Что такое газобетон?

География применения автоклавного ячеистого бетона охватывает все климатические пояса и все континенты, Заводы по его производству расположены как в морозных Канаде и Сибири, так и в жарких Австралии, Южной и Северной Африке; автоклавный ячеистый бетон применяется в засушливой Аравийской пустыне и в муссонной Юго-Восточной Азии, в сейсмически активных Японии, Турции и Калифорнии, - одним словом – везде.

Качество изделий из газоблоков напрямую зависит от используемого сырья, технологии изготовления и оборудования предприятия, и значительно отличается у разных производителей.

Газобетонные Блоки, изготовленные в условиях автоматизированного заводского производства, отличаются стабильно высокими качественными характеристиками – точностью геометрических размеров, прочностью и плотностью. Промышленные условия и используемые технологии при производстве ячеистого бетона обеспечивают блокам высочайшее качество и позволяют довести этот материал до совершенства по ряду параметров.

Что есть что?

Далеко не все четко представляют себе разницу между понятиями «ячеистый бетон», «газобетон», «пенобетон», «газосиликат», также попутно всплывающими терминами «автоклавный» и «неавтоклавный» бетон. Что это – пять разных материалов или одно и то же?

Оказывается, и не то, и не другое. Из всех перечисленных понятий главным и ключевым является «ячеистый бетон» . Так называют целую группу материалов, имеющих одно общее свойство. Собственно, это свойство отражено уже в названии: толща материала насыщена порами – равномерно распределенными ячейками, которые обеспечивают снижение плотности бетона.

По сути, даже называть ячеистые бетоны бетонами не совсем корректно. Бетон – это смесь разноразмерных заполнителей, скрепленная неким вяжущим в единое целое (асфальтом, цементом, полимерами…). В случае с ячеистыми бетонами картина иная. Прочность структуры обеспечивается межпоровыми стенками. Роль заполнителей, если они и есть, незначительна.

Из-за того, что поры занимают существенную часть объема материала, его плотность заметно меньше, чем у всем известной смеси цемента, песка и воды, называемой строительным раствором. Доля воздуха в ячеистых бетонах плотностью 300 – 800 кг/м3 составляет 90 – 70% по объему.

По способу образования пор все ячеистые бетоны делятся на два основных типа: газобетон и пенобетон. Друг от друга они отличаются технологией изготовления. При этом способ образования пор на свойства материала влияет мало.

Также в зависимости от технологии появляются и другие их названия-характеристики: автоклавный и неавтоклавный. Это разделение значительно более важно. Про ячеистые бетоны автоклавного твердения уже нельзя сказать, что они «состоят из цемента, песка и воды». В среде насыщенного пара, при давлении в 10 – 14 атмосфер, кварцевый песок, ведущий себя в других условиях как инертное вещество, вступает в реакцию с оксидами кальция и алюминия (цемент), образуя новые стойкие минералы. Поэтому ячеистые бетоны автоклавного твердения – это искусственно синтезированный камень, а неавтоклавные бетоны – застывший в поризованном состоянии цементно-песчаный раствор. В обиходе пока бытует упрощенная связка: газобетон – это автоклавный ячеистый бетон, а пенобетон, соответственно, неавтоклавный ячеистый бетон. И, хотя по существу такое разделение не верно, оно неплохо отражает текущую ситуацию на рынке стройматериалов.

«Газосиликат» - строго по ГОСТу - это ячеистый бетон автоклавного твердения на кварцевом песке и известковом вяжущем. Такая штука в России практически не производится. И обычно эпитет «газосиликат» достается тому, что у нас традиционно называют «газобетоном». А по сути – 95% автоклавных ячеистых бетонов в России это «газобетоносиликаты» - ячеистые бетоны на смешанном (цементно-известковом или известково-цементном) вяжущем. Не надо забивать себе голову нюансами, доставшимися нам в наследство от эпохи узнавания и освоения производства ячеистых бетонов. Бетоны бывают автоклавного твердения и неавтоклавные. Остальные уточнения потребителю не дадут практической пользы.

Новые идеи – новые возможности

Сегодня найдется немного материалов, которые используются в строительстве в своем первозданном виде.

В Европейской России практически не осталось коренных лесов. Та древесина, которая выросла на местах довоенных рубок, заметно отличается характеристиками от древесины, предоставившей исходные данные для наших стереотипов о бревенчатых домах и занесенной в справочники.

Современный кирпич – это совсем не то, из чего построена дореволюционная Россия. Он, как правило, имеет улучшенные теплоизоляционные и прочностные характеристики, но значительно более хрупок.

Для дерева придумано множество химических препаратов, которые позволяют защитить дом от пожара и вредных насекомых, а саму древесину от коробления. Но становясь трудносгораемой и биостойкой, древесина утрачивает первозданность, становясь, по сути, композитным материалом на основе дерева.

Важнейшим отличием ячеистого бетона от его традиционного тяжелого «собрата» является прекрасная теплоизоляционная способность первого. Такое свойство ячеистого бетона следует из элементарной физики и интуитивно понятно даже непрофессионалу: поры, содержащиеся внутри материала, наполнены воздухом, который, как известно, является очень хорошим теплоизолятором. В результате дом из ячеистого бетона плотностью до 600 кг/куб.м при прочих равных получается более теплым, чем деревянное или кирпичное строение. (Под «прочими равными» подразумеваем сравнимую толщину стены.)

Следует, однако, сделать шаг назад и вспомнить, что имеется в виду под выражением «теплый дом». Первейшее и базовое требование – чтобы при поддержании заданной температуры воздуха в помещении там был обеспечен субъективный комфорт для находящихся в нем людей. Даже в лютые морозы. Для этого требуется обеспечить минимальный перепад температур между внутренней поверхностью наружных стен и внутренним воздухом. А для этого необходимо обеспечить некое расчетное сопротивление наружной стены теплопередаче. Для большинства районов Юга России это минимально требуемое по соображениям комфорта сопротивление теплопередаче составляет около 1,0 – 1,5 м2.оС/Вт. Такая величина обеспечивается 150 – 200 мм деревянного бруса, 150 мм ячеистого бетона плотностью 400-500 кг/м3 или 380 мм эффективного керамического кирпича. И именно таких стен достаточно для дачного дома, эксплуатируемого в холодное время года от случая к случаю.

Второе требование, предъявляемое из соображений тепловой защиты к домам для постоянного проживания, состоит в минимизации расхода энергии на поддержание требуемой температуры воздуха. Это требование предъявляется уже не просто к стенам дома, а ко всей совокупности его конструкций, включая системы вентиляции и отопления. Если исходить из тех величин, которые предлагаются нормами по тепловой защите, то толщина ячеистобетонной стены (плотность 400-500 кг/куб.м, на клеевом слое 1-3 мм) должна быть 200 – 250 мм, деревянной (брус на волокнистом уплотнителе) порядка 400 мм, керамической (из эффективных многопустотных камней) – примерно 640 мм.

Хотя дом, построенный из ячеистого бетона, классифицируется как каменное строение, микроклимат, который в нем создается, очень близок к климату деревянного дома. Благодаря тому, что он обладает способностью регулировать влажность воздуха в помещении, полностью исключается вероятность появления на нем каких-либо грибковых образований и плесени. Сам ячеистый бетон не гниет, так как производится из минерального сырья.

Стоит добавить, что этот материал полностью экологически чист. Он не содержит вредных химических соединений и не требует какой-либо специальной обработки токсичными составами для увеличения срока эксплуатации строения.

Кому это надо?

Глядя на достоинства ячеистых бетонов, многие задаются естественным вопросом: если ячеистый бетон действительно так хорош, то почему же он до сих пор не вытеснил другие материалы и становится популярным только сегодня?

Корни этого вопроса в недостатке информированности.

Еще в 80-х годах, после долгих споров, экспериментальных проверок и всестороннего анализа, в СССР была принята программа по комплексному строительству жилых и гражданских зданий из ячеистых бетонов. В рамках этой программы планировалось за 10 лет – 1985-го по 1995-й увеличить выпуск ячеистых бетонов (автоклавного твердения) с тогдашних 6 млн.куб.м до 45 млн.куб.м/год – в 7,5 раз! Именно на них делалась ставка при разработке жилищной политики на период до 2000-го года. Но в силу известных нам причин программа так и не была реализована. Между тем ячеистые бетоны получили заслуженную популярность в странах Западной Европы. Да и сегодня в СНГ значительная часть газобетона делается на немецком оборудовании.

Важной характеристикой ячеистобетонной кладки является ее относительно низкая прочность на изгиб. Если дерево способно выдержать значительные подвижки основы, то каменная, и в частности ячеистобетонная кладка, имеет предельную деформативность в пределах 0,5-2 мм/м. Большие деформации основания кладки могут привести к ее растрескиванию. Поэтому при возведении ячеистобетонного здания необходимо предусматривать мероприятия, предотвращающие трещинообразование. В числе этих мероприятий: устройство сплошного фундамента (монолитная плита или лента, сборная лента с монолитной обвязкой по верхнему обрезу, кирпичная кладка с сетчатым армированием), конструктивное армирование ячеистобетонной кладки, устройство кольцевых обвязок в уровнях перекрытий и под стропильной системой.

В целом, можно сказать, что при устройстве фундамента для жилого дома ячеистый бетон не более требователен, чем другие материалы. Единственное ограничение – столбчатые фундаменты, используемые иногда для строительства легких летних построек, нужно специально дооборудовать обвязочными балками для возведения на них летних же ячеистобетонных строений.

Ячеистые бетоны можно использовать в качестве наполнителя несущих стен при строительстве каркасного дома. В этом случае всю нагрузку берет на себя каркас. Однако каркасное домостроение с использованием ячеистых бетонов по большей части относится к области многоэтажного строительства и для частного застройщика не является актуальным.

Несущая способность кладки из автоклавных ячеистобетонных блоков в малоэтажном строительстве редко когда используется больше, чем на 20-40%. Наиболее распространенные блоки плотностью 400-500 кг/куб.м и с классом по прочности В2-2,5 позволяют возводить кладку, расчетные характеристики которой лишь в полтора раза уступают кладке из полнотелого силикатного кирпича.

При выборе толщины стены следует, как правило, руководствоваться не ограничениями по несущей способности, а соображениями тепловой защиты.

Так, если для строительства небольшого дачного дома достаточно толщины стен 150-200 мм (всех – как несущих, так и не нагружаемых), то для дома для постоянного проживания потребуются уже блоки толщиной 200-250 мм, в зависимости от плотности.

Автоклавный газобетон производится на крупных заводах и на стройплощадку попадает в виде готовых блоков. Изготовление этого материала на малом производстве невозможно.

Процесс производства ячеистого бетона напоминает выпекание хлеба: в смесителе замешивается вода, цемент, молотый кварцевый песок, тщательно размельченная известь и гипсовый камень, добавляется алюминиевая пудра в качестве газообразователя - и смесь ячеистого бетона готова. В теплой влажной камере смесь поднимается, как дрожжевой пирог, при этом образуется несчетное количество пор. Использование высокотехнологичного резательного оборудования позволяет разрезать полученный массив с высокой точностью на блоки и плиты. В автоклавной печи ячеистый бетон твердеет под давлением в атмосфере насыщенного пара при температуре около 184 ºС. Образовавшаяся уникальная кристаллическая структура придает блокам его превосходные свойства. Применяемая технология производства обеспечивает равномерную плотность массива и наилучшие, среди ячеистых бетонов, показатели прочности.

Весь газобетон заводского производства имеет сертификат качества, и застройщик, покупая такой материал, может быть уверен в том, что заявленные параметры соблюдены.

Возводить стену из газобетонных блоков очень просто. Блоки довольно большие, но при этом не настолько тяжелые, чтобы возникала необходимость нанимать специальную технику для их перемещения в пределах стройплощадки. Один блок, занимающий в кладке место 30 кирпичей, весит меньше 30 кг. В результате процесс постройки стены оказывается значительно менее трудоемким, чем из других каменных материалов, и все работы по возведению коробки будущего дома занимают относительно немного времени.

Очень важным параметром качества газобетонного блока является точность соблюдения его размеров. На всех современных заводах, построенных в России в постсоветское время, погрешность в размерах составляет не более 1 мм, что является очень высоким показателям и чрезвычайно удобно при строительстве. Растворные прослойки между блоками являются более теплопроводными, чем сами блоки, а значит, если блоки будут неровными и несовпадения размеров придется компенсировать за счет периодического утолщения слоя раствора, пострадают теплоизоляционные свойства всего дома. К тому же при облицовке такой стены придется увеличивать и слой штукатурки, чтобы сгладить неровности. При использовании блоков с точными размерами кладка может осуществляться на так называемый «клей». Он делается из сухой смеси путем добавления в нее воды непосредственно перед началом работ. При применении такого клея швы в кладке минимальны и стена получается практически монолитной. Если размеры блоков соблюдены, также точно выполнена стеновая кладка, облицовочная плитка может быть выложена непосредственно на стену без предварительного выравнивания слоем штукатурки.

Все предприятия производят газобетон с разными характеристиками, поэтому при выборе блоков для строительства нужно обращать внимание на наиболее значимые из них.

Самыми важными характеристиками являются плотность и прочность. (Усадку при высыхании и морозостойкость пока выключим из рассмотрения.)

Поскольку плотность с прочностью не связаны напрямую, выбирать более плотные блоки потому, что они якобы «прочнее», нельзя. При выборе блоков внимание следует обращать на обе важнейшие характеристики: и на плотность, как меру теплопроводности, и на прочность, как меру несущей способности.