Что такое ячеистый бетон и его применение в строительстве

Содержание

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.

Структура ячеистого бетона

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.

Строительство дома из ячеистого бетона

Растущий ячеистый Бетон (прочность)

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.

Схема производства 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.

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.

Взаимосвязь коэффициента теплопроводности и средней плотности

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.

Источник: betonpro100.ru

Блоки из ячеистого бетона

Ячеистый бетон является разновидностью легкого бетона. Он представляет собой строительный искусственный материал, имеющий пористую структуру. Для создания ячеистого бетона используют кремнеземистые наполнители и вяжущие минеральные вещества.

Применение данного материала

Ячеистый бетон применяют в следующих строительных работах:

В основном его используют для строительной теплоизоляции.
Подобный тип бетона требуется для утепления чердачных и железобетонных перекрытий.
Подобный материал нужен для организации слоя теплоизоляции в стеновых многослойных конструкциях.
Жаропрочные виды нужны как теплоизоляторы в промышленном оборудовании, способны выдерживать температуры до 700 градусов.

Блоки из ячеистого бетона в настоящее время стали востребованными и популярными в стеновом строительстве. У коттеджей, таунхаусов, загородных домов, возведенных с применением этого материала, прекрасные тепловые параметры. Блоки не только не уступают классическому кирпичу, но и существенно превышает его теплотворные параметры, так как имеют правильную геометрию. Погрешность для блоков не превышает 2 мм, поэтому укладку можно проводить с помощью специального строительного клея, делая слой не больше 3 мм. В РФ изготовление ячеистого бетона осуществляется согласно ГОСТ 25485-89.

Классификация материала

По стандарту качества все ячеистые бетоны подразделяют по следующим показателям:

использованию;
варианту получения пор;
используемому вяжущему веществу;
виду кремнеземистого компонента;
механизму твердения.

Учитывая функциональное предназначение, можно выделить следующие разновидности ячеистого бетона:

Теплоизоляционный вид. Данный материал применяют как теплоизоляционный строительный элемент. Объемная масса подобного бетона 300-500 кг/м3.
Конструкционный вариант, используемый при создании конструкционных деталей строений и зданий разного вида.
Конструкционно – теплоизоляционный вид, вмещающий в себе оба свойства.

Типы ячеистого бетона по пористости:

ячеистый аэрированный бетон и силикат;
газосиликаты и газобетоны;
пеносиликаты и пенобетоны.

При изготовлении подобного строительного материала применяют разнообразные вяжущие компоненты: цемент, известь, гипс.

В качестве кремнеземистой составной части выступают: зола, шлаки от металлургического производства, кварцевый песок.

По варианту твердения:

выделяют автоклавные, которые твердеют в среде насыщенного пара при давлении, превышающем атмосферное;
неавтоклавные, твердеющие в естественных условиях с применением электрического подогрева либо при атмосферном давлении в среде насыщенного пара.

Что представляет собой термин «ячеистый бетон»

Данный термин подразумевает несколько строительных материалов, которые обладают сходными свойствами (структурой), то есть имеют ячейки.

Физико – механические и эксплуатационные параметры таких материалов аналогичны простому бетону, но во вспененном варианте. Наличие пористой структуры уменьшает плотность данного бетона, снижает вес готового изделия.

Среди разновидностей ячеистого бетона выделяют:

Основные преимущества материала

В настоящее время многие строители отдают свое предпочтение именно ячеистым материалам. Причины подобного выбора очевидны:

Натуральный природный материал сложен в обработке, преобразовании, а ячеистые блоки, созданные человеком, легко поддаются механической обработке. Внедрение в строительную отрасль инновационных технологий помогает постоянно совершенствовать эксплуатационные характеристики бетона, повышать экономичность его применения.
Данный материал имеет удивительные теплоизоляционные характеристики. Внутри пор есть воздух, проявляющий отличные теплоизоляционные свойства. Дом, возведенный с применением ячеистого бетона, станет теплее дома, сделанного из натуральной древесины или кирпича.
Ячеистая структура данного материала придает ему хорошие звукоизоляционные характеристики.
В составе материала лишь минеральные компоненты, поэтому бетон не гниет.
Данные материалы не включают в себя токсичные вещества, безопасны для человека, окружающей среды.

Недостатком материала является то, что строения из ячеистых блоков нуждаются в дополнительной защите от природных явлений. Порывы ветра, сильный дождь, способны вызвать разрушение данного материала.

Совет ! Для защиты здания от негативных природных явлений желательно выполнить облицовочные наружные работы.

Блоки из ячеистого бетона

Они считаются легким бетоном, в структуре есть множество замкнутых пор (до 80% от всего объема блока, ячейки имеют размер 0,5 – 2 мм), цемент, песок, вода, разнообразные технологические компоненты. Подразделяют несколько модификаций:

пеносиликатные;
газобетонные;
пенобетонные.

Технология изготовления ячеистых структур:

Создают подобные формы с помощью специального пенообразователя. Помещают смесь цемента, воды, песка, пенообразователя в емкость, перемешивают с помощью строительного миксера, разливают по формам. На протяжении 8-10 часов образуются ячейки, смесь застывает, блоки готовы к применению.
Ячеистые газобетонные формы создают без использования пенообразующего вещества. В подобном материале поры появляются как результат химической реакции, протекающей между негашеной известью (оксидом кальция) и алюминиевой пылью. Алюминий, бетон, песок, цемент перемешивают, распределяют по готовым формам. Через 2-3 часа начинается первоначальное схватывание блоков. Окончательную сушку форм осуществляют в автоклавах, используя давление в 12 бар, температуру порядка 200 градусов Цельсия.
При изготовлении газосиликатных блоков пользуются автоклавным методом. Появление пены – результат химического взаимодействия. В качестве наполнителя используется кварцевый песок.
Пеносиликатные блоки получают из цемента, воды, песка, пенообразователя. Именно он дает материалу пористую структуру, способствует образованию крупных ячеек.
Аэрированные блоки создают в результате продувания под большим давлением воздуха через готовую смесь. При постепенном снижении давления, добиваются насыщения состава пузырьками, в результате получают после полного высыхания материала ячеистую структуру.

Разновидности ячеистых блоков

Существует различие по плотности блоков, их форме, учитывая марку изделия.

Плотность блока, сделанного из ячеистого материала, имеет марки в диапазоне D300 — D1200. Подобные цифры характеризуют удельный вес 1 м3 блока.

С помощью автоклавного метода получают блоки правильной геометрической формы, поэтому нет необходимости пользоваться цементным раствором для укладки изделий. Фиксация блоков возможна с помощью специального клея, слой которого составляет всего 2-3 мм.

Совет ! Для повышения сцепления, рабочую поверхность блоков делают рифленой. Снижение веса достигается с помощью цилиндрических полостей.

Характеристика размеров и форм изделий

Подобные изделия имеют форму правильного параллелепипеда, они соответствуют ГОСТ 21520-89. Чаще всего в строительстве несущих стен применяют блоки с параметрами 400х200х200 мм и 600х300х200 мм. Менее массивные блоки выбирают для возведения межкомнатных перекрытий.

Блоки имеют плотность в диапазоне 35 — 150 кг/см2, показатель зависит от марки и плотности.
Теплопроводность зависит от плотности, представлена в интервале 0,11 – 0,16 Вт/м. град
Блоки имеют усадочную деформацию во время высыхания порядка 0, 35 – 0,47 мм/м.
Огнеупорные характеристики должны соответствовать ГОСТ 30244-94.
Показатель поглощения воды для пенобетона представлен в диапазоне 12- 70%, для газобетона – 20-35 %.
Цена блоков определяется их плотностью, в среднем 1 м3 составит 2300-3500 рублей.

Преимущества и недостатки ячеистых форм

К преимуществам ячеистых форм относят:

гармоничное сочетание с натуральным деревом и камнем;
прекрасные технические характеристики: прочность на сжатие, стойкость к повышенной влажности, негорючесть, легкость обработки, незначительный вес, низкая теплопроводность;
дома, возведенные из подобных блоков, получили положительные отзывы в различных климатических зонах, в них создается отличный микроклимат;
блоки способны выдерживать все перекрытия, подходят в качестве утеплителя при строительстве многослойных стен;
нет необходимости проводить дополнительные мероприятия по повышению звукоизоляции в помещении;
благодаря укладке блоков на клеящий специальный состав, сделанный из сухих смесей, можно избежать появления «мостов холода»;

Недостатками ячеистых форм являются:

хрупкость;
недостаточная прочность.

Если правильно рассчитать конструкцию, можно убрать подобные недостатки, гарантировать прочность и долговечность возводимых сооружений.

Специфика транспортировки изделий

Перевозку осуществляют железнодорожным либо автомобильным транспортом. Для сохранности блоков, готовые изделия размещают на специальных поддонах, упаковывают полимерной пленкой.