Чому полістиролбетон?

polystyrenebetonПолістиролбетон являє собою легкий бетон з мінеральним в'яжучим, пори якого утворені частинками спіненого пінополістиролу, використовуваного як заповнювач. Його вага в декілька разів нижча, ніж у традиційного бетону. Це дозволяє суттєво знизити навантаження на несучі конструкції.

Виключно мала об'ємна щільність частинок спіненого полістиролу дозволяє виробляти легкий бетон з об'ємною масою, діапазон якої може бути обраний відповідно до вимог конкретної області застосування, і при цьому бетон має відповідно широкий діапазон характеристик. Полістиролбетон відомий не менше 25 років на нашому ринку, а на західному - більше 40 років, до теперішнього часу очікування, щодо обсягу використання полістиролбетону виправдалися тільки в деяких областях застосування. Однак у промисловості будівельних матеріалів спостерігається зростання інтересу до полістиролбетону, що вказує на деякі зміни в цьому відношенні, викликані головним чином наступними причинами:

 

 

  • Полістиролбетон став серйозною альтернативою пінобетону, газобетону і керамзитобетону через більш широку сферу застосування, простоту виготовлення і значно кращі характеристики матеріалу;

  • Вимоги по теплоізоляції будинків стають значно жорсткішими, внаслідок цього став необхідним функціональний поділ будівельних матеріалів на теплоізоляційні й несуче навантаження, і ці матеріали повинні відповідним чином поєднуватися в елементах будинків. Полістиролбетон поєднує легкість та енергоефективність.

Легкий бетон із пінополістирольним заповнювачем входить до групи надзвичайно легких бетонів, які виробляються з пористих заповнювачів, що зазвичай мають малу міцність зерен. Вирішальним чинником для міцності є структура затверділої цементної пасти, частинки заповнювачів зі спіненого полістиролу впливають на масу бетону. Крім того важлива форма і розмір зерен, а також структура поверхні використовуваних пінополістирольних заповнювачів. На відміну від мінеральних заповнювачів, дозування пінополістирольних заповнювачів задається не за масою, а за об'ємом. Таким чином, є можливість точно задати об'єм пор і, завдяки цьому, об'ємну масу полістиролбетону, і виробляти полістиролбетон, що мають структуру з закритими порами.

За допомогою вибору об'ємної маси бетону можна впливати на характеристики полістиролбетону, щоб вони краще відповідали конкретним вимогам. У світлі сьогоднішніх вимог полістиролбетон стає дуже популярним, об'ємна маса його знаходитися в нижньому діапазоні (менше 350 кг/м³). У цьому випадку поєднання «теплоізолюючого матеріалу» і «бетону» в одному матеріалі пропонує будівельникам оптимальну комбінацію несучих властивостей, звукоізоляції, термоізоляції і вогнезахисту. На відміну від легких бетонів з мінеральними заповнювачами, пінобетону, газобетону, в разі полістиролбетону є можливість виробництва легкого бетону з об'ємною масою 200 кг/м³, і відповідно хорошими теплоізоляційними характеристиками. Внаслідок цього подальший розвиток сконцентровано на виробництві полістиролбетону, що потрапляє в цей нижчий діапазон об'ємних мас, і зокрема на поліпшення властивостей легкого бетону з пінополістирольним заповнювачем, технології виробництва і на розробці будівельних систем із застосуванням полістиролбетону. В якості заповнювача полістиролбетону використовується спінений пінополістирол з об'ємною щільністю 10 кг/м³, яка не робить впливу на кінцеву міцність легкого бетону. Розмір зерен спінених часток пенополистирола знаходитися в діапазоні 2-8 мм, що дозволяє отримувати дрібнопористий скелет бетону. Легкий пінополістирольний заповнювач володіє наступними характерними властивостями:

  • Мала об'ємна маса

  • Хороша теплоізоляція спінених часток, завдяки якій практично відсутня поглинання води

  • Сферична форма, що є кращою з точки зору статичних навантажень

 При приготуванні полістиробетону необхідно звернути увагу на наступні фактори:

  • чітке дозування компонентів, вказано в табл. 1 
  • використання портландцементу класу А (М500) ДО. Цемент іншого типу або гіршої якості суттєво вплине на час зміцнення та знижує кінцеві характеристики розчину, які заявлені в протоколі досліджень. 
  • Спінений полістирол ПСБС-15 або гранулят полістирольний ПСБС-15. 
  • Цемент М500 Д0 ДСТУ Б В.2.7-112-2002
  • Вода ГОСТ 2874-82
  • Пластифікатор "Контур Foam" ТУ У В.2.7-24.6-00294349-084-20092.3

Матеріали, які використовують для виготовлення полістиролбетону, повині відповідати вимогам технічних умов. Для цього проводять вибіркову перевірку (вхідний контроль) кожної партії матеріалів, які поступають на будівництво. У випадку виявлення невідповідності матеріалів вимогам нормативних документів, партія бракується і повертається постачальнику. Для виготовлення полістиролбетону застосовують наступні матеріали: 

 

Використання піску можливе, але його застосування призведе до зниження теплоізоляційних та звукоізоляційних характеристик, а також до збільшення об'ємної ваги розчину. У випадку застосування піску кількість води розраховується в залежності від вологості. 

Таблиця 1. Розрахунок матеріалів для отриманная 1м3 легкого бетону (полістиролбетону) 

Щільність, кг/м³

Кількість спіненого полістиролу ПСБС15, м3

Вода, л

Цемент ПЦА 500 (Д0), кг

Пластифікатор, л

200

1,00

80-100

200

1

250

100-125

250

300

120-150

300

350

140-170

350

Механізми, які застосовують для виготовлення та використанная полістиролбетону: 

1. Для замішування розчину с застосуванням спіненого полістиролу можуть використовувати:

  • Гравітаційна бетономішалка
  • Горизонтальна змішувальна машина
  • Політерм машина для приготування легких бетонів
  • Політерм машина з героторним насосом
  • Автобетононасос
  • Стаціонарні розчинонасоси
  • Вода (за вийнятнок 30 літров, які потрібні для очищення змішуючого бункеру для вигрузки готової суміші) 
  • Пластифікатор
  • Спінений полістирол
  • Цемент 

2. Для замішування та закачування розчинів їз застосуванням спіненого полістиролу можуть використовувати:

Застосування Політерм Машини з героторним насосом для подачі полістиролбетонної суміші на місце укладання є оптимальним, оскільки при транспортуванні суміш не змінює своїх властивостей. Такий тип транспортування найшвидший. 

При приготуванні 1 м3 суміші полістиролбетону необхідно враховувати залежність об'єму готового полістиролбетону від маси приготовленної суміші:

Таблица № 2. Залежність об'єму готової суміші від виду полістиролбетону

Об'ємна вага полістиролбетону, м3

Кількість наповнювача, м3

Кількість цементу, кг

Кількість води, л

Об'єм готової суміші, м3

200

1,00

200

80-100

0,92

250

1,00

250

100-125

0,96

300

1,00

300

120-150

0,99

350

1,00

350

140-170

1

При температурі нижче +5 ° С, рекомендують використовувати рідкі протиморозні домішки, дозуючи їх відповідно з рекоменддаціями виробника в залежности від кількості цементу. 

Таблиця № 3. Класифікація і основні фізико-механічні характеристики полістиролбетону. 

Характеристика

Од. Виміру

Вид полістиролбетону

200

250

300

350

Дози цементу

кг/м³

200

250

300

350

Фактична об'ємна вага після затвердіння 

кг/м³

>240-260

290-330

380-420

460-490

Теплопровідність (λ)

W/mk

0,056

0,066

0,076

0,086

Звукоізоляція

дБ

27

25

23

21

Опір на стискання

кг/см²

3,5–6,4

6,4-15,2

15,2-21,3

21,3

Група горючості

Г1

Горіеея

Не горить

Паропроникність (µ)

10,11

11,5

12

21,04

При дослідженні на стискання показники можуть відрізнятись в залежності від нижче вказаних причин: 
  • Погодних умов (опаді у вигладі дощу або снігу, температура навколишнього середовища нжча за оС)
  • Відкритий контур (протяги, зміна температури) 
  • Порушення структури після заливки (рух по поверхні з полістиролбетону) 
  • Відбір проб (забивання кубиків, вирізка кубиків).