Нові перспективи ніздрюватих бетонів

Нові перспективи ніздрюватих бетонів

Ніздрюватий бетон – порівняно новий матеріал; якщо цеглі 3000 років, то йому не більше 100. Це штучний пористий камінь, здатний плавати у воді, що відповідає усім вимогам нормативних документів, що пред'являються до будівельних матеріалів, по міцності, деформативності, морозостійкості, його теплозахисні властивості в 2-3 рази вище, ніж у цегли.

Стіна з цього матеріалу «дихає», створюючи в приміщенні ідеальний мікроклімат, особливо корисний при легеневих, серцево-судинних та суглобових захворюваннях, але бетон, на відміну від деревини, що володіє тими ж властивостями, не горить і не гниє.

Пропонуємо вам купити газоблок у Вінниці, ціна просто супер!

Відомі два види цього матеріалу: газобетон і пінобетон.

Ніздрюватий бетон – дешевий місцевий матеріал, йому важко було пробитися на ринок в умовах витратного механізму економіки, коли віталося «освоєння мільйонів рублів». Тим не менш, в Радянському Союзі працювало близько 100 великих заводів, які випускали стінні блоки і панелі, плити покриттів і перекриттів з пористого бетону (зараз багато заводи опинилися за кордоном – у Білорусі, на Україні, в Прибалтиці). У Швеції до 80 відсотків всіх споруд виконуються з цього ефективного матеріалу.

Останні роки характеризуються новим сплеском інтересу до пористого бетону. Це обумовлено двома причинами: посиленням норм щодо вимог теплозахисту будівельних елементів та новими досягненнями в технології і конструюванні ячеистобетонных виробів.

Згідно Зміни № 3 СНиП 11-3-79, прийнятим ще в 1995 році, необхідний опір теплопередачі до 2000 року збільшується в 3-4 рази. Якщо у середній Україні товщина цегляної стіни становила 64 см то тепер за нормами вона повинна бути більше двох метрів, що абсолютно неприйнятно і по матеріальним витратам, і по трудомісткості зведення стіни, і по транспортним витратам, і, нарешті, за наявною продуктивності цегельних заводів. Аналогічно зросли вимоги теплозахисту покриттів, горищних і цокольних перекриттів.

В цих умовах не можна було не згадати про ніздрюватий бетон, який здатний забезпечити необхідну теплозахист при товщині стіни 40-60 см. Вага одного квадратного метра такого огородження може бути менше 300 кг, що в три рази менше ваги колишньої 64-сантиметрової стіни, відповідно, менше і робота, і транспортні витрати. Ніздрюватий бетон вирішує і проблему індустріалізації будівництва, оскільки з нього можна робити великорозмірні вироби – стінові панелі, плити покриттів і перекриттів.

Важливою характеристикою бетону є його щільність, тобто маса одного кубічного метра матеріалу, яка може складати від 200 до 1200 кг/куб. м. Найчастіше для конструктивних елементів, використовують бетон щільністю 600-700 кг/куб. м. Ніж щільність нижче, тим краще теплозахист, тим менше витрата матеріальних, трудових та енергетичних ресурсів. Однак, є фактор перешкоджає зниженню щільності. Існує загальна закономірність – чим вище пористість (тобто чим нижче щільність матеріалу, тим менше його міцність. Для ніздрюватого бетону ця залежність – кубічна, тобто зниження щільності в два рази приводить до падіння міцності у вісім разів.

Міцність пористого бетону необхідна для сприйняття ним розрахункових навантажень, вона регламентується нормативною і технічною документацією залежно від виду і призначення виробу. Можливі випадки, коли зниження щільності перешкоджають інші фактори, крім міцності.

При порівняно малих розрахункових навантаженнях, наприклад, на стіні одно - або двоповерхового котеджу, щільність бетону, за умовами міцності, могла б бути і більш низькою, але її неможливо зменшити через неприпустимо зниження твердості бетону. В інших випадках перешкодою на шляху зменшення щільності виявляється знижується морозостійкість, або неприпустимо зростаюча повітропроникність (останнє особливо важливо для районів із сильними вітрами, наприклад, для Київської області). Тут виникає питання захисту, ніздрюватого бетону від зовнішніх впливів.

Будь-яке реальне тіло виникає, існує і зникає в оточенні зовнішнього середовища, яка включає в себе сили, діючі на тіло, характеризується такими параметрами, як температура, хімічний склад, наявність випромінювань і т. п. Середовище, на всіх стадіях існування тіла активно впливає на останній через його поверхню, що є кордоном між тілом і навколишнім середовищем. У всіх точках тіла виникають реакції на впливи середовища, причому, величина реакцій неоднакова, вона залежить від координат розглянутої точки, від ступеня її экранированности власним матеріалом тіла. Максимальні впливу завжди сприймає поверхню і вона захищає внутрішні шари тіла.

На зорі розвитку великопанельного домобудівництва намагалися робити двошарові стінові панелі, в яких ніздрюватий бетон був захищений шаром важкого бетону, проте невдовзі від цього відмовилися з ряду причин:
Функціонально досить було шару важкого бетону товщиною 1-2. см, але технологічно важко було виконати шар менше 4-5 см, панель виходила надмірно важкою і матеріаломісткості;
Панель вимагала двох технологічних ліній – для важкого і для ніздрюватого бетону, вона фактично двічі формовалась, що неприпустимо збільшувало трудовитрати;
Шари характеризувалися різною усадкою, вони мали різні коефіцієнти температурного розширення і паропроникності, що призводило до появи внутрішніх напружень;
Між шарами була різких межа, що призводило до концентрації напруг;
Внаслідок різної паропроникності шарів, на кордоні між ними конденсувалася волога, яка взимку перетворювалася на лід зі збільшенням обсягу; в результаті чого панель розшаровувалася.

Для виключення перерахованих недоліків необхідно було створити захисний шар з необхідною міцністю, твердістю, морозостійкістю, паро - і повітро - проникність, з того ж матеріалу, що і решта ніздрюватий бетон. При цьому, товщина шару повинна бути задається в межах 0,5–5 см, між шарами не повинно бути різкої межі і все це повинно створюватися в межах одного технологічного процесу, на одній лінії, без залучення додаткових матеріалів. Нижче буде показано, що такий процес розроблений.

У ряді випадків зниження міцності ніздрюватого бетону можна компенсувати відповідним армуванням, однак це реально лише за умови достатньої анкерування арматурних стержнів. Проблема полягає в тому, що зменшення щільності ніздрюватого бетону до 600 кг/куб. м і нижче призводить до різкого погіршення анкерування. В результаті, розрахунковий витрата арматури, наприклад, плитних виробів, досягає 10-12 кг на один квадратний метр конструкції і він катастрофічно зростає зі зменшенням щільності ніздрюватого бетону.

У зв'язку з цим, розроблена система армування, яка знижує витрати сталі на 20-40 відсотків і ця витрата не зростає, а зменшується в міру зниження щільності ніздрюватого бетону в конструкції.

Розглянемо спочатку вплив щільності ніздрюватого бетону на його коефіцієнт теплопровідності і необхідну товщину стіни. Приймемо середню кількість градусо-діб опалювального періоду, що дорівнює 6000. При цьому необхідний опір теплопередачі стіни складе 3,5 кв. м*К/Вт. Результати обчислень наведені в табл. 1.

Стіна з пористого бетону щільністю 600-700 кг/куб. м може експлуатуватися і без захисного шару (неагресивної повітряному середовищі), але при щільністю 400 кг/куб. м та нижче захист необхідна.

В ідеальному випадку щільність ніздрюватого бетону в поверхневому шарі товщиною не менше 0,5–1 см повинна бути 700-900 кг/куб. м, при цьому забезпечуються всі необхідні показники – міцність і твердість, і морозостійкість, і пр. Далі, по мірі наближення до серединному шару стіни, щільність повинна плавно, поступово, по заданому закону, зменшуватися до проектної мінімальної відстані 3-5 см від зовнішньої поверхні стіни. На внутрішній стороні створюється інший шар змінної щільності, зі своїми проектними показниками. При цьому між шарами немає різкої межі, відсутня зона концентрації напруг і накопичення конденсату. Такі вироби називаються вариатропными. Технологія їх виготовлення розроблена і успішно пройшла промислову перевірку на ряді заводів.

Вариатропия дуже поширена в природі, вона реалізується в будові листка рослини і шкаралупи горіха; раковини молюска і хітинового панцира членистоногих; шкірних покривах і стінках кровоносних судин представників фауни. Кістки черепа, захищають найцінніше в організмі – мозок і основні органи чуття – також мають вариатропное будова. Цим і пояснюються унікальні експлуатаційні якості і економічність природних аналогів будівельних конструкцій.

Вариатропное будова доцільно не тільки для стін, але і для плитних виробів – покриттів і перекриттів. Воно переважно навіть тоді, коли плита не піддається прямому впливу агресивного зовнішнього середовища, як, наприклад, плита міжповерхового перекриття. У конструкції працює на вигин найбільш навантажені дві зони – стисла і розтягнута. Обидві вони розташовані в поверхневих шарах плити, а її центр практично не відчуває серйозних напруг. Певною мірою це відноситься і до несучих внутрішніх перегородок, які працюють на поздовжній вигин. Вариатропное будова дозволяє підвищити несучу здатність плити, зменшити її товщину, знизити прогин під навантаженням, скоротити витрату арматури.

Однак розроблена система армування дозволяє серйозно зменшити витрату арматурної сталі і в однорідних (не вариатропных) ячеистобетонных конструкціях. Плита, що працює на поперечний вигин, може розглядатися у двох варіантах: або до неї не пред'являються вимоги по теплозахисту (міжповерхове перекриття, покриття не опалюваного приміщення), або пред'являються (цокольне і горищне перекриття) У першому випадку плиту будемо називати «холодною», а в другому – «теплою». Для теплою плити призначимо середнє значення необхідного опору теплопередачі дорівнює 4,6 м*К/Вт.

Задана величина може бути забезпечена двома шляхами: або для обраної щільності ніздрюватого бетону обчислюється необхідна товщина плити, або товщина призначається за архітектурно-планувальним міркувань, а необхідний опір теплопередачі досягається шляхом укладання на плиту додаткової теплоізоляції.

В якості додаткової теплоізоляції можуть застосовуватися найрізноманітніші матеріали – від спінених полімерів і мінераловатних плит (щільністю 40-350 кг/куб. м) до шлакових або керамзитових засипок (щільністю 800 кг/куб. м). В даній роботі використаний середній варіант теплоізоляції – ніздрюватий бетон щільністю 400 кг/куб. м, а товщина шару утеплювача призначалася такою, щоб забезпечити необхідну теплозахист. Вага утеплювача наноситься (з максимальною вологістю 25 відсотків) враховувався при розрахунку плити на міцність.

Розрахункове навантаження на плиту (понад власної ваги) приймалася такою, щоб плита могла працювати і як міжповерхового (цокольного перекриття і покриття, що сприймає снігове навантаження, регламентовану для III снігового району (С. києвом, житомиром, вінницею та ін).

Нижче наводяться результати розрахунку варіантів однорідної (одношарової) плити, виконані за конкретним замовленням. Розмір плит в плані 5,2х1,2 м, товщина від 20 до 62 см при щільності ніздрюватого бетону 400-800 кг/куб. м, міцності не менше 15 кгс/кв. с2 і морозостійкості не нижче PI5. У таблиці 2 показана необхідна товщина шару теплоізоляції h, при різній щільності ніздрюватого бетону і різній товщині плити, а також наведені значення термічного опору «холодної» плити Rп і шару теплоізоляції Rт [кв. м*К/Вт].

З таблиці 2 видно, що у міру зниження щільності бетону і збільшення товщини плити, зменшується потреба в додатково наноситься теплоізоляції. Таблиця 3 показує, що одночасно з цим зменшується і витрата арматури. В ідеальному випадку щільність ніздрюватого бетону в конструкції повинна бути мінімальною, обумовленої технологічними та іншими міркуваннями, а товщина плити – такої, при якій відпадає потреба в додатковій теплоізоляції.

Відмова від теплоізоляції дає додаткові переваги: не потрібно виготовляти чи купувати теплоізоляційний матеріал, транспортувати його, піднімати на поверх, вручну укладати на плити перекриття, наносити цементну стяжку (мокрий процес) і т. д.

В таблиці 3 наведені такі показники плит: сумарна товщина, включаючи теплоізоляцію [сума]H; загальна вага (з урахуванням вологості бетону, ваги теплоізоляції і арматури), [сума]G; витрата арматури діаметром 10-12 мм (клас A-III), діаметром 4-5 мм (клас Bp-I); наведено також загальний витрату арматурної сталі на плиту [сума]А і її питома витрата УА, кг/кв. м.

Характеристики плити, що не вимагає додаткової теплоізоляції, наведені в таблиці 4.

Для зацікавлених організацій можуть бути виконані альбоми робочих креслень ячеистобетонных конструкцій з будь-якими заданими характеристиками: розміри, термічний опір, несуча здатність та ін. Можуть бути розроблені технічні умови, технологічні регламенти, передані креслення обладнання, надано допомогу у практичному освоєнні виробництва та випробування конструкцій.

Статті pp-budpostach.com.ua Все про лазні

Статті по пїноблоку,пінобетону,пінобетонним блокам

Статті pp-budpostach.com.ua Статті по бетону

Статті Все про парканах

Статті pp-budpostach.com.ua Все про дахах ( види, матеріал, як краще вибрати)

Статті Все про Фундаменті

Статті по газобетону ( газоблокам ), газобетонних блоків, блоків газосиликатнных

Новини, статті, чутки, факти, різне і по чу-чуть

Статті по цеглині ( рядовому, особового,облицювальної,клинкерному, шамотною, силікатній,)