Пенобетонные блоки. Плюсы и минусы

Пенобетон как массовый строительный материал начали производить в середине прошлого столетия. Бурно развивающаяся химическая промышленность начала предлагать различные типы пенообразователей, применяемые в тушении пожаров.

Бетонный раствор с добавлением пожарного пенообразователя не отличался хорошими характеристиками. Химики быстро сориентировались и на рынок начали поступать пенообразователи, стойкие к щелочным (цементным) средам. Строительные НИИ приступили к разработкам различных технологий его изготовления.

Что собой представляют (марки и виды) и как изготавливаются пенобетонные блоки

Что такое пенобетон?

Вопреки распространённому мнению, что пенобетон — это вспененный бетонный раствор, можно сказать, что пенобетон – мелкие воздушные шарики, оболочкой которых является обычный бетон.

Приготовление его происходит в специальных смесителях по трём основным технологиям из четырёх компонентов:

• Вода,
• Цемент,
• Песок,
• Пенообразователь.

Варьируя различными дозировками сырья можно получать блоки различных марок, которые определяются по удельному весу куба и несущим нагрузкам. Назначение материала, условия его производства, хранения и использования регламентируются ГОСТ 25485-89 «Бетоны ячеистые».

Марки и виды пенобетонных блоков

ГОСТ подразделяет пенобетонные блоки на следующие категории:

1. «Теплоизоляционные» с несущей нагрузкой от 8 до 15 кг/см.3(В1). Вес куба из такого материала колеблется от 200 до 400 кг, и называется он «Лёгким пенобетоном». Такие блоки хорошо подходят для наружного утепления фасадов, фронтонов, балконов и других, не нагружаемых конструкций зданий.
2. «Конструкционно-теплоизоляционные» выдерживают нагрузку от 15 до 22 кг/см.3 (В1,5 – В2). Масса куба составляет от 500 до 700 кг. Блоки подходят для закладки проёмов в многоэтажных каркасных сооружениях, строительства несущих стен облегчённых конструкций (мансард, одно и двухэтажных построек) и изготовления межкомнатных перегородок.
3. «Конструкционный» пенобетон, способный выдерживать нагрузки от 22 до 35 кг/см.3 (В2,5 – В3). Это тяжёлый материал. Вес куба составляет от 800 до 1200 кг. Такие блоки применяют для строительства несущих стен в малоэтажных постройках до трёх этажей, лёгких мелко заглубленных фундаментов и межкомнатных перегородок.

По типоразмеру блоки подразделяются:

• «Стеновые», размер которых может быть 598*298*198 мм, 398*298*198 мм и 398*398*198 мм.
• «Перегородочные» с размерами 598*198*98 мм, 398*398*98 мм и 398*198*98 мм.

Как изготавливаются пенобетонные блоки?

Весь процесс изготовления пеноблоков состоит из четырёх этапов:

• приготовление смеси;
• заливка в подготовленную опалубку и суточное твердение;
• снятие блоков, установка на поддоны и отправка на склад;
• 28-дневное твердение в необходимых условиях.

Организация производства пенобетона, в отличие от газобетона, не требует больших капитальных вложений, что одновременно является как плюсом, так и минусом данного материала.

В идеале это должен быть «свежий» цемент (не более 7 дней от момента изготовления) марки ПЦ 500 без добавок, мытый и просеянный речной песок. Можно использовать и карьерный, но без глинистых образований и с размером гранулы не более 0,25 мм.

Отдельно стоит отметить, что применение фиброармирования увеличивает прочность блоков на 20 — 25%, позволяет уменьшить вероятность возникновения усадочных трещин в момент твердения за счёт равномерного водонасыщения.

• Приготовление смеси в низко оборотистых смесителях с отдельной генерацией пены.

Самая «древняя» технология. В смесителе с горизонтально расположенным ротором перемешивается бетонный раствор. Отдельно в пеногенераторе приготавливается пенный раствор, который затем подаётся в смеситель и смешивается с бетоном.

ПЛЮСЫ данной технологии заключаются в том, что для приготовления пены можно использовать пенообразователи любого типа – белковые и синтетические.

МИНУСОВ у этой технологии приготовления пенобетона гораздо больше. За счёт неравномерного распределения пены блоки получаются «неравнозначные» по марке, даже в рамках одного элемента. Это ведет к возникновению внутренних напряжений и появлению усадочных трещин. Возможность сделать блоки лёгких марок нереальна. Использование фибры ограничено длиной волокон до 0,9 см.

• Приготовление пенобетона в герметичных смесителях под избыточным давлением.

Высоко оборотистый ротор в таких установках расположен вертикально. Пеногенерация происходит непосредственно в смесителе. Насыщение смеси воздухом происходит за счёт избыточного давления, создающегося посредством дополнительного компрессора.

ПЛЮСЫ таких установок в том, что по окончании замеса готовая масса подаётся шлангом к месту применения самостоятельно за счёт избыточного давления созданного в колбе смесителя. Высокие обороты ротора позволяют равномерно распределять фибру с длиной волокна до 1,2 см по всей массе бетона.

МИНУСОМ блоков, получаемых таким способом можно считать неравномерность порообразования, что влияет на характеристики материала и невозможность выдерживать заданную марку пенобетона от замеса к замесу. В таких установках используется пенообразователь только синтетического типа. Затруднительно изготовление лёгкого пенобетона.

• Турбулентно – резонансная кавитационная диспергация.

Невзирая на название, это самый простой и надёжный способ изготовления пенобетона. Его суть заключается в следующем: в вертикально расположенной колбе смесителя ротор расположен вертикально с нижним приводом, что позволяет равномерно перемешивать всю массу бетона.

За счёт больших оборотов и специальных направляющих внутри колбы, у основания ротора создаётся зона пониженного давления (каверна). Насыщение смеси воздухом благодаря этому проходит равномерно. Пенообразование происходит непосредственно в смесителе.

ПЛЮСЫ материала, изготовленного в таких установках очевидны. Пора равномерная и стойкая, с низким коэффициентом вариации, что исключает появление «паутинки» и усадочных процессов в момент твердения. Заданная марка блока выдерживается от замеса к замесу. На таких установках технологически несложно изготовление пенобетона лёгких марок. Длина фиброволокна может доходить до 6 см.

МИНУСЫ у данной технологии также имеются. Пенобетон из смесителя вытекает самотёком, что требует дополнительного оборудования для его подачи к месту заливки. В таких установках используется только качественный синтетический пенообразователь с высокой стойкостью к щелочным средам и пластифицирующими свойствами.

Но пенобетон мало хорошо приготовить. На характеристики блоков огромное влияние оказывает качество опалубки, в которой они формируются. Она должна передавать блокам точную геометрию с погрешностью по сторонам не более 1,5 мм.

Такая опалубка дорогая и чаще всего пенобетон отливают в дешёвые опалубки, изготовленные бог весть из чего (шифер, фанера, дешёвый металл и даже пенопласт), что «позорит» пенобетон, как качественный материал в глазах честного потребителя.

Основные эксплуатационные (определяющие) свойства пенобетонных блоков

Экономическая составляющая

Пенобетон сам по себе лёгкий материал, что позволяет снизить нагрузки на фундамент, особенно при строительстве высотных зданий каркасным методом. При закладке проёмов пенобетонными блоками застройщик может заработать дополнительные средства на увеличении площадей помещений, за счёт уменьшения толщины ограждающих конструкций без увеличения тепло и звукопроводности.

Такие фасады не потребуют дополнительного утепления. На широтах Ростова-на-Дону толщина ограждающих стен достаточна в 300 мм, при условии использования фибрированных пенобетонных блоков марки 500 с несущей нагрузкой 27 кг/см3.

Пенобетон – локальный материал. Его нет смысла возить на далёкие расстояния, что позволяет экономить на логистике.

Потребительская составляющая

Блоки из пенобетона отлично режутся обычной ножовкой по дереву и легко штробятся. Стены, выложенные из блоков с низкой геометрической погрешностью, не требуют нивелирующего оштукатуривания. Кладка на тонкий слой клея уменьшает вероятность возникновения мостиков холода.

«Цементный камень» таких блоков укрепляется в течение всего срока эксплуатации, позволяя материалу с годами набирать дополнительную прочность. Правильный пенобетон гарантировано выдерживает до 150 циклов заморозки/оттаивания.

Стены помещений, выполненные из пенобетонных блоков «дышат», позволяя удалять излишнюю влагу и создавать эффект деревянного дома. Микроклимат в них естественный, что способствует здоровому сну, чего нельзя сказать об обычных бетонных и шлакоблочных конструкциях.

Характеристики, требующие особого внимания при покупке, или как выбрать качественный пенобетон?

Как уже отмечалось выше, пенобетон локальный материал, следовательно, его производство располагается в достижимой близости. Прежде чем принять решение о приобретении, стоит посетить производство. Нормальный производитель должен сам это предложить.

На что следует обратить внимание?

• Культура производства, порядок в цехе и отлаженность процесса. Следует попросить сертификат на блоки или результаты испытаний материала в сертифицированной лаборатории.
• Технология изготовления блоков, учитывая все нюансы, указанные выше.
• Маркировка цемента. Желательно, чтобы это был ПЦ 500 Д0. Допускается применение и ПЦ 400, но без шлаковых добавок.
• Качество опалубки. Хорошо, когда блок формируется по резательной технологии. Если пенобетон отливается в опалубку, следует поинтересоваться, чем смазываются листы для лучшего «отхода» материала. Если для смазки применяют отработку, подсолнечное масло, сало или что-то подобное, от покупки таких блоков следует отказаться. В случае возникновения сомнений, попросите опустить блок в ёмкость с водой. Если от него пошли жирные или масленые разводы, отказывайтесь от приобретения.
• Геометрию и качество блоков, для чего достаточно осмотреть склад, где они хранятся. На любом производстве несложно найти расколотый блок. Обратить внимание следует на однородность и размер пор. Чем их больше и они мельче, тем качество блока лучше. Если внутри проглядываются волокна фибры (что очень желательно), посмотрите на их равномерное распределение и «мохнатость». Их не должно быть мало, но и «кучерявым» блок не должен быть.
• Условия, в которых блоки «созревают». Они должны быть уложены на деревянные поддоны и накрыты полиэтиленовой плёнкой. Внутри на плёнке должны быть капельки воды. На каждой упаковке должна стоять дата производства. Если производитель предлагает блоки «моложе» 28 дней, это значит, что мощностей не хватает. Косвенно это указывает на то, что может экономиться цемент, компенсируемый дополнительной засыпкой песка, что ухудшает физические свойства материала.

При покупке блоков на строительных площадках или в строительных магазинах проверять их качество можно дедовскими способами. Прежде всего, блок следует понюхать. Плохо, если он пахнет маслами или чем-то съестным. Прочность проверяется простым ударом согнутого указательного пальца. Максимум, что может остаться на блоке – небольшая вмятина. Недопустимо, чтобы материал легко деформировался.

Плюсы и минусы пенобетонных блоков

ПЛЮСЫ: практичность (простота кладки и дальнейшая обработка), экологическая чистота, возможность набора прочности в кладке. Материал работает «на изгиб», что хорошо для сейсмически нестабильных районов. Он прекрасно «переносит» влажный климат и ветровые нагрузки. Проёмы самого большого небоскрёба в мире «Бурш Халифа» закрыты блоками из фибрированного пенобетона. И самое главное это экономия средств.

МИНУСЫ: если блок формировался в опалубке – худшая адгезия в сравнении с традиционными стеновыми материалами. Строители не любят этот материал, так как за кладку одного квадратного метра они зарабатывают меньше, чем обычно. Распространено мнение, что стены, выполненные из пенобетонных блоков вандало неустойчивые. Но если задаться целью, разрушить можно любую стену.

Рекомендации по применению и перспективы блоков из фибрированного пенобетона

Характеристики данного материала позволяют применять его во всех климатических зонах, от крайнего севера до знойных и влажных тропиков для строительства жилых и общественных зданий без ограничений с соблюдением строительных норм и правил.

Блоки лишились детских болезней: размерной погрешности выше нормы и недостаточной адгезии. Новые резательные технологии позволяют обрабатывать блок со всех шести сторон, пуская обрезки на вторичную переработку, что делает современное производство безотходным и щадящим окружающую среду.

Как известно на рынке есть три составляющих успеха – цена, качество и количество. Новые технологические линии по изготовлению блоков отвечают всем трём параметрам и в скором времени составят достойную конкуренцию традиционным стеновым материалам.