Ячеистые бетоны, газобетон, пенобетон

Далеко не все четко представляют себе разницу между понятиями «ячеистый бетон», «пенобетон», «газобетон», а 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 схожие свойства. Собственно, идея этих материалов отражена уже в названии: внутри материала содержатся поры - равномерно распределенные ячейки, которые обеспечивают улучшенные физико-механические свойства бетона. По сути это тот же бетон, только вспененный. Из-за того что поры значительно уменьшают плотность материала, его масса также заметно меньше, чем у всем известной смеси цемента, песка и воды. Поэтому к приведенному словосочетанию «ячеистый бетон» иногда добавляют прилагательное «легкий».

Далее, все легкие ячеистые бетоны делятся на два основных типа: газобетон и пенобетон. Друг от друга они отличаются технологией изготовления. Также в зависимости от технологии появляются и другие их названия-характеристики: автоклавный и неавтоклавный. Газобетон — это автоклавный ячеистый бетон, а пенобетон, соответственно, неавтоклавный ячеистый бетон.

Сегодня найдется не много материалов, которые используются в строительстве в своем первозданном виде. Век новых технологий подарил людям возможность совершенствовать их свойства. Кирпич, как правило, имеет улучшенные теплоизоляционные и прочностные характеристики, для дерева придумано множество химических препаратов, которые позволяют защитить дом от пожара и вредных насекомых. Новейшие разработки учитывают не только требования к несущей способности строительных материалов, но и легкость их использования и экономичность. Важнейшим отличием ячеистого бетона от его традиционного «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 этого материала получается более теплым, чем деревянное или кирпичное строение.

Следует, однако, пояснить, что имеется в виду под выражением «более теплый». Безусловно, любой современный коттедж - и деревянный, и кирпичный - будет теплым. Другой вопрос, сколько энергии нужно затратить, чтобы прогреть это строение. Особенность дома, сделанного из ячеистого бетона, состоит в том, что на обогрев его помещений потребуется ощутимо меньше энергии. Чтобы на обогрев дома из кирпича и строения из ячеистого бетона уходило одинаково небольшое количество энергии, толщина стены из ячеистого бетона должна быть 0,5 метра, тогда как из кирпича придется построить стену толщиной 1,9 метра. Поэтому в кирпичных домах либо затрачивается дополнительная энергия на отопление, либо используются дополнительные утеплители. Утеплители, как правило, значительно увеличивают стоимость всей конструкции и на фоне относительно доступной цены ячеистых бетонов не являются оптимальным решением проблемы экономии энергии. Дом из ячеистого бетона на 20—40% снижает расходы на отопление, при том, что толщина стен остается стандартной для этого материала. Ячеистая структура материала обеспечивает также улучшенные звукоизоляционные свойства. Для загородного коттеджа это не менее важно, чем для городского дома.

Хотя дом, построенный из ячеистого бетона, классифицируется как каменное строение, микроклимат, который в нем создается, очень близок к климату деревянного дома. В отличие от сооружений из обычного бетона или кирпича, ячеистый дом аэропроницаем, этот материал «дышит». А благодаря тому, что он обладает еще и 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?

Если ячеистый бетон действительно так хорош, то почему же он до сих пор не вытеснил другие материалы и становится популярным только сегодня? Во-первых, во времена СССР никто, как известно, денег на электроэнергию всерьез не считал. Экономить по-настоящему, оптимизировать производство было не принято. Поэтому строились в основном гигантские заводы по производству кирпича и тяжелого бетона, а о новом прогрессивном материале никто и слышать не хотел. Между тем легкие ячеистые бетоны уже давно очень популярны на Западе. Сегодня в СНГ значительная часть газобетона делается на немецком оборудовании. Во-вторых, не изобретено пока еще идеального материала, подходящего для всех ситуаций, — каждый материал имеет свои особенности и сферу применения. И ячеистый бетон не исключение.

Для частного застройщика наиболее удобным и экономически оптимальным ячеистый бетон является при строительстве загородных коттеджей площадью приблизительно от 200 м² для круглогодичного проживания. Важной характеристикой этого материала является его относительно низкая прочность на излом. Если дерево способно выдержать некоторые подвижки основы, то камень, и в частности ячеистый бетон, в этом случае мгновенно даст трещину. Поэтому здание из ячеистого бетона требует возведения монолитного ленточного фундамента или цокольного этажа из обычного тяжелого бетона, что влечет за собой немалые расходы. Строить мощную и дорогостоящую основу для маленького дома просто невыгодно. А экономить на фундаменте при строительстве коттеджа из ячеистого бетона категорически нельзя - без прочного фундамента связываться с ячеистыми бетонами вообще нет никакого смысла.

Важнейшим свойством ячеистого бетона является его прекрасная теплоизоляционная способность - поры, содержащиеся внутри материала, наполнены воздухом, который, как известно, является очень хорошим теплоизолятором. 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. Получается, что при строительстве небольшого дома ячеистый бетон будет попросту неоправданно дорогим материалом из-за высокой стоимости фундамента. Кроме того, толщина несущих стен из ячеистого бетона достигает полуметра, что для небольшого дома многовато. Ячеистый бетон - материал пористый и, следовательно, обладает пониженной плотностью. Увеличение же плотности ради уменьшения толщины стены приведет только к тому, что материал потеряет многие свои выдающиеся свойства, такие как способность «дышать» и сохранять тепло. Дома из ячеистых бетонов возводят люди, которые хотят построить довольно большой коттедж для круглогодичного проживания, но при этом стремятся оптимизировать свои расходы.

Несколько «НО»

Особенностью ячеистых бетонов является и то, что они требуют защиты от воздействий окружающей среды. Поэтому стеновая кладка из ячеистого бетона нуждается в штукатурке, окрашивании или облицовке. Если вы решили построить дом в прямом смысле «на века», то есть рассчитываете, что он простоит никак не меньше 100 лет, облицевать строение фасадным материалом будет нелишним. Тем более что современные облицовочные материалы разнообразны и часто довольно красивы. Для защиты ячеистого бетона должны использоваться только легкие фасадные материалы. Настоятельно не рекомендуется окружать стену из ячеистого бетона с внешней стороны кирпичной кладкой: кирпич просто сведет «на нет» полезные свойства легкого ячеистого бетона. И теперь внимательно читаем: основная проблема состоит в том, что кирпич обладает низкой аэропроницаемостью. А если положить кирпич вплотную к ячеистому бетону, то выходящий из дома пар будет отражаться от него и поступать обратно в помещение. Это приведет к чрезмерному повышению влажности и появлению сырости на стенах. И делаем для себя вывод: не стоит забывать, что каждый материал оптимален только тогда, когда его правильно используют.

Все рассказанное выше относится к ячеистому бетону вообще. Однако этот стеновой материал разделяется на два основных типа: газобетон и пенобетон, каждый из которых имеет свои особенности. Слово «бетон» в названии говорит о том, что в основе обоих материалов лежит смесь цемента, песка и воды. Но так как оба материала относятся к группе ячеистых бетонов, при их изготовлении в раствор добавляют какой-то «пенообразователь». И именно тут пути газобетона и пенобетона расходятся. Газобетон (или «автоклавный ячеистый бетон») твердеет при большой температуре и повышенном давлении в специальной печи - автоклаве. Пенобетон (или «неавтоклавный ячеистый бетон») — это материал естественного твердения. Он образуется из смеси воды, песка, цемента и пенообразователя спустя некоторое время после смешивания всех этих элементов, и никакой печи для его изготовления не требуется.

Газобетон

Газобетон производится на крупных заводах и на стройплощадку попадает в виде готовых блоков. Изготовление этого материала на малом производстве невозможно. Прочность газобетон набирает, как уже говорилось, в специальном автоклаве; при его изготовлении необходимо контролировать одновременно несколько десятков процессов, и к тому же помимо основных составляющих бетона он содержит некоторые дополнительные элементы. Работа с этим материалом аналогична работе с кирпичом. Застройщику необходимо выбрать ближайшее место продажи стройматериала, приобрести нужное его количество и затем нанять бригаду, которая и возведет дом.

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°С. Образовавшаяся уникальная кристаллическая структура придает блокам его превосходные свойства.

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 (один блок равен по площади шести кирпичам], но при этом не настолько тяжелые, чтобы возникала необходимость нанимать специальную технику для их перемещения в пределах стройплощадки. В результате процесс постройки стены оказывается значительно менее трудоемким, чем в случае с кирпичом, и все работы по возведению коробки будущего дома занимают относительно немного времени.

Очень важным параметром качества газобетонного блока является точность соблюдения его размеров. На некоторых современных заводах, оборудованных немецкими линиями, погрешность в размерах может составлять не более 1 мм, что является очень высоким показателем и чрезвычайно удобно при строительстве. Все швы между блоками являются проводниками холодного воздуха, 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, а также точно выполнена стеновая кладка, облицовочная плитка может быть выложена непосредственно на стену без предварительного выравнивания слоем штукатурки.

Все предприятия производят газобетон разной плотности, поэтому строитель может выбрать нужный ему тип блоков в зависимости от того, какую часть дома он строит. Газобетонные блоки могут иметь плотность от 350 до 700 кг/м³ и, соответственно, рассчитаны на использование в разных случаях. Газобетон наименьшей плотности применяется для утепления строения и никак не может служить для строительства несущих стен. Последние строятся из материала плотностью 400-500 кг/м³. Причем из материала плотностью 500 кг/м³ можно строить дома высотой до трех этажей. Более высокие строения следует возводить, соответственно, из газобетона еще большей плотности. Тут только следует быть внимательным: чем выше плотность материала, тем ниже его теплоизоляционные свойства. Другими словами, чем плотнее газобетон, тем он ближе по свойствам к обычному бетону, который, как известно, является холодным и аэронепроницаемым материалом. К тому же более плотная стена является и более тяжелой, а значит, требует более мощного фундамента. Поэтому в коттеджном строительстве наиболее ходовым является блок плотностью 500-600 кг/м³ — именно в нем наиболее оптимально сочетаются выигрышные свойства ячеистого бетона, а также его прочность и масса. Крупные заводы также выпускают разнообразные армированные изделия из газобетона. Производятся даже специальные плиты перекрытий из него. Они, правда, дороже, чем аналогичные конструкции из обычного тяжелого бетона, но зато не требуют слишком большой толщины несущих стен.

Пенобетон

Технология производства пенобетона позволяет изготовлять его в частном порядке небольшими партиями в непосредственной близости от места строительства. Немногочисленные процессы, необходимые для получения пенобетона, несложно контролировать и оптимизировать. Что очень важно, этот материал может быть изготовлен с использованием местного сырья: песка, золы, отходов щебеночного производства. При этом, правда, следует быть внимательным, чтобы вследствие неизвестного происхождения ингредиентов не пострадала экологичность будущего материала.

Сегодня на рынке представлено оборудование небольших мощностей и, соответственно, малых габаритов, рассчитанное на частного застройщика. Перед началом строительства нужно лишь приобрести небольшой агрегат, который позволит производить пенобетон. После завершения строительных работ оборудование можно продать или сдать в аренду. С помощью такой техники можно застраивать целые поселки, находящиеся в отдалении от крупных производителей стройматериалов. Небольшую установку по производству пенобетона легко перевозить с места на место в прицепе легкового автомобиля. Так что пенобетон удобен прежде всего для тех, кто намерен построить дом своими силами.

На свойства пенобетона оказывает большое влияние качество пенообразователя. В настоящее время в основном применяются синтетические пенобразователи на основе органических соединений как отечественного, так и импортного производства. В качестве стабилизаторов пены применяют добавки раствора животного клея, сернокислого железа, жидкого стекла; вяжущими являются цемент и известь.

Как и газобетон, пенобетон можно делать разной плотности, причем на одном и том же оборудовании. Варьируя объемы каждого отдельного ингредиента, можно получать пенобетон как для построения несущих конструкций, так и для утепления кровель, потолков, крыш или для строительства перегородок. Вот только фундамент, разумеется, из пенобетона делать не следует: для построения основы дома лучше использовать тяжелый бетон. Плотность пенобетона, изготовленного на небольшом оборудовании, может составлять от 300 до 1000 кг/м³. Установка по производству пенобетона позволяет подавать готовую смесь на большую высоту без использования специального насоса. В зависимости от мощности оборудования готовую смесь можно поднять на высоту от 10 до 30 метров.

Благодаря тому, что оборудование по производству пенобетона может быть расположено на стройплощадке, с использованием этого строительного материала можно выполнять как монолитное, так и блочное домостроение. Возводить монолитные стены из пенобетона даже предпочтительнее, так как отдельные блоки с точным соблюдением всех параметров в условиях малого производства будет сделать почти невозможно. Если изготовлять пенобетон по резательной технологии, то отклонения линейных размеров у него будут зависеть от качества оборудования. А высококачественное оборудование, как известно, очень дорого стоит, что невыгодно при производстве материала малыми партиями. Можно делать пенобетонные блоки в опалубках, но в этом случае точность геометрии получаемых кирпичей зависит от качества форм. Прочностные характеристики у пенобетона немного хуже, а также более значительна влажностная усадка. Производство пенобетона как правило не сертифицируется, следовательно проконтролировать полное соблюдение технологии его производства и полученные при этом характеристики достаточно сложно.