Полистиролбетон - технология за производство на полистиролбетон, Състав, рецепта - Център за строителство

Олекотен бетон от експандиран стиропор - известен като полистиролов бетон, това е лек бетон с минерално свързващо вещество, чиито пори са образувани от частици от експандиран пенополистирол, използван като агрегат. Изключително ниската обемна плътност на разпенените пластмасови частици позволява производството на лек бетон с диапазон на обемна плътност, който може да бъде избран според изискванията на конкретно приложение, като бетонът има съответно широк диапазон на експлоатационни характеристики.

Лекият бетон с експандиран полистиренов добавъчен материал (полистиролбетон), топлоизолационните мазилки на базата на експандиран полистиролбетон са известни отдавна. Докато полистиролбетонът е познат поне от 25 години на нашия пазар, а на западния пазар от повече от 40 години, досега очакванията относно обема на използване на полистиролбетона се оправдават само в някои области на приложение. Въпреки това, в индустрията за строителни материали се наблюдава нарастване на интереса къмполистирол бетон, което показва някои промени в това отношение, главно поради следните причини:

полистиролбетонът се превърна в сериозна алтернатива на пенобетона и газобетона, поради по-широката гама от приложения, лекотата на производство и значително по-добрите характеристики на материала
Изискванията за топлоизолация на сградите стават много по-строги, в резултат на което се наложи функционалното разделяне на строителните материали на топлоизолационни и носещи материали, като тези материали трябва да бъдат подходящо комбинирани в строителните елементи. В тази връзка интересни решения предлага използването на лек бетон с добавъчен материал експандиран полистирол (полистиролбетон).

В товаСтатията разглежда текущото състояние на технологията за производство на полистиролбетон, като обръща нужното внимание на използването на рециклиран полистирол, както и наскоро разработените системи на базата на полистиролбетон.

Описание на полистиролбетон

Лекият бетон със стиропор принадлежи към група изключително леки бетони, които се произвеждат с помощта на порести агрегати, обикновено с ниска якост на зърната. Решаващият фактор за якостните свойства е структурата на втвърдената циментова паста, заобикаляща частиците от пенопластични агрегати и влияеща върху масата на бетона. В допълнение, формата и размерът на зърната, както и структурата на повърхността на използваните пълнители от пенополистирол са важни. За разлика от минералните пълнители, дозировката на пълнителите от пенополистирол се определя не по тегло, а по обем. По този начин е възможно точно да се настрои обемът на порите и по този начин обемната плътност на полистиролбетона и да се произведе полистиролбетон със затворена клетъчна структура. Чрез избора на обемната плътност на бетона, характеристиките на полистиролбетона могат да бъдат повлияни, за да отговарят по-добре на специфичните изисквания. В светлината на днешните изисквания интерес представлява полистиролбетонът, чиято обемна маса е в по-ниските граници и в един материал предлага на строителите оптимална комбинация от свойства на натоварване, звукоизолация, топлоизолация и противопожарна защита.Вече няколко години след изобретяването на пенополистиролбетона, наречен Styropor (1951), BASF провежда първите предварителни тестове за използването на експандиран полистирол като агрегат за производството на полистирол рен бетон (стиропор бетон). Тъй като високата цена на тази суровина първоначално не позволяваше, но рентабиленза да се използва като лек агрегат, в края на 1967 г. започнаха нови изследвания и интензивността им започна постепенно да нараства. По това време леките EPS агрегати се превърнаха в интересна алтернатива на леките минерални агрегати и въпреки цената им, имаше нарастващ интерес към нови строителни продукти, изработени от полистирен бетон. За да създаде необходимите предпоставки за навлизането им на пазара, BASF предприе следните стъпки:

разработване на рецепти за различни полистиролови бетонни смеси, позволяващи тяхното практическо възпроизвеждане
потвърждаване на всички важни характеристики на строителния материал чрез тестове, извършени от официални организации
разработване и разпространение на методи за подготовка и стилизиране
извършване и оценка на практически тестове за потвърждаване на успеха на приложението
помощ и технически съвети за производителите на материали относно разработването на производствени системи.

Всички тези мерки са предприети у нас и има всички предпоставки за активно използване на полистиролбетона. За разлика от леките бетони с минерален добавъчен материал, пенобетони, газобетони, при полистиролбетона е възможно да се произвежда лек бетон с обемна плътност под 200 kg/m3 и съответно добри топлоизолационни характеристики. В резултат на това по-нататъшното развитие е съсредоточено върху производството на полистиролбетон, попадащ в този по-нисък диапазон на насипна плътност, и по-специално върху подобряването на свойствата на лекия бетон с експандиран полистиролов агрегат, производствената технология и развитието на строителни системи, използващи полистиролбетон. Като пълнител за полистиролбетон се използва експандиран полистирол с обемна плътност 10-25 kg / m3,което не влияе върху крайната якост на лекия бетон. Размерът на частиците от пенополистирол е в диапазона 0,5-3,5 mm, което позволява получаването на фино порест бетонов скелет и се използва суровина с размер на частиците от 0,2 до 1,0 mm. Лекият агрегат от пенополистирол има следните характерни свойства:

изключително ниска насипна плътност
добра топлоизолация на частиците пяна, поради което практически няма абсорбция на вода
сферична форма, която е предпочитана по отношение на статични натоварвания.

Въпреки това, в диапазона на много ниски насипни плътности, хидрофобните свойства на леките, затворени клетъчни EPS агрегати могат да бъдат неблагоприятно засегнати, тъй като ниската якост на свързване между циментовата паста и повърхността на частиците може да доведе до разслояване на EPS по време на подготовката и поставянето. В ранните години на практическо приложение този ефект беше неутрализиран чрез въвеждането на добавки, които подобряват здравината на свързване. Редица производители следват този път, като се опитват главно да увеличат продажбите на добавки, тъй като западните производители и някои местни използват специални видове експандиран полистирол с повърхност на частиците с големи пори или специални устройства, които позволяват безпрепятствено полагане на бетон без такива добавки.

Отпадък от стиропор като лек инертен материал

В Германия в момента около 40 000 тона суровини за производство на експандиран полистирол се използват годишно за производството на опаковъчни материали, от които се получава експандиран полистирол в обем до 2 милиона m3. Тези опаковъчни материали съдържат 98% въздух, не съдържат CFC и могатда бъдат рециклирани, за да послужат отново за някаква разумна цел. В нашата страна също има достатъчно количество отпадъци и с развитието на индустрията и нарастването на производството на продукти въпросът за рециклирането на опаковките става остър. В тази връзка са разработени системи за рециклиране на експандиран полистирол, които осигуряват пълното изхвърляне на използваните опаковъчни материали, получени от промишлени, търговски предприятия и от частни потребители. В тази статия разглеждаме само използването на отпадъци от полистирол в лек бетон. Дребнозърнест, произведен от отпадъци от производството на опаковки от пенополистирол, подходящ за използване в производството на строителни материали: като порообразуващ агент при производството на блокове, панели и като лек добавъчен материал за производство на лек бетон (полистиролбетон). Използването на натрошен пенополистирол като лек добавъчен материал изисква спазването на определени изисквания, за да се предотврати влошаване на бетона. По отношение на размера и формата на зърната, разликите между и прясно изпечените частици стиропор трябва да са възможно най-малки:

повечето зърна трябва да са кръгли
повечето зърна трябва да имат размери от 0,5 mm до 4,0 mm
натрошеният материал трябва да е без много фини частици.

Тези изисквания за качество могат да бъдат изпълнени, ако са изпълнени следните условия:

използване на подходящи трошачки със сепарация на частиците от експандиран полистирен в ръчни колички, в които те се сливат заедно, така че оригиналната сферична форма на зърната се запазва в много голяма степен
размер на частиците на гранулатаСтиропорът, използван за производството на опаковъчни материали, обикновено съответства на размера, необходим за лека сърцевина от стиропор, направена от , това е постижимо чрез използване на подходящи сита в трошачката. В момента този готов материал се предлага от някои западни производители на опаковки на цени от 12 до 25 евро, което е много по-ниско от цената на прясно разпенената сърцевина от олекотен пенополистирол.

Присъства и на българския пазар, като за съжаление рядко отговаря на горните изисквания. Стойностите на якост на натиск и огъване, получени от 28-дневния тест, във всеки случай са средните стойности за три проби. Изпитванията за якост на натиск бяха проведени върху кубчета с дължина на ребрата 20 см, а изпитванията за якост на огъване бяха извършени върху пръти с размери 70 * 15 * 15 см. Якостта на натиск на пробите от полистиролбетон, направени с помощта на експандиран полистирол от - главно в долната част на обхвата на насипната маса на полистиролбетона, е приблизително 40% по-нисък от този на полистиролбетона, произведен с помощта на пресни разпенени частици от пенополистирол. Якостта на опън при огъване и на двата варианта на полистиролбетона в посочения диапазон от обемни маси е приблизително еднаква. Използването на експандиран полистирол от, в сравнение с експандирана полистиролова пяна, не влияе на топлопроводимостта, тъй като зависи предимно от обемната плътност на полистиролбетона. Използването на експандиран полистирол не влияе неблагоприятно на изискванията за качество като водопоглъщане, устойчивост на замръзване, устойчивост на огън и др.

Технология за производство на полистирен бетон

Този раздел се отнася до специални открития потехнологии за производство на полистиролбетон от 200 до 600 kg/m3 (суха обемна плътност), който има добри топлоизолационни свойства и е с ниска маса.

За разлика от лекия бетон сстиропорен добавъчен материал, който има плътност над 600 kg/m3, в този случай трябва да се имат предвид някои особености, които оказват значително влияние върху хомогенността на сместа, обработваемостта и течливостта на полистиролбетона, както и склонността към напукване и срещу свиване и разслояване.

Решаващо влияние върху свойствата на пресния полистиролбетон е това, че много голяма част от обема му се състои от частици експандиран полистирол. В диапазон на насипна плътност под 600 kg/m3, количеството циментова суспензия е недостатъчно, за да запълни напълно обема на лекия инертен материал. Без подходящи добавки,полистиролбетонът в този диапазон на насипна плътност може да се полага и уплътнява само с голяма трудност поради до голяма степен некохезионната му природа.

Добавянето на голямо количество вода ще доведе до намаляване на якостта на натиск и повишена склонност към напукване и разслояване при свиване.

За да разберете как да подобрите обработваемостта и уплътняването на полистиролбетона, бяха проведени тестове с въвеждането на различни добавки. В резултат на това се оказа, че добавките, съдържащи въздуховъвличащи компоненти, както и компоненти за стабилизиране и разреждане на сместа от полистиролбетон, осигуряват най-големи предимства. Чрез създаването на много малки сферични въздушни мехурчета (с диаметър до 0,3 мм) се увеличава обемът на циментовата смес и се намалява разликата в плътността между циментовата смес и лекия пълнеж от пенополистирол. Сместа придобива пластична вискозна консистенция.Благодарение на това се предотвратява изплуването на полистиреновия агрегат дори при интензивно вибрационно уплътняване и значително се подобрява обработваемостта на пресния полистиролбетон. Специално място заемат протеиновите пенообразуватели, използвани при механичното производство на въздушни пени. Характеризират се с много стабилна структура на пяната. Подвижността и отличната адхезия на тези ефирни пени оказват изключително благоприятно влияние върху обработваемостта на полистиролбетона, дори и при относително ниски водоциментови съотношения.

Еластичните сърцевини от EPS и относително високият дял на въздушни мехурчета не могат да противодействат на свиването на втвърдената циментова паста. Въпреки това, ефектът от прекомерното свиване по време на втвърдяване и склонността към напукване може да бъде намален чрез поддържане на полистиролбетона мокър за достатъчно дълго време. На практика добавянето на армиращи влакна, съвместими с цимента, се оказа много ефективно. Усилващите влакна в скелета на втвърдената циментова паста в полистиролбетона поемат напреженията, генерирани от свиването на опън и температурните промени по време на втвърдяването и втвърдяването на полистиролбетона, като по този начин намаляват склонността към напукване и значително увеличават якостта на опън при огъване. При приготвянето на сместа в миксера се добавя пяна, за което се използва пеногенератор. Конвенционалните смесители с принудително смесване са подходящи за приготвяне на полистирен бетон. Гравитационните бетонобъркачки са подходящи само условно. За да се получи висококачествена смес, компонентите се полагат в определена последователност. Времето за смесване трябва да бъде приблизително 2 минути. Обемната дозировка на чакъл от стиропор можеварират в определени граници в зависимост от това дали се използва прясна пяна или .