Технология газобетона: производство и ключевые особенности строительства

• 1 История
• 2 Описание
  • 2.1 Достоинства
  • 2.2 Характеристики
• 3 Производство
  • 3.1 Сырье
    • 3.1.1 Наполнитель
    • 3.1.2 Связующее
  • 3.2 Технология
• 4 Особенности строительства
  • 4.1 Фундамент
  • 4.2 Стены
  • 4.3 Перемычки
  • 4.4 Кладочный раствор
  • 4.5 Наружная и внутренняя отделка
• 5 Заключение

Как производится газобетон? Каким образом технические характеристики газобетонных блоков соотносятся с практическими качествами этого строительного материала? Какие особенности материала нужно учитывать при строительстве? Давайте разбираться.

Один из старейших домов из автоклавного газобетона. Постройка — 1939 год, г. Рига.

История

Она начинается с получения чешским промышленником Гоффманом патента на технологию вспенивания цементных и гипсовых растворов. Патент был выдан в 1889 году; изобретение сводилось к добавке в раствор кислоты и реагирующих с ней солей.

Цель — получение материала с уступающей бетону плотностью и улучшенными теплоизоляционными характеристиками — была достигнута; однако метод был дорогим и крайне неудобным в применении.

Идея получила развитие четвертью века позже: американцы Дайер и Аусворт использовали в качестве газообразующей добавки порошки металлов — цинка и алюминия. Собственно, современная технология производства газобетона не слишком отличается от разработанной тогда. Именно 1914 год считается годом рождения материала.

Продукция компании завоевала популярность на российском рынке.

В 1934 году в Швеции был налажен выпуск блоков по несколько иной технологии: в качестве связующего использовалась не известь, а цемент.

В СССР производство автоклавных ячеистых бетонов стало массовым к середине 20 века. К нашему времени объем производства блоков достиг примерно 3,5 миллионов кубометров в год.

Описание

В чем причина популярности материала? Какие технические характеристики газобетона сделали его настолько востребованным?

Достоинства

• Теплоизоляционные качества газобетонных стен примерно соответствуют соответствующим характеристикам сухой древесины, в разы превосходя тяжелый бетон, силикатный и керамический кирпич. Схожий материал — пенобетон — тоже отстает по этому параметру.

Сравнение характеристик газо- и пенобетона.

• Механическая прочность превосходит пенобетон, хоть и заметно уступает более плотным материалам.

• Благодаря все той же пористой структуре, производство оказывается довольно экономичным: на фиксированный объем строительного материала уходит меньше сырья.
• Структура с открытыми порами способствует естественной вентиляции стен. Эта особенность напоминает деревянные дома: часть воздухообмена с улицей и до трети парообмена осуществляется непосредственно через ограждающие конструкции.
• Простота обработки тоже напоминает о древесине: газобетон легко пилится ручной пилой, его можно сверлить и вбивать в его толщу гвозди.

Характеристики

Стоит сделать небольшое лирическое отступление и рассказать о методах классификации газобетона.

Основные характеристики, описывающие материал, выглядят так:

Характеристика Описание Марка по плотности Соответствует плотности в кг/м3 Класс прочности Соответствует максимально допустимой нагрузке на сжатие в мегапаскалях (МПа) Морозостойкость Количество циклов заморозки и оттаивания, которые блок может перенести без падения прочности более чем на 5%

А теперь давайте посмотрим, какие значения эти и некоторые другие важные для строителя параметры принимают у газобетонных блоков наиболее востребованных типов.

Марка по плотности D400 D500 D600 Класс прочности В 2 В 2,5 В 3,5 В 3,5 Коэффициент теплопроводности, Вт/м*С 0,096 0,12 0,14 Морозостойкость, циклы F75 F75 F100 F100 Усадка при высыхании, мм/м 0,3 и менее Паропроницаемость, мг/м*ч*Па 0,24 0,28 0,24 0,23

Что этот набор характеристик означает в практическом плане?

• Газобетон обеспечивает примерно втрое — впятеро более эффективное утепление по сравнению с керамическим кирпичом. Так, для того, чтобы обеспечить сопротивление теплопереносу в 2,5 м2*С/Вт, необходима газобетонная кладка толщиной 375 мм или кирпичная толщиной 1100 мм.

Сравнение теплоизолирующих качеств разных материалов.

• При упомянутом соотношении толщины нагрузка на фундамент, соответствующая квадратному метру кладки, в первом случае равна 205 килограммам, а во втором — 2000 кг.
• Минимальная ширина ленточного фундамента в первом случае равна 400 мм, во втором — 1200.

Производство

Из чего делают газобетон?

Сырье

В состав материала входит два основных компонента — наполнитель и связующее. Что может использоваться в этом качестве?

Наполнитель

• Тонкомолотый кварцевый песок.

Речной песок — наиболее востребованный наполнитель.

• Измельченные отходы горно-добывающей промышленности (скальные и осадочные породы).
• Зола, образующаяся при сжигании угля.
• Вторичные продукты обогащения руд.
• Металлургический шлак.

Связующее

• Известь.
• Портландцементы.
• Смешанное связующее (цемент + известь, известь + гипс и т.д.).

Технология

Технология изготовления газобетона в промышленных масштабах включает следующие основные операции:

Наполнитель смешивается со связующим, после чего в полученную массу добавляется суспензия газообразователя — алюминиевого порошка. В чистом виде порошок не используется: он слишком легко разносится любым сквозняком.

Смесь разливается в формы, где выделяющийся при реакции алюминия с щелочной средой водород вспучивает ее.

После схватывания пористая масса нарезается на блоки. Для резки используются прочные струны толщиной до миллиметра; карманы для захвата и переноски блоков вырезаются фрезой.

Последний этап — сушка в камерах с подогревом или пропаривание в автоклаве. Второй сценарий требует более дорогостоящего оборудования, зато способствует скорейшему набору газобетоном прочности. Среднее время выдержки блоков в автоклаве — 12 часов; рабочее давление — около 12 бар при температуре 190 С.

Загрузка автоклавов.

Последний этап — упаковка продукции в водонепроницаемую упаковку и укладка на поддоны.

Водонепроницаемая упаковка обеспечивает стабильно низкую влажность.

Когда вместо пропарки используется сушка блоков? Прежде всего, при производстве газобетона своими руками, в домашних условиях либо при полукустарном изготовлении небольших партий на продажу.

Как уже упоминалось, цена необходимого оборудования в этом случае гораздо ниже; однако качество продукции несколько ухудшится:

• Усадка в процессе сушки достигнет 3-5 мм/метр.
• Прочность бетонных изделий на сжатие не превысит 10 — 12 кгс/см2. Впрочем, постепенный набор прочности при поглощении атмосферной влаги связующим будет продолжаться несколько лет.

Особенности строительства

Какие ограничения использование газобетонных блоков накладывает на строительство?

Фундамент

Основное требование к нему — максимальная жесткость, исключающая любую деформацию несущих стен. Несмотря на относительно высокую прочность, газобетон полностью лишен эластичности и при изгибающих нагрузках дает трещины.

Какие виды фундаментов применяются при газобетонном строительстве?

• На скальных и сухих супесчаных грунтах используются мелкозаглубленные ленточные основания.
• На пучинистых грунтах (глины, суглинки) оптимальное решение — свайный фундамент на буронабивных сваях с монолитным железобетонным ростверком.
• На болотистых почвах и других нестабильных грунтах заливается бетонный плитный фундамент. Он равномерно распределяет нагрузку по значительной площади и исключает любые неравномерные просадки стен.

На фото — плитный фундамент.

Стены

Ключевое требование к стенам — высокое сопротивление теплопереносу. Оно нормируется действующими СНиП и для центра страны равно 3 — 3,2 м2 * С/Вт.

Обеспечить соответствующие тепловые характеристики, согласно заверениям производителей, могут:

• Блоки марки по плотности D500 при толщине стен в 500 мм.
• Блоки D600 — при толщине стен в 600 мм.

Для несущих стен из газобетона действуют ограничения по этажности строения.

Количество этажей Класс прочности блоков 1 — 2 В 2 3 В 2,5 4 — 5 В 3,5 Более 5 Строительство несущих газобетонных стен не допускается. Строение должно быть каркасным.

В опалубке — армопояс, способствующий повышению сейсмостойкости строения.

Какие правила действуют для внутренних несущих стен и ненагруженных перегородок?

• Если на стену опирается одна плита перекрытия, она возводится из блоков прочностью В 2,5 с толщиной 240 мм или из блоков прочностью В 3,5 толщиной 200 мм.
• Стена, на которую опираются две плиты, должна быть толще — 300 и 400 мм соответственно.
• Ненагруженные межквартирные перегородки выполняются из блоков ненормируемой прочности толщиной не менее 240 мм. Инструкция связана с необходимостью обеспечить качественную звукоизоляцию.
• Межкомнатные перегородки имеют толщину 100 — 150 мм. Прочность, разумеется, не нормируется и в этом случае.

Перемычки

Они могут выполняться из монолитного железобетона (в этом случае перемычка заливается на месте; кладка стен используется как часть опалубки) или из специальных U-образных блоков. В последнем случае перемычка может быть сборной.

Как обеспечивается достаточная несущая способность конструкции?

U-образные блоки выставляются на временную подпорку полостью вверх. Они должны заходить за края проема как минимум на 10 см с каждой стороны.

В полость блоков закладывается арматурный каркас.

Полость бетонируется. Подпорка убирается после надежного схватывания бетона.

Устройство сборной перемычки.

Кладочный раствор

На обычный цементно-песчаный раствор, приготовленный в пропорции 1:3, выкладывается только первый ряд блоков. Следующие ряды кладутся только и исключительно на специальный клей для ячеистых бетонов, обеспечивающий толщину шва не более 3 мм.

Клей для газобетона.

Почему обычный раствор не стоит использовать для кладки?

• Толстый шов — это мостик холода, ведущий в помещение с качественной теплоизоляцией. Как вырастут потери тепла — думается, можно не объяснять.
• Кроме того, блоки обладают точными размерами и идеальной геометрией. Тонкие швы позволяют использовать это преимущество, делая внешний вид кладки безупречным.

Наружная и внутренняя отделка

Главное требование к ней вполне стандартно: паропроницаемость стен должна увеличиваться изнутри наружу. Нарушение этого несложного правила приводит к отсыреванию стен, а в перспективе — и к их ускоренному разрушению.

Поскольку паропроницаемость газобетона исключительно высока, для стен из него обычно используются специальные штукатурные смеси с повышенной паро- и воздухопроницаемостью. Не менее популярное решение — вентфасады, обеспечивающие дополнительное утепление, и не препятствующие естественной вентиляции стен.

Утепленный вентфасад с облицовкой виниловым сайдингом.

Заключение

Надеемся, что предложенная информация будет полезной как начинающим строителям, так и потенциальным производителям недорогого и практичного строительного материала. Как всегда, видео в этой статье содержит дополнительные материалы. Успехов!