Полістиролбетон являє собою легкий бетон з мінеральним в'яжучим, пори якого утворені частинками спіненого пінополістиролу, використовуваного як заповнювач.
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 широкої сфери застосування, простоти виготовлення і значно кращих характеристик 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
Легкий бетон із пінополістирольним заповнювачем входить до групи надзвичайно легких бетонів, які виробляються з використання пористих заповнювачів, що зазвичай мають малу міцність зерен. Вирішальним чинником для міцності є структура затверділої цементної пасти, навколишнього частинки заповнювачів зі спіненого полістиролу, і впливає 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 представляє інтерес полістиролбетон, об'ємна маса якого знаходиться 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 використання полістиролбетону:
1. Для замішування розчину із 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 вийнятком 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 приготовленої суміші:
Таблиця № 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 рекомендаціями виробника в залежності 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 |
||||
Горіння |
Не горить |
||||
Паропроникність (µ) |
10,11 |
11,5 |
12 |
21,04 |
- Погодних умов (опаді у вигладі дощу або снігу, температура навколишнього середовища нижча за +5оС)
- Відкритий контур (протяги, зміна температури)
- Порушення структури після заливки (рух по поверхні з полістиролбетону)
- Відбір проб (забивання кубиків, вирізка кубиків).