Производство пенобетона: от промышленного до собственноручного

Производство пенобетона: от промышленного до собственноручного

Пенобетон – популярный современный стройматериал, который приглянулся многим потребителям за его легкость, невысокую цену и хорошие эксплуатационные качества. От основного своего конкурента – газобетона – он отличается характерным серым «бетонным» цветом, отсутствием в составе извести, особенностями использования и технологией производства.

Баротехнология

Использование метода баротехнологии в производстве данного материала отличается и преимуществами, и недостатками. Изделия, полученные методом баротехнологии, имеют низкий уровень прочности, но отличаются более простым и менее затратным процессом. Они не требует дорогостоящего оборудования и слишком больших помещений, а время получения условной единицы значительно сокращается. Данный способ получения пенобетона используется именно из этих экономических соображений. Однако, если для производителей таких стройматериалов вышеназванные качества являются плюсом, то потребитель получает низкокачественную продукцию, которая не должна использоваться в больших объемах строительства.

При применении баротехнологии, в герметичный смеситель вводят базовые компоненты камня: песок или зола-уноса, цемент, вода, ускорители твердения, пенообразователь, а иногда воздухововлекающие добавки. В технологии изготовления смесей в необязательном порядке внедряются также дополнительные операции, которые направлены на оптимизацию гранулометрического состава компонентов и регулирование пористой структуры, на применение газо- и пенообразователей, а также использование функциональных добавок, которые ускоряют структурообразование.

Затем под давлением, образующегося в смесителе, все эти компоненты тщательно размешиваются и смесь активно насыщается воздухом. Этот процесс принято называть воздухововлечением. Под давлением полученный раствор через трубопровод поступает прямо в литьевые формы. При этом останавливается процесс атмосферного давления, которое нагнеталось в смесителе с помощью компрессора, после чего пенобетонная смесь начинает увеличиваться в объеме. Визуально этот процесс напоминает всход дрожжевого теста, который отличается только скоростью «всхождения»: у этого же материала в момент формовки увеличение происходит моментально.

Достоинства и недостатки метода баротехнологии

А теперь подробнее остановимся на минусах и плюсах баротехнологии производства пенобетона. Данный метод отличается более низкой прочностью продукции, что является главным его недостатком. Конечно лучше и результативней взбивать более жидкие субстанции. Чтобы сравнить, нужно представить консистенцию взбитой 30%-ой сметаны с молоком. В состав затворения производители вынужденно вводят большее количество воды, из-за чего окончательная прочность пеноблоков значительно уменьшается. Для полноценного процесса гидратации при получение цемента большее количество воды нежелательно. Процесс гидратации — это присоединение воды, которое происходит с помощью химической реакции клинкерных составляющих цемента с водой. При взаимодействии с водой цемент твердеет и превращается в так называемый цементный камень.

При этом в пенобетоне, который изготавливается методом баротехнологии, образуются довольно крупные поры. Их можно сравнить с порами мелкой пемзы. Воздушные пустоты в его структуре редко бывают меньше 1-2 миллиметров. Естественно, такие крупные поры намного снижают прочность и несущую способность блоков в будущих конструкциях зданий.

Недостатком этого метода можно также считать применение синтетических пенообразователей, которые имеют низкую экологичность. Нужная подвижность смеси, без увеличения пропорции воды, получается добавлением пластифицирующих субстанций – суперпластификаторов. Сегодня ни одно современное предприятие цементных или бетонных смесей не обходится без специальных добавок в производстве бетона, что существенно улучшает качество смеси и регулирует процессы схватывания и твердения цемента.

Несмотря на безусловное увеличение качества и подвижности пенобетонной смеси, его применение исключает использование натуральных пенообразователей, которые используются для производства ячеистых бетонов. Известно, что они получаются в процессе превращения макромолекул натурального протеина гидролизом в водном растворе. Одним словом, если потребитель решается построить дом из экологически безопасных материалов, он изначально должен исключить использование пеноблоков, которые изготовлены методом баротехнологии.

Безусловно, существенным достоинством производства этих изделий данным методом считается более низкая себестоимость, что значительно увеличивает экономическую выгоду для производителя. Основным достоинством баротехнологии является также использование более дешевого технологического оборудования, которое не требует больших вложений и организуется в любом приспособленном для этого помещении.

Если в применении данной технологии получения бетона все плюсы достаются производителям, то описание другого метода, приведенного ниже, может стать достоинством в производстве пенобетона в угоду строителям и покупателям.

Минимальный комплект оборудования для производства пенобетона включает:

1. Установку для изготовления пенобетона (самая простая от 24 тыс. руб.);
2. Пеносмеситель, пеногенератор;
3. Компрессорное оборудование и насосы;
4. Формы для производства пеноблоков (от 18 тыс. руб.).

Стоимость такого оборудования пропорциональна производительности и автоматизации. Комплект оборудования для производства пенобетона и пеноблоков с максимальной производительностью 20 кубометров за одну смену стоит в пределах 900 тысяч рублей. Такое же оборудование, но с производительностью в 50 кубометров потянет на 2 миллиона рублей. Автоматическая линия с производительностью 100 кубометров за одну смену будет стоить от 3,5 миллионов рублей. Оборудование Китайского производства-чуть дешевле(в районе 3 миллионов рублей). В целом же технология выглядит так:

Технология производства пеноблоков из пенобетона / Фото www.rusblok.ru

Процесс изготовления пеноблоков

Подготовка сырья

Компоненты производства пеноблоков:

• цемент ПЦ-500 D0 либо ПЦ-400 D0;
• песок с допустимыми 3% глины и модулем до 3 Мкр;
• пенообразователь;
• вода до +25 С.

Портландцемент М400 или М500 и мелкий песок образуют бетонную массу.

На наш выбор — сертифицированные российские пенообразователи:

• СДО из смолы древесной омыленной;
• клееканифольный пеноконцентрат из сосновой канифоли;
• костный клей, едкий натр;
• «Морпен» или «Пеностром».

Если водоцементное соотношение минимум 0,4, можно добавлять пену. Уменьшение воды дает блоки с большой объемной плотностью, разрушая пену.

Приготовление по классической схеме технологической пены

• Современная технология пеноблока рекомендует предварительно отдельно развести пеноконцентрат водой и залить в рессивер пеногенератора.
• Под давлением этот концентрат выходит в пеногенератор, где вспенивается от сжатого воздуха из компрессора.
• Сопроводительная инструкция гарантирует расход пеноконцентрата до 5 грамм на каждый килограмм цемента.
• 1 загрузка пеногенератора DS-60 пеноконцентратом клееканифольным рассчитана на производство пены для 6 м3 пенобетона.

Качественная пена приобретает белый цвет и удерживается в любом положении.

Приготовление пенобетонной смеси

Последовательность приготовления смеси:

• Засыпаем песок.
• Добавляем цемент.
• Перемешиваем до однородности.
• Заливаем водой.
• Перемешиваем до пластичной массы.
• Пеногенератор подает порцию пены в смеситель по шлангу, и за 3 минуты мы получим нужный раствор.

Формование пеномассы

Есть разные способы формования:

• наливное с применением опалубки;
• штучное со специальной формоостнасткой;
• штучное с формоостнасткой и резательным оборудованием.
• Пенобетонную смесь мы выкладываем в собранную, очищенную и смазанную формооснастку с последующим армированием.
• Если подвижность пенобетонного раствора превышает 60 см, то эта текучая консистенция хорошо заполнит пустоты любой конфигурации, а также не нуждается в вибрации и уплотнении.

Подготовительные операции

Обратите внимание!
Даже через какое-то время объем смеси не изменится, она не расслоится, как обычный бетон: поры устойчивы и без пластификаторов, поэтому пеномасса бетононасосом легко проходит по трубопроводу.

Заливка в опалубку

• Подойдет алюминиевая, пластмассовая, металлическая, деревянная опалубка. Кстати, деревянную опалубку за час до бетонирования надо щедро пропитать водой.
• Только герметичная опалубка нужна для литого пористого бетона. Тогда смесь не будет вытекать.
• Давление на вертикальную опалубку возрастает на 30% сравнительно с обычным бетоном, поэтому закрепляем ее максимально прочно.
• Легкий пенобетон вообще не требует вибрации, и опалубка может быть попроще.

Совет!
Для устранения адгезии с бетоном опалубку покроем эмульсионной смазкой, что также сгладит поверхность пенобетона.
При этом даже опалубки криволинейной формы дадут отличный результат.

Операции подачи смеси

• Подаем бетононасосом готовую смесь в приемную воронку или прямо в конструкцию. Можно использовать и бадью.
• Для пенобетона подойдет винтовой или поршневой насос. Но лопастные насосы уничтожат воздушные ячейки.

Твердение массива

Опалубку, заполненную пенобетоном не надо трогать в течение 6 часов, чтобы не нарушить пористость.

Отформованная пеномасса твердеет в обычных условиях (не ниже +7 градусов), но можно ее и прогревать горячим воздухом, паром. Для ускорения процесса применяют специальные добавки.При t +22°С через 7 дней пенобетон набирает 70% прочности.

Рекомендации специалистов для всех, кто хочет сделать блоки своими руками:

• после укладки стоит накрыть пеноблоки полиэтиленовой пленкой;
• в жару целую неделю каждые 4 часа поливать водой поверхность пенобетона.

Методы получения готовой продукции

Различные способы производства блоков позволяют получать готовую продукцию следующим образом:

• Методом заливки жидкого пенобетона в групповые металлические опалубки, в которых процесс твердения осуществляется на протяжении 10 часов с последующей разборкой формы. Технология обеспечивает возможность применения одной формы дважды на протяжении одних суток. Данный способ при небольших финансовых вложениях и простоте изготовления не позволяет выпускать значительные объемы продукции, и привязан к размерам форм.
• Путем резки пенобетонного массива на специальном резательном оборудовании. Предварительно подготовленный состав подается в цельные формы, где отсутствуют перегородки. Он застывает единым массивом. Спустя 12 часов после заливки композит подвергается резке с помощью автоматических пил. Метод позволяет получать готовые блоки необходимого размера, отличается высокой эффективностью, но при этом достаточно затратен и сопровождается наличием отходов, полученных при распиловке.

Готовый пенобетон укладывается в одну большую опалубку, где и набирает свою первоначальную прочность, после чего, этот монолит освобождают от этой формы и разрезают на блоки специальным станком

Технология производства пенобетона дома

Строительство дома, как правило, сопровождается значительными расходами. Желая оптимизировать их, многие принимают решение выполнять часть работ самостоятельно, в том числе и изготавливать строительный материал. Покупка необходимого количества пеноблоков стоит не дешево.

Разобравшись, в чем заключается технология пенобетона, не составит труда выполнить работы по его изготовлению самостоятельно. Производство ячеистого блока выполняется достаточно легко при правильном подходе.

Последовательность выполняемых работ:

• приготовление раствора из смеси цемента и песка;
• приготовление пенного раствора;
• формирование блоков.

Материалы и инструменты:

емкости или формы;

Качество будущего изделия напрямую зависит от пропорций, соблюдаемых при заготовке раствора. Песок и цемент следует брать в равных частях, а пенообразователь и затвердитель добавлять в количествах, указанных в инструкции по применению.

Технология производства пенобетона предусматривает подготовку смеси основных ингредиентов (песок, цемент и вода), как это делается для классического варианта бетона.

Далее следует постепенно добавлять пенообразующий раствор. Рекомендовано использовать синтетический пенообразователь или изготавливать его аналог, используя такие составляющие, как канифоль, столярный клей и едкий натрий.

Для приготовления добавки нужно измельчить, перемешать, а затем подогреть ингредиенты. Формирование такой смеси возможно исключительно при наличии пеногенератора. Готовая однородная смесь соединяется с бетоном и формирует состав для создания пеноблоков.

Особенности формирования раствора бетона:

• песок выбирается мелкий, без примесей глины;
• воду можно использовать водопроводную. Наличие солей и кислот недопустимо;
• оптимальные марки используемого цемента – М400, М500.

Приготовление раствора

Имея все необходимые средства и инструменты, нужно приступать к изготовлению раствора, соблюдая следующие правила:

• бетономешалка должна быть заводского исполнения. Самодельные устройства не всегда могут дать нужный результат;
• для изготовления форм можно взять фанеру, при этом важно соблюдение размеров и пропорций;
• для скорейшего затвердения состава следует воспользоваться ускоряющими средствами. Один из часто используемых ускорителей – хлористый кальций. Его следует добавлять в готовую смесь из бетона и пенообразователя в количестве, равном примерно 2% от общей массы;
• полученные в результате блоки нужно выкладывать на поддоны, после чего отправлять на стройплощадку.

Цемент необходимой марки и речной песок (1:3) засыпаются в бетономешалку. Далее постепенно заливается вода и пенообразователь. После тщательного перемешивания состава следует добавить отвердитель. Спустя 1-2 минуты раствор готов к дальнейшим манипуляциям.

Перед началом формирования блоков нужно подготовить емкости. Для этого нужно очистить форму от остатков смеси или грязи, после чего смазать ее специальным составом (без масел).

Смазка необходима для того, чтобы готовый блок можно было легко извлечь из формы. С этой же целью можно обтянуть емкость полиэтиленом. Изготовление изделий может выполняться двумя способами: литье и резка.

Литьевая технология формирования блоков

Предусматривает заливку бетонной смеси в металлическую форму, выполняющую роль оснастки. Находясь в металлическом блоке высотой 60см, бетонная смесь высыхает, затвердевает и обретает нужную прочность.

После этого готовое изделие извлекается из формы. Такая технология не требует приобретения дорогостоящего оборудования, однако, имеет ряд недостатков:

• возможно отклонение от геометрических параметров при использовании форм из тонкого металла. Применение более плотного материала позволит избежать этого недостатка;
• с помощью готовой формы можно изготовить блоки одинакового размера. Получение блоков разной величины возможно с использованием дополнительной оснастки;
• на краях изделия возможно образование изогнутой формы;
• на этапе распалубки блоки могут повредиться из-за недостаточной смазки форм.

Хорошее застывание пенобетона обеспечивает температура в помещении не менее +5 градусов. Спустя сутки после заливки форм можно извлечь готовые изделия, уложить на подготовленные поддоны и оставить их так на 16 часов.

Формирование блоков способом резки

Такой метод подразумевает заливку бетонной смеси в большую форму с последующей нарезкой готового блока на нужные размеры. Преимущества данной технологии:

• возможность получения элементов различной формы в процессе одной заливки и без дополнительных расходов;
• отсутствие сколов и неровностей на углах и гранях, что дает возможность экономить на последующей отделке стен;
• эстетичный внешний вид изделий;
• хорошая адгезия;
• отсутствие «горбов» на крайних блоках. Данную неровность просто срезают.

После выполнения всех этапов работы, получив блоки нужного размера, можно приступать непосредственно к строительству. Если результат не удовлетворяет своим качеством или прочностью, следует пересмотреть используемое сырье – возможно, оно не соответствует критериям отбора.

Кроме того, причина может быть в несоблюдении пропорций и температурного режима. Устранив все имеющиеся недочеты, следует приступить к изготовлению следующей порции блоков.

Самостоятельное производство позволит значительно сократить расходы на строительный материал. Справиться с этой задачей может каждый. Важно правильно подобрать сырье, подготовить необходимые инструменты и формы для заливки пенобетона.

Требования к составу пенобетона:

• Портландцемент марок 400 и 500 (допустимо использование золы для экономии цемента);
• Песок (отсев, щебень);
• Вода (рекомендуется подогревать для ускорения процесса схватывания пенобетонной смеси);
• Пена: обычно используются синтетические пенообразователи;
• Фибра полипропиленовая для армирования пенобетонных блоков;
• Хлористый кальций (для ускорения процесса распалубки) — при добавлении ускоряется схватывание пенобетона, реакция с которым дает прирост тепла до 20%.

Оборудование

Пеноблоки технология производства предполагает и закупку необходимого оборудования. На современном рынке промышленного оборудования существует огромное количество профессиональных установок, которые предназначены для выпуска пенобетона.

Внимание: Но стоит учитывать тот момент, что парогенератор можно вполне собрать самому. Работа домашней установки строится на принципе двойных вентилей.

Суть состоит в том, что две крана для регулировки задают плотность пены. Два запорных крана, наоборот, останавливают подачу материала. В самом начале человек задает значения подачи пены, а последующая раздача регулируется с помощью запорного крана.

Формирование пенобетона в опалубке или массивом

Вторым процессом при изготовлении пенобетона является его формирование в блок при помощи опалубки или резка массива. По какой бы технологии не была приготовлена пенобетонная смесь, если её лить в некачественную опалубку, грош её цена.

Опалубка – больное место при производстве пенобетона. Из чего её только не делают. Из фанеры, шифера, поликарбоната и ещё бог весть из чего. Чтобы сэкономить, в металлических опалубках применяют дешёвые марки стали, нестойкие к воздействию цемента. Есть опалубки без дна, располагаемые на бетонном основании.

В опалубке блок может располагаться как горизонтально, так и вертикально. Последнее приводит к неравномерному высыханию и раннему схватыванию верха блока. Низ сохнет дольше, что приводит к внутренней напряжённости блока и его растрескиванию.

Видео: Монолитный пенобетон в несъёмной опалубке

Всё вышесказанное влияет на геометрию и качество формируемых блоков. И здесь пенобетон проигрывает газобетонным блокам.

Негатива добавляет смазка опалубки для лучшего «отхода» блоков. Применять специальный раствор дорого и не всегда доступно. Поэтому смазывают опалубку чем попало — эмульсолом, отработкой, растительными маслами и даже салом. Всё это снижает адгезию материала в разы. В этом аспекте пенобетон также уступает газобетонным блокам.

Учитывая эти моменты, производители оборудования разработали промышленные автоматизированные комплексы, где пенобетон отливается массивом и только потом разрезается. Это позволило изготавливать блоки с прекрасной геометрией и адгезией, что выводит пенобетон в лидеры среди ячеистых бетонов.
Последующее «созревание» пенобетона.

Это тоже важная стадия производственного процесса. О ней не расскажет ни один производитель оборудования. После формирования блоков пенобетон должен «созревать» 28 дней в «комфортных» для него условиях. Он должен быть плотно накрыт полиэтиленом и не подвергаться действию сквозняков.

А теперь на минуту представим среднее производство в 20 кубов в сутки. На один европоддон становится 1,18 куба блоков из пенобетона. С учётом маневров погрузчика на каждый день необходимо около 20 кв. метров складских площадей. Умножим на 28 и получаем, что только для хранения готовой продукции необходимо 560 кв. метров, без учёта площадей под производство и склада компонентов.

На фото: Пенобетонные блоки.

В финансовом разрезе, для организации производства необходимы оборотные средства, способные покрыть все производственные затраты без поступлений минимум на один месяц.

На самом деле будущее пенобетона за автоматизированными комплексами с резательной технологией. Литьё пенобетона в опалубку должно остаться в прошлом.