При укладке газобетонных блоков необходимо соблюдать действующие нормативы, которые подробно изложены в СНиП. В них есть полное описание требований к любым этапам работ и приведены методики расчетов.
В малоэтажном частном домостроении преобладающим типом строительных материалов являются штучные элементы — кирпич и разнообразные блоки. Технология кладки кирпича отработана тысячелетиями и относится к базовым строительным методикам. Среди профессиональных строителей нет специалистов, не знакомых с нормами и правилами строительных работ с использованием кирпича. Однако, правила кладки газобетонных блоков во многом отличаются от традиционных методов. Материал обладает собственными качествами, отличающимися от свойств плотных строительных элементов. Даже опытные каменщики не рискуют работать с газоблоками, не изучив СНиП по кладке и не усвоив особенности этого материала. Подходить к нему с обычными мерками нельзя, поскольку газобетонные блоки обладают собственными параметрами. Вопрос весьма емкий и требует углубленного рассмотрения.
Особенности газобетона
Газобетон — это строительный материал из семейства ячеистых бетонов. Он изготавливается из тех же исходных компонентов, что и обычный бетон, но свойства и технические показатели у него существенно отличаются. Он обладает значительными преимуществами, но и недостатки у газобетона весьма серьезные, требующие особого подхода к производству строительных работ.
Среди всех разновидностей блочных материалов газобетон выделяется наиболее сбалансированными рабочими качествами. Он в меру легкий и теплый, обладает ровными гранями с минимальным отклонением по геометрии и размеру. Это важные свойства, позволяющие экономить как во время строительства, так и в течение всего срока эксплуатации. Стены из газобетона не нуждаются в мощном и глубоко погруженном фундаменте, а низкая теплопроводность дает возможность снизить мощность отопительной системы и сократить расход топлива. Подобное сочетание качеств наблюдается и у других строительных материалов, но газобетон показывает наиболее гармоничное сочетание технических характеристик и рабочих качеств.
Структура газобетона
Основное отличие газобетона от плотных традиционных разновидностей бетона заключается в структуре. Она пористая, весь объем газосиликатного блока состоит из огромного множества мелких полостей (2-4 мм). Благодаря такому строению материал приобрел способность сохранять тепловую энергию (газовые полости являются эффективными теплоизолирующими элементами). Кроме этого, газобетон имеет малый вес, что способствует уменьшению нагрузок на фундамент. Однако, пористая структура делает материал хрупким и непрочным. Он не способен переносить высокие нагрузки, особенно точечные. Полости под давлением схлопываются, поверхность блока проседает. Для строительных конструкций это недопустимо, грозит появлением трещин или полным разрушением.
С момента появления газобетона производители пытались решить проблему. Однако, никаких вариантов, кроме изменения объема полостей, не найдено. Сегодня газобетон делят на три категории:
- теплоизоляционный. Это материал, у которого отношение общего объема полостей к массиву больше единицы;
- конструкционно-теплоизоляционный. Объемы полостей и массива примерно равны;
- конструкционный. Соотношение полостей и массива меньше единицы.
При этом, необходимо учитывать — чем плотнее структура, тем выше теплопроводность и вес материала. поэтому, максимальным спросом пользуются конструкционно-теплоизоляционные блоки. Они применяются в частном малоэтажном домостроении и обладают оптимальным сочетанием эксплуатационных и технических характеристик. Теплоизоляционные блоки идут на строительство внутренних перегородок или на создание дополнительного утепляющего слоя наружных стен. Конструкционный материал применяется для постройки многоэтажных зданий или сооружений ответственного назначения.
Технологическая последовательность
Исходные компоненты для изготовления газобетона:
- портландцемент;
- песок;
- вода;
- известь;
- алюминиевая пудра.
Два последних компонента являются газообразующими добавками. Остальные — стандартный состав для производства плотного бетона. Некоторые производители используют различные добавки (шлак или золу-унос от топочного или доменного производства). Они играют роль наполнителя, на свойства и рабочие качества газоблоков почти не оказывают влияния. Меняется только цвет — например, если в составе есть унос, блоки будут темно-серыми.
Производство газобетона проходит в несколько этапов:
- все компоненты измельчаются молотковыми дробилками и с помощью дозаторов подаются в емкость, где тщательно перемешиваются;
- подается вода. Начинается реакция алюминиевой пудры с известью, сопровождаемая обильным газовыделением. Кроме этого, начинается процесс твердения цемента. Материал вспучивается и увеличивается в объеме;
- по завершении реакции газообразования полусырой газобетон извлекают из формы и отправляют в цех нарезки. Здесь его с помощью специальных струн и фрез разрезают на блоки;
- следующая стадия — закрепление структуры. Блоки направляют в автоклав, где их выдерживают под высоким давлением в атмосфере горячего пара;
- последняя стадия — сушка. Материал отдает остатки влаги после обработки паром. После этого газобетон отправляют в торговые организации.
Это процесс изготовления автоклавного материала. Изначально производился неавтоклавный газобетон. Технология его производства та же, но без обработки под давлением. Последней стадией был процесс естественного твердения в атмосфере горячего пара. Эта технология давала материал, менее прочный и устойчивый к нагрузкам, из-за чего производство неавтоклавного газобетона на некоторое время приостановилось. Однако, исследования образцов материала, взятых со старых домов 1930-40 годов постройки (в Европе они до сих пор эксплуатируются) показали, что неавтоклавный газобетон понемногу твердеет в течение всего срока службы и со временем только улучшает свои рабочие качества. Это открытие снова сделало материал востребованным и вызвало активизацию производства.
Марки и классы
Газобетон изготавливают в разных вариантах плотности. Изменяя количество газообразователя, получают разное соотношение полостей и массива. Для того, чтобы ориентироваться в качестве материала, используют классификацию по прочности и плотности.
Классы прочности обозначаются буквой B и цифрами, выражающими предел допустимого давления в Ньютонах на мм2. Например, B2,5 — означает, что данный блок способен выдержать максимальное давление 2,5 Н/мм2 (или 25 кг/см2).
Марки плотности обозначаются латинской буквой D и показывают удельный вес материала в кг/м3. Например, D500 значит, что 1 м3 данного газобетона весит 500 кг.
Марки и классы изменяются параллельно. Чем выше марка, тем больше класс. Невозможно создать газобетон с низкой маркой, но высоким классом — эти показатели не могут противоречить друг другу. Примечательно, что в торговле и строительстве используется только марка, а класс рассматривается как дополнительный показатель. К теплоизоляционной категории газобетона относят марки D200-400, конструкционно-теплоизоляционной — D500-700, а выше этого — конструкционные марки.
СНиП для газобетона
Основной нормативный документ, в котором изложены требования по строительству наружных (внешних) конструкций — СНиП №3.03.01-87. Однако, это общие правила строительства, где работе с газобетоном уделено лишь поверхностное внимание. Тонкости и особенности материала здесь не учтены, а основной упор сделан на специфику сборки наружных стен из разных материалов.
Существует специализированный стандарт, созданный специально под работы с газобетоном. Это СТО НААГ 3.1-2013 «Конструкции с применением автоклавного газобетона в строительстве зданий и сооружений. Правила проектирования и строительства». Это стандарт, определяющий правила выполнения расчета, проектирования и строительства сооружений из газобетона. Даны термины и определения, приведены технические требования к изделиям из газобетона. Кроме этого, перечислены стандартные размеры и конфигурация блоков.
Помимо технической информации, в нормативах имеется подробный теоретический блок. Здесь даны методики расчетов стен и других конструкций, приведены формулы и табличные значения различных коэффициентов. Руководствуясь данными СТО, можно выполнить расчетную часть и спроектировать постройку из газобетона.
Кроме этого, приведены правила и нормы кладки газобетона. Даны подробные практические рекомендации по выполнению укладки, армирования, сборки армпоясов и других необходимых элементов строительных конструкций. Изучение данного СТО даст массу полезной информации как начинающим, так и опытным строителям, ранее не работавших с газобетоном. Документ весьма объемный и подробный, дающий исчерпывающую информацию по всем аспектам работ с газобетоном.
Нормы кладки
Норма кладки газобетонных блоков — это показатель производительности труда каменщика. Он определяет расход времени, потраченного на выполнение заданного объема работ. Часто учитывается не время, а количество уложенных блоков — это дает возможность определить эффективность поставок материала и подсчитать дневную занятость рабочих. В любом случае, норма кладки дает понимание скорости выполнения работ и позволяет заранее определить сроки их завершения.
Помимо производительности, нормы кладки являются ориентиром для работы снабженцев и поставщиков, так как они определяют режим подвоза стройматериалов. Также это важный показатель эффективности общей организации работы строителей, их обеспеченности необходимыми приспособлениями и оборудованием.
При выполнении расчетов необходимо учесть количество работников. В среднем, один квалифицированный каменщик за стандартную смену (8 часов) укладывает 50-60 блоков. Бригада выполняет гораздо больший объем работы, причем, возрастание производительности происходит нелинейно. При этом, на производительность оказывают влияние разные факторы:
- условия труда (температура, погода, особенности климата);
- степень сложности кладки;
- качество материала;
- толщина стен;
- размеры блоков и другие особенности материала.
Наиболее значительное влияние имеет температура воздуха — если она ниже -15°, работы останавливают, так как даже зимний клей не способен качественно соединиться с поверхностью газобетона. Она имеет отрицательную температуру. При контакте с клеевым составом, затворенном водой (с солью для снижения температуры замерзания) образуется ледяная корочка. Она не позволяет клею впитаться в верхний слой газобетона и надежного сцепления не получается. Если кладку ведут на полиуретановый клей-пену, минимальная температура оказывается -5°.
Правила кладки газобетонных блоков
Кладка газоблоков производится с перевязкой вертикальных швов. Расхождение между ними должно быть не менее 10 см (оптимально — на половину длины блока). Это позволяет связать ряды между собой и уменьшить растягивающие нагрузки за счет адгезии клеевых швов.
В качестве связующего компонента можно использовать три типа материалов:
- обычный песчано-цементный раствор;
- специальный клей для кладки газобетона (можно использовать плиточный клей);
- полиуретановый клей-пена.
Оптимальным вариантом считается клей для кладки газобетона. Это сухая смесь, которую перед началом кладки затворяют водой в указанной пропорции. Обычный раствор дает толстый шов, теплопроводность которого значительно отличается от показателей газобетона. В холодное время года такие швы становятся мостиками холода и способствуют увлажнению стен. Из-за этого снижается способность материала сохранять тепло, в доме становится холодно и сыро.
Полиуретановый клей-пена по своим качествам напоминает всем знакомую монтажную пену. Он создает прочное и герметичное соединение и не образует мостики холода. Однако, такой клей гораздо дороже сухих смесей, что ограничивает его применение.
Оптимальная толщина шва для кладки газобетона составляет 2±1 мм. То есть, максимальная толщина шва не должна превышать 3 мм. Если использован песчано-цементный раствор, меняется прочность кладки. Это должно быть заранее рассчитано (в процессе проектных работ). Принимать решение об изменениях типа клеевого состава и толщине швов в процессе строительства не следует, так как это станет нарушением проектных требований.
Максимальная высота построек из конструкционно-теплоизоляционного газобетона составляет 5 этажей (не считая чердака и цоколя). В прежних нормативных документах указывалась меньшая высота — до 3 этажей. Здесь учитываются возросшие требования к качеству материала, а также возможности современных технологий производства газобетона. При этом, необходимо использовать только качественный материал от проверенных и надежных производителей. Строгих нормативов на изготовление газобетона не принято, и некоторые недобросовестные фабриканты этим пользуются для поставок на рынок низкокачественной продукции. Они экономят на составе материала, увеличивают объем полостей и выдают такие изделия за нормальный газобетон. Поэтому, от снабженцев требуется строгий контроль качества материала, проверка сертификатов и других сопроводительных документов.
Толщина швов
По нормативам, толщина швов должна находиться в пределах 2±1 мм. На практике этого добиться непросто, особенно, если кладка ведется на обычный раствор. Как правило, это делается из-за необходимости порядового усиления кладки — укладки строительных сеток или других усиливающих элементов.
Для обеспечения нормативной толщины шва необходима максимально ровная и горизонтальная поверхность каждого ряда. Это требует дополнительной обработки блоков. Несмотря на высокую точность геометрических пропорций и линейных размеров, некоторые отклонения от номинала присутствуют. Из-за них на ряду уложенных блоков возникают небольшие ступеньки. При использовании обычного раствора они незаметны, но, при использовании специального клея возникают проблемы с толщиной — из-за перепадов высот швы становятся толще и нормативные значения не выдерживаются. Поэтому, каждый ряд приходится шлифовать, снимая слой газобетона с выступающих блоков. Это трудоемкая и пыльная процедура, но игнорировать ее нельзя.
Толщина стен
Как правило, кладку стен производят в один слой. Толщина газоблоков позволяет обходиться однослойной укладкой, что дает экономию времени и позволяет уменьшить трудозатраты. Однако, если толщина газоблоков не соответствует проектным позициям, используют кладку в два слоя. Это позволяет изготовить воздушный зазор между слоями и тем самым увеличить теплосберегающие возможности стен. Внешний и внутренний слои скрепляют гибкими или жесткими связями, арматурным прутком или другими строительными элементами. Возможно также соединение тычковыми блоками, расположенными равномерно по всей площади стены. Это дает повышенную жесткость и прочность конструкции.
Внутренние перегородки и ненесущие стены изготавливаются из теплоизоляционных марок газобетона. Это позволяет снизить вес и увеличить звукоизоляционные возможности перегородок. Их укладывают в один слой из специальных блоков (они так и называются — перегородки). Есть другой вариант сборки внутренних стен — укладка обычных, стеновых газоблоков боковыми сторонами вниз. Это дает увеличенную толщину (по сравнению с блоками для перегородок) и повышенную способность выдерживать вес мебели или бытовой техники (для навески необходимо использовать специальные анкера или дюбели для газобетона).
Армирование кладки
Газобетон неустойчив к нагрузкам, особенно к разнонаправленным (растягивающим) воздействиям. Поэтому, для исключения образования трещин на несущих стенах, выполняется армирование. Согласно нормам СНиП для построек из газобетона, армированию подлежат ряды кладки с шагом не более 1000 мм. Это означает, что усиливать надо каждый 3-4 ряд. Можно чаще, если растягивающие нагрузки могут резко возрастать при сезонных подвижках или весенних изменениях гидрогеологии участка.
Армирование газобетона выполняется путем заглубления двух рифленых арматурных прутков на 2,5 см на расстоянии 5-7 см от внешнего и внутреннего края кладки. Поверхность ряда предварительно шлифуется, после чего изготавливаются канавки с помощью ручного штробореза. Их заполняют клеем, вдавливают прутки и поверх еще добавляют клеевой слой, добиваясь полного погружения арматуры. Затем поверхность газобетона выравнивают шпателем и продолжают кладку в обычном режиме.
Газобетон не предназначен для непосредственного принятия нагрузок от межэтажных плит. Для опирания перекрытий делается ряд, усиленный по всему периметру. Он называется армпояс. Конструкционно это сплошной лоток из U-образных блоков, внутрь которых уложен арматурный каркас (пространственная решетка из 4 прутков) и залит бетон. После его застывания на армпояс укладывают перекрытие. Создание этого элемента заметно замедляет работы, так как укладывать перекрытие можно только после набора конструкционной прочности.
Оконные перемычки
Для усиления верхних частей оконных и дверных проемов используются сборные или готовые перемычки. Как правило, их изготавливают прямо на площадке, так как это самый дешевый и удобный в эксплуатации вариант. Если использовать готовые бетонные перемычки, возникнет мостик холода со всеми вытекающими проблемами. Приобрести готовые перемычки из газобетона сложно — они редко бывают в продаже, так как выпускаются не всеми производителями. Поэтому, строители предпочитают собирать эти детали прямо на площадке. Используют металлический уголок или решетку из арматуры. Необходимо обеспечить скрытое размещение поддерживающих элементов из металла, чтобы исключить возникновение мостика холода и коррозии. Для этого детали погружают в газоблоки (заранее изготавливают под них углубления), а поверх наносят защитный слой штукатурки.