Конструкционный пенобетон. Строительный материал пеноблок

Чтобы понять, что такое пеноблок нужно иметь представление о материале, из которого он изготовлен. Пенобетон - это особый вид бетона, имеющий пористую структуру. Создаётся такая структура в результате твердения особым образом смешанного раствора из песка, цемента, воды и пенообразователя. Таким образом, пеноблок - это изделие из пенобетона, чаще всего в виде бруска. Однако он может иметь и более сложную геометрическую форму, то есть шипы, пазы, пустоты и т. п. Этот штучный материал используют для кладки ограждающих конструкций, стен и перегородок при строительстве зданий и сооружений различного назначения.

Изготовление пеноблоков

Технология производства блоков из пенобетона включает в себя несколько основных процессов:

приготовление пенобетона;
формовка;
набор прочности;
распалубка и распиловка;
упаковка.

Производители применяют различные комбинации из этих процессов, в зависимости от выбора технологии и имеющегося оборудования.

Приготовление пенобетона

Существует две технологии: это использование пеногенератора и баротехнология.

Первая основана на белковых пенообразователях и использовании дорогостоящего оборудования, что делает себестоимость продукции выше, но при этом более качественной и экологичной.
Баротехнология же заключается в использовании синтетических пенообразователей и высокого давления. В результате блоки получаются менее прочными и не такими экологичными, зато себестоимость продукта ниже.

Формовка пеноблоков, набор прочности, распалубка и распиловка

Опять же существуют две технологии формирования готового кладочного материала: литьевая и резательная. Первая заключается в укладке бетонной смеси в подготовленную форму. После набора ею прочности блок вынимают. Минусы этой технологии: плохая геометрия изделий, это проявляется в неточности размеров, неровности граней блока, а также повреждениях блоков при распалубке. К плюсам можно отнести только простоту и низкую себестоимость.

Суть резательной технологии в изготовлении сначала пенобетонного массива и последующей нарезки его на блоки. Эти процессы требуют более дорогого оборудования и высокой квалификации инженеров. Зато становится возможным изготавливать блоки различного размера, изменяя только программу. Изделия получаются ровными, точных размеров и не имеют сколов.

После всех операций пеноблоки выборочно испытывают, упаковывают и отправляют на склад.

Свойства блоков из пенобетона

Как и другие строительные материалы, пеноблоки обладают как плюсами, так и минусами.

Достоинства

хорошие теплоизоляционные свойства по сравнению с обычным бетоном, но при сопоставлении с теплоизолирующими материалами пенобетон всё же проигрывает.
огнестойкость и пожаробезопасность - при воздействии тепла высокой интенсивности на поверхность материала она не расщепляется и не взрывается, как это происходит у тяжёлых бетонов.
меньшая масса - на изготовление пеноблоков требуется меньше цемента. Это позволяет сэкономить не только на дорогостоящем связующем, но и на фундаменте будущего сооружения, а также транспортировке штучного строительного материала. Небольшой вес блоков вкупе с большим, чем у кирпичей, размером позволяет к тому же увеличить скорость кладки.
хорошо поддаётся обработке - его легко сверлить и пилить.
экологичность (если пеноблоки выполнены на белковых пенообразователях) - материал пеноблоков состоит из натуральных компонентов, что позволяет сравнивать его по экологической чистоте с древесиной. Но в отличие от древесины он не боится сырости, не гниёт.
помогает созданию благоприятного микроклимата в помещениях дома либо вбирая в себя часть влаги, либо отдавая её.

Недостатки

Единственным недостатком пенобетона является невысокий показатель механической прочности по сравнению с бетоном.

Таким образом, сейчас пеноблоки являются одним из наиболее универсальных строительных материалов. Благодаря невысокой цене и теплоизоляционным свойствам они набирают популярность у строителей и отвоевали значительную часть рынка у кирпича и дерева.

частично облицованный дом из пеноблоков

кладка из пеноблоков

Строительный материал пеноблок применяется для кладки стен домов сравнительно недавно, около 100 лет назад, тогда как кирпич был известен еще в первом тысячелетии до н. э.

Характеристики пеноблока

Несмотря на свой молодой возраст, пеноблок завоевал популярность и уважение строителей, так как мало чем уступает традиционному керамическому кирпичу по прочности, устойчивости к осевым нагрузкам. Вместе с тем материал обладает хорошими тепло - и звукоизоляционными свойствами, превышающий кирпич в три раза, а также небольшой удельный вес, позволяющий ему даже пеноблоку плавать в воде.

Пеноблок изготавливают из смеси цемента, песка и воды, добавляя в некоторых случаях фибру, глину и золу. В роли пенообразователя применяют синтетические и органические продукты. Синтетические пенообразователи стоят недорого и не трудоемки в производстве, однако, пеноблоки из них получается не очень прочными и вредны для здоровья.

Машина для изготовления пеноблоков в домашних условиях

Материалы с применением органических пенообразователей более трудоемки в изготовлении, однако имеют более высокую прочность за счет лучшего взаимодействия пены со смесью. Кроме того, они экологически чистые, не выделяют вредных химических элементов, что очень важно для проживания в доме людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями. Стены из пеноблоков могут противостоять огненной стихии в течение нескольких часов, которые так необходимы для эвакуации жильцов и имущества.

Существуют два способа заливки смеси: в формы, определяющие фиксированные размеры блока и в массивные формы, после которых материал подвергается распиливанию режущим инструментом на различные по размерам блоки.

Отличие пенобетона от газобетона

Многие путают пенобетон с . Однако разница между ними есть и заключается в том, что газобетон образуется за счет газов, происходящим при химической реакции внутри смеси, тогда как при изготовлении пеноблоков воздух закачивается извне и равномерно распределяется по всему объему раствора. Визуально отличить эти два материала можно по отсутствию позагребевого стыка у пеноблоков. По своим техническим свойствам и теплопроводности пенобетон приближается к дереву, однако, в отличии от него не гниет, не образует плесени и вредных микроорганизмов.

Маркировка пеноблоков

По величине плотности блоки из пенобетона делятся на три вида: теплоизоляционный с показателем D = 200 - 500 кг/м³, конструктивно - теплоизоляционный с D = 500 - 800 кг/м³ и конструктивный, где D равно 900 - 1200 кг/см³. Теплоизоляционные пеноблоки используют для внутренних перегородок зданий. Конструктивно - теплоизоляционные применяют для утепления несущих стен зданий и перекрытий. Ну и, наконец, из конструкционных пеноблоков возводят несущие стены зданий. Однако последний уступает по своим теплоизоляционным свойствам своим двум собратьям.
Показатель прочности для всех видов пеноблоков имеет не меньшее значение, чем величина плотности материала. Класс прочности обозначается буквой В с цифрой, обозначающей коэффициент прочности, указывающий на сопротивление материала при сжатии. Например, для пеноблока величина плотности которого равна D 400 это значение равно 0,5 - 0,75, а для блоков D 500 В = 0,75 -1,5, где показатель 1,5 говорит о пределе прочности на сжатие равное 23 кг/см² (марка М23). Как перевести класс бетона в марку? С некоторой погрешностью это можно сделать, разделив цифирное значение класса на 0,77 и частное от деления его умножить на 10. Например, для пеноблока прочности D 600 класс прочности на сжатие равен 0,25: производим арифметические действия - 0,25: 0,77 ∙ 10 = 32, следовательно марка пеноблока будет выглядеть так: М32.

Сравнительные параметры пенобетона и газобетона

Следующий параметр благодаря которому пеноблоки приобрели такую популярность, это коэффициент теплопроводности, выражаемый соотношением величин Вт/м² ∙ ºС и который напрямую зависит от плотности материала: чем меньше плотность, тем эта величина будет меньшей, а значит пеноблок будет лучше удерживать тепло. К примеру возьмем теплоизоляционный пеноблок плотностью D300 для которого к. тепл. = 0,08 Вт/м² ∙ ºС. Поэтому, при подборе себе необлоков для качественной кладки стен в том или ином месте, нужно оптимально увязывать эти три величины: плотность, прочность и коэффициент теплопроводности.
Еще один важный показатель - это морозостойкость материала, о которой можно узнать, перейдя по . Единственно, нужно выделить то, что не все типы пенобетона характеризуется этой величиной. Для теплоизоляционного пеноблока она отсутствует, а для конструкционного типа она настолько мала, что ею можно пренебречь. Остается средний вариант - конструктивно - теплоизоляционный, для которого, в зависимости от показателя плотности, показатель морозостойкости (F) находится в пределах от 15 до 50 циклов на заморозку и оттаивание.

Плюсы и минусы домов из пенобетона

К плюсам относятся:

а) относительно низкая стоимость;
б) быстрота возведения стен;
в) легко подвергается механической обработке;
г) высокая экологичность;
д) отличная звуко - и теплоизоляция;
е) хорошая вентиляция стен, создание благоприятного климата в помещении.

Однако, наряду с недостатками материал имеет свои минусы:

а) при транспотировке и усадке могут появиться трещины. Последняя проблема решается путем армирования каждого 4 ряда кладки.
б) большой уровень водопоглощения. В конечном результате стены из пеноблоков нуждаются в гидроизоляции.

Сходства и различия материалов

Газоблок или пеноблок выбирают исходя из того, что это сходные строительные материалы и принадлежат они к различаются между собой лишь способом формирования воздушных ячеек в самом блоке.

Макет устройства пеноблока.

Воздушные пузырьки в пеноблоке образуются при помощи пены, которая смешивается с бетоном. Результатом чего после высыхания бетона является блок соответствующего размера, пена в котором застыла в виде воздушных пузырьков. Является такой блок прочным, легким и теплым. Ячейки пеноблока имеют структуру закрытого типа, то есть при застывании воздушные пузырьки обволакивают бетон. В результате все пузырьки заключены в бетон.

Газоблок и пеноблок – это пористые материалы, которые впитывают влагу, но происходит это при полном погружении в воду. Если их просто оставить на улице, поглощение влаги не будет критическим, в этом случае сравнение газоблока и пеноблока приведет к единому результату. Самое главное при строительстве – это правильная организация водосточной системы, нельзя допускать застоя воды в районе цоколя и фундамента.

Для создания воздушных пузырьков в газоблоке применяют алюминиевую крошку, которая при нагревании вступает с кислородом в реакцию и выделяет газ. В результате этого получается газобетон. В газобетоне ячейки имеют открытый тип, то есть воздушные пузырьки взаимодействуют друг с другом. Газоблоки производят, как правило, промышленным способом, их подвергают сушке в автоклаве. Для формирования блока применяют струнную нарезку, которая может обеспечить правильную форму, что делает укладку блоков качественной и ускоряет процесс.

Плотность пеноблока 600-700 кг/м 3 , а газоблока 400-500 кг/м 3 . Поэтому пеноблок будет крепче.

Утверждение, что крепость блока зависит от его плотности, абсолютно справедливо. Но надо помнить, что значительную роль в прочности блока играет хорошее качество цемента. Если использован или низкой марки (использование марки цемента 400 вместо 500), это отразится на качестве. Тем более что на частном производстве пеноблоков нет возможности проверить качество бетона, а большие заводы, производящие газобетон, качество цемента обязательно проверяют в заводской лаборатории.

Экология и экономия

Пеноблок является экологически чистым материалом.

Газобетон содержит алюминий, который имеет вредные для здоровья свойства, а пеноблок – это экологически чистый материал.

При производстве в газобетон вводится крошка из алюминия в соотношении 400 гр/м3. Это необходимо для образования пузырьков воздуха, с гидроксогруппами раствора реагируют частички алюминиевой пудры, преобразуя оксид алюминия в кислород. Выделяемый кислород вспучивает газомассу по объему почти в два раза, в составе газобетона металлический алюминий не остается.

В газобетоне присутствует оксид алюминия, попадает он туда с цементом и другими составляющими газоблока. Если сравнить содержание алюминия в обычном кирпиче, он имеет до 400 кг оксида, который находится в простой глине, а в пеноблоке содержание оксида алюминия – 50 кг. Поэтому переживать по поводу того, что в состав газоблока входит алюминий, не имеет смысла.

Цементный раствор для пеноблока обычно наносят слоем 1 см, а кладка для высокоточного газоблока имеет толщину 2 мм. Разница при этом в объеме материала может быть в 5-6 раз. Клея для газоблока, соответственно, понадобится в 6 раз меньше. И он дороже цементного раствора всего лишь в 2 раза. Если учесть, что пеноблок стоит дешевле газоблока, то укладка на клей не дороже, а даже немного дешевле кладки на цементный раствор.

Существует два вида технологии производства ячеистых бетонов: неавтоклавная и автоклавная.

То, что делают при помощи автоклава, именуется газобетон. Пористость этого материала образуется за счет химической реакции. Он состоит из извести, цемента и алюминиевой пудры.

Пеноблок (неавтоклавный блок) состоит из тех самых компонентов, что и бетон (песок, цемент, вода), плюс пенообразователь.

Эти материалы изготавливают по одному ДСТУ или ГОСТу, так как они имеют похожие технические и физические характеристики.

Производство бетонных блоков

Таблица производства газобетонных блоков.

Производят газобетон крупные предприятия, учитывая сложный процесс его изготовления.

Пенобетон проще в изготовлении, поэтому в последнее время появилось портативное оборудование для его производства. Так как стоимость такого оборудования невелика, изготовлением этого материала стали заниматься люди, которые далеки от базовых понятий прочности, плотности и теплопроводности. Это довольно сильно испортило репутацию пеноблока. Но это отличный материал, имеющий определенные преимущества и мало уступающий газоблоку своими свойствами.

При покупке пеноблока необходимо обращаться к серьезным производителям, не первый год присутствующим на рынке, имеющим сертификат качества, проводящим лабораторные испытания, соблюдающим технологию и работающим с цементом марки не меньше М500.

Газоблок отличают более точные размеры, а принаиболее тщательно соблюдают технологические требования, так как выпускают его в заводских условиях. Пенобетон часто изготавливается непосредственно на строительных площадках, где трудно соблюсти безукоризненные технологические требования.

Из-за разницы в технологии производства отличаются морозостойкостью и по-разному поглощают влагу. Газоблоки легче впитывают воду, и, естественно, морозостойкость у них более низкая. И пеноблок, и газоблок для увеличения срока службы нуждаются в защитной и декоративной отделке сайдингом или лицевым кирпичом, благодаря которым эта проблема сводится к нулю.

Сравнение пенобетона и газобетона

Таблица характеристик газобетона и пенобетона.

Можно отметить, что газоблок, по сравнению с пеноблоком, имеет более «строгую» геометрию (допустимые отклонения). Это исключает проблемы при с использованием цементно-клеевых растворов. Следовательно, уменьшает щели и зазоры между блоками, поэтому и «мостики холода» минимальны.

Газоблок – это газобетон, нарезанный на куски. А газобетон – пористый, искусственно созданный камень, полученный в результате отвердения смеси в автоклаве. Смесь состоит из вяжущего гидравлического, кремнеземистого тонкодисперсного компонента, газообразователя и воды. Он отличается от других строительных материалов чрезвычайной прочностью и легкостью.

При желании можно самостоятельно изготовить и газоблоки. Оборудование для этого производства продается свободно и почти повсеместно.

В первую очередь пеноблоки и газоблоки отличаются технологией производства.

Известь, цемент и песок дозируют и перемешивают в специальном смесителе, затем к ним добавляют воду и алюминиевую пудру. Потом смесь заливают в форму и выдерживают несколько часов. За это время в смеси идет химическая реакция, при которой выделяется углекислый газ.

В материале из-за взаимодействия алюминия с водой возникают поры и, следовательно, увеличивается общий объем. В это время материал «схватывается» или набирает первоначальную прочность.

После «схватывания» образуется некая полусырая масса. На специальной установке из нее нарезают блоки. Оставшиеся излишки массы собирают и заново отправляют в производство. Нарезанные газоблоки подают в автоклавные установки и пропаривают несколько часов при 180 °C и давлением 11,5 атмосфер. Во время химических и физических процессов, которые происходят при пропаривании, газоблоки набирают 100% прочности. В заключительной фазе газоблоки укладывают на поддоны и упаковывают в пластик для предотвращения попадания влаги.

Производство пенобетона

Схема производства пенобетона.

В промышленный миксер засыпают цемент и песок, потом добавляют воду. Массу каждого ингредиента определяют предварительным взвешиванием. В зависимости от пропорций цемента и песка задают марку по прочности для будущих блоков: Д400-Д800, Д1000. Чем марка блока выше, тем он прочнее, крепче и тяжелее. Полученный раствор мешают, пока не образуется однородный раствор бетона. Затем в промышленный миксер, где смешивался раствор, добавляют пену. А потом смешанный с пеной раствор бетона разливают в формы.

Пенобетон после заливки выстаивается 4 часа, в это время происходит первоначальное схватывание. Потом блоки грузят на поддоны и отправляют на дальнейшую сушку. В естественных атмосферных условиях блоки пенобетона сохнут 2-3 недели. За этот срок пенобетонные блоки приобретают эксплуатационные качества, требуемые для кладки перекрытий и стен. Основную долю прочности пенобетон достигает в течение следующих 6 месяцев.

В минимальный комплект оборудования для изготовления пеноблоков входит:

установка для производства пенобетона;
пеногенератор, пеносмеситель;
насосы и компрессорное оборудование;
формы для изготовления пеноблоков.

Если сравнивать качественные газоблоки и пеноблоки, у газобетона есть одно преимущество: на ранней стадии при одинаковой плотности он прочнее, но уступает пенобетону во всех остальных параметрах. Если выбрать газобетон, то надо учитывать, что он максимальную прочность имеет на момент изготовления, а затем происходит медленное понижение этого показателя.

В бетоне набор прочности происходит десятилетиями. То есть в момент производства пенобетонные или бетонные изделия имеют наименьшую прочность, которая далее будет увеличиваться.

Пеноблок или газоблок

Пенобетон отличается от газобетона закрытой структурой пористости, воздушные пузырьки отделены друг от друга внутри материала. В газобетоне пузырьки воздуха между собой сообщаются, поэтому, имея одинаковую плотность, пенобетон в воде плавает, а газобетон тонет. Таким образом, из-за недостатка водопоглощения пенобетон имеет высокие морозостойкие и теплозащитные характеристики. Благодаря этим качествам стоит выбрать пенобетон для использования в местах с повышенной влажностью и в стыках «тепло-холод», где образуется выпадение конденсата. Газобетонные блоки недопустимо применять в таких местах. Для этого необходимо использование специальных технологий и качественное выполнение подобных работ.

Пенобетон – материал экологически чистый. Это еще одно его преимущество перед газобетоном. Основной материал, который используют при изготовлении газобетона, – негашеная известь (агрессивное, химически активное вещество). Вступая в реакцию с алюминиевой пудрой, она выделяет газ, который, в свою очередь, образует газовые пузырьки в структуре газобетона.

При точном соблюдении технологии негашеная известь вступает в химическую реакцию и «гасится». Этого достичь в производстве фактически невозможно, поэтому в газобетоне всегда имеется неотреагировавшая известь. Наиболее наглядно последствия этого видно в некачественном кирпиче, в производстве которого используют известь. Поверхность такого кирпича покрыта мелкими сколами и выщербинами, с белыми мелкими точками, причиной их является известь. При воздействии влаги она гасится, выделяет тепло, увеличивается в размерах и разрушает кирпич. Процессы, подобные этому, проходят и внутри материала. С пенобетоном это невозможно, так как в нем не содержится негашеная известь.

Достоинства пеноблока

Теплота. Из-за высокого термического сопротивления здание из пеноблоков теплее. При эксплуатации это позволяет уменьшить на 20-30% расходы на отопление.
Микроклимат. Пеноблок предотвращает значительную потерю тепла зимой. Пенобетонные блоки не страшатся сырости, позволяют избегать высокой температуры летом и корректировать в помещении влажность воздуха путем отдачи и впитывания влаги. Это способствует созданию положительного микроклимата.
Быстрый монтаж. Малая плотность и легкость пеноблоков, внушительные размеры блоков в сравнении с кирпичом в несколько раз позволяют увеличить быстроту кладки. Легкость в обработке пеноблоков и их отделке, возможность выполнять отверстия, каналы под трубы и электропроводку. Элементарность кладки пеноблоков.
Звукоизоляция. Пенобетон обладает высокой способностью поглощения звука. Здания из пеноблоков обеспечиваются действующими требованиями по звукоизоляции.
Экологичность. При эксплуатации пеноблоков не выделяются токсичные вещества и по своей экологичности они уступают только древесине.
Красота. Благодаря легкости в обработке, из пеноблоков можно изготовить углы, арки и пирамиды разнообразной формы.
Экономичность. Высокая точность геометрических размеров пеноблоков предоставляет возможность осуществлять на клей, не допустить в стене «мостиков холода» и заметно уменьшить толщину наружной и внутренней штукатурки. В сравнении со стандартными тяжелыми бетонами вес пеноблоков ниже на 10-87%. Изрядное снижение веса приводит к солидной экономии на фундаменте.
Пожаробезопасность. Пеноблоки предотвращают распространение пожара и имеют первую степень огнестойкости. Поэтому пеноблоки подходят для использования при строительстве огнестойких конструкций. Под воздействием интенсивного жара, типа паяльной лампы, поверхность бетона не взрывается и не расщепляется, как это происходит с тяжелым бетоном. Поэтому арматура защищена на более длительный срок от нагревания. Тесты показали, что пеноблоки толщиной в 150 мм в течение 4 часов защищают от пожара.
Транспортировка. Выгодное соотношение объема пеноблоков, веса и упаковки делает строительную конструкцию удобной для транспортировки.

Таблица соотношения прочности бетона.

При добавлении парообразующего компонента происходит реакция, которая сопровождается выделением газа, от чего смесь становится пористой, в результате образуется . Есть еще один метод, при котором вносят пеноагенты и бетонную смесь вспенивают механическим способом.

Пеноблок почти нестареющий и фактически вечный материал, не боящийся воздействия времени. Он не гниет, имеет прочность камня. Высокая прочность на сжатие позволяет использовать пеноблоки при строительстве изделий с малым объемным весом, а это увеличивает термическое противодействие .

Таблица сопоставления основных физико-технических показателей.

Итак, сравнив пенобетон и газобетон, можно прийти к выводу, что каждый из них хорош в тех или иных условиях.