1.Общие сведения
Полистиролбетон — это разновидность лёгкого бетона — представляет собой композиционный
материал, в состав которого входит портландцемент, пористый заполнитель - гранулы
вспененного полистирола, вода, а также воздухововлекающая
добавка (СДО). В случае необходимости получения
тяжелых плотностей полистиролбетона,
в его состав может входить минеральный
наполнитель (песок). Благодаря сочетанию теплоизолирующего
материала, которым являются полистирольные
гранулы и бетона в одном продукте удалось
получить оптимальную комбинацию характеристик
для строительного материала - устойчивость
к гниению, гидрофобность, высочайшие
показатели несущих характеристик, теплоизоляции,
огнезащиты, звукоизоляции, морозоустойчивости
и периодов замерзания/размораживания
(срок эксплуатации).
Полистиролбетон используется для производства строительных блоков и фасадных декоративных панелей. Полистиролбетон обладает хорошей конструкционной прочностью. Полистиролбетонные блоки сочетают в себе достоинства бетона (прочность), древесины (легкость обработки) и пенополистирола (высокие тепло- и звукозащитные свойства). Полистиролбетон широко применяется в качестве строительной термоизоляции (теплопроводность 0,055 — 0,145 Вт/(м•K))[1]. Полистиролбетон относится к трудно горючим материалам, имеет группу горючести – Г1
2.История полистиролбетона
Появился
полистиролбетон в 1952 г. благодаря усилиям заподногерманской
компании BASF, ведущему химическому мировому концерну,
которому удалось совместить производство
стиролбетона с пенополистиролом. Более
40-ка лет полистиролбетон распространён
в большинстве стран Европы и Северной
Америки.
В
других странах данный легкий бетон известен
под следующими названиями:
Стиропорбетон, EPS beton, ради-пор в Германии и странах Восточной Европы,
«RASTRA®» - Швейцария
и т.д.
В
СССР в качестве ограждающих конструкций
полистиролбетон, именуемый ранее стиропорбетоном,
был впервые применен в 1970 г. при
изготовлении неармированных стеновых
блоков в г. Анадыре. Через четыре года
бетон на заполнителе из гранул пенополистирола
был использован для изготовления несущих
однослойных стеновых панелей для сельского
строительства на Чукотке, в управлениях
Анадырьсельстроя и Магадансельстроя
при участии ЦНИИ-ЭПсельстроя. После исследований,
проведенных в МИСИ вместе с институтом
«ЦНИИЭПсельстрой», трестом «Арктикстрой»
был применен в строительстве полистиролбетон
плотностью 300-600 кг/м.
В опытном порядке
полистиролбетон применялся ЛенЗНИЭП
в качестве утеплителя на армоцементных
покрытиях. В начале и в середине 70-х были
введены технические условия на изготовление
стеновых панелей и блоков из стиропорбетона
для сельскохозяйственных зданий. Указанные
ТУ были отменены только в 1994 году.
Впоследствии, исследования
по использованию теплоизоляционного
полистиролбетона для изготовления объемных
блоков для жилых зданий на Севере были
проведены Гипроспецгазом. Предложенная
технология приготовления полистиролбетонной
смеси опробована на Краснодарском домостроительном
комбинате.
Несмотря на массу преимуществ
над другими строительными материалами,
полистиролбетон в России широко стал
использоваться лишь в 90-х. В 1999 году был
разработан ГОСТР 51263-99 на технические
условия производства конструкционно-теплоизоляционного
экологически чистого полистиролбетона
ОАО ТИ «ВНИИжелезобетон». Где закреплены технология
и состав производства безопасного для
человека полистиролбетона.
Одновременно с процесом
усоверешенствования полистиролбетона
на рынке разворачивается жесткая конкуренция
этого материала с пенобетоном. Результатом
этой "войны" стала испорченная репутация
полистиролбетона, в частности активно
распространяемая информация о вредности
полистиролбетона. Эта информация базировалась
на выделении полистиролбетоном стирола,
и его влияния на организм человека. При
этом активно умалчивалось, что свободный
стирол выделяется в первые 28 суток после
производства, и его содержание минимально.
Для сравнения, мебель из МДФ или ламинат
выделяет фенолы все время эксплуатации,
и находится в непосредственном контакте
с человеком, при этом мы этими материалами
активно пользуемся.
В 2010 году ТИ «ВНИИжелезобетон»
запатентовало изобретение Конструкционно-теплоизоляционного
экологически чистого полистиролбетона,
где подробно рассмотрены все составы
полистиролбетона и усовершенствования
производства для улучшения качества
полистиролбетона в соответствии с ГОСТ
51263-99.
В 2010 году В.В.
Путин подписал Распоряжение о присужении
премии РФ 2009 г.в области науки и техники
ОАО ТИ «ВНИИжелезобетон» «за создание, освоение производства,
и внедрение материалов на основе композиционных
полистиролбетонов нового поколения при
массовом строительстве энергоэффективных
зданий».
Таким образом, полистиролбетон получил
свое признание на уровне промышленного
и гражданского строительства РФ и начал
широко использоваться.
3. Полистиролбетон.
Полистиробетон подразделяется
на следующие категории:
• Конструкционные (D450-600);
• Конструкционно-теплоизоляционные
(D350-450);
• Теплоизоляционные (D150-350).
Полистирольный заполнитель
гораздо легче традиционных заполнителей
(керамзита, перлита, вермикулита), обладает
заметно меньшим водопоглощением и теплопроводностью.
Полистиролбетон:
• быстрее схватывается
и твердеет;
• не дает усадки;
• быстро набирает высокие прочностные
характеристики;
• обладает низкой водопоглощаемостью;
• имеет меньшие требования к сырьевым
компонентам
• бетон защищает полистирольные гранулы
от огня и атмосферных воздействий;
• полистирол придает бетону легкость
и высокие теплоизолирующие свойства.
Свойства получаемой конструкции существенно
снижают нагрузку на фундамент снижением
массы конструкций, стоимость строительства,
затраты на отопление повышением теплоизоляционных
свойств, трудозатраты и как следствие
увеличение производительности труда.
Показатели длительной прочности, морозостойкости
и влагостойкости полистиролбетона на
порядок выше, чем у некоторых легких бетонов.
Габариты стеновых элементов определяются
климатическими условиями эксплуатации
и возможностью бескранового монтажа.
Полистиролбетон, благодаря своим уникальным
качествам, как нельзя лучше соответствует
требованиям к сопротивлению теплопередаче:
• он более долговечен (в отличие от полимерных
материалов, которые значительно быстрее
стареют и разрушаются);
• обладает низкой плотностью (D200-D600),
• очень низкой теплопроводностью (0,06-0,08
Вт/м°С).
• экологически безопасен (из вспененного
полистирола сегодня делаются продуктовые
лоточки);
• обладает низкой сорбционной влажностью
(что позволяет материалу сохранять низкие
значения теплопроводности в условиях
повышенной влажности;
• как следствие, высокой морозостойкостью
(F25-F50).
• При этом достигается экономия сметной
стоимости строительства на 12-12,5 % за счет
дополнительной площади, получаемой при
более "тонких" полистиролбетонных
стенах.
3.1Технология изготовления
полистиролбетона и сырье для него .
Применяемое оборудование:
· Вспениватель гранул полистирола.
· Смеситель бетона на легких
заполнителях.
· Вибропрессовальная машина.
· Поддоны сборно-разборные.
· Пневматический транспортер
с дозатором полистирола.
· Дозатор подачи воды затворения.
· Грузоподъемное оборудование
для подачи ингредиентов в смеситель и
транспортировки поддонов с отформованными
изделиями.
Описание производственного
цикла
1.Гранулы полистирола (ПВС-С)
вспениваются посредством обработки
во вспенивателе, затем выдерживаются
не менее 2-3 часов для стабилизации внутренней
структуры
2.Ингредиенты смеси дозируются
и загружаются в смеситель, где
происходит смешивание.
3.Готовая смесь выгружается
из смесителя и порционно подается
в формовочную машину, где происходит
формование блоков методом полусухого
вибропрессования на формовочных поддонах.
4.Поддон с формованными
изделиями отправляется на участок
выдержки или в сушильную камеру,
где выдерживается до становления
бетонной смеси.
5.После становления смеси
изделия снимаются с формовочных
поддонов, складируются на грузовые
палеты и отправляются на склад готовой
продукции.
Компоненты для приготовления
полистиролбетонной смеси
1.Вяжущие - портландцемент М400
- М500 ДСТУ Б В.2.7-46
2.Пористые заполнители -
полистирол вспенивающийся ТУ
У 6-05761614.017-98.
3.Кремнеземистый компонент
- песок ДСТУ Б В.2.7-32.
4.Вода - ГОСТ 23732.
4. Продукция из полистиролбетона
ее характеристики и область применения.
4.1 Блоки из полистиролбетона.
Полистиролбетонные блоки —
современный технологичный материал,
соответствующий новым повышенным требованиям
СНиП 23-02-2003 и с успехом применяющийся
в строительстве. Блоки полистиролбетонные
относятся к конструкционному, теплоизоляционному
строительному материалу из класса лёгких
бетонов и состоят из цементного вяжущего
и вспученного заполнителя. Благодаря
своим особым свойствам, полистиролбетонные
блоки стали одним из самых востребованных
строительных материалов, из которого
быстро можно возвести здание любой сложности.
Уникальная технологическая
особенность полистиролбетона заключается
в возможности варьирования его плотности.
Благодаря этому полистиролбетонные блоки
имеют различную несущую способность
и применяются для возведения:
ненесущих конструкций (блоки
из полистиролбетона марки D250-D350);
самонесущих стен (блоки из полистиролбетона марки D350-D400),
несущих стен (блоки из полистиролбетона марки D450-D600).
Использование полистиролбетонного
блока позволяет придать зданию любой
внешний вид. Можно произвести отделку
полистиролбетонного блока используя
штукатурку, нанесение фактурных поверхностей
или облицовочного кирпича.
Полистиролбетонные блоки имеют
ряд преимуществ по сравнению с ячеистобетонными
материалами и кирпичом:
Полистиролбетонные блоки — стеновой материал и утеплитель одновременно. На сегодняшний день это самый теплый строительный материал, по теплопроводности превосходящий даже дерево (полистиролбетонные конструкции на 0,015 Вт/мк теплее деревянных). Благодаря этому уникальному свойству, здание из полистиролбетонных блоков не требует дополнительного утепления и гидроизоляции, в отличие от зданий из ячеистобетонных материалов, которым необходимо дополнительное утепление пенопластом или минеральной ватой. Это позволяет достигать значительной экономии.
Полистиролбетонные блоки имеют высокие шумо-, вибро- и звукоизоляционные свойства. Это качество делает их незаменимыми при возведении межкомнатных внутренних перегородок. Полистиролбетонные блоки не впитывают влагу. При изменении влажности они не деформируются, не теряют свои теплоизолирующие свойства, не поддерживают образования бактерий и плесени, в то время, как ячеистобетонные материалы имеют высокий коэффициент водопоглощения, нестабильность показателей плотности, прочности и усадку.
Полистиролбетонные блоки — единственный стеновой материал обладающий таким уникальным качеством, как трещиностойкость. Ни керамзитобетон, ни пенобетон, ни газобетон, не имеют таких свойств пластичности или растяжения
на изгиб.
Полистиролбетонные блоки, за счет своей крупноразмерности и малого веса, ускоряют укладку стен и не требуют использования тяжелой грузоподъемной техники, что значительно упрощает строительство. Закрытая пористая структура и высокая прочность материала позволяют выполнять монтаж покрытия при любых погодных условиях.
И, наконец, полистиролбетонные блоки имеют разнообразную форму, легко монтируются, пилятся, гвоздятся, сверлятся, штробятся. Их отличает идеальная геометрия (точность ±(0,5÷1,5) мм). Кладка из полистиролбетонных блоков выполняется на клеевой состав, что позволяет, за счет минимальной толщины межблочного шва (3-4мм), получить по теплопроводности единую, однородную стену.
Рецептура для производства
1 м3 полистиролбетонных блоков объёмным
весом D500, маркой по прочности М15 - М25
1.Портландцемент М 400(500),
кг 250,0.
2.Песок, кг 250,0.
3.Стирол в гранулах, кг
12,0 - 16,0 (в зависимости от фракции гранулы).