупные заполнители, отличные от стандартных спецификаций, существует вероятность сегрегации. Это также может привести к схлопыванию пузыря, что приведет к уменьшению общего объема и структуры пены.
Перекачку свежего пенобетона можно проводить с осторожностью. Свободное падение пенобетона в конце с турбулентностью может привести к схлопыванию пузырьковой конструкции.

Упрочненные свойства пенобетона

Физические свойства пенобетона четко связаны с плотностью в сухом состоянии. Изменения видны в таблице, приведенной в таблице ниже.

Таблица 1: Типичные свойства пенобетона в затвердевшем состоянии

Теплопроводность пенобетона колеблется от 0,1 Вт/м·К до 0,7 Вт/м·К. Усадка при высыхании составляет от 0,3 до 0,07% при 400 и 1600 кг/м3 соответственно.
Пенобетон не обладает эквивалентной прочностью, аналогичной автоклавному блоку с аналогичной плотностью. Под действием нагрузки внутри конструкции создается внутреннее гидравлическое давление, вызывающее деформацию пенобетона.
Затвердевший пенобетон обладает хорошей устойчивостью к замораживанию и оттаиванию. Было замечено, что применение пенобетона в зоне температур от -18 до +25 градусов Цельсия не выявило признаков повреждения. Плотность используемого пенобетона колеблется от 400 до 1400 кг/м 9 .0005 3 .

Преимущества пенобетона

• Пенобетонная смесь не оседает. Следовательно, он не нуждается в уплотнении
• Собственный вес уменьшен, так как это легкий бетон
• Пенобетон в свежем состоянии имеет сыпучую консистенцию. Это свойство поможет в полном заполнении пустот.
• Структура из пенобетона отлично распределяет и распределяет нагрузку
• Пенобетон Не создает значительных боковых нагрузок
• Водопоглощение
• Партии пенобетона просты в производстве, поэтому проверка качества и контроль выполняются легко
• Пенобетон имеет повышенную устойчивость к замораживанию и оттаиванию
• Безопасное и быстрое выполнение работ
• Экономичный, меньше обслуживания

Недостатки пенобетона

• Присутствие воды в замешанном материале делает пенобетон очень чувствительным
• Трудность в завершении
• Время перемешивания больше
• С увеличением плотности снижается прочность на сжатие и прочность на изгиб.

Подробнее о Специальные бетоны

Исследование свойств пенобетона, армированного мелкоразмерными глазурованными пустотелыми штанинами

На этой странице

исключенияБлагодарностиСсылкиАвторское правоСтатьи по теме

Пенобетон (400 кг/м ³ ) был приготовлен методом физического вспенивания с использованием в качестве сырья обычного портландцемента (42.5R), пенообразователя на основе растительного белка, летучей золы и глазурованных полых шариков (GHB, K46). Характеристики цементного теста, а также структура и распределение воздушных пустот были охарактеризованы с помощью реометрии, СЭМ и рентгеноструктурного анализа с использованием программного обеспечения для визуализации. Также было исследовано влияние ГОМК на прочность на сжатие и теплопроводность образца пенобетона. Результаты показывают, что доля 50–400  мкм м воздушных полостей, средний диаметр воздушной полости, прочность на сжатие 28 d и теплопроводность испытуемого образца, смешанного с 2,4 % масс. ·к) соответственно. Избыточное количество ГОМК (>2,4 мас.%) увеличивает количество воздушных пустот диаметром менее 50  мкм м в затвердевшем пенобетоне, а также степень открытой пористости. При этом доля 50–400  мкм м воздушных полостей, средний диаметр воздушных полостей, прочность на сжатие 28 d и теплопроводность образца, смешанного с 4,0 мас.% ГОМК, составляют 88,54%, 140,50  мкм м, 2,05 МПа и 0,0907 вт/(м·к) соответственно.

1. Введение

Строительство высотных и сверхвысотных зданий обусловливает необходимость уменьшения веса стен; пенобетон стал одной из горячих точек в исследованиях строительных материалов из-за национальной политики, выступающей за энергоэффективность зданий [1-6]. Глазурованные полые шарики (ГГБ), новый неорганический теплоизолятор, характеризуются сферической полой структурой, закрытыми воздушными пустотами, остеклованной поверхностью, стабильными физико-химическими свойствами, низкой плотностью, низкой теплопроводностью и хорошей текучестью [7, 8]. ГОМК широко применяются в покрытиях, тепловых растворах и теплоизоляторах [9].–16].

Исследователи улучшили механические свойства и теплопроводность пенобетона, добавив в него вспененный перлит и волокна. Чжао и др. [17] приготовлен пенобетон плотностью 900 кг/м ³ путем добавления вспученных перлитов; приготовленный пенобетон имеет теплопроводность 0,1334 Вт/(м·К) и прочность на сжатие 28 d 3,2 МПа. Чен и Лю [18] приготовили пенобетон плотностью 800 кг/м ³ с использованием обычного портландцемента (с прочностью на сжатие 28 d 72,5 МПа), высокоглиноземистого цемента ( ³ ).2,4% SiO ₂ ), полипропиленовое волокно и волокно из пенополистирола. Приготовленный пенобетон имеет прочность на сжатие 28 d 11,0 МПа и высокую теплопроводность 0,25 Вт/(м·К). ГОМК широко добавляют в тепловые растворы и изоляторы; эти шарики позволяют снизить плотность бетонных материалов и значительно повысить теплоизоляционные свойства растворов и бетонов [9, 12, 13, 15]. Тем не менее, в нескольких исследованиях сообщалось о применении ГОМК в пенобетоне (ГГБФК). Как правило, ГОМК небольшого размера демонстрируют высокую прочность на сжатие. Мелкие ГОМК демонстрируют более высокую прочность и максимально улучшают прочность пенобетона на сжатие по сравнению с вспученными перлитами, обладающими высокими теплоизоляционными свойствами. Кроме того, сферические ГОМК демонстрируют более высокую дисперсионную способность, чем волокна, обладающие выдающимся армирующим эффектом, и, таким образом, могут быть использованы для упрощения производства модифицированных бетонных материалов.

В этом исследовании GHB были добавлены к GHBFC для частичной замены цемента. Также исследовано влияние ГОМК на текучесть цементного теста, а также на структуру воздушных пустот и стенок пор пенобетона. Наши результаты служат эталоном для производства легкого пенобетона с высокой прочностью на сжатие и низкой теплопроводностью.

2. Экспериментальный

2.1. Материалы

Рядовой портландцемент (PO 42. 5R, в соответствии с китайским стандартом, GB 175-2007) был предоставлен Deyang Lisen Cement Plant. Размер частиц и морфология поверхности цемента показаны на рисунке 1 (а). Вспенивающий агент растительного белка был предоставлен Sichuan Xinhan Corrosion Protection Engineering Co., Ltd. Летучая зола уровня I была приобретена на теплоэлектростанции Jiangyou. ГОМК (К46) были произведены компанией Minnesota Mining and Manufacturing (США). Основные физические и химические характеристики GHBS перечислены в таблице 1. Размеры частиц и морфология поверхности GHBS показаны на рисунке 1(b). Распределение частиц по размерам (рис. 2) определяли с помощью Mastersizer 2000 (Malvern, England).

2.2. Подготовка

Все образцы GHBFC были приготовлены в лаборатории с использованием смесителя горизонтального типа 15 дм ³ (GH-15, Beijing Guanggui Jingyan Foamed Concrete Science & Technology Co., Ltd.) при температуре 25°C и скорости перемешивания ниже 40 об/мин. Процесс подробно описан следующим образом: (1) пенообразователь разбавляли водой в соотношении 1 : 15. Разбавление вводили в ведро пенообразователя (ZK-FP-20, Beijing Zhongke Zhucheng Building Materials Co., Ltd.) с помощью насоса высокого давления. Разбавленный раствор помещали в пенообразователь и подвергали воздействию воздуха под высоким давлением, создаваемого воздушным компрессором, для образования однородных мелких пузырьков. (2) Цемент, летучую золу, ГОМК и воду помещали в смеситель (таблица 2) и перемешивали в течение 2 мин. Относительную вязкость каждого свежего бетона измеряли сразу после смешивания. Затем добавляли соответствующее количество пены и перемешивали в течение 2 мин до тех пор, пока не образовалась хорошо перемешанная суспензия. стальной линейкой, а затем помещают в помещение при температуре °С и относительной влажности (ОВ) 60%. Образцы извлекали из форм через 24 часа и хранили в туманной комнате (°C; относительная влажность > 95%) для отверждения в течение 28 дней.

2.3. Методы испытаний

Напряжение сдвига образцов при различных скоростях сдвига было испытано в соответствии с принципом определения неньютоновской вязкости жидкости с использованием ротационного вискозиметра (NXS-11A, Chengdu Instrument Factory, Китай). Модель Бингама использовалась в линейной подгонке, чтобы определить взаимосвязь между напряжением сдвига и скоростью сдвига. Наклон аппроксимирующей кривой представляет собой относительную вязкость суспензии (параметры эксперимента: лабораторная температура 25°С, система А).

Абсолютная сухая плотность и истинная плотность GHBFC были измерены в соответствии с китайским стандартом для пенобетона (JG/T 266-2011) и стандартом для метода измерения плотности цемента (GB/T 208-2014) соответственно. Коэффициент вакуумного водопоглощения испытуемых образцов определяли с помощью интеллектуального прибора для вакуумного водонасыщения бетона (Beijing Shengshi Weiye Science & Technology Co., Ltd., Китай). Открытая пористость ГХБФЭ рассчитывалась следующим образом: где , и – соответственно открытая пористость, объем испытуемых образцов и объем воды, поглощенной испытуемыми образцами в вакууме.

Прочность на сжатие испытуемых образцов измеряли на полностью автоматической машине для испытаний на постоянное напряжение (JYE-300A, Beijing Jiwei Testing Instrument Co. , Ltd., Китай) при скорости нагружения 200 Н/с. Срезы (8 мм × 5 мм × 5 мм) испытуемых образцов были получены с шести направлений. Реакцию останавливали гидратацией абсолютным этиловым спиртом и сушили в сушильном шкафу при 60°С до получения постоянной массы. Микроструктуру образцов определяли с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM, Hitachi JSM-7500F). После бинаризации изображений СЭМ программа Image-Pro Plus 6.0 использовалась для анализа и извлечения данных о характеристиках пор образцов. На рис. 3 представлены СЭМ-изображения образцов пенобетона до и после бинаризации. Минеральные фазы образцов идентифицировали с помощью рентгеноструктурного анализа (XRD, DX-2600) с Cu в качестве мишени при непрерывном сканировании в диапазоне 5–70° со скоростью 0,06°/с. Теплопроводность испытуемых образцов определяли с помощью прибора для измерения теплопроводности (JTRG-III, Beijing Century Jiantong Environmental Technology Co., Ltd.). Температуры для холодной и горячей пластин были установлены на 5°C и 40°C соответственно.

3. Результаты и обсуждение

3.1. Влияние ГОМК на текучесть суспензии

Влияние содержания ГОМК на реологические свойства суспензии показано на рисунке 4. Наклон кривой зависимости между напряжением сдвига и скоростью сдвига представляет относительную вязкость суспензии. Расчетная относительная вязкость 400-fa, 400-g1, 400-g2, 400-g3, 400-g4 и 400-g5 составляет 0,0274, 0,0267, 0,0238, 0,0203, 0,0196 и 0,0133 Па·с (рис. 4). Относительная вязкость суспензии уменьшается с увеличением содержания ГОМК. Влияние содержания ГОМК на резкое течение шлама также показано на рисунке 5. Текучесть увеличивается с увеличением содержания ГОМК.

Эти результаты можно объяснить с двух сторон. С одной стороны, ГОМК (K46) имеют гладкую поверхность и сферическую форму по сравнению с цементом с острыми углами (рис. 1) и, таким образом, могут улучшить текучесть раствора. С другой стороны, ГОМК имеют большее отношение длины к диаметру и меньшую удельную поверхность, чем у цемента. Во время смешивания пенобетонный раствор, смешанный с ГОМК вместо цемента, требует меньше воды для смачивания поверхности и содержит большое количество свободной воды в системе раствора; этот образец демонстрирует пониженную относительную вязкость и повышенную ликвидность. Этот результат указывает на то, что раствор, содержащий ГОМК, может улучшить удобоукладываемость пенобетона.

3.2. Влияние ГОМК на характеристики воздушных полостей и анализ механизмов

На рис. 6 показаны изображения воздушных полостей в образцах, полученные с помощью СЭМ. Характеристики воздушных пустот получены с помощью Image-Pro Plus 6.0, и результаты показаны в таблице 3 и на рисунке 7. Таблица 3 показывает, что средний диаметр воздушных пустот в образцах отрицательно коррелирует с содержанием ГОМК. На рис. 7 видно, что доля мелких воздушных пустот (<50  мк м) 400-fa, 400-g1, 400-g2, 400-g3, 400-g4 и 400-g5 составляет 6,38 %, 7,26 %, 3,97%, 0,79%, 2,10% и 10,42% соответственно; доли относительно крупных воздушных пустот (400–1000  µ м) в указанных образцах составляют 9,58, 4,84, 3,17, 4,76, 3,50 и 1,04 % соответственно. Соотношения воздушных пустот (50–400  мк м), определяющие значения прочности 400-фа, 400-г1, 400-г2, 400-г3, 400-г4, 400-г5, составляют 84,04%, 87,90% , 92,86%, 94,44%, 94,41% и 88,54% соответственно. Это открытие связано с поверхностью ГОМК, которая обладает высокой водопоглощающей способностью и быстрым водопоглощением [19].]. Таким образом, GHB могут обеспечить достаточное количество воды для гидратации соседних частиц цемента, тем самым сокращая начальное время схватывания цемента на стенках с воздушными пустотами, затвердевая пузырьки и подавляя рост пузырьков, вызванный поверхностным натяжением, во время отверждения. Таким образом, соотношение мелких и крупных воздушных пустот в пенобетоне уменьшается с увеличением содержания ГОМК, а распределение воздушных пустот становится централизованным и равномерным. Чрезмерное количество ГОМК может поглощать избыточный объем воды с поверхности соседних пузырьков и снижать стабильность пузырьков, вызывая тем самым деление пузырьков на более мелкие. Это явление увеличивает количество мелких воздушных пустот после схватывания и твердения пенобетонного раствора.

3.3. Влияние ГОМК на пористость и прочность

В таблице 4 показана корреляция между пористостью и прочностью на сжатие испытуемых образцов. Значения прочности на сжатие 28 d для 400-fa, 400-g1, 400-g2, 400-g3, 400-g4 и 400-g5 составляют 1,80, 1,89, 1,97, 2,39, 2,26 и 2,05  МПа соответственно. Прочность на сжатие сначала увеличивается, достигает пика (2,39 МПа) при 2,4 мас.%, а затем снижается. Прочность пенобетона на сжатие увеличивается, а открытая пористость постепенно уменьшается при увеличении содержания ГОМК от 0 мас.% до 2,4 мас.%. По сравнению с 400-fa прочность 400-g3 выше на 32,8%, а открытая пористость ниже на 8,37%. Прочность пенобетона на сжатие снижается, а открытая пористость увеличивается, когда содержание ГОМК превышает 2,4% масс. ГОМК имеют полую структуру и закрытые поры и образуют закрытые воздушные пустоты после добавления в пенобетон, что проявляется в увеличении закрытых воздушных пустот и уменьшении открытых воздушных пустот в 400-г1, 400-г2 и 400-г3. Чрезмерное содержание ГОМК (> 2,4%) приводит к высокой доле небольших воздушных пустот в пенобетоне (раздел 3.2, 400-g5 < 50  9).0373 μ м) и чрезмерно большая площадь поверхности воздушных полостей; таким образом, для покрытия воздушных пустот требуется большое количество цементного теста. При одинаковой дозировке цемента стенки между воздушными пустотами в бетоне с избытком ГОМК относительно тонкие и легко образуются сквозные отверстия. В этот момент общая открытая пористость 400-g4 и 400-g5 начинает увеличиваться, тогда как прочность начинает снижаться.

Рентгенограммы испытуемых образцов представлены на рисунке 8, который показывает, что стенки пор GHBFC, образовавшиеся в результате гидратации цемента, в основном состоят из Ca(OH) ₂ , гель C-S-H и CaCO ₃ . SiO ₂ из ГОМК не участвует в реакции гидратации при отверждении в течение 28 d.

На рис. 9 показаны изображения стенок пор испытуемых образцов, полученные с помощью СЭМ. Рисунок 9(а) показывает, что стенка пор без ГОМК состоит из сшитых продуктов гидратации и многочисленных микропор. На рис. 9(б) и 9(в) представлены РЭМ-изображения стенок пор образцов с ГОМК, плотно покрытых продуктами гидратации цемента.

С точки зрения структуры материала основными факторами, влияющими на прочность на сжатие пенобетона, являются структуры стенок пор и воздушных пустот. На рис. 9(б) и 9(в) видно, что некоторые микропоры, образующиеся при гидратации цемента, замещаются высокопрочными ГОМК с плотной поверхностью; таким образом, стенка пор пенобетона становится более плотной, а прочность на сжатие улучшается. Низкое содержание ГОМК (≤1,6%) незначительно влияет на уплотнение стенок пор и увеличивает количество сквозных отверстий (рис. 6(б) и 6(в)). Это явление объясняет небольшое улучшение прочности на сжатие 400-г1 и 400-г2. Когда содержание ГОМК колеблется от 2,4% до 3,2%, стенки пор становятся плотными и образуется мало сквозных отверстий (рис. 6(г) и 6(д)). Этот вывод указывает на выдающееся усиление прочности на сжатие GHBFC. С другой стороны, предыдущие исследования [20] пришли к выводу, что узкое распределение диаметра воздушной полости способствует равномерному диаметру воздушной полости, высокой плотности стенок, низкой открытой пористости и высокой прочности пенобетона на сжатие. Как показано в разделе 3.2, средний непроницаемый для воздуха диаметр образцов постепенно уменьшается с увеличением содержания ГОМК, что, в свою очередь, увеличивает прочность пенобетона на сжатие. Тем не менее, количество мелких воздушных пустот (<50  μ m) в 400-g5 достигает 10,42%, что приводит к высокой общей удельной поверхности воздушных пустот и высокой потребности в цементном тесте для покрытия пор. При одинаковом содержании цемента стенка между порами относительно тонкая, а количество сквозных отверстий увеличивается (рис. 6(е)), что приводит к наибольшей степени открытой пористости и значительной потере прочности. Это открытие показывает, что чрезмерное количество ГОМК снижает прочность на сжатие. Кроме того, этот результат указывает на то, что ГОМК играют жизненно важную роль в повышении прочности на сжатие пенобетона, и необходимо применять оптимальное содержание ГОМК.

3.4. Влияние ГОМК на теплопроводность

Влияние ГОМК на теплопроводность испытуемых образцов показано на рисунке 10. Теплопроводность уменьшается с увеличением содержания ГОМК. Теплопроводность 400-г3, которая демонстрирует самую высокую прочность на сжатие, составляет 0,0936 Вт/(м·К), тогда как теплопроводность 400-г5 демонстрирует самое высокое содержание ГОМК 0,0907 Вт/(м·К). Теплопроводность материала в основном определяется размером, количеством, формой и взаимосвязью его пор [13]. Большое количество мелких закрытых пор может эффективно уменьшить конвекцию воздуха. Конвективный теплообмен между порами по воздуху затруднен из-за полностью полой пористой структуры частиц ГОМК. Количество закрытых пор в пенобетоне увеличивается с увеличением содержания ГОМК, что приводит к снижению теплопроводности.

4. Выводы

В этом исследовании изучалось влияние содержания ГОМК на свойства ГОМКФ, и результаты можно резюмировать следующим образом: (1) ГОМК могут снижать относительную вязкость и улучшать удобоукладываемость цементного раствора. (2) Надлежащее количество ГОМК, смешанных с пенобетоном, может значительно улучшить прочность на сжатие и сузить распределение воздушных пустот. Чрезмерное содержание ГОМК приведет к увеличению небольших воздушных пустот (<50  мкм м), что приведет к высокой степени открытой пористости затвердевшего пенобетона. (3) ГОМК могут уменьшить конвективную теплопередачу через воздух, улучшая теплоизоляцию ГОМК.

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов.

Благодарности

Эта работа была поддержана Программой развития науки и технологий провинции Сычуань (№ 2015GZ0245), Планом развития инновационной исследовательской группы при непрерывной поддержке Министерства образования (№ IRT14R37) и Постдокторский научный фонд провинции Сычуань.

Ссылки

1. Z. Huang, T. Zhang и Z. Wen, «Состав и характеристика сверхлегких пенобетонов на основе портландцемента», Строительство и строительные материалы , вып. 79, стр. 390–396, 2015.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

2. Г. Инду Сива Ранджани и К. Рамамурти, «Поведение пенобетона в сульфатной среде», Цементные и бетонные композиты , том. 34, нет. 7, стр. 825–834, 2012 г.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

3. С. Вей, К. Ицян, З. Юньшэн и М. Р. Джонс, «Характеристика и моделирование микроструктуры и тепловых свойств пенобетона», Строительство и строительные материалы , вып. 47, нет. 10, стр. 1278–1291, 2013.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

4. X. Chen, Y. Yan, Y. Liu, and Z. Hu, «Использование летучей золы в циркулирующем псевдоожиженном слое для приготовления пенобетона», Construction and Building Materials , vol. 54, нет. 3, стр. 137–146, 2014 г.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

5. Р. М. Ахмед, Н. Е. Такач, У. М. Хан и др., «Реология пеноцемента», Исследование цемента и бетона , vol. 39, нет. 4, стр. 353–361, 2009 г.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

6. X. Tan, W. Chen, Y. Hao и X. Wang, «Экспериментальное исследование сверхлегкого (<300 кг/м ³ ) пенобетона», Advances in Materials Science and Engineering , том. 2014 г., идентификатор статьи 514759, 7 страниц, 2014 г.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

7. Дж. З. Лян и Ф. Х. Ли, «Измерение теплопроводности полипропиленовых композитов, наполненных полыми стеклянными шариками», Испытания полимеров , vol. 25, нет. 4, стр. 527–531, 2006 г.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

8. N. Xu, J. Dai, Z. Zhu, X. Huang, and P. Wu, «Синтез и характеристика полых стеклокерамических микросфер», Ceramics International , vol. 37, нет. 7, стр. 2663–2667, 2011.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

9. Л. Чжао, В. Ван, З. Ли и Ю. Ф. Чен, «Экспериментальное исследование по оценке влияния добавления полых глазурованных шариков на механические свойства и теплопроводность бетона», Инновации в области материаловедения , vol. 19, стр. S5929–S5935, 2015.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

10. W. Wang, L. Zhao, Y. Liu, and Z. Li, «Механические свойства и зависимость между напряжением и деформацией при осевом сжатии бетона с добавлением полых глазурованных шариков и строительных отходов», Construction and Building Материалы , вып. 71, стр. 425–434, 2014.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Академия Google

11. Т. С. Юн, Ю. Дж. Чжон, Т.-С. Хан и К.-С. Юм, «Оценка теплопроводности теплоизолированных бетонов», Energy and Buildings , vol. 61, стр. 125–132, 2013 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

12. С.-Ю. Чанг, Т.-С. Хан, С.-Ю. Ким, Дж.-Х. Джей Ким, К.С. Юм и Дж.-Х. Лим, «Оценка влияния стеклянных шариков на теплопроводность изоляционного бетона с использованием изображений микроКТ и функций вероятности», Цементно-бетонные композиты , vol. 65, стр. 150–162, 2016.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

13. З. Ли и Ю. Ли, «Эксперимент по пропорции смеси полых глазурованных шариков, изолирующих раствор, и анализ его механизма», New Building Material , vol. 38, нет. 2, pp. 46–48, 2011.

    Просмотр по адресу:

    Google Scholar

14. L. Chenglou и K. Gongxiang, «Подготовка гибких теплоизоляционных наружных покрытий с накоплением энергии с фазовым переходом», Архитектурные покрытия и их применение , том. 26, нет. 11, стр. 35–39, 2011.

    Посмотреть по адресу:

    Google Scholar

15. X.-L. Ку и X.-G. Чжао, «Влияние компонентов на усадку при высыхании теплоизоляционного раствора с глазурованными пустотелыми шариками», Journal of Materials Science & Engineering , vol. 33, нет. 2, pp. 283–287, 2015.

    Просмотр по адресу:

    Google Scholar

16. Ма Г., Чжан Ю., Ли З. Факторы, влияющие на микротвердость поверхности раздела бетона с легким заполнителем, состоящего из глазурованного полая бусина», Достижения в области материаловедения и инженерии , vol. 2015 г., идентификатор статьи 153609, 15 страниц, 2015 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

17. В. Чжао, Х. Ян, М. Чен, П. Ян и Дж. Ян, «Измерение коэффициента удельной теплопроводности / коэффициента теплопроводности пористого расширенного перлитного бетона и оценка свойства сохранения тепла», Новый строительный материал , вып. 38, нет. 1, стр. 78–80, 2011.

    Посмотреть по адресу:

    Google Scholar

18. Б. Чен и Н. Лю, «Новое производство легкого бетона и его тепловые и механические свойства», Строительство и строительные материалы , том. 44, нет. 7, стр. 691–698, 2013.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar. диссертация] , Тайюаньский технологический университет, 2015 (китайский).

19. Дж. Цзян, З.-Ю. Лу и Ю.-Х. Ню, «Влияние реагента, снижающего содержание воды, на структуру воздушных пустот и свойства сверхлегкого пенобетона», Journal of Wuhan University of Technology , vol.