Обзор бетонов с ячеистой структурой

2 Разновидности ячеистого бетона

Представленная выше информация относится к ячеистому бетону в целом, однако он классифицируется на две разновидности, которые отличаются техническими характеристиками и рядом индивидуальных особенностей. Рассмотрим каждый из них подробнее.

2.1 Газобетон

Газобетон изготавливается из смеси кварцевого песка, извести, воды, цемента, гипсового камня и алюминиевой пудры, выступающей в качестве катализатора появления ячеек. После смешивания состав помещается в камеру, где происходит реакция пенообразования. Далее частично застывшая масса перемещается в блок резки, где посредством ленточных пил она разрезается на блоки либо плиты. Изделия загружаются в специальное оборудование — автоклавную печь, где при температуре 185 происходит их твердение. Эта технология может быть реализована исключительно в заводских условиях, она обеспечивает лучшую среди всех видов ячеистых материалов прочность итоговых изделий.

Технические характеристики газобетона D500 (плотность 500 кг/м3):

• прочность — 2.5 МПа;
• усадка при высыхании — не более 0.26 мм/м;
• морозостойкость — F35;
• класс горючести — НГ (негорючий);
• коэфф. теплопроводности — 0.11 Вт/мК;
• коэфф. паропроницаемости — 0.2;
• объемное влагопоглощение — до 20%;
• класс экологичности — 2;
• вес м2 кладки — 240 кг.

Газобетон

Газобетонные стеновые блоки, согласно положениям ГОСТ №21520, производятся в стандартных размерах — ширина 600 мм, высота — 250 мм, ширина изделий может варьироваться в пределах 100-400 мм (100, 150, 200, 300, 375 и 400 мм). Отметим, что при одинаковой плотности газобетон будет всегда прочнее, чем пенобетон, за счет термозакалки на стадии производства.

Стоимость кубометра стеновых блоков составляет 60-90 долларов, в зависимости от производителя. Среди проверенных отечественных компаний выделим фирмы «Геркулес» и «Аерок».

2.2 Пенобетон

Технология производства данного материала значительно проще, что позволяет изготавливать его непосредственно на строительной площадке либо в домашних условиях. В состав пенобетона входит цемент, песок, вода и химический пенообразователь. При этом пена приготавливается отдельно, и уже после подмешивается в готовый цементно-песчаный раствор.

Пенобетон более молодой стройматериал, он появился около 30 лет назад, тогда как дома из газосиликата возводятся уже свыше 70 лет. В прямом сравнении по эксплуатационным параметрам он проигрывает газобетону, однако стоимость пенобетона на порядок ниже — цена кубометра материала варьируется в пределах 50-70 долларов.

Технические характеристики пенобетона D500:

• прочность — 1.3 МПа;
• усадка при высыхании — 3-5 мм/м;
• морозостойкость — F25;
• коэфф. теплопроводности — 0.12 Вт/мК;
• коэфф. паропроницаемости — 0.14;
• объемное влагопоглощение — до 16%;
• класс экологичности — 2.

Кладка стены из пенобетона

Для кладки стен допустимо использовать пеноблоки плотностью не мене D500. Сама кладка выполняется с помощью специального клея, что является дополнительным преимуществом данных стройматериалов — расход клея меньше, чем цементно-песчаного раствора, также он обеспечивает отсутствие мостиков холода в стене. Качественным составом является клей для ячеистых блоков Bergauf Praktik. При стандартной толщине межкладочного шва в 2 мм его расход составляет 26 кг/м3 блоков. Реализуется клей в мешках объемом 30 кг, стоимость одного мешка — 280 рублей.

Что выгоднее использовать – газобетон или пенобетон

Все ячеистые бетоны считаются более экономически выгодным вариантом по сравнению с кирпичом. Пенобетон стоит дешевле, но это не значит, что при прочих равных условиях удастся сэкономить на строительстве.

Нужно составить предварительную смету и пройтись по всем пунктам. Например, для кладки газоблоков нужен дорогостоящий специальный клей. Но толщина шва минимальна, поэтому его расход будет небольшим. Для пеноблоков используется более дешевая цементно-песчаная смесь, но, чтобы не было мостиков холода лучше взять материал с повышенными теплоизоляционными характеристиками, а он сам по себе стоит дороже. Из-за неровной поверхности блоков расход будет большим, поэтому особой экономии не выйдет. Единственный недостаток клея заключается в том, что он требует определенных навыков работы. С цементно-песчаной смесью работать несложно. Если вы нанимаете строителей, они справятся с клеем. Но начинающим мастерам будет проще работать с пеноблоком и смесью.

Сравнение пенобетона и газобетона

Характеристика	Газобетон	Пенобетон
Коэффициент теплопроводности	0,084-0,147	0,22-0,37
Марки по плотности	300, 400, 500,	600, 700, 800, 900
Прочность	Класс B2,5 при D400	Класс B2,5 при D700-800
Паропроницаемость	У газобетона выше, чем у пенобетона при одинаковой плотности
Отклонения геометрических размеров	+/- 1 мм	До 30 мм
Кладка, толщина шва	Кладка на клей. Шов 1-3 мм	На песчано-цементный раствор. Шов до 16мм
Фундамент	Пенобетон обладает более высоким удельным весом, ввиду этого при одной и той же прочности нагрузка на фундамент у пенобетона более высокая
Монтаж	Т.к. пенобетонные блоки тяжелее, с ними труднее реализовывать работы по возведению стены и дальнейшей их отделке
Работа с материалом	Пенобетонные блоки более плотные и неравномерные по структуре, поэтому они сложнее пилятся
Долговечность	Более 100 лет	Около 50 лет

Тем более, что пенобетон обязательно нуждается в дополнительном армировании. Оно необходимо даже при возведении небольших зданий вроде бани или хозяйственной постройки. Это тоже увеличивает расходы на строительство.

Газобетон не нуждается в дополнительном выравнивании. Пенобетон нужно как минимум штукатурить – и тут расходы опять возрастают. Поэтому более дешевый на первый взгляд материал на самом деле в итоге даст более высокую сумму в смете. Газобетон же является более выгодным вариантом – с точки зрения как технических, так и экономических характеристик.

Что такое газоблок: особенности производства и характеристики материала

Газоблоки представляют собой еще одну разновидность ячеистых бетонов. По технологии производства они почти ничем не отличаются от пенобетона. Но небольшие отличия все-таки есть. И эти, малозаметные на первый взгляд, нюансы дают довольно ощутимые различия.

Поэтому начинать рассмотрение вопроса, в чем разница между пенобетоном и газобетоном, нужно со сравнения технологии. Газобетон производится так:

1.              Смешивают исходные компоненты – портландцемент, песок, воду и фиброволокно. Компоненты Газообразующим веществом в этом случае является алюминиевая паста. После того, как ее добавляют в смесь, начинается химическая реакция, сопровождающаяся выделение газа.

2.              Раствор разливают по формам, но так, чтобы они были заполнены только на какую-то часть, поскольку смесь будет увеличиваться в объеме. Когда это произойдет, лишнюю массу из формы убирают. Обычно это случается в течение двух часов.

3.              После этого блоки отправляют в автоклав на просушивание под высоким давлением.

Такая технология позволяет получить блоки равномерной плотности. В заводских условиях им придают идеально точные геометрические размеры. На стройплощадке этого добиться невозможно.

Газоблоки обладают такими свойствами как:

•               небольшой вес, который составляет чуть больше трети от веса кирпича того же объема;

•               экологическая чистота и безопасность, поскольку в основе только минеральные компоненты, а используемая алюминиевая паста в процессе химической реакции растворяется и образует безвредный оксид алюминия;

•               высокие теплоизоляционные характеристики – воздух, который заполняет все поры, сам по себе выполняет функции изолятора, и в итоге газоблоки аккумулируют тепло;

•               морозоустойчивость – в среднем такие блоки выдерживают 25-30 циклов – при условии, что были соблюдены все правила строительства;

•               пожарная безопасность – материал не горит и может выдерживать прямое воздействие огня в течение 3-7 часов.

Поры при этом образуются мелкие, но открытые. И в этом заключается недостаток газобетона, поскольку они делают его гигроскопичным материалом, быстро впитывающим и отдающим воду. Поэтому здания из газоблоков нуждаются в дополнительной защите и гидроизоляции.

Что входит в состав?

Ячеистый бетон состоит из нескольких компонентов. Одни из них выполняют вяжущее действие, другие — заполняющее. В роли заполнителя чаще всего выступает воздух. Вяжущими составляющими являются такие компоненты:

Для связывания заполнителя используется несколько компонентов.

• Портландцемент. Это сырье также используют при изготовлении газо- и пенобетона.
• Известь. Этот компонент придает готовым блокам теплоизоляционные способности, но увеличивает влаговпитываемость.
• Сланцезольные смеси. На основе этого сырья производятся газошлакобетонные блоки.
• Гипс. Наличие этого материала делает готовый стройматериал более легким.

Плюсы и минусы газобетона

Газобетонные блоки имеют небольшой вес, в итоге они не создают большой нагрузки на основание здания. Также для их кладки требуется минимальное количество раствора, так как швы между ними необходимо делать как можно тоньше. Еще одна положительная характеристика – это морозоустойчивость. Они способны выдерживать многократное замораживание и оттаивание. Их применяют для строительства сооружений в холодных климатических зонах.

Поры блоков из газобетона – закрытые, поэтому бетон слабо впитывает в себя воду, но при этом обладает хорошей паропроницаемостью. В здании, построенном из газобетонного материала, воздух всегда будет иметь оптимальную влажность. К минусам относят необходимость отделки финишным покрытием, чтобы защитить газобетон от внешних воздействий, иначе он быстро начнет терять свои свойства.

Пенобетон

Пенобетон – это ячеистый материал с закрытыми порами, наполненными воздухом. Для его производства не требуется использования специального оборудования.

Для изготовления пенобетона нужны следующие компоненты:

• цемент;
• песок;
• вода;
• пена.

Ячейки появляются в процессе перемешивания компонентов, а не в результате химической реакции.

Существует несколько методов изготовления пенобетонных ячеистых блоков неавтоклавного твердения:

• классический;
• сухой;
• в барокамерах.

В первом случае пену готовят в пеногенераторе, после чего ее выливают в смесь, состоящую из песка, цемента и воды. При втором методе в песок с цементом добавляется сначала пена, а лишь затем вливается вода. Третий способ является наиболее сложным, так как для него необходимо повышенное давление. Пену смешивают с водой, после чего всыпается песок и цемент. При производстве пенобетона могут добавляться и другие компоненты, например, керамзит, опилки, пенополистирол и тому подобное. Благодаря им можно улучшать характеристики.

По плотности этот материал делится на 3 марки:

• Теплоизоляционный. Его плотность не превышает 500 кг/м3. Обозначается маркировкой, начиная от D300 и до D500. Этот газобетон обладает наименьшей прочностью по сравнению с другими марками, но зато теплоизоляционные характеристики – одни из самых лучших. Поэтому его используют как теплоизоляцию.
• Конструкционно-теплоизоляционный. К этому типу относят блоки с плотностью от 600 до 800 кг/м3, маркировка – D600-D800. Именно этот вид чаще применяется в частном строительстве для возведения зданий с небольшим количеством этажей. Обладает и хорошей прочностью на сжатие и оптимальными теплоизоляционными свойствами.
• Конструкционный. Изготавливается прочностью от 900 до 1200 кг/м3, обозначается маркировкой D900-D1200. Используется для многоэтажных зданий. Относительно предыдущих марок имеет самые низкие теплоизоляционные свойства, поэтому потребуется дополнительный монтаж утепляющего слоя.

Производится разных размеров – более широкие прямоугольные применяются для возведения несущих стен, а узкие – для создания перегородок.

Пенобетон или газобетон: что лучше?

Итак, в чем разница между пенобетоном и газобетоном, или никаких отличий нет? Оба этих материала принадлежат к представителям ячеистых (легких) бетонов и в основе своей содержат портландцемент. Однако они несколько отличаются по составу и производству.

• Газобетонные блоки становятся пористыми за счет введения алюминиевой пасты с известью, при изготовлении массу, как правило, прогревают в автоклаве.
• Пеноблоки содержат специальный пеноконцентрат, образующий поры, а сушка их зачастую происходит естественным образом – на воздухе.

Чем отличается пенобетон от газобетона, в чем их плюсы и минусы, расскажем далее.

О том, что лучше, пенобетон или газобетон, расскажет следующее видео:

Как отличить друг от друга?

Как отличить газобетон от пенобетона?

• Белоснежный газобетон и серый (цементно-бетонного цвета) пенобетон легко визуально отличить друг от друга.
• Последний дешевле – где-то на одну пятую.
• Однако если рассчитывать затраты на строительство, оказывается, что пеноблоков нужно брать больше, чем газоблоков.
• И укладывать их дороже, так как для этого придется делать цементный раствор. А для газобетона нужен особый клей, которого расходуется значительно меньше, а сама укладка происходит быстрее.
• За счет тонких швов газобетонные стены будут теплее.

Далее мы изучим, отличия пенобетона от газобетона и скажем, что надежнее, крепче, легче и лучше для строительства.

Блоки из пенобетона и газобетона

Технические параметры

Теперь сравним основные технические параметры:

• Размеры более стабильные у газобетона (заводские условия позволяют этого добиться).
• Впитывание влаги у пенобетона значительно ниже (необработанные газоблоки, подобно губкам, всасывают воду, но не разрушаются при этом). Соответственно, более морозостойкими являются пеноблоки.
• По плотности (определяющей прочность) оба материала имеют плавающие показатели: от 300 до 1,2 тысячи килограммов на метр кубический. У пенобетона прочность очень зависит от качества пеноконцентрата. Газоблоки обладают одинаковой прочностью по всему объему, пеноблоки – нет. При одинаковой плотности прочнее газобетон.
• Усадка у стены из пеноблоков больше – 1-3 миллиметра на метр. Поэтому в ней порой возникают трещины. Газобетонные стены с усадкой не более 0,5 миллиметра на метр обычно не трескаются.
• Теплоизоляционные свойства у пенобетона (который обладает малой плотностью) лучше. Ведь он более «пузырчатый» по структуре.

Что касается безопасности в плане экологии, легкости, огнеупорности и долговечности, то оба материала вполне на уровне.

Сделав выводы, можно отметить, что несущие стены лучше возводить из газоблоков, а теплоизоляцию осуществлять из пеноблоков.

Теперь, когда мы сделали сравнение характеристик пенобетона и газобетона, выявили их преимущества, недостатки, рассмотрим и газосиликат в этой связи.

Плюсы и минусы ячеистого бетона

В последние годы он пользуется большим спросом на рынке. Многие отдают ему предпочтение перед другими материалами. В чем причина такой популярности? Давайте разберемся.

Мы сравним ячеистый бетон с:

• Тяжелым бетоном, керамическим и силикатным кирпичом
• Легкими бетонами на пористых заполнителях
• Бетонами на органических заполнителях

Рассмотрим каждый случай отдельно.

Бетон и кирпич – это два традиционных материала для строительства домов и зданий.

Их сравнение с ячеистым бетоном приведено в таблице ниже:

Как видно из таблицы, эти материалы – практически полная противоположность друг другу.

Плотные и прочные материалы наподобие бетона или кирпича отлично подходят для возведения несущих конструкций: фундаментов, свай, колонн, лестниц, каркасов зданий и тому подобных. Легкий и хрупкий ячеистый бетон для таких работ не годится. Зато он отлично показывает себя в ограждающих конструкциях: стенах, перегородках и перекрытиях. Именно поэтому один из типовых вариантов современных многоэтажек – это прочный железобетонный каркас, заполненный легким газоблоком или пеноблоком.

Ячеистый бетон против легкого бетона на пористых заполнителях

В строительстве применяют особые пористые щебень и гравий: керамзит, туф, вспученный перлит и вермикулит, шлак, аглопорит, шунгизит и прочие. Бетоны на их основе получаются гораздо легче, чем на обычных щебне и песке.

Легкие и ячеистые бетоны имеют схожие достоинства и недостатки:

• Малый вес
• Теплоизоляционные свойства
• Легкость в механической обработке
• Низкая прочность
• Низкая морозостойкость

Поэтому сфера применения у них в целом одинаковая.

Но у ячеистого бетона есть свои особенности:

• Ниже теплопроводностьВ большинстве случаев минимальная плотность легкого бетона – 500-600 кг/м3. У ячеистого этот показатель может опускаться до 200 кг/м3. А значит – он лучше удерживает тепло.
• Выше водопоглощениеПористость легких бетонов создается за счет воздуха в заполнителе, зерна которого покрыты слоем цемента. А ячеистый – это, по сути, поризованный цементно-песчаный раствор. Он активно впитывает в себя воду. Показатель водопоглощения у него может достигать 70-80%.
• Более сложная технология изготовленияЛегкий бетон замешивается точно так же, как и классический тяжелый. А для ячеистых блоков нужны специальные добавки и оборудование: порообразователи, мельницы для заполнителя, специальные смесители и так далее.

В принципе, эти материалы взаимозаменяемы. Вопрос только в том, какой вариант будет выгоднее в конкретном месте.

Например, керамзит производят из особых вспучивающихся глин. Они есть не во всех регионах России. И керамзитобетон на хорошем привозном заполнителе может быть дороже, чем газо- или пеноблок из местного сырья.

Или, предположим, в области не производят газоблок низкой плотности, только марки D600 и выше. Зато есть крупный завод по производству вспученного перлита, на котором можно замешать бетон плотностью 200-300 кг/м3. Понятно, что в этом случае выгоднее использовать перлитоблоки, чем заказывать газоблок из другого региона.

Ячеистый бетон против бетона на органических заполнителях

Бетон на основе органики – это материал относительно новый, но довольно популярный.

Он бывает двух видов:

• Арболит – на основе измельченной древесины, костры, соломы
• Полистиролбетон – на основе гранул пенополистирола

На первый взгляд у них те же самые плюсы, что и у ячеистого бетона: малый вес и теплоизоляционные свойства. Но есть здесь и свои нюансы.

Сравнение ячеистых бетонов и бетонов на органических заполнителях приведено в таблице ниже:

Из таблицы видны главные отличия ячеистых бетонов:

• Широкий ряд марок по плотности
• Более высокая прочность
• Универсальность: их можно использовать как в качестве утеплителя, так и при возведении несущих стен
• Негорючесть

Теперь вы знаете, чем ячеистый бетон отличается от других строительных материалов. В следующем разделе мы подробнее поговорим о его технических показателях.

Проведение испытаний

В соответствии с ГОСТ, существует набор методов испытаний изделий из ячеистых бетонов, при помощи которых осуществляется контроль качества материала на выходе, и соответствие его установленным показателям. Рассмотрим подробнее.

Таблица 4. Методы испытания ячеистых бетонов:

Направленность метода	Сущность
Определение усадки при высыхании	Заключается в проверке изменения длины испытанных образцов при изменении их влажности в пределах 5-35% от общей массы изделия.
Морозостойкость	Сущность метода заключается в попеременном воздействии на образцы, путем их замораживания и размораживания. Результатом проверки становится показатель, указывающий, какое количество таких циклов способно выдержать изделие, при этом прочность на сжатие не должна снизиться более чем на 15%, а масса изделия — более чем на 5%.Распространяется метод на ячеистый бетон плотностью свыше 500, то есть конструкционный и конструкционно-теплоизоляционный.
Прочность на сжатие	Проводят измерение минимального усилия, при котором происходит разрушение контрольного образца.
Теплопроводность	Метод заключается в создании потока тепла, который проходит через образец перпендикулярно к наибольшим граням. При этом производят измерение плотности такого потока, температуры граней изделия и толщины.
Отпускная влажность	В соответствии с ГОСТ 12730.2-78, метод заключается в испытании влажности бетона дробленых образцов, полученных после проверки прочности либо изъятых из уже готовых строений.ГОСТ 21718-84 описывает диэлькометрический метод, который основан на зависимости паропроницаемости образца (диэлектрической) от количества содержащейся в нем влаги, при условии положительной температуры.
Сорбционная влажность	Метод основан на измерении влажности образца при условии его предварительного высушивания до определенной постоянной массы и доведения его до равновесного состояния. Производят это в среде с влажностью воздуха от 40-97%, которая создается искусственно.
Средняя плотность	Продиктован ГОСТ 12730.1-78 и ГОСТ 17623-87. В последнем описан радиоизотопный метод, который основан на зависимости плотности бетона и характеристиками гамма-излучения.
Модуль упругости	Метод заключается в наблюдении изменений образца при воздействии на него, путем сжатия и растяжения. При этом составляется график в виде диаграммы, демонстрирующей зависимость деформации от нагрузки.
Паропроницаемость	Метод заключается в определении сопротивления изделий паропроницанию.
Призменная прочность	Метод заключается в постепенном воздействии на образцы путем оказания нагрузки вплоть до состояния разрушения. В процессе производят измерение деформации изделий.

Данные испытания проводятся с определенной периодичностью, также установленной ГОСТ. Многие из показателей содержит паспорт ячеистого бетона.

Готовые изделия

Из ячеистых бетонов изготавливаются стеновые блоки, плиты и образцы чашеобразной формы. Первые имеют прямоугольное поперечное сечение и примерно равные по высоте и ширине. Для вторых характерна сравнительно небольшая толщина. Габариты каждого из вариантов соблюдаются компактные, так как пористые материалы отличаются хрупкостью и низкой прочностью.

Чашеобразные заготовки из ячеистого бетонаИсточник brick-nn.ru

При более детальном рассмотрении заготовки для строительства дома производителями представлены в более широком ассортименте. Все они имеют свое назначение:

• малогабаритные стеновые блоки – конструкционный и конструкционно-теплоизоляционный материал применяется для возведения несущих конструкций высотой до 5 этажей (зависит от плотности и прочности);
• стеновые панели – высокопористый газобетон используется в качестве утепляющей прослойки в несущих стенах;
• габаритные плиты – без усиления высокопрочные образцы подходят для перегородок, в совокупности с армированием допустима укладка нагруженных конструкций;
• U-образные блоки – узкоспециализированные заготовки для устройства лотковых перемычек;
• конструкционные – могут быть использован для возведения плит перекрытия;
• пенобетонный раствор – применяется для строительства монолитных конструкций, заливки полов и перекрытий.

Плиты из ячеистого бетона для возведения перегородокИсточник torgdom-shop.ru

Все изделия в той или иной степени хорошо поддаются распиловке и шлифованию. Для транспортировки и монтажа дополнительное грузоподъемное оборудование не требуется. Блоки ячеистого бетона газонасыщенного типа отличаются высокой точностью в геометрических параметрах. Пенобетон имеет погрешности, но легко поддается корректировке.

Видео описание

В этом видео продемонстрирован автоматизированный процесс производства газонасыщенного ячеистого бетона на примере кубанского завода:

В этом видео на примере конкретного дома продемонстрировано поведение автоклавного

Видео описание

газобетона спустя 5 лет, который не был дополнительно отделан каким-либо материалом:

Коротко о главном

Ячеистый бетон – это пористый материал с содержанием воздуха до 85% от общего объема.

В состав для получения необходимой структуры добавляются газообразующие вещества либо вспенивающий раствор.

Сушка заводских заготовок проводится либо в естественных условиях с возможным подогревом посредством электрического оборудования либо в автоклавных печах под давлением с периодическим увлажнением.

В составе могут содержаться в разной пропорции цемент, гипс, известь, шлак, зола отходов металлургической промышленности.

Пенобетон отличается от газонасыщенного аналога замкнутостью ячеек, поэтому он обладает меньшим водопоглощением и лучше справляется с морозами.

Газобетон имеет большую плотность, что отражается на минимальной усадке конструкций, поэтому дальнейшее оштукатуривание стен можно проводить сразу после высыхания кладочного раствора.

Из ячеистого бетона производители предлагают на выбор конструкционные, конструкционно-теплоизоляционные и теплоизоляционные блоки, чашеобразные блоки, стеновые панели и относительно большие плиты.

Для материала характерна небольшая прочность и хрупкость, малый вес.