Бетоны: обширное семейство

В представлении большинства, бетон – это нечто серое и твердое, применяемое в основном для сооружения фундаментов и перекрытий. На самом деле бетонов много, они различаются и по структуре, и по назначению, и по внешнему виду. Об их многообразии мы и предлагаем поговорить подробнее.

Серым и твердым выглядит обычный цементный бетон, который чаще всего используется в загородном домостроении. Основу его составляют цемент, песок и вода, взятые в различных пропорциях.

 

 

И думается, один раз в жизни каждому приходилось самостоятельно делать такой цементный бетон – в стройотряде ли, при строительстве гаража или дачи и т. д. При этом далеко не каждый знает, что цементы могут быть тяжелыми, облегченными, легкими, ячеистыми. Или, допустим, силикатными, полимерными или гипсовыми.

Начнем с цементных бетонов, которые готовят на основе различных цементов. Среди них основное место занимают бетоны на портландцементе, они составляют примерно 65 процентов общего объема производства. Кроме того, успешно используют бетоны на шлакопортландцементе и пуццопановом цементе. К разновидностям цементных бетонов относят декоративные бетоны (на белом и цветном цементе), бетоны для самонапряженных конструкций (на напрягающем цементе), бетоны для специальных целей (на глиноземистом цементе).

Силикатные бетоны готовят на основе извести, применяя автоклавный способ отвердевания. Гипсовые бетоны делают на основе гипса и применяют в основном для внутренних перегородок, подвесных потолков и элементов отделки зданий. Разновидностью этих бетонов являются гипсоцементные или пуццопановые бетоны, обладающие повышенной водостойкостью. Они применяются, как правило, для изготовления объемных блоков санузлов и конструкций малоэтажных строений, имеющих контакт с водой.

Шлакощелочные бетоны (они еще мало применяются в строительстве) готовят на молотых шлаках, с использованием щелочных растворов. Полимербетоны изготавливают на различных видах полимерного связующего, основу которого составляют полиэфирные, эпоксидные или карбамидные смолы, которые затем с помощью специальных добавок отвердевают. Такие бетоны пригодны для использования в агрессивных средах. Полимерцементные бетоны получают на смешанном связующем, состоящем из цемента и полимерного вещества. Специальные бетоны делают с применением особых вяжущих веществ; для кислото-упорных и жаростойких бетонов применяют жидкое стекло или фосфатное связующее.

Шлакощелочные бетоны готовят на молотых шлаках, с использованием щелочных растворов. Полимербетоны изготавливают на различных видах полимерного связующего – такие бетоны пригодны для использования в агрессивных средах. Полимерцементные бетоны получают на смешанном связующем, состоящем из цемента и полимерного вещества.

Многие свойства бетонов зависят от его плотности. По плотности бетоны делят на особо тяжелые с плотностью более 2500 кг на кубометр, тяжелые (1800–2500 кг/м3), легкие (500–1800 кг/м3) и особо легкие (менее 500 кг/м3). Особо тяжелые бетоны делают на тяжелых заполнителях – стальных стружках или опилках, железной руде или барите. В тяжелых бетонах в качестве заполнителя используются горные породы – гранит, известняк, диабаз. В легких бетонах применяются пористые заполнители: керамзит, пемза, вспученный шлак; к особо легким относят ячеистые бетоны – газобетон, пенобетон, которые получают путем вспучивания вяжущего вещества по специальной технологии.

Бетонные конструкции

Тяжелый бетон идет на фундаменты и своды в монолитном домостроении, легкий и особо легкий применяются для внутренних стен, перегородок. В строительных нормах и правилах четко указано применение бетона того или иного вида. Проектировщики пользуются ими, когда решают конструкторские задачи, рассчитывая нагрузку для здания.

Бетоны применяют для различных видов конструкций, как изготавливаемых на заводах, так и возводимых непосредственно на месте строительства. В первую очередь следует упомянуть фундаментные блоки, изготовленные из армированного бетона марки 200. Их вес может достигать трех тонн, при этом нижний фундаментный блок делается с расширением книзу, а стеновые блоки подвала (также весом до трех тонн) имеют прямоугольное сечение и могут быть как сплошными, так и с пустотами.

Бетоны делят на особо тяжелые с плотностью более 2500 кг на кубометр, тяжелые (1800–2500 кг/м3), легкие (500–1800 кг/м3) и особо легкие (менее 500 кг/м3). Тяжелый бетон идет на фундаменты и своды в монолитном домостроении, легкий и особо легкий применяются для внутренних стен, перегородок.

Стеновые бетонные блоки могут весить от нескольких десятков килограммов до трех–пяти тонн. Они изготавливаются из обычного или крупнопористого бетона. Иногда такие блоки дополняются специальной арматурой, которая облегчает их захват во время установки в стену. В некоторых случаях внутренняя стена такого блока заранее покрывается штукатуркой.

Из бетона также делаются балки перекрытий – прямоугольного сечения и тавровые. Длина их может достигать шести метров и более. Балки длиной до шести метров изготавливают из обычного бетона, более шести – из напряженного бетона.

Кроме того, из бетона могут изготавливаться лестничные пролеты, а также различные архитектурные детали для украшения фасада: капители, наличники, карнизы. Железобетон нашел применение и при изготовлении оград для загородных участков – эти ограды ни в чем не уступают чугунным, но при этом более дешевы.

Ячеистые новации

Строго говоря, ячеистые бетоны уже нельзя считать новацией: у этих строительных материалов давно появились свои сторонники, а их применение в загородном домостроении с каждым годом расширяется. Но в сравнении с традиционным бетоном пенобетон и газобетон все-таки являются более новыми и прогрессивными материалами.

Ячеистый бетон – легкий материал с очень хорошими теплоизоляционными характеристиками, прочный и долговечный. Его можно отделывать практически любым материалом, включая кирпич и дерево, очень просто и дешево транспортировать. Использование ячеистобетонных блоков позволяет значительно сократить трудозатраты и ускорить строительство дома.

Основа пенобетона – смесь вяжущего и кремнеземного компонентов с добавлением пенообразователя. После перемешивания с водой она вспучивается, приобретая ячеистую структуру. В результате мы получаем легкий материал с очень хорошими теплоизоляционными характеристиками. Способность хорошо сохранять тепло – основное преимущество ячеистых бетонов. К примеру, 20 см пенобетона в отношении теплосбережения соответствуют 40 см дерева или 140 см кирпича. Согласно новым СНиПам термическое сопротивление материалов для нашего региона должно быть не менее 3,060С м2/Вт. Так вот, данное требование выполняется при толщине стен из силикатного кирпича 2,5 м, а из пенобетона – всего 37 см! Поэтому и в стоимости разница получается существенная: для дома одинаковой площади и этажности стоимость пенобетона как стенового материала будет примерно в три раза меньше, чем стоимость деревянного бруса, и в пять раз меньше, чем стоимость кирпича. Кроме того, использование пенобетонных блоков позволяет значительно сократить трудозатраты. Производительность труда при их кладке – выше, чем при использовании стандартного кирпича, поэтому квадратный метр стены обходится в два-три раза дешевле. Наконец, снижение веса самой стены (а пенобетонная стена гораздо легче кирпичной!) приводит и к экономии на каркасах конструкций, опорах и сваях.

Пенобетон изготавливают как в стационарных условиях, так и непосредственно на стройплощадке, где с помощью мобильного оборудования можно получить состав заданной плотности.

В первом случае он применяется в виде блоков; самый ходовой размер – 500 Ѕ 400 Ѕ 200 мм. Во втором – в жидком виде. Пенобетон высокой плотности используется при сооружении фундамента или этажных перекрытий. Менее плотный материал служит для изготовления сборных блоков и панелей перегородок в зданиях, для теплоизоляции полов и крыш, а также для заполнения пустот и звукоизоляции.

Что лучше – применять готовые блоки или использовать технологию заливки прямо на стройплощадке? Это зависит от целей и ваших возможностей. Готовые пенобетонные блоки по размеру больше кирпича, и из них можно очень быстро возвести стены. В качестве перекрытий используют железобетонные плиты, что также выгодно с точки зрения экономии времени. При этом вы сразу получаете геометрически точную «коробку», которую сразу можно отделывать.

Но и в случае применения жидкого пенобетона не понадобится много времени. Вначале изготавливается каркас из дерева или легких стальных конструкций. Далее производится наружная облицовка каким-либо материалом (кирпичом, ЦСП и т. д.) и внутренняя облицовка. А затем между наружной и внутренней облицовкой заливается пенобетон. По весу такой пенобетон оказывается даже легче, чем готовые блоки, да и заливку сделать недолго.

Итак, еще раз перечислим положительные качества пенобетона. Это очень надежный материал, он практически не подвержен воздействию времени, то есть построенные из него дома могут стоять многие десятилетия. Замкнутые поры препятствуют впитыванию влаги пенобетоном, а его повышенная прочность на сжатие позволяет получать материал с хорошей несущей способностью. О теплозащите уже говорилось выше – она обеспечивается тем, что пенобетон в значительной степени состоит из воздушных пузырьков, а воздух, как известно, лучший теплоизолятор. Дома из пенобетона способны аккумулировать тепло и в итоге существенно (до 20–30%) снижать расходы на отопление. Пенобетон защищает и от жары, а также регулирует влажность воздуха в помещениях, создавая комфортный микроклимат в загородном доме.

В пенобетоне можно очень легко прорезать каналы под электропроводку, розетки, трубы, воздуховоды. Пенобетон является отличным звукоизолятором, в пенобетонном доме вы будете хорошо защищены от шума проходящей поблизости трассы или звука работающего в пристройке дизель-генератора. Этот материал не выделяет токсичных веществ, по своим экологическим качествам уступая лишь древесине. Зато он огнестоек, то есть не разрушается под воздействием высокой температуры, и, естественно, не возгорается. Пенобетон прост в обработке, он ничем не сдерживает фантазию заказчика и архитектора. Его можно отделывать практически любым материалом, включая кирпич и дерево. Пенобетон легко и дешево транспортировать – для перевозки готовых блоков можно использовать любой вид транспорта.

Еще один член семейства ячеистых бетонов – газобетон. Он тоже принадлежит к сравнительно новым строительным материалам, но, опять же, пользуется немалым спросом на строительном рынке. По сути газобетон является искусственным камнем, который изготавливается по специальной технологии. В воде замешивается цемент, молотый кварцевый песок, тщательно размельченная известь и гипсовый камень, добавляется алюминиевая пудра. После этого в теплой влажной камере смесь вспухает, поднимается и превращается в массив газобетона. Массив разрезают на блоки и помещают их в автоклавную печь, где они подвергаются закалке водяным паром при давлении 8–12 атмосфер и температуре 200оС.

Производителей качественного газобетона немало, в частности, хорошую репутацию имеет продукция эстонских производителей. В Петербурге качественный газобетон на немецком оборудовании производит 211 КЖБИ. Немецкая технология обеспечивает высокую геометрическую точность блоков, равномерную плотность массива и наилучшие показатели прочности готовых блоков и армированных плит.

Газобетон (как и пенобетон) обладает отличными теплоизоляционными свойствами: выложенная из него стена эффективно защищает загородный дом от холода, будучи при этом сравнительно тонкой. Сравнительно с чем? Конечно, с традиционным кирпичом. Для того чтобы наружные стены соответствовали по теплозащитным свойствам требованиям СНиПов, достаточно выбрать газобетон толщиной 400 мм при плотности 500 кг/м3. Стены же из кирпича с такими же показателями по теплопроводности должны быть не менее 640 мм. При этом вес одного квадратного метра стены из газобетона будет в три раза легче кирпичной стены такой же площади. А значит, и затраты на фундамент под дом со стенами из газобетона будут значительно меньше. Если сюда включить транспортные расходы (доставка газобетона также очень простая операция), то в итоге получается весьма серьезная экономия. А потому популярность газобетона среди строителей вовсе не вызывает удивления.

Еще один плюс газобетона – возможность быстрого возведения стен, поскольку стеновые блоки из газобетона больше, чем даже крупноформатный кирпич. Из газобетона можно за один сезон легко построить надежный и теплый загородный дом. Долговечность готовой стены – не менее 100 лет. Кроме блоков производится также армированный газобетон в виде балок, плит перекрытий и т. д.

Итак, семейство бетонов – довольно обширное, но вряд ли останется неизменным. Технологии развиваются, и в этой сфере строительной индустрии наверняка будут неожиданности и сюрпризы.

Мнение специалиста:

В настоящее время технологичности и экономичности возведения элементов зданий уделяется большое внимание. И неудивительно, что многие новые строительные технологии направлены на то, чтобы максимально эффективно использовать все положительные качества железобетона. Особого внимания заказчиков и частных домостроителей заслуживают облегченные сборно-монолитные системы перекрытий. Принцип дискретизации несущих элементов перекрытия в совокупности с использованием специальных армокаркасов обеспечивает повышение несущей способности при снижении веса плиты. Так, например, сборно-монолитные перекрытия «Терива» легче аналога из сборных плит на 120 кг/кв. м, при несущей способности до 400 кг/кв. м и пролете на 6 метров(!). Но мало купить элементы перекрытия – их нужно еще и смонтировать. И здесь сборно-монолитные системы ведут себя превосходно: при их монтаже не требуется опалубка, кран, тяжелое и дорогостоящее сопутствующее оборудование, что значительно снижает стоимость конечного продукта. Не зря эти системы успешно применялись еще в СССР при строительстве промзданий. В облегченном варианте они теперь подходят практически для всех сфер домостроения.
Алексей ИВАНОВ, инженер-технолог компании «Терива-Строй»

Михаил СКВОРЦОВ

Источник: Журнал "Загородное обозрение"