Пено и газо бетон
В последнее время все большей популярностью в загородном домостроении пользуется не совсем привычный русскому человеку материал - ячеистый бетон. Между тем в Европе его используют уже давно. И это неудивительно: у ячеистого бетона масса положительных качеств.
Сравнивать разные стройматериалы, используемые для возведения конструктивных элементов коттеджей, - занятие заведомо неблагодарное. И деревянный брус, и «сэндвич-панели», и кирпич, и ячеистый бетон позволяют возвести здание, отвечающее необходимым прочностным, теплоизоляционным и, наконец, эстетическим требованиям. Конечно, для этого необходимо соблюдение некоторых условий: материалы должны быть произведены на качественном оборудовании, бережно транспортированы, а использовать их на стройплощадке должны профессионалы.
Впрочем, не будем слишком подробно останавливаться на общестроительных требованиях. Пора перейти к собственно ячеистому бетону.
Изобретатели ячеек
В переводе с французского «бетон» - искусственный камень. Производство бетона началось еще в девятнадцатом веке, и с той далекой поры разрабатываются все более совершенные технологии его изготовления.
Считается, что впервые «искусственный камень с пузырьками» удалось создать чешскому изобретателю Гофману, который в 1889 году в поисках идеального бетона решил выдержать исходную смесь под давлением в автоклаве (автоклавная технология предполагает прогрев материала в среде насыщенного водяного пара при давлении 8-12 атмосфер и температуре 174-1910С). Под действием высокой температуры и давления ингредиенты смеси (цемент и гипс) вступили в химическое взаимодействие, в результате чего родился оригинальный материал, впоследствии получивший название «ячеистый бетон». Выделявшийся в процессе химической реакции газ делал материал пористым, и именно это придавало искусственному камню особые свойства.
В 20-х годах прошлого века шведский архитектор А. Эриксон получил ячеистый бетон, использовав бросовую сланцевую золу. В 1929 году в Швеции фирмой «Сипорекс» было начато промышленное производство автоклавных ячеистых бетонов. Таким образом, идее пористого бетонного блока, облегченного содержащимся в нем воздухом, скоро исполнится 80 лет.
Пена или газ?
Итак, ячеистый бетон представляет собой искусственный камень с равномерно распределенными порами. В зависимости от способа изготовления выделяют пенобетон и газобетон.
Пенобетон получают путем вспенивания смеси вяжущего, кремнеземистого заполнителя и воды. Отвердевая, данная масса превращается в ячеистую структуру с равномерно распределенными по всему объему воздушными порами.
Процесс изготовления газобетона несколько сложнее. Он получается в результате химической реакции газообразующих компонентов, которые приводят к образованию пор в растворе. В воде замешивают цемент, молотый кварцевый песок, тщательно разведенную известь и гипсовый камень. Затем добавляют небольшое количество алюминиевой пудры. В теплой влажной камере приготовленная смесь поднимается, а потом тонкие струны режущего комплекса разрезают еще мягкий газобетон на аккуратные блоки. Последние направляются в автоклавную печь, где и приобретают прочность.
Свойства ячеистых бетонов зависят от их компонентов: в качестве вяжущего компонента может быть использован цемент, известь, гипс, а в качестве наполнителя - песок или особый вид золы. Ячеистые бетоны могут как поставляться на стройплощадку в виде готовых блоков, так и производиться прямо на месте (для этого используется специальная опалубка, в которой жидкая масса затвердевает).
О достоинствах и недостатках пено- и газобетона мы расскажем чуть ниже, а пока давайте рассмотрим наиболее общие характеристики ячеистых бетонов.
Прогрессивный материал
Ячеистые бетоны обладают множеством достоинств. Начнем с того, что этот материал экологически безопасен - не содержит вредных химических соединений и не требует обработки токсичными составами. Подтверждением тому служит его популярность в странах Северной Европы. Германия, Голландия, а также все без исключения Скандинавские страны используют ячеистый бетон для строительства коттеджей. А в Чехии блоки ячеистого бетона даже называют «биоблоками», и не без основания: в качестве исходного сырья для изготовления биоблоков используются лишь экологически чистые компоненты - цемент, песок, вода и самые высокоэффективные пенообразователи, которые обеспечивают как необходимое содержание воздуха, так и его равномерное распределение по всей массе в виде замкнутых ячеек диаметром от одного до трех миллиметров.
Изделия из насыщенного множеством воздушных ячеек бетона сочетают лучшие качества камня и дерева - материалов, традиционно используемых в загородном домостроении. Подобно камню, ячеистый бетон выдерживает сжатие, что обуславливает его применение для несущих стен. В стенах и перегородках, выполненных из данного материала, можно прорезать дверные проемы и ниши различной конфигурации, в том числе и арочные. Ячеистый бетон без труда пилится, сверлится, строгается и фрезеруется. В стену из ячеистого бетона надлежащей толщины можно спрятать любые коммуникации: водопроводные и канализационные трубы, электрокабели и линии связи. Учитывая тот факт, что фирмы, поставляющие оборудование и монтирующие инженерные сети, гарантируют срок службы сетей 50 и более лет, можно смело утверждать: в доме, стены которого возведены из ячеистого бетона, будет комфортно и нехлопотно жить не только вам, но и вашим внукам. Наконец, подобно древесине, ячеистый бетон обладает способностью «дышать».
А некоторые качества камня и древесины этот материал даже превзошел. Так, например, стены и перегородки из ячеистого бетона не гниют и не горят, как деревянные конструкции, и возводятся во много раз быстрее, чем кирпичные аналоги, за счет больших размеров и меньшего веса блоков и простоты их обработки. Кроме того, высокая скорость монтажа достигается благодаря наличию у компаний-производителей блоков из ячеистого бетона целой линейки стандартных армированных конструктивных элементов: ступеней для лестниц, перемычек, плит перекрытий и покрытий, арочных элементов и т. д. Кстати, использование однородных материалов очень важно для предотвращения трещинообразования.
Когда стены греют
«Волшебные пузырьки», которыми наполнены ячеистые бетоны, делают этот материал хорошим теплоизолятором. Обладая высокими теплозащитными свойствами и теплоаккумулирующей способностью, ячеистый бетон предотвращает значительные потери тепла зимой, позволяет избежать слишком высоких температур летом, дает возможность регулировать влажность воздуха в помещении путем впитывания и отдачи влаги, тем самым способствуя созданию благоприятного микроклимата.
Кстати, он один из немногих строительных материалов, который можно использовать без дополнительного утепления. В процессе эксплуатации здания из ячеистого бетона расходы на отопление снижаются на 25-30%.
Ячеистый бетон обладает и хорошей звукоизолирующей способностью. К примеру, стена толщиной всего 75 мм снижает силу звука на 31-34 дБ. Поэтому плиты и заливки из ячеистого бетона могут с успехом применяться как утеплитель и звукоизолятор стен, потолков, полов во внутренних помещениях.
В защиту ячеистого бетона
Для защиты ячеистого бетона от негативного влияния окружающей среды, как правило, используют специальные покрытия из каменных дробленых материалов, керамической плитки, гидрофобных материалов, штукатурку и т. п. Не менее эффективным средством защиты бетона является его гидрофобизация путем включения в бетонную смесь не растворяющихся в воде тонко измельченных инертных добавок. В процессе автоклавной обработки расплавленные частички инертных веществ закупоривают большую часть микрокапилляров, ограничивая тем самым проникновение воды внутрь бетонного монолита, но при этом не изменяя его прочностных качеств.
Пропитка поверхностных слоев бетона, подвергающихся воздействию влаги, также осуществляется с помощью водоотталкивающих веществ, не приводящих к потере материалом аэропроницаемости.
Обычно между монолитным фундаментом дома и конструктивными элементами, выполненными из ячеистого бетона, укладывают слой специальной гидроизоляции, которая препятствует явлению капиллярного подсоса влаги из почвы и эффекту поднятия влаги по стене. В результате блоки остаются сухими и дольше не разрушаются при замораживании и оттаивании, что ведет к увеличению срока эксплуатации здания.
А в чем же разница?
Чем отличаются пено- и газобетон? Попробуем разобраться. В обоих материалах пузырьки воздуха равномерно распределены в объеме блока, но разница форм воздушных ячеек дает газобетону некоторые преимущества в плане допустимых нагрузок. Кроме того, в состав газобетона входят гипс и известь, которые отсутствуют в формуле пенобетона. Известь обеспечивает газобетону большую морозостойкость.
Пенобетону (в отличие от газобетона) свойственна преимущественно закрытая структура пористости, то есть пузырьки в нем изолированы друг от друга. Пенобетон практически не впитывает влагу, в отличие от газобетона, имеющего сквозные поры. Благодаря этим свойствам пенобетон обладает более высокими теплозащитными и морозостойкими характеристиками, нет необходимости в антикоррозийной защите арматуры и использовании специальной штукатурки и покраски.
Пенобетон может применяться при повышенной влажности и на стыках «холод-тепло», там, где применение газобетона недопустимо (из-за его высокого водопоглощения). Высокая пластичность пенобетонной смеси позволяет заливать ее в такие узлы конструкции здания, где блочные теплоизолирующие материалы уложить невозможно. Кровля из пенобетона даже с поврежденной гидроизоляцией сохраняет свои теплоизоляционные свойства.
Главное преимущество газобетона при его оптимальном использовании в строительстве - низкая цена. Хотя стоит отметить, что этот материал обладает и весьма неплохими техническими характеристиками, в числе которых отличные тепло- и звукоизоляционные свойства, пожаробезопасность, экологическая чистота, долговечность, универсальность применения (из газобетона делают блоки для возведения и утепления стен, создания внутренних перегородок, им утепляют кровли, заливают тепло- и звукоизоляционные полы и т. д.). Все это делает газобетон конкурентоспособным на современном рынке строительных материалов.
Сравнивать разные стройматериалы, используемые для возведения конструктивных элементов коттеджей, - занятие заведомо неблагодарное. И деревянный брус, и «сэндвич-панели», и кирпич, и ячеистый бетон позволяют возвести здание, отвечающее необходимым прочностным, теплоизоляционным и, наконец, эстетическим требованиям. Конечно, для этого необходимо соблюдение некоторых условий: материалы должны быть произведены на качественном оборудовании, бережно транспортированы, а использовать их на стройплощадке должны профессионалы.
Впрочем, не будем слишком подробно останавливаться на общестроительных требованиях. Пора перейти к собственно ячеистому бетону.
Изобретатели ячеек
В переводе с французского «бетон» - искусственный камень. Производство бетона началось еще в девятнадцатом веке, и с той далекой поры разрабатываются все более совершенные технологии его изготовления.
Считается, что впервые «искусственный камень с пузырьками» удалось создать чешскому изобретателю Гофману, который в 1889 году в поисках идеального бетона решил выдержать исходную смесь под давлением в автоклаве (автоклавная технология предполагает прогрев материала в среде насыщенного водяного пара при давлении 8-12 атмосфер и температуре 174-1910С). Под действием высокой температуры и давления ингредиенты смеси (цемент и гипс) вступили в химическое взаимодействие, в результате чего родился оригинальный материал, впоследствии получивший название «ячеистый бетон». Выделявшийся в процессе химической реакции газ делал материал пористым, и именно это придавало искусственному камню особые свойства.
В 20-х годах прошлого века шведский архитектор А. Эриксон получил ячеистый бетон, использовав бросовую сланцевую золу. В 1929 году в Швеции фирмой «Сипорекс» было начато промышленное производство автоклавных ячеистых бетонов. Таким образом, идее пористого бетонного блока, облегченного содержащимся в нем воздухом, скоро исполнится 80 лет.
Пена или газ?
Итак, ячеистый бетон представляет собой искусственный камень с равномерно распределенными порами. В зависимости от способа изготовления выделяют пенобетон и газобетон.
Пенобетон получают путем вспенивания смеси вяжущего, кремнеземистого заполнителя и воды. Отвердевая, данная масса превращается в ячеистую структуру с равномерно распределенными по всему объему воздушными порами.
Процесс изготовления газобетона несколько сложнее. Он получается в результате химической реакции газообразующих компонентов, которые приводят к образованию пор в растворе. В воде замешивают цемент, молотый кварцевый песок, тщательно разведенную известь и гипсовый камень. Затем добавляют небольшое количество алюминиевой пудры. В теплой влажной камере приготовленная смесь поднимается, а потом тонкие струны режущего комплекса разрезают еще мягкий газобетон на аккуратные блоки. Последние направляются в автоклавную печь, где и приобретают прочность.
Свойства ячеистых бетонов зависят от их компонентов: в качестве вяжущего компонента может быть использован цемент, известь, гипс, а в качестве наполнителя - песок или особый вид золы. Ячеистые бетоны могут как поставляться на стройплощадку в виде готовых блоков, так и производиться прямо на месте (для этого используется специальная опалубка, в которой жидкая масса затвердевает).
О достоинствах и недостатках пено- и газобетона мы расскажем чуть ниже, а пока давайте рассмотрим наиболее общие характеристики ячеистых бетонов.
Прогрессивный материал
Ячеистые бетоны обладают множеством достоинств. Начнем с того, что этот материал экологически безопасен - не содержит вредных химических соединений и не требует обработки токсичными составами. Подтверждением тому служит его популярность в странах Северной Европы. Германия, Голландия, а также все без исключения Скандинавские страны используют ячеистый бетон для строительства коттеджей. А в Чехии блоки ячеистого бетона даже называют «биоблоками», и не без основания: в качестве исходного сырья для изготовления биоблоков используются лишь экологически чистые компоненты - цемент, песок, вода и самые высокоэффективные пенообразователи, которые обеспечивают как необходимое содержание воздуха, так и его равномерное распределение по всей массе в виде замкнутых ячеек диаметром от одного до трех миллиметров.
Изделия из насыщенного множеством воздушных ячеек бетона сочетают лучшие качества камня и дерева - материалов, традиционно используемых в загородном домостроении. Подобно камню, ячеистый бетон выдерживает сжатие, что обуславливает его применение для несущих стен. В стенах и перегородках, выполненных из данного материала, можно прорезать дверные проемы и ниши различной конфигурации, в том числе и арочные. Ячеистый бетон без труда пилится, сверлится, строгается и фрезеруется. В стену из ячеистого бетона надлежащей толщины можно спрятать любые коммуникации: водопроводные и канализационные трубы, электрокабели и линии связи. Учитывая тот факт, что фирмы, поставляющие оборудование и монтирующие инженерные сети, гарантируют срок службы сетей 50 и более лет, можно смело утверждать: в доме, стены которого возведены из ячеистого бетона, будет комфортно и нехлопотно жить не только вам, но и вашим внукам. Наконец, подобно древесине, ячеистый бетон обладает способностью «дышать».
А некоторые качества камня и древесины этот материал даже превзошел. Так, например, стены и перегородки из ячеистого бетона не гниют и не горят, как деревянные конструкции, и возводятся во много раз быстрее, чем кирпичные аналоги, за счет больших размеров и меньшего веса блоков и простоты их обработки. Кроме того, высокая скорость монтажа достигается благодаря наличию у компаний-производителей блоков из ячеистого бетона целой линейки стандартных армированных конструктивных элементов: ступеней для лестниц, перемычек, плит перекрытий и покрытий, арочных элементов и т. д. Кстати, использование однородных материалов очень важно для предотвращения трещинообразования.
Когда стены греют
«Волшебные пузырьки», которыми наполнены ячеистые бетоны, делают этот материал хорошим теплоизолятором. Обладая высокими теплозащитными свойствами и теплоаккумулирующей способностью, ячеистый бетон предотвращает значительные потери тепла зимой, позволяет избежать слишком высоких температур летом, дает возможность регулировать влажность воздуха в помещении путем впитывания и отдачи влаги, тем самым способствуя созданию благоприятного микроклимата.
Кстати, он один из немногих строительных материалов, который можно использовать без дополнительного утепления. В процессе эксплуатации здания из ячеистого бетона расходы на отопление снижаются на 25-30%.
Ячеистый бетон обладает и хорошей звукоизолирующей способностью. К примеру, стена толщиной всего 75 мм снижает силу звука на 31-34 дБ. Поэтому плиты и заливки из ячеистого бетона могут с успехом применяться как утеплитель и звукоизолятор стен, потолков, полов во внутренних помещениях.
В защиту ячеистого бетона
Для защиты ячеистого бетона от негативного влияния окружающей среды, как правило, используют специальные покрытия из каменных дробленых материалов, керамической плитки, гидрофобных материалов, штукатурку и т. п. Не менее эффективным средством защиты бетона является его гидрофобизация путем включения в бетонную смесь не растворяющихся в воде тонко измельченных инертных добавок. В процессе автоклавной обработки расплавленные частички инертных веществ закупоривают большую часть микрокапилляров, ограничивая тем самым проникновение воды внутрь бетонного монолита, но при этом не изменяя его прочностных качеств.
Пропитка поверхностных слоев бетона, подвергающихся воздействию влаги, также осуществляется с помощью водоотталкивающих веществ, не приводящих к потере материалом аэропроницаемости.
Обычно между монолитным фундаментом дома и конструктивными элементами, выполненными из ячеистого бетона, укладывают слой специальной гидроизоляции, которая препятствует явлению капиллярного подсоса влаги из почвы и эффекту поднятия влаги по стене. В результате блоки остаются сухими и дольше не разрушаются при замораживании и оттаивании, что ведет к увеличению срока эксплуатации здания.
А в чем же разница?
Чем отличаются пено- и газобетон? Попробуем разобраться. В обоих материалах пузырьки воздуха равномерно распределены в объеме блока, но разница форм воздушных ячеек дает газобетону некоторые преимущества в плане допустимых нагрузок. Кроме того, в состав газобетона входят гипс и известь, которые отсутствуют в формуле пенобетона. Известь обеспечивает газобетону большую морозостойкость.
Пенобетону (в отличие от газобетона) свойственна преимущественно закрытая структура пористости, то есть пузырьки в нем изолированы друг от друга. Пенобетон практически не впитывает влагу, в отличие от газобетона, имеющего сквозные поры. Благодаря этим свойствам пенобетон обладает более высокими теплозащитными и морозостойкими характеристиками, нет необходимости в антикоррозийной защите арматуры и использовании специальной штукатурки и покраски.
Пенобетон может применяться при повышенной влажности и на стыках «холод-тепло», там, где применение газобетона недопустимо (из-за его высокого водопоглощения). Высокая пластичность пенобетонной смеси позволяет заливать ее в такие узлы конструкции здания, где блочные теплоизолирующие материалы уложить невозможно. Кровля из пенобетона даже с поврежденной гидроизоляцией сохраняет свои теплоизоляционные свойства.
Главное преимущество газобетона при его оптимальном использовании в строительстве - низкая цена. Хотя стоит отметить, что этот материал обладает и весьма неплохими техническими характеристиками, в числе которых отличные тепло- и звукоизоляционные свойства, пожаробезопасность, экологическая чистота, долговечность, универсальность применения (из газобетона делают блоки для возведения и утепления стен, создания внутренних перегородок, им утепляют кровли, заливают тепло- и звукоизоляционные полы и т. д.). Все это делает газобетон конкурентоспособным на современном рынке строительных материалов.