Что такое ячеистый бетон?

Что такое ячеистый бетон, виды и применение

Современный рынок предлагает строителям разные виды ячеистого бетона. Стройматериал может классифицироваться по способу поризации и отвердевания, типу вяжущего компонента, функциональному назначению. Все эти разновидности обладают своими техническими и эксплуатационными характеристиками, но имеют одно общее свойство – наличие многочисленных пор в структуре, которые придают готовым конструкциям высокие показатели прочности и теплопроводности.

Что такое ячеистый бетон?

Бетонные смеси пористого характера относятся к легким бетонам и представляют собой искусственно создаваемый материал, изготавливаемый на основе кремнезема и минерального вяжущего. Его основное предназначение – теплоизоляция зданий и трубопроводов, но в последние годы его все чаще применяют как конструкционный стройматериал для сооружения стен в коттеджах и многоэтажных домах. Постройки из пористого бетона имеют лучшие тепловые параметры в сравнении с кирпичом, поскольку для укладки бетонных блоков используют специальный клей, а не цемент, который и служит мостиком холода.

По своей структуре застывший ячеистый бетон выглядит как массивные блоки с равномерно распределенными воздушными или газовыми пустотами. Количество пор может достигать 85 % от общего объема стройматериала, что делает его более легким, плотным и удобным в проведении строительных работ. За счет пористости бетон отличается повышенным водопоглощением и может разрушаться в холодное время из-за замерзшей воды внутри блоков. Чтобы избежать этой проблемы, при строительстве выполняют оштукатуривание здания посредством составов с низким уровнем поглощения влаги.

Виды пористого бетона по способу поризации

Ключевым параметром, который используется при классификации пористого бетона, является способ образования пор. Традиционно стройматериал может изготавливаться путем газо- или пенообразования.

Газообразование

При использовании метода газообразования в бетонную смесь вводят специальные газообразователи (чаще всего – алюминиевую пудру). В процессе застывания они образуют пузырьки газа, которые при попытке вырваться на поверхность формируют ячейки с многочисленными каналами. Применение данного способа позволяет создавать различные виды газосиликатов и газобетонов, обладающих следующими свойствами:

  • гигроскопичность;
  • способность выдерживать повышенные нагрузки;
  • прочность;
  • стойкость к действию пламени и высоких температур.

Газобетонные блоки не поддаются растрескиванию, не дают сильной усадки. Степень их теплоизоляции несколько ниже, чем при пенообразовании, но прочность значительно выше, поэтому из газобетона получаются более тонкие стены при равнозначных параметрах сохранения тепла.

Пенообразование

Процесс пенообразования происходит за счет применения пенообразующих добавок на основе гидролизатов белков, древесной смолы, синтетических образователей пены. Во время затвердевания готовый раствор начинает увеличиваться в размерах, а в его структуре появляется множество замкнутых пор, которые не связываются канальцами. Данным методом получают пеносиликаты и пенобетоны, имеющие такие характеристики:

  • высокие теплоизоляционные свойства;
  • небольшая масса;
  • простота в обработке;
  • экологическая чистота.

Пенобетон не так прочен, как газобетон, поэтому его не используют для возведения многоэтажных домов. Кроме того, пористый бетон этого типа дает существенную усадку и требует отстаивания после изготовления не менее 28 дней.

Согласно применяемому способу полученные бетоны могут иметь различные характеристики.

Характеристика Пенобетон Газобетон
Прочность, МПа 1,3 2,5
Морозоустойчивость F25 F35
Теплопроводность, Вт/мК 0,12 0,11
Влагопоглощение, % до 16 до 20
Коэффициент паропроницаемости 0,14 0,2

Классификация по способу твердения

Поскольку ячеистые бетоны изготавливают несколькими методами, их отвердевание происходит по-разному. В зависимости от способа твердения различают:

  • Автоклавные бетоны – затвердевают в специальных печах (автоклавах) при особых условиях. Как правило, для достаточного отвердевания в камерах выдерживают температуру в диапазоне +174. +190°C и давление от 8 до 12 атмосфер. Влажность в автоклаве составляет 95%. Такой способ всегда применяется для создания газобетонов. Если говорить про пенный ячеистый бетон, структура этого материала может формироваться автоклавным способом по желанию производителя.
  • Неавтоклавные бетоны – подвергаются естественной сушке, без принудительного прогрева. Метод используется только для пенобетона. Для естественного твердения готовые блоки выдерживают на воздухе или в закрытых помещениях при температуре не ниже +15°C. В среднем на сушку уходит 14 дней, причем на протяжении всего процесса отвердевания стройматериал периодически поливают водой. Одним из вариантов неавтоклавного способа является пропаривание изделий в пропарочных камерах при температуре +70. +80°C.

Бетоны по типу вяжущего

Исходя из используемого способа поризации, стройматериалы могут различаться по виду вяжущего компонента. За основу берется не только цемент, но и ряд других составляющих, с которыми можно ознакомиться в таблице.

Вяжущее Получаемый бетон
Портландцемент газобетон пенобетон
Известь газосиликат пеносиликат
Гипс газогипс пеногипс
Магнезиальный цемент газомагнезит пеномагнезит

Типы ячеистого бетона по функциональному назначению

Широкая область применения ячеистого бетона обуславливает его классификацию в зависимости от объемной массы и функционального назначения. Согласно этим критериям, стройматериал делят на три разновидности:

  • Теплоизоляционный – имеет плотность от 300 до 500 кг/м³ и применяется для утепления зданий.
  • Конструкционно-теплоизоляционный – материал объемной массой от 500 до 900 кг/м³, предназначенный для устройства перегородок.
  • Конструкционный – может применяться для сооружения стен, в том числе несущих. Его плотность варьируется от 1000 до 1200 кг/м³.

Как видно, пористые бетоны отличаются разнообразием. Поэтому выбор того или иного типа определяется на основании назначения стройматериала, требований к теплоизоляции и решения конкретных строительных задач.

Виктор Филонцев

Образование:
НИУ МСГУ, Кафедра Технологии вяжущих веществ и бетонов, 2003.

Опыт работы:
12 лет в сфере производства бетона.

Текущая деятельность:
независимые консультации в сфере строительства.

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.

  1. Описание и применение
  2. Виды ячеистого бетона
  3. Особенности производства
  4. Свойства и характеристики

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.

Что такое ячеистый бетон

Сегодня в строительном мире ячеистый бетон получил невероятное распространение. Он широко используется в качестве несущего стенового материала, для заливки полов и перекрытий, при создании теплоизоляции здания и возведении заборов. Особую популярность приобрело монолитное строительство из легкого бетона. Но, чем обусловлена такая известность и, как не ошибиться с выбором, рассмотрим в нашей статье.

Понятие ячеистого бетона

Новички в строительном мире практически не знают, что из себя представляет такой вид материала. Поэтому часто задаются вопросом: «ячеистые бетоны – что этот такое?» По определению ячеистый бетон относится к группе легких бетонов, представляющих собой строительный материал особой структуры. Внутри бетона расположены равномерно распределенные поры, заполненные воздухом или газом.

Роль крупного заполнителя выполняют невесомые ячейки, влияющие на конечные характеристики готового продукта. Существует немало разновидностей такого материала, отличающихся по различным признакам.

Ячеистый бетон, получаемый методом поризации

Добиться, в процессе производства, такой необычной структуры бетона можно, воспользовавшись различными технологиями.

Способ 1

Введение в жидкий приготовленный раствор специальных пенообразующих добавок. С их помощью обычная смесь начинает «расти» на глазах увеличиваясь в объеме чуть ли не в три раза. В результате получаемая структура обладает бесчисленным количеством сферических замкнутых пор, наполненных воздухом. Таким способом получают различные виды вспененных изделий. Самый популярные из них – пенобетонные блоки.

Способ 2

Ячеистая структура «тела» готовых изделий получается в результате химической реакции между вводимым газообразователем и основными компонентами смеси. Самая распространенная добавка, выступающая в этой роли — алюминиевая пудра. Образовывающийся газ, пытаясь вырваться наружу, образует пористую структуру, испещренную микроскопическими канальцами. Таким образом ячейки не имеют обособленного замкнутого положения ориентировочно друг друга. Применяя подобную технологию, получают всевозможные виды газобетонов.

Отличия ячеистого бетона по типу вяжущего компонента

Существует два вида таких изделий – пенобетоны и газобетоны. Эти названия имеют общее значение, подразумевая классификацию изделий по внутренней структуре. Но когда дело доходит до различия в вяжущих компонентах, то подвидов этих «семейств» становится намного больше.

Вид вяжущего компонента взятого за основу Название получаемого продукта
Портландцемент Пенобетон Газобетон
Магнезиальный цемент Пеномагнезит Газомагнезит
Строительный гипс Пеногипс Газогипс
Известковое вяжущее Пеносиликат Газосиликат

По условиям твердения

Так как ячеистый бетон производится по разным технологиям, то его состав может отличаться в зависимости от способа твердения этого материала.

Автоклавный способ

При таком методе, запалубленный бетон подвергается принудительной сушке, или точнее, пропарке в сушильной камере, называющейся автоклавом. Он представляет собой аппарат с толстыми стенками, в котором постоянно поддерживается необходимый уровень температуры – выше 100 0 С и определенная влажность. Производство изделий с газообразующими добавками подразумевает обязательное автоклавное твердение. Если же речь идет о вспененных материалах, то пропарка в автоклаве выполняется по желанию производителя.

Естественный способ

После забивки опалубки изделия выстаиваются в естественных условиях. При этом на производстве соблюдается повышенная температура воздуха в помещении и высокий уровень влажности. Естественная выдержка очень популярна при изготовлении пенобетонных изделий.

Области применения ячеистого бетона

Как упоминалось выше, ячеистые бетоны применяются в различных областях строительства. В соответствии с этим существует определенная классификация этого материала.

Вид изделий Марка плотности пенобетона Марка плотности газобетона
Теплоизоляционный D 300 D 300
D 400
D 500 D 350
Конструкционно — теплоизоляционный D 500
D 600
D 700 D 400
D 800 D 500
D 900
Конструкционный D 1000 D 600
D 1100 D 700
D 1200 D 800

Говоря о строительном материале этого типа, также стоит упомянуть о его свойствах и характеристиках.

Физико-механические свойства каждого вида ячеистого бетона зависят от многих факторов, и, в частности, от технологии производства. Но некоторые характеристики присущи всем без исключения пористым бетонам.

Показатель теплопроводности

Благодаря своей ячеистой структуре такие бетоны имеют огромное преимущество над другими стеновыми материалами. Дело в том, что именно такое строение позволяет сохранять прогретый воздух внутри помещения, поэтому при грамотно организованной внутренней и фасадной отделке, удается максимально снизить показатель проводимости тепла.

Так, теплопроводность пенобетонов в сухом состоянии и при плотности D 600 будет равна 0,09 — 0,20 Вт/м* 0 С. При таких значениях теплопроводность газобетона будет составлять 0,09 – 0,38 Вт/м* 0 С. Это очень высокие показатели, гарантирующие, что в внутри дома будет тепло при любых погодных условиях. Но, хотелось бы отметить, что подобные значения были выведены в лабораторных условиях для отдельных изделий. Какова же будет теплопроводность ячеистых бетонов в кладке и как они будут служить в холодный период зависит от изначального качества изделий, толщины шва, вида отделки и системы вентиляции.

Прочностные характеристики

Уровень прочности у ячеистых бетонов напрямую зависит от условий твердения, вида используемого вяжущего компонента, водоцементного соотношения и плотности. Так, автоклавные изделия превышают по прочности блоки естественной выдержки примерно в 10 раз.

На прочность материала, в нашем случае прямо и косвенно влияет плотность ячеистого бетона. Если посмотреть под микроскопом, то все «тело» блоков состоит из замкнутых пор. Чем их больше, тем выше плотность, соответственно уменьшается показатель теплопроводности. Но повышение уровня плотности напрямую влияет на понижение прочности.

Также стоит учитывать повышенное содержание воды, которое влияет не только на обычный бетон, но и на ячеистый аналог. Дело в том, что вода, не участвующая в гидратации цемента, проще сказать излишняя влага, «раздвигает» частицы бетона, образуя дополнительные пустоты после испарения. Как мы уже выяснили, чем их больше, тем ниже прочность изделия.

Если рассматривать влияние вида основного вяжущего на прочность конечного продукта, то качественный портландцемент не имеет себе равных. Его характеристик хватает сполна, чтобы придать изделию достаточный уровень прочности, которого может недоставать при использовании других вяжущих компонентов.

И последняя, но не менее важная характеристика – низкая прочность на изгиб. Впрочем, как и у любых других бетонов без дополнительного армирования. Ячеистый бетон проявляет этот недостаток в виде трещинообразования. Для предотвращения растрескивания созданы различные легкие армирующие материалы, не нарушающие зыбкую ячеистую структуру, например, фиброволокно.

Водопоглощение и морозостойкость

От того насколько ячеистый бетон способен поглощать влагу зависит его долговечность. Если сравнивать по этой характеристике пенобетоны и газобетоны, то вспененные изделия более устойчивы к насыщению водой. Эта разница обуславливается свойством структуры – у пенобетона поры замкнутые, а у газобетона наблюдается совершенно противоположная картина. Поэтому в среде опытных строителей можно нередко услышать, что газобетон «пьет» воду.

Из-за разного уровня водопоглащения, отличаются и показатели морозостойкости разных бетонов. Если сравнивать вспененные изделия и газоблоки D600 по этому показателю, то у первых марка по морозостойкости будет в пределах F45, тогда как у вторых она едва доходит до F35. Чтобы устранить такие недостатки важно своевременно и максимально правильно произвести облицовку дома из легкого бетона, уделив особое внимание защите от влаги для цоколя здания.

Точность геометрических размеров

Такой параметр, как геометрические размеры очень важен для любого материала. Если говорить о ячеистых бетонах, то этот параметр является чуть ли не важнейшим при выборе строительного материала.

Газобетон отличается завидными параметрами. Каждый блок геометрически точен. Чего нельзя сказать о пенобетонных изделиях. В большинстве своем можно наблюдать сильную осадку или же «шапку» на верхней части блоков. Подобные неточности вынуждают делать довольно толстые кладочные швы, которые приводят к промерзанию стен.

Такой недостаток обуславливается технологией изготовления блоков. Просадка или вспучивание часто наблюдаются у литых блоков, выдержанных в естественных условиях. Но, резанные пеноблоки автоклавного твердения не подвержены таким недостаткам.

Усадка

Последний, но не мене важный параметр ячеистых бетонов – усадка. Ее показатель примерно равен 3 мм на 1 м 2 изделия. Это довольно много. Чтобы избежать осыпания штукатурки со стен из ячеистого бетона мало использовать выстоянные блоки. Необходимо производить отделку не раньше чем через 7 – 8 месяцев после окончания всех строительных работ.

Подводя итог, можно сделать вполне оправданный вывод, что ячеистые бетоны представляют собой хороший материал для возведения небольшого жилого дома. Но, только при условии их качественного изготовления и грамотно организованной отделки всего здания.

Ячеистые бетоны

Строительная индустрия постоянно развивается, предлагая для возведения жилых много- и малоэтажных строений новые эффективные материалы, конструкции, технологии. Одним из таких сравнительно молодых материалов является ячеистый бетон, который в последнее время активно и используется в жилищном строительстве наряду с традиционным кирпичом и деревом.

Он полюбился застройщикам, приковал к себе внимание зодчих, поскольку позволяет строить дома быстро и при этом использовать сложные архитектурные конструкции и элементы. Нередко, упоминая о ячеистом бетоне, употребляют понятие легкий, податливый, а в обиходе давно укоренились термины газо- и пенобетон. Что их объединяет, и чем они отличаются? Давайте ближе познакомимся с ячеистым бетоном, выясним: что это такое.

Ячеистые бетоны, их состав и свойства

Название ячеистый бетон объединяет группу материалов, обладающих пористой структурой, похожими свойствами и относящихся к разновидности легких бетонов. Получают материал из смеси, состав которой состоит из вяжущего материала (портландцемента, негашеной извести), воды и кремнеземистого компонента, в качестве которого применяют кварцевый молотый песок, измельченный гранулированный доменный шлак, тонкодисперсную золу уноса. Затвердение вспученной с помощью добавления пенообразователя смеси происходит либо естественным путем, либо в автоклавах.

Производство пено- и газобетона предусматривает применение в качестве вяжущего материала цемент, если используют известь, то на выходе получают пенно- и газосиликаты.

Кварцевый песок обязательно измельчают, увеличивая удельную поверхность кремнеземистого ингредиента и его химическую активность. Процесс производства позволяет регулировать пористость материала и его объемную массу.

К основным строительным характеристикам ячеистого бетона относятся:

  • средняя плотность;
  • прочностные показатели;
  • теплопроводность.

Они зависят от характеристики пористой структуры: средней и максимальной величины ячеек, их формы, показателей толщины перегородок между порами.

Виды ячеистого бетона на основе цемента

В зависимости от технологии изготовления различают две основные категории ячеистого материала: пено- и газобетон. В базовую основу обоих типов бетона включены одинаковые компоненты: цемент, песок, вода. В полученную исходную смесь для образования пористой структуры в обязательном порядке добавляется элемент, служащий пенообразователем. Благодаря этой добавке в цементно-песчаном растворе образуются воздушные капсулы, которые и формируют поры (ячейки). Но далее технологический процесс производства пенобетона и газобетона разнится.

Пенобетон относится к материалам естественного твердения. Блоки из этого сорта ячеистого бетона получают двумя способами:

  • формованием, когда готовую массу разливают в предварительно заготовленные специальные формы, оснащенные перегородками;
  • распиловкой массива пенобетона в соответствии с требуемым типоразмером блоков.

Выпускается также армированный вариант пеноблоков, которые превышают по прочности другие аналоги благодаря добавлению в исходную смесь полипропиленовой фибры.

По плотности блочный материал из пенобетона разделяют на три группы: теплоизоляционные, конструктивно- теплоизоляционные и конструктивные.

Процесс изготовления газобетона предусматривает затвердение поризованной массы, куда входит песок, цемент (часто присутствует также известь) с добавлением воды и алюминиевого порошка. Когда компоненты смешиваются, происходит образование пузырьков водорода, в результате чего в значительной мере увеличивается объем смеси.

Завершение структурообразования и набор прочности газобетона происходит в автоклавах, где материал застывает. Температурная обработка проводится, учитывая массивность изделий. Чтобы избежать образования трещин, технологический процесс предусматривает плавное увеличение и снижение температуры и давления.

Блоки из ячеистого бетона обладают:

  • высокими показателями теплосбережения;
  • легкостью и быстротой возведения объекта;
  • хорошей звукоизоляцией;
  • пожаробезопасностью, обусловленной высокой степенью огнестойкости;
  • небольшим весом;
  • экологичностью;
  • невысокой стоимостью материала.

Если же сравнивать пенобетонные блоки с газобетономи, то пенобетон уступает своему аналогу в таких параметрах, как прочность и точность геометрических форм.

Клей для ячеистого бетона

В отличие от кирпичной кладки, которая выполняется с использованием цементного раствора, для возведения коробки с применением блоков стеновых из ячеистого бетона рекомендуется пользоваться специальным клеем. Если пренебречь данным советом и класть блочный материал на традиционный раствор, то швы становятся теми «мостиками холода», которые увеличат теплопотери.

На строительном рынке присутствует большой ассортимент сухих смесей для получения клеящего состава, предназначенного для кладки несущих стеновых конструкций и внутренних перегородок из ячеистых блоков. Приготовляют клей, четко придерживаясь пропорции, рекомендованной производителем, используя для тщательного перемешивания строительный миксер.

Клеящую массу слоем в 2 – 3 мм наносят, придерживаясь такой последовательности: сначала на боковую поверхность блока, затем на горизонтальную. Укладывают блоки только на свеженанесенный состав. В целом процедура кладки аналогична работе с кирпичом и цементным раствором.

Стены, выложенные из блоков с использованием клея, имеют безукоризненно прочное сцепление, получаются ровными и не требуют дополнительных работ по их выравниванию. Что касается потерь тепла, то они минимальны.

Штукатурка для ячеистого бетона

Ячеистые бетоны при всех своих достоинствах обладают серьезным недостатком: подвержены воздействию влаги, характеризуются сравнительно большой паро- и воздухопроницаемостью (в 5 – 10 раз выше, чем у тяжелых бетонов), поэтому требуют защиты поверхности стеновых конструкций. Отделка фасада отлично справляется с этой задачей и придает эстетичный внешний вид кладке из блочного стенового материала. И использовать для этого можно любые отделочные материалы:

  • облицовочный камень и кирпич;
  • затирку с минеральной краской;
  • сайдинг и вагонку
  • вентилируемый фасад.

Однако традиционным вариантом фасадной отделки по-прежнему остается оштукатуривание. Для этой цели применяют специальные смеси, которые служат для выравнивания и оштукатуривания базовых поверхностей из ячеистого бетона. Продукт, предназначенный для наружных работ, характеризуются отличной адгезией с данными основаниями, пластичностью и стойкостью к атмосферным осадкам. Устойчивость к низким температурам обеспечивается наличием противоморозных присадок.

Популярность пенно- и газобетонных блоков

Востребованность ячеистых блоков объясняется несколькими факторами. В домах, построенных их этих материалов, создается экологически комфортная обстановка, обеспечивается необходимая тепло- и звукоизоляция жилья. Интерес к блокам объясним также быстротой и удобством возведения конструкции, ведь каждый застройщик стремится вселиться в новый дом, как можно быстрее. Не последнюю роль играет и цена материалов из ячеистого бетона, они дешевле кирпича.

Эти факторы серьезно влияют на рост популярности частных домов из блоков независимо от регионов и климатической зоны их строительства.

Характеристики ячеистого бетона

Ячеистый бетон — это созданный искусственным способом строительный материал, основным наполнителем в котором являются поры небольшого диаметра, заполненные воздухом. За счет этого плотность снижается, теплоизоляционные качества повышаются, работать с ним становится легче. Люди, являющиеся новичками в строительстве, нередко плохо представляют, что такое ячеистый бетон.

Понятие ячеистого бетона

По своим качествам он напоминает древесину: при необходимости его обрабатывают рубанком, забивают гвозди. Прочность ниже, чем у кирпича (из-за пористой структуры), однако материал имеет другие преимущества. Небольшой (в сравнении с кирпичом) вес позволяет использовать блоки большого размера, сократить число соединительных швов, сэкономить на доставке материала к месту строительства.

Еще в прошлом веке стали изготавливать в промышленных масштабах ячеистый бетон; что это такое — материал, который имеет высокую тепло- и звукоизоляцию, экологичен, не горюч, легко режется ножовкой.

Схема стены из ячеистого бетона.

Возводить постройки из ячеистого бетона можно на грунтах, отличающихся малой несущей способностью, использовать столбчатый фундамент. Часто материал применяют для производства строительных блоков, а также сэндвич-панелей, плит.

Он годится для сооружения внутренних и внешних стен, различных перегородок, в качестве утеплителя для кирпичных стен, кровли и пола. У материала бывает разная плотность, она зависит от пористости (большее количество пор увеличивает показатели тепло- и звукопроводности, при этом снижается прочность).

Существуют следующие типы материала:

  • конструкционный (плотность 600-1200 кг/м³) предназначен для несущих элементов, плит перекрытия;
  • теплоизоляционный (плотность 400-600 кг/м³) используют для возведения стен внутри помещения, утепления потолка и пола;
  • теплоизоляционно-конструкционный (плотность 900 кг/м³) применяют для сооружения перегородок, фасадов.

Классификация ячеистого бетона.

Материал включает несколько видов, более популярные — пенобетон и газобетон. Из стандартных блоков возводят несущие стены зданий. Газобетон можно использовать при строительстве зданий высотой до 5 этажей, пенобетон — до 3 этажей.

Плиты подойдут для внутренних перегородок. При армировании они используются как несущие внутренние элементы. Плиты, изготовленные из высокопористого бетона, используют в качестве утеплителя внутри зданий.

На месте изготавливают монолитные элементы конструкции, их используют для перекрытия и полов. Блоки, имеющие U-образную структуру, используются при строительстве лотковых перемычек.

Ячеистый бетон, получаемый методом поризации

Чтобы получить пористый бетон, применяют различные технологии.

Способ 1

Получают ячеистые бетоны путем введения пенообразующих добавок в приготовленный раствор. В результате их влияния объем смеси увеличивается почти в 3 раза. Полученная структура имеет большое количество замкнутых пор сферической формы, заполненных воздухом.

Данный способ применяется для получения различных видов вспененных изделий, самыми популярными среди которых являются пенобетонные блоки.

Способ 2

Структура изделия из ячеистого бетона образуется под влиянием химической реакции, которая происходит между главными составляющими смеси и вводимым газообразователем.

Наибольшее распространение получила алюминиевая пудра, которая является добавкой. В процессе реакции образуется газ, который старается вырваться наружу. При этом образуется пористая структура с многочисленными микроскопическими канальцами.

У ячеек отсутствует обособленное замкнутое положение относительно друг друга. С помощью данной технологии удается получить различные виды газобетонов.

Отличия ячеистого бетона по типу вяжущего компонента

Ячеистые бетоны различают по вяжущим компонентам. В большинстве случаев применяют цемент, гипс, глину, реже — мелкий шлак. При автоклавной обработке производство экономически более выгодное (для изготовления материала используют дешевые компоненты, иногда — промышленные отходы).

К таким компонентам относятся и некоторые горные породы, содержащие оксиды кальция, алюминия, магния, натрия, железа, кремния. Нередко используют отходы глиноземного или металлургического производства, перлиты.

От используемого вяжущего компонента бетоны получают разные свойства и бывают следующими:

  • бетон как вяжущий компонент в пено- и газобетонных блоках должен составлять не меньше 50%;
  • известь используют при изготовлении пеносиликатных и газосиликатных блоков, ее содержание должно быть не меньше 50%;
  • смешанные в нужных пропорциях известь и цемент используют в производстве газосиликатных, газобетонных, пенобетонных и пеносиликатных блоков, на дозировку влияет рецептура;
  • гипс как вяжущий компонент используют для производства пено- и газогипсовых блоков.

По условиям твердения

При давлении пара больше 1 атм и температуре выше 100°С обработку называют автоклавной. Если давление меньше 1 атм, а температура 25-100°С — неавтоклавной. Поэтому блоки ячеистого бетона делятся на автоклавные и неавтоклавные.

По способу твердения материал бывает естественного и искусственного твердения. При естественном твердении прочность набирается в результате хранения в привычных атмосферных условиях. При искусственном — нужна обработка под влиянием высоких температур и влажности.

Автоклавный способ

Данный способ твердения требует применения специального оборудования. Подготовленную смесь заливают в специальную форму, подвергают принудительной сушке в автоклаве. В нем поддерживается температура более 100°С и нужная влажность.

На смесь воздействуют сильным давлением и высокой температурой. При производстве изделий с применением газообразующих добавок твердение ячеистого бетона должно быть автоклавным.

Пропарку вспененных материалов в автоклаве выполняют по согласованию с производителем.

Схема производства ячеистого бетона автоклавного твердения.

Естественный способ

Твердение может осуществляться в естественных условиях, такой способ является более экономичным, нет необходимости строго соблюдать температуру и влажность.

Оптимальной считается температура +22°С, она не должна опускаться ниже +7°С. При соблюдении таких условий более половины проектной прочности пенобетон набирает за 7 суток.

Свежеуложенную смесь накрывают полиэтиленовой пленкой и регулярно увлажняют в период твердения. По технологии при производстве пенобетона может потребоваться использование ускорителей твердения.

Стеновой пенобетонный блок выдерживается в течение 28 дней, в процессе эксплуатации изделие достигает проектной прочности.

Области применения ячеистого бетона

Сейчас блоки стеновые из ячеистых бетонов пользуются большой популярностью, в строительстве применяют изделия разных марок. В некоторых случаях требуется выполнение правильного расчета и определения марки изделия:

  • при монтаже несущих стен;
  • для установки стяжек (перекрытий или полов);
  • для несущих опор;
  • при строительстве промышленных объектов.

На физико-механические свойства материала влияют многие факторы, включая технологию производства. Материал имеет много достоинств, легко монтируется и является экономичным.

Показатель теплопроводности

Главным преимуществом ячеистого бетона является теплопроводность. За счет пористой структуры обеспечивается теплоизоляция, это позволяет экономить на отоплении.

В строении из такого материала (внутри помещения) сохраняется прогретый воздух, а если правильно выполнены внутренняя и наружная отделка, показатели проводимости тепла удается снизить максимально.

У пенобетона D800 коэффициент теплопроводности колеблется от 0,09 до 0,25 Вт/(м*°С). Такие показатели гарантируют, что температура в помещении будет сохраняться независимо от погодных условий.

Такие свойства позволяют использовать материал в промышленном и частном строительстве при возведении зданий, однако чем выше стены, тем более прочный блок требуется. Одновременно снижаются показатели теплопроводности, стену приходится делать толще.

Прочностные характеристики

На прочность ячеистого бетона оказывают виляние:

  • тип наполнителя;
  • концентрация и вид вяжущего вещества;
  • плотность;
  • способ изготовления.

Прочность автоклавных изделий почти в 10 раз выше, чем у блоков естественной выдержки. Прочность зависит от плотности материала: чем выше плотность, тем ниже уровень теплопроводности, но увеличение показателей плотности ведет к снижению прочности.

Таблица характеристик ячеистых бетонов.

Также оказывает влияние содержание воды: излишки влаги «раздвигают» частички бетона и после испарения образуют пустоты. Большое количество пустот в изделии снижает прочность.

Влияет на прочность и основной вяжущий компонент. При использовании качественного портландцемента изделие получает необходимый уровень прочности, который может оказаться ниже, если используют другие вяжущие компоненты.

Прочность на изгиб, как и у других бетонов без армирования, низкая, в этом случае образуются трещины. Для устранения данного недостатка создают легкие армирующие материалы (фиброволокно), которые не нарушают ячеистую структуру.

Для увеличения прочностных характеристик нужно уменьшить показатели водотвердости. Использование при изготовлении смеси и в процессе поризации вибрационных технологий дает такой же эффект.

Блоки из газо- и пенобетона отличаются сравнительно невысокой массой, вес материалов от 400 до 1200 кг/м³ (в зависимости от марки).

Водопоглощение и морозостойкость

Водопоглощение является главной характеристикой блоков из ячеистых материалов, от нее зависит морозостойкость, т. к. замерзшая внутри блока вода начинает разрушать структуру материала. Гигроскопичность газобетона выше, он легче насыщается водой.

Показатель морозостойкости газобетона равняется F35, что для российского климата считается неудовлетворительным. Чтобы устранить такой недостаток, необходимо использовать для штукатурки составы, имеющие низкий показатель водопоглощения.

Стены рекомендуется отделывать сайдингом (пластиковым или деревянным и другими аналогичными отделочными материалами). Плотность ячеистого бетона определяется объемом ячеек, чем она меньше, тем больше пустотность. Это зависит от структуры материала, поскольку его поры соединены выходящими на поверхность тонкими каналами. У пенобетона поры замкнутые, по этой причине влагу он пропускает хуже, а показатель морозостойкости равен F45.

На показатель водопоглощения влияет тип вяжущего компонента (разные вещества дают разные данные). Учитывая, что показатель водопоглощения у данных строительных изделий достаточно высокий, их можно использовать только в зданиях, где влажность воздуха не превышает 55%.

Точность геометрических размеров

Выбирая стеновые блоки из ячеистого бетона, учитывают такой параметр, как геометрические размеры. У пенобетонных блоков нередко отмечается сильная осадка верхней части. Такие неточности требуют использования толстых кладочных швов, что приводит к промерзанию стен. Габариты и размеры блоков должны быть удобными для укладки.

Усадка

Усадка — это изменение геометрической формы конструкции под влиянием нагрузки на изгиб. Для пенобетона показатель усадки достигает 3мм/м, по этой причине не рекомендуется использовать для строительства многоэтажных зданий даже полнотелые блоки из пенобетона.

Чтобы усадка прошла, специалисты рекомендуют в течение 7-8 месяцев не оштукатуривать стены, возведенные из пенобетона, чтобы избежать осыпания штукатурки.

Блоки из ячеистых бетонов стеновые мелкие получают из смеси песка, извести, цемента, пластификатора, порообразователя и других добавок, улучшающих свойства материала.

Блоки из газобетона почти не подвергаются усадке (ее показатель 0,5 мм/м), поэтому можно возводить стены из данного материала в несколько этажей. Кроме того, газобетонные стены можно штукатурить сразу, т. к. у этого материала высокая гигроскопичность и при отсутствии дополнительного покрытия он легко повреждается.

Ячеистый бетонный блок является хорошим строительным материалом, если изготовлен качественно, а отделка здания выполнена грамотно.