Пена монтажная бетонная: Монтажная пена для бетона: свойства, как применять

Начать! Начать бизнес по подъему полибетона

Идем глубже, чтобы решить НАСТОЯЩУЮ проблему Deep Foamjection

Вы ищете лучшие полиуретановые материалы на рынке?

Свяжитесь с нами о HMI Poly Foam Today

»Щелкните здесь, чтобы узнать о нашем 2-дневном обучающем семинаре

Производитель пенополистирола (EPS)

Универсальность изоляционных бетонных форм Benchmark Foam ICF была недавно доказана, когда подрядчик А.Дж. Йорк спроектировал, а затем построил для своего клиента изогнутые бетонные лестницы. Желая избавиться от обычного веса и давления на конструкцию здания, Йорк пошел еще дальше – в его конструкции была использована геопена Benchmark Foam, заключенная в бетон для ступеней лестницы.

«Мы использовали ICF и геопену Benchmark Foam просто потому, что это значительно упростило проект», – сказал Йорк из A.J. Строительство Йорка, Уотертаун, Южная Дакота. «Особенно, используя геопену для ступеней. Мы хотели легкие, и это именно то, что у нас получилось.«

Работая по проекту Йорка, команда Benchmark Foam создала индивидуальный ICF, который будет определять кривую лестницы высотой 9 футов 6 дюймов. Затем Йорк установил ICF – простая задача, учитывая блокирующую систему блоков ICF Benchmark Foam. После того, как были установлены соответствующие внешние распорки , бетон заливался непосредственно в ICF.Изолированный пенопластом, бетон затвердевал медленнее, чем открытый бетон, в результате чего получался более твердый и долговечный качественный бетон.

Когда изогнутая стена была на месте, пришло время создать ступеньки шириной 7 футов на верхней ступеньке и расширяться до 13 футов 6 дюймов внизу.По словам Йорка, это была самая легкая часть проекта. Для простоты сборки дизайнеры Benchmark Foam создали компоненты в виде набора, который быстро собирался слой за слоем.

«Геопена была вырезана, чтобы соответствовать подступенкам и ступеням лестницы», – сказала Анджела Аллен, дизайнер Benchmark Foam. «По сути, это было похоже на большую систему строительных блоков типа Lego ©».

Поскольку компоненты были спроектированы и вырезаны с высокой точностью, York потребовалось совсем немного регулировки или обрезки. (Однако из-за физических свойств геопены, обрезку можно легко выполнить на месте с помощью ножа или пилы для гипсокартона.) York просто перешел к следующему этапу – заливке бетона, чтобы покрыть сборку геопеной.

«Геопена по существу создавала заполнение пустот, – сказал Кори Менненга, торговый представитель Benchmark Foam. «Бетон и геопена обеспечивают очень хорошее сцепление, что делает эти два продукта очень совместимыми».

Benchmark Foam, такие как ICF и геопена York, использованные для завершения этого проекта, производятся из высококачественного пенополистирола (EPS), который отливается на заводе компании в Уотертауне, Южная Дакота.Поскольку весь творческий процесс осуществляется внутри компании, от формования до доставки, изделиям Benchmark Foam давно доверяют за неизменно высокое качество.

Качество Benchmark Foam – это всегда гарантия качества. Еще один постоянный клиент может рассчитывать на своевременную гарантию компании. В нем указано, что товары будут доставлены к согласованной дате или счет будет сокращен на 10%. Поскольку вся команда Benchmark Foam ориентирована на клиентов и неуклонно следит за качеством, они легко могут это обещать.

Позвоните в команду Benchmark Foam сегодня по телефону 605-886-8084 или 800-658-3444, чтобы обсудить ваш предстоящий проект. Положитесь на их соглашение о поставке, а затем откажитесь от легко выполненного проекта, как A.J. Йорк сделал.

«Проект прошел так хорошо, – сказал Йорк. «И самое лучшее, что мой клиент был доволен!»

Пенопродукты

Пенопродукты

Материальный дизайн и оценка характеристик пенобетона для цифрового производства

Реферат

Трехмерная (3D) печать пенобетоном, который известен своими отличными физико-механическими свойствами, еще не исследовался целенаправленно.В данной статье представлен методический подход к проектированию смесей из пенобетонов для 3D-печати и систематическое исследование возможностей применения этого типа материала в цифровом строительстве. Три различных пенобетонных состава с соотношением воды к вяжущему между 0,33–0,36 и плотностью от 1100 до 1580 кг / м ³ в свежем состоянии были произведены методом предварительного вспенивания с использованием пенообразователя на белковой основе. На основе испытаний в свежем состоянии, включая 3D-печать как таковую, был определен оптимальный состав и охарактеризована его прочность на сжатие и изгиб.Пенобетон, пригодный для печати, показал низкую теплопроводность и относительно высокую прочность на сжатие, превышающую 10 МПа; Таким образом, он соответствовал требованиям к строительным материалам, используемым для несущих стеновых элементов в многоэтажных домах. Таким образом, он подходит для приложений 3D-печати, одновременно выполняя как несущие, так и изолирующие функции.

Ключевые слова: цифровое изготовление , 3D-печать, пенобетон, конструкция смеси, испытание материалов

1. Введение

Пенобетон (ПБ) – это легкий цементный материал с ячеистой структурой, получаемый путем введения воздушных пустот в строительный раствор или цемент вставить.Он может иметь плотность от 200 до 1900 кг / м ³ . Пенобетон плотностью менее 400 кг / м ³ используется в первую очередь в качестве наполнителя или изоляционного материала [1,2,3]. Из-за технической и инженерной незнания большинства практиков и предполагаемых трудностей в достижении достаточно высокой прочности в последние несколько десятилетий пенобетон в значительной степени игнорировался для использования в конструкционных приложениях. В большинстве случаев пенобетон использовался для заполнения пустот, выполнял функцию теплоизоляции и действовал как акустический глушитель.Достижения в области химических и механических технологий вспенивания, добавок в бетон и других добавок значительно улучшили стабильность и механические свойства пенобетона. В настоящее время потенциал этого материала для структурного применения хорошо известен, и многочисленные исследовательские проекты были сосредоточены на улучшении свойств пенобетона, особенно в отношении его механических характеристик несущей способности [2,4,5].

Группы, работающие с предвидением в области цифрового производства, определили будущую потребность в устойчивых строительных материалах, которые являются экономически эффективными и экологически чистыми [6].Ожидается, что после завершения предварительных исследований и описания фундаментальных принципов цифрового производства из вяжущих материалов следующим шагом станет переосмысление технологии, включая сокращение материальных затрат и воздействия на окружающую среду. Пенобетон имеет небольшой удельный вес, что снижает собственные нагрузки и, таким образом, позволяет уменьшить габариты фундамента и количество арматуры. Кроме того, низкая теплопроводность пенобетона позволяет сократить использование дополнительных изоляционных материалов, которые в основном основаны на нефтехимических полимерах с высоким содержанием CO ₂ и очень ограниченной возможностью вторичной переработки.В отличие от таких материалов пенобетон состоит из минеральных компонентов с незначительным содержанием химических примесей [7]. Кроме того, поскольку применение дополнительных изоляционных панелей может больше не потребоваться, можно ожидать значительного сокращения энергопотребления и времени на транспортировку и монтаж, а также снижение шума на строительной площадке. Подводя итог, пенобетон признан универсальным строительным материалом, экологически чистым и технически эффективным.

Концепция 3D-печати бетона на месте (CONPrint3D), разработанная в Техническом университете Дрездена, способствует реализации преимуществ аддитивных технологий в строительной отрасли [8]. В отличие от концепций, продвигающих печать интегрированной опалубки, CONPrint3D подчеркивает сокращение второстепенных шагов, таких как заполнение печатных форм [9,10]. Эта технология позволяет печатать стены большой толщины, заменяя кладку.Применение пенобетона в рамках концепции CONPrint3D является многообещающим и потенциально позволяет изготавливать несущие стены и конструктивные элементы с такими свойствами, как превосходная теплоизоляция, звукопоглощение и огнестойкость [11,12]. Авторы ожидают, что применение различных материалов на основе цемента в 3D-печати бетона упростит формулирование новых строительных стандартов и перейдет к полной автоматизации строительных процессов. Изменяя плотность и толщину стен из пенобетона, напечатанных на 3D-принтере, можно полностью или частично отказаться от дополнительных систем изоляции.Еще одним аспектом, облегчающим применение пенобетона в качестве материала, выполняющего как изоляционные, так и структурные функции, является легкость его переработки и утилизации.

В литературе есть пример, описывающий автоматическое нанесение пенобетона на вертикальные поверхности методом экструзии [13]. Авторы поместили пенобетон на голые стены существующих зданий, чтобы получить изоляцию фасада, которую можно перерабатывать, а также свободный дизайн и форму.Использованный материал обладал видимой стабильностью формы, прочностные характеристики не изучались.

Faliano et al. В [14,15] описаны пенобетоны с плотностью в сухом состоянии от 400 до 800 кг / м ³ и прочностью на сжатие от 1,5 до 9 МПа, которые, кроме того, сохраняют стабильность размеров после экструзии. Отношение воды к цементу (в / ц) было установлено на 0,3 во всех смесях. Ни наполнители, ни заполнители не использовались. Предварительно сформированная пена была приготовлена ​​с пенообразователем на белковой основе.Исследование дает широкий спектр результатов, связанных с влиянием условий отверждения на прочность на растяжение и сжатие. Однако описанная экспериментальная процедура не представляла типичных процедур 3D-печати с помощью роботизированных печатающих головок. Материал был скорее заполнен стальной опалубкой и вручную вытеснен с опалубки на ранней стадии гидратации. Техника осаждения, использованная Faliano et al. имитировала автоматическую экструзию и обеспечила первое заполнение поведения материала с точки зрения стабильности формы и развития прочности в сыром виде.

Не существует стандартного способа измерения свойств сборки. Как правило, возможность сборки оценивается путем печати определенного количества слоев с определенной скоростью [16,17,18,19]. На данный момент трудно оценить возможную конструктивность пенобетона, разработанного Faliano et al. [11,12], поскольку время покоя пенобетона и его реологические характеристики в свежем состоянии не уточняются. В исследовании подчеркивается использование агентов, повышающих вязкость (VEA), и указывается на необходимость дополнительных исследований поведения экструдированного пенобетона в свежем состоянии.Авторы предполагали возможность применения экструдированных пенобетонных смесей плотностью до 200 кг / м 3 ³ . Как конструкционные, так и неструктурные области применения экструдируемых элементов из пенобетона были признаны эффективными и экологически безопасными. Одним из предложенных вариантов применения было формирование многослойных изоляционных панелей на месте.

В общем, бетон, который подходит для цифрового строительства, должен быть хорошо экструдируемым и демонстрировать адекватную строительную способность.Кроме того, напечатанные слои должны иметь хорошие межслойные связи [9,16,20,21]. Наконец, материал должен обладать соответствующими механическими свойствами, например прочностью на сжатие [9,21,22,23]. Обычный пенобетон отличается хорошей обрабатываемостью и текучестью, что является многообещающим с точки зрения технологических параметров экструзии и прокачиваемости, необходимых для 3D-печати. Обычно пенобетон перекачивается к месту укладки и, как правило, не требует уплотнения; пенобетон можно успешно перекачивать на значительные расстояния и высоты [1].Таким образом, с этой точки зрения он подходит для технологий 3D-печати на основе экструзии. Однако необходимо учитывать потенциальное влияние перекачки на характеристики пены, поскольку они могут повлиять на стабильность смеси и привести к изменению ее плотности.

Другой важной особенностью материала для печати является его способность к наращиванию, которая складывается из стабильности формы напечатанных слоев под их собственным весом и способности удерживать следующие слои с минимальной деформацией [20].Другими словами, строительная способность пенобетона может быть описана как сочетание самостойкости и достаточной жесткости с ранним схватыванием. Что касается самостойкости, пенобетон обычно воспринимается как сыпучий, самоуплотняющийся материал. Признано, что при более низких плотностях текучесть снижается из-за уменьшения собственного веса и адгезии между твердыми частицами и пузырьками воздуха [24]. Однако предыдущие исследования пенобетона показали, что снижение текучести по сравнению с обычными применениями, такими как заполнение пустот, часто рассматривается как признак низкого качества или несоответствующего состава смеси [4].Имея в виду 3D-печать в качестве технологии нанесения, должно быть возможно получение перекачиваемого и самостабильного пенобетона, но на сегодняшний день этот подход не был тщательно исследован, поэтому необходимы дальнейшие исследования.

В исследованиях, связанных с 3D-печатью с использованием бетона с нормальным весом, быстрое схватывание обычно достигается за счет использования ускоряющих добавок или выбора цементов с более коротким временем схватывания, то есть быстротвердеющих сульфоалюминатных или алюминатных цементов [6,25]. Такими же подходами можно добиться быстрого схватывания пенобетона.Однако, как сообщается в [26], использование ускоряющих схватывание материалов в пенобетоне не всегда дает такой же эффект, как в бетоне с нормальным весом. Более того, они могут вызвать нестабильность и повлиять на качество пенобетона. В некоторых исследованиях использовались различные типы цемента, характеризующиеся быстрым схватыванием [27,28]. Быстротвердеющий портландцемент часто используется для снижения рисков нестабильности и сегрегации и обеспечения того, чтобы пенобетон на очень ранней стадии развил прочную однородную микроструктуру.Также было замечено, что добавление алюминатного цемента, сокращая время схватывания, может снизить прочность пенобетона на сжатие [29]. Кроме того, упомянутые специальные вяжущие материалы относительно дороги, что ограничивает область их применения.

Еще одним важным аспектом печатных элементов является их межслойное склеивание. Он сильно влияет на механические свойства, долговечность и удобство эксплуатации 3D-печатных конструкций; см., например, [30,31,32]. Качество межслойной связи зависит от множества факторов, связанных со свойствами свежего бетона и техникой печати, т.е.е., временной интервал между слоями, форма и размер волокна и т. д. Не было найдено литературы, которая могла бы помочь оценить поведение пенобетона с этой точки зрения. Что касается проницаемости и устойчивости пенобетона к агрессивным средам, было доказано, что его ячеистая пористая структура не обязательно делает его менее устойчивым к проникновению влаги по сравнению с обычным плотным бетоном, поскольку воздушные пустоты не связаны между собой и действуют как буфер, предотвращающий капиллярное всасывание и другие транспортные процессы.

Как правило, существует два механизма введения больших объемов воздушных пустот в смесь: (1) использование газообразующих химикатов, таких как алюминиевый порошок, и (2) использование пенообразователей. Добавление газообразующих агентов приводит к образованию пузырьков в результате химических реакций с щелочными продуктами гидратации, например гидроксидом кальция [33]. Этот метод используется для производства газобетона, который еще называют газобетоном. Как сообщают Холт и Райвио [31], пенобетон, полученный с добавлением алюминиевой пудры, имеет ряд существенных недостатков, таких как относительно высокая стоимость, а также более низкая прочность, более высокое содержание влаги и более выраженная усадка по сравнению с традиционным бетоном.Свойства газобетона можно значительно улучшить путем отверждения паром под высоким давлением в автоклаве. Однако такое отверждение было бы контрпродуктивным, поскольку основным преимуществом технологии 3D-печати бетона является сокращение промежуточных этапов, таких как сложное литье и отверждение.

В альтернативном подходе пенобетон может быть получен либо путем добавления пенообразователя к цементному тесту с последующим интенсивным перемешиванием, которое называется методом смешанного вспенивания, либо путем смешивания отдельно полученной пены с цементным тестом, что, как известно как метод предварительного вспенивания [1,4].В отличие от добавления газообразующих химикатов, использование пенообразователей при производстве пенобетона имеет более высокий потенциал для применения в 3D-печати. В основном это объясняется относительной легкостью корректировки свежих и затвердевших свойств путем варьирования сырья и химических добавок [1,2,7,24,26,34].

Смешанный метод вспенивания широко применяется в строительной индустрии для производства пенобетона. Однако этот метод ограничен использованием синтетических пенообразователей и сильно зависит от используемого смесительного устройства.Напротив, метод предварительного вспенивания позволяет определять плотность материала путем точного добавления необходимого количества пены к основной смеси. Поскольку соотношение пены и основного материала может быть больше 1: 1, пена становится основным фактором влияния [35]. Стабильность воздушных пустот во время перекачивания и перемешивания с цементной матрицей важна для обеспечения требуемых характеристик пенобетона в свежем и затвердевшем состояниях. Для пенобетона с синтетическими пенообразователями легче обращаться, они менее восприимчивы к экстремальным температурам и могут храниться дольше.Синтетические пенообразователи могут использоваться как в технологиях предварительного вспенивания, так и в технологиях смешанного вспенивания. Более того, они, как правило, менее дороги и требуют значительно меньше энергии для производства высококачественной пены [35]. Тем не менее, синтетические поверхностно-активные вещества не могут соответствовать характеристикам агентов на основе белков из-за их большего размера пузырьков и менее изолированных ячеек, что приводит к более низкой прочности бетона [35,36]. Пены, полученные с использованием пенообразователей на белковой основе, характеризуются меньшим размером пузырьков воздуха, более высокой стабильностью, т.е.е. меньший дренаж воды и более прочная изолированная пузырьковая структура по сравнению с пенами, полученными с помощью синтетических пенообразователей [1,2]. Также сообщалось, что пенобетон, полученный с использованием поверхностно-активных веществ на белковой основе, имеет отношение прочности к плотности от 50% до 100% выше по сравнению с пенобетоном, полученным с использованием синтетического пенообразователя [35,36].

Основываясь на соображениях, упомянутых в отношении характеристик двух существующих поверхностно-активных веществ, в данном исследовании основное внимание уделяется технологии предварительного вспенивания с использованием пенообразователя на белковой основе.показана структура экспериментальной части представленного исследования. Настоящее исследование посвящено получению пригодного для печати пенобетона, который является стабильным и дает адекватные реологические и механические свойства, подходящие для 3D-печати. Составляющие материалы были выбраны специально для достижения достаточной когезии и стабильности формы сразу после нанесения материала печатающей головкой, а также адекватных долгосрочных механических свойств для структурных приложений. Было подготовлено четыре рецепта.Желаемая плотность свежих смесей была указана в пределах 1100–1600 кг / м ³ . Наконец, изоляционные свойства пенобетона для печати сравнивались с изоляционными свойствами обычного бетона для печати (справочный материал описан в [37]).

Обзор экспериментальной программы.

2. Материалы и методы

2.1. Методология проектирования смесей и экспериментальная программа

Схема подхода к проектированию смесей, разработанная в рамках исследовательского проекта CONPrint3D-Ultralight, представлена ​​в.Этот подход также может быть применен к смешанному методу вспенивания. Тогда определение характеристик пены не требуется. Разработка смеси пенобетона с использованием метода предварительного вспенивания делится на два этапа, а именно: определение состава матрицы на основе цемента и определение количества пены, которое нужно добавить для достижения желаемой плотности. В частности, общий подход к дизайну смеси можно разделить на четыре этапа, как показано на. Итерационная оптимизация используется для получения удовлетворительных композиций пенобетона, пригодных для печати.

Подход к составлению смеси для пенобетона, пригодного для печати.

Во-первых, ограничения, такие как диапазон водоцементного отношения (в / ц) и содержание цемента, должны быть установлены в соответствии с предполагаемым применением. На основании информации из литературы можно определить подходящие пропорции и материалы. Производство и характеристики пены приведены ниже. Целью этого этапа является получение достаточно стабильной пены, способной выдержать процесс перемешивания. Параллельно с этим путем итеративного тестирования определяются водопотребность и вяжущий состав матрицы на основе цемента, включая дозировку суперпластификатора (SP).Обрабатываемость оценивалась путем измерения значений диаметра распределенного потока в соответствии с европейским стандартом DIN EN 1015-3: 1998 и, таким образом, с использованием так называемого конуса Хэгермана и применения 15 ходов [38]. На первом этапе цель этой процедуры состоит в том, чтобы получить матрицу на основе цемента с минимальным количеством воды, но этого достаточно для пластификации матрицы с рекомендованной дозировкой SP. В то же время матрица на основе цемента должна быть достаточно текучей, чтобы обеспечить хорошее включение пены в смесь.Чрезмерно жесткая матрица на основе цемента приводит к разрушению или разрушению пены, тогда как чрезмерно жидкая матрица расслаивается. В этом исследовании первая оценка добавления воды была сделана в соответствии с процедурой, описанной Окамурой и Одзавой [39]. В результате первого шага получается стабильная пена и соответственно жидкая матрица на основе цемента.

Третий этап направлен на проверку реологических свойств свежего пенобетона, которые должны соответствовать требованиям процесса 3D-печати по пригодности для печати, экструдируемости и сборке [39,40,41,42].Состав связующего можно регулировать для достижения требуемых свойств, включая использование дополнительных химических добавок и дальнейшую оптимизацию пены.

Последний шаг определяет испытания свойств пенобетона в затвердевшем состоянии, таких как его прочность на сжатие и изгиб, теплопроводность и / или долговечность. На этом этапе отношение воды к связующему (вес / вес) может быть уменьшено; в качестве альтернативы может быть введено усиление в виде диспергированных нановолокон или микроволокон [1,3,43].Представленный подход был использован в данном исследовании для разработки пенобетонов с различной плотностью путем изменения их состава и режимов перемешивания. Реологические свойства в свежем состоянии и механические свойства в затвердевшем состоянии – по схеме, приведенной в – были испытаны, и их результаты представлены в разделе 3.

2.2. Определение потребности в воде

Важно указать подходящее содержание воды в пенобетоне. Стандартной процедуры не существует, особенно когда должны быть выполнены требования по пригодности для печати, прокачиваемости и наращиванию.В настоящей работе водопотребление цементной матрицы определялось методом Окамуры и Одзавы [39]. Состав испытанных порошков приведен в.

Таблица 1

Композиции связующего, испытанные в соответствии с процедурой Окамуры.

2.3. Сырье

Использовали композитный портландцемент типа II CEM II / A-M (S-LL) 52,5 R (OPTERRA Zement GmbH, Werk Karsdorf, Германия). В качестве вторичного вяжущего материала была выбрана летучая зола каменного угля Steament H-4 (STEAG Power Minerals GmbH, Динслакен, Германия). Химический состав и измеренный гранулометрический состав представлены соответственно в и.Хотя химический состав был взят из таблиц данных поставщиков материалов, распределение частиц по размерам было оценено с помощью лазерной дифракции (LS 13320, Beckman Coulter, Крефельд, Германия). Летучая зола соответствует стандарту DIN EN 450 [44] и может использоваться в качестве добавки к бетону в соответствии с DIN EN 206-1 [45]. Таким образом, он был принят как полученный в данном исследовании и не охарактеризован далее. Второстепенные составляющие показаны в, тогда как значения для основных составляющих SiO ₂ и Al ₂ O ₃ не приводятся.Внедрение летучей золы в состав бетона, с одной стороны, позволило снизить водопотребность сухих компонентов при сохранении заданного реологического поведения; с другой стороны, это улучшило устойчивость смесей. SP на основе поликарбоксилатного эфира (PCE) (MasterGlenium SKY 593, BASF Construction Solutions GmbH, Тростберг, Германия) использовали в матрице на основе цемента для регулирования удобоукладываемости при пониженном содержании воды. Содержание воды в СП составляло 77% по массе.Плотность СП составила 1050 кг / м 3 ³ . Для производства пены использовали пенообразователь на белковой основе (Oxal PLB6, MC-Bauchemie GmbH & Co. KG, Боттроп, Германия).

Гранулометрический состав твердых компонентов.

Таблица 2

Химический состав цемента и летучей золы (LOI = потери при возгорании, n.d. = не определено).

2.4. Процедура смешивания

На предварительной стадии было приготовлено три литра матричной пасты на основе цемента для оценки потребности в воде с использованием тарельчатого смесителя (Hobart NCM20, The Hobart Manufacturing Company Ltd, Лондон, Великобритания, вместимость 5 л). описывает процедуру смешивания.

Таблица 3

Методика смешивания связующей пасты для определения водопотребности порошков.

Пенобетон производился с помощью конического многороторного коллоидного смесителя (KNIELE KKM30, Kniele GmbH, Bad Бухау, Германия).Для каждого эксперимента было приготовлено 30 л пенобетона по методике согласно. После смешивания связующей матрицы пошагово добавляли отдельно полученную пену: 40%; затем еще 40% и, наконец, оставшиеся 20% от общего объема пены.

Таблица 4

Порядок перемешивания пенобетона.

2.5. Процесс 3D-печати

Эксперименты по экструзии и осаждению были проведены с использованием двух устройств: (а) автономный винтовой насос с поступательным движением (PCP1) DURAPACT DP 326S (DURAPACT Gesellschaft für Faserbetontechnologie mbH, Хаан, Германия) и (б) 3D-бетон. тестовое устройство для печати (3DPTD, устройство для 3D-печати по индивидуальному заказу, разработанное TU Dresden, Дрезден, Германия), оснащенное PCP2; видеть . Использовалась труба диаметром 25 мм, а выход из сопла устанавливался вручную для нанесения бетонных слоев.На рисунке b выходное отверстие сопла расположено автономно с помощью предварительно запрограммированного сценария Lua, который является языком программирования. При использовании PCP1 скорость откачки была установлена ​​на уровне 10 л / мин, а выходное отверстие сопла имело круглое поперечное сечение диаметром 20 мм. Эксперименты по печати с использованием специально разработанного 3DPTD были выполнены с двумя различными прямоугольными геометриями сопла 10 мм на 50 мм и 20 мм на 30 мм, чтобы исследовать влияние этого параметра на печатные характеристики пенобетона. Скорость печати 40 мм / с была выбрана на основании предварительных исследований экструдируемости.Были изготовлены образцы с прямыми стенками длиной 700 мм с интервалом времени послойного напыления 30 с. Чтобы оценить способность к наращиванию состава смеси, было нанесено максимальное количество слоев, один поверх другого, до тех пор, пока не произошло саморазрушение. Кроме того, стены, состоящие всего из трех слоев, были напечатаны и в конечном итоге использовались при подготовке образцов для механических испытаний.

( a ) Автономный винтовой насос (PCP), DUROPACT DP 326S и ( b ) устройство для тестирования 3D-печати бетона (3DPTD).

2.6. Подготовка образца

Каждая напечатанная стена была перенесена в климатическую камеру в возрасте 24 часов и отверждена при постоянной температуре 20 ° C, относительной влажности 65% и при отсутствии ветра в течение 27 дней. Эта процедура специально не соответствует стандарту DIN EN 12390-2 [46], который предписывает совсем другие условия отверждения, а именно влажное отверждение. Поскольку в 3D-печати бетона не используется опалубка, а практические варианты отверждения очень ограничены из-за особенностей процесса печати, авторы решили использовать стандартный лабораторный климат на протяжении всей экспериментальной программы, включая подготовку бетона, 3D-печать, отверждение и т. Д. и тестирование.Такие климатические условия лучше всего представляют перспективную экспозицию крупногабаритных печатных элементов конструкций в практике строительства. В возрасте шести дней стены распилили, чтобы изготовить образцы для механических испытаний. Пиление происходило без добавления воды, чтобы избежать впитывания; затем образцы были возвращены в климатическую камеру. Кубики с длиной кромки 40 мм были подготовлены для испытаний на прочность на сжатие, тогда как размеры образцов для испытаний на изгиб варьировались в диапазоне от 30 до 33 мм в ширину и от 50 до 56 мм в высоту, что соответствует размеру трех отпечатанных слои.Неровные боковые поверхности слоев не полировались. Длина балочных образцов 160 мм. Погрузочная площадка была равномерно закалена быстротвердеющим гипсом.

2.7. Механические испытания

показывает установки для испытаний на изгиб и сжатие. Испытания на изгиб проводились под контролем поперечного смещения со скоростью смещения 0,5 мм / мин. Для измерения прочности на сжатие загрузочные плиты испытательной установки были 40 мм на 40 мм в соответствии с поперечным сечением кубов.Для каждого материала было испытано не менее трех образцов.

Измерение механических свойств напечатанных образцов: ( a ) испытание на трехточечный изгиб (Zwick 1445, ZwickRoell GmbH & Co. KG, Ульм, Германия), ( b ) испытание на одноосное сжатие (EU20, VEB Werkstoffprüfmaschinen, Лейпциг, Германия).

2,8. Измерения теплопроводности

Образцы размером 70 × 70 × 20 мм ³ были вырезаны из стен, напечатанных таким же образом, как и для механических испытаний.Изоляционные свойства оптимального состава смеси были измерены с помощью анализатора теплопередачи ISOMET 2104 (Applied Precision Ltd, Братислава, Словакия). В этом приборе применяется метод динамического измерения, который позволяет сократить период измерения теплопроводности до 10–16 минут.

2.9. Сканирующая электронная микроскопия и световая микроскопия

Сканирующая электронная микроскопия (SEM) использовалась для визуализации микроструктуры пенобетона. Установка для сканирующего электронного микроскопа Quanta 250 FEG (Thermo Fisher Scientific, Уолтем, Массачусетс, США) работала в так называемом «режиме низкого вакуума», при котором непроводящие образцы отображались в том виде, в котором они были получены без напыления.

Пористая структура пенобетона состоит из пор геля, капиллярных пор, а также захваченных и захваченных воздушных пустот [3]. Гелевые и капиллярные поры не оценивались, потому что эти характеристики матрицы на основе цемента не считались существенными в данном исследовании. Между тем, оценивались только захваченные и захваченные воздушные пустоты диаметром более 0,01 мм. Размеры воздушных пустот в пенобетоне изучали с помощью цифрового микроскопа VHX 6000 (Keyence Deutschland GmbH, Ной-Изенбург, Германия) с инструментом анализа изображений высокого разрешения.Метод SEM не позволяет захватить большую площадь, а требует длительных последовательностей изображений и сшивания изображений. Напротив, цифровой световой микроскоп позволил гораздо проще генерировать обзорные изображения богатой порами микроструктуры с наиболее подходящей степенью разрешения. Образцы измерений теплопроводности использовались в дальнейшем для измерения пористости. Их обрабатывали в три этапа: (1) шлифовка наблюдаемой поверхности наждачной бумагой разной степени тяжести, (2) окрашивание выглаженной поверхности черным фломастером и 3) заполнение протянутых пор порошком контрастного цвета ( белый BaSO ₄ ).Эта часть подготовки образца соответствует стандарту DIN EN 480-11: 2005 [47]. Для оценки рассматривалась площадь 1905,0 мм². После того, как поры были заполнены и контраст между порами и остальной поверхностью был заархивирован, было создано двоичное изображение, состоящее из двух (случайных) цветов. показывает типичную последовательность обработки изображений.

Типичное исходное изображение и последовательность обработанных изображений пенобетона: ( a ) полированный образец, ( b ) цветное изображение, ( c ) двоичное изображение, обработанное для вычислительных измерений параметров воздушной полости.

Выравнивание бетона методом впрыска пены

A-1 Concrete Leveling предлагает инъекцию полиуретановой пены высокой плотности для выравнивания, стабилизации и заполнения пустот бетона. Инъекция пены дает такие же отличные результаты, как и наш метод на основе раствора. Благодаря целому ряду способов установки и эксплуатационных характеристик продукта, наш метод вспенивания может быть лучшим и наиболее экономичным решением для ваших потребностей в выравнивании.

Процесс выравнивания бетона методом впрыска пены

Для выравнивания пенобетона используется полиуретановый материал.Он вводится под плиту в виде жидкости и расширяется перед затвердеванием, заполняя пустоты и поднимая бетон. Всего за несколько секунд он достигнет своей окончательной громкости. После отверждения он никогда не потеряет своей плотности и сохранит прочность на сжатие. Наш пенный выравнивающий материал не разрушается и не вымывается из воды.

Выравнивание бетона с применением пенопласта может быть выполнено быстро, при этом поверхность можно сразу же использовать. Размеры отверстий для инъекций (5/8 дюйма или около десяти центов) меньше, чем у наших выравнивающих отверстий для цементного раствора, что потенциально делает их хорошим решением для хорошо заметных участков или декоративных бетонных поверхностей.

Наилучшие варианты применения для выравнивания бетона с помощью впрыска пеной

Часто инъекция пены является лучшим способом устранения проблемы. К ним относятся:

• Зоны, где важна чистота – Благодаря возможности использовать все меньше и меньше отверстий, при подготовке поверхности образуется минимальное количество пыли. Кроме того, поскольку существует механическое соединение между оборудованием для впрыска и плитой, минимальное количество материала подвергается воздействию на поверхность или окружающую среду.
• Чувствительные или дорогие поверхности – Поскольку при впрыскивании пены используются небольшие (3/8 дюйма) отверстия, это идеальный метод ремонта осевших плит с декоративными покрытиями, обработкой поверхности или другими характеристиками, такими как перекрытия из кирпича и камня. Инъекционные отверстия можно заделать окрашенным бетоном, чтобы он сливался с окружающим материалом. Для ремонта плиточных полов, покрытых деревом, мы вырезаем небольшую зону доступа, чтобы обнажить бетонный пол, а затем закрепляли древесину на месте после завершения выравнивания.На участках с ковровым покрытием можно вырезать небольшие квадраты, чтобы обнажить бетонную поверхность, а затем приклеить их обратно после выравнивания.
• Труднодоступные рабочие места – Оборудование для впрыска пены можно транспортировать на рабочие места, недоступные для грузовиков для цементации, что делает его эффективным решением практически для любого рабочего места.

Меры предосторожности при рассмотрении возможности выравнивания бетона с помощью впрыска пеной

В целом, выравнивание бетона с применением пенобетона даст удовлетворительный результат, однако во многих случаях оно уступает нашему выравнивающему раствору для цементного раствора на основе каменного раствора.Он не может полностью заполнить пустоты, как может затирка для каменного раствора. И, хотя наши специалисты хорошо обучены обоим методам, выравнивание пенобетона с помощью инъекций может быть труднее контролировать, поскольку его подъемные возможности основаны на расширении пены, а не на последовательном заполнении пустоты нашим раствором для затирки. Кроме того, пена почти всегда дороже.

Позвольте A-1 Concrete Leveling взглянуть на ваши неровные бетонные плиты и бесплатно оценить и оценить лучшее решение для вашей конкретной проблемы.