В мировой строительной практике автоклавный газобетон прочно занял одно из ведущих мест как универсальный материал, позволяющий решать обширный комплекс инженерных задач и обеспечивающий современное качество и конкурентоспособность строительной продукции. Физико-технические свойства автоклавного ячеистого бетона позволяют применять его для устройства несущих и ограждающих конструкций в различных областях строительства. Благодаря своим качествам этот вид бетона наибольшее распространение получил в гражданском строительстве. При этом его используют в зданиях различной этажности, как с каркасными так и стеновыми несущими системами.
Одной из наиболее распространенных областей массового применения ячеистого бетона является использование его в высотных зданиях монолитно-каркасного строительства, а также в индивидуальных одно- и двухэтажных жилых строениях. В таких зданиях наружные и внутренние стены и перегородки выполняют из ячеистого бетона.
Технологию получения искусственного камня изобрел шведский инженер А.Эрикссон. В 1924 г. этот материал получил международный патент и признание. Начало промышленному производству автоклавных ячеистых бетонов положила фирма «СИПОРЕКС» (Швеция) в 1929 г. С этого времени и началось применение газобетона в строительстве.
Так что же такое Газобетон? Газобетон — это ячеистый бетон, представляющий собой искусственный камень с равномерно распределёнными по всему объёму сферическими порами диаметром 1-3 мм. Качество газобетона определяет равномерность распределения, равность объёма и закрытость пор. Газобетон автоклавного твердения состоит из компонентов: кварцевого песка, цемента, извести, причем известь играет ключевую роль. Дело в том, что активная негашеная известь в специальных смесителях, взаимодействуя с молотым в шаровой мельнице песком, синтезируется на химическом уровне при высоком давлении и температуре в автоклавах в новый минерал, получивший название тоберморит. Тоберморит - это кристалл, обладающий высокой прочностью кристаллической решетки. Если высокопрочный бетон имеет максимальные марки прочности 500-700 кг/см2, то плотный тоберморит (силикатный бетон) может достичь прочности 2500 кг/см2.
Благодаря большой номенклатуре ширины блоков заказчик имеет возможность строить стену практически любой необходимой толщины. Высокая точность линейных размеров позволяет класть блоки не на обычный кладочный раствор, а на клей. Толщина клеевого слоя - 2-3 мм. Газобетон автоклавный легко обрабатывается. С помощью режущих инструментов газобетонные блоки можно легко разрезать, сверлить, штрoбить, выполнять в нем углубления и отверстия под электрическую, водную и канализационную системы.
Огнестойкость газобетона значительно выше, чем у обычного строительного материала. Газобетон – это идеальный материал для защиты металлических конструкций от прямого воздействия огня.
На сегодняшний день это единственный материал, который позволяет делать однослойную стену без дополнительного утепления. Существует целый ряд факторов стимулирующих домостроение из газобетона. К ним относятся:
- большая потребность населения в жилье, расположенном рядом с мегаполисами, в небольших городах и поселках и в сельской местности;
- ужесточение требований к тепловой защите зданий и сооружений;
- малоэтажное строительство, где строительство из газобетона признано современной и эффективной технологией возведения жилья и сегодня является одним из самых перспективных секторов экономики;
- более низкая стоимость строительства из газобетона по сравнению со строительством из древесины и кирпича;
- сокращение сроков строительства;
- высокие теплоизоляционные свойства газобетона, позволяющие сравнивать климат в газобетонном доме с климатом в деревянном доме.
Наряду с малоэтажным строительством блоки из ячеистого бетона нашли широкое применение и в каркасно-монолитном домостроении в качестве наружных и внутренних стен. В монолитных зданиях нагрузка передается на несущий каркас, при этом отпадает необходимость устройства толстых внутренних перегородок, а наружные стены выполняют лишь роль ограждающей и теплоизолирующей конструкции. В дальнейшем спрос на газобетонные блоки на рынке монолитного жилого строительства будет развиваться:
- за счет общего роста ввода жилья каркасно-монолитных конструкций;
- за счет некоторого постепенного замещения газобетонными блоками полностью кирпичных стен.
Применение газобетона в нежилом строительстве пока развито слабо. Между тем, в перспективе следует ожидать роста спроса в этом секторе. В данном случае ситуация будет развиваться аналогично жилищному строительству.
Основные физико-технические свойства газобетона:
- cредняя плотность (кг/м3) характеризуется массой 1 м3 материала в сухом состоянии. Плотность ячеистого бетона определяется объемом пустот (ячеек): чем меньше плотность бетона, тем больше его пустотность, и наоборот. Прочность ячеистого бетона связана с его средней плотностью прямой зависимостью: с повышением плотности материала повышаются его прочностные показатели.
- прочность (кгс/см2) это способность материала противостоять разрушению при действии внешних сил, вызывающих деформации. Сущность метода определения прочности заключается в измерении минимальных усилий, разрушающих специально изготовленные контрольные образцы при их статической нагрузке, прикладываемой с постоянной скоростью роста нагрузки, и последующим вычислении напряжений при этих усилиях в предположении упругой работы материала.
- модуль упругости характеризующий деформационные свойства материала, способность изменять свой объем под действием внешней нагрузки. Численно модуль упругости равен отношению напряжений, возникающих в бетоне при осевом приложении нагрузки, и составляющих этим напряжениям относительных деформаций (по направлению действия нагрузки).
- морозостойкость ячеистого бетона - показатель качества бетона, характеризующий способность сохранять физико-механические свойства при многократном воздействии попеременного замораживания на воздухе и оттаивания над водой, оценивается маркой по морозостойкости, которая принимается по установленному количеству циклов попеременного замораживания и оттаивания. За марку бетона по морозостойкости (F) принимают установленное число циклов попеременного замораживания и оттаивания, при котором прочность бетона на сжатие снижается не более чем на 15%, а потеря массы не превышает 5%.
- усадка - деформация ячеистого бетона без воздействия внешних нагрузок возникают из-за влагообменных процессов между бетоном и окружающей средой и воздействием содержащегося в воздухе углекислого газа. Усадка при высыхании определяется путем замера изменения длины образка газобетона при изменении его влажности от 35 до 5 % по массе.
- удельная теплоемкость - величина, определяющая количество тепла, которое необходимо подвести к 1 кг материала, чтобы повысить температуру всей его массы на 1 °С. Удельная теплоемкость характеризует способность материала аккумулировать тепловую энергию, зависит от влажности и температуры.
- коэффициент теплопроводности Вт/(м?°С) - физический параметр, характеризующий способность проводить тепло. Величина коэффициента теплопроводности определяет собой количество тепла, которое проходит в единицу времени через единицу поверхности при падении температуры в 1°С на единицу длины.
Потребительские свойства изделий из ячеистого бетона.
- Теплозащитные свойства ячеистого бетона в 2–3 раза выше, чем у кирпича.
- За счет поглощения и отдачи влаги ячеистый газобетон поддерживает постоянную влажность воздуха внутри помещения, создавая в помещении идеальный микроклимат.
- Экологически чистый (не выделяет токсичных веществ).
- Ячеистый бетон обладает высокой пожаростойкостью.
- Морозостойкость ячеистого бетона равна или превышает показатели большинства марок кирпичей и тяжелых бетонов.
- Ячеистый бетон является звукоизолирующим материалом, что существенно повышает комфортность и безопасность жилища.
Эксплуатационные свойства изделий из ячеистого бетона
- Конструкции из ячеистого бетона гораздо легче полнотелых, имеющих тот же объем.
- Использование ячеистых блоков вместо кирпича и обычного тяжелого бетона с утеплителем в несколько раз снижают затраты на строительство всех видов сооружений и сроки строительных работ.
- Уменьшение толщины стены при сохранении теплоизолирующих свойств;
- Сокращение трудозатрат на кладку, отделку, доводку стен;
- Экономия цементного раствора, штукатурки, шпаклевки;
- Простота обработки: изделия легко пилятся, сверлятся, легко оклеиваются обоями и окрашиваются.
- Высокая производительность труда при кладке.
Исходя из перечисленных потребительских и эксплуатационных свойств ячеистого бетона можно сделать вывод, что он является достойной и практически безальтернативной заменой традиционных строительных материалов.