Что такое пенобетон

Пенобетон – строительный материал по структуре напоминающий каменную пену. Тем или иным способом вовлекая в цементное тесто воздух в виде очень мелких пузырьков получают очень интересный по своим свойствам материал. Он удачно сочетает прочность, полученную от бетона, и отличные теплозащитные свойства, ведь воздух – отличный теплоизолятор.

Пенобетон – один из видов ячеистого бетона, широко применяемого в строительстве с середины ХХ века. Наиболее часто используются газобетон на основе известкового вяжущего (так называемый газосиликат) и пенобетон на основе цементного вяжущего. Фактически эти материалы являются «родственниками». В последнее время при постоянном росте цен на энергоносители все чаще вспоминают о строительных материалах, способных эффективно теплоизолировать помещения. И одно из самых заслуженно популярных решений – ячеистый бетон.

В прошлом веке начиная с 60-х г.г. в СССР более широкое применение получил газобетон, в технологии которого для поризации смеси извести и песка используется алюминиевая пудра. Особенностью этой технологии является необходимость тонкого помола песка и применение для твердения готовых изделий специальных дорогостоящих автоклавов. Поэтому такое производство представляет собой достаточно крупный завод, выпускающий не менее 100-200 м³ продукции в сутки.

В отличии от газобетона при изготовлении пенобетона используются менее энергоемкие процессы, затраты на оборудование существенно ниже. Стоимость изделий, например стеновых конструкционно-теплоизоляционных блоков, из пенобетона плотностью 600 кг/м³ примерно на 30-50% ниже, чем стоимость таких же блоков из газобетона. Хотя прочность газобетона несколько выше чем прочность пенобетона той же плотности. Однако, несмотря на простоту изготовления пенобетон не получил в СССР широкого развития. Причиной этого было отсутствие качественных пенообразователей, агрегатов для изготовления пены и основного технологического оборудования.

Появление отечественных пенообразователей на основе синтетического сырья в 80-90-х г.г. 20 века, удовлетворяющих условиям производства различных видов пенобетона стимулировало выполнение научно-исследовательских работ по технологии производства пенобетона из самых разных видов сырья. Это традиционный кварцевый песок, золы ТЭС, молотые шлаки. Однако самым популярным сырьем был и остается портландцемент в качестве вяжущего и кварцевый песок как кремнеземистый компонент.

Большая работа была проделана отечественными учеными и в плане оснащения производства пенобетона необходимым высокопроизводительным оборудованием. Широко внедряются устройства для дополнительного домола цемента и активации цемента в цементном тесте. В дополнение к известному около ста лет методу раздельного приготовления цементного теста и пены разработаны новые способы получения пенобетона: баротехнология и технология сухой минерализации пены. В настоящее время производятся высококачественные отечественные пенообразователи для всех способов получения пенобетона, эффективные пластификаторы, ускорители схватывания и твердения, компенсаторы усадки. Все это позволяет говорить о создании предпосылок для более широкого производства пенобетона и его применения в строительстве.

Свойства пенобетона можно оценить следующими основными критериями качества:

1. Коэффициент теплопроводности (теплопроводность). Это величина, характеризующая способность материала пропускать тепловую энергию. Чем она меньше, чем эффективнее строительный материал как теплоизолятор. Так, стена из пенобетона может иметь в три раза меньшую толщину, чем кирпичная, и в то же время обеспечивать такую же теплозащиту. Плотность ячеистого бетона определяет как его назначение, так и минимально достижимый коэффициент теплопроводности. Ячеистые бетон с плотностью 300-500 кг/м³ применяется только как самонесущий теплоизоляционный материал. В области таких низких плотностей четко проявляется одно из преимуществ пенобетона перед газосиликатом: на существующем в России оборудовании практически невозможно получить газосиликат плотностью менее 500-600 кг/м³, тогда как пенобетон можно получать с плотностью 200-300 кг/м³. Потребность же в таких материалах возрастает в связи с широким распространением каркасно-монолитного строительства.

2. Коэффициент сопротивления диффузии водяного пара. Водяные пары достаточно легко проходят через слой пенобетона, влажность в помещении поддерживается на комфортном уровне. Это предупреждает отсырение стен, появление на них плесени.

3. Пожарная безопасность. Ячеистые бетоны негорючи и являются достаточно эффективной преградой распространению огня при пожаре.

4. Отсутствие вредных веществ. В производстве пенобетона используется цемент, песок и пенообразователь (чаще синтетический). Количество пенообразователя мало и не превышает 1-1,3 кг на 1 м³ пенобетона. По своей химической природе молекулы поверхностно-активных веществ (основа любого пенообразователя) стремятся адсорбироваться (т.е. присоединиться, осесть) на частицах цемента и песка, и довольно прочно связываются с ними. Никакого выделения вредных химических веществ в обычных условиях из пенобетона не происходит. В отличии от полимерных и полимерсодержащих материалов (типа полистиролбетона) при воздействии огня на пенобетон не происходит выделения вредных летучих соединений.

5. Температурный диапазон применения. В отличии от полимерных материалов (вспененный каучук, полиэтилен) температура эксплуатации пенобетона практически не имеет нижней границы. В то же время пенобетон длительное время можно эксплуатировать при температуре до 400 °С. Редкий теплоизоляционный материал имеет такой широкий температурный диапазон эксплуатации.

6. Морозостойкость. Для теплоизоляционных (плотностью 300-500 кг/м³) ячеистых бетонов этот показатель не нормируется. Для теплоизоляционно-конструкционных (плотностью 600-900 кг/м³) наиболее часто используемых ячеистых бетонов морозостойкость назначается от 15 до 75 циклов в зависимости от плотности. Причем испытания проводят над насыщенными водой образцами. В реальных условиях влажность пенобетона в строениях не превышает 6-8% и долговечность строений составляет десятки лет.

7. Механические свойства пенобетона позволяют использовать его и как самонесущий материал для теплоизоляции плотностью 300-500 кг/м³, и как конструкционно-теплоизоляционный (наиболее популярный) плотностью 600-900 кг/м3. Прочность на сжатие пенобетона плотностью 600 кг/м³ составляет не менее 25 кг/см², плотностью 800 кг/м³ – не менее 35 кг/см². Этого достаточно для большинства задач при малоэтажном строительстве.

8. Звукоизолирующие свойства пенобетона позволяют использовать его как звукоизолирующий слой на плитах конструкционного бетона, чтобы ограничить шумовое пропускание перекрытий в многоэтажных жилых или административных зданиях. Особенно хорошо пенобетон поглощает шум низких частот.

Пенобетон все шире применяется в отечественном строительстве как в виде блоков различных типоразмеров и плотностей, так и для монолитной заливки стен, плит перекрытий и стяжек пола. Высокие технические характеристики этого материала позволяют говорить о еще большем возможном распространении пенобетона в строительстве.