Ячеистый бетон что это такое

Характеристики ячеистого бетона

Ячеистый бетон — это синтетически созданный строительный материал, который изготавливают из засохших вяжущих компонентов с тщательно распределенными ячейками воздуха. Изобретение неавтоклавного ячеистого бетона произошло в середине 19 века. Однако в промышленных масштабах изготовление началось в начале прошлого века. Ячеистыми бетонами пользуются на сегодняшний день по всему миру.

Современный рынок строительных материалов обладает обширным ассортиментом ячеистых бетонов, имеется огромное количество самых разных видов данного изделия. Между собой они подразделяются по технологии производства, типам пластификатора и вяжущего компонента, виду формирования, времени отвердения, огнестойкости.

По функциональному назначению

По такому разделению существует три типа ячеистого бетона:

• теплоизоляционный вид, показатель его плотности равен 450кг/м3, чаще всего используют для утеплительных работ (этот материал подходит для полов, чердаков, стен, крыш, производственных цехов);
• теплоизоляционно-конструкционный вид, показатель его плотности равен 900 кг/м3, чаще всего используют для установки фасадов (внутренних и наружных) либо стенных перегородок в невысоких строениях;
• конструкционный вид, показатель его плотности равен 1100 кг/м3, используют при монтировании несущих стен, а также плит для перекрытия.

Ячеистые бетоны с легкостью способны заменить любые аналогичные строительные материалы при возведении невысоких либо каркасных домов. Подобный выбор помогает сэкономить ресурсы при строительстве практически в два раза.

По способу поризации

Особая специальная консистенция данного изделия получается благодаря таким методам:

Бетон изготовлен за технологией пенопоризации.

Технология газопоризации. Насыщение изделия воздушными пузырьками с применением испускаемого газа во время химической реакции элементов раствора с особым газообразователем.

Технология пенопоризации. Выполняется за счет соединения ячеистого раствора с предварительно изготовленной пеной. Также возможен вариант ввода в пену сухого компонента мелкого помола.

Технология аэрирования. Выполняется за счет насыщения раствора воздушными пузырьками и одновременном тщательном смешивании всех элементов состава. Ячеистая консистенция получается благодаря привлечению воздуха.

Технология пеногазопоризация. Этот метод можно назвать смешанным. Так как поризация смеси выполняется за счет объединения двух технологий – аэрирования и газопоризации. Происходит применение испускаемого газа при химической реакции состава с газообразователем в изготавливаемом изделии. На каждом этапе создания особой пористой консистенции применяют два абсолютно отличающихся между собой метода для изготовления ячеистой консистенции.

Помимо этих технологий, используют и их подвиды и объединения способов. К усовершенствованиям технологий поризации можно отнести – поризацию состава в состоянии вакуума, аэрирование бетонного раствора под влиянием давления с последующим уменьшением напряжения во время разливки смеси в формы, баротехнология используемая во время изготовления монолитных изделий и много других способов.

По виду вяжущего вещества

Ячеистый бетон производят по определенным технологиям, однако возможно различие по применяемому вяжущему компоненту. Чаще всего используют цемент, глину, гипс, иногда шлак мелкого помола. Если используется автоклавная обработка, то производство выходит более финансово выгодным. Ведь изготовление происходит из дешевых компонентов, а порой и вовсе из промышленных отходов. Отходы отличаются свойством гидратационного отвердения лишь при влажной теплой обработке, а также характеризуются повышенным показателем прочности, полученным ячеистым изделием.

К подобным компонентам можно отнести не только промышленные отходы, но и отдельные горные породы, в составе которых присутствуют окиси алюминия, кальция, натрия, магния, кремния, железа. Чаще всего из подобного ассортимента, используют отходы металлургического, глиноземного производств, а также перлиты. Из этого становится ясно, что в зависимости от применяемого вяжущего компонента, имеются следующие ячеистые бетоны:

• вяжущий компонент бетон, применяют в производстве газобетонных блоков и пенобетонных (дозировка нахождения в растворе должна быть не менее 50%);
• вяжущий компонент известь, применяют при производстве газосиликатных блоков и пеносиликатных (дозировка нахождения в растворе должна быть не менее 50%);
• вяжущий компонент смешение в определенных пропорциях цемента и извести, применяют при производстве газобетонных, газосиликатных, пеносиликатных и пенобетонных блоков (дозировка нахождения в растворе должна быть от 14 до 55%, в зависимости от рецептуры);
• вяжущий компонент гипс, применяют при производстве газогипсовых, пеногипсовых блоков.

Вернуться к оглавлению

По виду кремнеземистого компонента

Зачастую при изготовлении в ячеистый бетон в качестве такого компонента добавляют кварцевый песок. Особенно часто используют тот песок, в составе которого имеется минимум 85% элемента кремнезема. Однако допускается применение компонента и с меньшим количеством данного элемента. Такие пески еще называют барханными либо полевошпатовыми.

Как кремнеземистую добавку могут использовать золу, которая образуется во время сгорания разного вида угля, отходы от металлургического и глиноземного производства. Подобный компонент играет важную роль в полученном бетоне, ведь он входит даже в наименование готового изделия. Например – пенозолобетон.

По способу твердения

Ячеистые бетоны могут отличаться не только по составу либо способу поризации, также среди них имеются отличия по способу твердения. Готовые строительные материалы подразделяются на два типа:

• Неавтоклавный тип. При выборе такого метода, изделие проходит через постепенное естественное отвердение. Также возможен вариант применения влажной теплой обработки с применением специального давления.
• Автоклавный тип. Во время использования данного метода материал проходит через процедуру твердения под влиянием сильного давления и достаточно высокой температуры.

Вернуться к оглавлению

Свойства ячеистых бетонов

Характеристики ячеистого бетона подвластны технологии поризации, тщательности при образовании ячеистой структуры, виду ячеек, методу твердения, наличию влаги в помещении либо изделии, а также многим другим нюансам изготовления и эксплуатации. Но все же отдельные характеристики данного строительного материала обязаны строго соответствовать требованиям.

Прочность

На то, какова будет прочность полученного изделия, в основном оказывает влияние выбор вяжущего компонента и технология твердения. Самым высоким показателем прочности обладает ячеистый бетон с автоклавным методом твердения. Такое изделие обладает крепостью практически в 10 раз больше, нежели у блоков, которые твердели в естественных условиях.

Крепость стенок изделия можно определить, рассчитав объем использованной воды. Когда происходит процесс отвердения, лишь малая доля всей воды участвует в ходе работы. При гидратации, объем воды подвластен своему минералогическому содержанию. Обычно объем воды равен 18% от массы цемента. Если же воды слишком много, то это грозит появлением пустот в изделии. А значит, таким сухим и некачественным бетоном нельзя будет пользоваться.

В процессе твердения материала происходит засыхание железистых веществ, что также может спровоцировать возникновение пустот и воздушных прослоек в блоке. По данной причине нужно следовать расчетам и четко соблюдать дозировку компонентов при производстве.

Ячеистые бетоны, которые в своем содержании имеют различные дополнительные компоненты, подлежат исследованиям в плане выяснения уровня водотвердного показателя. Водотвердным показателем принято считать соотношения воды и компонентов (вяжущих и тонкомолотых добавок) в растворе. По ходу того, как увеличивается расчет данного показателя, изделие теряет свою плотность и крепость. Этим расчетам и дозировке подвластны строительные материалы, имеющие в составе любой тип вяжущего компонента.

Чтобы увеличить прочностные характеристики, необходимо уменьшить показатель водотвердности. Также эффект будет иметь использование вибрационных технологий во время изготовления бетонной смеси и при проведении поризации. Влияние вибрации позволяет повысить подвижность раствора и готового бетона, за счет уменьшения водотвердного показателя. Неплохим способом сделать строительное изделие крепче, считают использование армирования. Средняя плотность армированного материала близится к цифре 75 кг/см3.

Водопоглощение

Одна из главных характеристик готовой конструкции — это показатель водопоглощения. Средний показатель водопоглощения находится под влиянием типа вяжущего компонента – разное вещество дает различный расчет данных.

Так как данные строительные изделия отличаются большим показателем водопоглощения, то применять их можно лишь в зданиях, в которых расчет влажности воздуха не будет превышать 55%. А вот пеногипс и вовсе можно использовать лишь в зданиях, в которых будет минимальный уровень влажности, иначе плотность изделия будет средняя ухудшаться.

Большую роль среди характеристик подобной строительной конструкции играет такое явление, как усадка. Неавтоклавные ячеистые продукты обладают большей усадкой, нежели автоклавные модели. Стоит отметить, что сухой пеногипс и подобные ему изделия, абсолютно не подвержены такому явлению.

Температуростойкость

Данный показатель у ячеистых блоков находится на среднем уровне. Автоклавные сухие виды бетона и силиката, безавтоклавные виды бетона спокойно сохраняют свои плотность, прочность при воздействии температуры до 400С и все еще остаются огнестойкими. В случае сильного увеличения температурных показателей, в блоках начнется процесс дегидратации. В свою очередь это отрицательно скажется на плотности и крепости материала.

При формировании прочности либо огнестойкости, нельзя делать весь расчет лишь на температурный режим, необходимо учитывать и скорость, с которой материал будет нагреваться. Если изделие подвергнуть быстрому нагреву, то это грозит возникновением трещин. Поэтому больший расчет необходимо делать именно на постепенный нагрев блоков. К примеру, тот же пеномагнезит при температурном показателе выше 190 С начинает терять прочность, а если же температура увеличится до 340 С, то он и вовсе начнет крошиться. Пеномагнезит отличается такой способностью благодаря влиянию нагрева на хлор окиси магния.

Пеногипс обладает незначительной огнестойкостью, ведь при повышении температурного показателя более 65 С, он начнет разрушаться.

Если необходима установка в таких местах, где температура поднимается более 500 С, изобретены особые виды ячеистых материалов с повышенной огнестойкостью. Огнестойкий строительный материал производят из таких компонентов – золы полученной от металлургических отходов, воды, пены и портландцемента. Огнестойкий продукт проходит процедуру отвердения только при естественных условиях. Если расчет дозировки и технология твердения правильные, то в итоге можно получить изделие, имеющее отличную огнестойкость.

Так как данный строительный материал не обладает высоким уровнем температуростойкости, то его можно назвать изоляционным изделием и использовать не только как строительный материал, но и в качестве изоляции и облицовки различных строений.

Теплопроводность

Марка теплопроводности находится под влиянием точности расчета объемной массы блока. Тип вяжущего компонента, технология твердения и другие условия производства практически никак не влияют на данную марку. Это возможно в силу расчета на то, что воздушные ячейки внутри изделия состоят из бетонного раствора либо силиката. Из-за этого марка ячеистости и марка объемной массы и оказывают основное влияние на теплопроводность данного строительного материала.

Расчет области использования

На сегодняшний день ячеистый материал набирает бешеную популярность, поэтому все чаще разные марки изделий применяют в строительстве. Важно сделать правильный расчет и определится с маркой. Чаще всего применяют в таких случаях:

• для монтажа несущих стен;
• для установки разных типов стяжек, как полов, так и перекрытий;
• определенные марки используют для монтажа напольных перекрытий;
• для монтажа несущих опор;
• в промышленном строительстве.

Вернуться к оглавлению

Заключение

Данный материал все чаще используют в строительных работах. Это объясняется его широким списком достоинств, а также легкостью при монтаже. Не стоит забывать и об экономичности данного материала.

Синтетический материал не требует дополнительного утепления и способен снизить расходы на отопление помещения до 30%. Стены из пористого бетона отличаются большой тепловой инерционностью. Поэтому температура в комнате от раскаленной снаружи солнечными лучами стены достигнет максимума приблизительно через 8 часов, но все равно будет ниже, чем при кирпичной кладке.

Ячеистые бетоны обладают удивительной способностью аккумулировать тепловую энергию и отдавать ее при изменении тепловой нагрузки в комнате. Летом они задерживают тепло с улицы, поддерживая прохладу в комнате, а зимой, сохраняя тепло отопительных приборов, отдают его при уменьшении подогрева.

Эта способность вместе с отличной теплоизоляцией создает удобный и комфортный микроклимат в помещении.

Пароводяной баланс

Паропроницаемость – это показатель, характеризующий способность пропускать увлажненный воздух либо пар. Блоки ячеистого бетона имеют высокое значение паропроницаемости, что способствует поддержанию благоприятного микроклимата и уменьшению влажности в доме. Это не дает возможности развиваться грибкам и плесени.

Величина влагопоглощения говорит о том, какое количество воды может впитать материал. При намокании теплоизоляционный материал теряет свои свойства, а также может разрушаться физически. Пористый бетон обладает достаточно высоким процентом влагопоглощения. Но это некритично, если при монтаже произвести гидроизоляцию фундамента и низа стен, а также мест, потенциально способных накапливать влагу.

Пожаробезопасность и звукоизоляция

Ячеистый бетон относится к пожаробезопасным материалам класса А1, которые разрешено применять при строительстве объектов даже I и II категории опасности. Это отличный огнеупорный материал, способный в течение 70 минут выдерживать прямое воздействие открытого огня, не теряя своих свойств. Исследования показали, что при разогреве до 400С жесткость пористого бетона усиливается на 80%.

Звукоизоляция в домах из ячеистого бетона отвечает все нормам и требованиям без организации каких-либо дополнительных мероприятий. Характерным является тот факт, что значение этого показателя выше у изделий с меньшей плотностью, так удельный объем воздушной прослойки у них больше.

Несмотря на то, что материал является синтетическим, он соответствует всем стандартам экологической безопасности, включая радиационную составляющую. Поэтому можно с уверенностью сказать, что строительные материалы из пористого бетона имеют все шансы стать монополистами на рынке капитального строительства.

Ячеистый бетон: газобетон и пенобетон. Что лучше?

Еще совсем недавно все дома строились из дерева, кирпича или бетона. Возникла потребность в изделии, которое вобрало бы в себя лучшие свойства этих материалов. Так к ряду давно существовавших строительных материалов прибавился ячеистый бетон, который обладает высокой тепло- и звукоизоляцией, имеет достаточную прочность, экологичность и легко режется при помощи обычной ножовки.

По этим качествам он максимально близок к древесине, его можно пилить обычной ножовкой, обрабатывать рубанком, заколачивать в него гвозди, так же он абсолютно негорючий. Уступает по прочности кирпичу, из-за своей пористой структуры, но при этом обладает другими сильными сторонами. Он гораздо легче кирпича, поэтому можно применять блоки больших размеров и уменьшить количество соединительных швов. Благодаря малому весу происходит экономия на доставке до места строительства.

Строить дома или другие постройки из этого материала можно на грунтах с малой несущей способностью, а фундамент можно соорудить менее массивным, например столбчатый.

Из ячеистого бетона в основном производят строительные блоки. Он так же нашел широкое применение при производстве плит, сэндвич-панелей.

Ячеистый бетон используют для сооружения внешних и внутренних стен, всевозможных перегородок. Благодаря своим свойствам, его применяют как утеплитель для стен из кирпича, для утепления пола и кровли и т.д.

Ячеистый бетон производят различной плотности, которая зависит от пористости т.е. чем больше пор, тем выше тепло- и звукоизоляционные показатели, но хуже прочность и наоборот. Поэтому, при постройке дома для несущих, как правило, внешних стен, где на первом месте стоить прочность материала, применяют более плотный или по-другому тяжелый ячеистый бетон.

В зависимости от пористости, существует условное разделение:

• Конструкционный ячеистый бетон, плотностью 600-1200 кг/м 3 , производят для несущих элементов конструкции;
• Теплоизоляционный, плотностью 400-600 кг/м 3 , благодаря своим теплоизоляционным свойствам, используется для сооружения внутренних стен, утепления полов и потолков. Так же может быть использован для возведения несущих стен.

Разновидности ячеистого бетона: газобетон и пенобетон.

Надо сказать, что ячеистый бетон включает в себя несколько видов. Среди наиболее известных такие как газобетон и пенобетон. Различаются они способом производства.

Газобетон получается благодаря смешиванию алюминиевой пудры с цементным раствором, в результате смешения происходит реакция и начинается выделение пузырьков водорода, которые увеличивают объём в 5 раз, благодаря чему газобетон по структуре начинает напоминать губку. После того как эту смесь поместят в автоклав, происходит твердение цементного раствора и строительный блок принимает окончательный вид.

Автоклав представляет из себя большую емкость с толстыми и герметичными стенками. Нужен для создания вакуума и поддержания высокой температуры.

Пенобетон. Процесс изготовления немного отличается. При его производстве в цементный раствор добавляют реагент в виде пены содержащей огромное количество пузырьков воздуха. При тщательном смешивании бетон становиться пористым, а после застывания получается пенобетон. Этот материал можно производить как говорится в домашних условиях. Сейчас на рынке существуют организации, предлагающие недорогое оборудование и реагенты.

Визуально эти блоки можно отличить если поставить их рядом. Газобетонные блоки обычно светлее, имеют четкие грани, при погружении в воду немного тонут. Пенобетон по цвету напоминает цемент, в воде не тонет.

Что лучше газобетон или пенобетон?

• Для несущих стен больше подойдет газобетон т.к. он прочнее.
• Показатели морозостойкости у этих материалов примерно одинаковые.
• Водопоглащение пенобетона меньше, следовательно, он выигрывает в этом компоненте.
• Стоимость газобетона выше, примерно на 25%, потому что реагенты для газообразования и автоклавный способ производства обходятся дороже.

В общем из всего этого, можно сделать заключение что газобетон экономичнее всего использовать для строительства несущих конструкций, а пенобетон для сооружения межкомнатных перегородок и утепления.

Плюсы ячеистого бетона.

Экономичность. Из-за того что ячеистый бетон горазда легче кирпича, уменьшаются затраты на фундамент и строительно-монтажные работы. Он не требует добавочного утепления. Благодаря специальным клеевым составам происходит экономия на кладочном шве.

Теплопроводность. Данное свойство практически такое же как у древесины, но у ячеистого бетона нет ограничении на толщину стен. Стены такого жилья можно сделать толщиной такой же, как в классических кирпичных домах, при этом получится очень уютное и очень теплое задание. Так же отпадает потребность в различных утеплителях, что придает конструкции высокую однородность и монолитность. Это особенно актуально для частных загородных домов, где владелец думает об экономии тепла, а следовательно и материальных средств.

Паропроницаемость. Как становится ясно из названия — это способность пропускать насыщенный влажный воздух или пар. Чем выше это значение, тем лучше и благоприятней микроклимат в помещении. Ячеистый бетон обладает высоким значением паропроницаемости, поэтому в таком доме не холодно зимой и не жарко летом или как говорят в народе «стены дышат». Уровень влажности снижается, поэтому образование грибка и плесени минимально.

Огнестойкость. В отличие от дерева, огнестойкость ячеистого бетона очень высока, благодаря низкой теплопроводности. Нет нужды делать дополнительную защиту от огня. Наоборот, его порой используют в качестве огнеупора. Так стена толщиной 10 см может выдержать прямой огонь в течении 2 часов, при этом сохраняя свои свойства.

Геометрические размеры таких блоков обладают высокой точностью. Отклонения составляют менее 2 мм. Поэтому кладочный шов обладает минимальной толщиной, что повышает теплоизоляцию стен и уменьшает расход раствора при укладке.

Многие строители утверждают, что устройство стен из ячеистого бетона на специальном клеевой смеси дороже чем на цементном растворе. Легко подсчитать выгоду, зная, что цементный раствор стоит в 2-3 раза дешевле, а при кладке расходуется 4-6 раз больше, из-за толщины кладочных швов.

Что выбрать кирпич, газобетон или пенобетон.

Ячеистые бетоны типа автоклавного газобетона и пенобетона сейчас стали общедоступны, и их можно купить у дилеров или напрямую с завода. Себестоимость строительства из этих материалов дешевле. Так почему же возводят дома из кирпича. Давайте разбираться и рассматривать плюсы и минусы этих материалов.

Газобетон (автоклавный)	Пенобетон	Кирпич
Масса 1 м 3	400-1200 кг	400-1200 кг	1200-2000 кг
Предел прочности на сжатие	10-160 кг	7-90 кг	75-300 кг
Водопоглощение, % по массе	20%	14%	8-12%
Морозостойкость	до 100 циклов
Теплопроводность в сухом состоянии, Вт/м*°С	0,09-0,20 Вт/м*°С	0,09-0,38 Вт/м*°С	0,44 — 0,87 Вт/м*°С

Масса материала. По весу газобетон и пенобетон легче, поэтому для таких домов можно сделать менее затратный столбчатый фундамент, а для кирпича придется делать плитный или ленточный фундамент, которые на порядок дороже.

Следующий параметр — это предел прочности на сжатие. Это величина указывает на то, какое наибольшее количество килограмм можно положить на 1 см 2 строительного блока, что бы он при этом не разрушался. Лидером является кирпич. Так что если вы решили построить домик с бетонными плитоперекрытиями то лучше для несущих конструкций применять кирпич. Можно конечно использовать и газобетон большей плотности с армирующими поясами, но не всегда это экономически оправдано.

Водопоглащение показывает какой процент воды может вобрать в себя тот или иной материал. Большая влажность материала ухудшает его свойства. Опять же кирпич выигрывает по этому параметру. Правда, здесь есть небольшой, но важный нюанс. Об этом вы можете узнать, посмотрев видео.

Теплопроводность, важный параметр строительного материала. От этого зависит как много нужно будет тепла, чтобы согреть ваш дом. Чем ниже этот показатель тем лучше, т.е. тем меньше тепла пропустит материал. Ячеистые бетоны являются здесь несомненными лидерами.

Морозостойкость, фактически показывает количество лет, которое может выдержать материал, при этом не потеряв своих свойств.

Подведя итоги, нельзя с уверенностью сказать, что предпочтительней для подстроки дома, газобетон, пенобетон или традиционный кирпич. У каждого строительного материала есть свой плюсы и минусы.

Возведения стен из ячеистого бетона

Первым делом необходимо сказать об облицовки стен и ячеистого бетона кирпичом, при которой должна соблюдаться технология.

Между стеной из кирпича и стеной из газобетона или пенобетона, обязательно должно быть воздушное вентилируемое пространство. Причиной тому является различная паропроницаемость ячеистых бетонов и кирпича.

Если кладка производилась без вентилируемого зазора, то водяные пары, проникающие сквозь стену изнутри дома, проходя сквозь слой легкого ячеистого бетона, будут упираться в кладку из кирпича, и конденсироваться в месте соединения. Со временем, при замораживание образовавшегося конденсата, будет происходит разрушение, которые может привести к трещинам в стене и отслаиванию блоков друг от друга.

Выход из сложившейся ситуации следующий: необходимо оставлять зазор не менее 6 см и делать специальные вентиляционные отверстия в наружной кирпичной стене.

При желание можно дополнительно положить жесткий утеплитель плотностью не менее 80 — 90 кг/м 3 , с прослойками паро- и ветрозащиты.

Кладка ячеистых блоков практически ничем не отличается от кирпичной. По классической схеме возводить стены необходимо с угла строения. Первый ряд ячеистых блоков укладывается на цементный раствор, в все последующие на специальные клеевые смеси.

Межкомнатные перегородки

Пенобетон и газобетон часто используют для устройство внутренних перегородок в доме. Действительно, построить внутренние стены из больших легких блоков гораздо быстрее и легче чем, например, из кирпича. Многие при этом забывают, что основная задача межкомнатных перегородок, это звукопоглощение. Впрочем, если это не сильно вас смущает, то смотреть следующее видео не обязательно.

Толщина стен

Одним из важных моментов, для тех кто задумывается о строительстве дома из газобетонных и пенобетонных блоков, является вопрос толщины стен. Информацию по данному вопросу вы можете найти в статье Расчет толщины утеплителя. В ней подробно описан метод расчета толщины стен из газобетонных блоков и других материалов. Так же вы найдете видео, в котором приводится мнение экспертов.

Перед многими кто уже построил дом из пенобетона или газобетона, встает вопрос о наружной отделке, а точнее о ее необходимости. Давайте разбираться. Как известно газобетонные блоки не любят переувлажнения, и с этим связаны подобные вопросы. Но это не означает что со временем стены будут разрушаться под действием дождя. Разрушения могут произойти лишь в местах скопления воды или снега, поэтому необходимо сделать гидроизоляцию на уровне фундамента, различные сливы и козырьки т.е. убрать места скопления воды. Поэтому вопрос обязательной наружной отделки остро не стоит, можно обойтись и без нее.

Армирование стен

Для придания большей прочности газобетонной и пенобетонно кладке, примерно через каждые три ряда делают небольшие углубления, в которые монтируют арматуру. На уровне плитоперекрытий так же делают армирующий пояс.

Подробнее о процессе армирования или точнее о его необходимости смотрите на видео.

Ячеистый бетон: состав и свойства материала, методика производства, область применения и популярные производители

Ячеистый бетон представляет собой искусственный материал с равномерно расположенными порами в виде мелких сферических ячеек. Пористую структуру изделия получают за счет введения в смеси газообразующих модификаторов.

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

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.

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 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.

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

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 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

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.

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.

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.

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).

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.

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.

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

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.

Что такое ячеистый бетон?

Ячеистый бетон комбинирует теплоизоляционные характеристики дерева, прочность классического бетона и кирпича, поэтому сфера его применения широка. Он легко режется и обрабатывается, обеспечивает акустический комфорт. Поэтому этот материал используется при строительстве различных зданий и сооружений, промышленных объектов и жилых домов.

Описание и применение

Ячеистый бетон — строительный состав из застывшего цемента с кварцевым песком и известью, замешанный на воде и схватившийся в процессе гидратации.

Его особенность — наличие равномерно распределенных воздушных пустот (пор), создающими ячеистую структуру. Они занимают до 85% объема, что существенно снижает плотность и повышая теплоизоляционные свойства. Из ячеистого бетона изготавливаются разнообразные элементы:

• Стандартные блоки для несущих стен. Газобетон может использоваться для строений высотой до пяти этажей. Из пенобетона можно возводить здания высотой до трех этажей.
• Плиты подходят для внутренних перегородок зданий. При армировании их используют в качестве несущих внутренних элементов. Плиты из высокопористого бетона применяют как утеплитель внутри зданий.
• Блоки U-образной структуры – отличный материал для строительства лотковых перемычек.
• Монолитные конструкции изготавливаются из пенобетона на месте, его используют для полов и перекрытия с хорошими теплоизоляционными свойствами.

Виды ячеистого бетона

Чаще всего ячеистый бетон различают по способам производства и поризации, он разделяется на газобетон и пенобетон. Они во многом схожи между собой, но имеются и отличия.

Газобетон

Отличается высокой гигроскопичностью, поэтому требует дополнительного оштукатуривания. Выдерживающий высокие нагрузки он имеет стабильные характеристики по всему объему за счет равномерности распределения пор. При его производстве выделяется водород, но готовый материал не содержит никаких вредных веществ.

Газобетон не подвергается усадке и не трескается. Он обладает более низкой, чем пенобетон теплоизоляцией, но прочнее, поэтому стены из него получаются тоньше, при тех же показателях сохранения тепла. Не боится высоких температур и открытого огня.

Пенобетон

При меньшей прочности пенобетон доступнее, поэтому его чаще используют в малоэтажном строительстве. Важным фактором является правильное распределение и качество пенообразователя, тогда материал будет обладать однородной структурой и его качество повысится.

Все компоненты состава безвредны, поэтому он экологически безопасен. Его поры замкнуты, что повышает влаго- и морозостойкость, а также его теплоизоляционные свойства, зависящие от плотности материала. Цена пенобетона ниже на 20%, чем у газобетона.

Классификация по методу твердения

Ячеистые бетоны различают по способам затвердевания:

• Автоклавный – обработка паром при высокой температуре и давлении, что обеспечивает набор прочности за один производственный цикл;
• Естественный – применяется для пенобетона, который заливается я в формы, где смесь схватывается при нормальном давлении и температуре;
• Пропаривание – изделия из ячеистого бетона, находящиеся в формах обрабатываются паром при давлении ниже атмосферного в течение суток.

Особенности производства

Несмотря на схожесть материалов, они имеют существенные различия при производстве.

Технология изготовления газобетона

Газобетон производится только в промышленных условиях. Для этого в смесь из цемента, песка, извести и воды добавляется газообразователь, как правило, это алюминиевая пудра. Вступая в реакцию с оксидом кальция в извести и кварцевым песком, реагент начинает выделять газ. Состав помещают в автоклав при высокой температуре и низком давлении, в результате в объеме бетона образуются мелкие поры с канальцами. Получающийся при этом силикат кальция тоже является связывающим веществом, поэтому бетон после реакции увеличивает прочность по сравнению с классическими составами.

Технологический процесс изготовления газоблоков

Производство пенобетона

Пенобетон изготавливается другим способом – в готовую смесь из портландцемента, кварцевого песка, извести и воды вводится пенообразователь. Получившуюся смесь тщательно перемешивают и изготавливают из нее блоки, плиты или монолитные конструкции.

Одна из новых технологий производства аэрирование. Раствор замешивается в емкости с лопастями, оборудованными соплами, через которые подается воздух. Образовавшиеся пузырьки разбиваются лопастями. Процесс происходит при давлении от 0,05 до 0,2 МПа, до 3 минут, в результате получается смесь однородной структуры. Регулируя параметры можно получить сверхлегкий бетон плотностью до 0,15 г/см³.

В качестве пенообразователей используют клееканифольные составы, из воды и мыльного корня – смолосапонины, гидролизованный протеин изготовлен из крови животных с сульфатом железа. Для повышения прочности и скорости схватывания, пенобетон можно пропаривать в специальных камерах. Преимущество пенобетона – возможность изготовления в условиях частного строительства.

Схема производства пеноблоков

Свойства и характеристики

Технические параметры конструктивного и теплоизоляционного ячеистого бетона зависят от технологии его изготовления. Различают несколько групп эксплуатационных свойств.

Прочность и плотность

Это две взаимосвязанные характеристики, хотя на прочность еще влияют вид и концентрация вяжущего, типа наполнителя, способ изготовления. Например, автоклавный пенобетон прочнее этого же материала, схватывающегося в естественных условиях, в десять раз. По плотности выделяют 3 типа:

• ячеистый конструкционный – плотностью 1-1,2 г/см³ применяется для строительства стен, в том числе несущих;
• ячеистый конструкционно-теплоизолирующий – плотность 0,6-0,9 г/см³, обладают универсальными характеристиками, применяются как теплоизолятор и материал для стен в малоэтажном строительстве;
• ячеистый теплоизолирующий – плотностью 0,15-0,5 г/см³ не используется в несущих конструкциях, применяется в комплексе с более прочными элементами или для перестенков.

Таблица зависимости прочности от средней плотности

Ячеистый бетон состоит из мелких пор, чем меньше они по объему и толще их стенки, тем прочнее и плотнее будет материал. Важным моментом является количество воды в растворе. Влага, не вступившая в реакцию гидратации, как бы раздвигает частицы цемента, снижая его прочность за счет появления дополнительных пустот, образующихся после испарения лишней воды.

Вяжущее вещество для ячеистого бетона – портландцемент. Он придает ему прочность большую, чем у других веществ, используемых для этой цели. Но даже этот материал не обеспечивает достаточной прочности на изгиб, из-за чего снижается несущая способность плит и блоков. Решить проблему поможет правильное армирование.

Теплопроводность

Это основной плюс ячеистых бетонов. Пористая структура обеспечивает теплоизоляцию, что позволит сэкономить на отоплении. Пенобетон D800 имеет коэффициент теплопроводности в рамках 0,09-0,25 Вт/(м·K). Эти показатели гарантируют сохранение температуры внутри помещения в любое время года.

Это позволяет применять его в частном и промышленном строительстве, возводя объекты в несколько этажей, но чем выше стена, тем прочнее потребуется блок. При этом его показатели теплоизоляции снижается, поэтому стену придется утолщать. Набирающая популярность теплая керамика тоже имеет хорошие показатели теплоизоляции. Но работать с ней сложнее, стоит она дороже и требует специального кладочного раствора вместо стандартного цементного для качественной укладки.

Связь между коэффициентом теплопроводности и средней плотностью

Морозостойкость и водопоглощение

Основной характеристикой является водопоглощение, от которого зависит морозостойкость, поскольку вода, замерзая внутри блоков, разрушает структуру материалов. Газобетон в этом плане проигрывает, поскольку легко насыщается водой.

Это связано со структурой материала, поры которого соединяются тонкими каналами, выходящими и на поверхность. Поры пенобетона замкнуты, поэтому он хуже пропускает влагу, а его морозостойкость достигает показателя F45. У газобетона эта характеристика не превышает F35 – неудовлетворительный показатель для российского климата.

Обычно достаточно просто вовремя оштукатурить ячеистый бетон составами с низким показателем водопоглощения. Практикуется обшивка стен пластиковым или деревянным сайдингом, другими отделками. В этом случае срок службы стен из ячеистых бетонов исчисляется сотнями лет.

Усадка

Под усадкой понимают нарушение геометрической формы конструкции при нагрузке на изгиб. Этой проблеме больше подвержен пенобетон, показатель усадки которого достигает 3 мм/м. Поэтому даже полнотелый блок 500 мм из пенобетона нежелательно использовать для многоэтажного строительства. Специалисты советуют выдерживать стены из пенобетона без оштукатуривания в течение нескольких месяцев, чтобы гарантированно прошла усадка.

Газобетонные блоки, плиты и другие конструкции практически не повреждаются при усадке. Этот показатель составляет 0,5 мм/м, что позволяет использовать их при строительстве зданий в несколько этажей. Газобетонную стену можно сразу покрывать слоем штукатурки, поскольку этот материал обладает высокой гигроскопичностью и может повредиться без дополнительной защиты.

Звукоизоляция и пожаробезопасность

Благодаря пористой структуре ячеистый бетон имеет хорошие показатели звукоизоляции, поэтому не требует дополнительных материалов для улучшения уровня этого параметра. Это свойство делает материал подходящим для возведения перегородок между комнатами, особенно в многоквартирных домах.

Ячеистый бетон – материал обладающий высокими показателями пожаробезопасности, который выдерживает воздействие огня более 70 минут, что соответствует категории А1. Это позволяет использовать его на объектах I, II и других категорий пожарной опасности. При нагревании материал набирает дополнительную жесткость, например, при 400 °С его прочность увеличивается на 80%.

Ячеистый бетон – прочный, легкий, экологически чистый материал с приемлемой ценой. Он позволяет ускорить строительство, уменьшить количество применяемой тяжелой техники, сэкономить на энергоресурсах.