Сравнение пенобетона и газобетона (газосиликата)

Сравнивая качественный пенобетон и газобетон, как строительные материалы, мы имеем одно преимущество газобетона (газосиликата) – при одинаковой плотности он прочнее. По всем остальным параметрам он уступает пенобетону.
При этом надо учитывать, что газосиликат имеет максимальную прочность на момент изготовления, и далее происходит постепенное снижение этого показателя. В бетонах набор прочности продолжается десятилетиями. То есть на момент производства бетонные или пенобетонные изделия имеют свою минимальную прочность, которая в дальнейшем будет только увеличиваться.

Пенобетону, в отличие от газобетона (газосиликата), присуща закрытая структура пористости, то есть пузырьки воздуха внутри материала изолированы друг от друга. В газобетоне (газосиликате) пузырьки воздуха сообщаются между собой, поэтому при одинаковой плотности пенобетон плавает в воде, а газобетон (газосиликат) тонет. Таким образом, за счет отсутствия водопоглощения пенобетон обладает более высокими теплозащитными и морозостойкими характеристиками. Благодаря этим свойствам пенобетон может использоваться в местах повышенной влажности и на стыках «холод-тепло», где образуется «точка росы» - выпадение конденсата. Применение газобетона (газосиликата) в таких местах недопустимо или требует применения специальных строительных технологий и качественного выполнения подобных работ, что приводит к удорожанию строительства.

Пенобетон – экологически чистый материал, и в этом его еще одно, весьма весомое преимущество перед газобетоном (газосиликатом). Основной материал, используемый для изготовления газобетона (газосиликата) – негашеная известь (химически активное агрессивное вещество), которое, вступая в химическую реакцию с алюминиевой пудрой, выделяет газ, образующий, в свою очередь, газовые (воздушные) пузырьки структуры газобетона (газосиликата). В идеале, при строгом соблюдении технологии, вся негашеная известь должна вступить в химическую реакцию и прореагировать (погаситься). В производстве этого достичь практически не невозможно, и в газобетоне (газосиликате) всегда присутствует не прореагировавшая известь. Последствия этого наиболее наглядно можно увидеть в некачественном кирпиче, при производстве которого так же используется известь. На поверхности такого кирпича невооруженным глазом, видны мелкие сколы и выщерблины с мелкими белыми точками в середине, причиной которых является именно известь. Под действием влаги она гасится и, выделяя тепло и увеличиваясь в размерах, разрушает кирпич (строительный материал). Подобные процессы происходят и внутри материала. В пенобетоне, из за отсутствия негашеной извести, это невозможно в принципе.

Важнейшими задачами являются повышение эффективности и качества строительства. Одним из путей повышения эффективности, т. е. снижения стоимости и сокращения сроков строительства, является уменьшение массы и увеличение размеров ограждающих и несущих конструкций. Эту проблему решает применение легких бетонов для стен, покрытий, перегородок и других элементов зданий.

Использование легкого бетона для стен в виде крупных блоков и панелей вместо кирпича приводит к уменьшению массы здания, сокращению трудоемкости возведения стен на 60-70% и снижению стоимости монтажа (включая стоимость механизации) по сравнению с кладкой на 25-30%. В результате уменьшения массы стен создается возможность облегчить фундаменты и каркас здания и соответственно снизить транспортные расходы не менее чем на 40-60%. Применение легкого железобетона для перекрытий, помимо значительного уменьшения массы и увеличения размеров деталей, а также экономии трудовых затрат, позволяет упростить технологию изготовления этих деталей и снизить расход стали на арматуру. Эффективность применения легкого бетона для перегородок определяется в основном возможностью значительного укрупнения этих элементов. Трудоемкость возведения таких перегородок на 12-15% ниже, чем обычных перегородок из мелких плит. Замена тяжелого бетона легким в элементах сборных несущих конструкций (колонн, балок) приводит к снижению их массы на 25-50%.

Уменьшение массы бетона достигается путем образования в нем пор. В зависимости от способа образования пор различают три основные разновидности легких бетонов: ячеистые, в которых поры образованы в тесте вяжущего смешением его с пеной или введением газообразователей; легкие на пористых заполнителях, пористая структура в которых достигается применением пористых заполнителей. Пространство между зернами заполнителей в таких бетонах заполнено относительно плотным раствором; крупнопористые (беспесчаные), изготавливаемые из крупного заполнителя, вяжущего и воды. При этом зерна заполнителей склеиваются между собой в местах контакта, а пустоты между ними раствором не заполняются. Другие разновидности легких бетонов являются производными из приведенных выше: крупнопористые бетоны на пористых заполнителях, бетоны на пористых заполнителях с поризованным цементным камнем и др.

Объемная масса ячеистых бетонов колеблется от 300 до 1200 кг/м³. Прочность таких бетонов может достигать 30-40МПа (300-400 кг/см²), но при средней объемной массе 600-800 кг/м³ составляет 2,5-5,0 МПа (25-50 кг/см²).

Объемная масса легких бетонов на пористых заполнителях колеблется от 500 до 1800 кг/м³ (чаще 800-1500 кг/м³), а прочность — 40 МПа (400 кг/см²) и более. Объемная масса крупнопористого бетона — 1600-2000 кг/м³. С целью снижения объемной массы этого бетона до 500-800 кг/м³ применяют пористый заполнитель. Однако прочность такого бетона невелика — 0,5-5 МПа (5-50 кг/см²), вследствие чего он может быть использован, главным образом, как теплоизоляционный и конструктивно-теплоизоляционный материал.

Ячеистые бетоны имеют целый ряд преимуществ в технологии производства изделий: для изготовления цементных и силикатных ячеистых бетонов не применяют крупный заполнитель, а используют местные широко распространенные материалы: песок, шлаки, золу и др.; не требуется сложных и дорогостоящих механизмов для укладки и уплотнения смеси (бетоноукладчиков, виброплощадок и т. д.); имеется возможность полной механизации и автоматизации всего технологического процесса; удельные капиталовложения при строительстве заводов по производству изделий из ячеистых бетонов на 30_40% меньше, чем при возведении предприятий по выпуску продукции из обычных бетонов.

Развитие производства ячеистых бетонов позволяет использовать в качестве вяжущего и заполнителя большое количество промышленных отходов (металлургических шлаков, зол электростанций и др.), а также широко применять местные вяжущие (золы от сжигания горючих сланцев, нефелиновый цемент и др.).

Наибольший экономический эффект дает использование ячеистых бетонов в качестве теплоизоляционного и одновременно несущего материала, поэтому ячеистый бетон в основном применяется в ограждающих конструкциях наружных стен и бесчердачных покрытиях жилых, общественных и промышленных зданиях.

Большим преимуществом изделий из ячеистого бетона является их однослойность и монолитность. Воздействие на них в процессе эксплуатации механических условий, влаги, перепада температур, усадки и расширения менее опасно, чем в многослойных конструкциях из других материалов.

Однако этот вид бетона обладает существенными недостатками, основными из которых являются: сравнительно большой расход вяжущих и тонкомолотых добавок; большая усадка и недостаточная трещиностойкость; необходимость применения в таких изделиях большого количества арматуры и защиты ее от коррозии; неравномерность свойств бетона по высоте (прочность нижних слоев превышает прочность верхних слоев иногда в 2—3 раза); малая прочность изделий, получаемых без автоклавной обработки; недостаточная воздухо- и морозостойкость (например, бесцементные ячеистые бетоны с пониженной объемной массой).

Наиболее перспективными являются бетоны на пористых заполнителях. Они обладают достаточной прочностью при относительно малой объемной массе, при их изготовлении расходуется сравнительно немного вяжущего и не требуется автоклавная обработка. Из таких бетонов можно изготавливать крупноразмерные изделия, отличающиеся сравнительно небольшой усадкой и прочностью свежеотформованных изделий, достаточной для необходимости производить немедленную их распалубку. Из бетонов на пористых заполнителях можно изготовлять практически все элементы зданий сплошные или с пустотами любых сечений, одно- или многослойные (панели наружных и внутренних стен, панели кровли, перекрытий и покрытий и т. п.) с обычной и предварительно напряженной арматурой. Конструкции из легких бетонов должны иметь возможно меньшую объемную массу, а также характеризоваться стабильностью свойств и достаточной атмосферостойкостью. Вместе с тем для одних конструкций решающим является объемная масса, а для других — прочность. Для преобладающего же большинства конструкций требуется определенное наивыгоднейшее сочетание показателей объемной массы и прочности.

По области применения легкие бетоны делят на следующие группы: теплоизоляционные, используемые в качестве изоляции в ограждающих конструкциях отапливаемых зданий, а также изоляции оборудования и трубопроводов, для которых решающими являются объемная масса и теплопроводность; конструктивно-теплоизоляционные, применяемые в конструкциях, которые одновременно воспринимают определенную нагрузку и выполняют теплозащитные функции и поэтому должны обладать заданными показателями объемной массы, теплопроводности и прочности; конструктивные, предназначенные для изготовления несущих конструкций, и поэтому для них решающее значение имеет прочность.

Основные требования, предъявляемые к легким бетонам, приведен в таблице.