Содержание:
К ячеистым бетонам относятся строительные материалы искусственного происхождения с пористой структурой. Ее производят, равномерно распределяя газ в смеси во время ее затворения. Подобные материалы относят к категории легких бетонов и широко используют в малоэтажном строительстве.
Состав ячеистого бетона
В состав любого бетона входит несколько стандартных ингредиентов: твердый заполнитель, вяжущее вещество и вода. В тяжелых видах бетона заполнителем является щебень и песок различной зернистости, а вяжущим — портландцемент, занимающий лишь 10-13% массы смеси. Состав ячеистого бетона отличается от других видов материала:
- В качестве вяжущего используют не только цемент, но и гипс, известь или смесь этих веществ. При этом масса связующего вещества может доходить до 50% и стать основным ингредиентом смеси.
- В качестве заполнителя выступают сыпучие материалы с большим содержанием диоксида кремния. Их называют кремнеземистыми заполнителями. Секрет их применения в том, что они легче щебня, и при перемалывании в мелкий порошок становятся активными, приобретая свойства вяжущих веществ. К таким заполнителям относят кварцевый песок, шлак или золу.
- Вместе с водой в смесь вносят газообразующую или пенообразующую добавку. Благодаря ей, застывшая смесь приобретает свою пористую структуру.
- Для стабилизации затворенной смеси используют различные модифицирующие присадки. Например, пластификаторы, которые добавляют для снижения водоцементного отношения и повышения прочности ячеистого бетона. Или ускорители твердения, которые необходимы, чтобы бетон схватился раньше, чем поры начнут разрушаться.
Рецепты ячеистых бетонов могут различаться в зависимости от способа приготовления и нужных характеристик.
Виды ячеистого бетона
Ячеистые бетоны разделяются по четырем основным характеристикам:
- по способу порообразования;
- по назначению;
- по условиям твердения;
- по наличию армирования.
Рассмотрим каждый пункт отдельно.
Различие в названиях ячеистых бетонов связано с технологией, с помощью которой происходит образование ячеек — пор. По способу порообразования легкие бетоны можно разделить на пенобетоны и газобетоны.
- В пенобетоне поры образуются за счет добавления технической пены. Приготовление пены может происходить заранее — в пеногенераторе. Но иногда ее добавляют в виде раствора и взбивают в процессе перемешивания.
- В газобетоне порообразование происходит из-за химической реакции, которая возникает при добавлении алюминиевой пудры и щелочного раствора в смесь. В ходе этой реакции образуется водород, который поднимает цементно-песчаный раствор, словно тесто, и делает смесь легкой.
Технологически возможно получение гибридной пеногазобетонной смеси. Но на практике такое решение не применяют.
Пено- и газобетоны обладают отличными теплоизоляционными характеристиками, что позволяет использовать их для строительства частных домов. Это связано с показателем объемной массы, то есть веса одного кубического метра готового изделия. Чем больше объемная масса, тем выше плотность материала, а значит — хуже теплоизоляционные свойства, но выше прочность. Ячеистый бетон весит намного меньше обычного, а значит, лучше сохраняет тепло.
В зависимости от назначения ячеистый бетон можно разделить на три группы:
- Теплоизоляционный. Обладает невысокой несущей способностью и теплопроводностью из-за низкой плотности. Но низкая теплопроводность дает отличный теплоизоляционный эффект. Этот класс бетона используют для организации утепляющего слоя, не подверженного нагрузкам. Плотность теплоизоляционных блоков ячеистого бетона — в пределах 200-500 кг/м3, что соответствует маркам D200-D500.
- Конструкционно-теплоизоляционный. Эта разновидность бетона с плотностью 450-900 кг/м3 — самая популярная в малоэтажном строительстве. Она имеет низкую теплопроводность и относительно высокую прочность. При этом из него можно возводить несущие стены высотой до трех этажей. К конструкционно-теплоизоляционным относятся марки легких бетонов D450-D900.
- Конструкционный. Его плотность составляет 800-1200 кг/м3, что соответствует маркам D800-D1200. Этот материал обладает низкими теплоизоляционными свойствами, но имеет большую прочность в сравнении с предыдущими видами.
Массовое производство ячеистого бетона с высокой плотностью невыгодно, поскольку для того, чтобы достигнуть высокой плотности, нужно увеличить содержание вяжущего и заполнителя. Поэтому в массовом строительстве он встречается нечасто и, как правило, в виде сборных железобетонных конструкций, плит перекрытия, балок и других изделий.
Кроме различных рецептов и способов изготовления, на характеристики готовых изделий из ячеистого бетона особое влияние оказывают условия твердения. Лабораторные исследования показали, что полное затвердевание бетона и набор максимальной прочности происходит только на двадцать восьмые сутки при застывании на открытом воздухе в нормальных погодных условиях. Но производителю невыгодно выпускать продукцию при таком долгом сроке затвердевания. Есть технологии, позволяющие уменьшить этот срок. По условиям твердения ячеистые бетоны можно разделить на две группы:
- Неавтоклавный. Набор прочности происходит либо в естественных условиях за двадцать восемь дней, в специальных камерах с повышенной температурой или под воздействием водяного пара и нормальном атмосферном давлении. В таких условиях срок твердения можно сократить до пары суток. При этом на свойствах материала это никак не сказывается.
- Автоклавный. Для его производства необходима особая камера — автоклав. В нем изделия из пено- или газобетона находятся при температуре в 117-200 градусов и давлении 9-15 бар. Если в составе есть кремнезем, происходит образование новых силикатных соединений. Поэтому другое название материала, изготовленного в автоклаве, — газосиликатный или пеносиликатный ячеистый бетон. Их затвердевание происходит менее чем за сутки и получившаяся прочность выше, чем у твердеющих в естественных условиях.
Отдельно стоит упомянуть классификацию ячеистых бетонов по способу армирования. Сам по себе любой бетон отлично работает на сжатие, но не выдерживает нагрузку на растяжение. Поэтому возникает необходимость в армировании. Чаще всего на рынке можно встретить неармированные стеновые блоки. Они отлично справляются со своим назначением — возведением несущих стен и перегородок на твердом фундаменте. Если есть необходимость в изготовлении надоконных перемычек или плит перекрытия, то ячеистый бетон заливают на готовый стальной или стеклопластиковый каркас. Такие изделия называют армированными. В случае если нужно увеличить прочность неавтоклавного стенового блока, применяют технологию дисперсного армирования. В этом случае на этапе подготовки смеси в нее вводят и равномерно распределяют полимерную фибру. Она образует дополнительный каркас из тончайших нитей, предотвращая скалывание и растрескивание блоков.
Технические характеристики изделий из ячеистого бетона
Одной из особенностей готовых изделий из ячеистых бетонов является их геометрия. Стандартные размеры стеновых блоков — 200-500х200х600 (ШхВхД), перегородок — 75-150 мм. По спецзаказу могут быть изготовлены изделия нестандартных размеров или сложной формы.
Отклонения в размерах должны быть не более 1,5 мм. Это необходимо для экономии на кладочном составе и предупреждения появления мостиков холода между блоками. Кроме того, ровность изделий упрощает процесс кладки и ускоряет строительство.
Свойства материала
Технология изготовления ячеистого бетона, а также характеристики используемого в производстве сырья регулирует ГОСТ 25485-89. В стандарте указаны основные физико-механические свойства материала: его нормативная плотность, прочность, теплопроводность. Чтобы понять, как эти параметры меняются в зависимости от марки бетона, можно ориентироваться на данные следующей таблицы.
Вид бетона | Марка по плотности | Класс прочности на сжатие | Теплопроводность Вт/м*T | |
Бетон автоклавный | Бетон неавтоклавный | |||
Теплоизоляционный | D300 | В0,75 В0,50 | - | 0,08 |
D400 | В1,5 В1 | В0,75 В0,5 | 0,09 | |
D500 | - | В1 В0,75 | 0,1 | |
Конструкционно- теплоизоляционный | D500 | В2,5 В2 В1,5 В1 | - | 0,1 |
D600 | В3,5 В2,5 В2 В1,5 | В2 В1 | 0,13 | |
D700 | В5 В3,5 В2,5 В2 | В2,5 В2 В1,5 | 0,15 | |
D800 | В7,5 В5 В3,5 В2,5 | В3,5 В2,5 В2 | 0,18 | |
D900 | В10 В7,5 В5 В3,5 | В5 В3,5 В2,5 | 0,20 | |
Конструкционный | D1000 | В12,5 В10 В7,5 | В7,5 В5 | 0,23 |
D1100 | В15 В12,5 В10 | В10 В7,5 | 0,26 | |
D1200 | В15 В12,5 | В12,5 В10 | 0,29 |
Чем больше значение класса прочности, тем большую нагрузку выдержит блок. Это связано с увеличением плотности материала. При этом теплопроводность тоже увеличивается, а значит, снижается эффективность теплоизоляции. Также в таблице наглядно видна разница в условиях твердения материала. При одинаковой марке и теплопроводности автоклавные ячеистые бетоны обладают большим классом прочности в сравнении с неавтоклавным. Конечно, есть разница в цене, но ее нельзя считать критичной.
Экологичность материала
Многие потребители не доверяют пено- и газобетону в качестве материала для строительства собственного дома. Находящийся в составе кремнеземистый заполнитель, а также добавки для образования пор вызывают сомнения в экологичности блоков.
Однако, эти опасения безосновательны. Если в начале своего существования технология производства ячеистых бетонов могла вызывать вопросы, то сейчас используемые в них материалы полностью изучены. Любой подобный бетон, произведенный с соблюдением ГОСТа, абсолютно безопасен для здоровья и является экологически чистым материалом для строительства жилья. Это доказано многими независимыми лабораториями. Кроме того, ячеистые бетоны — негорючий материал, который при горении не выделяет ядовитых для человека веществ.
Плюсы и минусы ячеистого бетона
Кирпич и бетон — традиционные строительные материалы. Именно с ними имеет смысл сравнивать продукцию из ячеистого бетона, и начнем с минусов материала:
- Низкая прочность. Прочность конструкционно-теплоизоляционных блоков меньше, чем у кирпича в 2-3 раза и намного меньше, чем у обычного бетона. Но при такой прочности они полностью пригодны для строительства несущих стен.
- Высокое водопоглощение. Пено- и газобетоны способны впитывать в себя до 50% воды относительно собственной массы. Поэтому при выборе этих блоков для стройки необходимо заранее подумать о защите внешней стороны стен. Для этого отлично подходит сайдинг, покрытие фасадным кирпичом или оштукатуривание.
- Низкая морозостойкость. Этот параметр напрямую зависит от водопоглощения. При напитывании водой и воздействии низких температур ячеистые бетоны разрушаются гораздо быстрее, чем кирпич или классический бетон.
Несмотря на эти отрицательные качества, изделия из пено- и газобетона обладают весомыми плюсами:
- Отличная теплоизоляция. Низкая теплопроводность блоков позволяет строить теплые дома без использования дополнительных теплоизолирующих материалов. Кроме того, стена, сделанная из блоков, получится тоньше, чем кирпичная.
- Низкий вес. Пористая структура материала делает его легким. А значит, строительство займет меньше времени. На это влияет и размер блока: укладывать их быстрее и проще. При этом требуется меньшее количество кладочного раствора.
- Простота обработки. В случае необходимости блоки можно обтачивать и пилить простым ручным инструментом, что тоже положительно сказывается на скорости и простоте строительства.
- Долговечность. Несмотря на то, что ячеистые бетоны появились относительно недавно, можно с уверенностью сказать, что они надежны и долговечны: производители гарантируют, что при соблюдении технологии строительства дом из пено- или газобетона прослужит не менее ста лет. Но важно помнить, что этим материалам необходима защита от воды.