Polystyrenbeton – technologie výroby polystyrenbetonu | Složení, receptura – Centrum stavebních technologií: Polystyrenbeton Jekatěrinburg

Hotové sady zařízení pro výrobu polystyrenbetonu
Až 80 m3 za směnu | Až 50 m3 za směnu | Až 30 m3 za směnu

Technologie výroby polystyrénového betonu

Lehký beton s kamenivem z pěnového polystyrenu – známý jako polystyrenbeton, je lehčený beton s minerálním pojivem, jehož póry jsou tvořeny částicemi pěnového pěnového polystyrenu použitého jako kamenivo. Výjimečně nízká objemová hmotnost částic pěnového plastu umožňuje výrobu lehkého betonu s rozsahem objemové hmotnosti, který lze volit podle požadavků konkrétní aplikace, a beton má odpovídající širokou škálu vlastností.

Lehký beton s plnivem z pěnového polystyrenu (polystyrenbeton), tepelně izolační omítky na bázi pěnového polystyrenbetonu jsou známy již dlouhou dobu. Zatímco polystyrenbeton je na našem trhu znám minimálně 25 let a na západním trhu více než 40 let, doposud se očekávání ohledně objemu použití polystyrenbetonu naplnila jen v některých oblastech použití. Průmysl stavebních materiálů však zaznamenal rostoucí zájem polystyren beton, což naznačuje některé změny v tomto ohledu způsobené zejména následujícími důvody:

• polystyren se stal vážnou alternativou k pěnovému betonu a pórobetonu díky širšímu spektru aplikací, snadné výrobě a výrazně lepším materiálovým vlastnostem
• požadavky na tepelnou izolaci budov se výrazně zpřísňují, v důsledku čehož vyvstala nutnost funkčně oddělovat stavební materiály na tepelně izolační a nosné a tyto materiály je nutné ve stavebních prvcích vhodně kombinovat. Zajímavá řešení v tomto ohledu nabízí použití lehkého betonu s plnivem z pěnového polystyrenu (polystyrenového betonu).

Tento článek shrnuje současný stav technologie polystyrenbetonů s patřičným důrazem na použití recyklovaného polystyrenu a také nedávno vyvinuté polystyrenbetonové systémy.

Popis polystyrenbetonu

Lehký beton s plnivem z pěnového polystyrenu je součástí skupiny extrémně lehkých betonů, které se vyrábějí za použití porézního kameniva, které má obvykle nízkou pevnost zrna. Rozhodujícím faktorem pro pevnostní vlastnosti je struktura zatvrdlé cementové pasty obklopující částice pěnového kameniva a ovlivňující hmotu betonu. Kromě toho je důležitý tvar a velikost zrn a také povrchová struktura použitých agregátů z pěnového polystyrenu. Na rozdíl od minerálních plniv je dávkování plniv z pěnového polystyrenu specifikováno nikoli hmotnostně, ale objemově. Je tak možné přesně nastavit objem pórů a díky tomu objemovou hmotu polystyrenbetonu a vyrobit polystyrenbeton s uzavřenou buněčnou strukturou. Volbou objemové hmotnosti betonu lze ovlivnit vlastnosti polystyrenbetonu tak, aby lépe vyhovovaly konkrétním požadavkům. Ve světle dnešních požadavků je zajímavý polystyrenbeton, jehož objemová hmotnost se pohybuje ve spodním rozmezí (< 600 kg/m3). V tomto případě spojení v jednom materiálu nabízí stavebníkům optimální kombinaci nosných vlastností, zvukové izolace, tepelné izolace a protipožární ochrany. Již několik let po vynálezu pěnového polystyrenbetonu zvaného Styropor (1951) provedl BASF první předběžné testy použití pěnového polystyrenu jako kameniva pro výrobu polystyrenbetonu (styroporbetonu). Protože vysoká cena této suroviny zpočátku bránila jejímu rentabilnímu využití jako lehkého kameniva, začal koncem roku 1967 nový výzkum, jehož intenzita začala postupně narůstat. Do této doby se lehké kamenivo z pěnového polystyrenu stalo zajímavou alternativou k lehkému minerálnímu kamenivu ai přes jejich cenu rostl zájem o nové stavební výrobky z polystyrenu. K vytvoření nezbytných předpokladů pro jejich vstup na trh přijal BASF následující opatření:

• vývoj receptur pro různé polystyrenbetonové směsi, umožňující jejich reprodukování v praxi
• potvrzení všech důležitých vlastností stavebního materiálu zkouškami prováděnými oficiálními organizacemi
• vývoj a šíření metod vaření a stylingu
• provést a vyhodnotit praktické testy k potvrzení úspěšnosti aplikace
• pomoc a technické poradenství výrobcům materiálů ohledně vývoje výrobních systémů.

Všechna tato opatření byla u nás dokončena a jsou zde všechny předpoklady pro aktivní využití polystyrenbetonu. Na rozdíl od lehkého betonu s minerálními plnivy, pěnobetonu, pórobetonu je v případě polystyrenbetonu možné vyrobit lehký beton s objemovou hmotností menší než 200 kg/m3 a tedy s dobrými tepelně izolačními vlastnostmi. Následně se další vývoj soustředí na výrobu polystyrenbetonů spadajících do této nižší objemové hmotnostní řady a zejména na zlepšování vlastností lehkých betonů s přísadou pěnového polystyrenu, technologii výroby a vývoj stavebních systémů využívajících polystyrenbeton. Jako polystyrenbetonová výplň se používá pěnový polystyren o objemové hmotnosti 10-25 kg/m3, který neovlivňuje konečnou pevnost lehkého betonu. Zrnitost částic pěnového polystyrenu se pohybuje v rozmezí 0,5-3,5 mm, což umožňuje získat jemně pórobetonový skelet a používají se suroviny o velikosti částic 0,2 až 1,0 mm. Lehká polystyrenová pěna má následující charakteristické vlastnosti:

• extrémně nízká objemová hmotnost
• dobrá tepelná izolace pěnových částic, díky čemuž prakticky nedochází k absorpci vody
• kulový tvar, který je výhodnější z hlediska statického zatížení.

V oblasti velmi nízkých objemových hmotností však mohou mít hydrofobní vlastnosti lehkého kameniva z pěnového polystyrenu s uzavřenými buňkami nepříznivý vliv, protože nízká pevnost vazby mezi cementovou pastou a povrchem částic může vést k delaminaci polystyrenového betonu během přípravy. a umístění. V prvních letech praktického používání byl tento efekt potlačován zavedením přísad, které zlepšují pevnost spoje. Touto cestou jde řada výrobců, kteří se snaží především zvýšit prodej aditiv, protože západní výrobci i někteří domácí používají speciální značky pěnového polystyrenu s velkoporézním povrchem částic nebo speciální zařízení, která umožňují pokládat beton bez námitek bez takových přísady.

Odpadní polystyrenová pěna jako lehké plnivo

V Německu se v současnosti ročně spotřebuje asi 40 000 tun surovin na výrobu obalových materiálů pro výrobu pěnového polystyrenu, ze kterých se vyrábí pěnový polystyren v objemu až 2 mil. m3. Tyto obalové materiály obsahují 98 % vzduchu, neobsahují žádné CFC a lze je recyklovat, aby znovu posloužily k jakémukoli rozumnému účelu. I naše země má dostatečné množství odpadu a s rozvojem průmyslu a růstem výroby produktů se otázka recyklace obalů vyostřuje. V tomto ohledu byly vyvinuty systémy pro recyklaci pěnového polystyrenu, které umožňují kompletní recyklaci použitých obalových materiálů získaných od průmyslových, obchodních podniků a soukromých spotřebitelů. V tomto článku uvažujeme pouze o použití odpadního polystyrenu v lehkém betonu. Jemnozrnný, vyrobený z odpadu z výroby obalů z pěnového polystyrenu, je vhodný pro použití při výrobě stavebních materiálů: jako pórotvorná látka při výrobě tvárnic, panelů, i jako lehké kamenivo při výrobě lehkých beton (polystyrenový beton).
Použití drceného pěnového polystyrenu jako lehkého kameniva vyžaduje splnění určitých požadavků, aby nedocházelo ke zhoršení kvality betonu. Pokud jde o zrnitost a tvar, rozdíly mezi a čerstvě upečenými částicemi polystyrenové pěny by měly být co nejmenší:

• většina zrn by měla mít kulatý tvar
• většina zrn by měla mít velikosti v rozmezí od 0,5 mm do 4,0 mm
• Drcený materiál by neměl obsahovat velmi malé částice.

Tyto požadavky na kvalitu mohou být splněny, pokud jsou splněny následující podmínky:

• pomocí vhodných drtičů oddělovat částice pěnového polystyrenu v kolečkách, ve kterých se spojují dohromady, takže původní kulovitý tvar zrn je do značné míry zachován
• Velikost částic granulí pěnového polystyrenu používaných pro výrobu obalových materiálů je obvykle velikost požadovaná pro jádro z lehké polystyrenové pěny vyrobené z , toho lze dosáhnout použitím vhodných sít v drtiči. V současné době je takto připravený materiál nabízen některými západními výrobci obalových materiálů za cenu 12 až 25 eur, což je mnohem nižší cena, než je cenová hladina čerstvě napěněného lehkého plniva z pěnového polystyrenu.

Na ruském trhu je také jeden, který bohužel málokdy splňuje výše uvedené požadavky. Hodnoty pevnosti v tlaku a ohybu získané z 28denních zkoušek jsou v každém případě průměrem tří vzorků. Zkoušky pevnosti v tlaku byly provedeny na kostkách o délce hrany 20 cm a zkoušky pevnosti v ohybu byly provedeny na tyčích 70 * 15 * 15 cm Pevnost v tlaku vzorků polystyrenbetonu vyrobených z pěnového polystyrenu – především ve spodní části objemová hmotnost polystyrenbetonu je přibližně o 40 % nižší než polystyrenbeton vyrobený z čerstvých pěnových částic expandovaný polystyren. Pevnost v tahu v ohybu u obou variant polystyrenbetonu ve stanoveném rozsahu objemových hmotností je přibližně na stejné úrovni. Použití polystyrenové pěny ve srovnání s expandovanou polystyrenovou pěnou neovlivňuje tepelnou vodivost, protože primárně závisí na objemové hmotnosti polystyrenového betonu. Použití pěnového polystyrenu nemá negativní dopad na požadavky na kvalitu jako je nasákavost, mrazuvzdornost, požární odolnost atd.

Technologie výroby polystyrenbetonu

Tato část odkazuje na speciální závěry o technologii výroby polystyrenbetonu od 200 do 600 kg/m3 (suchá objemová hmota), který má dobré tepelně izolační vlastnosti a je lehký.

Na rozdíl od lehkého betonu s výplň z pěnového polystyrenu, mající objemovou hmotnost vyšší než 600 kg/m3, je v tomto případě nutné vzít v úvahu některé zvláštnosti, které mají významný vliv na homogenitu směsi, zpracovatelnost a tekutost polystyrenbetonu, jakož i sklon k praskání a před smršťováním a delaminací.

Rozhodující vliv na vlastnosti čerstvého polystyrenbetonu má to, že velmi velkou část jeho objemu tvoří částice pěnového polystyrenu. V rozsahu objemových hmotností menším než 600 kg/m3 je množství cementové malty nedostatečné k úplnému vyplnění objemu lehkého kameniva. Bez přidání vhodných přísad polystyren v tomto rozsahu objemových hmotností lze pokládat a hutnit jen velmi obtížně kvůli jeho převážně nesoudržné povaze.

Přidání velkého množství vody sníží pevnost v tlaku a zvýší tendenci k praskání a delaminaci při smršťování.

Aby se zjistilo, jak lze zlepšit zpracovatelnost a zhutnitelnost polystyrenbetonu, byly provedeny zkoušky s použitím různých přísad. Ve výsledku se ukázalo, že největší přínosy poskytují přísady obsahující provzdušňovací složky a také složky pro stabilizaci a zkapalnění polystyrenbetonové směsi. Vytvářením velmi malých kulovitých vzduchových bublin (o průměru do 0,3 mm) se zvětšuje objem cementové malty a snižuje se rozdíl v hustotě mezi cementovou maltou a výplní z lehčeného pěnobetonového polystyrenu. Směs získá plastickou viskózní konzistenci. Díky tomu je zabráněno vyplavování plniva z pěnového polystyrenu i při intenzivním vibračním hutnění a výrazně se zlepšuje zpracovatelnost čerstvého polystyrenbetonu. Zvláštní postavení zaujímají proteinová pěnidla používaná při mechanické výrobě vzduchových pěn. Vyznačují se velmi stabilní pěnovou strukturou. Mobilita a vynikající přilnavost těchto vzduchových pěn má mimořádně příznivý vliv na zpracovatelnost polystyrenbetonu i při relativně nízkých poměrech voda-cement.

Elastické plnivo z pěnového polystyrenu a relativně vysoký podíl vzduchových bublin nemohou působit proti smršťování zatvrdlé cementové pasty. Vliv nadměrného smršťování tuhnutí a sklon k praskání však lze omezit udržováním polystyrenbetonu dostatečně dlouho vlhkým. V praxi se velmi osvědčilo přidání výztužných vláken kompatibilních s cementem do směsi. Výztužná vlákna ve ztvrdlém cementovém skeletu polystyrenbetonu absorbují napětí vznikající tahovým smršťováním a změnami teploty během tuhnutí a tvrdnutí polystyrenbetonu, čímž snižují tendenci k praskání a výrazně zvyšují pevnost v tahu za ohybu. Pěna se do mixéru přidává při přípravě směsi, k čemuž se používá vyvíječ pěny. Pro přípravu polystyrenbetonu jsou vhodné běžné míchačky s nuceným mícháním. Gravitační míchačky betonu jsou vhodné pouze podmíněně. Pro získání vysoce kvalitní směsi jsou komponenty položeny v určitém pořadí. Doba míchání by měla být přibližně 2 minuty. Objemové dávkování štěrku z pěnového polystyrenu se může v určitých mezích lišit v závislosti na tom, zda se použije čerstvý pěnový materiál, popř.