Технология самостоятельного изготовления полистиролбетона. Полистиролбетонные блоки своими руками Полистиролбетонные блоки своими руками в домашних условиях

Сейчас многие строители отказываются применять традиционные строительные материалы, отдавая предпочтение новой продукции, созданной благодаря современным технологиям. В этом нет ничего удивительного, ведь благодаря новым разработкам можно строить дома и другие конструкции, отличающиеся прочностью и долговечностью. При этом стоимость таких материалов нередко доступнее, чем стоимость традиционных средств. В частности, сегодня большую популярность приобрели полистиролбетон и пенополистиролбетон. Блоки из этого материала можно сделать в домашних условиях. Производство полистиролбетонных блоков позволит сэкономить средства на стройматериалы.

Полистиролбетон – один из видов легких бетонных растворов, которые представлены в форме композиционного строительного материала. В качестве ингредиентов, используемых при приготовлении, применяются гранулированный и полистирол портландцемент.

Преимущества и недостатки материала

Специалисты указывают на то, что , чем минусов. К преимуществам относят:

• безопасность для окружающей среды;
• долговечность (срок эксплуатации составляет более ста лет);
• огнеупорность (стройматериал способен выдерживать высокие температуры в течение длительного времени);
• гидрофобность;
• хорошие теплоизоляционные характеристики;
• низкая теплопроводность ( толщиной 50 сантиметров соответствует кладке из кирпича толщиной больше одного метра);
• звукоизоляция.

Помимо этого полистиролбетон легко подвергается обработке механическими устройствами. Конструкции, при изготовлении которых использовался этот стройматериал, можно просверливать, распиливать, фрезеровать и скреплять гвоздями.

Полистиролбетонный состав — универсальный строительный материал, соответствующий всем требованиям, однако и у него есть недостатки. В частности, как показала практика, после двадцати циклов заморозок, оттаиваний снижается прочность бетонных блоков: они постепенно трескаются и разрушаются.

Состав и пропорции

Пропорции пенополистиролбетона для 1 м3.

Производство блоков схоже с изготовлением других строительных смесей: в этом случае также важно тщательно придерживаться рецептуры и порядка проведения работ. Иными словами, инструкцию следует соблюдать максимально точно. Помимо этого, необходимо принимать во внимание, что полистиролбетон, равно как и остальные бетонные растворы, выпускается под разными марками. Строители могут изготавливать смеси с высокими теплоизоляционными свойствами, но с более низкими прочностными характеристиками. И наоборот, плотный материал, но с низкой теплоизоляцией. При этом технология изготовления будет зависеть от предназначения полистиролбетона.

Перед началом строительных работ необходимо узнать, каких пропорций нужно придерживаться, чтобы сделать высококачественный состав, который идеально подойдет для решения строительных задач, поставленных перед вами. Необходимо, чтобы технология производства полистиролбетона была соблюдена. При этом строителям важно применять качественное оборудование для производства полистиролбетона.

Соотношение компонентов (рецептура на один кубометр) разных марок смесей, которое специалисты проверили на практике, изготавливая полистиролбетон своими руками:

1. D200. Для замешивания необходимо придерживаться следующей рецептуры: 160 килограммов цемента (марка М400), полистирола – один кубометр, сто литров воды, один килограмм СДО.
2. D300. Необходимо использовать 160 килограммов М300 цементной смеси, 75 килограммов намывного песка, а также полистирол — 9 килограммов, латекс- 5 килограммов, вода — 95 литров.
3. D400. Понадобится 190 килограммов цементной смеси М300, намывной песок — 110 килограммов, полистирол — 10 килограммов, латекс — 4 килограмма, вода — 115 литров.
4. D500. Чтобы изготовить полистиролбетон своими руками, потребуется 215 килограммов цементной смеси М300, намывной песок — 180 килограммов, полистирол — 11 килограммов, латекс — 5 килограммов, вода — 130 литров.

Также специалисты повышают прочность полистиролбетонных конструкций, добавляя в составы специальные волокна, которые совместимы с портландцементом. После затвердевания специальные волокна позволят минимизировать микродеформации, вызванные колебаниями температур и усадкой при застывании состава.

Что понадобится для работы?

Можно раствор замешивать и простой мешалкой.

При проведении работ понадобится оборудование для производства полистиролбетонных блоков. Специалисты используют бетономешалку для замешивания. Вместе с тем можно обойтись и без оборудования, а воспользоваться простой мешалкой, стоимость которой вполне приемлема. Помимо этого, для приготовления раствора нужна лопата. Перед смешиванием ингредиентов нужно определить необходимую плотность бетонного раствора. Также нужно тщательно взвесить все компоненты. Важно помнить о том, что разные полистиролбетонные смеси обладают разной плотностью. Для раствора нужны вода, цемент необходимой марки, ПВГ, и добавки.

В этой статье мы расскажем о том, как сделать полистиролбетон своими руками и о том, что собой представляет этот материал. В настоящее время наблюдается повсеместный отказ от традиционных стройматериалов в пользу принципиально новых технологий.

И это неудивительно, так как благодаря прогрессивным методикам строительства можно возводить здания и сооружения, которые будут прочными, лёгкими, долговечными и, что самое главное, их цена будет более доступной!

Характерным примером является полистиролбетон – материал, созданный благодаря новым технологиям и призванный прорастить и удешевить индивидуальное строительство.

Основные особенности

Легкие цементосодержащие растворы, с пенополистиролом в качестве заполнителя, применяются в течение последних 20 с лишним лет. Для строительной индустрии это небольшой срок, но его вполне достаточно для того чтобы определить, что материал в случае правильного применения прочен и долговечен.

За счет низкого уровня объемной , объемная масса которого будет соответствовать требованиям той или иной области применения. Эксплуатационные и технические характеристики цементосодержащих растворов с добавлением полистирола определяются в соответствии с ГОСТ Р 51263-99.

Несмотря на то, что можно сделать качественный пол из полистиролбетона своими руками, этот материал зарекомендовал себя в качестве отличного решение для строительства стен и обустройства теплоизоляции. Анализ стоимости цементосодержащих растворов с различными наполнителями показывает, что цена полистиролбетона наиболее доступная.

Преимущества при полном отсутствии недостатков

На фото — легкий бетон, залитый в разборную опалубку

Среди отличительных качеств полистиролбетона можно отметить следующее:

• экологическая безопасность за счёт отсутствия токсинов, как при производстве, так и при эксплуатации;
• долговечность (свыше 100 лет);
• паропроницаемость на уровне древесины, что делает этот материал отличным решением для строительства жилых помещений;
• пожаробезопасность за счет долговременной устойчивости к воздействию открытого пламени;
• гидрофобность , не уступающая большинству традиционных стройматериалов;
• повышенная устойчивость к низким температурам ;
• низкий уровень теплопроводности (стены толщиной 30-50 см из полистиролбетона соответствуют кирпичной стене толщиной более 1 метра);
• оптимальная степень звукоизоляции;
• отсутствие усадки , что особенно актуально при строительстве стяжек пола.

Важно: Полистиролбетон отличает простота механической обработки. Конструкции, изготовленные с применением этого материала, можно сверлить, пилить, фрезеровать, крепить гвоздями и саморезами.

Технология изготовления

Инструкция ничуть не сложнее изготовления других разновидностей цементосодержащих растворов. Справиться с такой задачей вы сможете самостоятельно непосредственно на строительном участке.

Раствор, который нам предстоит приготовить, представляет собой композиционный материал, то есть в его состав входит ряд различных компонентов, среди которых:

• портландцемент;
• кремнеземистые заполнители (зола-унос или/и кварцевый песок);
• пористый заполнитель (вспененный полистирол);
• модифицирующие заполнители (пластификаторы и ускорители схватывания).

Производство бетона с добавлением полистирола сводится к тщательному и равномерному перемешиванию перечисленных компонентов с определённым количеством воды.

Готовый раствор может быть использован двумя способами:

• смесь может быть залита в специальные формы и таким образом будут получены стеновые блоки;
• смесь может быть залита в разборную или несъемную опалубку непосредственно на строительном объекте.

Важно: Приготовление полистиролбетона не требует применения специализированного оборудования, достаточно будет использовать обычную мешалку с принудительным перемешиванием, цена которой невысока.

Готовим полистиролбетон

Итак, мешалка приобретена или взята в аренду, осталось приступить к работе.

Последовательность загрузки ингредиентов в работающую мешалку следующая:

• засыпаем дозированное по объему количество ПВГ (полистирол вспененный гранулированный) и химические добавки в соответствии с рецептурой;
• затем добавляется вода;
• через 2-3 минуты перемешивания засыпаем цемент, после чего перемешиваем еще 3 минуты.

Итого, приготовление раствора занимает около 5-6 минут. На выходе мы должны получить слитную поризованную однородную смесь.

Важно: Несмотря на то, что большинство свойств готового материала определяется содержанием полистирола, прочность зависит от воды. Добавление воды сверх меры наверняка приведёт к снижению прочностных качеств готового полистиролбетона. Недостаток воды также недопустим, так как приведет к повышенному трещинообразованию.

Состав полистиролбетона

D400: 190 кг цемента марки М300, 110 кг сеяного песка, 10 кг полистирола, 4 кг латекса, 115 л воды;

D500: 215 кг цемента марки М300, 180 кг сеяного песка, 11 кг полистирола, 5 кг латекса, 130 л воды.

Важно: Прочность и долговечность конструкций, изготовленных с применением полистиролбетона можно существенно увеличить за счет добавления в смесь армирующих волокон, совместимых с портландцементом. Наличие армирующих волокон в затвердевшем материале минимизирует число микродеформаций, спровоцированных растягивающей усадкой и температурными колебаниями в процессе застывания смеси.

Вывод

Итак, мы разобрались с тем, какой строительный материал можно считать оптимальным, как с точки зрения характеристик, так и с точки зрения приготовления в бытовых условиях. Более того, теперь вы знаете, как полистиролбетон своими руками изготовить и применить по назначению.

Больше полезной и познавательной информации вы сможете обнаружить, посмотрев видео в этой статье.

Как изготовить полистиролбетонные блоки своими руками? В настоящее время в строительстве часто используются блоки из полистиролбетона. Они могут иметь различные размеры. Разные способы укладки предполагают использование элементов того или иного размера.

Материал полистиролбетон представляет собой сочетание вспененного полистирола и портландцемента. Его считают представителем легких бетонов, изготовленных из смеси материалов. Гранулированный полистирол способствует повышению теплоемкости материала. Портландцемент создает прочный, крепкий каркас, формирующий весь объем полистиролбетонного блока.

Достоинства полистиролбетона

К преимуществам данного материала относится отличная пожаростойкость и устойчивость к агрессивным воздействиям внешней среды, перепаду температур, воздействию осадков, разрушительного ветра и устойчивость к механическим воздействиям и нагрузкам.

Вспененный гранулированный полистирол придает блокам легкий вес и превосходные теплоизолирующие качества. Здания, изготовленные из этих элементов, будут надежно сохранять тепло в любую погоду.

Во время строительства подача материала на стройплощадку происходит бетононасосом посредством заливки в опалубку. Процесс производства полистиролбетона не отличается от изготовления остальных видов бетона. Процентное содержание различных компонентов в блоках определяет их прочность и теплопроводность. Здания, изготовленные из полистиролбетона, могут иметь стены различной толщины.

Превосходные технические характеристики материала, высокая прочность и отличные теплоизолирующие свойства, сделали данный материал востребованным в строительстве.

Высокая прочность материала позволяет возводить из элементов полистиролбетона многоэтажные здания, использовать при строительстве зданий заливной метод строительства стен.

Еще одним преимуществом материала, определяющим его положительные технические характеристики, является возможность быстро застывать и твердеть. В процессе схватывания бетона стены не дают усадки. Элементы характеризуются слабым водопоглощением. Они обладают невысокой стоимостью по сравнению с материалами теплоизоляции.

При строительстве зданий из блоков методом заливки бетона не нужно привлекать дорогостоящее грузоподъемное оборудование. Данный материал не требует специальной защиты от плесени и микроорганизмов, в отличие от древесины. Он обладает высоким качеством, отвечает современным требованиям безопасности для здоровья людей и отличается длительным сроком эксплуатации. Дом, построенный из блоков, может простоять более 100 лет. При этом элементы не изменяют своих свойств, не теряют качества, прочности, теплопроводности и других высоких технических характеристик.

Преимущества полистиролбетона:

• высокая прочность;
• легкий вес;
• стойкость к воздействию морозов;
• стойкость к воздействию микроорганизмов;
• хорошие теплоизолирующие свойства;
• долговечность;
• низкая стоимость.

Вернуться к оглавлению

Технология изготовления полистиролбетонных блоков

Блоки из полистиролбетона можно сделать своими руками, если использовать инструкцию по их изготовлению.

Материалы и инструменты:

• бетономешалка;
• бетононасос;
• опалубка;
• цемент;
• песок;
• вода;
• различные добавки;
• совковая лопата.

Прежде всего до начала изготовления блоков необходимо определить, какой плотностью должен обладать материал. В зависимости от этого составляют требуемую пропорцию составных частей строительного материала. Разные растворы полистиролбетона обладают различной плотностью.

Если необходимо изготовить полистиролбетонные блоки, имеющие плотность 300, нужно подготовить составные компоненты в таких пропорциях:

• цемент 300 кг;
• ПВГ 0,85;
• вода 100 л;
• добавки 2%.

Если необходимо изготовить блоки из полистиролбетона, имеющие плотность 800, надо взять составные части в следующих пропорциях:

• цемент 300 кг;
• песок 500 кг;
• ПВГ 0,68;
• вода 140 л;
• добавки 2%.

Эти компоненты необходимо загружать в бетономешалку в определенной последовательности.

1. Прежде всего нужно подготовить необходимый объем ПВГ и загрузить его в бетономешалку. Затем добавляют необходимое количество воды. После этого загружают химические добавки.
2. Потом включают бетономешалку и перемешивают находящиеся в ней компоненты в течение 2 минут.
3. Затем в бетономешалку насыпают цемент в необходимом количестве.
4. После этого бетономешалка перемешивает раствор в течение 3 минут. Должна получиться однородная поризованная смесь.
5. В процессе производства работ необходимо добавлять деготь, при этом постоянно перемешивая раствор. Деготь применяют как водоотталкивающий компонент.
6. Предварительно подготавливают опалубку из досок для формирования блоков. Эти формы необходимо обработать машинным маслом.
7. После приготовления раствора его наливают в подготовленные формы. Процесс схватывания бетона в блоках зависит от различных факторов: окружающая температура, активность вяжущих химических добавок, время застывания смеси.
8. Обычно схватывание бетона продолжается около суток.
9. После затвердевания смеси изготовленный блок вытаскивают из формы и кладут на ровную поверхность в прохладном помещении. Там их оставляют до полного высыхания.

Выполнять монтаж готовых бетонных блоков для строительства здания можно не раньше, чем через 3 недели.

Одним из самых востребованных в строительной сфере материалов является бетон. Без него, в той или иной мере, не обходится практически ни одно строительство, будь то промышленные масштабы или частный сектор. С развитием технологий появились разновидности бетона с определенным набором характеристик. Одна из них полистиролбетон, завоевывающий все большую популярность у потребителей, в том числе и на FORUMHOUSE.

В этой статье рассмотрим:

• что собой представляет полистиролбетон;
• разновидности, сфера применения, характеристики данного материала;
• производство;
• как используется нашими умельцами.

Полистиролбетон – сырьевая база, свойства

Полистиролбетон (ПСБ) – особо легкий бетон с пористой структурой, производимый на базе цементного вяжущего (обычно портландцемент), с пористым гранулированным заполнителем (вспененный полистирол). Допустимая насыпная плотность гранулята – до 15 кг на кубометр бетона, при особых условиях до 20 кг/мᶟ. Размер гранул (фракция) зависит от марки и класса бетона и колеблется в диапазоне 0,7-5,5 мм, максимум – 10 мм (теплоизоляционный ПСБ низких марок).

Также в раствор добавляются воздухововлекающие вещества и различные модифицирующие добавки, улучшающие свойства как смеси, в процессе применения, так и готового бетона в процессе эксплуатации. Воздухововлекающие добавки, такие как СДО (смола древесно омыленная), необходимы для придания цементному камню пористой структуры не только за счет полистирольных шариков, но и за счет образования замкнутых воздушных ячеек.

Они препятствуют всплытию гранул, обеспечивая однородность раствора и предотвращая его расслоение на фракции.

Teplodec Участник FORUMHOUSE

Смола древесно омыленная нужна для обогащения раствора воздушными порами, а также вводится в полистиролбетонную или керамзитобетонную смесь, чтобы не допустить расслоения (всплытие гранул). С добавкой получается однородный раствор.

Такая структура обеспечивает ПСБ сравнительно небольшую массу и плотность, и минимальную теплопроводность.

А учитывая постоянный рост цен на энергоносители, все большее количество самозастройщиков при выборе стеновых материалов во главу угла ставят именно изолирующую способность ограждающих конструкций сравнительно небольшой толщины (около 30 см). Кроме небольшого веса и способности удерживать тепло, у полистиролбетона есть и другие положительные свойства:

• Огнестойкость – несмотря на большую объемную долю полистирола в составе, является слабогорючим материалом (Г1), так как гранулы находятся внутри цементного «футляра».
• Биостойкость – строительный материал не подвержен воздействию патогенной микрофлоры (плесень, грибок), не гниет.
• Звукоизоляция – воздушные поры и полистирольные гранулы гасят звук, вместе с теплоизоляцией получается и шумоизоляция.

Часто звучат обвинения в повышенной гигроскопичности, сложности последующей обработки, меньшей, по сравнению с обычным бетоном, прочности и низкой паропроницаемости. Но это, скорее, свойства материала, а не его минусы, от влаги защищают гидроизоляторы и отделка, в продаже масса материалов для подобных оснований, а прочность подбирается, исходя из поставленной задачи. Если не пытаться из теплоизоляционной разновидности ПСБ возвести несущие стены, и дом не рухнет. Низкая же паропроницаемость, характерная для всех производных на базе полистирола, нивелируется хорошей системой вентиляции.

Другое дело, что каждый выбирает подходящий именно для себя материал, у которого есть определенные минусы, и ПСБ не исключение.

Разновидности, характеристики полистиролбетона, применение

В зависимости от рецептуры и пропорций входящих веществ в растворе, получается несколько разновидностей ПСБ, с различными марочными показателями, эти характеристики и определяют сферу применения.

• Теплоизоляционный ПСБ – используется для утепления несущих и каркасных конструкций, чердаков и кровель (плотность D150-D225, прочность от М2).
• Теплоизоляционно-конструкционный ПСБ – используется для перемычек над дверными и оконными проемами, в теплоэффективных внешних стенах в качестве ненесущего заполнения (плотность D250-D350, прочность от В0,5).
• Конструкционно-теплоизоляционный ПСБ – используется при изготовлении длинных перемычек над проемами, в качестве стенового в малоэтажном строительстве (плотность D400-D600, прочность от В1,5).
• Сборные изделия из ПСБ – стеновые блоки, плиты, ЖБ элементы, изготавливаемые на специальном оборудовании. Плотность ненесущих элементов D250-D400 (прочность от В0,5), самонесущих – D350-D450 (прочность от В1,0), несущих – D450-D600 (прочность от В1,5).
• Монолитный ПСБ – самомесный или заводской раствор, используемый в различных элементах конструкции (заливка перекрытий, стяжек, полов по грунту, стен). Соотношение плотности, прочности и сферы применения монолитного ПСБ аналогично параметрам предыдущей разновидности. В последние годы среди частников все популярнее строительство монолитных домов из полистиролбетона своими руками.

Класс прочности на сжатие, предел прочности на растяжение и марка морозостойкости (количество циклов полной заморозки-оттаивания без изменения характеристик) ПСБ напрямую зависят от его плотности. В раствор для производства теплоизоляционно-конструкционных и конструкционно-теплоизоляционных разновидностей добавляется кварцевый песок. Вместе с увеличенной долей вяжущего, это позволяет добиться высокой плотности и прочности. Важнейшие характеристики, влияющие на сферу применения, показаны в таблице.

Источник – ГОСТ Р 51263-12 «Полистиролбетон. Технические условия».

Производство полистиролбетона

Технология производства полистиролбетона изобретена и апробирована еще в пятидесятых-шестидесятых годах минувшего века, но тогда широкого применения не получила. Это объяснялось как довольно затратным производственным циклом, так и недостаточной прочностью получаемого камня, которая до нормативов того времени не дотягивала. Да и не было такой потребности в утеплителях, повсеместно строили кирпичные или панельные дома, не задумываясь о таких «высоких» категориях, как теплопроводность и энергоэффективность.

Сегодня же полистирол значительно подешевел, марка получаемого камня повысилась, пенообразователи и модификаторы можно купить практически в любом строительном магазине, а параметры энергосбережения семейного гнездышка напрямую влияют на бюджет. Поэтому популярность полистиролбетона резко возросла.

Производство полистиролбетона может вестись как в промышленных масштабах, на профильных предприятиях, так и в кустарном варианте – своими руками для своей же стройки.

Но если обычный самомес можно замешать и лопатой в корыте, некоторые умудряются таким образом заливать десятки кубов фундамента, то для приготовления ПСБ обязательно иметь бетономешалку. Состав и пропорции раствора зависят от того, какую плотность (марку) предполагается получить. Это может быть такая рецептура.

Чтобы смесь была максимально однородной, важно не только правильно подобранное соотношение вяжущего, наполнителей и добавок, но и последовательность загрузки в барабан. В большинстве случаев оправдан следующий алгоритм:

• загрузка ПВГ (полистирол вспененный гранулированный), заливка небольшого количества воды (1/10 часть) с модификаторами;
• перемешивание содержимого (30-60 секунд), чтобы гранулы увлажнились;
• введение цемента (и песка, если речь о теплоизоляционно-конструкционном и конструкционном ПСБ);
• введение воды (8/10 частей) с модификатором;
• введение оставшейся части воды с разбавленной в ней воздухововлекающей добавкой (СДО, другие готовые пенообразователи, жидкое мыло, средства для мытья посуды);
• перемешивание раствора в течение 3-5 минут до получения однородной, удобоукладываемой смеси.

Чтобы из самомесного раствора получить блоки, приближенные по показателям к заводским, необходима специальная установка, что сводит к минимуму предполагаемую выгоду, если после не наладить производство.

Поэтому более распространена заливка монолита в съемную или несъемную опалубку, колодцевую кладку, а также заливка стяжек, черновых полов и создание теплоизоляционных контуров. Так как гранулы и поры – слабая защита от усадки и растрескивания, рекомендуется использовать в качестве армирующей добавки фибру, если эти явления критичны для конструкции.

Опыт участников FORUMHOUSE

Наши умельцы тоже успели оценить достоинства легкого бетона на полистирольном наполнителе, рассмотрим два наиболее распространенных способа применения – утепление и полы по грунту.

Утепление

Один из наших умельцев использовал теплоизоляционный монолитный ПСБ собственного производства для всех своих конструкций.

mobster Участник FORUMHOUSE

Отлито полистиролбетона больше двухсот кубометров. Коробка каркасного гаража 140 м² (стены 20 см и потолок 20 см), пол и потолок дома 9x14 м (пол и потолок, толщина 50 см), баня каркасная 5x5 м (стены 20 см и потолок 20 см).

Обыкновенная бетономешалка «груша», вместо СДО – простое жидкое мыло, его не только проще купить канистрой на пять литров в любом гипермаркете, но и у раствора с такой добавкой, по ощущениям умельца, «лучше смачиваемость и удобоукладываемость».

mobster Участник FORUMHOUSE

Состав на мешалку СБР-132: 6 пластиковых ведер крошки (по 12 литров), плюс половина ведра цемента, плюс вода, плюс крышка мыла от пластиковой бутылки на 5 литров. Засыпать 2-мя порциями, помогать при перемешивании палкой, против вращения.

Не стояло задачи получить самонесущий или несущий монолит, только теплоизоляционный, поэтому плотность минимальная, как и марка – около М100. По нормативам, этого недостаточно даже для изоляции, и имеет смысл несколько изменить пропорции, увеличив долю цемента, но за четыре с половиной года эксплуатации и такой ПСБ показал себя отлично. Куски от пробной заливки и по сей день «специально валяются во дворе под дождем и снегом, но никаких ухудшений характеристик не замечено, фрагменты не рассыпаются, не крошатся, не ползут».

Полы из полистиролбетона

Такой способ выбирают, когда хочется получить утепленное основание без использования плитной изоляции. Бонусом идет минимальная нагрузка.

Teplodec Участник FORUMHOUSE

Вместо слоя ЭППС и тяжелого бетона используем ПСБ: песчаная подготовка не менее 200 мм, полиэтиленовая пленка 100 мкм, полистиролбетон D400, слоем 100 мм (для Самарской области). При запланированном мягком финишном покрытии сверху по ПСБ – наливные полы или цементно-песчаную стяжку небольшой толщины. Можно заказывать готовый раствор или делать самостоятельно, приобретая только вспененные гранулы полистирола и СДО.

Легкий бетон с заполнителем из пенополистирола - известный под названием полистиролбетон, представляет собой легкий бетон с минеральным вяжущим, поры которого образованы частицами вспененного пенополистирола, используемого в качестве заполнителя. Исключительно малая объемная плотность частиц вспененного пластика позволяет производить легкий бетон с объемной массой, диапазон которой может быть выбран в соответствии с требованиями конкретной области применения, и при этом бетон имеет соответственно широкий диапазон характеристик.

Легкий бетон с заполнителем из пенополистирола (полистиролбетон), теплоизоляционные штукатурки на основе пенополистиролбетона известны в течение длительного времени. В то время, как полистиролбетон известен не менее 25 лет на нашем рынке, а на западном - более 40 лет, до настоящего времени ожидания, относительно объема использования полистиролбетона оправдались только в некоторых областях применения. Однако в промышленности строительных материалов наблюдается рост интереса к полистиролбетону , указывающий на некоторые изменения в этом отношении, вызванные главным образом следующими причинами:

• полистиролбетон стал серьезной альтернативой пенобетона и газобетона, из-за более широкой области применения, простоты изготовления и значительно лучших характеристик материала
• требования по теплоизоляции зданий становятся значительно более жесткими, вследствие этого стало необходимым функциональное разделение строительных материалов на теплоизоляционные и несущую нагрузку, и эти материалы должны соответствующим образом сочетаться в элементах зданий. В этом отношении интересные решения предлагает использование легкого бетона с заполнителем из пенополистирола (полистиролбетона).

В настоящей статье рассматривается текущее состояние технологий производства полистиролбетона, уделяя должное внимание использованию переработанного полистирола, а также недавно разработанных систем на основе полистиролбетона.

Описание полистиролбетона

Легкий бетон с пенополистирольным заполнителем входит в группу чрезвычайно легких бетонов, которые производятся с использование пористых заполнителей, обычно имеющих малую прочность зерен. Решающим фактором для прочностных свойств является структура затвердевшей цементной пасты, окружающей частицы заполнителей из вспененного пластика, и влияющий на массу бетона. Кроме того, важна форма и размер зерен, а также структура поверхности используемых пенополистирольных заполнителей. В отличие от минеральных заполнителей, дозировка пенополистирольных заполнителей задается не по массе, а по объему. Таким образом, имеется возможность точно задать объем пор и, благодаря этому, объемную массу полистиролбетона, и производить полистиролбетон, имеющим структуру с закрытыми порами. Посредством выбора объемной массы бетона можно воздействовать на характеристики полистиролбетона, чтобы они лучше соответствовали конкретным требованиям. В свете сегодняшних требований представляет интерес полистиролбетон, объемная масса которого находиться в нижнем диапазоне (< 600 кг/м3). В этом случае сочетание <теплоизолирующего материала> и <бетона> в одном материале предлагает строителям оптимальную комбинацию несущих свойств, звукоизоляции, термоизоляции и огнезащиты. Уже несколько лет после изобретения пенополистиролбетона, названного Styropor (1951), компания BASF провела первые ориентировочные испытания по использованию пенополистирола в качестве заполнителя для производства полистиролбетона (стиропорбетона). Так как высокая стоимость данного сырья первоначально не позволила рентабельно использовать его в качестве легкого заполнителя, в конце 1967 года начались новые исследования, и их интенсивность стала постепенно увеличиваться. К этому времени легкие заполнители из пенополистирола стали интересной альтернативой легким минеральным заполнителям, и даже не смотря на их цену, стал наблюдаться растущий интерес к новым строительным изделиям из полистиролбетона. Чтобы создать необходимые предпосылки для их выхода на рынок, компания BASF предприняла следующие меры:

• разработка рецептур различных полистиролбетонных смесей, позволяющих воспроизводить их на практике
• подтверждение всех важных характеристик строительного материала испытаниями, проведенными официальными организациями
• разработка и распространение способов приготовления и укладки
• выполнение и оценка практических испытаний с целью подтверждения успешности применения
• помощь и технические консультации для производителей материалов в отношении разработки производственных систем.

Все эти меры пройдены в нашей стране и есть все предпосылки для активного применения полистиролбетона. В отличие от легких бетонов с минеральными заполнителями, пенобетонов, газобетонов, в случае полистиролбетона имеется возможность производства легкого бетона с объемной массой менее 200 кг/м3, и соответственно хорошими теплоизоляционными характеристиками. Вследствие этого дальнейшее развитие сконцентрировано на производстве полистиролбетона, попадающего в этот низший диапазон объемных масс, и в частности на улучшение свойств легкого бетона с пенополистирольным заполнителем, технологии производства и на разработке строительных систем с применением полистиролбетона. В качестве заполнителя полистиролбетона используется пенополистирол с объемной плотностью 10-25 кг/м3, которая не оказывает влияния на конечную прочность легкого бетона. Размер зерен вспененных частиц пенополистирола находиться в диапазоне 0,5-3,5 мм, что позволяет получать мелкопористый скелет бетона и используется сырьевой материал с размером частиц от 0,2 до 1,0 мм. Легкий пенополистирольный заполнитель обладает следующими характерными свойствами:

• чрезвычайно малая объемная масса
• хорошая теплоизоляция вспененных частиц, благодаря которой практически отсутствует поглощение воды
• сферическая форма, являющаяся предпочтительной с точки зрения статических нагрузок.

Однако, в диапазоне очень низких объемных плотностей гидрофобные свойства легких пенополистирольных заполнителей с закрытыми порами могут оказывать неблагоприятное влияние, так как малая прочность сцепления между цементным тестом и поверхностью частиц может привести к расслаиванию полистиролбетона во время приготовления и укладки. В первые годы практического применения, этому эффекту противодействовали введением добавок, улучшающих прочность сцепления. По этому пути идут ряд производителей, в основном пытаясь увеличить продажи добавок, так как западные производители и некоторые отечественные, применяют специальные марки пенополистирола с крупнопористой поверхностью частиц или специальные устройства, позволяющие без возражений укладывать бетон, не имеющий таких добавок.

Отходы пенополистирола в качестве легкого заполнителя

В Германии в настоящее время для изготовления упаковочных материалов ежегодно используется около 40 000 тонн сырья для производства пенополистирола, из которого получается пенополистирол в объеме до 2 млн.м3. Эти упаковочные материалы содержат 98% воздуха, не содержат ни в каких количествах фторхлоруглеводов, и могут подвергаться переработке для того, чтобы вновь послужить какой либо разумной цели. В наше стране тоже достаточное количество отходов, а с развитием промышленности и ростом производства изделий остро встает вопрос переработки упаковки. В этой связи были разработаны системы для вторичной переработки пенополистирола, позволяющие обеспечить полную утилизацию использованных упаковочных материалов, получаемых от промышленных, торговых предприятий и от частных потребителей. В настоящей статье мы рассматриваем только применение отходов полистирола в легких бетонах. Мелкозернистый <измельченный материал>, изготавливаемый из отходов производства пенополистирольной упаковки, пригоден для использования при производстве строительных материалов: в качестве порообразующего вещества при производстве блоков, панелей, и в качестве легкого заполнителя для производства легкого бетона (полистиролбетона).
Для использования измельченного пенополистирола в качестве легкого заполнителя требуется выполнение определенных требований с целью предотвращения снижения качества бетона. В том, что касается размеров и формы зерен, различия между <измельченным материалом> и свежеиспеченными частицами пенополистирола должны быть настолько малы, насколько это возможно:

• большая часть зерен должна иметь круглую форму
• большая часть зерен должна иметь размеры, находящиеся в диапазоне от 0,5 мм до 4,0 мм
• в измельченном материале должны отсутствовать очень мелкие частицы.

Эти требования к качеству могут быть удовлетворены при соблюдении следующих условий:

• использованием соответствующих дробилок с отделением частиц пенополистирола в тачках, в которых они сплавились между собой, так что первоначальная сферическая форма зерен в очень большой степени сохраняется
• размер частиц гранул пенополистирола, используемого для производства упаковочных материалов, обычно соответствует размеру, требующемуся для легкого пенополистирольного заполнителя, изготовленного из <свежего материала>, это достижимо при помощи использования соответствующих сит в дробилке. В настоящее время такой подготовленный <измельченный материал> предлагается некоторыми западными производителями упаковочных материалов по цене от 12 до 25 евро, что намного ниже уровня цен за свежевспененный легкий пенополистирольный заполнитель.

На российском рынке тоже присутствует <измельченный материал>, к сожалению редко удовлетворяющий вышеперечисленным требованиям. Полученные в результате 28-дневных испытаний значения прочности при сжатии и при изгибе, в каждом случае представляют собой средние значения для трех образцов. Испытания на прочность при сжатии проводились на кубах с длиной ребра 20 см, а испытания на прочность при изгибе - на брусках 70*15*15 см. Прочность при сжатии образцов полистиролбетона, изготовленных с использованием пенополистирола из <измельченного материала> - прежде всего в нижней части диапазона объемных масс полистиролбетона примерно на 40 % ниже, чем у полистиролбетона, изготовленного с использованием частиц свежего вспененного пенополистирола. Прочность на растяжение при изгибе обоих вариантов полистиролбетона в пределах указанного диапазона объемных масс находится примерно на одном уровне. Использование пенополистирола из <измельченного материала>, по сравнению со вспененным пенополистиролом не влияет на теплопроводность, так как она в первую очередь зависит от объемной массы полистиролбетона. Использование пенополистирола из <измельченного материала> не оказывает отрицательного влияния на требования к качеству, такие, как поглощение воды, морозостойкость, огнестойкость и т. п.

Технология производства полистиролбетона

Этот раздел относится к специальным выводам по технологии производства полистиролбетона от 200 до 600 кг/м3 (сухая объемная масса), обладающего хорошими теплоизоляционными свойствами и имеющего малую массу.

В отличие от легкого бетона с пенополистирольным заполнителем , имеющего плотность более 600 кг/м3, в данном случае требуется рассмотреть некоторые специальные особенности, которые оказывают существенное влияние на однородность смеси, удобоукладываемость и подачу полистиролбетона, а также на тенденцию к трещинообразованию и от усадки и расслоения.

Решающее влияние на свойства свежего полистиролбетона оказывает то, что очень большую часть его объема составляют частицы пенополистирола. В диапазоне объемной массы меньше 600 кг/м3 количество цементного раствора недостаточно, для того чтобы полностью заполнить объем <пазух> легкого заполнителя. Без внесения соответствующих добавок полистиролбетон в этом диапазоне объемной плотности можно укладывать и уплотнять только с большим трудом из-за его в основном несвязного характера.

Добавление большого количества воды будет вести к уменьшению прочности при сжатии и усилению тенденции к трещинообразованию от усадки и расслоению.

Чтобы узнать, как можно улучшить удобоукладываемость и уплотняемость полистиролбетона, производились испытания с внесением различных добавок. В результате оказалось, что наибольшие преимущества обеспечивают добавки, содержащие воздухововлекающие компоненты, а также компоненты для стабилизации и разжижжения полистиролбетонной смеси. При помощи создания очень маленьких сферических воздушных пузырей (с диаметром до 0,3 мм) объем цементного раствора увеличивается и уменьшается различие в плотности между цементным раствором и легким пенополистиролбетонным заполнением. Смесь приобретает пластичную вязкую консистенцию. Благодаря этому предотвращается всплытие пенополистирольного заполнителя даже в случае интенсивного виброуплотнения и удобоукладываемость свежего полистиролбетона значительно улучшается. Особое положение занимают белковые пенообразователи, используемые при механическом производстве воздушных пен. Они характеризуются очень стабильной структурой пены. Подвижность и великолепная адгезия этих воздушных пен оказывает исключительно благоприятное воздействие на удобоукладываемость полистиролбетона даже в случае относительно малых водоцементных отношений.

Эластичные пенополистирольные заполнители и относительно высокая пропорция воздушных пузырей не могут противодействовать усадке затвердевшего цементного теста. Однако влияние излишне большой усадки во время схватывания и тенденцию к образованию трещин можно уменьшить, поддерживая полистиролбетон влажным в течение достаточно длительного времени. На практике очень эффективным оказалось добавление в смесь совместимых с цементом армирующих волокон. Армирующие волокна в затвердевшем скелете из цементного теста в полистролбетоне принимают на себя напряжения, возникающие при растягивающей усадке и изменения температуры во время схватывания и твердения полистиролбетона, уменьшая тем самым тенденцию к образованию трещин, и значительно увеличивая прочность на растяжение при изгибе. Пена добавляется в смеситель во время приготовления смеси, для чего используется пеногенератор. Для приготовления полистиролбетона пригодны обычные смесители с принудительным перемешиванием. Гравитационные бетоносмесители пригодны только условно. Для получения качественной смеси компоненты закладываются в определенной последовательности. Время перемешивания должно составлять примерно 2 минуты. Объемная дозировка пенополистирольного гравия может изменяться в определенных пределах в зависимости от того, используется свежий вспененный материал или <измельченный материал>.