Ячеистый бетон — что это такое, свойства и применение

Ячеистый бетон — современный строительный материал, отличающийся прочностью обычного бетона или кирпича в сочетании с малым весом и легкостью обработки, присущими дереву. Блоки из этого вещества используются при строительстве и ремонте зданий, а также для их утепления.

Описание и показатели плотности

Ячеистый, он же — пористый бетон представляет собой искусственный строительный материал из бетонной массы, вспененной при помощи какого-либо метода, и так и застывшей в виде пены. Поэтому иначе он называется пенобетоном или газобетоном, конкретное название означает способ изготовления.

Благодаря вспененности значительно снижается масса всего блока, он становится легче кирпича, сохраняя устойчивость к осевым нагрузкам. Интересно то, что в отличие от обычного, ячеистый бетон легко режется.

В состав массы входят:

Состав ячеистого бетона

• цемент;
• кварцевый песок;
• вода;
• известь.

В зависимости от назначения ячеистого изделия и технологии производства, состав изменяется, например, вместо цемента может использоваться гипс, магнезит или доломит. Вместо кварцевого песка иногда применяется зола.

Изменение состава смеси изменяет и свойства итогового изделия — блока. Например, состав на гипсе обладает большим водопоглощением, чем на портландцементе. Но большинство видов пеногазобетонов изготавливаются из цементной массы.

Механические свойства, такие как устойчивость к осевым нагрузкам, прочность и твердость, напрямую зависят от плотности ячеистого бетона. Плотность зависит от степени вспенивания массы, ее насыщенности воздухом и, соответственно, количества воздушных пор.

По плотности пеногазобетон делится на:

Классификация ячеистого бетона

• теплоизоляционный — 200—500 кг/м³;
• теплоконструкционный — 500—900 кг/м³;
• конструкционный — 1000—1200 кг/м³.

Тяжелые ячеистые бетоны используются для возведения несущих конструкций, в том числе под особой нагрузкой (например, верхний ряд стены под крышей). Средние — для внутренних перегородок. Легкие — для теплоизоляции готовых стен.

Степень плотности можно приблизительно определить по тому, тонет ли такой блок в воде. Если тонет — это средний либо тяжелый, плавает — легкий, теплоизоляционный.

Метод отвердевания и заполнители

Методика производства и отвердевания ячеистого бетона регламентируется ГОСТом 21520-89. Существует 2 основных метода производства — автоклавный и неавтоклавный. В первом случае продукт производства называется газобетон, во втором — пенобетон.

Технология производства газобетона

Газобетон чаще применяют как конструкционный, он имеет большую плотность и прочность. Пенобетон — как теплоизоляционный. У него более крупные поры, с большим количеством воздуха.

Специфика производства газобетона подразумевает введение в почти готовую смесь газообразователя — мелкодисперсного алюминиевого порошка. Он вступает в реакцию с известью, в результате чего выделяется большое количество водорода. Объем бетонной массы увеличивается в 5 раз, она приобретает губчатую структуру.

После этого взвесь помещают в автоклав (герметично закрытую камеру), где она отвердевает при давлении в 0,8—1,2 МПа и температуре 175—200 градусов Цельсия.

Производство пенобетона проще. В раствор вводят заранее вспененную массу, после чего размешивают и тщательно взбивают в миксерной установке. Вещество отвердевает при нормальных условиях. В результате оно приобретает повышенную легкость из-за более крупных пор.

Производство пенобетона

В процессе изготовления пористый бетон формуется в блоки или плиты. В дальнейшем, при строительстве блоку можно придать любую форму обыкновенной пилой.

Пеногазобетон производится на основе кварцевого песка. Если в роли заполнителя выступает зола, то это золобетон. Если в состав смеси не входит цемент — то это газо- или пеносиликат. Если в качестве заполнителя выступает шлак — то это шлакобетон.

В состав легких ячеистых бетонов в качестве добавок может вводиться керамзит, перлит или шлаковая пемза.

Прочность и другие свойства

Механические параметры:

Сравнительная таблица характеристики пенобетона и обычного бетона

• масса — определяется плотностью, один кубометр весит от 400 до 1200 кг;
• максимальная прочность на сжатие — до 160 кг/см² у газобетона, до 90 кг/см² у пенобетона;
• водопоглощение — 20% от собственной массы у газобетона, 14% — у пенобетона;
• устойчивость к холоду
  — до 100 циклов заморозки/разморозки.

Теплопроводность у обоих этих материалов довольно низкая: капитальная стена прогревается насквозь и начинает отдавать тепло внутрь комнаты только за 8 часов — к концу светового дня.

Прочность блоков ячеистого бетона, за счет пористой структуры, ниже, чем у традиционного кирпича. Но это уравновешивается его сниженной массой, за счет чего уменьшается нагрузка на фундамент. Этот материал достаточно прочен, чтобы складывать из него внешние стены зданий, но не рекомендуется к применению, если перекрытия в доме из железобетона.

Пено- и газобетон — сравнение

Газопенобетон отличается хорошими показателями паропроницаемости. Такой блок «дышит» лучше, чем кирпич, благодаря чему на внутренних поверхностях стен не заводится грибок и плесень. К недостаткам можно отнести высокую влаговпитываемость, из-за чего низ внешней стены приходится гидроизолировать.

А также недостатком стен из газобетонных блоков являются низкие звукоизолирующие качества данного материала. Приемлемую преграду для распространения звуков дают только двухслойные стены.

Звукоизолирующие свойства пенобетонных блоков выше, чем газобетонных, поскольку объем воздушных пор и общее содержание воздуха в них больше.

Усадка и температуростойкость

Газобетон автоклавный и неавтоклавный — характеристика

Наибольшую усадку дает ячеистый пенобетон (изготовленный неавтоклавным способом), у автоклавного газобетона этот показатель меньше. Еще ниже, практически нулевой он у блоков пено- или газосиликатов, изготовленных без цемента, а также у вспененного гипса или магнезита.

Для ускорения строительства часто используют блоки ячеистого бетона с пазогребневым соединением. В такой постройке отсутствуют вертикальные швы, но из-за этого при усадке вероятность появления трещин выше.

Стойкость к высоким температурам у вспененного бетона высока. Любой состав на основе цемента выдерживает воздействие открытого огня в течение 70 минут без изменения своих свойств, не разрушается и не трескается. Но пеногипс к высоким температурам не устойчив, из него быстро испаряется вода, после чего блок рассыпается.

Область применения

Ячеистый бетон различных марок применяется для постройки и утепления зданий (как жилых, так и хозяйственных). Благодаря незначительной собственной массе он удобен для строительства на мягких грунтах, где конструкции из кирпича или железобетона дают значительную осадку.

Технология укладки стены из газоблоков

При облицовке кирпичной стены должна быть воздушная прослойка, которая заполняется минеральной ватой или иным подобным веществом. Это необходимо для нивелирования разницы в паропроницаемости этих материалов. У кирпича паропроницаемость хуже, чем у газобетонного блока, из-за чего на кирпиче будет скапливаться конденсат. В результате это приведет к расслоению кирпичной и газобетонной стены. Поэтому промежуток необходимо закладывать заранее.

При укладке блоки скрепляются не цементным, а специальным клеевым раствором. Технология не подразумевает использование вертикальных швов при наличии пазогребневого соединения (блоки «прищелкиваются» с боков друг к другу), но для прочности выполняется армирование несущих стен металлом.

Блоки из пенобетона целесообразно применять для монтажа внутренних перекрытий и перегородок, газобетонные — для укладки или облицовки несущих стен.

Видео по теме: Что такое ячеистый бетон

что это такое, классификация, состав

Ячеистые бетоны – строительные материалы, объединяющие свойства искусственного камня и древесины. Для них характерны: достаточно высокая прочность, повышенные тепло- и звукоизоляционные характеристики, экологическая и гигиеническая безопасность, несложная обработка ножовкой или специализированным электроинструментом. Ячеистые материалы часто применяют в строительстве на непрочных грунтах. В зависимости от плотности, они используются для сооружения несущих, внутренних стен и перегородок, утепления вертикальных и горизонтальных конструкций.

Классификация ячеистых бетонов по различным признакам

От плотности материалов, которая колеблется в широких пределах – 350-1200 м³, зависит их прочность, тепло- и звукоизоляционные характеристики. По плотности ячеистые бетоны разделяют на:

• конструкционные – плотность 600-1200 кг/м³, могут использоваться для возведения несущих стен;
• теплоизоляционные – плотность 400-600 кг/м³, для возведения несущих конструкций не применяются, их основная функция – повышение тепло- и звукоизоляционных характеристик многослойных стен, внутренних перегородок, плит перекрытий.

Это разделение является условным, материалы с промежуточными показателями плотности (конструкционно-теплоизоляционные) могут использоваться и для сооружения несущих стен малоэтажных строений, и в качестве утеплителя в многослойных конструкциях.

По способу образования ячеек, заполненных воздухом или газом, бетоны разделяют на газо- и пенобетоны.

Способы получения и характеристики газобетонов

Газобетоны получают путем введения газообразователя, в качестве которого чаще всего выступает алюминиевая пудра. Этот компонент вводят в бетонную смесь. После этого в результате химических реакций, проходящих с образованием водорода, она увеличивается в объеме примерно в 5 раз. Полученную смесь до требуемой кондиции доводят в специальных автоклавах при определенных значениях давления и температуры. Структура готового продукта губчатая, поры открытые.

Газобетонные блоки имеют ровные, четкие грани и высокую прочность, благодаря которой могут использоваться при создании несущих конструкций. Легко режутся на требуемые куски ручным инструментом. Дома, построенные из газобетонных блоков, относятся к наивысшей степени пожарной безопасности. Недостаток материала – достаточно высокая влагопроницаемость, требующая оштукатуривания наружных поверхностей стен сразу после их возведения.

Характеристики пенобетона

При производстве пенобетона в смесь из вяжущего (цемента и извести), песка и воды вводят вспененный компонент. Для его изготовления используются: костный клей, канифоль, желатин, канифоль. При этом химическая реакция между вспененной субстанцией и вяжущим, в отличие от газобетона, не проходит. Смесь после перемешивания насыщается воздухом и существенно увеличивается в объеме. После застывания образуется материал с пористой структурой. Пенобетон может изготавливаться в домашних условиях. Поры имеют замкнутую структуру.

По пределу прочности на сжатие пенобетоны значительно уступают газобетонам. Однако их влагонепроницаемость значительно выше, благодаря замкнутой структуре пор. При погружении в воду пенобетонные блоки держатся на поверхности.

Преимущества ячеистых бетонов

Использование пористых бетонов обеспечивает:

• увеличение производительности, благодаря сочетанию значительных габаритов блоков с относительно небольшим весом;
• экономию кладочного раствора, благодаря небольшой толщине швов между блоками и отсутствию необходимости в подмазывании швов растворов;
• снижение затрат на отопление, благодаря повышенным теплоизоляционным характеристикам.

Ячеистый бетон

Ячеистый бетон

Ячеистые бетоны — это искусственные каменные материалы, состоящие из затвердевшего вяжущего вещества (или смеси вяжущего и заполнителя) с равномерно распределёнными в нем воздушными порами (ячейками).

Впервые ячеистый бетон был получен в конце XIX века. Промышленное производство его началось в 20-х годах нашего столетия.

Известно много типов ячеистых бетонов, отличающихся различными способами получения пористой структуры, видами вяжущего вещества, условиями формовки, твердения и т.д.

Характеристики и классификация ячеистых бетонов

Ячеистый бетон классифицируется, в первую очередь, по способу получения пористой структуры на газобетоны и пенобетоны. Получение пористой структуры возможно также путем испарения значительного количества вовлеченной воды.

По виду вяжущего ячеистый бетон может быть получен следующих номенклатур:

• на основе цемента — пенобетон и газобетон;
• на основе известкового вяжущего — пеносиликат и газосиликат;
• на основе магнезиального вяжущего — пеномагнезит и газомагнезит;
• на основе гипсового вяжущего — пеногипс и газогипс.

Часто наименование «пенобетон» и «газобетон» применяют для обозначения ячеистых бетонов и силикатобетонов вне зависимости от основного вида вяжущего. Ячеистый бетон может рассматриваться как вид обычных бетонов, в котором роль крупного и, частично, мелкого заполнителя выполняют воздушные пузырьки. Такие бетоны называются ячеистыми. Иногда в состав ячеистого бетона вводят крупный заполнитель в виде шлаковой пемзы, перлита, вермикулита, керамзита или других вспученных материалов. Такие бетоны принято называть ячеистолегкими.

По способу твердения ячеистый бетон подразделяют на естественного и искусственного твердения. Ячеистые бетоны естественного твердения набирают прочность при хранении в обычных атмосферных условиях, а искусственного – при их обработке в условиях повышенных температур под воздействием водяного пара. Обработка называется автоклавной при давлении пара более 1 атм и температуре выше 100 °C и неавтоклавной, если давление пара менее 1 атм и температура в пределах 25 — 100 °C. Соответственно и ячеистый бетон подразделяется на автоклавный и неавтоклавный.

Изделия из ячеистых бетонов в зависимости от требований, предъявляемых к их несущей способности, могут быть армированными и неармированными.

В настоящее время ячеистый бетон применяется в различных частях зданий и сооружений и выполняет всевозможные функции. В зависимости от свойств и области применения ячеистый бетон делится на теплоизоляционный и теплоизоляционно-конструктивный.

Теплоизоляционный ячеистый бетон отличается малым объемным весом (менее 1000 кг/м³), низким коэффициентом теплопроводности и достаточной прочностью.

В строительстве применяются различные изделия из конструкционных ячеистых бетонов: панели, блоки и камни для наружных и внутренних стен и перегородок, плиты для утепленных кровель промышленных сооружений, скорлупы и сегменты для теплоизоляции трубопроводов, блоки для утепления и т. д. Изделия из ячеистых бетонов выпускают различных размеров как сплошные, так и пустотелые.

Свойства ячеистых бетонов

Физико-механические свойства ячеистых бетонов зависят от способов образования пористости, равномерности распределения пор, их характера (открытые, сообщающиеся или замкнутые), вида вяжущего, условий твердения, влажности и многих других технологических факторов. Однако некоторые свойства ячеистых бетонов подчинены общим закономерностям.

Коэффициент теплопроводности зависит в основном от величины объемного веса. Он почти не зависит от вида вяжущего, условий твердения и других факторов. Это объясняется тем, что материал стенок, образующих поры, состоит из цементного камня или близкого к нему по свойствам силиката. Поэтому величина пористости и соответственно объемного веса определяет теплопроводность ячеистых бетонов.

Прочностные свойства ячеистых бетонов зависят в большей степени от вида вяжущего и условий твердения. Наиболее прочным является автоклавный ячеистый бетон: его прочность превышает прочность ячеистых бетонов естественного твердения в 8 — 10 раз.

Прочность материала стенок ячеистого бетона определяется количеством воды затворения. При твердении ячеистого бетона на основе портландцемента только определенная часть воды участвует в процессе твердения. Количество связанной воды при гидратации цемента зависит от его минералогического состава и в среднем составляет 15 — 20% от веса цемента. Избыточное количество воды, раздвигая частицы цемента с оболочками из продуктов гидратации, образует прослойки и скопления в толще цементного камня. После высыхания и постепенного расходования воды на продолжающиеся процессы гидратации в цементном камне остаются пустоты, каналы и отдельные замкнутые поры.

Некоторое количество пустот появляется и в результате усыхания гелеобразных масс, образующихся входе твердения цемента. Поэтому ячетый бетон теряет свою прочность по мере увеличения относительного количества воды затворения (или увеличения водоцементного отношения В/Ц).

Для ячеистых бетонов, в состав которых входит наряду с вяжущим определенное количество тонкодисперсных добавок, вместо водоцементного отношения принято определять так называемое водотвердное отношение. Водотвердный фактор — это отношение воды затворения к сумме твердых веществ — вяжущего и добавок. По мере увеличения водо-твердного отношения ячеистый бетон теряет свою прочность, она уменьшается. Этой зависимости подчиняются ячеистые бетоны на основе любого вяжущего.

Средством повышения прочности является уменьшение водотвердного отношения и применение в технологии вибрации как в период приготовления растворов, так и при вспучивании (для газобетонов). Вибрационные воздействия вызывают увеличение подвижности цементного теста, растворов и бетонов и позволяют снижать водотвердное отношение. Другим средством повышения прочности изделий из ячеистых бетонов является армирование. Ячеистые армированные изделия обладают достаточно большой прочностью (больше 75 кг/см²).

Теплофизические свойства ячеистых бетонов зависят от их влажности. Поэтому, одним из основных свойств, характеризующих ячеистый бетон, является водопоглощение. Водопоглощение ячеистых бетонов зависит от вида вяжущего вещества: бетоны на основе извести, каустического магнезита, каустического доломита и гипса имеют большее водопоглощение, чем бетоны на портландцементе.

Вследствие большого водопоглощения изделия из пено- и газосиликатов разрешено использовать в помещениях с относительной влажностью воздуха не выше 50%. Изделия из пеногипса разрешено применять только в конструкциях, надежно защищенных от воздействия влаги.

Важным свойством для ячеистых бетонов является усадка. Изделия из неавтоклавного бетона дают большую усадку, чем из автоклавных. Пеногипс и пеномагнезит практически не дают усадки.

Температуростойкость ячеистых бетонов невысока. Для автоклавных пенобетона и пеносиликата, а также для безавтоклавного пенобетона предельно допустимыми температурами являются 300 — 400 °C. При дальнейшем повышении температуры имеет место дегидратация новообразований цементного камня, вследствие чего резко понижается прочность бетонов.

На прочности пенобетона и пеносиликата сказывается не только температура, но и скорость нагревания изделий. Быстрый нагрев скорее приводит к появлению трещин, чем медленный нагрев до той же температуры. Пеномагнезит при повышении температуры выше 200 °C имеет меньшую прочность, а при температуре выше 350 °C он начинает разрушаться. Это свойство пеномагнезита определяется отношением к нагреванию кристаллической хлорокиси магния.

Температуростойкость пеногипса незначительна, при температуре выше 50 — 60 °C его применять не следует; дальнейшее повышение температуры вызывает дегидратацию двуводного гипса.

Для применения при температурах от 400 до 700 °C разработаны специальные рецептуры жароупорного пенобетона. Жароупорный пенобетон изготовляют из портландцемента, золы-уноса тепловых электростанций, пенообразователя и воды. Жароупорный пенобетон твердеет в естественных условиях.

Вследствие невысокой температуростойкости ячеистый бетон относится к изоляционно-строительным материалам и применяется для изоляции ограждающих конструкций зданий и сооружений.

Вы смотрели: Ячеистый бетон

Поделиться ссылкой в социальных сетях

Оставить отзыв или комментарий

Ячеистый бетон – что это такое, ГОСТ, минусы использования

Строительные технологии предполагают использование бетона практически в каждой строительной конструкции. В современных условиях производители разрабатывают максимально эффективные методики его производства. Благодаря подобным разработкам появился такой материал, как ячеистый бетон.

Параметры материала

Благодаря особой фактуре материал иногда называют пористым бетоном. За счет этого он имеет меньшую массу, в отличие от традиционных цельнотелых структур. Ячеистый бетон – это материал, который изготавливается по запатентованной технологии. В его состав входят материалы:

• известь;
• кварцевый песок;
• цемент;
• вода.

В отличие от шлакоцемента, в котором масса снижается за счет внедрения более легких компонентов, пористый бетон содержит в объеме воздушные пузырьки.

Ячеистый бетон еще именуют пористым за счет большого количества воздушных пор

Полученная масса по фактуре схожа с губкой. Из готового сырья изготавливают широкий ассортимент строительной продукции:

• лестничные ступеньки;
• блоки из ячеистого бетона;
• межэтажные перекрытия;
• различные перемычки и пр.

Разбираясь, что это за материал, необходимо представить визуально процесс вспенивания приготовленного объема. В бетонной однородной кашице появляется множество мелких воздушных пузырьков диаметром 1-1,5 мм. Первоначальный объем повышается в несколько раз.

За счет образовавшихся небольших полостей ячеистобетонные блоки получают позитивные качества:

• повышается теплоизоляционность;
• обеспечивается шумо- и звукоизоляция;
• в итоге получается отличный микроклимат в здании;
• с небольшим весом легко работать в процессе застройки.

Важно знать, что здание, в котором стены укладывались блоками из ячеистого бетона (плотностью 400-500кг/м³)в один слой толщиной 40 см, получает коэффициент теплоотдачи в 2,6-3,4 м^2оС/Вт.

Методика производства ячеистого бетона

На качество готового продукта напрямую влияет методика производства. Ячеистый бетон – это материал, который производители изготавливают одним из описанных методов.

Газобетон

Фактура вещества предполагает наличие в нем сферических пор, равномерно распределенных по всему объему. Каждая из образовавшихся полостей диаметром 1-3 мм не имеет сообщения с другими ячейками. Структура формируется за счет внедрения в готовую массу материалов-газообразователей.

Автоклавный газобетон

К таким веществам относится, например, алюминиевая пудра. При ее взаимодействии с сильнощелочным либо известковым цементом, выделяется газ. Он способствует вспениванию массы во время ее застывания.

Пенобетон

Такое вещество получается более простым способом. Для него используется пенообразователь в виде мыла либо гидролизованный протеин. Их вносят в подготовленную смесь, а затем перемешивают для стабилизации.

Пенобетонные блоки

Ячеистая структура замкнутая и имеет равномерное распределение.

Пеногазобетоны

При комбинации двух методик в результате получаем новый материал. Используемый способ является более экономичным.

Плиты из пеногазобетона

Тесты на прочность выявили, что газобетон обладает более высокими прочностными характеристиками. Если рассматривать два материала с плотностью в 500 кг/м³, то при сжатии получим прочность:

• газобетон – 2,5-3 МПа;
• пенобетон – 1,5-2 МПа.

При автоклавной обработке удастся повысить прочность обоих материалов.

Физико-химические значения пористого бетона

Для материала одним из важных значением является плотность. Она показывает, сколько будет весить определенный объем готовой продукции. Производители предлагают несколько категорий блоков, решающих разные задачи:

• теплоизоляционная фактура – уместна для отделочных работ, но не в качестве несущей стены, имеет плотность 300-500 кг/м³;
• конструкционно-теплоизоляционная фактура – можно задействовать для изготовления опорных перегородок, имеет более высокую плотность 500-900 кг/м³;
• конструкционная фактура – с плотностью в 1000-1200 кг/м³ он вряд ли относится к бетонам легкой серии.

Производители при изготовлении теплоизоляционных материалов не используют дополнительные наполнители, а в других случаях для такой цели применяется мелкофракционный песок. Итоговую массу готовой постройки рассчитать достаточно просто, зная габариты блоков и удельный вес материала:

• стена площадью 1 м², сделанная из газобетона будет иметь массу 150-240 кг;
• стена площадью 1 м², сделанная из пенобетона будет весить 300-440 кг.

На массу и прочностные параметры оказывает влияние вяжущий материал. Для силикатных материалов характерен большой вес. Водопоглощение его также будет выше. В связи  с этим, в отличие от ячеистого материала, он применяется реже.

В зависимости от плотности сырья и коэффициента пористости зависит теплоизоляционные параметры блоков. Количество закрытых пор и их объема станет варьироваться теплопроводность каждого блока. Степень пористости в зависимости от других параметров выявляется через таблицу.

Пористость, %	Плотность кг/см3	Прочность на сжатие, МПа	Теплопроводность, Вт/(м.К)
50	1100–1200	10–15	0,33–0,40
60	900–1100	5–12	0,24–0,30
70	700–800	2,5–5	0,17–0,22
80	400–600	1,2–4	0,10–0,14
90	200–300	0,7–1,2	0,06–0,08
95	200	0,4–0,7	0,06

Значение плотности различных ячеистых структур определяется у высохшего материала при сжимании под прессом кубика с габаритами 20х20х20 см после застывания в течение 28 суток. В процессе маркировки параметр записывается рядом с символом D. Встречаются значения от D200 до D1100

Классификация ячеистых материалов проводится исходя из сопротивляемости вещества к сжатию. Для мониторинга используется также затвердевший бетонный куб с гранью в 20 см. Результат записывается рядом с символом В и принимает значения от В 0,35 до В 15. Например, В 0,35 соответствует допустимому значению давления в 0,5 МПа.

Обеспечить прочностные параметры помогает связующий материал и внешние факторы затвердения. Необходимо учитывать, что в условиях автоклава за счет интенсивного пропаривания придается твердость в 5-8 раз большая, чем при естественном затвердевании.

На твердость оказывает влияние количество жидкости. Ее переизбыток не способствует связыванию, в материале формируются отслаивания, что существенно понижает качество готового продукта. В таких ситуациях уместно использовать вибрационное оборудование, как для приготовления смеси, так и для ее взбивания.

ВИДЕО: Особенности строительства из газобетонных блоков

Водопоглощение и экологичность

На степень водопоглощения оказывает влияние тип вяжущего материала. При использовании безпримесного портландцемента значительно меньше впитывает жидкости в отличие от фактур с гипсом или известью. Для портландцемента предел влажности в помещении составляет 50%, а гипс нуждается в обязательной защите от любой влаги.

Огнестойкость ячеистого материала превышает показатели традиционных блоков. Однако, этих физических параметров недостаточно для того, чтобы применять данные блоки в условиях постоянного повышенного температурного режима. Жаропрочные и термостойкие характеристики ограничены отметкой в 400ºС. При превышении этого значения наступают невозвратные разрушительные процессы.

Непродолжительный нагрев до высоких температур ячеистый материал переносит спокойно, что позволяет его отнести к пожаростойким веществам по установленной шкале.

При тестировании на экологичность материал получил коэффициент 2,0, притом, что дерево имеет показатель 1,0, а керамзит 20,0. Это означает, что блоки являются безвредными как для окружающей среды, так и для жителей таких домов.

Хотя материал выпускается относительно недавно, но расчетные показатели его, по заявлению, производителей предполагают эксплуатацию строения из газобетона около 100 лет. Чтобы достичь этого показателя потребуется провести капремонт через полвека.

В чем главный минус использования ячеистого бетона

На самом деле, именно показатель долговечности вызывает больше всего вопросов у строителей. Даже в течение первых 10 лет пенно- и газобетон значительно теряют в геометрии. Полости, которые на первых этапах играют в плюс (теплоизоляция), со временем проседают, за счет чего идет большая усадка. Выдержит ли материал хотя бы первые 50 лет – до первого капремонта – непонятно, поскольку первая продукция появилась только 10 лет назад и тогда же вышла на массовый рынок.

ВИДЕО: Полезные советы, как начинать кладку газобетона

Что такое пористый бетон. Особенности и ограничения

Пористые или ячеистые бетоны стали активно распространяться на рынке строительных материалов после того, как появились технологии наполнения массы связующего вещества газом или воздухом. Это оказалось своего рода прорывом, поскольку добиться столь низкой теплопроводности от железобетонной плиты сложно и дорого. Блоки и монолиты из газобетона и пенобетона начали применяться в проектном строительстве как материал для создания теплых ограждающих конструкций — стен, несущих ограниченные нагрузки.

Перехода к полной замене железобетона не произошло по причине несоответствия этих материалов требованиям конструкционной прочности, водонепроницаемости и морозостойкости. Существующие в настоящее время марки пористых бетонов могут обеспечить прочность, достаточную для формирования ограниченно нагруженной, но не ответственной части конструкции строения.

Для формирования прочных монолитов и изготовления деталей перекрытия, каркаса, несущих стен продолжает использоваться привычный и проверенный железобетон с арматурой. Цена бетона за 1 м3 с доставкой остается основным критерием для расчетов стоимости несущей части любого серьезного сооружения.

Особенности пористого бетона

Интересующие нас виды бетонов имеют свои характерные особенности, от которых зависит область их применения и возможность сократить затраты на создание отдельных частей конструкции. Например, при строительстве жилого многоквартирного дома появляется возможность отказаться от многослойных стеновых панелей за счет использования блоков и газобетона и пенобетона. Имеющие меньший вес и теплопроводность элементы позволяют возводить монолитно-блочные сооружения с высоким потенциалом энергоэффективности.

Характерные особенности пористых бетонов стоит упомянуть отдельно:

• отсутствие наполнителей или использование в этой роли материалов с небольшой плотностью и теплопроводностью, с целью сохранения свойств основного вещества;
• обратная зависимость между теплопроводностью и прочностью — при повышении плотности и прочностных характеристик пенобетон и газобетон начинает активно проводить тепло;
• две технологии твердения — для производства блоков газобетона используется автоклавирование, при заливке форм и монолитов из пенобетона применяется естественное твердение;
• принципиальная разница в изготовлении — это либо вспенивание массы, либо введение в нее компонентов, при нагревании выделяющих газ для образования сферических пузырьков;
• различные составы вяжущего вещества — портландцемент, магнезиальный цемент, гипс, известковые смеси.

С точки зрения основных характеристик пористые бетоны существенно отличаются от классических составов со щебнем и песком. Марка плотности пено- и газобетона может достигать показателей D800-D1200, но по комплексу характеристик эти составы не могут быть использованы для формирования ответственных несущих частей крупного строения.

Морозостойкость пенобетона и газобетона

Показатель морозостойкости находится в пределах 45 циклов, а у так называемых газоблоков он достигает в лучшем случае 35 циклов. При этом газобетон с его открытыми порами имеет свойство “пить воду”, а пенобетон с закрытыми полостями неплохо удерживает прочность при контакте с водой и влажным воздухом.

Теплоизоляционные свойства

Главным достоинством таких смесей остается отличная теплоизолирующая способность — при показателе прочности D600 пенобетон демонстрирует теплопроводность в пределах 0,09 – 0,38 Вт/м*0 С, сравнимую с полимерными изолирующими материалами. Именно поэтому пенобетонные составы пользуются популярностью в случаях, когда необходимо использовать монолитные конструкции, по возможности сокращая количество блочных стен, требующих больших трудозатрат при кладке. При этом бетон для фундамента все равно нужен “классический” — не ниже марки М300 — М350.

Ограничения на использование пористых бетонов

Ограничения на использование в ответственных нагруженных конструкциях объясняются известной проблемой, которая до сих пор не решена — это предельно низкие показатели прочности пористых бетонов при деформации на изгиб. Если повышение плотности конструкционного пенобетона на основе портландцемента возможно до достижения показателя D1200 с высокой устойчивостью к прямому сжатию, то испытания на изгиб, перекручивание и разрыв показывают значительное отставание от классических материалов. Объяснение здесь предельно простое — отсутствие армирующих добавок и арматуры как таковой.

Эксперименты с заливкой пористых бетонов в армированные конструкции показали, что сама структура монолита не дает возможности создать прочное сцепление смеси с металлом. Такой же эффект возник и при попытках добавления в ячеистые бетоны микрофибры, металлической фибры и стекловолокна.

Области эффективного применения

Этот вид материала проявляет оптимальное соотношение функциональных характеристики и стоимости в ограниченном количестве ситуаций:

• строительство малоэтажных, до трех уровней домов индивидуального назначения с небольшими нагрузками на стены;
• сооружение многоквартирных домов с несущим каркасом и минимально нагруженными стенами;
• строительство таунхаусов не более трех этажей с бетонным каркасом и кладкой ограждающих конструкций из газоблоков;
• сооружение общественных зданий с ненагруженными стенами.

Основной положительный эффект достигается за счет возможности использовать относительно недорогой и легкий в сравнении с железобетоном материал, имеющий минимальную теплопроводность. Если в проект заложены не несущие ограждающие конструкции, то результат — положительный. Но при отсутствии внешней защиты газобетонных блоков эффект быстро утрачивается, так как стена начинает впитывать воду.

Еще одна известная проблема ячеистых составов — чувствительность к усадке, связанная с уже описанной низкой деформационной прочностью. Для ответственных частей любой конструкции придется использовать железобетонные плиты или купить бетон под заливку с армированием.

Ячеистый бетон — это… Что такое Ячеистый бетон?

Ячеистый бетон — искусственный пористый строительный материал на основе минеральных вяжущих и кремнезёмистого заполнителя. Является одной из разновидностей лёгкого бетона.

Предназначен в основном для строительной теплоизоляции: утепление по железобетонным плитам перекрытий и чердачных перекрытий, в качестве теплоизоляционного слоя многослойных стеновых конструкций зданий различного назначения; для теплозащиты поверхностей оборудования и трубопроводов при температуре до 400°С; жаростойкие ячеистые бетоны применяются для теплоизоляции оборудования с температурой поверхности до 700°С.

В последние годы блоки из ячеистого бетона набирают популярность в качестве конструкционного стенового материала. Коттеджи и многоэтажные дома, построенные из ячеистого бетона, имеют лучшие тепловые характеристики по сравнению с кирпичными. Достигается это во многом благодаря правильной геометрии современных блоков. За счёт четких размеров (±2 мм) блоки можно укладывать на специальный клей с клеящим слоем не более 3 мм, а не на слой цементного раствора, который и служит мостиком холода.

Классификация

В соответствии с ГОСТ 25485-89 «Бетоны ячеистые. Технические условия» бетоны классифицируются:

1. По функциональному назначению

1. теплоизоляционный – объёмная масса 300-500 кг/м³
2. конструкционно-теплоизоляционный- объёмная масса 500—900 кг/м³
3. конструкционный (бетон для конструкционных элементов жилых и сельскохозяйственных зданий) – объёмная масса 1000—1200 кг/м³

2. По способу поризации:

1. газообразование (газобетоны, газосиликаты)
2. пенообразование (пенобетоны, пеносиликаты)
3. аэрирование (аэрированный ячеистый бетон, аэрированный ячеистый силикат).

К модификациям способов поризации относятся:

1. вспучивание массы газообразованием в вакууме (небольшое разрежение)
2. аэрирование массы под давлением (барботирование её сжатым воздухом) с последующим снижением давления до атмосферного (баротермальный способ)
3. газопенная технология (Пеногазобетон) – сочетание метода аэрирования и газообразования

3. По виду вяжущего вещества: в основном используют цемент, известь, реже гипс (газогипс)

4. По виду кремнезёмистого компонента: кварцевый песок, зола-унос от сжигания угля, кислые металлургические шлаки и др.

5. По способу твердения: неавтоклавные, предусматривающие пропаривание, электропрогрев или другие виды прогрева при нормальном давлении, и автоклавные, которые твердеют при повышенном давлении и температуре.

См. также

Пенобетон — Википедия

Пенобетон — ячеистый бетон, имеющий пористую структуру за счёт замкнутых пор (пузырьков) по всему объёму, получаемый в результате твердения раствора, состоящего из цемента, песка, воды и пенообразователя.

В таких бетонах часть пор создается пенообразующими добавками. Прочность пенобетона зависит от объёмного веса, вида и свойств исходных материалов, а также от режимов тепловлажностной обработки (ТВО) и влажности бетона. Ячеистый бетон изготовлен на цементном вяжущем. Поэтому он продолжает набирать прочность ещё длительное время. Исследования конструкций из неавтоклавных ячеистых бетонов после 40-50 лет эксплуатации показали, что они не только пригодны для дальнейшей эксплуатации, но и увеличили свою прочность в 3-4 раза по сравнению с марочной. Введение комплексных добавок повышает прочность бетона, снижает водопотребность и усадку при высыхании, повышает водо- и морозостойкость, снижает равновесную влажность и эксплуатационную теплопроводность.

Пенобетон используется:

• в классическом строительстве домов
• в монолитном домостроении
• для тепло- и звукоизоляции стен, крыш, полов, плит, перекрытий. Такой пенобетон называют монолитным.

Пеноблок — это строительный блок, получаемый из пенобетона.

Этот материал, получивший широкое распространение ^[1] в последние годы, на самом деле известен ещё с XIX века. Можно сказать, что пенобетон в данный момент переживает «второе рождение».^[1]

Еще одной особенностью пенобетона является то, что технология производства достаточно простая и не требует большого вложения капитала. Хотя, в некотором роде, это минус, потому, что на рынке существует очень много кустарных производств, где качество пенобетона оставляет желать лучшего.

Прочность пенобетона

Склад готовых газопеноблоков г. Новосибирск

Прочность и теплопроводность пенобетона

Марка плотности пенобетона	Прочность кг/см²	Теплопроводность Вт/(м·К)
200	неизвестно	0,05
300	неизвестно	0,08
350	7,7	0,09
400	9,0	0,10
500	13,0	0,12
600	16,0	0,14
700	24,0	0,18
800	27,0	0,21
900	35,0	0,24
1000	50,0	0,29
1100	64,0	0,34
1200	90,0	0,38

Условно считается, что пенобетон плотностью до 600 — это теплоизоляционный материал, 600-800 конструкционно-теплоизолиционный, а выше 800 конструкционный

Благодаря пористой структуре пенобетон имеет ряд преимуществ:

• Он обладает намного лучшими теплоизоляционными свойствами, чем обычный бетон. Но несравнимо худшими, чем, например, пенопласт, минеральная вата или пеностекло.
• На производство пенобетонного изделия (блок, плита, кирпич) требуется в 2-4 раза меньше цемента (по причине меньшей плотности — часть объёма занимают пустоты).
• Пенобетонное изделие имеет меньшую по сравнению с бетонным массу, что снижает расходы на транспортировку, кладку и обработку. Кроме того, масса сооружения получается меньшей, в результате можно сэкономить, используя более дешёвый фундамент.
• Пенобетон по простоте обработки сравним с деревом: он легко пилится, сверлится, гвоздится.
• Экологическая чистота аналогична бетону. При производстве пеноблока используются только цемент, песок, вода и пенообразователь.

• Из-за своей структуры пенобетон имеет относительно низкую механическую прочность, ориентировочно на порядок меньшую, чем у обычного бетона, и тем более уж совершенно несравнимую с железобетоном.^{[уточнить]}
• Пенобетон практически не работает на изгиб
• Пенобетон дает значительную усадку (считается, что готовые пеноблоки должны выстояться в сухом месте не менее 28 дней)
• Некоторые добавки пенобетона могут быть опасны (некоторые специалисты считают, что пенополистиролобетон может выделять стирол и обладает высокой степенью горючести)
• При изготовлении его применяется асбест, который является канцерогеном

В XIX веке строители подмешивали бычью кровь в цементно-известковый раствор, и белок крови, реагируя с раствором, образовывал пену. Тогда ввиду сложности получения большого количества пенообразователя пенобетон не получил распространения.

В 30-х годах XX века, случайно добавив «мыльный корень» в цементный раствор, пенобетон «открыли» заново, но широкого распространения он снова не получил. Тогда сыграли свою роль общая нестабильность в мире, Вторая мировая война, а также низкая стоимость энергоносителей в послевоенные годы. В 60-70-е годы пенобетон применялся в СССР, но, в основном, это был автоклавный пенобетон. Было построено несколько заводов по производству автоклавного пенобетона, но в силу номенклатурных причин и опять-таки невысоких цен на энергоносители внутри СССР преимущества пенобетона перед железобетоном были неочевидны, что привело к очередному «забвению» пенобетона.

В 90-е годы XX века бурный рост цен на энергоносители и развитие строительной отрасли привели строителей вновь к открытию «нового хорошо забытого старого» сначала в Европе, а к концу 90х-началу XXI века и в России.

В настоящий момент производство и предложение пенобетона отстаёт от нарастающего лавинообразно спроса на него.

Чаще всего пенобетон применяется в виде пенобетонных блоков, или «пеноблоков», также существуют технологии монолитной заливки сверхлёгкого пенобетона в качестве утеплителя.

На сегодняшний день наибольшее распространение получили три метода производства пенобетона.

1. Классический. По этому методу сначала готовят цементное тесто или цементно-песчаный раствор, а затем в него добавляют специально приготовленную пену из пеногенератора. Раствор в бетоносмесителе смешивается с пеной, и получается пенобетонная смесь, которая при последующем твердении образует пенобетон. Этот способ можно назвать наиболее отработанным и надежным. Для данного метода обычно используются органические пенообразователи, смесители с улучшенным смешением компонентов и специальные пеногенераторы.
2. Сухая минерализация. По этому методу пенобетонная смесь получается при совмещении сухих компонентов с низкократной пеной, непрерывно подаваемой пеногенератором. При этом образуется устойчивая пенобетонная смесь с малым количеством свободной воды. На поверхности пенных пузырьков оседают мелкие частицы твердой фазы. Высокая насыщенность ПАВ поверхности раздела «воздушная пора – дисперсионная среда» предопределяет формирование гладкой глянцевой поверхности стенок пор. Такой метод зачастую используется при непрерывной технологии производства пенобетона. Для данного метода используется пенообразователь СДО, пеногенераторы и специальные смесители.
3. Баротехнология. По этому методу пенобетон получается под избыточным давлением смеси всех сырьевых компонентов. В баросмеситель сначала заливается вода с пенообразователем, потом подаются все компоненты. После этого в баросмеситель компрессором нагнетается воздух, создавая давление внутри. Пенобетонная смесь, полученная в пенобаробетоносмесителе, под давлением транспортируется из смесителя к месту укладки в формы или монолитную конструкцию. Для данного метода используются синтетические пенообразователи и специальные бароустановки.^[2][3]

• ГОСТ 25485-89 Бетоны ячеистые. Технические условия
• ГОСТ 31359-2007 Бетоны ячеистые автоклавного твердения. Технические условия
• ГОСТ 5742-76 Изделия из ячеистых бетонов теплоизоляционные
• Ружинский С. И., Портик А. А., Савиных А. В. Все о пенобетоне. Издание второе улучшенное и дополненное. Санкт-Петербург, Издательство ООО «Строй-Бетон», 2006, 631 стр. ISBN 590319701-9.