Мифы и реальные характеристики газобетона

Мифы и реальные характеристики газобетона

Данная статья поможет Вам прояснить физические свойства газобетонных блоков для строительства стен дома. Мы трудимся в строительной сфере и каждый раз при выборе материала, с которым ранее не работали, сталкиваемся с противоречивыми рекомендациями специалистов. На ум всегда приходит поговорка: каждый кулик своё болото хвалит. Так и есть. Для своих заказчиков мы применяем строительство из газобетона Итонг . Вам наверное снова вспомнилась та пословица?

Прошу не сравнивать нас со всеми и как всегда. Мы рекомендуем смотреть в суть материала, а именно в его физические свойства и показатели, которые можно замерить. И эти свойства никак не меняются от непрофессионального взгляда на газобетон.

В интернете и в речах куликов, которые продают кирпич и тёплую керамику, можно услышать неправильную информацию.

«В СОСТАВЕ ГАЗОБЕТОНА СОДЕРЖИТСЯ АЛЮМИНИЙ И ЭТО ВРЕДНО»
Алюминий – третий по распространенности на Земле химический элемент. Алюминий, вернее оксид алюминия – основа глинозема и различных глин, в т.ч. глины, применяемой в косметических целях. Металлический алюминий обладает высокой химической активностью и быстро окисляется на воздухе, превращаясь все в тот же оксид.

В состав газобетонной массы алюминий вводится двумя путями: с цементом, который содержит до 20% алюминия по массе (до 100 кг цемента на кубический метр газобетона), и в виде алюминиевой пудры (около 400 г пудры на кубический метр газобетона). Собственно эти 400 г и превращают текучую газомассу объемом около половины кубометра в полноценный кубометр газобетона: частички алюминиевой пудры, реагируя с гидроксогруппами раствора (ОН—-ионами), превращаются все в тот же оксид алюминия и водород. Выделяющийся водород и вспучивает газомассу.

Металлический алюминий в составе газобетона остаться не может просто из-за самой сути химического процесса газообразования: гидроксогруппы можно уподобить малькам, атакующим кусок мякиша – поверхность крупинки алюминия не пассивируется налипающими на нее «мальками», а раздергивается до полного истаивания.

В результате мы имеем материал, в кубометре которого содержится до 20 кг химически связанного алюминия. Для сравнения: в кубометре кирпича содержится 200-400 кг алюминия в виде оксидов, в кубометре неавтоклавных ячеистых бетонов – 50 кг алюминия и более. Окисленный алюминий – одно из наиболее стойких химических соединений. Подозревать его в некоей «вредности» бессмысленно.

«В СОСТАВЕ ГАЗОБЕТОНА ЕСТЬ ИЗВЕСТЬ, МОЖЕТ РЖАВЕТЬ МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ АРМАТУРА»
Здесь в одной фразе заключены сразу два заблуждения: во-первых, то, что известь есть в составе газобетона, а во-вторых, то, что известь способствует коррозии.

Первое. Да, для производства газобетона используются и цемент, и известь, и кварцевый песок, и алюминиевая пудра. Но готовый газобетон из них не состоит! Готовый бетон состоит из новообразованных минералов, представленных в основном различными гидросиликатами. Автоклавный газобетон – это не продукт простой гидратации цемента, это синтезированный камень, который не содержит даже кварцевого песка. При автоклавной обработке даже кварцевый песок, инертное в обычных условиях вещество, расходуется в реакциях синтеза силикатов. Поэтому извести в составе газобетона нет. Есть силикаты кальция – весьма химически стойкие минералы.

Второе. «Под воздействием извести ржавеет арматура». То, что извести в готовом газобетоне нет, мы уже установили. Но даже если бы…

Бетон, приготовленный на цементе или извести дает щелочную реакцию. Щелочная среда препятствует коррозии металла. Стальные элементы, находясь в толще газобетона или в штробе в слое раствора, сохраняются дольше, чем на открытом воздухе. Газобетон препятствует коррозии, а не способствует ей.

«КЛАДКА БЛОКОВ НА КЛЕЮ ДОРОЖЕ, ЧЕМ НА ЦЕМЕНТНОМ РАСТВОРЕ»
Это не столько даже миф, сколько простое заблуждение, проистекающее от лености. Лености потратить пару минут на сравнительный расчет.

Давайте разберем «простоту и дешевизну» кладки на раствор.

Сначала по поводу простоты кладки на растворе по сравнению с клеем:

возможно, для «строителей», чья юность прошла в студенческих стройотрядах, да и просто для поживших изрядно каменщиков – кладка на раствор привычней. И переучивание для работы с тонкослойным клеем потребует от них некоторых затрат сил и времени;
но от человека начинающего «с нуля», равно как и для потратившего время на переобучение, кладка на клею требует меньших затрат времени и сил. Снижение трудозатрат при укладке блоков на клей (по сравнению с кладкой на растворе) существует объективно, что нашло отражение даже в снижении сметных расценок на такую кладку.
Теперь о дешевизне раствора в сравнении с клеем.

Кладка на тонкослойные «мастики» и «клея» еще в 80-е годы рассматривалась как способ снизить расход вяжущего при кладочных работах.

Расход ц/п раствора (толщина шва 10-12 мм) в 5-6 раз больше, чем расход клея.

При том, что клей для газобетона – это одна из самых дешевых сухих строительных смесей.

Клей стоит примерно в 2 раза дороже простой цементно-песчаной смеси при в 5-6 раз меньшем расходе.

Да, есть отдельные производители сухих смесей, которые умудряются продавать клей для ячеистых бетонов по сравнительно высоким ценам. Ну, так на то они и отдельные, чтобы своим исключением оттенять общее правило: клей для газобетона – дешевая замена раствору (при хорошей точности геометрических размеров блоков).

Использовать тонкослойный клей для кладки газобетонных блоков следует всегда. Для повышения экономической, теплотехнической и прочностной характеристик кладки.

«ДЛЯ ДВУХ-ТРЕХЭТАЖНОГО ДОМА НЕДОСТАТОЧНО ПЛОТНОСТИ 400, А НУЖЕН ГАЗОБЕТОН ПОПЛОТНЕЕ, С ПЛОТНОСТЬЮ НЕ МЕНЬШЕ 500-600 КИЛОГРАММ НА КУБОМЕТР. ПЛОТНОСТИ МЕНЬШЕ 500 МАЛО ДЛЯ НЕСУЩИХ СТЕН»
Говорить о плотности материала кладки имеет смысл в связи с ее теплотехническими характеристиками. И только.

Поскольку от плотности бетона блоков напрямую зависит их теплопроводность. От плотности значительно зависит также тепловая инерция стен. Но их несущая способность зависит только от прочности. А прочность и плотность не зависят друг от друга напрямую. Прочность бетона блоков (а через нее и несущая способность кладки) зависит от множества факторов: и от качества сырьевых материалов, и от тщательности их подготовки, и от режимов обработки уже отформованного бетона и, в качестве лишь одного из параметров, от плотности.

Поэтому, задумываясь о прочностных характеристиках стен будущего дома, надо вспоминать о прочности бетона, а не о его плотности. Приведем простой пример:

Допустим, для вашего строительства в проекте указана необходимая прочность кладочных материалов; и допустим, что для блоков назначен класс по прочности при сжатии В2,5 (такая прочность редко нужна для индивидуального малоэтажного строительства, как правило такой прочности достаточно для несущих стен 4-5 этажного многоквартирного дома).

Что вы обнаружите, начав поиски блоков с такой прочностью на рынке Ярославля? Вы обнаружите привезенные из центральных областей России блоки с характеристиками D500 B2,5 иD600 B2,5, в меньшем количестве будут присутствовать блоки D600 В2,5 белорусского и эстонского производств. Вероятно, что вы сможете найти блоки из ячеистого бетона неавтоклавного твердения с характеристиками D800 В2,5.

При этом основная продукция завода Ytong – это стеновые блоки с маркой по плотности D400 (400 кг/куб.м) и классом по прочности при сжатии В2,5 (средняя прочность камня 35 кгс/кв.см).

Теперь подведем итог: Несущая способность кладки зависит от прочности блоков. Прочность блоков и их плотность – совершенно разные характеристики. Выяснять их нужно по отдельности.

«ЧЕМ ВЫШЕ ПЛОТНОСТЬ БЕТОНА, ТЕМ ВЫШЕ ЕГО ПРОЧНОСТЬ»
Утверждение о том, что с ростом плотности растет прочность бетона, в общем случае справедливо.

В шестидесятые – семидесятые годы даже делались попытки создать универсальные формулы зависимости прочности автоклавных ячеистых бетонов от их плотности. Но со временем такие попытки были признаны не имеющими практической ценности и оставлены.

В целом, если случайным образом отобрать со строек России большое количество образцов ячеистых бетонов и построить график зависимости их прочности от плотности, то обобщенная кривая действительно покажет наличие зависимости между плотностью и прочностью. И форма этой кривой будет похожа на ту, что мы видим на иллюстрации.

Но если мы сузим площадь отбора образцов до определенной территории, то перед нами предстанет неожиданная картина: при фактической плотности бетона 380 – 415 кг/куб.м его прочность соответствует средней по России прочности для плотностей около 600 кг/куб.м, такая же прочность будет наблюдаться у образцов с остальными плотностями. Из этого правила будут лишь незначительные исключения, составляющие не более 1/5 от общего числа отобранных блоков. То есть образцы, отобранные со строек конкретного региона, не позволят исследователю установить зависимость между плотностью и прочностью.

Объяснение этому феномену довольно простое. Сейчас ряд компаний используют газобетонные блоки Итонг . с плотностью 400 кг/куб.м и фактическим классом по прочности бетона В 2.5. Блоки с плотностью около 500 кг/куб.м производит местный производитель газобетона, обеспечивая при этом примерно такую же прочность. Причем у некоторых изготовителей подобную прочность имеют также блоки плотностью 600кг/куб.м

Поэтому, выбирая в Ярославле газобетон для частного строительства, нет оснований полагать, что более плотный бетон является синонимом большей прочности.

«ГАЗОБЕТОН, В ОТЛИЧИЕ ОТ ПЕНОБЕТОНА, БОИТСЯ ВОДЫ»
(в качестве наглядной агитации за этот тезис приводится плавающий в воде пенобетонный кубик, а в качестве теоретического обоснования заявляется: «Пенобетон имеет закрытые поры, и как следствие сопротивляется проникновению воды и плавает на поверхности, а газобетон, имеющий открытую структуру пор, тонет»).

Начнем с того, что критерий «тонет/не тонет» не годится для определения пригодности материала для строительства. Кирпич тонет быстро, минвата тонет чуть медленнее, а вспененные пластики, как правило, не тонут вообще. Но эта информация никак не поможет нам определиться с выбором материала для строительства.

Тонет… ха!.. утопить газобетонный кубик не так-то просто. Время сохранения образца бетона «на плаву» не зависит напрямую ни от способа образования пор, ни от способа твердения, и, что важнее, практически никак не влияет на эксплуатационные характеристики материалов.

Влажность стенового материала, закрытого от атмосферных осадков, зависит от трех факторов: сезонность эксплуатации помещения, конструкция стены и сорбционная способность самого материала.

Для дачных домов, эксплуатирующихся зимой от случая к случаю, фактическая влажность материала стены вообще не имеет практического значения. Почти любой минеральный материал, закрытый от осадков исправной крышей, будет при такой эксплуатации практически вечным.

Для постоянно эксплуатирующихся домов важна правильная конструкция стены – такое устройство стенового «пирога», при котором паропроницаемость материалов стены возрастает по мере продвижения от внутренних слоев к наружным (это требование особенно касается наружной отделки, которая не должна движению паров из помещения в сторону улицы.

И третье – сорбционная влажность материала (которая никоим образом не связана с водопоглощением и не проверяется методом «тонет/не тонет»). Сорбционная влажность различных ячеистых бетонов обычно мало различается от образца к образцу и составляет около 5% по массе при относительной влажности воздуха 60% и 6-8% по массе при относительной влажности воздуха 90-95%. Это означает, что чем ячеистый бетон менее плотный, тем меньше воды он содержит. Так, стена толщиной 250 мм из газобетона плотностью 400 кг/м3 будет содержать в среднем 5 кг воды в одном кв.м, такая же стена из пенобетона плотностью 600 кг/м3 будет содержать воды уже 7,5 кг/кв.м, как и стена из щелевого кирпича (плотность 1400 кг/куб.м, влажность 2%).

«ГАЗОБЕТОН ГИГРОСКОПИЧЕН И НАКАПЛИВАЕТ ВЛАГУ, ОН НЕ ПОДХОДИТ ДЛЯ СТЕН ВЛАЖНЫХ ПОМЕЩЕНИЙ»
Гигроскопичность (способность абсорбировать пары воды из воздуха) – это и есть та самая сорбционная влажность, о которой несколько слов было сказано в предыдущей рубрике.

Да, про газобетон можно сказать, что он гигроскопичен. За несколько месяцев стояния в тумане ячеистобетонная конструкция может набрать воды около 10% от своего веса. Примерно такой и оказывается к весне влажность стен не отапливаемых зданий, зимовавших в условиях влажной зимы. Потом, к маю-июню, влажность стен постепенно снижается. Сезонные колебания влажности конструкции, вызванные сорбцией/десорбцией, невелики и не приводят к каким-либо значимым изменениям в материале кладки.

Перегородки, отделяющие душевые и ванные комнаты от других помещений здания, подвергаются периодическому одностороннему воздействию влажного воздуха. Это воздействие также не может привести к сколь-нибудь значимому накоплению влаги в стене.

Поэтому внутриквартирные перегородки санузлов и ограждения душевых в спорткомплексах и бассейнах из автоклавного газобетона применяются массово.

Совсем другое дело – наружные ограждения помещений с влажным и мокрым режимами эксплуатации. Применять газобетон в них нужно с большой осторожностью (равно как и любые другие неполнотелые материалы, включая пустотный кирпич и щелевые бетонные блоки). Увлажнение материалов наружных стен отапливаемых помещений лишь частично зависит от их сорбционной влажности (гигроскопичности). Гораздо большее влияние на влажность наружных стен оказывает их конструктивное решение: способ наружной и внутренней отделки, наличие дополнительных включений в состав стены, способ устройства оконных откосов и опирания перекрытий. В общем случае, можно сказать так: для устройства из газобетона наружных стен влажных помещений (парной, например) нужно предусматривать тщательную пароизоляцию их внутренних поверхностей.

Повторяем:

гигроскопичность не имеет значения для стен неотапливаемых помещений;
гигроскопичность не имеет значения для перегородок внутри зданий;
гигроскопичность не имеет практического значения для наружных стен отапливаемых зданий.
«ГАЗОБЕТОННЫЕ СТЕНЫ БЕЗ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО УТЕПЛЕНИЯ НЕДОСТАТОЧНО ТЕПЛЫЕ»
Наружные стены здания в первую очередь должны обеспечивать санитарно-гигиенический комфорт в помещении. Действующими нормами принято, что такой комфорт будет обеспечен, если в самый лютый мороз перепад температур между внутренней поверхностью наружной стены и внутренним воздухом будет не более 4 градусов.

Для большинства районов Центрального регионов это требование обеспечивается при сопротивлении стены теплопередаче равном 1,3 – 1,5 м2.оС/Вт. А таким сопротивлением теплопередаче обладает кладка из газобетонных блоков толщиной 150 – 200 мм (в зависимости от плотности 400 или 500 кг/куб.м). До недавних пор все панельные «корабли» в Ярославле строились с наружными стенами толщиной 240 мм из газобетона марки по средней плотности D600 (примерно 600 кг/куб.м). Сейчас такие же дома по обновленным проектам строятся со стенами толщиной 320 мм (без каких бы то ни было дополнительных утеплителей). При этом такие дома соответствуют действующим строительным нормам и обеспечивают комфортность проживания.

«Теплая» стена – это, прежде всего, стена, обеспечивающая тепловой комфорт. Тепловой комфорт в помещении обеспечивается газобетонной стеной толщиной уже 150 – 200 мм! Именно такой стены достаточно для дачного дома, который в холодный сезон эксплуатируется эпизодически, от случая к случаю. Для двухэтажного дачного дома достаточно кладки из блоков толщиной 200 мм (реже — 250 мм) -как по несущей способности, так и по теплотехническим характеристикам. Дополнительного утепления такой дом не требует.

«СТЕНА БЕЗ НАРУЖНОГО УТЕПЛЕНИЯ НЕ ОТВЕЧАЕТ ТРЕБОВАНИЯМ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ»
Сначала несколько слов собственно о требованиях, предъявляемых строительными нормами к наружным стенам жилых зданий, эксплуатируемых постоянно.

Первое требование – обеспечить санитарно-гигиенический комфорт в помещении. Об этом речь шла в предыдущем разделе. Для обеспечения такого комфорта в большинстве районов Центрального и Северо-западного регионов России наружные стены должны обладать сопротивлением теплопередаче равным 1,3 –1,5 м2.оС/Вт. Таким сопротивлением при плотности бетона блоков 400 кг/м3 обладает газобетонная кладка толщиной 150 мм.

Второе требование, предъявляемое нормами к наружным ограждающим конструкциям – содействовать общему снижению расхода энергии на отопление здания.

Для упрощения расчетов, проводимых при проектировании тепловой защиты, введено понятие «нормируемого значения сопротивления теплопередаче» Rreq, которое принимается по простой табличке в зависимости от продолжительности и интенсивности отопительного периода (так называемые «градусо-сутки отопительного периода» в районе строительства). Для Московской области эта табличка предписывает сопротивление теплопередаче стен жилых зданий равное 2.8-3.1 м2.оС/Вт.

Эта величина означает, что при постоянном перепаде температур между внутренним и наружным воздухом в 1 оС через стену будет проходить тепловой поток плотностью 1/3,08 = 0,325 Вт/м2. А при средней за отопительный период разнице температур 22 оС плотность теплового потока составит 7,15 Вт/м2. За все 220 суток отопительного периода через каждый квадратный метр стены будет потеряно около 37,5 кВт.ч тепловой энергии. Для сравнения: через каждый квадратный метр окна теряется почти в 6 раз больше энергии – около 225 кВт.ч.

Следующая стадия проектирования тепловой защиты зданий – расчет потребности в тепловой энергии на отопление здания. Как правило, на этой стадии оказывается, что расчетные значения значительно ниже требуемых (т.е. расчетный расход энергии меньше нормативного). В этом случае (при коммерческом строительстве) понижают уровень теплозащиты отдельных ограждений здания или (в случае, когда заказчику предстоит самому эксплуатировать здание) выбирают экономически оптимальное решение: сэкономить на единовременных вложениях или понадеяться на экономию в процессе эксплуатации. Минимальное значение сопротивления теплопередаче наружных стен жилых зданий, до которого можно снижать тепловую защиту – 1,76 м2.оС/Вт.

Таким образом, при новом строительстве в климатических условиях Центральной России нормативные документы требуют обеспечить для наружных стен жилых зданий сопротивление теплопередаче на уровне 1,97 – 3,13 м2.оС/Вт (СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий», Актуализированная редакция СНиП 23-03-2003).

Теперь о том, какими теплозащитными характеристиками обладает кладка, выполненная из газобетонных блоков.

При расчете стены по условиям энергосбережения берем в качестве расчетной среднюю теплопроводность газобетона при эксплуатационнй влажности. Для жилых зданий Ярославля и газобетона марки по средней плотности D400 получаем такие значения: расчетная влажность 5%, расчетная теплопроводность 0,117 Вт/м.оС (ГОСТ 31359-2007 «Бетоны ячеистые автоклавного твердения»).
Коэффициент теплотехнической однородности кладки по полю стены (без учета откосов и зон сопряжения с перекрытиями) примем равным 1. Разные расчетные модели показывают, что при кладке на тонком клеевом шве 2±1 мм коэффициент теплотехнической однородности может снижаться до 0,95-0,97, но лабораторные эксперименты и натурные обследования такого снижения не фиксируют. В любом случае – в инженерных расчетах погрешностью в пределах 5% принято пренебрегать.
Теплоизоляция зон сопряжения с перекрытиями и оконных откосов – это отдельные конструктивные мероприятия, с помощью которых можно добиться повышения теплотехнической однородности до величин даже бόльших единицы. Теперь по формуле R = 1/αн + δ/λ + 1/αв найдем сопротивление теплопередаче газобетонных кладок разных толщин (при плотности газобетона 400 кг/куб.м).
Как видно из таблицы, уже при толщине 200 мм стена из газобетона D400 может удовлетворять требованиям, предъявляемым к стенам жилых зданий из условия снижения расхода энергии на отопление.

А при толщинах 300 мм и более может использоваться даже без проверки удельного расхода энергии на отопление. Итак, однослойная газобетонная стена толщиной более 300 мм совершенно самодостаточна с точки зрения нормативных требований к наружным ограждениям жилых зданий.

«БЕЗ НАРУЖНОГО УТЕПЛЕНИЯ ТОЧКА РОСЫ ОКАЗЫВАЕТСЯ В СТЕНЕ»
«Точка росы», а если говорить более четко, то «плоскость возможной конденсации водяных паров», легко может оказаться внутри утепленной снаружи ограждающей конструкции и практически никогда не окажется в толще однослойной стены.

Наоборот, однослойная каменная стена менее подвержена увлажнению, чем стены со слоем наружного утеплителя в пределах 50 – 100 мм.

Дело в том, что плоскость возможной конденсации – это не тот слой стены, температура которого соответствует точке росы воздуха, находящегося в помещении. Плоскость конденсации – это слой, в котором фактическое парциальное давление водяного пара становится равным парциальному давлению насыщенного пара. При этом следует учитывать сопротивление паропроницанию слоев стены, предшествующих плоскости возможной конденсации. Учитывать сопротивление паропроницанию внутренней штукатурки, обоев и т.д.

Ещё раз рекомендуем индивидуальным застройщикам не пользоваться в быту косвенными характеристиками, а выяснять фактические значения наиболее важных параметров блоков.

Для стенового материала важнейшими характеристиками являются прочность на сжатие, морозостойкость, паропроницаемость и показатель теплопроводности. Именно по этим характеристикам мы и выбрали производителя блоков Итонг. Если сравнивать по цене-качеству, как обычно говорят, надо понять что для Вас важнее всё-таки цена или качество. Если углубится в изучение технологий строительства и производства материалов, напрашивается вывод, что чем дешевле тем менее качественный материал. Желаем Вам осознанного выбора.

Читайте также

Оставить комментарий

Вы можете использовать HTML тэги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>