Утепление несущих наружных стен - всегда проблема. Как заманчиво было бы сделать несущие стены из пористого, но достаточно прочного материала - тогда сама собой отпала бы необходимость в их дополнительном утеплении.

Именно этим объясняется популярность блоков из легких (ячеистых) бетонов, широко применяемых в малоэтажном строительстве.

Как наполнить твердый материал пузырьками? Есть три способа: 1) добавить в жидкий цементно-песчаный раствор пену, 2) обеспечить образование пузырьков газа в ходе химической реакции при затвердевании раствора или 3) смешать раствор с легким наполнителем, например гранулами пенополистирола. Три способа - три материала: пенобетонные, газобетонные (газосиликатные), полистиролбетонные блоки.

Цемент с пеной

Пенобетон делают, смешивая раздельно приготовленные растворную смесь и пену, образующую воздушные ячейки. Растворную смесь получают из вяжущего (цемента или извести), песка и воды. Пену готовят в пеногенераторах или центробежных насосах из водного раствора пенообразователей, содержащих поверхностно-активные вещества (что-то вроде стирального порошка).

Физико-механические свойства пенобетона зависят от равномерности распределения пор, их характера (открытые, сообщающиеся или замкнутые), вида вяжущего, условий твердения и ряда других факторов. В изготовлении цементного пенобетона наиболее распространена неавтоклавная схема производства. Отказ от автоклавной обработки ведет к некоторому снижению прочности и трещиностойкости. Зато установки для производства неавтоклавного пенобетона невелики и сравнительно недороги; их использование может себе позволить даже рядовая бригада строителей.

Воздушные пузырьки

Газобетон, а точнее газосиликат, - это легкий пористый материал, получаемый в результате твердения смеси гидравлического вяжущего (портландцемент, известь, реже гипс), тонкодисперсного кремнеземистого компонента (песок), воды и газообразователя, в качестве которого обычно используется алюминиевая пудра. Различают газобетоны автоклавного и неавтоклавного твердения. Затвердевший материал режут на блоки. Точность резки - важный показатель качества. Широкое распространение получил автоклавный газобетон, который производится на крупных заводах, благодаря стабильности параметров, точности резки, большей прочности и меньшей усадке. Самым популярным, почти нарицательным, среди газобетонов является Hebel (заводы этой компании есть и в России).

Объемная плотность газобетона может варьироваться в диапазоне от 300 до 1200 кг/м3. Однако самый легкий газобетон используется лишь для утепления; кладка несущих стен выполняется из высококачественных блоков плотностью не ниже 500 кг/м3 (а если качество не самое лучшее - то 600 - 700 кг/м3 и выше). Стандартный мелкий блок из ячеистого бетона (ГОСТ 21520-89), марки плотности Д500, размером 300x188x575 мм имеет массу до 20 кг и может заменить в ограждающей стене толщиной 640 мм 28 кирпичей, вес которых составляет 120 кг. При этом стена такой (или даже несколько меньшей) толщины не требует дополнительного утепления.

Как отличить газобетонные блоки от пенобетонных по внешним признакам? В первую очередь обратите внимание на цвет. Пенобетон - темно-серый. Газобетонные блоки - светло-серые, поскольку в них по технологии применяется известь. Пенобетонные> <блоки заметно тяжелее, у них более гладкая поверхность, которая затрудняет сцепление с раствором. При осмотре нескольких составленных друг на друга пенобетонных блоков, в отличие от газобетонных, сразу же бросается в глаза нарушение их геометрии, а именно непараллельность сторон.

Китайское - значит, лучшее

Третий из группы легких бетонов, полистиролбетон, представляет собой композиционный материал, в состав которого входят портландцемент, пористый заполнитель гранулы полистирола - и воздухововлекающие добавки. Качество полистиролбетона определяется качеством сырья, цемента, и пенополистирола. Всем требованиям отвечает цемент ПЦ 500 ДО (без примесей). Не столь простым оказался выбор пенополистирола. Сравнив сырье финского, корейского, китайского и отечественного производства, специалисты пришли к выводу, что лучший пенополистирол - китайский. Кстати, эта страна обеспечивает 70% мирового рынка пенополистирола.

Расфасованный в мешки пенополистирол похож на сахар. Каждая маленькая гранула представляет собой полый шарик, заполненный газом - пентаном. В специальной установке под воздействием пара гранулы расширяются. Процесс повторяется дважды. В первый раз шарики вырастают в объеме в 3,7 раза, во второй - в 4,6 раза. После этого гранулы вылеживаются для удаления остатков газа. Затем перемешиваются с бетоном и заливаются в формы. Качество форм играет немалую роль. Они должны быть изготовлены только из прокатанного металла.

Очень важно, чтобы получившиеся гранулы имели одинаковый диаметр, близкий к 5 мм. Именно такие гранулы получаются из китайского сырья. Чем крупнее гранулы, тем выше теплопроводность и ниже прочность. Если их диаметр достигает 8 мм, то теплопроводность возрастает на 20% и на столько же снижается прочность.

Если же гранулы неравномерны, что бывает при использовании низкосортного сырья, то готовый материал получается рыхлым, с большими неоднородностями и, соответственно, невысокими характеристиками.

Сравним?

Сегодня цена пенобетонных блоков по России в целом одинакова. Интересно сравнить основные характеристики полистиролбетона с характеристиками его ближайших конкурентов - пено- и газобетона.

В сухом состоянии все эти материалы мало отличаются по теплопроводности. Но разница становится ощутимой при повышенной влажности. Коэффициент теплопроводности пено- и газобетона возрастает на 20% при влажности материала 12% и вдвое - при влажности 20%, тогда как у полистиролбетона теплопроводность увеличивается очень мало. (Коэффициент теплопроводности полистиролбетона составляет от 0,06 до 0,2 Вт/м °С в условиях эксплуатации Б в зависимости от марки.) Это связано с тем, что полистиролбетон практически не набирает влагу. В разных условиях эксплуатации блок из полистиролбетона впитывает всего 4 - 8% влаги; в отличие от блоков из пено- и газобетона он может храниться под открытым небом, зимовать под снегом и мокнуть под дождем. Кубик из полистиролбетона может неограниченно долго плавать на поверхности воды, не погружаясь, как сухая дощечка. При этом полистиролбетон паропроницаем!

Полистиролбетон не только удовлетворяет требованиям к прочности на сжатие, но и выдерживает нагрузки на изгиб, выгодно отличаясь этим от своих соперников. Благодаря этому свойству блоки не колются при транспортировке и падении.

К тому же полистиролбетон обладает высокой морозостойкостью и выдерживает более 75 циклов замораживания.

Низкая теплопроводность в сочетании с высокой прочностью и нечувствительностью к влаге позволяет специалистам рекомендовать блоки из полистиролбетона плотностью D400 для возведения несущих стен при коттеджном строительстве.

Пояс - это важно

Легкие блоки так же легко и крошатся. Поэтому под бетонные плиты перекрытия и под кровлю необходим пояс, лучше всего монолитный. А пояс - это ведь готовый "мостик холода". Его нужно как-то утеплять, иначе на внутренней стене в этом месте зимой будет появляться влага, а весной - отклеившиеся обои, потеки и плесень.

Устройство надежного и правильно утепленного монолитного пояса требует грамотного проектирования. Ведь значительного запаса прочности, как у кирпича, здесь нет.

Специалисты компании Hebel пытаются найти выход из этой неприятности. Они создали специальные плиты перекрытий из легкого бетона, для которых, по их словам, не нужен монолитный пояс. Вся конструкция получается из одного материала. Но эти плиты вдвое дороже обычных и пока не пользуются большой популярностью.

Как строить

Главная прелесть легких бетонов состоит в том, что построенные из них наружные несущие стены не нуждаются в дополнительном утеплении. Поэтому одно из главных требований к технологии строительства - по возможности избежать "мостиков холода". Их образуют кладочные швы между блоками. По результатам исследований, при кладке стеновых ограждений из ячеистобетонных блоков устройство швов на цементно-песчаном растворе толщиной 10 мм снижает термическое сопротивление стены на 20%, а устройство швов толщиной 20 мм снижает указанный показатель в среднем на 31 - 32% по сравнению с кладкой, выполненной на клею (с толщиной шва порядка 2 - 3 мм). Отсюда - большое значение точности геометрических размеров блоков (1 - 1,5 мм или 1 - 1,5 см - именно таков разброс между блоками разных производителей).

Второе, что нужно учитывать строителям, - высокая паропроницаемость легких бетонов. Для наружного оштукатуривания такой стены годится далеко не всякая штукатурка. Ведь нельзя пренебрегать "золотым правилом": чем ближе к наружной поверхности стены, тем паропроницаемость материала должна быть выше. Цена ошибки - отвалившаяся через полгода или повисшая на сетке штукатурка. Виной не низкое качество штукатурных работ, а неправильная марка материала. Существуют десятки штукатурок и сухих смесей, специально предназначенных для работ по легким бетонам. Точно так же при обкладке стены кирпичом необходим нормально работающий вентиляционный зазор.

И другие важные моменты

Для крепления окон, дверей, кронштейнов, других элементов к стене из легкого бетона следует применять специальные дюбели. При сверлении отверстий под дюбели нельзя использовать ударные дрели. Кстати, газобетон и полистиролбетон легко режутся и сверлятся, что облегчает прокладку коммуникаций.

Нельзя оставлять незаконченную и незащищенную кладку под дождем или снегом. В жаркую и сухую погоду склеиваемые поверхности блоков, наоборот, требуют увлажнения.

В итоге при грамотном проектировании и квалифицированном строительстве получается теплый, экологичный и пожаробезопасный дом, по цене конкурирующий с деревянным и процентов на 15 дороже кирпичного (с утеплением).

Резюме: требования к квалификации строителей.

Строительные блоки из легких бетонов успешно конкурируют с традиционными материалами - деревом и кирпичом. Главное, что необходимо помнить: работа с ними требует существенно более высокой квалификации строителей. Больше тонкостей, более жесткие требования к проектированию, а значит, и возможность ошибки, которую трудно или невозможно исправить, выше. Да и просто материал менее привычен, чем тот же кирпич. Осведомлен - значит, вооружен, так что дерзайте!

Сколько стоит построить дом

Долговечен ли дом из легкого бетона? Производители газобетона говорят о 50 годах жизни этого материала. Полистиролбетон, по словам специалистов, прослужит намного дольше. Исследования ученых из НИИ железобетона показывают, что лет через сто произойдет следующее: полистирол разложится, исчезнет, а в образовавшихся полых кавернах останется газ. Однако, благодаря тому что каверны имеют закрытую структуру, значительного увеличения теплопроводности не произойдет - она возрастет всего на 5 - 7%.

Наша справка

Серьезный производитель делает из легкого бетона не только блоки, но и все технологические узлы для коробки здания: плиты, перемычки, желоба для заливки бетона под арматуру.

Кстати...

Первым из ячеистых бетонов появился пенобетон. На заре XX века его изобрел шведский архитектор А. Эрикссон. В 1924 году этот материал получил международный патент, а в 1929 году его начали производить в Швеции.