Ячеистый бетон
Главные тренды строительной области в наши дни – это сокращение сроков работ, снижение теплопотерь зданий и повышение безопасности конструкций. Традиционные материалы – дерево, бетон и кирпич – этим требованиям уже не всегда удовлетворяют в полной мере. Зато им удовлетворяет ячеистый бетон – особый материал, который отличается высокопористой структурой. С виду он напоминает пемзу, а один блок из него заменяет 10-20 обычных кирпичей, но при этом весит в 1,5-4 раза меньше.
- Ячеистый бетон
- Состав ячеистого бетона
- Виды ячеистого бетона
- По способу порообразования
- По назначению
- По условиям твердения
- По наличию армирования
- Плюсы и минусы ячеистого бетона
- Ячеистый бетон против тяжелого бетона, керамического и силикатного кирпича
- Ячеистый бетон против легкого бетона на пористых заполнителях
- Ячеистый бетон против бетона на органических заполнителях
- Газобетон и пенобетон: сравнительные характеристики
- Сфера применения ячеистого бетона
В этой статье мы расскажем, из чего состоит ячеистый бетон и какие разновидности у него бывают. Мы разберемся, какие достоинства и недостатки у него есть в сравнении с другими материалами. Также мы ответим на вопрос о том, что лучше: газоблок или пеноблок. А в конце статьи вы узнаете, какие изделия производят из ячеистого бетона и где они применяются.
Состав ячеистого бетона
Классический рецепт бетона прост: цемент, вода и сыпучий заполнитель. Ячеистый бетон изготавливается точно так же, но у него есть важная изюминка.
В его состав входят такие ингредиенты:
- Вяжущее вещество
В отличие от обычного бетона, где содержание вяжущего обычно не превышает 10-13%, в ячеистом это главный компонент. На него приходится около половины от общего объема камня. В качестве вяжущего чаще всего используют цемент, известь или смесь этих двух материалов. В статье Виды бетона по типу вяжущего вы можете больше узнать о том, чем материалы на их основе отличаются друг от друга. - Кремнеземистый заполнитель
Это сыпучий материал с высоким (не менее 95%) содержанием диоксида кремния (кремнезема). В подавляющем большинстве случаев используют кварцевый песок, реже – шлак или золу. Перед приготовлением ячеистого бетона заполнитель перемалывают до состояния тонкого порошка. Поэтому в ячеистом бетоне, в отличие от обычного, не видно вкраплений песчинок. Молотый песок сам становится химически активным и приобретает вяжущие свойства. Поэтому он работает как бы совместно с цементом. - Порообразователь
Ячеистый бетон отличается своей особой пористой структурой. Создать ее можно двумя путями: при помощи газообразующей добавки (алюминиевой пудры) или с использованием пенообразователей. Подробнее о разнице между этими двумя методами мы поговорим ниже. - Модифицирующие добавки
При производстве ячеистых бетонов нельзя обойтись без специальных присадок. В первую очередь это пластификаторы и ускорители твердения. Пластификаторы нужны для того, чтобы снизить отношение воды к цементу и тем самым увеличить прочность материала. Ускорители твердения заставляют бетон схватиться до того, как его пористая структура начнет разрушаться. При использовании газообразователей добавляют вещества, которые интенсифицируют выделение газа – например, каустическую соду. О том, как еще можно повлиять на свойства бетона, читайте в статье Виды добавок для бетона.
Это общая схема, по которой изготавливают все ячеистые бетоны.
А теперь давайте поговорим о том, какие разновидности этого материала существуют.
Виды ячеистого бетона
У каждого строительного материала есть свои классификации. Людям, которые только знакомятся с темой, бывает сложно в них разобраться.
Мы рассмотрим виды ячеистого бетона по:
- Способу порообразования
- Назначению
- Условиям твердения
- Наличию армирования
Давайте остановимся на каждом пункте подробнее.
По способу порообразования
Это основная классификация ячеистых бетонов. Именно на нее в первую очередь обращают внимание при выборе материала.
Здесь есть всего два вида:
- Газобетон
Его получают путем добавления алюминиевой пудры или пасты в цементно-песчаный или известково-песчаный раствор. Алюминий вступает в реакции с вяжущим, в ходе которых образуется водород. Под давлением газа бетонная смесь поднимается, словно тесто, становится пористой и легкой.
Подробнее об этом материале и его особенностях вы можете прочитать в нашей статье Газобетон. - Пенобетон
В этом случае роль порообразователя играет стойкая техническая пена, которую получают из пенообразователя (ПО). ПО могут взбивать отдельно (в пеногенераторе) и вмешивать в готовый раствор или добавлять в бетонную смесь в виде раствора, а потом взбивать все вместе под давлением.
Больше узнать об этом материале вы можете в нашей статье Пенобетон.
Существует еще газопенобетон, который получают комбинацией обоих методов. Но на практике его не применяют.
Газо- и пенобетон очень похожи по своим свойствам. Но технические показатели у них немного разные. Позже мы их подробно сравним.
По назначению
Важно помнить, что полностью универсальных стройматериалов не бывает. Каждый из них хорош в той области применения, для которой он предназначен.
В зависимости от этого ячеистый бетон делится на три вида:
- Теплоизоляционный
Это материал с самыми низкими плотностью и теплопроводностью. Но в комплекте с ними идет и маленький запас прочности. Такой бетон нельзя подвергать нагрузкам. Но он хорошо подходит для заливки утепляющих слоев или в составе ограждающих конструкций при прочном каркасе (например, стальном или железобетонном).
Теплоизоляционными считаются ячеистые блоки с плотностью от 200 до 500 кг/м3 (марки D200-D500). - Конструкционно-теплоизоляционный
Это самая популярная разновидность для постройки частных домов. Она сочетает в себе низкую теплопроводность и неплохие показатели прочности. Такой материал подходит даже для возведения несущих стен высотой до 2-3 этажей (как правило, с армированием кладки). Он имеет плотность от 450 до 900 кг/м3 (марки D450-D900). - Конструкционный
Он – самый плотный из ячеистых бетонов. Но в строительстве он востребован меньше, потому что не дает ни высокой прочности (по сравнению с обычным кирпичом), ни хорошей теплоизоляции. В основном его используют самостройщики, которые замешивают бетон в домашних условиях. А массово производить такой материал просто-напросто невыгодно.
Его плотность варьируется в пределах от 800 до 1200 кг/м3 (марки D800-D1200).
Перед заказом газо- и пеноблоков важно заранее понять, какой из этих видов нужен для вашей задачи. Их технические характеристики мы приведем ниже.
По условиям твердения
Бетон твердеет без дополнительной «помощи» – только за счет реакции цемента с водой. Но иногда его подвергают тепловлажностной обработке (ТВО) для того, чтобы получить материал с особыми свойствами.
Ячеистый бетон делится на два вида:
- Неавтоклавный
Он набирает прочность в обычных условиях. Иногда его пропаривают или прогревают, чтобы сократить срок твердения с 28 суток до пары недель или даже суток. Но на свойствах материала это особо не сказывается. - Автоклавный
Для его производства нужна специальная установка – автоклав. Он стоит дорого и потребляет много энергии, поэтому его используют только на крупных заводах с большим оборотом продукции.
В автоклаве бетонные изделия несколько часов пропаривают при температуре 160-190°С и давлении в 9-15 атмосфер. При таких условиях кремнезем в заполнителе вступает в реакцию с известью в составе вяжущего. В итоге образуются новые соединения, в том числе гидросиликаты кальция. Поэтому автоклавные ячеистые бетоны еще называют пено- или газосиликатами. Показатели прочности у них выше, чем у изделий естественного твердения.
И газо-, и пенобетон могут быть обоих видов. Но в России в основном производят либо автоклавный газобетон, либо неавтоклавный пенобетон. Именно эти две разновидности мы будем иметь в виду в нашей статье.
По наличию армирования
Арматура играет важную роль в бетоне. Она увеличивает прочность материала на растяжение, потому что у самого бетона она очень низкая. Это особенно важно для конструкций, которые подвергаются изгибающим нагрузкам: фундаментов, балок, плит.
Ячеистый бетон может быть:
- Неармированным
Все стеновые блоки относятся к этой разновидности. Их производят без использования арматуры. - Дисперсно-армированным
Называется он так потому, что роль армирования в нем играет фибра. Это тонкое волокно, которое равномерно распределено в толще материала. Некоторые производители пенобетона добавляют пенопропиленовую или другую полимерную фибру в свои изделия. Она защищает блоки от растрескивания при падении или ударе. Это очень полезное свойство, потому что хрупкие пеноблоки часто повреждаются при транспортировке. В газобетоне же такую фибру не используют, потому что полипропилен плавится при автоклавной обработке и теряет армирующие свойства. - Армированным
Усиление ячеистых изделий арматурой – это довольно редкий вариант. Он используется при производстве перемычек и плит перекрытия. Кроме того, армируют несущие стены из монолитного пенобетона. Сама арматура может быть как традиционной – из стали – так и композитной, из стеклопластика.
Мы рассмотрели основные виды ячеистых бетонов. Больше узнать о том, какие у них бывают альтернативы, вы можете в нашей статье Виды бетона.
А в продолжении статьи мы поговорим о том, какие достоинства и недостатки есть у этого материала.
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.
Ячеистый бетон против тяжелого бетона, керамического и силикатного кирпича
Бетон и кирпич – это два традиционных материала для строительства домов и зданий.
Их сравнение с ячеистым бетоном приведено в таблице ниже:
Ячеистый бетон | Тяжелый бетон, керамический кирпич, силикатный кирпич | |
Плюсы | + Маленький вес
+ Хорошие теплоизоляционные свойства + Легкость в обработке: сверлении, нарезке + Высокая скорость строительства (при использовании готовых блоков) |
+ Высокая прочность
+ Стойкость к деформациям + Высокая морозостойкость + Низкая стоимость |
Минусы | — Низкая прочность
— Высокое водопоглощение — Низкая морозостойкость — Материал плохо держит крепеж — Высокая стоимость |
— Большой вес
— Высокая теплопроводность — Материал сложно сверлить и резать — Медленные темпы строительства |
Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:
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 теплопроводность
В 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 водопоглощение
Пористость 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 изготовления
Легкий 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:
Показатель | Ячеистый бетон (газобетон, пенобетон) | Арболит | Полистиролбетон |
Плотность, кг/м3 | 200-1200 | 450-1000 | 150-600 |
Класс (марка) по прочности | В0,35-В12,5
(М3-М150) |
В0,35-В3,5
(М5-М50) |
В0,35-В2,5
(М2-М20) |
Теплопроводность, Вт/(м·°С) | 0,05-0,35 | 0,06-0,17 | 0,051-0,135 |
Водопоглощение | Высокое | Высокое | Низкое |
Группа по горючести | НГ (негорючий) | Г1 (слабогорючий) | |
Токсичность продуктов горения | Отсутствует | Малая | Умеренная |
Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:
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.
Газобетон и пенобетон: сравнительные характеристики
Итак, вы уже определись, что хотите строить из ячеистого бетона. Но что конкретно выбрать: газобетон или пенобетон?
Чтобы ответить на этот вопрос, нужно сначала сравнить их по ряду показателей:
Показатель | Газобетон | Пенобетон | |
ГОСТ | ГОСТ 31359-2007 | ГОСТ 25485-2019 | |
Способ порообразования | Алюминиевая пудра | Пена | |
Вид вяжущего | Известь или известь + цемент | Цемент | |
Цвет | Белый | Серый | |
Вид пор | Открытые и закрытые | В основном закрытые | |
Условия твердения | Автоклавный | Неавтоклавный | |
Способ формовки | Нарезка массива | Заливка в индивидуальные формы | |
Армирование фиброй | Нет | Есть у некоторых производителей | |
Возможность монолитного строительства | Нет | Да | |
Виды производств | В основном крупные заводы | В основном мелкие предприятия | |
Марки по плотности | D200-D1200
(в основном D300-D600) |
D200-D1000
(в основном D600 и выше) |
|
Классы (марки) по прочности | Теплоизоляционный | Не ниже B0,35 (М3)* | B0,5-B1,5
(М5-М15) |
Конструкционно-теплоизоляционный | Не ниже B1,5 (М15)* | B1-B10
(М15-М150) |
|
Конструкционный | Не ниже B3,5 (М50)* | B7,5-B12,5
(М100-М150) |
|
Водопоглощение | Высокое | Низкое | |
Морозостойкость, циклы | 15-100 | 15-50 | |
Теплопроводность, Вт/(м·°С) | 0,048-0,28 | 0,08-0,35 | |
Усадка при высыхании, мм/м | Не больше 0,4-0,7 | Не больше 3 | |
Относительная стоимость** | Выше | Ниже |
* Это минимальные требования по ГОСТу. На практике прочность автоклавного газобетона в среднем на 25-60% выше прочности неавтоклавного пенобетона при одной и той же плотности.
** С учетом ресурсоемкости производства. Реальная стоимость материалов зависит от ситуации в конкретном регионе и дальности доставки.
Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:
Из этой таблицы видно, что по большинству показателей (кроме водопоглощения и стоимости) газобетон превосходит пенобетон. Но нужно учесть, что речь идет не столько о характеристике материалов, сколько о качестве реальной продукции на рынке.
Нужно учитывать еще такие нюансы:
- Подавляющая доля газобетона производится на крупных заводах. Это серьезные предприятия, которые вкладываются в современное оборудование, технологический контроль и квалифицированные кадры. Естественно, качество изделий с такого завода будет выше.
- Производство пенобетона наладить проще, и этим чаще занимаются мелкие предприниматели. Среди них есть ответственные производители, которые дорожат репутацией и выпускают продукцию по всем стандартам. А есть и такие, которые штампуют дешевые блоки низкого качества.
Вывод можно сделать такой. Если вы не хотите рисковать, то заказывайте автоклавный газоблок. Лучше всего – с завода, который уже доказал качество своей продукции. В этом вам может помочь статья Производители газобетона.
Также вы можете промониторить ситуацию в своем регионе. Возможно, в вашей области есть достойные производители пеноблоков, которые предлагают качественный продукт по выгодной цене. Самые крупные производства приведены в нашей статье Производители пенобетона.
А напоследок мы коротко скажем, в каких областях можно использовать пено- и газобетоны.
Сфера применения ячеистого бетона
Этот материал имеет сравнительно короткую историю. В СССР его начали применять в 50-60-е годы XX века – изначально в качестве утеплителя. Через некоторое время получили конструкционный газо- и пенобетон, и это привело к настоящему буму в строительстве.
В наши дни ячеистые бетоны (в первую очередь газоблок) – это один из самых популярных стройматериалов. И спрос на них неуклонно растет.
Из газо- и пенобетона производят такие готовые изделия:
- Стеновые блоки
- Перегородочные блоки
- Пазогребневые плиты
- U-блоки
- О-блоки
- Армированные перемычки
- Плиты перекрытий
- Фасадные панели
А неавтоклавный ячеистый бетон также используют в виде смесей.
Их используют при:
- Заливке монолитных стен и перегородок
- Заливке перекрытий
- Утеплении полов, стен, чердаков
- Теплоизоляции печей, каминов, промышленных холодильников
- Утеплении труб и коммуникаций
- Производстве декоративных элементов
Больше узнать об использовании этого материала вы можете в статье Применение ячеистого бетона.
Подведем итог всему сказанному выше.
Ячеистый бетон – это особый материал, который производят по технологии бетона с добавлением порообразователя. За счет этого он имеет пористую структуру, маленький вес и низкую теплопроводность, легко режется и сверлится. По свойствам он похож на легкий бетон, арболит и полистиролбетон. По способу порообразования этот материал делится на газобетон (с добавлением алюминиевой пудры) и пенобетон (с добавлением технической пены). По условиям твердения он бывает автоклавный и неавтоклавный. В России производят в основном автоклавный газобетон и неавтоклавный пенобетон. Оба материала используются при обустройстве теплоизоляции и возведении стен.