Как сделать газобетон своими руками

Небольшая масса газобетона значительно снижает нагрузку на фундамент конструкции. Это означает, что затраты на создание базового основания для здания или сооружения становятся меньше. Газобетонные блоки просты в установке и легко режутся. Их крупные размеры и точная геометрия помогают сократить время укладки, делая процесс строительства более эффективным.

Технология производства газобетона

Автоклавный газобетон производится на крупных промышленных предприятиях и поставляется на строительные площадки в форме готовых блоков. Изготовление этого материала на небольших производствах или самостоятельное создание автоклавного газобетона является невозможным из-за сложности процессов. Сам процесс производства ячеистого бетона можно сравнить с выпеканием хлеба: в м Mixe смешиваются вода, цемент, молотый кварцевый песок, тщательно размельченная известь и, возможно, гипс (не на всех заводах), после чего добавляется газообразователь. В теплых и влажных условиях смесь поднимается, образуя поры.

Вы можете более детально ознакомиться с производственным процессом газобетона, прочитав статью с фотографиями, предоставленными одним из ведущих предприятий России, перейдя по ссылке.

Благодаря автоклавированию, сразу после завершения процесса газобетон обладает нужной прочностью, долговечностью и морозостойкостью. Автоклавирование позволяет избежать усадок и повышает долговечность газобетона.

Газобетон легко обрабатывается с использованием простых инструментов: его можно пилить, сверлить, строгать. В него просто вбиваются гвозди и скобы. Со временем газобетон становится ещё твёрже. В настоящее время дома, построенные из газобетона, пользуются большой популярностью в России. Кроме того, проекты домов из газобетона и его стоимость становятся доступны широкому кругу людей.

Автоклавная обработка газобетона выполняется не только для ускорения процесса его твердения. Основная задача заключается в том, что в автоклаве при температуре +180 °C и давлении до 14 бар образуется новый минерал — доберморит. Это существенно повышает прочность материала и, что особенно важно, многократно уменьшает усадку. Благодаря своим характеристикам, автоклавный бетон может применяться во множестве различных конструкций, таких как армированные перемычки, панели и так далее. Ячеистый бетон, прошедший автоклавное твердение, характеризуется пониженной трещиностойкостью и морозостойкостью. Автоклавная обработка позволяет в более короткие сроки получать изделия с высокой прочностью при снижении расхода вяжущих веществ. Однако у автоклавной технологии есть и свои недостатки: дорогостоящее оборудование, необходимость в высококвалифицированном обслуживающем персонале, высокая металлоемкость автоклавов и низкий коэффициент использования внутреннего объема автоклава. Поэтому мелкосерийное производство с помощью автоклавного метода оказывается экономически невыгодным.

Сырье для газобетона

Основными компонентами, из которых состоит этот материал, являются цемент, кварцевый песок (или зола уноса), газообразователи, а также могут быть добавлены гипс и известь. В качестве специализированных газообразователей обычно используются алюминиевые пасты и пудры. Полученная смесь замешивается с водой, заливается в формы, и происходит химическая реакция между водой и газообразователем, что приводит к выделению водорода, который формирует поры, в результате чего смесь поднимается как тесто. После достижения достаточной пластической прочности, массив делится на блоки, плиты и панели. Использование высокотехнологичного резательного оборудования позволяет точно нарезать полученный массив на блоки и плиты.

После этого изделия подвергаются закалке паром в автоклаве, где они получают нужную жесткость, либо высушиваются с помощью электроподогрева.

Процесс газообразования происходит в результате химической реакции между гидратом окиси кальция и алюминием; выделяющийся водород вызывает вспучивание раствора, который, в процессе затвердевания, сохраняет свою пористую структуру.

При установлении состава газобетона необходимо учитывать заданную объемную массу и максимальную прочность при минимальных расходах порообразователя и вяжущего вещества. Структура газобетона должна характеризоваться равномерно распределёнными мелкими порами правильной формы. Например, размер пор влияет на теплоизоляционные свойства готового материала.

Объемная масса газобетона и его пористость определяются, в первую очередь, расходом порообразователя и степенью его порообразующей способности. Немалое влияние оказывает температура смеси и количество используемой воды, отражаемое в водотвердом отношении В/Т. Увеличение В/Т повышает текучесть смеси, что, в свою очередь, улучшает условия для формирования пористой структуры, при условии, что достигается достаточная пластическая прочность смеси к концу процесса газообразования.

Прочность газобетона также зависит от характера пористости, размеров и структуры пор и прочности межпоровых оболочек. Увеличение В/Т до оптимального значения, обеспечивающего наилучшие условия для формирования структуры смеси, ведёт к улучшению прочности газобетона. Прочность оболочек, в свою очередь, зависит от оптимального соотношения основного вяжущего и кремнеземистого компонента, а также условий тепловлажностной обработки. Это также подтверждает, что использование смесей с минимальным значением В/Т при условии формирования высококачественной структуры (например, виброспучиванием) может привести к получению газобетона с высокой прочностью.

Для производства газобетона применяется портландцемент марок 300, 400, 500, который соответствует требованиям ГОСТ 970-61 и 31108-2016. К производству газобетона предъявляются особые требования к щелочности цементного теста: рН не должен быть ниже 12. Щелочность цемента определяется количеством свободной СаО и суммой Na2O и K2O. По данным газобетонных заводов, содержание щелочей (Na2O, K2O) в 1 литре раствора цемента не должно быть ниже 75 мг. При недостаточной щелочности раствора в газобетонную массу может потребоваться добавление извести или щелочи в виде каустической соды (NaOH).

Если в качестве основного вяжущего используется известь, необходимо уделить особое внимание достаточному количеству активных окислов кальция (CaO) и магния (MgO). Общая активность извести не должна быть менее 75%, количество MgO — не более 1,5%. В производственном процессе можно использовать известь, которая должна быть равномерно обожжённой.

Оборудование и выбор материалов

• болгарки;
• весы;
• нож;
• электрическая дрель;
• рубанок;
• зубила;
• ножовка по металлу;
• молоток;
• шпатель;
• миксер;
• стамеска;
• ведро.

Для работы с сырьем вам также понадобится комплект перчаток для защиты кожи рук. В случае самостоятельного изготовления газобетона, вам нужно будет иметь строительный смеситель, так как только он сможет обеспечить качественное соединение компонентов в требуемых пропорциях. Полученную смесь необходимо будет заливать в заранее подготовленные формы. Как только раствор окажется в формах, мастер должен устранить излишки, находящиеся в верхней части формы, используя металлические струны.

Для приготовления газобетона вам также потребуется базовый набор материалов, а именно:

• цемент;
• песок;
• алюминиевая пудра;
• негашеная известь.

При производстве газобетона в домашних условиях запасы исходных материалов могут быть ограниченными, но их должно быть достаточно для постройки небольшого здания. Финансовые затраты при использовании собственных блоков в строительстве значительно меньше, чем при приобретении готовых изделий в строительном магазине. Если мастер соблюдает технологию, используя качественные материалы, готовый газобетон не будет уступать по надёжности тем, что продаются в магазинах.

Если вы располагаете достаточным бюджетом, есть смысл приобрести смеситель, который позволит самостоятельно готовить раствор. Его использование упрощает процесс приготовления и снижает необходимые временные затраты. Такие агрегаты, как правило, оснащены колесами для удобства перемещения. Цена на оборудование для самостоятельного производства газобетона зависит от объёма исходного раствора и размеров емкости для смешивания основных ингредиентов.

Производственные этапы

Производство газобетона собственноручно осуществляется последовательно, в соответствии с определённой схемой.

1. Сначала мастер выполняет расчёты компонентов и смешивает их в соответствии с заданными пропорциями.
2. В смесь добавляется вода для более тщательного перемешивания компонентов. Эта процедура продолжается до тех пор, пока сырьё не достигнет необходимой консистенции.
3. Бетонный раствор заливается в заранее подогретые формы. Наиболее распространены прямоугольные формы с дном и бортиками, которые фиксируются при помощи зажимов. Далее поверхность заливаемой смеси выравнивают с помощью лазерного или обычного уровня и накрывают слоем теплоизоляционного материала. После заливки раствора мастер должен правильно организовать процесс сушки. Основная фаза сушки продолжается 3-4 часа, после чего застывшие блоки извлекаются и помещаются в тёплую комнату.

Чтобы приготовить газобетон необходимой консистенции, мастер должен строго соблюдать установленные пропорции. Если случайно добавить слишком много воды, это приведёт к снижению прочности бетона вплоть до пяти раз. Это также усложнит укладку раствора, который начнёт вытекать. К тому же, для получения качественного газобетона необходима тщательная перемешка компонентов до получения однородной массы, что можно осуществить с помощью строительного миксера. Это нужно для правильного распределения пор по всей рабочей поверхности.

Процесс заливки форм также играет важную роль. При создании газобетона необходимо заполнять формы только на 50%. Это связано с тем, что во время образования газов раствор увеличивается в объёме. Каждая форма должна выдерживаться в течение 12 часов. После этого блоки извлекаются, и их следует оставить ещё на двое суток для окончательной проверки жесткости. Процесс достижения рабочей прочности, как правило, составляет 28 суток с момента заливки в формы.

Для производства газобетонных конструкций применяются два основных метода.

1. Автоклавный метод. Затвердевание бетона происходит при повышенной температуре и под давлением внутри автоклава.
2. Неавтоклавный способ. Смесь затвердевает в обычных условиях при естественном уровне атмосферного давления.

При самостоятельном процессе рекомендуется воспользоваться вторым методом. Однако следует помнить, что автоклавный метод значительно улучшает технические характеристики сырья.

Состав

Состав и производство газоблоков регулируются стандартами ГОСТ 31359-2007 (касательно самого материала) и ГОСТ 31360-2007 (относительно газоблоков). Однако строгий контроль за составом на рынке не осуществляется, и производством занимаются различные мелкие компании, в результате чего состав и качество газобетона варьируются.

Когда речь идет о составе газобетонных блоков, следует учитывать множество модификаций и марок этого материала. Технология производства газобетонных блоков, в целом, остаётся неизменной, но каждый производитель использует свои наработки, внедряя различные добавки или технологические улучшения. Это обычно делает материал более конкурентоспособным, ведь никто не хочет выпускать блоки, которые не будут пользоваться спросом.

Газобетон изготавливается из тех же компонентов, что и традиционные марки бетона, за исключением некоторых дополнительных ингредиентов:

• портландцемент;
• кварцевый песок;
• известь;
• вода;
• алюминиевая пудра (или паста).

Иногда в состав добавляют гипс и другие наполнители. Чаще всего это отходы местного металлургического или химического производства, используемые как дешёвое сырьё; однако качество газобетона при добавлении этих компонентов может меняться как в лучшую, так и в худшую сторону. Об отсутствии добавок можно судить по цвету газоблоков: в материале с классическим составом он светло-серый, в то время как дополнительные компоненты придают разные оттенки, от белого до тёмно-серого или даже бурого.

Разновидности

Существует несколько типов газобетона:

• Теплоизоляционный. Это материал низкой плотности с малой несущей способностью. Он не подходит для строительства наружных и несущих стен и в основном используется как утепляющий слой или для создания внутренних перегородок;
• Теплоизоляционно-конструкционный. Этот газобетон используется для строительства малоэтажных зданий (до трёх этажей). Он обладает средними показателями механической прочности и теплопроводности, и является одним из самых востребованных видов для частного строительства;
• Конструкционный. Газобетон высокой плотности, обладающий несущей способностью и высоким уровнем механической прочности. Он применим для строительства многоэтажных зданий, но его теплопроводность снижена из-за повышенной плотности.

По методу изготовления различают:

• Автоклавный газобетон. Во время производства он проходит специальную тепловую обработку под высоким давлением в автоклавах. Это обеспечивает высокое качество материала, увеличивает его прочность и стабильность;
• Неавтоклавный. В процессе его производства не используется высокая температура и давление, что делает процесс более длительным.

Наиболее предпочтительным считается автоклавный газобетон. Его эксплуатационные параметры значительно превосходят характеристики неавтоклавного сорта. Но исследования зданий из газобетона, возрастом около 80 лет и изготовленных из неавтоклавного материала, продемонстрировали, что их качество и механические характеристики со временем улучшились. Это связано с тем, что в автоклавных газоблоках все процессы завершаются в процессе производства, тогда как неавтоклавные блоки продолжают набирать прочность на протяжении всего срока службы. Это открытие позволило пересмотреть отношение к неавтоклавному газобетону и возобновить его производство, от которого уже собирались отказаться.

При выборе материала в магазине необходимо внимательно ознакомиться с документацией и сертификатами. Если все в порядке, газоблоки можно смело использовать в строительстве. В то же время, если материал производит впечатление низкокачественного и вызывает сомнения, не стоит поддаваться искушению низкой цены и приобретать его; лучше поискать более качественные варианты в других магазинах.

Технология производства

Производственная технология газобетона предполагает использование специального оборудования. Оптимальным вариантом является технологическая линия, где выполняются все требуемые операции последовательно. В процессе производства блоков используются конвейерные линии, стационарные установки и мобильное оборудование. Это абсолютно необходимо для изготовления автоклавного газобетона, в то время как неавтоклавный можно производить и без сложной техники, даже в домашних условиях.

Основные этапы производства автоклавного и неавтоклавного газобетона совпадают, однако между ними есть ряд существенных отличий.

• Дозировка компонентов: материалы, из которых производятся газобетонные блоки, взвешиваются и смешиваются в определённом порядке.
• Смесь выгружается в формы. Емкости наполняются максимум на половину, поскольку в результате реакции между алюминиевой пудрой и известью состав увеличивается в объёме. Смесь оставляют в формах примерно на четыре часа, за это время она заполняет емкость полностью. Газобетон выдерживают в течение определённого времени.
• Затем формы разбираются (делается распалубка), и блоки выгружаются на специальные поддоны, где они остаются для набора прочности. В производстве неавтоклавного газобетона этот этап является завершающим: через 28 суток материал становится пригодным для использования в строительстве. Автоклавные блоки дополнительно высушиваются в печах, где изделия подвергаются воздействию насыщенного водяного пара и нагреваются при давлении до 12 кг/см².

Автоклавный газобетон

Процесс производства автоклавного ячеистого бетона является сложной технологической процедурой, состоящей из множества последовательных этапов. Основные сырьевые компоненты для его производства — это кварцевый песок, известь, цемент, порообразователь (алюминиевая пудра) и вода.

Приготовление газобетонной смеси осуществляется в специальном смесителе, куда загружаются шламовые отходы, песчаный шлам, вода, цемент, молотая известь и водно-алюминиевая суспензия в заданном порядке. Дозирование компонентов производится автоматически с помощью весов, управляемых с централизованного пульта.

Затем полученную смесь заливают в формы с помощью распределительной системы. В процессе вспучивания бетонной массы к ней прикладывают удары, чтобы сформировать структуру. Как только достигается необходимая высота и завершается процесс газовыделения, формы с уже «созревшим» массивом перемещают в камеры для отверждения.

Следующим этапом извлекают затвердевшие блоки из форм, выполняется их боковая обрезка и продольная нарезка на плиты необходимого размера. Затем блоки загружаются на автоклавные тележки. В автоклавах длиной 39 метров проходит заключительная тепловая и влажностная обработка изделий.

После выгрузки из автоклавов готовая продукция проходит дальнейшую обработку: производится разделение горизонтальных слоев, укладка на деревянные поддоны, обвязка, упаковка и транспортировка на склад.

Таким образом, производство автоклавного ячеистого бетона представляет собой высокотехнологичный и полностью автоматизированный процесс, позволяющий выпускать строительные материалы с заданными характеристиками.

Неавтоклавный газобетон

Газобетон этого типа изготавливается в аналогичной последовательности, но не проходит автоклавирования.

1. Сначала компоненты измельчают до минимально возможных гранул.
2. Затем в нужных пропорциях добавляют в бетономешалку. Происходит перемешивание: запускается реакция газообразования.
3. Смесь заливают в формы наполовину. Реакция продолжается ещё несколько часов.
4. После чего материал извлекается из форм, выполняется их распалубка, и блоки режутся на равные части, создаются гребни и пазы, если необходимо.
5. Затем проходит этап выдержки газоблоков, который занимает от трёх до семи суток; точное время зависит от времени года, влажности и температуры окружающего воздуха. Иногда в этот период блоки обрабатываются горячим паром. В технологии неавтоклавного газобетона, этот этап служит заменой автоклавированию.

Химические реакции

Для тех, кто считает себя специалистом в этой области, мы предоставляем краткое технологическое описание, описывающее происходящие процессы в виде последовательных химических реакций:

Компоненты: вода H2O; известь CaO; кварцевый песок SiO2; цемент как смесь элементов CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3 и алюминий Al.

1. В смесителе происходит гашение извести: CaO + H2O → Ca(OH)2 — экзотермический процесс.
2. Образуется гидроалюминат кальция и формируется пористая структура: 2Al + Ca(OH)2 + 6 H2O → CaO•Al2O3•4H2O + 3H2 (поры).
3. Автоклавное твердение в течение 12 часов при температуре 190°C и давлении 12 атмосфер: 6SiO2 + 5Ca(OH)2 + 5H2O → 5CaO•6SiO2•5H2O (кварцевый песок), (гидроокись кальция), (вода), (гидросиликат кальция, фаза C-S-H).

Особенности производства

Описанная технология, один из этапов которой включает автоклавирование, позволяет получить прочный и лёгкий материал с пористой структурой, который по своим свойствам значительно превосходит такие материалы, как неавтоклавный газобетон, дерево, кирпич, пеноблок и другие.

Автоклавный газобетон обладает рядом неоспоримых преимуществ, на которых мы подробно остановимся в отдельной статье. А сейчас разберёмся с этими преимуществами, исходя из технологических аспектов.

Многих волнует, что компоненты газобетона — известь и цемент могут быть опасны для здоровья, но эти элементы в процессе автоклавирования полностью преобразуются, что делает полученный материал экологически чистым и безопасным для здоровья в случае использования его для строительства.

Безопасность в доме также обеспечивается огнестойкостью газобетона, так как он состоит из негорючих материалов: песка, цемента и алюминиевой пудры. Прочность блоков обусловлена многократным процессом твердения в автоклаве.

Комфортное пребывание в помещении, возведенном из газобетонных блоков, обеспечивается благодаря пористой структуре этого материала. Благодаря пузырькам, образовавшимся при добавлении алюминиевой пудры и затвердевших после, газобетон «дышит», как дерево. Наличие пор при заданной толщине делает газобетон отличным тепло- и звукоизолятором. Эти свойства, включая морозостойкость, также гарантируются автоклавной технологией, усиливающей характеристики конечного продукта.

В результате, при строительстве своего дома из автоклавного газобетона, вы получите экологически чистую, тёплую и безопасную постройку.

Не менее важным является тот факт, что готовый газобетон, производимый на заводах, имеет относительно небольшой вес (около 25 кг), что исключает необходимость в специальной подъемной технике. При этом данный материал уже обладает точными размерами с минимальной погрешностью (1-2 мм), что облегчает процесс обработки и сокращает сроки возведения здания.