Газобетон, его особенности и специфика использования

Из всех строительных материалов наиболее специфичными считаются представители семейства ячеистых бетонов. Среди них выделяется газобетон, как наиболее востребованный и популярный материал.

Газобетон — это один из самых обсуждаемых и популярных строительных материалов. Его рабочие свойства весьма противоречивы, перечень достоинств и недостатков материала довольно велик. Это стало причиной сложного отношения строителей и рядовых пользователей. Профессионалы привыкли иметь дело с прочными и универсальными материалами, обладающими высоким запасом прочности. Газобетон в этом отношении заметно ограничен и нуждается в тщательном расчете конструкции. Любые ошибки, допущенные при составлении проекта или в ходе строительства, влекут за собой ряд крайне опасных последствий. При этом, газобетон способен обеспечить большую экономию в процессе эксплуатации дома. Строительство требует гораздо меньших затрат как в финансовом отношении, так и в плане трудозатрат. Материал весьма специфический, поэтому необходимо дать более подробное описание его свойств и особенностей.

Что такое газобетон

Итак, газобетон — что это за стройматериал, и почему о нем ведется столько споров? Материал действительно сложный, обладающий массой положительных и отрицательных свойств. С точки зрения классификационной принадлежности, это ячеистый бетон, точнее, один из представителей целой группы подобных материалов. Его структура представляет собой застывшую пену обычного бетона с газовыми полостями размером 2-4 мм. Наличие пор кардинальным образом изменило свойства бетона и придало ему массу дополнительных качеств. При этом, положительные качества (низкая теплопроводность и малый вес) оказались не столь очевидными, как отрицательные (низкая прочность, хрупкость, неспособность переносить значительные нагрузки). Ячеистый газобетон слишком отличается от традиционных плотных стройматериалов. Он не обладает привычными свойствами, которые строители привыкли находить у обычных материалов. Нормативы и технологические требования к газобетону окончательно разработаны сравнительно недавно, что позволило наконец разобраться в назначении и сфере применения газобетона.

История разработки материала

Газобетон появился в Европе около 100 лет назад. Создателем материала Википедия называет чешского инженера Гоффмана, получившего патент на свое изобретение еще в 1889 году. Однако, его творение имело массу недостатков, с которыми Гоффману справиться не удалось, и материал оставался невостребованным.

Ситуацию изменили американские инженеры Аулсворт и Дайер, изменившие тип газообразователя. Разработчики сумели получить легкий и теплый материал, лишенный недостатков традиционных видов — бетона, кирпича, камня. Они требуют строительства мощных опорных систем для принятия большого веса построек. Поскольку расходы на создание фундамента составляют около 40 % от сметной стоимости, необходимость в получении новых материалов была очевидной. Кроме этого, обогрев каменных домов обходился слишком дорого (учитывая, что центрального отопления тогда еще практически не было).

Проблемы удалось решить одним простым способом — обычному бетону была придана пористая структура в виде окаменевшей пены. Новый материал получил название «газобетон», что вполне наглядно иллюстрирует методику его изготовления. Однако, строители отнеслись к нему с недоверием. Тому были серьезные причины — вместе с малым весом и способностью сохранять тепло, газобетон получил массу отрицательных качеств. Он лишился привычной прочности и надежности, которыми обладает традиционный бетон.

Отсутствие способности выдерживать огромное давление стало причиной недоверия к газобетону — теперь перед началом строительства необходимо было произвести тщательный расчет несущей способности материала. Кроме того, газобетон оказался пригоден только к постройке стен, создать из него фундамент или другие ответственные конструкции невозможно. Еще одной непривычной особенностью стала невозможность отливать из газобетона детали прямо на стройплощадке. Форма, в которой материал поступает к строителям — блок строительный. Изначально других вариантов не было, хотя сегодня этот недостаток устранен. В продаже есть газобетонные блоки разного вида — для перекрытий, сборки внутренних перегородок или лотков.

Несмотря на серьезные недостатки и недоверие многих строителей, использование нового материала началось почти сразу после окончательной разработки технологии производства. Некоторые постройки того времени эксплуатируются и поныне. Например, известны дома из газобетона в Риге и других городах Европы, которым уже больше 80 лет. Они являются убедительным доказательством долговечности и надежности газобетона.

Технология изготовления

Базовые компоненты газобетона те же, что и у обычного бетона:

портландцемент;
песок;
вода.

Для получения пористой структуры используются дополнительные компоненты:

известь;
алюминиевая пудра (чаще всего, используется паста, не обладающая высоким статическим зарядом и не разлетающаяся по всему помещению).

Производственный процесс проходит поэтапно:

Все компоненты тщательно измельчаются в молотковых дробилках. Это важный момент, так как чем меньше помол, тем равномернее реакция с выделением газа.
Компоненты помещают в емкость и тщательно перемешивают, после чего их помещают в специальную форму и заливают необходимым количеством воды.
Происходит отверждение цемента и одновременно идет реакция алюминиевой пудры с известью в присутствии воды. Это вызывает обильное газовыделение, благодаря которому массив материала набухает и поднимается, словно обычное дрожжевое тесто.
Когда реакция завершается, материал вынимают из формы и одним большим куском направляют в отделение резки. Здесь массив разрезают на блоки строительные стандартного размера и формы.
После нарезки газоблоки поступают в автоклав на окончательное отверждение. Их выдерживают в атмосфере перегретого пара под высоким давлением. В результате процесс созревания полностью завершается, автоклавный газобетон приобретает конструкционную прочность и соответствующие технические характеристики.
Последний этап — сушка. Газоблоки насыщены паром, их вес слишком велик. Кроме того, влажный материал нежелательно хранить в неотапливаемых помещениях или на улице. Поэтому, газобетон выдерживают в отделении сушки, где из него выводятся излишки влаги.

Так делают газосиликатные блоки, или газобетон автоклавного твердения. Это материал, пользующийся наибольшей популярностью среди строителей благодаря своей стабильности и максимально возможной прочности. Однако, бывают газобетонные блоки, не прошедшие окончательное вызревание под давлением. Это неавтоклавный материал (или газобетон естественного твердения), разновидность газобетона с несколько сниженными параметрами. Рассмотрим оба материала внимательнее:

Автоклавный и неавтоклавный газобетон — в чем разница?

Автоклавный и неавтоклавный виды газобетона представляют собой две разновидности материала, свойства и рабочие качества которых весьма близки. Разница между ними заключается лишь в небольшом преимуществе, которым обладают автоклавные газобетонные блоки. Они тверже и прочнее, внешне выглядят более светлыми и чистыми.

Газоблоки автоклавного твердения проходят окончательную обработку в условиях высокого давления и температуры. Это дает возможность окончательно завершить все процессы, протекающие в массиве материала. В частности, происходит окончательное твердение цемента. Кроме того, из-за высокого давления в портландцементе активируется образование синтетического аналога тоберморита — водного силиката кальция. В обычных условиях его количество сравнительно невелико, но под давлением оно увеличивается. Чем больше тоберморита, тем прочнее газобетон.

Неавтоклавный материал изготавливается практически так же, разница лишь в завершающем этапе. Его не выдерживают под давлением, а лишь обрабатывают горячим паром. Процесс созревания материала остается незавершенным и в минимальном режиме продолжается.

Разница между параметрами этих строительных блоков вызвала высокий спрос на автоклавный материал, а неавтоклавные блоки на какое-то время вовсе перестали производить. Какое-то время на рынке правит автоклавный материал, но затем возникли новые обстоятельства. Выяснилось, что газобетон естественного твердения обладает ранее неизвестными свойствами. Стены из газосиликатных блоков неавтоклавного твердения набирают прочность в течение всего периода эксплуатации. Это обнаружилось в ходе исследований, производящихся в Европе. Были взяты образцы материала из домов постройки 1930-х годов. К удивлению исследователей, их механические показатели оказались гораздо выше, чем у автоклавного газобетона современного производства. Такое открытие вновь возродило интерес к неавтоклавному газобетону и вызвало всплеск его производства.

Сегодня автоклавный и неавтоклавный виды газобетонных блоков пользуются примерно одинаковой популярностью. Частные владельцы предпочитают использовать строительные блоки естественного твердения, а застройщики, производящие массовое возведение домов на продажу, используют более стабильный автоклавный материалов. Обе категории блоков считаются вполне пригодными для использования в малоэтажном частном домостроении и активно производятся разными компаниями. При этом, производство неавтоклавных строительных блоков не требует использования сложного и дорогостоящего оборудования. Это позволяет выпускать их практически в кустарных условиях. Поэтому, приобретая материал, надо проверять документы и сертификаты качества, чтобы не купить некачественные газоблоки от неизвестного изготовителя.

Преимущества и недостатки материала

К преимуществам газобетона следует отнести:

малый вес, обеспечивающий экономию на фундаменте. Кроме этого, легкие блоки удобны для строительства, так как их можно поднимать вручную, без использования специализированной техники;
низкая теплопроводность. Это качество позволяет делать сравнительно тонкие стены, способные сохранять и аккумулировать тепловую энергию. Это делает возможным уменьшить мощность отопительной системы и снизить расход топлива;
точные геометрические формы блоков. Это важный момент, так как ровный ряд уложенных блоков необходим для выполнения тонкошовной кладки, позволяющей избавиться от мостиков холода;
высокая скорость выполнения строительных работ. Если сравнить газоблоки и стандартные красные кирпичи, блок оказывается примерно в 15-18 раз больше. Это наглядно демонстрирует высокую производительность при укладке;
легкость обработки и резки материала. В ходе строительных работ приходится шлифовать поверхность каждого ряда, а также резать блоки для изготовления доборов.

Недостатками газобетона принято считать:

низкая прочность и несущая способность;
гигроскопичность, требующая создания надежной отсечки с дождевой или талой водой;
неспособность удерживать обычные крепежные элементы (для навески мебели или бытовой техники требуются специальные анкеры или дюбели);
материал изготавливают разные производители. Из-за этого материал слишком заметно различается по своим рабочим качествам, хотя по документам он относится к одной категории.

Основными недостатками газобетона принято считать хрупкость и низкую прочность. Это они вызвали столько споров и разделили строителей на две группы сторонников и противников материала. При этом, если рассматривать его не как универсальный тип стройматериалов, а как специализированный материал для малоэтажного домостроения, большинство проблем просто исчезают. Строительными нормативами введено ограничение на высоту построек из газобетона до 3 ярусов (этажей). Для частного дома это избыточное значение, так как практически все они не выше 2 этажей.

Необходимость наружной отделки вполне понятна, но она обусловлена специфическими особенностями многих материалов и не свойственна только одному газобетону. При этом, постройки из газоблоков (при условии аккуратной кладки) выглядят весьма презентабельно. В сети немало фото только что построенных домов из газобетона, внешне вполне привлекательных. Если смотреть на них только с эстетических позиций, можно обойтись обычной гидрофобизацией наружных стен. Однако, при таком решении вопроса придется устанавливать качественную принудительную вентиляцию.

Разница в свойствах газоблоков от разных производителей объясняется отсутствием жестких требований к технологии производства. Поэтому, рекомендуется выбирать материал от серьезных и надежных производителей (например, компании YTONG и других ведущих фирм).

Классификация

Газобетон делится на классы прочности и марки плотности. Это показатели, позволяющие определять пригодность того или иного материала к использованию в определенных строительных работах.

Класс прочности — это показатель максимального давления, которое может испытывать материал до физического разрушения. Он обозначается латинской буквой B. Цифры, которые идут следом, показывают предельное давление на данный материал в Ньютонах на мм². Например, один из наиболее популярных классов прочности B2,5 означает, что максимальным давлением на этот газобетон является 2,5 Н/мм²(или 25 кг/см²).

Марка плотности показывает удельный вес материала в кг/м³. Она обозначается латинской буквой D. Одна из самых популярных марок D500 обозначает вес этого газобетона в 500 кг/м3.

Необходимо отметить, что в торговле и между строителями маркировка используется несколько однобоко — учитывают только марку плотности, не рассматривая класс прочности. Это делается потому, что плотность — более информативный и понятный показатель, который косвенным образом определяет многие другие параметры материала. Кроме того, класс прочности напрямую связан с маркой плотности — они возрастают параллельно. Невозможно найти газобетон с высоким классом прочности, но с минимальной плотностью — это физически невозможно.

Существует три категории газобетона:

теплоизоляционный. К этой категории относят марки D250, D300, D400. Используются только в качестве дополнительного утепляющего слоя или для сборки внутренних перегородок;
конструкционно-теплоизоляционный. Сюда относятся марки D500, D600, D700. Этот материал является наиболее востребованным для строительства частных домов;
конструкционный. К этой группе относятся все марки от D800 и выше. Такой газобетон можно использовать для постройки крупных зданий и сооружений.

В некоторых источниках встречаются рекомендации использовать для строительства небольших домов блоки D400. Это крайне сомнительный совет, так как марка слишком низкая и не относится к категории конструкционно-теплоизоляционного газобетона. Для грамотного выбора материала необходим точный и тщательный расчет. Руководствоваться советами из сети в этом вопросе не следует.