Использование ячеистого бетона для строительства домов — особенности блоков и их характеристики

Ячеистый бетон – это искусственный стройматериал, характеризующийся равномерно размещенными мелкими сферическими порами. Пористую структуру данного материала достигают, вводя в смесь компоненты, способные образовывать газовые полости. Такой материал нашел широкое применение в строительстве домов.

Материалы из пористого бетона долговечны, морозоустойчивы и имеют малый вес.

• Бетон пористый (ячеистый) — что из себя представляет
• Достоинства и недостатки материала
• Состав и структура
• Виды и свойства материала
  • 4.1 По плотности и теплопроводности
  • 4.2 По способу твердения
  • 4.3 Прочностные характеристики
  • 4.4 Водопоглощение и морозостойкость
  • 4.5 Точность геометрических размеров
  • 4.6 Усадка
• Методика производства
  • 5.1 Газобетон
  • 5.2 Пенобетон
  • 5.3 Газопенная технология
• Области использования
  • 6.1 Категории изделий
  • 6.2 Применение
• Производители и средние цены на продукцию

Бетон пористый (ячеистый) — что из себя представляет

Бетоны с ячеистой структурой относятся к разряду особо легких составов, структура которых складывается из большого количества воздушных пор.

По способу поризации материалы делятся на газобетоны, получаемые путем введения в растворы газообразующих добавок, и пенобетоны, производимые способом интенсивного перемешивания состава с предварительно подготовленной пеной.

В качестве вяжущего вещества наиболее часто используются портландцемент, гипс и известково-кремнеземистые ингредиенты. Твердение бетонов может протекать в естественных условиях, а также путем тепловлажностной обработки, при высокой температуре и большом давлении, в автоклавных агрегатах.

Материалы характеризуются высокими теплоизоляционными качествами, паропроницаемостью, устойчивостью к биологическим воздействиям, долговечностью.

Достоинства и недостатки материала

Ячеистый бетон не используются для возведения фундаментов.

Изделия из пористых композитов хорошо приспособлены к современным условиям строительства зданий:

1. Морозостойкость материала позволяет использовать стеновые блоки из ячеистого бетона в любых климатических условиях.
2. Высокие механические и теплотехнические свойства (плотность 300-1200 кг/м³).
3. Паропроницаемость.
4. Устойчивость к химическим воздействиям.
5. Автоклавный способ производства предусматривает применение экологически чистого сырья.
6. Бетонные блоки легко режутся как электромеханическим, так и ручным инструментом.
7. Применение отечественного оборудования и технологии производства позволяет выпускать продукцию в 1,5-2 раза дешевле импортных аналогов.
8. Теплоизоляционные изделия по прочности в несколько раз превосходят минераловатные плиты и ничем не уступают им по эксплуатационным характеристикам.
9. Здания из пористого бетона отличаются долговечностью. Материал не гниет, не горит и не повреждается грызунами и насекомыми.

Недостатки:

1. Резкие изменения температуры воздуха и повышение влажности вызывают структурные деформации в материале.
2. Невысокие показатели устойчивости к растягивающим напряжениям приводят к образованию мелких трещин на поверхности стен.
3. Материал не выдерживает ударных воздействий. Например, керамзитобетонный блок полнотелый легко крошится и колется даже при падении с небольшой высоты.
4. Монолитный бетон не рекомендуется использовать для возведения фундаментов.

Поры в структуре ячеистого бетона могут занимать до 92% от объема материала.

Состав и структура

Ячеистые бетоны получают из специально подобранного состава вяжущего компонента, тонкомолотого кремнеземистого наполнителя, порообразователя и воды.

Для производства пористых бетонов, застывающих в нормальных условиях, в качестве связующего используют алитовые алюминатные портландцементы.

Для приготовления растворов, набирающих прочность в автоклавах, применяют смесь вяжущих ингредиентов, состоящую из пуццоланового цемента, шлакопортландцемента и извести.

В качестве кремнеземистого компонента могут применяться молотый кварцевый песок, маршалит, зола-унос, доломиты.

В некоторых случаях в состав ячеистого бетона добавляют крупный заполнитель:

• шлаковую пемзу;
• вермикулит;
• перлит;
• керамзит и др.

Для приготовления пены используют клееканифольные, алюмосульфонафтеновые, смолосапониновые добавки. Газообразование в бетоне происходит за счет введения в состав водного раствора алюминиевой пудры.

Процентное соотношение составляющих материала определяет микро- и макроструктуру ячеистого бетона.

Макроструктура представлена большим объемом ячеистых пор (85-92%) и межпоровых перегородок. Микроструктура состоит из капиллярных, контракционных и гелиевых ячеек. Объем и характер пористости, а также пропорции кремнеземистых компонентов определяют основные технические свойства изделий.

Слева — газобетон, справа — газосиликатный блок.

Виды и свойства материала

Поризованные бетоны классифицируется по способу получения ячеистой структуры и виду вяжущего компонента.

Автоклавные ячеистые бетоны разделяются на цементные и бесцементные:

• цементные — газобетон, пенобетон;
• известковые — газосиликат, пеносиликат;
• магнезиальное связующее — газомагнезит, пеномагнезит;
• гипсовая основа — газогипс, пеногипс.

Физико-механические свойства материалов зависят от удельного веса бетона, минералогического состава вяжущего компонента, типа кремнеземистого наполнителя и условий автоклавной термообработки.

По плотности и теплопроводности

Главная задача проектирования пористого бетона состоит в том, чтобы обеспечить оптимальную плотность материала при минимальном расходе вяжущего вещества и порообразователя. При этом структура конструкций должна состоять из мелких ячеек овальной формы.

В первую очередь плотность зависит от объема присадок и их газообразующей способности. Некоторое влияние на качество бетона оказывает отношение количества воды к весу вяжущего вещества и объему кремнеземистого наполнителя (В/Т). Повышение В/Т улучшает текучесть смеси.

В результате обеспечиваются оптимальные условия для образования пористой структуры раствора. Чем меньше размер ячеек, тем выше плотность материала.

Высокая плотность бетона снижает теплопроводность строительных конструкций. Большая пористость и низкие показатели теплопроводности повышают теплоизоляционные свойства материалов.

По способу твердения

По способу набора прочности ячеистые бетоны делятся на изделия естественной и автоклавной сушки. Твердение в автоклавах протекает при температуре 170-20 °С в насыщенной водяным паром среде, при избыточном давлении 0,9-1,3 МПа.

У бетонов безавтоклавного твердения линейная усадка достигает 3,5 мм/м. У автоклавных — 0,3-0,8 мм/м.

К тому же прочность бетонов, прошедших термообработку, в 8-10 раз выше, чем у изделий естественного твердения.

Прочностные характеристики

Прочность материала зависит от вида используемого вяжущего и заполнителей.

Прочность зависит от характера пористости структуры материала и силы сцепления межпоровых оболочек. Показатели бетонов по прочности на растяжение-сжатие определяются коэффициентами вариации. Средние значения индекса для ячеистых материалов не должны превышать 15%.

Средством улучшения прочностных характеристик является уменьшение В/Т и применение вибрационных технологий в процессе приготовления и вспучивания смесей. Вибрация вызывает повышение пластичности и подвижности цементного теста, что помогает снизить показатели водотвердого отношения и повысить прочность бетона.

Другим методом повышения прочности является армирование раствора фибрами. Такой способ позволяет получить изделия прочностью более 70 кг/см².

Водопоглощение и морозостойкость

Водопоглощение пористых материалов зависит от типа вяжущего ингредиента. Для цементных бетонов это 35% от объема вещества в растворе, для силикатных — 40-45%. Изделия с такими параметрами рекомендуют использовать только во внутренних помещениях, где влажность воздуха не превышает 50%.

Для увеличения влагостойкости материалов применяют модифицирующие добавки. Эксплуатируемые сооружения защищают гидрофобными покрытиями. Нормативная эксплуатационная влажность наружных конструкций должна быть на уровне 5%.

От величины водопоглощения зависит морозостойкость бетонов, которая после проведения рекомендуемых защитных мероприятий может достигать 25-100 циклов.

Среди множества преимуществ данного типа бетона можно выделить геометрическую точность блочных материалов.

Точность геометрических размеров

За счет модернизации технологии производства и применения современного оборудования удалось добиться минимальной погрешности геометрических размеров изделий. Прямолинейность стеновых блоков дает возможность применять вместо цементно-песчаного раствора клеевые составы. Такой подход позволил сократить трудоемкость работ и увеличить скорость кладки почти в 2 раза.

Усадка

Усадочные деформации — это следствие процесса твердения бетона, приводящего к сокращению структуры и уменьшению объема смесей. Установлено, что усадка автоклавного бетона при относительной влажности среды 60-80% и температуре до 20 °С интенсивно протекает в течение 60 суток, а затем прекращается.

На величину деформаций оказывают влияние технические условия термообработки. Чем выше температура прогрева, тем ниже усадка бетона.

Набухание и сжатие структуры ячеистых материалов можно сократить за счет введения в состав смесей 15-30% заполнителей (керамзита, доменного шлака и др.).

Методика производства

Для приготовления ячеистого бетона широко применяются местные материалы: известь, цемент, песок и вода. В небольших количествах в смесь добавляют газообразующие присадки, способствующие формированию в вязкой массе воздушных ячеек.

После этого композит формуется и помещается в автоклав, где и происходит процесс твердения. Гидротермальная обработка выполняется в проходных и тупиковых установках диаметром 2,5-2,8 м. Применяемые технологии не дают никаких побочных продуктов, загрязняющих почву, воздух и воду.

Схема производства ячеистого бетона и материалов из него.

Газобетон

Цемент, известь и крупнозернистый песок загружают в бетоносмеситель. Заливают теплую воду и в течение 5 минут перемешивают компоненты. После этого в резервуар добавляют водный раствор алюминиевой пудры и продолжают готовить смесь.

В результате химической реакции в смеси начинают появляться пузырьки водорода, которые и служат причиной возникновения в структуре бетона большого количества пор и капилляров. Готовый состав разливают в подготовленные формы.

После набора предварительной прочности газобетонные блоки отправляют в автоклавную установку, где под действием высоких температур происходит окончательное твердение изделий.

Пенобетон

В работающую бетономешалку загружают песок, цемент и воду. В пеногенератор засыпают сухой концентрат для приготовления пены. Заливают теплую воду. Перемешивают до получения однородной вязкой массы (инструкция на тыльной стороне упаковки).

Готовый раствор подают в бетоносмеситель и ждут 5 минут. После этого сливают состав в формы. Оставляют их в хорошо проветриваемом помещении на 30-60 дней для набора прочности бетона.

Газопенная технология

Газопенный метод получения ячеистых бетонов объединяет в себе два процесса: вспучивание при газовыделении и воздухововлечение при пенообразовании.

Для приготовления безусадочного материала с равномерной пористой структурой необходимо выбирать компоненты, которые будут функционировать в совокупности друг с другом. Пенообразующие и газогенерирующие добавки загружаются одновременно. В тот момент, когда пена может дать усадку, включается газообразователь и нейтрализует развитие деформации.

За счет плавного дозированного газовыделения реакции формирования ячеистой конструкции идут параллельно процессам кристаллизации. Образование новых пузырьков газа не нарушает структуру раствора, а только уплотняет межпоровые перегородки, смещая при этом зерна вяжущего вещества в сторону сформировавшихся пор пены.

Области использования

Выпуск изделий из ячеистого бетона предусматривает широкий спектр железобетонных конструкций:

• стеновые панели;
• плиты перекрытия железобетонные;
• брусковые и лотковые перемычки;
• кирпич пустотелый;
• теплоизоляционные материалы;
• теплая керамика (пористый керамоблок);
• кладочные блоки.

В индивидуальном строительстве наиболее востребованы пенобетонные и газобетонные блоки. Наружная стена дома, сложенная из пористых изделий, обладает хорошей несущей способностью. Размеры и прочностные характеристики материала позволяют возводить здания любой формы и различного функционального назначения.

Легкие бетоны также используют при реконструкции сооружений, когда нужно увеличить этажность постройки без усиления существующих фундаментов.

Категории изделий

Пористые бетоны различаются плотностью и теплоизоляционными свойствами.

На основании этих характеристик их можно разделить на 3 категории:

• теплоизоляционные материалы;
• теплоизоляционно-конструкционные;
• конструкционные.

Бетоны плотностью D300-D500 принято использовать только в качестве утеплителя. Нормативная эксплуатационная нагрузка таких изделий находится на низком уровне, что не позволяет их применение для кладки стен и перегородок.

Блоки плотностью D600-D900 являются основным строительным материалом для возведения наружных и внутренних конструкций. Они предназначены для строительства жилых и общественных зданий высотой до 3 этажей.

Конструкционный пористый бетон D1000-D1200 обладает самыми высокими прочностными характеристиками. Он широко используется для производства сборного железобетона, кладочных и фундаментных блоков, плит покрытий и др.

Материалы из пористого бетона хорошо подходят для возведения одно- и двухэтажных жилых строений.

Применение

Ячеистые бетоны применяются в следующих сферах строительного производства:

1. Монолитное домостроение.
2. Производство штучных конструкционных и декоративных изделий.
3. Теплоизоляция инженерных сетей, кровли и наружных стен зданий.

Помимо строительства, дробленый пористый бетон совместно с навозом служит для удобрения почвы. На животноводческих фермах материал используется в качестве теплой подстилки для скота.

Производители и средние цены на продукцию

Типовые размеры кладочных блоков.

Стеновые кладочные блоки для индивидуального строительства:

• длина — 625 мм;
• высота — 250 мм;
• толщина — 100, 200, 400 мм;
• плотность — D400-D600.

Перечисленные параметры являются нормой для всех производителей газобетонных и пенобетонных блоков. Расхождения могут наблюдаться только в разнице геометрических размеров (2-3 мм), теплоизоляционных характеристик и ценовой политики.

Продукция немецкой компании Xella

отвечает всем международным стандартам качества. Газобетонные стеновые блоки Ytong — хорошее соотношение цена-качество. Стоимость 1 м³ материала — 4700-5000 руб.

Завод ЗАО ЕВРОАЭРОБЕТОН

построен по передовым немецким технологиям и оснащен оборудованием от крупных европейских производителей. Цена — 3500-3700 руб./м³.

ЮГРАБЛОК

— развивающаяся компания, специализирующаяся на выпуске пено- и керамзитобетонных блоков. Предприятие может выпускать продукцию нестандартных размеров, учитывая индивидуальные пожелания заказчиков. Цена — 3500 руб./м³.

Омский пенобетонный завод

реализует стеновые и перегородочные блоки, армированные фиброволокном. Стоимость — 3800-4000 руб./м³.

Почему нельзя жить в доме из шпал?

Шпалы (бруски) обычно используются для строительства железнодорожных путей и имеются в нескольких видах: деревянные, бетонные и железобетонные. Жить в доме из шпал не рекомендуется по нескольким причинам:

1. Ядовитость материала: Шпалы обработаны различными химическими веществами, такими как креозот, для того чтобы защитить их от гниения и вредителей. Креозот является ядовитым для людей и может вызывать различные заболевания, такие как рак и болезни дыхательных путей. При обработке шпал также используются другие опасные химические вещества, которые могут выделяться в окружающую среду и приводить к серьезным проблемам здоровья.

2. Неустойчивость: Шпалы обычно не предназначены для использования в качестве строительных материалов, так как они не обладают достаточной прочностью и устойчивостью, чтобы выдерживать вес здания и защищать его от неблагоприятных погодных условий, таких как сильный ветер или снегопад.

3. Несоответствие стандартам строительства: Использование шпал для строительства дома не соответствует стандартам строительства и может привести к небезопасным условиям для жизни, таким как пожар или обрушение здания.

В целом, жить в доме из шпал не рекомендуется из-за вышеперечисленных причин. Если вы хотите построить свой дом, рекомендуется использовать традиционные строительные материалы, такие как кирпич, бетон или дерево, которые обладают достаточной прочностью и безопасностью для жизни.