Газобетон (газосиликат)
Газобетон: это разновидность ячеистого бетона, являющийся, по своей сути, искусственным камнем, на всей поверхности которого «расположились» отверстия-поры, 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. Основными компонентами этого материала являются цемент, кварцевый песок и специализированные газообразователи, также возможно добавление гипса и извести. Сюда могут входить и промышленные отходы, такие как, например, зола и шлаки. В качестве специализированных газообразователей используются алюминиевые пасты и пудры. Сырьё смешивается с водой заливается в форму и происходит реакция воды и газообразователя, 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 зависимости от условий твердения газобетон подразделяется на автоклавный газобетон и неавтоклавный газобетон. Газобетон хорошо подлежит обработке простейшими инструментами: пилится, сверлится, строгается. В него легко забиваются гвозди, скобы. Со временем газобетон становится твёрже и твёрже. Не горит, так как состоит только из минеральных компонентов. Относительно экологически безопасен, по естественной радиоактивности благополучнее железобетона и тяжёлого бетона, так как плотность материала меньше. Газобетон популярен во всем мире. В настоящее время работают более 240 заводов в 50 странах, которые ежегодно производят порядка 60 млн м³ строительных изделий из газобетона. Ячеистый бетон, пористая структура которого получена в результате химической реакции газообразования, называют газобетоном. Смеси на смешанных вяжущих, в которых преобладает цемент – газобетоны, известь – газосиликаты. Газобетоны могут быть автоклавными синтезного твердения и растущими неавтоклавными, газосиликаты изготавливают только с автоклавной обработкой. Благодаря обработке в камерах с температурой порядка 190 градусов Цельсия и избыточным давлением в 12 бар производителями удается контролировать рост и распределение воздушных пор по объему изделий, получать гомогенную структуру и изотропные свойства по объему каждого конкретного блока. Мелкоячеистая структура газобетонов и газосиликатов, а также твердение в автоклавах в значительной степени нивелируют усадочные процессы, благодаря чему ряду производителей удается добиться высокой стабильности геометрических размеров изделий в каждой партии продукции. Кроме того, автоклавная обработка позволяет получить гидрофобный цементный камень, что определяет маленькую сорбционную влажность (не более 5%), практически полное отсутствие эксплуатационной карбонизационной усадки и стабильность теплозащитных свойств вне зависимости от влажности окружающего воздуха.
История
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 изобретенный газобетон Гоффман в 1889 году получил патент, но дальше этого у него дело не пошло. Замысел Гоффмана развили американцы Аулсворт и Дайер. В качестве газообразователя в 1914 году они использовали 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 оказалось столь значимым, что его и поныне считают отправной точкой технологии изготовления газобетона. Свой вклад в дело совершенствования газобетона (газосиликата) внес шведский архитектор и ученый А.Эрикссон. В своих исследованиях он пытался вспучивать раствор извести, кремнеземистых компонентов и цемента за счет взаимодействия этого раствора с алюминиевым порошком. Этот подход увенчался успехом. 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-кремнеземистые 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 кремнеземистого 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. Производство ячеистых бетонов в СССР стало активно развиваться в 30-е годы. Автоклавные ячеистые бетоны (АЯБ) с газовой поризацией появились в промышленных масштабах к 50-м годам. К 60-м годам производство АЯБ стало самостоятельным развивающимся научным направлением, во многом опережающим европейские наработки в этой области. К концу 80-х годов в СССР из ячеистых бетонов было построено более 250 млн м2 зданий различного назначения (жилых, общественных, производственных, животноводческих). При этом, несмотря на высокий уровень отечественных научных разработок ориентиром для советской промышленности служили западно-европейские достижения (понижение плотности панелей и блоков вплоть до 300 кг/м3), основанные в первую очередь на стабильном сырье и оборудовании, обеспечивающем высокую однородность материала. В 1987 г. с принятием очередной жилищной программы СССР основным средством ее реализации стала научно-производственно-техническая программа «Система эффективного строительства жилых и общественных зданий из ячеистых бетонов», которая предполагала строительство около 250 новых заводов по производству АЯБ с доведением общего его выпуска к 1995 г. до 40-45 млн м3/год. Планы по этой программе предусматривали не только механическое наращивание объемов выпуска автоклавных бетонов. Важной задачей было также и снижение средней плотности выпускаемой продукции (для блоков она составляла 600-700 кг/м3). К 2011 году производство ячеистого бетона в России составило более 3,2 млн м3/год, количество заводов-производителей АЯБ - более 80, до 2015 года планируется к запуску 10.
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.
Применение газобетона
Искусственный камень, основными компонентами которого являются кварцевый песок, известь и алюминиевая пудра, является уникальным строительным материалом. Экологически чистый, огнестойкий, прочный, дышащий, влагоустойчивый, обладающий звуко- и теплоизоляционными свойствами, газобетон является идеальным материалом при возведении:
- как загородных коттеджей, так и высотных жилых зданий
- школ, больниц
- административных и общественных зданий
- промышленных и сельскохозяйственных объектов
- спортивных сооружений
- несущих, внутренних стен и разделительных перегородок
- благодаря небольшому весу широко применяется при реставрации старых зданий
Строительство из газобетона
В строительстве используются готовые блоки. Газоблоки имеют разнообразную форму, прямоугольную с пазами и без. Гладкие блоки без пазов используются для кладки несущих наружных стен и внутренних перегородок. Производители газоблоков предлагают систему «паз-гребень», выполняющую функцию «теплового замка», также являющегося направляющим при укладке блоков. Из газобетона изготавливают тонкие и прочные плиты для строительства несущих стен. Плиты из газобетона устойчивы к нагрузкам и удобны в креплении. Для бетонных поясов, балок и опорных участков для панелей используют U-блоки. В результате возведения стен из газобетона конструкция получается очень прочной без щелей. Для соединения газоблоков используют раствор или минеральный клей. Газоблоки удобны и экономичны в строительстве. Газобетонный блок весом 15 кг заменяет 8 кирпичей весом 35 кг. Кроме этого, сокращается расход на соединительные смеси и трудозатраты при укладке блоков, уменьшается стоимость затрат на строительство. При строительстве из газобетона важно точно определить толщину стен. Обязательно нужно учитывать климатические условия региона, а также рельеф местности. Для дома из газоблоков необходим прочный фундамент. В работе и обработке газобетон очень прост, его можно пилить или штрабить любым режущим инструментом. В результате сокращается стоимость на отделку и монтаж инженерных сетей. Архитекторы и строители могут только порадоваться особенностям газобетона, так как возможно строительство любой конфигурации стен и внутренних помещений, различная отделка фасада зданий и сооружений.Газобетон очень легкий, блоки имеют точные размеры, строительные работы не требуют излишней механизации, что упрощает строительство. Качественная кладка стен из газобетонных блоков, благодаря четким формам, позволяет при внутренней отделке помещений обходиться только тонким слоем шпаклевки, без использования гипсокартона или большого слоя штукатурки. Газобетонные блоки не тонут в воде, благодаря своей пористой основе. При работе с газобетоном нужно учитывать некоторые его особенности, и в ности разрушающее воздействие влаги. Несущие и наружные стены из газобетона должны иметь толщину не менее 200 мм. Толщина ненесущих стен и внутренних стен может быть принята по желанию застройщика. Кладка наружных стен из газобетона допускается только на расстоянии 300 мм от поверхности земли, причем безоговорочно следует выполнять требование защиты ких стен от сырости. Несущие колонны из газобетона должны иметь толщину не менее 600 мм; откосы дверей и окон из него - недопустимы. Перемычки дверей и окон} должны быть толщиной по меньшей мере 120 мм. В многоэтажных сооружениях предписывается как в на-ружных, так и в несущих внутренних стенах выстраивать армирующие пояса из железобетона. Этот способ применяют также при установке стропил крыши, если не предусматривается каких-либо других конструктивных мер предосторожности. Камни из газобетона используют для перевязки; швы между ними всегда заполняют полностью. Кладка стен осуществляется как с применением обычного раствора (РГ II для несущих стен и РГ I для стен ненесущих), так и с помощью клеящей массы. Клеящая масса в необходимых случаях поставляется изготовителем газобетона. Наружные стены из газобетона должны быть защищены от воздействия атмосферных осадков.
Для нас представляет интерес применение двух способов:
- Традиционный способ предусматривает следующую очередность слоев: Наброс на чистую смоченную поверхность чистого, концентрированного цементного раствора РГ III толщиной не более 5 мм, два слоя штукатурки раствором РГ I или раствором РГ II, причем в верхний (накрывающий) слой рекомендуется добавить водоотталкивающее средство.Толщина всех слоев не должна превышать 20 мм.
- Второй способ-применение грунтовки и шпаклевки: Его можно рекомендовать только в том случае, если поверхность стены совершенно прямая, гладкая и чистая. Правда, когда используют газобетон, такую поверхность относительно несложно подготовить. Для исправления поврежденных мест (глубиной примерно до 5 мм) изготовитель предлагает специальный состав, использование которого не представляет трудности. Кроме того, поверхность можно отшлифовать. Наносить грунтовку и шпаклевку на чистую, предварительно смоченную поверхность следует кистью либо меховым или поролоновым валиком. Чтобы обеспечить достаточную непроницаемость слоя, требуется, по крайней мере, 2 кг грунтовки и шпаклевки на 1 м2 площади стены. Это равнозначно двукратному покрытию. Верхний слой может быть структурным. Для него потребуется дополнительно 1 кг грунтовки и шпаклевки на 1 м2 площади стены. Наносить слой лучше всего меховым или поролоновым валиком. Для повышения стойкости рекомендуется предварительно смоченную поверхность загрунтовать. Грунтовку приготовляют из той же грунтовки и шпаклевки, которую разбавляют водой в соотношении 1 :4.
Внутренние стены с безукоризненной поверхностью могут быть сразу оклеены обоями. Для подготовки такой поверхности рекомендуется обратиться к знакомым уже штукатурным приемам: предварительное смачивание, набрасывание концентрированного цементного раствора, затирка обычным способом (толщина слоя должна быть не более 1 см). Использование газобетона расширяет ассортимент строительных материалов. Он имеет разностороннее применение. Достоинство этого материала состоит в том, что вся последующая работа (монтаж оборудования, устройство электропроводки и т. д.) может производиться обычным инструментом и без особых трудностей. Его можно легко пилить, сверлить; в него можно забивать также гвозди. Лишь при установке тяжелого оборудования способы его монтажа нужно выбирать особенно тщательно. Точно так же осторожно следует поступать при расположении необходимых сквозных проемов. Их всегда лучше устраивать подальше от углов, окон и дверей.