Применяют протеиновые (клееканифольный, смолосапониновый и некоторые другие) и синтетические пенообразователи, которые позволяют получить пену с выходом пор (отношением объема пены к массе пенообразователя) не менее 15. Размеры воздушных ячеек пены 1-2 мм; пена не должна разрушаться при перемешивании с раствором.

Этапы основного процесса получения пенобетона.

Технология приготовления пенобетона достаточно проста. В цементно-песчаную смесь добавляется пенообразователь или готовая пена. После перемешивания компонентов смесь готова для формирования из нее различных строительных изделий: стеновых блоков, перегородок, перемычек, плит перекрытия и т.д. Такой пенобетон с успехом можно использовать для заливки в формы, пола, кровли, а также для монолитного строительства. В отличие от ячеистого газобетона, при получении пенобетона используется менее энергоемкая безавтоклавная технология. Кроме простоты производства, пенобетон обладает и множеством других положительных качеств. Например, в процессе его приготовления легко удается придать этому материалу требуемую плотность путем изменения подачи количества пенообразователя. В результате возможно получение изделий плотностью от 200 кг/м3 до самых предельных значений легкого бетона 1200-1500 кг/м3.

Его пористость создаётся не только сферическими ячейками, но и капиллярными порами, образующимися от гидратирующей и избыточной воды затворения (контракционная и капиллярная пористость). Поэтому содержание воздуха в пенобетонах может достигать 95 и более процентов. Однако, могут быть пенобетоны, которые изготовляют с небольшим количеством воздуха для повышения их морозостойкости и кавитационной стойкости, но при сохранении высоких прочностных свойств. Это так называемые мелкозернистые поризованные бетоны объёмной массой от 1 300 до 1 800 кг/ м3 (марок по плотности Д1300-Д1800).

При приготовлении  пенобетона воздух под избыточным давлением вводится в бетонную смесь с помощью отдельно приготовленной пены или скоростным перемешиванием (взбиванием) растворных смесей со специальными поверхностно-активными добавками (ПАВ), снижающими поверхностное натяжение воды и удерживающими вовлечённый при перемешивании воздух. В ходе структурообразования пенобетона с помощью ПАВ раствор, состоящий из пузырьков воздуха, на поверхности которых равномерно распределены частицы цемента, имеющие размер от 20 до 80 микрон, постепенно преобразуется в поризованный камень.

      Совмещение технологических операций перемешивания, транспортирования и формирования пор существенно влияет на свойства конечного продукта и позволяет получать заданную плотность и теплопроводность пенобетона. Прогрессивная технология и современное оборудование позволяют производить пенобетон плотностью от 400 до 1200 кг/м3, твердеющий при атмосферном давлении. В процессе формовки для ускорения твердения пенобетонов иногда применяют пропарку при атмосферном давлении, электропрогрев, быстротвердеющие цементы или химические добавки-ускорители.

     Пену готовят из водных растворов специальных пенообразователей с добавками ПАВ в лопастных пеновзбивателях или центробежных насосах. Применяют клееканифольный, смолосапоиновый, алюмосульфо-нафтеновый и синтетические пенообразователи. Стабилизаторами пены служат добавки раствора животного клея, жидкого стекла или сернокислого железа; минерализаторами же являются цемент и известь.

     В результате выполнения основных технологических операций приготовления пенобетона, вышеописанных в общем виде, в бетонной смеси происходят качественные изменения, его молекулярная структура приобретает свойства системы сферических ячеек диаметром от 0,1 до 2 мм в неограниченной матрице (например, в цементно-песчаной). Окончательно структура готового изделия создается, после его формования и твердения.

     Пористая структура полностью формируется в очень короткий промежуток времени в условиях механического перемешивания под избыточным давлением. Поэтому температура окружающей среды, точность дозировки компонентов, в том числе строгое выдерживание водотвердого отношения, постоянство свойств вяжущего и кремнеземистых заполнителей не оказывают в этом случае такого большого влияния на свойства материала, как для газобетонов. Основной показатель ячеистого бетона - средняя плотность, легко корректируется непосредственно в ходе технологического процесса. Это очень важно при изготовлении таких бетонов на малых предприятиях или строительных площадках.

    Обычные пенобетоны делятся на теплоизоляционные (Д200-Д400), конструкционно-теплоизоляционные (Д500-Д800) и конструкционные (Д900-Д1200).

Технологическое оборудование для производства пенобетона.

Бетоносмеситель для производства ячеистого бетона

       Бетоносмеситель для производства ячеистого бетона  представляет собой цельнометаллический сосуд - тонкостенную стальную чашу или цистерну. В зависимости от требуемой емкости смеситель может иметь вертикальное или горизонтальное расположение чаши. Смеситель - центральный компонент технологической линии - производственного участка или отдельной установки, например пенобетонной. Особенности технологического цикла смесеобразования обуславливают применение  в качестве смесителя сосуда, работающего как при обычном атмосферном давлении, так и при повышенном.

По способу смесеобразования, бетоносмеситель для производства ячеистого бетона, относится в классу смесителей принудительного перемешивания. В отличии от бетоносмесителей тяжелых бетонов, так называемых смесителей гравитационного действия, смешивание ячеистобетонной смеси производится  лопатками, насаженными на валы, которые монтируют вдоль продольной оси сосуда (см. рис.1).

Основное требование к процессу перемешивания средствами бетоносмесителя - обеспечить однородность бетонной массы и исключить расслоение ее структуры. Смесители принудительного промешивания  целесообразны для приготовления кроме ячеистых бетонов также  смесей повышенной жесткости и смесей из легких бетонов на пористых заполнителях (пористые заполнители не могут эффективно участвовать в перемешивании теста в смесителях свободного падения -  гравитационных, используемых доля приготовления тяжелых бетонов).

Время перемешивания зависит от подвижности бетонной смеси и вместимости бетоносмесителя. Чем меньше подвижность бетонной смеси и больше вместимость бетоносмесителя, тем больше время, необходимое для перемешивания. Например, для емкости смесителя 500 дм³ оно составляет 1,5...2 мин, а для емкости 2400 дм³  -3 мин. и более.

Смесители промышленных линий по производству изделий из пенобетона представлены на рис.2.

Баросмеситель

       Баросмеситель предназначен для производства пенобетонной смеси по одностадийной схеме. Он служит для изготовления пенобетонов плотностью от 400 до 1600 кг/куб.м и транспортировки их по бетонопроводу к месту использования. Позволяет производить заливку полов и кровель, заполнение подготовленных строительных пустот, изготовление блоков различного размера и плотности. Обеспечивает в период гомогенизации заполнение емкости смесителя компонентами пенобетонной смеси и ее перемешивание на малой скорости вращения вала смесителя, и последующий высокоскоростной режим  поризации смеси. При этом происходит насыщение пеномассы в смесителе сжатым воздухом.

 Баросмеситель совмещает функции смесителя, пеногенератора, пневмокамерного насоса и обеспечивает ввод всех сырьевых компонентов, подачу под давлением пенобетонной смеси на формование. Он оснащен валом со специально разработанными лопастями минимального аэродинамического сопротивления, вращающимися со скоростью до 800 об/мин, что создает турбулентный поток пеномассы. На концах полостей могут располагаться кавитационные насадки. Популярная модель пенобетонной установки "Турбо-0.25", выполненной на основе баросмесителя, поставляемой фирмой СтромРос имеет следующие характеристики:

Пеногенератор

Пеногенератор предназначена для приготовления пены, используемой  в двухстадийной (классической) схеме получения пенобетонной  смеси.

Пеногенератор работает от сжатого воздуха (требуется компрессор) и состоит из трех основных частей: емкости для пеноконцентрата (танка или емкости-ресивера для пеноагента), пеногенераторного узла и сопла-ланцета с аксессуарами (вентили, штуцера и шланги). Разовая загрузка пеноконцентратом танка емкостью  60 л.  обеспечивает изготовление пены для 4 - 6 м.куб пенобетона. Пеногенераторы могут выполняться в стационарном и мобильном исполнении.

Бетононасос

На строительной площадке подачу пенобетонной смеси к месту заливки,  в опалубку и т.п., можно осуществлять по схеме "кран-бадья", при этом достаточно соблюдать технологическое соответствие способа транспортным средствам. Заливка пенобетонной смеси c применением тяжелых подъемно-транспортных средств не редко длительный и неэкономичный процесс. В явном виде недостаточная эффективность схемы проявляется при интенсивности бетонирования свыше 4-6 м³/час, а также при бетонировании труднодоступных мест (изоляция междуэтажных перекрытий и т.д.).

     Повышение производительности процессов раздачи на стройплощадке пенобетонной смеси обеспечивает замена технологии "кран-бадья" на технологию с применением насосного оборудования. Для заливки сложных конструкций использование бетононасоса кроме повышения производительности снимает также проблему защиты смести от атмосферных влияний (осадки, жара, холод и т.д.).

     Наиболее подходящий для транспортировки пенобетона – допускается применение плунжерного (поршневого) насоса, дающего небольшой процент (2-3%) потери воздушных пор. Применение центробежных (лопастных) насосов категорически запрещено ввиду практически полного уничтожения рабочим колесом воздушных пор в смеси.

 Вспомогательное оборудование.

Питатель вяжущего ячеистобетонной установки

Питатель вяжущего (цемента) ячеистобетонной установки (ЯБУ) предназначен для хранения, дозирования при приготовлении смеси, транспортировки цемента или его аналогов из склада в смеситель ЯБУ.

Дозирование вяжущего осуществляется по массе с точностью не более 2% от расчетной. Объемное дозирование цемента не допускается.

Техническое решение питателя определяется производительностью и компановкой ЯБУ, видом смесителя, количеством марок смеси и другими факторами. Наиболее распространены полуавтоматические и автоматические цикличные весовые питатели вяжущего ЯБУ. В полуавтоматических питателях загрузку и взвешивание материалов производят автоматически; оператор осуществляет их подачу в смеситель. В автоматических дозаторах необходимые операции осуществляют без вмешательства оператора.

       Оборудование питателя вяжущего ЯБУ комплектуется из готовых и заказных изделий применительно к требуемой ЯБУ. Структура питателя включает склад вяжущего, дозирующее устройство, средства энергообеспечения и автоматики. Последние включаются в систему управления ЯБУ. На аналогичных принципах назначения, структурной компановки и управления строятся питатели заполнителя, воды и добавок ЯБУ.

Питатель заполнителя ячеистобетонной установки

Питатель заполнителя ячеистобетонной установки (ЯБУ) предназначен для хранения, дозирования при приготовлении смеси, транспортировки песка или его заменителей из склада в смеситель ЯБУ.