Газобетон — это легкий пористый материал, получаемый в результате твердения смеси гидравлического вяжущего, тонкодисперсного кремнеземистого компонента, воды и газообразователя. Размеры изготавливаемых производителями блоков обычно стандартные — от 50(200(600 мм до 400(200(600 мм. По структуре газобетон относится к группе ячеистых бетонов, названных так из-за наличия в искусственных камнях этого вида равномерно распределенных сферических пор размером от 1 до 3 мм в диаметре. Различают газобетоны автоклавного и неавтоклавного твердения (пропаривание или воздушное твердение). К семейству ячеистых бетонов по способу парообразования относятся также пенобетон и газопенобетоны.
СВОЙСТВА ГАЗОБЕТОНА
Легкость. Газобетон — легкий строительный материал, объемный вес которого может варьироваться в диапазоне от 300 до 1200 кг/м3. Однако в настоящее время, учитывая комплексные требования к современным строительным материалам, прежде всего по теплопроводности, оптимально выпускать ячеистые бетоны с минимальным объемным весом 400–600 кг/м3. Стандартный мелкий блок из ячеистого бетона (ГОСТ 21520-89), марки плотности Д500, размером 300(188(575 мм имеет массу до 20 кг и может заменить в ограждающей стене толщиной 640 мм 28 кирпичей, вес которых составляет 120 кг.
Быстрота и экономичность возводимых конструкций. За счет относительно больших габаритов газобетонного блока и его малого веса (не требуется специальных подъемных механизмов) существенно (по некоторым оценкам — в 4 раза) возрастает скорость строительства. Соответственно меньше становятся трудозатраты, в 5–7 раз меньше расход сцепляющих веществ — клея или раствора. Все это уменьшает общую стоимость возводимого здания. Простота обработки. Газобетон легко обрабатывается любым режущим инструментом, пилится, штрабится.
Низкая теплопроводность. Стены, выполненные из газобетона, полностью соответствуют новым требованиям СНиП по сопротивлению теплопередаче ограждающих конструкций жилых и общественных зданий. Коэффициент теплопроводности газобетона в сухом состоянии — 0,12 Вт/м °С, при влажности 12% — 0,145 Вт/м °С. В нашем регионе возможно устройство стен из газобетонных блоков (плотностью не более 500 кг/м3) толщиной 500 мм.
Широко известны и теплоаккумуляционные свойства газобетона. По теплопроводности блоки стандартной толщины (375 мм) эквивалентны 600-миллиметровой кирпичной кладке. Энергосбережение в настоящее время является одним из наиболее важных показателей. При применении газобетона наилучшие показатели по этому параметру достигаются путем использования этого материала с наименьшим объемным весом. В Европе применяют газобетон с объемным весом 500 кг/м3. Отечественные производители и производители из стран СНГ уже научились изготавливать газобетон плотностью 400 кг/м3 — характеристики по теплопроводности и морозостойкости у него существенно выше (коэффициент теплопроводности 0,10 Вт/м °С, марка по прочности В1,5, морозостойкость не менее 25 циклов).
Казалось бы, чем меньше плотность, тем меньше и теплопроводность материала (работает «эффект шубы», когда плохой проводник тепла — воздух — занимает в материале все больше места). Но применять в строительстве газобетон плотности меньшей чем 400 кг/м3 возможно только в качестве утеплителя, из-за его низких прочностных характеристик.
Экологичность. Современный газобетон производится из песка, извести, цемента и алюминиевой пудры. Он не выделяет токсичных веществ и по своей экологичности уступает лишь дереву, но при этом не гниет и не стареет. Экологическая чистота применяемых сырьевых материалов гарантирует полную безопасность газобетонных изделий для человека. Радиационный фон газобетона не превышает 9–11 мкр/ч. Это пористый материал, поэтому в доме, построенном из газобетона, дышится так же легко, как и в деревянном.
Звукоизоляционные свойства газобетона, благодаря его пористой ячеистой структуре, в 10 раз выше, чем у кирпичной кладки. При наличии воздушного зазора между слоями газобетона или при отделке поверхности стен более плотными материалами, обеспечивается звукоизоляция в 45–50 дБ.
Пожаробезопасность. Поскольку для изготовления газобетона берется лишь природное минеральное сырье, то нет и опасности возгорания. Газобетон, будучи неорганическим и негорючим материалом, выдерживает одностороннее воздействие огня в течение 3–7 ч. Это материал, способный защитить металлические конструкции от прямого воздействия огня. Газобетон морозостоек, что объясняется наличием резервных пор, в которые вытесняется при замерзании лед и вода. Сам материал при этом не разрушается. Считается, что при соблюдении технологии строительства морозостойкость материала превышает 200 циклов. При низкой объемной массе (например, 500 кг/м3) газобетон имеет достаточно высокую прочность на сжатие — 28–40 кгс/см3, за счет автоклавной обработки (для сравнения: пенобетон — 10–15 кгс/ см3).
Конструкционность. За счет совершенствования технологических процессов, точности резки, обеспечивающей погрешность не более 0,5–1 мм, предприятиям-производителям удается выпускать широкий ассортимент продукции. Обычно производятся блоки с размерами 600(250 мм различной толщины (от 50 до 500 мм с шагом 25 мм), а также перемычки, плиты перекрытий и покрытий под рулонную кровлю, U-образные блоки, служащие опалубкой для заливки монолитных поясов и оконных перемычек непосредственно по месту. Для объективного рассмотрения некоторых характеристик, таких как долговечность, морозостойкость и пр., не хватает практики: построенные из кирпича дома стоят несколько сотен лет, а здания из газобетона стали строить относительно недавно, поэтому многие показатели газобетона известны лишь из теории.
ПРОИЗВОДСТВО ГАЗОБЕТОНА
Для изготовления газобетона вначале приготавливают смесь из цемента, извести, гипса и алюминиевого порошка. При необходимости, для придания газобетону дополнительных свойств, вводят специальные добавки. Полученную смесь формуют и нарезают на готовые кирпичи-камни. Газобетон, изготовленный по разной технологии, существенно отличается и по своим свойствам. При неавтоклавном производстве смесь для получения газобетона оставляют твердеть в обычных условиях. Это относительно дешевый способ: минимальны затраты электроэнергии, нет нужды применять специальное оборудование. Несомненно, при существенном росте цен на энергоносители, повышении доли транспортных расходов в себестоимости продукции, этот вид производства заслуживает внимания, в особенности при проектировании и строительстве малоэтажных домов.
Производство неавтоклавного газобетона получило развитие еще в начале XX в. Ячеистый бетон приготавливали на основе портландцемента, а затем стали применять вяжущие на основе шлаков и зол. Удавалось получить не только теплоизоляционный, но и конструкционный газобетон для ограждающих конструкций малоэтажных зданий. Сегодня неавтоклавный газобетон изготавливается с применением современного технологического оборудования, новых видов тепловлажностной обработки. Подобраны оптимальные составы газобетонной смеси с учетом достижений в области диспергирования материалов.
Поризация смеси осуществляется на стадии формирования материала за счет взаимодействия газообразователя (алюминиевой пудры) со щелочью. Образующийся в результате коррозии алюминия водород выделяется в свободном состоянии в виде газовых пузырьков, используемых для вспучивания газобетонной массы. Данная технологическая стадия, особенно в неавтоклавной технологии, является весьма ответственной, предопределяющей формирование пористой структуры материала. Для улучшения свойств неавтоклавного газобетона в смесь вводят различные модифицирующие добавки: полуводный гипс, микрокремнезем, ускоритель твердения — хлорид кальция. Основным направлением разработок становится приближение прочностных свойств к автоклавному газобетону. Наиболее перспективными в этом отношении являются дисперсно-армирующие волокна как искусственного (полимерное волокно различного состава, стекловолокно и др.), так и природного происхождения (асбестовое, базальтовое волокно). Другим способом упрочнения является добавка микрокремнезема или кислой золы-уноса в количестве 5–10% от веса цемента. Качественный влажностный режим по уходу за газобетоном во время его интенсивного твердения также существенно улучшает его прочностные свойства.
Неавтоклавный способ производства имеет существенный недостаток: усадка газобетона в процессе эксплуатации гораздо больше (2–3 мм/м), чем у автоклавного бетона (0,3 мм/м), при одинаковой плотности изделий. Специфика технологии неавтоклавного газобетона требует и повышенного расхода цемента. Несмотря на относительную дешевизну получаемого изделия, в промышленных масштабах предпочтительнее производство автоклавного газобетона. Автоклавная обработка газобетона производится не только для того, чтобы ускорить процесс твердения смеси. Основной смысл состоит в том, что в автоклаве при температуре +180 °С и давлении до 14 бар в газобетоне образуется новый минерал — доберморит. Благодаря этому повышается прочность материала и, что особенно важно, в несколько раз уменьшается усадка. За счет своих характеристик автоклавный бетон имеет гораздо больше способов применения. Он может использоваться, например, в армированных конструкциях — перемычках, панелях, и др. Ячеистый бетон автоклавного твердения имеет пониженную трещиностойкость и морозостойкость. Автоклавная обработка позволяет в более короткие сроки получать изделия с достаточно высокой прочностью при пониженном расходе вяжущего. У автоклавной обработки имеются и недостатки: дорогостоящее оборудование, специфика его эксплуатации, требующая высококвалифицированного обслуживающего персонала, высокая металлоемкость автоклавов, низкий коэффициент использования внутреннего объема автоклава. Мелкосерийное производство при автоклавном способе оказывается экономически невыгодным.
О ПРОИЗВОДИТЕЛЯХ
В настоящее время заводы, поставляющие газобетон на российский рынок, построены, в основном, по технологиям Hebel или Ytong. Такие предприятия находятся в Липецке, Самаре, пос. Сертолово Ленинградской области, в Белоруссии и др. регионах. Не так давно на рынке Северо-Запада появилась продукция современного завода, построенного около г. Кунда (Эстония) по проекту и с оборудованием фирмы AEROC Engineering.
Эстония, Латвия и С.-Петербург — районы с явными тенденциями возрастания объемов строительства, и качественный газобетон пользуется здесь большим спросом. В Финляндии под торговой маркой Siporex (Сипорекс) и в Швеции под торговой маркой Ytong (Итонг) данный материал известен уже 70 лет.
В пос. Сертолово 211 КЖБИ производит элементы из ячеистого газобетона (блоки для стен и перегородок, перемычки, легкие перекрытия) в объеме 100 000 м3 в год, которые широко применяются при строительстве малоэтажного жилья. По технологии фирмы Hebel выпускается ячеистый газобетон по прочности на сжатие не ниже класса В1,5 (от В1,5 до В3,5) и марки по средней плотности соответственно от 400 до 600 кг/м3.
В Белоруссии выпускается высококачественный газобетон, аналогичный Siporex. Его производит ОАО «Забудова» (пос.Чисть, Минская обл.).
Ведущими поставщиками оборудования по производству газобетона являются такие компании, как Xella (Ytong), Wehrhahn, MASA International Group, «Грайзель» (Германия), «Сипорекс» (Швеция), «Калсилокс» и «Дюрокс» (Нидерланды), «Селком» (Великобритания), SILBET AS (Эстония) и др.
ПРИМЕНЕНИЕ ГАЗОБЕТОНА
Газобетон представляет собой экономичный и эффективный строительный материал, свойства которого позволяют в сжатые сроки сооружать здания различного назначения. При строительстве больших домов блоки из газобетона могут применяться в качестве утеплителя.
В малоэтажном строительстве газобетон может выполнять не только теплоизоляционные, но и несущие функции. Он может применяться комплексно в конструкциях наружных и внутренних стен, перегородок, перекрытий, покрытий, перемычек и даже лестничных ступеней. Отметим, что делались попытки использования ячеистого бетона в конструкциях фундаментов и стен подвалов, однако их обоснованность требует дополнительной проверки на долговечность и надежность этих конструкций. В мировой практике ячеистый бетон уже давно используется при реконструкции старых зданий, при наращивании их этажности, для утепления фасадов без изменения конструкции и несущей способности фундаментов.
Из газобетонных блоков можно возводить здания любой конфигурации, что открывает большие возможности для фантазий архитекторов.
Газобетонные блоки обычно нарезаются из длинных брусьев; заказчик может выбирать любой типоразмер, ограниченный только возможностями автоклавного производства. Такой подход особенно удобен при возведении домов по индивидуальным проектам. Высокая точность геометрических размеров газобетонных блоков позволяет, при желании, обойтись без штукатурных работ внутри помещений. На газобетон хорошо клеится керамическая плитка, обои, другой отделочный материал.
ОШИБКИ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ ГАЗОБЕТОНА
При применении изделий из газобетона в строительстве следует обратить внимание на показатель их влажности. Согласно требованиям нормативов, влажность (по массе) ячеистых бетонов при отпуске потребителю не должна превышать 25% для бетонов на основе песка и 35% — для бетонов на золе и других отходах производства.
Наиболее распространенной ошибкой строителей можно назвать случаи, когда горизонтальные поверхности газобетона надолго оставляют незащищенными от дождя и снега. В жаркую и сухую погоду склеиваемые поверхности блоков, наоборот, требуют увлажнения.
Сроки высыхания стены из газобетона аналогичны срокам высыхания других стеновых материалов, например силикатного или керамического кирпича. Изделия из газобетона должны храниться упакованными. Материал хрупкий, и перевозка его навалом недопустима. Ячеистый бетон требует высокой культуры выполнения строительных работ. Как показали результаты исследований, при кладке стеновых ограждений из ячеистобетонных блоков устройство швов толщиной 10 мм снижает термическое сопротивление на 20%, а устройство швов толщиной 20 мм снижает указанный показатель в среднем на 31–32 % по сравнению с кладкой, выполненной на клею.
ПРАКТИЧЕСКИЕ СОВЕТЫ
Для того чтобы иметь четкое представление о характеристиках газобетона и его производителе, при его приобретении обязательно ознакомьтесь с документом о качестве на данную продукцию, содержащем информацию о марке бетона по прочности, фактической влажности. Для крепления окон, дверей, кронштейнов, других элементов к стене из газобетона следует применять специальные дюбели. При сверлении отверстий под дюбели нельзя использовать ударные дрели.
Для наружного оштукатуривания ячеистобетонных стен существует свыше десятка разных составов сухих смесей. Одним из наиболее важных требований к наружной штукатурке является необходимая паропроницаемость. Кроме того, штукатурки должны иметь хорошую адгезию к основанию, малую усадку во избежание трещинообразования, малое водопоглощение и хорошую гидрофобность, а также способность к самовысыханию после увлажнения.
Оштукатуривание фасадов следует вести при температуре основания в диапазоне от +5 до +30 °С, причем, если основание нагрето свыше 20°С, необходимо выполнять его предварительное увлажнение.
Как отличить газобетонные блоки от пенобетонных по внешним признакам? В первую очередь обратите внимание на цвет. Пенобетон — темно-серый. Газобетонные блоки — светло-серые, поскольку по технологии применяется известь. Пенобетонные блоки заметно тяжелее, у них более гладкая поверхность, которая затрудняет сцепление с раствором. При зрительном осмотре нескольких составленных друг на друга пенобетонных блоков, в отличие от газобетона, сразу же бросается в глаза нарушение их геометрии, а именно непараллельность сторон.