Поиск по сайту


Характеристики пенобетона

Одним из основных условий успешной реализации национальной программы “Доступное и комфортное жилье – гражданам России”, предусматривающей увеличение объема строительства жилья к 2010 году до 80 млн. м2, является значительное увеличение производства строительных материалов, и в первую очередь материалов для возведения наружных ограждающих конструкций зданий, объем которых составляет 50–60 % от всего объема здания.
Материалы для ограждающих конструкций должны обладать достаточной прочностью и морозостойкостью, высокими теплозащитными свойствами, высокой огнестойкостью и долговечностью, экологической безопасностью как с точки зрения безопасности людей, проживающих в домах с ограждающими конструкциями из этих материалов, так и с точки зрения безопасности материалов для окружающей среды.
Ячеистый бетон - газобетон и пенобетон, как видно из данных, приведенных в таблице 1, удовлетворяет этим требованиям в значительно большей степени, чем другие строительные материалы, поэтому ячеистый бетон: завод по его производству является вполне логичным решением данной проблемы. Также ячеистые бетоны обладают и другими уникальными свойствами, например, экологичностью, огнестойкостью, технологичностью при применении и т.д.

 

Таблица 1 Физико-технические свойства различных стеновых материалов 

№№ пп

Физико-технические свойства

Единица измерения

Наименование стеновых материалов

дерево

кирпич

пенобетон

неавтоклавный

газобетон

автоклавный

1.

Средняя плотность

кг/м3

D500 – D 600

D 1400-

D 1850

D500

D600

D700

D350

D400

D500

2.

Прочность при сжатии

МПа

 

2,5–25

1,5–2

2,5–3

2,5-3,5

1-1,5

1,5-2

2,5-3

3.

Коэффициент теплопроводности

Вт/м С

0,14 – 0,16

0,45– 0,7

0,12

0,14

0,16

0,09

0,11

0,12

4.

Морозостойкость

цикл

 

35- 50

25

25

35

15

25

35

5.

Звукоизоляция 150–450 мм

Дб

54

 

 

65

65

50

55

58

6.

Огнестойкость при толщине 175 мм

час

3–4

4–5

4,0

4-5

4-5

4-5

5-6

7.

Экологичность при производстве и применении

 

1

9–11

2

2

2

2

2

2

8.

Стоимость

руб.

( $/м3)

3200

(120)

2980

(112)

1850

(76)

1800

(75)

2000

(80)

2000

(80)

2200

(85)

2250

(90)

9.

Толщина стены при одинаковом сопротивлении теплопередаче

(R= 2,5 м2 (К/Вл)

м

0,4– 0,5

1,2–2,0

0,45

0,55

0,65

0,35

0,4

0,45

10.

Вес 1м2 стены

кг

220–250

900–1800

300

350

450

145

180

240

 

Марка по морозостойкости, не менее: F 25 - для блоков наружных стен F 15 - для блоков внутренних стен

Физико-механические свойства пенобетона зависят от равномерности распределения пор, их характера (открытые, сообщающиеся или замкнутые), вида вяжущего, условий твердения и ряда других факторов.

Свойства пенобетона взаимосвязаны между собой. Так, коэффициент теплопроводности (λ) в сухом состоянии зависит в основном от величины средней плотности. Несущественное влияние на величину λ оказывает вид вяжущего, условия твердения и другие факторы. Это объясняется тем, что материал стенок, образующих поры, состоит из цементного камня или близкого к нему гидросиликатного каркаса. Поэтому, величина пористости и соответственно средней плотности преимущественно определяет теплопроводность пенобетона.
Повышение пористости достигается тогда, когда поры имеют разный размер и характеризуются несферической формой. Размер пор преимущественно определяется вязкостью суспензии и видом пенообразователя.
Прочность ячеистого бетона зависит от его плотности, вида и свойств исходных материалов, режима тепловой обработки, влажности и других факторов.
Существенное влияние на морозостойкость оказывает структура межпоровых перегородок и вид вяжущего. Ячеистый бетон на портландцементе характеризуется более высокой морозостойкостью, чем газосиликаты и газозолобетон.
В изготовлении цементного пенобетона распространена неавтоклавная схема производства.

При этом необходимо отметить, что долговечность ячеистых бетонов проверена многолетней практикой эксплуатации многочисленных объектов России, Республики Беларусь, а также многих зарубежных стран - ячеистый бетон: оборудование, в частности, оборудование для производства пенобетона приобретает все большую популярность среди производителей.
В современных условиях, когда требования к теплозащитным свойствам ограждающих конструкций зданий повышены более, чем в 3 раза, одним из немногих строительных материалов, пригодных для возведения однослойных наружных стен приемлемой толщины (менее 50 см), является ячеистый бетон.

Однослойные ограждающие конструкции имеют в 1,3–1,5 раза большую теплотехническую однородность, чем применяемые в настоящее время многослойные, что обусловлено структурной неоднородностью последних, наличием мостиков холода и конденсацией водяных паров на них.

Кроме того, слоистые стены (например, стены из кирпича, бетона или блоков и слоя эффективного утеплителя) наряду с несомненными преимуществами, такими, как сравнительно небольшая толщина и, соответственно, вес, большая тепловая эффективность, имеют и ряд недостатков: малая воздухопроницаемость, довольно большая трудоемкость их возведения, а также недостаточно изученный и проверенный вопрос долговечности различных типов утеплителей [см. Сахаров Г. П., Стрельбицкий В. П., Воронин В. А. Ограждающие конструкции зданий и проблема энергосбережения. // Жилищное строительство. – 1999. – №6].
Конструктивные решения однослойных наружных стен, которые создают пазогребневые блоки ячеистобетонного типа марок по средней плотности D400 ,D600, D800 D1000 обеспечивающие реализацию современных норм по теплозащите для региона Москвы с одновременным снижением трудозатрат и стоимости строительства.

Для обеспечения возможности возведения стен, обладающих существенными преимуществами (более низкой себестоимостью и особенно – трудоемкостью при возведении), является организация массового выпуска изделий из ячеистого бетона марок по средней плотности D400 – D800, класса по прочности при сжатии – не менее В 1,5, с коэффициентом теплопроводности – не более 0,10 Вт/м С.
Вторым необходимым условием создания теплоэффективных стен жилых домов является организация выпуска изделий из ячеистых бетонов с размерами высокой точности (до 1,5 мм), обеспечивающими возможность осуществления кладки стен с применением специальных клеевых составов с толщиной шва не более 2 мм. Теплопроводность стеновых конструкций, изготовленных из ячеистобетонных изделий с размерами повышенной точности, и уложенных на клею, в 1,2–1,25 раза ниже, чем уложенных на растворе .
В НИИЖБ разработана энергосберегающая технология изготовления изделий из неавтоклавного ячеистого бетона, характеризующегося повышенными физико-техническими, в первую очередь – теплозащитными свойствами [см. Ухова Т. А. Энергосбережение при производстве и применении изделий из неавтоклавного поробетона. Критические технологии в строительстве. Труды конференции. / МГСУ им. В. В. Куйбышева. – М., 1998; Ухова Т. А. Опыт производства и применения неавтоклавного поробетона. // Промышленное и гражданское строительство. – 2002. – №9]. Разработана технология изготовления изделий из неавтоклавного ячеистого бетона марок по средней плотности D400 – D600. В таблице 2 приведены показатели физико-технических свойств неавтоклавных ячеистых бетонов.

 

Таблица 2

Показатели физико-технических свойств

При плотности бетона:

D400

D500

D600

Прочность при сжатии в 28-ми суточном возрасте, МПа

2,0

2,6

3,2

Теплопроводность в сухом состоянии, Вт/м С

0,09

0,125

0,16

Морозостойкость, цикл., не менее

25

35

50

Усадка при высыхании, мм/м

1,7

1,7

1,8

Неавтоклавный ячеистый бетон, характеризующийся такими высокими показателями физико-технических свойств, был получен благодаря:

  • рациональному выбору сырьевых компонентов и оптимизации соотношений между ними;
  • введению в состав ячеистобетонных смесей волокнистых добавок;
  • механохимической активизации компонентов сырьевой смеси;
  • комплексному применению пластифицирующих добавок и добавок, регулирующих процессы структурообразования и начального твердения;
  • оптимизации параметров макро- и микропористостых структур ячеистого бетона, которая была достигнута путем оптимизации технологических параметров приготовления ячеистобетонных смесей и температурных режимов твердения бетона.

Отработка технологических параметров изготовления изделий в производственных условиях показала, что изделия из неавтоклавного ячеистого бетона можно изготовить не только в индивидуальных формах, но и по резательной технологии благодаря применению эффективных ускорителей твердения и режимов выдерживания массивов, позволяющих уже через 2–3,5 часа после изготовления произвести распалубку массивов и резку их на изделия заданных размеров.

К числу основных показателей, определяющих эффективность применения ячеистого бетона, относится расчетный коэффициент теплопроводности, зависящий от влажности материала в период эксплуатации.

Для того или иного вида ячеистого бетона его эксплуатационная расчетная теплопроводность может определяться аккредитованной лабораторией, что позволит более эффективно применять ячеистые бетоны.

ОАО “ЦНИИЭПжилища” совместно с НИИСФ провел также исследования по определению экономически целесообразного значения сопротивления теплопередачи наружных стен разной конструкции, в т.ч. трехслойных панелей с гибкими связями, слоистых и утепленных снаружи кирпичных стен и стен из ячеистых бетонов [см. Граник Ю. Г. Применение ячеистого бетона в строительстве Российской Федерации. // Строительный рынок. – Минск. – 2006.– №9–10]. В качестве экономической эффективности были приняты приведенные затраты. Было установлено, что для ячеистобетонных наружных стен экономически целесообразное сопротивление теплопередаче по сравнению с другими конструкциями является минимальным.

Поэтому, по мнению Ю. Г. Граника, для ячеистобетонных стен нормируемые приведенные сопротивления теплопередаче могут быть установлены на 22–30 % ниже регламентируемых СНИП 23-02-2003.

Технико-экономическая оценка предлагаемых конструкций наружных стен и сопоставление ее с другими конструктивными решениями подтверждает рациональность стены из ячеистобетонных блоков марок бетона по средней плотности D400 – D500 как с точки зрения стоимости материалов, так и с точки зрения трудозатрат.

Вышеперечисленные преимущества предлагаемых конструкций стен позволили ОАО “ЦНИИЭПжилища” рекомендовать такие конструкции для массового применения в г. Москве [см. Проектирование и возведение ограждающих конструкций жилых и общественных зданий с применением ячеистых бетонов в С.-Петербурге. РДМ 52-01. – СПб.: 2006].

Многочисленные экспериментальные исследования огнестойкости конструкции из ячеистого бетона, проведенные за рубежом, а также в СССР и позднее в Российской Федерации и Республике Беларусь [см. Галкин С. Л. Применение изделий и конструкций в жилищно-гражданском строительстве. // Строительный рынок. – Минск. – 2006. – №9–10], показали, что ячеистый бетон обладает высокими теплоизолирующими качествами в условиях пожара.

Результаты испытаний, проведенных ВНИИПО РФ, показали возможность применения кладки из ячеистобетонных блоков для устройства противопожарных стен в виде преград 1-го класса – противопожарных стен в зданиях любой огнестойкости, а также несущих стен широкого класса зданий.

Высокая огнестойкость ячеистого бетона делает этот материал незаменимым при реконструкции жилых домов, в т.ч. путем надстройки этажей, сопровождающейся, как правило, повышением степени огнестойкости здания.

Получило также широкое применение ячеистобетонных изделий для утепления эксплуатируемых зданий. Объекты разработанных систем утепления зданий на основе изделий из ячеистого бетона растут ежегодно.

Необходимо отметить технологичность изделий из ячеистого бетона, которая превосходит все существующие строительные материалы:

  • легкость изделий из ячеистого бетона позволяет вести кладку без каких-либо технических приспособлений;
  • есть возможность обрабатывать ячеистобетонные изделия непосредственно на стройплощадке: пилить, фрезеровать, шлифовать, штробить и т.д.

В заключении необходимо отметить, что ячеистый бетон прошел проверку временем в сложных природно-климатических условиях России.

Жилые дома общей площадью 15 млн. м2 со стенами (наружными и внутренними) из ячеистого бетона эксплуатируются в С.-Петербурге с 1960 г. без каких-либо разрушений, а жилые помещения характеризуются более комфортными условиями для проживающих людей по сравнению с домами, наружные стены которых выполнены из других материалов.

Т. А. Ухова, канд. техн. наук, филиал НИИЖБ ФГУП “НИЦ “Строительство
Корпоративная почтаСоздание и поддержка сайта - FlyLife