Газобетон (ячеистый бетон автоклавного твердения) — искусственный каменный материал пористой структуры, изготовленный из вяжущего, тонкомолотого кремнеземистого компонента, порообразователя и воды и прошедший тепловлажностную обработку при повышенном давлении.
(ГОСТ 31359-2007 «Бетоны ячеистые автклавного твердения»)
В Ленинграде газобетон применяется с 1959 г. С тех пор из газобетона было построено более 15 млн.м2 жилых домов, которые до сих пор не потеряли своих эксплуатационных качеств и являются самыми теплыми из «хрущевок» и «брежневок».
Автоклавный газобетон получают из смеси, состоящей из цемента, извести, песка и воды (или цемента, песка и воды) вспученной газом — водородом, выделяющимся в результате химической реакции небольшого количества вводимой алюминиевой пудры (пасты) со щелочной частью раствора. После завершения химической реакции поризованный массив разрезают и помещают в автоклав, где он набирает за 10-14 часов проектную прочность в среде насыщенного водяного пара при температуре 174-191 °С и давлении 8-14 атм. При этом образуются прочные, долговечные, морозостойкие и пожаростойкие изделия.
Автоклавный газобетон производят на оборудовании с высокой степенью автоматизации, что позволяет стабильно соблюдать все технологические процессы и в результате получать высококачественные изделия с точными геометрическими размерами.
Автоклавный газобетон обладает отличными теплозащитными свойствами, конкурируя с такими теплоизоляционными материалами, как пенополистирол, пенополиуретан и минераловатные плиты. Но в отличие от них он является конструкционным материалом, т.е. возведенные из газобетонных блоков стены могут быть несущими и самонесущими.
Применение природного сырья обеспечивает экологичность и долговечность газобетона в отличие от пенопластов и минераловатных плит, которые за срок их эксплуатации (15-20 лет) теряют свои свойства, разрушаются, при этом из полистирола выделяется стирол, из минплиты — фенол, т.е. ядовитые газы.
Газобетон относится к несгораемым материалам, по сравнению, например, с пенополистиролом, который при горении выделяет вредные токсины.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
По радиоактивности газобетон относится к I классу (низкий уровень) с приведенным излучением Аэфф=54 Бк/кг. Его соседи — дерево, гипс, асбестоцемент. На рис. 1 приведены сравнительные показатели по радиоактивности других строительных материалов.Рис.1. Сравнительный уровень радиоактивности строительных материалов
Несмотря на то, что газобетон — высокопористый материал (пористость может доходить до 90%), он не является чрезмерно гигроскопичным. Равновесная влажность газобетонных стен в С.-Петербурге, по данным многочисленных исследований, находится в пределах 5–6% по массе, а тот же показатель стен из сосны и ели в условиях прибалтийского влажного климата (согласно СНиП II-3-79*) — в 4 раза выше (20%). После увлажнения, например дождем, газобетон, в отличие от древесины, быстро высыхает и не коробится. В отличие от кирпича, газобетон не «сосет» воду, поскольку капилляры прерываются сферическими порами. Пористость обеспечивает его высокую морозостойкость, т.к. вода, превращаясь в лед и увеличиваясь в объеме, имеет (и даже с избытком) место для расширения без угрозы разрыва материала. Морозостойкость даже незащищенного ячеистого бетона может во много раз превысить морозостойкость красного, а тем более силикатного кирпича.
Важным свойством стен из газобетона, характеризующего его как экологичный материал, является высокая паропроницаемость. Это свойство позволяет стенам «дышать», обеспечивая свободный проход пара и газов (CO, CO2, CH4) из помещений через стену и обратное поступление (извне) атмосферных отрицательно заряженных аэроионов — дыхательной компоненты кислорода.
Например, стена, имеющая толщину, обеспечивающую минимальное нормативное сопротивление теплопроводности для С.-Петербург м2·°/Вт, характеризуется паропроницаемостью (рис. 2):
- из газобетонных блоков D500 на клею — 0,65 мг/м2·ч·Па;
- из сосны и ели — 0,18 мг/м2·ч·Па;
- из кирпича (в зависимости от плотности) на цементном растворе — 0,07÷0,1 мг/м2·ч·Па.
Если же в кирпичной кладке имеется теплоизолирующая прослойка из пенополистирола или минеральной ваты в полимерной пленке, то паропроницаемость («дыхание») будет еще хуже.
Рис. 2. Сравнительные показатели паропроницаемости стен из газобетона, дерева, кирпича, имеющих сопротивление теплопроводности Rmin=1,96 м2·˚С/Вт
ТЕПЛОАККУМУЛИРУЮЩИЕ СВОЙСТВА
Теплоаккумулирующие свойства конструктивного материала характеризуют количество накопленного тепла и отношение времени остывания материала t, сек, к аккумулированному им теплом Q, Дж/м²·˚С. Чем меньше величина этого отношения, тем быстрее теряет тепло рассматриваемый материал. На рис. 3 приведены сравнительные показатели, характеризующие теплоаккумулирующие свойства материала.
Из приведенного сравнения следует, что у газобетона и дерева время остывания стены примерно одинаково и лучше чем у полнотелого кирпича в 4,8 раза, пустотелого — в 3 раза. Однако для нагревания газобетонной стены расходуется тепла меньше, чем для стены из дерева, примерно в 2 раза.
Для обеспечения наиболее экономичных уровней затрат на отопление при эксплуатации объектов в климатических условиях Северо-Западного региона достаточно стены из газобетона шириной всего 300 мм!!!, без дополнительного утепления.
ПРОТИВОПОЖАРНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ
Газобетон является несгораемым строительным материалом, обладающим низкой теплопроводностью, что замедляет скорость его нагревания.
Испытание на огнестойкость стены толщиной 200 мм из газобетона с плотностью 400 кг/м³ (производства ЗАО «ЕвроАэроБетон») под нагрузкой 7,5 тонн/м.п. показали, что предел огнестойкости такой стены соответствует классу огнестойкости не менее REI 180!!!
Приведенные пределы огнестойкости конструкций из газобетона характеризуют его как материал, из которого можно возводить противопожарные стены и применять его для защиты строительных конструкций от действий огня.
Рис. 4. Сравнительные показатели теплоаккумулирующих свойств кирпича, дерева, газобетона
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ
Стены из газобетонных блоков, в условиях нормальной эксплуатации, высыхают в течение 2-х лет достигая эксплуатационной равновесной влажности. По влагонакоплению в наружных стенах здания в процессе эксплуатации автоклавный газобетон мало отличается от влагонакопления в кирпичных стенах.
Так, расчетное массовое отношение влаги в материале стены из газобетонных блоков составляет w=4¸5 %, из глиняного кирпича — w = 2¸4 %, у стен из сосны и ели — w =15¸20 %, у стен из керамзитобетона —w=5¸10 %.
По долговечности здания, наружные стены которого выполнены с применением газобетонных блоков, не уступают зданиям со стенами, выполненными из кирпича или бетона: например, согласно СТО 00044807-001-06, у здания с наружными стенами из панелей из автоклавного газобетона прогнозируемая долговечность 125 лет, продолжительность эксплуатации до первого капитального ремонта — 55 лет. Для сравнения: продолжительность эффективной эксплуатации зданий, утепленных минераловатными или полистирольными плитами, до первого капитального ремонта составляет 20–35 лет.
Итак, стены из газобетона пожаростойки, не подвергаются гниению, относятся к I (наилучшей) группе материалов по радиоактивности, прекрасно «дышат», значительно легче по сравнению со стенами из традиционных материалов, что приводит к удешевлению фундаментов. Поскольку газобетон легко пилится, сверлится, гвоздится, снижается трудоемкость строительных работ. Все эти свойства указывают, что газобетон является экологичным, экономически эффективным материалом, из которого можно строить высококачественное и доступное по стоимости жилье.
Объемы производства газобетона в России и в т.ч. Ленинградской области с каждым годом увеличиваются. Вводятся новые заводы с современной технологией, позволяющей выпускать высокоточные блоки, такие как продукция завода ЕвроАэроБетон.
При этом качество блоков постоянно улучшается. Увеличение производства газобетона привело к значительному снижению его стоимости, а грамотное применение газобетонных блоков при строительстве домов с использованием всех положительных свойств газобетона позволяет строить доступное и комфортное жилье. С уверенностью можно сказать, что автоклавный газобетон — материал XXI века.