Почему газобетон лучший строительный материал для загородного дома

Основные показатели, по которым газобетонные блоки можно предпочесть кирпичу или керамзитобетонным элементам:

•  плотность газобетона,
• прочность,
• высокие теплоизоляционные свойства,
• морозостойкость,
• шумоизоляция,
• пожаробезопасность,
• экологичность.

По этим физическим характеристикам газобетон значительно опережает своих традиционных конкурентов.

Выбор газобетонных блоков, как материала для строительства загородного дома, обусловлен также техническими характеристиками:

• простотой и скоростью монтажных работ по возведению стен,
• уменьшением веса конструкции здания,
• применением облегченного фундамента.

Это напрямую сокращает сроки строительства, снижает окончательную сметную стоимость возводимого сооружения.

Об истории получения газобетона

Первые изыскательные работы по получению лёгких материалов с достаточно высокой прочностью проведены ещё в 1889 году чехом Гоффманом. Он пытался найти сочетания кислот, солей, при добавлении которых в цементные или гипсовые растворы проходит химическая реакция с выделением газа во время смешивания, на первых этапах затвердевания. Работы признаны успешными, но практического применения созданные материалы не нашли.

По ходу опытов в США (1914) было предложено для порообразования реакцию с бурным выделением водорода при смешивании порошкообразного алюминия, кальцинированной соды. С этого времени получение газобетона приобретает промышленные масштабы.

Дальнейшие исследования направлены на поиски новых методов для получения процессов порообразования, увеличения прочности, долговечности газобетона. Применялись минеральные компоненты как наполнители, пенообразователи, автоклавная обработка готовых изделий во время затвердевания.

Для России первое производство автоклавного газобетона пришлось на 1939 год. С этого времени у нас ведутся постоянные исследования по поиску рациональных технологий промышленного производства газобетонных блоков, получения материала максимальной пористости с сохранением или увеличением прочности.

В стране производством газобетонных блоков занимаются около 80 предприятий. Качество продукции на 85% относится к первой категории с геометрической точностью по высоте до +-1 мм. Это позволяет строителям монтировать блоки на клею с минимальными затратами времени на строительство.

Характеристики газобетона различной плотности

Применение изделий современной номенклатуры из автоклавного ячеистого бетона стандартизовано Национальной Ассоциацией производителей — СТО-НААГ 3.1-2013.

Стандарт носит рекомендательный характер, основа которого — обобщенный оптимизированный опыт строительства из газобетона конструкций, ограждений различных климатических районов России. Положения данного стандарта привязаны к требованиям ГОСТ 31360-2007, ГОСТ 31359-2007 по материалам изготовления, конструкционным, теплоизоляционным характеристикам.

О теории строения бетона, требования к компонентам

Теория строения бетона основана на том, что при смешивании компонентов и процессе затвердевания образуются кристаллические решётки по узлам которых располагаются основные составляющие, а заполнители и цемент — связующие элементы. Для обыкновенного бетона основой считается щебень определённой фракции, он находится по узлам образующихся кристаллических решёток. Прочность бетона определяется по прочности щебня.

В случае ячеистого бетона по узлам решетки располагаются частицы кварцевого песка, а связующими и заполняющими элементами будут портландцемент, различные минеральные добавки. В качестве порообразования выступает водород, который образуется в результате химической реакции порошкового или пастообразного алюминия (ГОСТ 5494) с негашёной кальциевой известью (ГОСТ 9179). Количество образующихся пор достигает 85% объёма бетона.

Вот некоторые требования, предъявляемые ГОСТ 31359-2007 к материалам, используемым при производстве газобетона:

1. В качестве вяжущего материала применяется портландцемент (ГОСТ1078) со сроками схватывания 2—4 часа, высоко основная зола, содержащая CaO не менее 40%, негашёная известь (ГОСТ 9179) в состав которой входят активные Cao и MgO не менее 70%.
2. Основной компонент — кварцевый песок с содержанием SiO не менее 85%, твёрдые отходы промышленности, энергетики.
3. Порообразователем рекомендуется алюминиевая пудра или паста на её основе (ГОСТ 5494).
4. Для получения необходимых характеристик газобетона применяют добавки по ГОСТ 2411, гипс (ГОСТ 4013). Добавки обеспечивают качество газобетона в соответствии с действующими стандартами.

Стоит напомнить, что требования ГОСТ 31359 носят рекомендательный характер, каждое предприятие, которое производит газобетонные блоки вправе установить ТУ на продукцию, но в паспорте описать используемые компоненты.

Выпускаемая продукция соответствует требованиям стандартов по следующим характеристикам:

• плотность,
• прочность,
• теплопроводность,
• морозостойкость,
• пожаробезопасность,
• экологичность,
• соответствие геометрии,
• шумоизоляция.

Плотность газобетона

Основная характеристика газобетона — плотность. Чем больше образуется пор при производстве материала, тем ниже плотность и наоборот. Это свойство играет чрезвычайно важную роль для получения остальных требуемых характеристик бетона. На предприятиях, необходимые показания плотности регулируются количеством компонентов, участвующих в порообразовании.

При маркировке изделия плотность обозначается буквой D с показателем от 200 до 1200 и градацией 100 (ГОСТ 31359-2007 пункт 4.7). Это понимают как удельный вес материала. Один куб газобетона марки D500 весит 500 кг.

Чем выше плотность газобетона, тем меньше в процентном отношении он содержит пор, тем больше вес.

Прочность газобетона

Главная производная плотности — прочность газобетонных блоков или кладки. Эти понятия разные, но входят как условия применения газобетона в строительстве, служат определяющим показателем статической вертикальной нагрузки, которую способен выдерживать материал.

Прочность бетона определяется по ГОСТ 10180-2012 методом определения разрушающей сжимающей вертикальной нагрузки контрольных образцов 10*10*10 см. Второй стандарт, по которому определяется данный показатель — принятый Европой EN 772-1 часть 1. Способы отличаются методами подготовки контрольных образцов, результатами.

С учётом испытаний контрольных образцов назначается класс прочности бетона. Классы прочности ячеистого бетона обозначаются: В 0.35, В 0.5, В 0.75, В 1.0, В 1.5, В 2.0, В 2.5, … В 20 (ГОСТ 31359-2007 пункт 4.6). Например, класс прочности В 2.5 показывает гарантированную прочность газобетона до разрушения стандартного кубика — 25 кгс/см2.

Прочность, несущая способность кладки

Прочность кладки из газоблоков на клею при определении расчётного сопротивления учитывает вариации неоднородности плотности применяемого газобетона. При этом, для ячеистых бетонов применяется понижающий коэффициент 2.2. Отсюда — расчётное сопротивление по паспорту выше действительной разрушающей нагрузки в 2.2 раза.

Несущая способность стены из газобетонных блоков зависит от толщины, прочности отдельных элементов, геометрии — эксцентриситета приложения изгибающих моментов нагрузки. Поэтому монтируют плиты перекрытия так, чтобы нагрузка распределялась по центру стены. Это важно для стен < 300 мм.

На практике исходят из того, что стена из газоблоков В 2.5 толщиной 0.4 м без эксцентриситета приложения способна нести вертикальную нагрузку до 30 тонн на погонный метр. При В 1.5 и толщине 0.3 м стена выдержит до 10 т/м.

Классификация по назначению

Газобетонные блоки по назначению подразделяются на 3 вида по плотности и прочности на сжатие (ГОСТ 31359-2007 пункт 4.8):

1. Теплоизоляционные блоки. К этому типу блоков относятся изделия средняя плотность которых: D200, D250, D300, D350, D400 и класс прочности от В 0.35 до В 1.5. Чем ниже плотность, тем выше коэффициент теплопроводности ячеистого бетона и паропроницаемость. Добиться прочности, необходимой для использования таких изделий как несущих элементов каркаса невозможно из-за пористости. Поэтому газоблоки с плотностью D200 – D400 подходят для теплоизоляции стен по физическим характеристикам.
2. Конструкционно-теплоизоляционные блоки. Данный тип ячеистого бетона со средней плотностью D400 – D700, класса по прочности на сжатие В 1.5 — В3.5 предназначен для строительства каркаса здания, перегородок. Высокий коэффициент теплопроводности обеспечивает сохранение расчётной нормы температур внутри помещений даже при низких температурах наружного воздуха во время отопительного периода.
3. Конструкционный газобетон. К этому типу относится газобетон с D700 – D1200 и прочностью на сжатие В 3.5 — В.20. С увеличением плотности удаётся добиться, применяя качественные компоненты основных материалов, специальные добавки, высокой прочности изделий из газобетона.

Здесь обратная сторона — резкое снижение теплопроводности и паропроницаемости, увеличение веса конструкционных элементов.

Газобетонные блоки для несущих стен

При строительстве частного дома плотность блоков для несущих стен выбирается из конструкционно-теплоизоляционного типа газобетона.
На практике лучший вариант — D500, В 2.5. Расчёты показывают, что из таких газобетонных блоков строятся дома до 5 этажей при соблюдении правил, предусмотренных нормами СНиП.

Конструкционно-теплоизоляционный газобетон рассчитан на строительство зданий 4—2 класса по долговечности сооружения (20—50 лет) и 2—4 класса по капитальности. Классы по капитальности:

четвёртый класс — здания с минимальными требованиями: вспомогательные, сельскохозяйственные объекты;
третий — строения с пониженными требованиями и предположительным сроком эксплуатации 25—50 лет;
второй — жилые дома, административные здания, гостиницы, производственные со средними требованиями и сроком эксплуатации >50 лет.

Фундаменты применяют различного типа. Здесь учитывается сейсмичность района строительства, подвижность и виды грунтов. Критерий для фундамента — относительное положение просадок не превышает 0.002% длины стены.

Рекомендуется делать армированный монолитный пояс по верху каждого этажа. Особенно это касается последнего этажа по которому проходит мауэрлат для крепления крыши. Мауэрлат крепят на механические или химические анкеры во второй от верха газоблок, но это рискованное решение.

Чтобы обеспечить нормированные комфортные температуры внутри помещений, выполняется теплотехнический расчёт на потери через стены. Для юга и средней полосы России применяются следующие толщины стен в зависимости от плотности газоблока: 300 мм для D300, 400 мм ->D400, 500 мм ->D500. Это обеспечивает среднее номинальное значение при расчётах на тепло потери — 3.5 м2/Вт*К. Для Санкт-Петербурга и Ленинградской области рекомендуется применять газоблок толщиной 375 мм и плотностью D400.

Применение газоблоков для перегородок

Для внутренних перегородок высотой до трёх метров применяйте газоблоки с плотностью D300 – D350 и прочностью В 0.75 — В 1.0.С целью повышения звукоизоляции между комнатами, применяются двухслойные перегородки с изоляцией между ними.

Газобетонный блок слабо держит крепления в стене. Чтобы подвесить на стену тяжёлый предмет, закрепить коробку оконного или дверного проёма применяются специальные механические или химические анкеры.

При выборе блоков из газобетона обратите внимание на технические характеристики с учётом сказанного выше, геометрические размеры, качество продукции. Хранят газоблоки под навесом или закрытым от осадков. Привезённые газоблоки заранее калибруются по высоте. Для одного ряда применяются только одинаковые по высоте элементы.