ТехЛиб

Библиотека научно-технического портала Технарь

Газобетон и изделия из газобетона

Газобетон — это один из видов ячеистых бетонов (наряду с пенобетоном и газопенобетоном), представляющий собой искусственный камень с равномерно распределёнными по всему объёму сферическими порами диаметром 1-3 мм.

Основными компонентами этого материала являются цемент, кварцевый песок и алюминиевая пудра, также возможно добавление гипса и извести. Сырьё смешивается с водой заливается в форму и происходит реакция воды и алюминиевой пудры, приводящая к выделению водорода, который и образует поры, смесь поднимается как тесто. После первичного затвердевания разрезается на блоки, плиты и панели. После этого изделия подвергаются закалке паром в автоклаве, где они приобретают необходимую жёсткость, либо высушиваются в условиях электроподогрева.

В качестве газообразователя вводится тонкоизмельченный алюминиевый порошок (алюминиевая пудра ПАК-3). Способ газообразования основан на введении в сырьевую смесь компонентов, которые способны вызвать химические реакции с выделением в больших количествах газовой фазы. Газы, стремясь выйти из твердеющей пластической массы, образуют пористую структуру материала – газобетона, газосиликата, газокерамики, ячеистого стекла, газонаполнителей пластмассы и др. Вступая в химическую реакцию с Са(ОН)2, алюминий способствует выделению молекул водорода и соответствующей энергии химической свя образования из простых веществ:


Выделяющийся водород вспучивает цементное тесто. Ячеистое цементное тесто затвердевает. Крупный заполнитель в нем отсутствует. Для ускорения процесса вспучивания к портландцементу добавляют примерно 10% извести-пушонки от его массы. Процесс газообразования продолжается примерно 15…20 мин.

Другой газообразователь – пергидроль (техническая перикись водорода). В щелочной среде цементного теста или цементного раствора пергидроль разлагается с выделением кислорода:

Молекулы кислорода вспучивают цементное тесто или строительный раствор в течение 7…10 мин.

Классификация газобетонов:

  • По назначению:
    • конструкционные.
    • конструкционно-теплоизоляционные.
    • теплоизоляционные.
  • По условиям твердения:
    • автоклавные (синтезного твердения) — твердеющие в среде насыщенного пара при давлении выше атмосферного;
    • неавтоклавные (гидратационного твердения) — твердеющие в естественных условиях, при электропрогреве или в среде насыщенного пара при атмосферном давлении.
  • По виду вяжущих и кремнеземистых компонентов подразделяют:
    • по виду основного вяжущего:
      • на известковых вяжущих, состоящих из извести-кипелки более 50 % по массе, шлака и гипса или добавки цемента до 15 % по массе;
      • на цементных вяжущих, в которых содержание портландцемента 50 % и более по массе;
      • на смешанных вяжущих, состоящих из портландцемента от 15 до 50 % по массе, извести или шлака, или шлако-известковой смеси;
      • на шлаковых вяжущих, состоящих из шлака более 50 % по массе в сочетании с известью, гипсом или щелочью;
      • на зольных вяжущих, в которых содержание высокоосновных зол 50 % и более по массе;
    • по виду кремнеземистого компонента:
      • на природных материалах — тонкомолотом кварцевом и других песках;
      • на вторичных продуктах промышленности — золе-унос ТЭС, золе гидроудаления, вторичных продуктах обогащения различных руд, отходах ферросплавов и других.

Для придания бетону пористой структуры чех Гоффман добавил в цементные и гипсовые растворы кислоты, углекислые и хлористые соли. Соли, взаимодействуя с растворами, выделяли газ, который и делал бетон пористым. За изобретённый газобетон Гоффман в 1889 году получил патент, но дальше этого у него дело не пошло.

В 1914 году американцы Аулсворт и Дайер использовали в качестве газообразователя порошки алюминия и цинка. В процессе химической реакции этих порошков с гашеной известью выделялся водород, который и способствовал образованию в бетоне пористой структуры. Это изобретение считают отправной точкой технологии изготовления газобетона.

Шведский архитектор и ученый Юхан Аксель Эрикссон пытался вспучивать раствор извести, кремнезёмистых компонентов и цемента за счёт взаимодействия этого раствора с алюминиевым порошком. В 1929 году в местечке Иксхульт фирмой «Итонг» (Ytong) был начат промышленный выпуск газобетона. Инженерами этой фирмы за основу была взята технология тепловлажностного воздействия в автоклавах на известково-кремнезёмистые компоненты, запатентованная в 1880 году немецким профессором В. Михаэлисом. Только за первый год работы этим предприятием было произведено 14 тысяч м³ газобетона (газосиликата). Следует заметить, что фирмой «Итонг» цемент не применялся вообще.

Несколько иной метод производства газобетона внедрила в жизнь в 1934 году шведская фирма «Сипорекс» (Siporex). Он основывается на применении смеси из портландцемента и кремнезёмистого компонента. Известь в данном случае не применялась. Авторы этого метода — инженеры финн Леннарт Форсэн и швед Ивар Эклунд. Научные и практические достижения вышеперечисленных инженеров и стали впоследствии основой промышленного производства как газосиликатов, так и газобетонов во многих странах мира.

Самыми важными характеристиками этого материала являются плотность, обеспечивающая высокие теплоизоляционные свойства и легкость, и прочность, обеспечивающая высокую несущую способность. Один газобетонный блок, занимающий в кладке место 30 кирпичей, весит меньше 30 кг.

Газобетонные блоки марки D500 являются наиболее оптимальным вариантом для надстройки этажа при реконструкции жилья III группы капитальности (группа капитальности «Обыкновенные»). Их использование позволяет достичь необходимой прочности и высоких теплоизоляционных качеств ограждения при строительстве сооружений до 3-го этажей.

   

Необходимо различать изделия из заводского газобетона автоклавного изготовления – и изделия из прочих легких бетонов (в основном, пенобетона), не прошедших автоклавную обработку. При автоклавном твердении в процессе связывания участвуют все компоненты смеси, поэтому получается конструкционный материал нового типа, лишенный таких существенных недостатков как низкая влагостойкость и последующая усадка. Газобетонные блоки, выполненные автоклавным способом, имеют более высокие качественные характеристики по отношению к газобетону, изготовленному неавтоклавным способом.

Ячеистый бетон автоклавный (газобетон или газосиликат) состоит из кварцевого песка, цемента, извести и воды. Эти компоненты смешиваются и поступают в автоклав, где при определенных условиях происходит их вспенивание и последующее твердение. Газ (водород), который возникает вследствие так называемого процесса вспучивания (этот процесс аналогичен процессу, применяемому для изготовления дрожжевого теста), увеличивает в 5 раз объем сырой смеси. Газобетон хорошо подлежит обработке простейшими инструментами: пилится, сверлится, строгается, в него легко забиваются гвозди, скобы.

Немаловажным фактором, определяющим использование газобетона в строительстве и реконструкции зданий и сооружений, является его огнестойкость. Этот материал не горит, так как состоит только из минеральных компонентов. Экологически безопасен, естественная радиоактивность ниже, чем у железобетона и тяжёлого бетона, так как плотность материала меньше.

 Современные заводы по производству газобетонных блоков поставляют продукцию с точными размерами самого блока (погрешность изготовления не более 1мм), в результате чего исключается неравномерность укладки растворной прослойки между блоками.

Растворные прослойки являются более теплопроводными, чем сами блоки, а значит, если блоки будут неровными и несовпадения размеров придется компенсировать за счет периодического утолщения слоя раствора, пострадают теплоизоляционные свойства всей ограждающей конструкции. Поэтому кладка газобетона ведется на специальный клей, изготавливаемый из сухой смеси путем добавления в нее воды непосредственно перед началом работ. Швы в клеевой кладке получаются минимальными, а стена — практически монолитной.

Поверхности стен из газобетона, обычно не требуют нанесения на них штукатурного слоя, поскольку поверхности газобетонных блоков и почти незаметный кладочный шов, уже сами по себе имеют весьма привлекательный внешний вид.

Стена из газобетона по стоимости в 2-3 раза ниже, чем стена из кирпича, а по качеству значительно выше. Экономично используются транспортные мощности, работы возможны в стесненных условиях плотной городской застройки. Точные размеры и ровная поверхность блоков даёт значительную экономию отделочных материалов. 

 Сравнительные характеристики кладки из кирпича и газобетона

Характеристика

Кирпич

Газобетонный блок

1.Толщина стен для обеспечения теплопроводности,
согласно требованиям строительных норм

не менее 1500-1950 мм 

375-500 мм 

2. Расход кладочного материала, м32

0,12 

0,008 

3. Вес 1 кв. м стены, кг

2000-2730 кг 

190-250 кг 

4. Толщина фундамента 

не менее 1950 мм 

500 мм 

5. Коэффициент экологичности (дерево — 1) 

8-10 

6. Трудоемкость кладки 

— 

в 5-10 раз ниже, чем у кирпича 

 Блоки из газобетона выпускаются с плотностью от 350 до 700 кг/м3. Газобетон с плотностью — 350 кг/м3 используется только как утеплитель, с плотностью 400 кг/м3— для строительства ненесущих стен и в качестве заполнителя несущих стен многослойной конструкции. Газобетон с плотностью 500 кг/м3 применяется для строительства домов высотой до 3-х этажей. Газобетон заводского изготовления имеет точные размеры блока, что влияет на качество кладки. 

Основные размеры газобетонных блоков 

Типоразмер

Объем 1 блока,
м3

Количество
блоков в
м3

Количество блоков
шт.

Вес 1 блока
в сухом виде, кг

м3

на поддоне

600х250х50 

0,0075 

133,2 

1,35 

180 

3,75 

75 

0,0113 

88,88 

1,35 

120 

5,50 

100 

0,0150 

66,6 

1,35 

90 

7,50 

150 

0,0225 

44,4 

1,35 

60 

11,0 

200 

0,0300 

33,3 

1,26 

42 

15,0 

250 

0,0375 

26,6 

1,35 

36 

18,50 

300 

0,0450 

22,2 

1,35 

30 

22,00 

375 

0,0563 

17,7 

1,35 

24 

28,00 

400 

0,0600 

16,63 

1,08 

18 

30,00 

500 

0,0750 

13,3 

1,35 

18 

37,00 

 Газобетон для наружной кладки должен изготавливаться и испытываться в соответствии с ГОСТ 31359-2007. Для ячеистых бетонов определяют следующие физико-механические и теплофизические характеристики: среднюю плотность; прочность на сжатие; морозостойкость; теплопроводность; усадку при высыхании; паропроницаемость. Все эти характеристики должны отражаться в сертификатах качества завода-изготовителя.

Фактическое значение прочности на сжатие ячеистого бетона (кроме теплоизоляционного) должно быть не ниже требуемой прочности, определенной по ГОСТ 18105. Ячеистые бетоны должны иметь следующие классы по прочности на сжатие: В0,35; В0,5; В0,75; В1,0; В1,5; В2,0; В2.5; В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В17,5; В20.

По средней плотности марки ячеистого бетона регламентируются как D200; D250; D300; D350; D400; D450; D500; D600; D700; D800; D900; D1000; D1100; D1200. Фактическое значение средней плотности ячеистого бетона не должно быть выше требуемой, определенной по ГОСТ 27005.

В зависимости от назначения ячеистые бетоны подразделяются:

  • — теплоизоляционный: класса по прочности на сжатие не ниже В0,35, марки по средней плотности — не выше D400;
  • — конструкционно-теплоизоляционный: класса по прочности на сжатие не ниже В1,5, марки по средней плотности — не выше D700;
  • — конструкционный: класса по прочности на сжатие не ниже В3,5, марки по средней плотности — D700 и выше.

Для кладки наружных и внутренних стен при строительстве 1-5 этажных домов (в зависимости от класса бетона) выпускаются различные модификации блоков: рядовые, фасадные, шлифованные, цветные. 

 Основные типы газобетонных блоков для наружной кладки 

Блок с захватом для рук и уникальной системой кладки паз-гребень

Плотность (кг/м3)

400, 500, 600

Размеры (мм):

625 х 250 х 375

625 х 250 х 300

625 х 250 х 250

625 х 250 х 200

Прямой блок с захватами для рук

Плотность (кг/м3)

400, 500, 600 

Размеры (мм):

625 х 250 х 375

625 х 250 х 300

625 х 250 х 250 

Блок с системой кладки паз-гребень

Плотность (кг/м3)

400, 500, 600 

Размеры(мм):

625х250х375

625х250х300

625х250х250

Прямой блок

Плотность (кг/м3)

400,500,600 

Размеры (мм):

625х250х150

625х250х100 

 

Имея пористую структуру, ячеистый бетон выгодно отличается от традиционных на российском рынке строительных материалов:

  • экологически чистый (не подвержен гниению, не выделяет вредных веществ);
  • огнестойкий;
  • легкий, его низкая плотность и высокие теплоизолирующие свойства позволяют снизить массу стен на 25 — 55 % по сравнению с конструкциями из легкого бетона; ограждающие конструкции из ячеистого бетона в 3 раза легче кирпичных, теплоизоляционные свойства стен из ячеистого бетона в три раза выше, чем у керамического или силикатного кирпича и в восемь раз выше, чем у тяжелого бетона;
  • имеет отличные звукоизоляционные свойства;
  • легко обрабатывается простейшими инструментами — ножовкой, топором, рубанком;
  • удобный в работе, позволяет снизить расход раствора в 5-7 раз, а трудоемкость в 4 раза.

Коэффициент теплопроводности ячеистого бетона в сухом состоянии и коэффициент паропроницаемости в зависимости от марки по средней плотности должны соответствовать п. 4.10 ГОСТ 31359-2007. 

 Показатели качества газобетона заводского изготовления 

Марка ячеистого бетона по средней плотности

Коэффициент теплопроводности ячеистого бетона в сухом состоянии λ0, Вт/(м∙°С)

Коэффициент паропроницаемости ячеистого бетона μ, мг/(м∙ч∙Па), не менее

D200

0,048

0,30

D250

0,06

0,28

D300

0,072

0,26

D350

0,084

0,25

D400

0,096

0,23

D450

0,108

0,21

D500

0,12

0,20

D600

0,14

0,16

D700

0,17

0,15

D800

0,19

0,14

D900

0,22

0,12

D 1000

0,24

0,11

D 1100

0,26

0,10

D 1200

0,28

 

 

   

Как уже отмечалось выше, блоки из ячеистого газобетона – высоко экологичны, их несущая способность позволяет использовать их в качестве конструкционного материала. Но при реконструкции жилья III группы капитальности, где необходимо убрать излишнее увлажнение конструкций, важным качеством газобетона является неподверженность гниению и плеснеобразованию, морозостойкость и долговечность. Благодаря теплоизоляционным свойствам и теплоаккумулирующей способности предотвращают значительные перепады температур в помещениях, газобетонные изделия обеспечивают создание благоприятного микроклимата в жилище за счет способности впитывать влагу и отдавать ее в зависимости от влажности окружающего воздуха.

Газобетон используется для производства широкой номенклатуры изделий. Блоки перегородочные из ячеистого бетона применяются для кладки межкомнатных и межквартирных перегородок, благодаря теплоаккумулирующей способности поддерживают благоприятный микроклимат в помещении. Плиты перекрытия из ячеистого бетона используются при возведении жилых и общественных зданий высотой до 4-х этажей. Плиты перекрытий относятся к III категории трещиностойкости в соответствии с классификацией СНиП 2,03.01-84. Рабочие чертежи плиты разработаны на расчетные нагрузки (без учета собственной, массы плиты) 350 кг/м. Прочность на сжатие соответствует классу бетона — В 2,5 (М35), марка по плотности — Д600, морозостойкость — F25.

  Номенклатура продукции — изделия из ячеистого бетона 

 

Блоки стеновые мелкие из ячеистого бетона ГОСТ 21520-89, ТУ 5741-142-46854090-02

Марка бетона по плотности

Д700 

Д600 

Д500 

Д400 

Класс бетона по прочности на сжатие

В 3,5 

В 2,5 

В 1,5 

В 1,5 

Марка бетона по прочности на сжатие 

М50 

М35 

М25 

М20 

Коэффициент теплопроводности Вт/м°С по ГОСТ на ИЗЯБ 

0,18

0,14 

0,14

0,132 

0,12

0,103 

0,10

0,088 

Марка по морозостойкости 

F50 

F50 

F35 

F25 

Отпускная влажность,%

25 

25 

25 

25 

Размеры блоков (мм) 

600х300х200
600х200х200
600х150х200
600х150х400

600х400х250

600х400х200

600х200×250

 

Блоки перегородочные из ячеистого бетона ГОСТ 21520-89, ТУ 5741-142-46854090-02

Марка бетона по плотности 

Д700 

Д600

Д500 

Д400 

Класс бетона по прочности на сжатие 

В 3,5 

В 2,5 

В 2,0 

В 1,5 

Марка бетона по прочности на сжатие 

М50 

М35 

М25 

М20 

Коэффициент теплопроводности Вт/м°С по ГОСТ на ИЗЯБ 

0,18

0,14 

0,14

0,132 

0,12

0,103 

0,10

0,088 

Марка по морозостойкости 

F50 

F50

F35 

F25 

Отпускная влажность,% 

25 

25 

25 

25 

Размеры блоков (мм)

600х400х100

600х400х120

300х400х120

300х400х100

 

Изделия теплоизоляционные из ячеистого бетона ГОСТ 5742-76, ТУ 5741-001-08890619-99

Марка бетона по плотности 

Д400 

Д270 

Д220

Предел прочности при сжатии в сухом состоянии, не менее (кг/см)

10,0 

7,0 

5,0

Коэффициент теплопроводности Вт/м°С по ГОСТ на ИЗЯБ 

0,10

0,076 

0,069 0,058 

0,064

0,056

Отпускная влажность,% 

10 

10 

10

Размеры плит утеплителя (мм) 

600х400х120 300х400х120
600х400х150 300х400х150
200х300х400(500) 200х150х400(500)
200х100х400(500) 400х150х400(500)
400х100х400(500)

 

Плиты перекрытия из ячеистого бетона ГОСТ 130150-83, ГОСТ 19570-74,

альбом «Уральского ПромстройНИИпроекта» шифр 8005-1812

Обозначение 

L 

В 

Н 

Класс бетона 

Плотность, кг/м3

Объем, м3

П30.15-3,5Я 

2980 

1490 

250 

В 2,5 

600 

1,11 

П30.12-3,5Я 

2980 

1190 

250 

В 2,5 

600 

0,89 

П33.12-3,5Я 

3280 

1190 

250 

В 2,5 

600 

0,98 

П42.12-3,5Я 

4180 

1190 

250 

В 2,5 

600 

1,24 

П60.15-3,5Я 

5980 

1490 

250 

В 2,5 

600 

2,23 

П60.12-3,5Я 

5980 

1190

250 

В 2,5 

600 

1,78 

 

Перемычки из ячеистого бетона ГОСТ 948-84, ГОСТ 25485-89, альбом ОАО «УралНИАСцентр» шифр 8021.2242

 

Для придания красоты и также однородности поверхности сооружения, например, чтобы надстроенный этаж в результате реконструкции не отличался от нижних этажей, — газобетонную кладку можно облицовывать кирпичом или плиткой. В этом случае необходим воздушный вентилируемый зазоры между облицовкой и газобетонным блоком.

Газобетон – современный строительный материал, сочетающий в себе лучшие свойства камня и дерева. Его применение возможно практически во всех климатических зонах России для малоэтажного и высотного строительства гражданских, жилых, коммерческих и промышленных объектов. Газобетонные блоки успешно используются при реконструкции старых зданий для утепления фасадов и наращивания их этажности.

ГОСТы и СНиПы

  • ГОСТ 25485-89 «Бетоны ячеистые»
  • ГОСТ 21520-89 «Блоки из ячеистых бетонов стеновые мелкие»
  • СН 277-80 «Инструкция по изготовлению изделий из ячеистого бетона»

Читать по теме:

К разделу

Строительные материалы