Ячеистые бетоны являются разновидностью легкого бетона. В процессе их производства образуется характерная "ячеистая" структура. Пористость ячеистого бетона можно регулировать, получая бетоны разной плотности и назначения.

По назначению ячеистые бетоны делятся на три группы: конструкционные, конструкционно-теплоизоляционные, теплоизоляционные.

Среди блоков из ячеистых бетонов наибольшее распространение получили пенобетонные и газобетонные блоки.

Блоки из пенобетона

Пенобетон изготавливается из цемента, песка, воды и пенообразователя. Изделия из пенобетона отличают хорошие звуко- и теплоизоляционные свойства, малый вес. Материал является негорючим и не разрушается от воздействия высокой температуры.

На свойства пенобетона оказывает большое влияние качество пенообразователя. В настоящее время в основном применяются синтетические пенобразователи на основе органических соединений как отечественного, так и импортного производства. В качестве стабилизаторов пены применяют добавки раствора животного клея, сернокислого железа, жидкого стекла; вяжущими являются цемент и известь.

Изменяя соотношение составляющих пенобетонной смеси, можно получать пенобетон различной плотности (400 - 1800 кг/м³). С увеличением плотности растет прочность пенобетона, но падает сопротивление теплопередачи.

Широкое распространение получило производство безавтоклавного пенобетона. Безавтоклавный пенобетон дольше набирает необходимую структурную прочность, чем пенобетон, подвергнутый твердению в автоклаве. При этом производство удешевляется, что делает изделия из безавтоклавного пенобетона более привлекательными. Изготовление изделий можно вести при температуре не ниже +10⁰С, так как несоблюдение этого условия приведет к разрушению структуры пенобетона.

Пенобетонные блоки применяют в качестве ограждающих конструкций в каркасных зданиях, а также как термовкладыши ограждающих конструкций многоэтажных жилых домов. В малоэтажном домостроении в качестве несущих конструкций применяют блоки из пенобетона марок от Д500 и выше. В качестве теплоизоляции, как праило, используются блоки марки Д400.

Производство пенобетона (особенно безавтоклавного) достаточно простое, поэтому производители пенобетона есть практически во всех регионах России.

Блоки из газобетона

Газобетон получают из вяжущего (цемента, извести) кварцевого песка, воды, с добавлением газообразующих веществ (благодаря чему мелкие воздушные поры распределяются равномерно). Именно поэтому строительные элементы из газобетона имеют малый вес и хорошие теплоизоляционные свойства.

Газобетон относится к конструкционно-теплоизоляционным строительным материалам. Его применение для возведения ограждающих конструкций позволяет значительно уменьшить массу и толщину стен, что не только сокращает сроки и объем строительных работ, но и снижает стоимость строительства в связи с понижением массы здания и экономией на возведении фундамента. Конструкции из газобетона имеют высокие теплофизические показатели по сравнению с блоками из тяжелых бетонов, керамическими и силикатными штучными материалами. Например, для устройства наружной стены в соответствии с новыми строительными нормами СНиП II-3-79* достаточными являются блоки из пористого бетона толщиной 375 мм (плотностью 400 кг/м³).

Газобетон обладает интересным свойством - он способен поглощать влагу из воздуха при повышенной влажности внутри помещения, а при пониженной влажности наоборот отдавать ее. Таким образом, применение газобетона позволяет обеспечивать нормальный влажностный режим в помещениях.

Газобетон является негорючим материалом и может быть применен для всех классов противопожарной безопасности. Он не разрушается от воздействия высокой температуры и препятствует распространению огня. Исследования, проведенные в Швеции, Германии и Финляндии, показали, что при повышении температуры до +400⁰С прочность газобетона увеличивается на 85 %.

Благодаря своей структуре газобетон является морозостойким строительным материалом.

Кроме того, газобетонные блоки легко обрабатываются (легко пилятся, сверлятся, фрезеруются, штрабятся, гвоздятся), а также не подвергаются коррозии и не гниют.

При одинаковой плотности прочность газобетона больше пости в 2 раза, чем прочность безавтоклавного пенобетона.

Особенностью газобетона как высокопористого материала является высокая паропроницаемость и значительное водопоглощение. Поэтому для ограждающих конструкций, выполненных из газобетонных блоков, необходимо обеспечить свободный транзит пара изнутри помещения наружу. Этого можно добиться устройством либо вентилируемого фасада, либо системы наружного утепления с применением финишного слоя с высокой паропроницаемостью. В случае невозможности устройства наружного утепления или высокой влажности внутри помещения, необходимо надежно защитить ограждающую конструкцию от проникновения пара изнутри (например, устройства с внутренней стороны пароизоляционной пленки).

Газобетон насчитывает уже несколько десятилетий, но лишь благодаря улучшению технологического процесса стало возможным создание материала с высокими техническими характеристиками. В этом большую роль сыграл Йозеф Хебель. Путем решающих усовершенствований ему удалось придать газобетону совершенно новые свойства (прежде всего идеальную геометрию), чем был заложен фундамент для создания технологии фирмы " Hebel" (Германия), которая в настоящее время является основным поставщиком оборудования и технологии для производства газобетона. В России технология "Hebel" уже получила достаточно широкое распространение.

Данная технология (как и ряд других западных технологий) на первом этапе предусматривает формование массива. Для этого смесь составляющих заливается в металлическую форму, которая помещается в тепловую камеру на 4-5 часов для вспучивания и созревания массы. Высокопористая ячеистая структура газобетона образуется в результате химической реакции алюминиевой пудры с гидроксидом кальция с выделением водорода. Полученная пористая масса имеет высоту массива от 600 до 1600 мм. После достижения массой необходимой структурной прочности осуществляется его разрезка на блоки или плиты. Для этого разработан специальный струнный комплекс, который позволяет осуществлять резку массива на заданные размеры в горизонтальном и вертикальном направлениях. Образующийся избыток ("горбушка") срезается проволочными струнами, после чего вновь поступает в производство. Твердение изделий из газобетона происходит в автоклавах при повышенном давлении 12 атмосфер и при t = 190⁰ -200⁰С в течение 16 часов.

Газобетонные блоки, изготовленные по резательной технологии, имеют точные геометрические размеры (допуски на размеры +/- 1 мм) и гладкую поверхность. Это позволяет вести кладку из газобетонных блоков на специальном минеральном клее (рис. 1), предотвращающем образование мостиков холода, которые имеют место при кладке из блоков на стандартном цементно-песчаном растворе.

Стеновые блоки выпускают двух типов, как гладкие, так и с пазом/ гребнем, что значительно облегчает кладку. Помимо стеновых блоков, из газобетона могут быть изготовлены плиты покрытий и перекрытий, стеновые панели, перемычки и т.д.

Газобетонные блоки применяются: при устройстве комбинированных стен в многоэтажных зданиях, при возведении малоэтажных жилых домов (до 3-х этажей), а также в качестве утеплителя.

Приведем примеры конструктивных узлов из альбома технических решений ОАО ЦНИИЭП жилища ("Применение облегченных ячеистобетонных блоков для наружных стен зданий с повышенной тепловой защитой") (рис. 2).

При устройстве стен малоэтажных жилых домов из газобетонных блоков используется арматура, назначаемая по расчету, в соответствии с конкретным проектом. Обычно армирование производится через 2-4 ряда кладки; дополнительно осуществляется установка арматуры в углах зданий.

Работы по монтажу зданий из газобетонных блоков производятся при температуре до - 0⁰С; при использовании морозостойкого клея до - 5⁰С.

При выборе блока следует учесть, что его толщина должна соответствовать требуемому уровню тепловой защиты конструкций наружных стен жилых зданий, применительно к данному климатическому району, в соответствии СНиП II-3-79*. При устройстве стены меньшей толщины, для обеспечения требуемых технических показателей, необходимо устройство дополнительной теплозащиты: возможно применение облицовочного кирпича, устройство вентилируемого фасада, и др.

Газобетонные блоки по технологии "Hebel" выпускают следующие предприятия: "211 КЖБИ" (пос. Сертолово, Ленинградская область); ОАО "Забудова" (республика Беларусь); ОАО "Липецкий завод изделий домостроения" (Липецк) и другие.