Новые строительные технологии

 

     

 

Продукция

Брусчатка

Пенобетонные блоки

Фундаментные блоки строительные

Цементно-песчаная черепица
Пенобетон: семейство ячеистых

Пенобетон известен как строительный материал еще с начала прошлого века. Но в силу целого ряда причин, в том числе и из-за консервативности мышления потребителей, применялся до недавнего времени не слишком широко.

В этой статье мы познакомимся с пенобетоном поближе, рассмотрим его преимущества перед другими материалами.

Пенобетон и газобетон составляют семейство ячеистых бетонов и являются разновидностью легкого бетона. Название семейства произошло от того, что в процессе производства этих материалов образуется характерная «ячеистая» структура, причем пористость ячеистых бетонов можно регулировать, получая бетоны разной плотности и назначения.

Пенобетон создается путем равномерного распределения пузырьков воздуха по всей массе бетона при помощи механического перемешивания предварительно приготовленной пены (с помощью специальных пенообразователей) с бетонной смесью (состоящей из цемента, воды, возможно добавление песка). В отличие от пенобетона газобетон получается при помощи химических реакций. Пенобетоны имеют низкую плотность (до 100 кг/м3), равномерную мелкодисперсионную пористость и независимость от перепадов температуры и давления окружающего воздуха.

Наибольшее распространение в строительстве получили пенобетонные и газобетонные блоки, хотя из пенобетона можно делать и монолитные конструкции, которые в последнее время завоевывают все большую популярность.

Россия имеет большой опыт по применению пенобетонов в строительстве. Первые исследования, начавшиеся в 1928 г. под руководством профессора А.А. Брюшкова, позволили уже в 30-е годы широко использовать пенобетоны в качестве монолитной теплоизоляции кровель промышленных зданий. Плотность пенобетонов тогда составляла 400–500 кг/м3, а в качестве пенообразователей использовались материалы, позволяющие замедлять сроки схватывания цемента и не снижать объемную массу ниже 400 кг/м3 — при меньшей плотности пенобетон становится непрочным.

СВОЙСТВА

Пенобетон — достаточно уникальный строительный материал. Сделанный целиком из минеральных компонентов, он обладает превосходными качествами и может составить конкуренцию многим другим материалам. К неоспоримым достоинствам пенобетона можно отнести следующие его свойства:

  • экологическая чистота: пенобетон не выделяет вредных химических веществ и по экологичности его можно сравнить с деревом. Коэффициент экологичности дерева — 1, ячеистого бетона — 2, кирпича — 10, керамзитовых блоков — 20;
    влагостойкость: пенобетон имеет закрыто-пористую структуру, поэтому практически не впитывает влагу;
  • долговечность: срок службы пенобетона при нормальных условиях эксплуатации не ограничен, с годами он становится только прочнее;
  • легко задаваемая прочность на сжатие;
    хорошая тепло- и звукоизоляция;
    малый коэффициент усадки — не оседает, при укладке не требует уплотнения;
  • высокая огнестойкость: изделия из пенобетона надежно защищают от распространения пожара и соответствуют первой степени огнестойкости (он может держать температуру до 1500 °С в течение 4 часов без разрушения), что подтверждено соответствующими испытаниями;
  • малый вес не оказывает больших нагрузок на несущие конструкции;
  • легкость в обработке: благодаря хорошей обрабатываемости, можно изготовить разнообразные формы углов, арок, пирамид, что придаст Вашему дому красоту и архитектурную выразительность;
  • легко текучий — способен заполнять любые полости;
  • после укладки не требует дальнейшего ухода;
  • высокая устойчивость к перепаду температур, морозостойкость;
  • высокая геометрическая точность, позволяющая укладывать блоки на клей;
  • высокая доходность;
  • сравнительно низкая стоимость материала и, в итоге, возведенных из него конструкций.

Низкая трудоемкость при работе с пенобетоном. Что касается жилых домов, застройщики не только выигрывают почти в 3 раза в цене по сравнению со стоимостью возведения стен из кирпича, но и в дальнейшем имеют очень существенную экономию на обогреве жилища.

Рассмотрим некоторые характеристики пенобетона более подробно.

Теплоизоляция. В относительно недавно введенных СНиП определены новые нормы по теплоизоляции стен, по которым, например, минимальная толщина кирпичной стены должна быть около 2 м. Строить дома с такими стенами экономически невыгодно, и строители стали искать материал на замену кирпичу.

Этот материал должен был обеспечивать хорошую теплоизоляцию, быть экологически чистым и долговечным. Всем этим требованиям отвечает пенобетон, и по этой причине спрос на этот материал в настоящее время непрерывно растет. За счет насыщенности воздухом и ячеистой структуры пенобетон обладает низкой теплопроводностью. Тепловые характеристики пенобетона превосходят обычный кирпич в 3,5 раза: дом, построенный из пенобетонных блоков, хорошо сохраняет тепло зимой и в нем не жарко летом. При этом пенобетонные стены «дышат», т.е. обеспечивается хорошая естественная вентиляция: материал охотно берут для строительства бань и саун, обшивают его изнутри деревом и получают прочную, теплую и экологичную конструкцию.

Сравним показатели теплопроводности Вт/(м2/ °С) материалов, используемых для возведения стен:

  • бетон плотностью 2400 — 1,3;
  • кирпич лицевой М-150 — 0,56;
  • пенобетон плотность 600 — 0,14;
  • газобетон 500 (в сухом состоянии) — 0,12;
  • пенобетон плотность 800 — 0,21;
  • пенобетон плотность 1000 — 0,29;
  • штукатурка — 0,58.

Видно, что теплопроводность пенобетонов существенно ниже, чем у кирпича, причем чем меньше плотность пенобетона, тем, соответственно, лучше и теплоизоляция — величина, обратная теплопроводности. Это понятно: при меньшей плотности в теле бетона находится большее количество воздушных пузырьков, дающих теплоизолирующий эффект. Но пенобетон плотностью меньше марки 250 рекомендуется применять лишь как теплоизоляционный — чем меньше плотность, тем меньше прочность. С увеличением плотности растет прочность пенобетона, но падает сопротивление теплопередаче. Поэтому введена классификация пенобетона по теплоизоляционным характеристикам: теплоизоляционные (Д200–Д400), конструкционно-теплоизоляционные (Д500–Д800) и конструкционные (Д900–Д1200).

Противопожарная и экологическая безопасность. Пенобетон, состоящий из минеральных элементов, является негорючим материалом. Он не разрушается от воздействия высокой температуры. Высокая противопожарная устойчивость делает его привлекательным при возведении огнестойких конструкций. При этом при интенсивном воздействии открытого огня или тепла он не расщепляется и не взрывается, как тяжелый бетон. Кроме того, материал не имеет вредных выделений при его нагреве — он абсолютно нетоксичен, в отличие от других изолирующих материалов, таких, к примеру, как пластмассы.
Звукоизоляция. Акустические свойства пенобетона таковы, что звук поглощается в нем не отражаясь, в отличие от стен из тяжелого бетона или кирпича. Особенно хорошо пенобетоном поглощаются низкие шумовые частоты. Поэтому он часто используется как звукоизолирующий слой на плитах конструкционного бетона, чтобы ограничить шумовое пропускание перекрытий. Пенобетонные перегородки без дверей между комнатами, между кухней и комнатой обеспечивают изоляцию от шума в 41 Дб, чем полностью соблюдаются требования СНиП-II-12-77.

Долговечность. Пенобетон — долговечный материал. За счет его долгого внутреннего созревания теплоизоляционные и прочностные показатели со временем лишь улучшаются.

Паропроницаемость. Паропроницаемость пенобетона — способность пропускать или задерживать водяной пар — удовлетворяет СНиП II-3-79. Этот материал обладает хорошей паропроницаемостью, благодаря чему в домах, построенных из пенобетона, легко дышится. В таких зданиях не требуется дополнительное кондиционирование.

ПРИМЕНЕНИЕ

Пенобетон прекрасно льется, поэтому несправедливо было бы ограничиться в статье перечислением применения только строительных блоков. Пенобетон используется при строительстве домов, при заливке полов, устройстве теплоизоляции холодильников, в основаниях под дороги, при возведении шумозащитных экранов вдоль спидвеев, при устройстве водонепроницаемых подушек кессонов под мостовые опоры. Сфера применения пенобетона в домостроении включает несколько направлений: материал для внутренних перегородок, конструктивный материал для наружных стен, для утепления фундаментов, стен, крыш. Кроме того, пенобетон используется, для теплоизоляции трубопроводов, для тепло- и шумоизоляции межэтажных перекрытий и пр. Пенобетон используется, например, для изготовления перегородок (путем заливки в опалубку) и несущих стен домов высотой до 3 этажей.

Блоки из пенобетона можно эффективно использовать для:

  • кладки несущих стен,
  • изготовления межэтажных перекрытий,
  • устройства перегородок,
  • возведения садовых домиков, гаражей.

Блоки могут быть как обычной прямоугольной формы, так и пазогребневые. Последние применяются, в основном, как материал для внутренних перегородок.

В малоэтажном домостроении в качестве несущих конструкций применяют блоки из пенобетона марок от Д500 и выше. В качестве теплоизоляции, как правило, используются блоки марки Д400.

Наиболее популярным типоразмером как обычных пенобетонных, так и пазогребневых блоков является размер 600(300(200 мм. Отличий в использовании различных марок по плотности, в зависимости от типоразмеров блоков, не выявлено. Как правило, применяется одновременно несколько марок по плотности. Наиболее часто используются обычные пенобетонные блоки плотностью 400, 500 и 600.

В последние годы в каркасно-монолитном домостроении широко применяется монолитный пенобетон различной плотности, который можно производить прямо на стройплощадке передвижными мобильными установками и подавать на высоту свыше 50 м. Такая технология изготовления и техника укладки получили положительную оценку у строителей различных регионов.

ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА

Изделия из пенобетона производятся автоклавным и безавтоклавным способами. Широкое распространение получило производство безавтоклавного пенобетона. Этот вид пенобетона дольше набирает необходимую структурную прочность, чем пенобетон, подвергнутый твердению в автоклаве. Но при этом производство удешевляется: не требуется дорогого автоклавного оборудования, что делает изделия из безавтоклавного пенобетона более привлекательными. По оценкам специалистов, себестоимость изделий из неавтоклавного пенобетона в 1,5–2 раза ниже, чем из автоклавного.
На свойства пенобетона оказывает большое влияние качество пенообразователя. Сегодня, в основном, применяются синтетические пенобразователи на основе органических соединений как отечественного, так и импортного производства. Существуют и специальные добавки — ускорители схватывания и твердения. Добавка антиморозных присадок позволяет осуществлять монолитные заливки пенобетоном до —15–20 °С.

Производимые пенобетоны должны соответствовать ГОСТ 25485-89 «Бетоны ячеистые. Технические условия». Для производства штучных изделий из пенобетона некоторые фирмы предлагают мини-заводы стоимостью около $10 000. Иногда, например, при строительстве коттеджного поселка, такое приобретение себя оправдывает. Примерный расход материалов для получения штучных изделий из пенобетона марки 600: цемент — 320 кг, песок — 128 кг, вода — 190 л, пенообразователь — 920 мл.
Для получения монолитного пенобетона различной плотности прямо на стройплощадке фирмы-производители также предлагают мобильные установки, цена которых находится в пределах 500–750 тысяч руб.

ПРОИЗВОДИТЕЛИ

Производство пенобетона (особенно безавтоклавного) достаточно простое, поэтому производители пенобетона есть практически во всех регионах России. Так, например, на рынке С.-Петербурга это такой крупный производитель газобетонных блоков как Сертоловский комбинат (КЖБИ №221). Представлена также продукция производителей из Белоруссии, Прибалтики, Центральной России (Москва и Липецк), а также Приволжья (Пермь). Специалисты отмечают, что качество пенобетона ряда белорусских производителей недостаточно высокое, их основное конкурентное преимущество — относительно низкий уровень стоимости пенобетонных блоков.

Территориальная близость поставщика является одним из конкурентных преимуществ компании-производителя блоков, т.к. это позволяет потребителю снизить затраты на доставку.

ЧТО ВЫБРАТЬ?

Однозначного ответа на вопрос: «Что выбрать: пенобетон или газобетон?» — дать нельзя. В свойствах этих материалов есть разница, обусловленная, прежде всего, способом их изготовления. Попробуем разобраться, чему отдать предпочтение и в каких случаях.

По данным исследований строительного рынка С.-Петербурга, большинство строительных предприятий, использующих ячеистые бетоны, применяют газобетон. Этот выбор обусловлен двумя причинами:

  1. На стадии формирования проекта здания закладывается газобетон. По мнению представителей проектных компаний, этот материал обладает рядом преимуществ по сравнению с пенобетоном: опыт использования газобетона больше, он прошел испытание временем, является «привычным», проверенным материалом для проектных компаний. Низкая осведомленность участников рынка и проектных организаций о потребительских свойствах и возможностях использования (сферах применения) пенобетона тормозит его применение.
  2. Если есть «свободный выбор» газобетон–пенобетон (речь здесь идет о блоках, без учета экономических преимуществ монолитного пенобетона), представители строительных компаний выбирают газобетон, т.к. этот материал имеет более высокий уровень точности выполнения геометрических размеров блоков, по сравнению с пенобетоном. Но, к сожалению, понятие качества из-за этого стало распространяться на все остальные характеристики газобетона, а это не так. Например, при тепловизорных обследованиях видно, что теплозащита домов из газобетона довольно низкая по сравнению с монолитным пенобетоном, и мы все также отапливаем улицу.

Теперь попробуем разобраться сами, сравнивая свойства газобетона и пенобетона, какой материал и где применить при строительстве дома.

Стоимость. Цена за 1 м3 газобетона находится в пределах 2100–2500 руб., пенобетона — около 1800 руб. Очевидно, что пенобетон дешевле на 30–35% и это можно учитывать при выборе материала.
Возведение фундаментов, несущих стен. Здесь важную роль играет такая характеристика, как прочность на сжатие: пенобетон плотностью 600 может выдержать нагрузку до 26 кгс/ см3. Газобетон такой же плотности имеет более высокую прочность на сжатие — 28–40 кгс/см3, т.е. для возведения несущих конструкций жилого дома по прочностным характеристикам при одинаковой плотности следует выбирать газобетон или применять пенобетон большей плотности (он стоит немного дороже). Но тогда у него будет более низкая теплоизоляция — потребуется дополнительное утепление конструкции. (Что касается теплоизоляционных свойств материалов одинаковой плотности, то у монолитного пенобетона они выше, так как исключает возникновение «мостиков холода».)

Стойкость к микротрещинам, усадка. Показатель по этим характеристикам у пенобетона выше, чем у автоклавного газобетона. (Про неавтоклавный газобетон здесь речи нет — автор статьи не рекомендовал бы применять его в несущих конструкциях вообще — из-за большого коэффициента усадки). Пенобетон же, по своей сути, представляет собой обычный строительный раствор, в котором взвешены воздушные пузырьки. Прочность такого раствора со временем только возрастает — это подтверждено многолетним опытом эксплуатации, например кирпичной кладки.

Влагостойкость, влагопоглощение. Строители часто сравнивают газобетон с губкой из-за его способности впитывать влагу. Поэтому в несущих стенах или фундаментах, выполненных из газобетона, обязательно необходимо предусмотреть нанесение слоя штукатурки или облицовки лицевым кирпичом, что, несомненно, придаст фасаду великолепный вид, но существенно удорожит его стоимость. У пенобетона воздушные поры, находящиеся в теле бетона, закрыты, и он практически не поглощает воды, его можно снаружи оштукатурить (дешевое домостроение), навесить сайдинговые панели, облицевать плитами из натурального камня и т. д.

Точность геометрических размеров. Это немаловажный показатель, влияющий как на внешний вид стены, так и на ее теплоизоляционные свойства. Ячеистый бетон требует высокой культуры выполнения строительных работ. Как показали результаты исследований, при кладке стеновых ограждений из ячеистобетонных блоков устройство швов толщиной 10 мм снижает термическое сопротивление на 20%, а устройство швов толщиной 20 мм снижает указанный показатель в среднем на 31–32% по сравнению с кладкой, выполненной на клею. Точность выполнения геометрических размеров блока должна обеспечивать возможность соединения их между собой слоем клеевого раствора толщиной 1–2 мм. Это снизит образование «мостиков холода» и уменьшит промерзание швов — в доме будет теплее. Поэтому при выборе блоков необходимо учитывать точность размеров, которые у автоклавных газобетонных блоков несколько выше. При приобретении пенобетонных блоков желательно иметь в виду этот показатель — погрешность в размерах блоков в партии не должна превышать 1 мм.

Межкомнатные перегородки, утепление. Хорошая звуко- и теплоизоляция — общее свойство ячеистых бетонов, поэтому использовать для перегородок можно любой материал — этот показатель примерно одинаков. При выборе материала в первую очередь надо обратить внимание на функциональное назначение перегородки с учетом свойств водопоглощения у газобетона. В перегородках, отделяющих влажные помещения (например, ванную, душевую, прачечную и т.п.), лучше использовать пенобетон — тогда стены останутся сухими. В остальных же случаях автор предлагает руководствоваться соотношением цена/качество, имея в виду точность геометрических размеров блоков. Она влияет на толщину последующего штукатурного слоя. Если же стены затем отделываются, например гипроком, то лучше остановить свой выбор на пенобетоне — при одинаковых требуемых свойствах он дешевле.
Шероховатость. Производители газобетона, имеющего более шероховатую поверхность, чем у пенобетона, утверждают, что газобетонные блоки лучше сцепляются со строительным клеем, чем пенобетонные, поэтому стена становится более прочной к боковым нагрузкам. Нам кажется спорным такое утверждение. Скорее всего, надо правильно выбирать клей. А прочность правильно выполненных из любого ячеистого бетона стен вполне соответствует строительным требованиям.

По остальным характеристикам ячеистые бетоны схожи, и какой материал выбрать — решать самим владельцам будущих домов и коттеджей, исходя из имеющихся в регионе строительных материалов, проектных условий, функционального назначения здания, близости расположения строительной базы (влияет на стоимость доставки), количества денег в кошельке и здравого смысла.

КОНСТРУКЦИОННЫЙ ПЕНОБЕТОН

Как мы убедились, чем выше плотность пенобетона, тем он прочнее. Одним из направлений использования пенобетона большой плотности стало его применение в промышленном и гражданском строительстве. Этот материал отличается по весу от обычного бетона (легче почти вдвое!), по прочности мало чем ему уступает, при этом его теплоизоляционные качества почти в 4 раза выше! Из конструкционного пенобетона в СПбЗНИиПИ (ранее — ЛенЗНИИЭП), например, изготовлены различные конструкции зданий (стеновые блоки, лестничные марши и площадки, подушки фундаментов, колонны и ригели каркаса, рамы подвала, сваи, дорожные плиты-шестигранники, лотки инженерных коммуникаций, плиты несъемной опалубки, дымовентиляционные панели и пр.), которые прошли соответствующие испытания.

В СПбЗНИиПИ в последние годы разработана и новая конструкция стен, еще не применявшаяся в мировой практике. Несъемная опалубка из монолитного пенобетона марок по плотности Д 1300-Д 1600 выполняет несущие, декоративные и пародренажные функции, предотвращая потерю устойчивости опалубки при вертикальном нагружении весом перекрытий. Такие стены просты в изготовлении, в 2–3 раза дешевле аналогов и обладают всеми достоинствами пенобетонов (долговечность, морозостойкость, легкость, экологичность, огнестойкость, улучшенные теплозащитные свойства — по сравнению с тяжелым бетоном). В настоящее время под Петербургом строится целый поселок из коттеджей со стенами такого типа. Кроме конструкции стен, НИИ предложены строителям плитные и ленточные фундаменты из монолитного пенобетона, а также теплоизолирующая отмостка, обеспечивающая защиту грунта от промерзания и пучения, что позволяет обойтись мелкозаглубленными фундаментами и сократить в 2–3 раза затраты на нулевой цикл. Перекрытие первого этажа можно заменить теплоизолирующими полами по грунту из монолитного пенобетона.

МОНОЛИТНЫЙ ПЕНОБЕТОН

Расчеты показывают, что на одном 16-этажном доме с периметром 400–500 м за счет применения монолитного пенобетона плотностью 300 кг/м3, заливаемого между стенкой из пол-кирпича и водостойким гипсокартонном, образуется дополнительная жилая площадь более, чем в 1000 м2, по сравнению с газобетонными блоками. При этом за счет опалубки внутренние стены не требуют дополнительной отделки. Кроме того, на утеплении экономится около 10 млн руб., по сравнению с более дорогостоящими блоками, их боем, затратами на раствор или клей, кладку, применение кранового оборудования, перемещения по стройплощадке и этажам, вывоз мусора и т. д.

Автор: Саша Юрьева, источник: Еврострой

 

     
 
© 2006 ООО «Новые строительные технологии»
info@sibmarket.com