Європейський досвід застосування пінобетону в житловому будівництві

Пінобетон як будівельний матеріал має порівняно недавню історію. Вперше він був запатентований у Німеччині в 1890 р., потім — у Норвегії і Данії. Масштабне промислове виробництво пінобетону під маркою «YTONG» було налагоджено в 1923 р. у Швеції, де в даний час його споживання становить понад 40 млн. м3 в рік.

Провідними виробниками пінобетону в Європі є Польща (45% європейської продукції), Німеччина (35%) і Чехія (11%). Вироби з пінобетону використовуються в цивільному (переважно житловому) і в промисловому будівництві практично на всіх континентах, незалежно від кліматичних умов і зон сейсмічності. З пінобетону можна зводити будинки висотою до чотирьох поверхів (рис. 1). У будинках з підвищеною поверховістю необхідно пристрій несучого залізобетонного або металевого каркаса. Основними елементами заводського виготовлення є стінові блоки, перемички, стінові панелі, плити покриттів і перекриттів

Пінобетон виготовляється з досить доступного і поширеного в природі сировини (кварцового піску, вапна, води) з додаванням відносно дешевих піноутворювачів. Найбільш істотною характеристикою пінобетону, що визначає його основні технічні властивості, є об'ємна маса (табл. 1). 1 м3 пінобетону містить близько 5 м3 повітря, що зумовлює його високі теплотехнічні властивості. Незважаючи на пористу структуру, пінобетон є досить морозостійким матеріалом.

Його руйнування при низьких температурах настає при зволоженні понад 30%, що трапляється при неправильному складуванні на відкритому повітрі або постійному зволоженні під час експлуатації. Пінобетон є вогнетривким матеріалом (євроклас А1), який по вогнестійкості не поступається кладці з глиняної цегли. Під час його нагрівання до температури 100 °C відбувається випаровування адсорбційної вологи. При подальшому підвищенні температури випаровується структурно пов'язана волога, що призводить до усадки і утворення тріщин. Безпосереднє тривалий вплив вогню викликає спікання і охрупчивание поверхневих шарів стін. При цьому, згідно з даними табл. 2, зберігається їх несуча здатність R, щільність Е і дымоизоляция I.

У відповідність з нормами EN-ISO 717-1 звукоізоляція стін оцінюється показниками RAR, враховують звукові та ударні джерела шуму. Їх числові

величини зростають пропорційно логарифму маси 1 м2 стіни (табл. 3). У зв'язку з низькою об'ємною вагою стіни з пінобетону мають найгіршою звукоізоляцією в порівнянні зі стінами з глиняної чи силікатної цегли. Пінобетон поряд з високою паропроникністю володіє великою тепловою інерцією. Процес теплопередачі з однієї поверхні стіни протилежного відбувається в 4 рази повільніше, ніж в стінах з інших кам'яних матеріалів (8-11 год — в залежності від товщини стіни і об'ємної маси пінобетону). Завдяки цим якостям в приміщенні незалежно від погодних умов зберігається комфортний температурно-вологісний режим. До важливих експлуатаційних показників слід також віднести низьку радіоактивність пінобетону, порівнянну з такими екологічними матеріалами, як дерево або глиняна цегла.

Кладка стін з пінобетонних блоків здійснюється на легких теплоізоляційних розчинах або спеціальних клеях. Товщина горизонтальних швів становить 1-3 мм Вертикальні шви — пустотні лабіринтового типу. Завдяки цьому знижується витрата розчину, збільшується продуктивність праці і усуваються містки холоду, характерні для цегляних кладок на важких розчинах.

Найменш трудомісткими у зведенні є одношарові стіни з пінобетонних блоків (рис. 3а). Їх товщина повинна бути не менше 240 мм, а штукатурні шари виконуються з мінеральних гидрофобизированных розчинів, що володіють високою паропроникністю. Застосування щільних паронепроникних штукатурок сприяє накопиченню вологи в стінах і, як наслідок, їх передчасного руйнування, а також появі грибків і плісняви. Слід зазначити, що штукатурні шари повинні наноситися після загасання усадки стін, яка триває 0,5–1 року. Це збільшує термін здачі об'єкта в експлуатацію і може призвести до перезволоження стін від атмосферних опадів.

Рис. 3. Вертикальні перерізу одношарових (а) і щілинних (б) стін. 1 — пінобетонні блоки, 2 — внутрішня штукатурка, 3 — зовнішня штукатурка, 4 — лицьовий шар з силікатної або глиняної цегли, 5 — з'єднувальні анкери, 6 — вентильована повітряна прошарок

У регіонах з інтенсивними опадами і вологим кліматом зовнішні стіни рекомендується виконувати щілинними, що складаються з внутрішнього несучого шару з пінобетонних блоків, повітряного прошарку товщиною 40-150 мм і особового захисного шару товщиною 120 мм у вигляді кладки з силікатної або глиняної цегли.

На рис. 4а показано конструктивні схеми сполучення зовнішніх стін з залізобетонними перекриттями типу «ТЕRIVA» або «FERT». Останні являють собою систему ребер заводського виготовлення, на які монтуються пустотілі керамічні елементи, а простір між ними і ребрами заповнюється монолітним бетоном. Більш прогресивним є перекриття у вигляді збірних плит з армованого пінобетону (рис. 4б). Істотним елементом сполучення перекриттів і стін в обох випадках є монолітний залізобетонний пояс жорсткості. Він робиться безперервним на рівні перекриттів по всьому периметру несучих стін. Його теплоізоляційні властивості відрізняються від пінобетону, у зв'язку з чим пояс як місток холоду захищається з зовнішньої сторони стіни вкладишами з пінополістиролу або мінераловатних плит з облицюванням пінобетонними плитами. Пристрій пояса здорожує будівництво, але є доцільним заходом з наступних міркувань: підвищення просторової жорсткості будівлі; сприйняття зусиль, що виникають в результаті нерівномірних осідань основи; перерозподіл зусиль, викликані нерівномірним навантаженням на стіни; сприйняття розтягуючих зусиль, викликаних температурними деформаціями; забезпечення цілісності будівлі у випадку локальних руйнувань, наприклад викликаних вибухом газу.

Рис. 4. Вузли сполучення стін з ребристими (а) і панельними (б) перекриттями. 1 — залізобетонні пояси жорсткості, 2 — анкерний стрижень

Надвіконні і дверні перемички виконуються із збірних елементів заводського виготовлення або безпосередньо при зведенні стін шляхом заповнення бетоном ночвоподібних елементів з пінобетону, в яких покладений арматурний каркас (рис. 5а). Простінки при малих розмірах їх поперечних перерізів посилюються монолітними залізобетонними стовпами. Останні виконуються в незнімної опалубки, представляє собою вертикальний короб, утворений з ночвоподібних пінобетонних елементів (рис. 5б).

а. б.

Рис. 5. Залізобетонні перемички (а) і простінки (б), що виготовляються з монолітного залізобетону в опалубці з ночвоподібних пінобетонних елементів. 1 — металеві з'єднувальні пластини, 2 — штукатурний шар

Досить важливим є питання зведення з пінобетону стін підвальних приміщень. Технічні норми низки країн допускають зведення зовнішніх і внутрішніх стін підвалів з пінобетону за умови їх гідроізоляції та при рівні грунтових вод нижче підошви фундаментів. Однак навіть при самій надійної гідроізоляції стін не можна виключити можливість їх зволоження за весь період експлуатації. У зв'язку з цим стіни підвалів і цокольні частини зовнішніх стін зазвичай зводяться з водостійких матеріалів, наприклад з клінкерної цегли

а. б.

В малоповерхових житлових будинках дахи, як правило, проектуються скатними. При цьому, з метою раціонального використання об'ємного простору будівлі, горища повинні виконувати функції житлових приміщень. В цьому випадку в якості огороджувальних конструкцій покриттів досить ефективними є армовані пінобетонні плити. Останні можуть виконувати роль суцільних несучих кроквяних систем або укладатися уздовж ската даху з опорою на цегляні поперечні стіни — перегородки (рис. 7). Для зменшення «мертвого» простору в карнизної частини горища зовнішні стіни зводять на 1,6–2,0 м вище позначки підлоги перекриття. Сприйняття розпору, що передається від кроквяних конструкцій на вільно стоять зовнішні стіни, здійснюється з допомогою монолітного залізобетонного каркасу, який складається з горизонтальних поясів і вертикальних стійок (рис. 8).

Рис. 7. Поперечний розріз житлового горищного приміщення. 1 — стіна, 2 і 3 — армовані пінобетонні плити перекриття і покриття, 4 і 5 — монолітні залізобетонні пояси жорсткості, 6 — анкерне з'єднання зовнішньої і внутрішньої стін, 7 — карниз, 8 — захисна гідроізоляція, 9 — прогони, 10 — дерев'яні крокви, 11 — горищне вікно

Слід мати на увазі, що довгостроково протікають деформаційні процеси усадки в кладці з пінобетону можуть викликати її розтріскування. Особливо це стосується будівель, експлуатація яких розпочата при недостатньо просушених стінах. У цьому випадку тріщин найбільш схильні ділянки стін у місцях віконних і дверних прорізів (рис. 9а).

Рис. 8. Конструктивна схема фрагмента стіни в карнизної частини житлового горищного приміщення. 1 — пінобетонні блоки, 2 — перекриття, 3 — залізобетонний пояс жорсткості, 4 — облицювання з пінобетонних плит, 5 і 6 — залізобетонний підсилювальний каркас, 7 — мауерлат, 8 — анкери, 9 — теплоізоляція, 10 — дерев'яні крокви

Тріщини в пінобетонних перегородках можуть також виникнути внаслідок надмірних прогинів підтримують їх перекриттів, викликаних, наприклад, деформаціями повзучості. Щоб уникнути появи тріщин використовують сітчасте армування ділянок, де очікується концентрація усадочних деформацій (рис. 9б).

а. б.

Рис. 9. Деформаційні тріщини в кутах дверних і віконних прорізів (а) та їх попередження шляхом посилення (б) армуючими сітками з скловолокон

В табл. 4 наведені вартісні показники зведення 1 м2 зовнішніх стін, виконаних з різних кам'яних матеріалів і володіють однаковими теплотехнічними властивостями. У даних таблиці не враховано вартість матеріалів, робота, експлуатація обладнання та накладні витрати. Як видно, різниця у вартості може досягати 90% на користь пінобетону.

Опис конструкції стіни
Вартість?/м2

Одношарова товщиною 37 см з пінобетонних блоків класу 400 на тонких розчинних швах
29

Двошарова з силікатних блоків «SILKA M24» і утеплюючим зовнішнім шаром товщиною 15 см із пінополістиролу
42

Одношарова товщиною 44 см з керамічних щілинних блоків «POROTHERM»
43

Тришарова з щілинних блоків «MAX 29», мінераловатних плит товщиною 10 см і облицювання товщиною 12 см із глиняної цегли
44

Тришарова з щілинних глиняних цеглин К2 товщиною 12 см, пінополістиролу товщиною 12 см і несучого шару товщиною 25 см з повнотілої глиняної цегли
46

Тришарова з щілинних керамічних блоків «MAX 29», пінополістиролу товщиною 10 см і облицювання товщиною 12 см із щілинного глиняної цегли
47

Тришарова з повнотілої цегли товщиною 25 см, мінераловатних плит 12 см і лицьового шару товщиною 12 см із глиняного дірчастої цегли
52

Оцінюючи економічні показники будівлі з пінобетону, слід також враховувати зниження навантажень на фундаменти, що має особливо велике значення при будівництві на слабких або осадових грунтах. Наявність тонких розчинних швів і рівні плоскі поверхні стін зумовлюють зниження витрат на оздоблювальні роботи. Наприклад, замість внутрішньої штукатурки товщиною 10-15 мм, характерною для звичайної цегляної кладки, на стіни з пінобетонних блоків досить нанести шпаклювальний шар товщиною близько 5 мм

Важливе значення для вартості мають експлуатаційні показники: зниження витрат на обігрів будівлі, підтримання в ньому комфортного мікроклімату, можливість гнучкої перепланування шляхом розбирання та зведення нових легких пінобетонних перегородок. Як свідчить європейський досвід, використання пінобетону дозволяє швидше вирішувати проблеми житлового будівництва, особливо в умовах дефіциту фінансових і енергетичних ресурсів.

Саме вищевказані фактори сприяють тому, що в масовому малоповерховому житловому будівництві все більше використовуються матеріали з пінобетону.

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,)