Ячеистые бетоны порождены следующими обстоятельствами: во-первых, для малоэтажных строений прочность, плотность и трудоемкость кирпича и тем более железобетона определенно избыточны, а тепло- и звукоизолирующие свойства также определенно недостаточны. Во-вторых, любые известные методы обработки древесины гарантируют долговечность и пожаростойкость деревянной постройки более 30 лет только в особо благоприятных условиях эксплуатации. Поэтому попытки приблизить свойства бетона к дереву путем создания в нем пустот или неоднородностей были предприняты еще в первой половине XIX в., и в настоящее время видов ячеистых бетонов насчитывается более 10. Наиболее популярны и перспективны вспененные бетоны, но дело с ними обстоит совсем не просто.
В интернет-источниках по вопросу: что лучше, пенобетон или газобетон, путаница невообразимая, а в отдельных случаях явно злонамеренная. Особенно грешат этим строительные сайты некоторых стран ближнего зарубежья. Что тут яйцо, а что курица, понять трудно, но характерная ситуация такова: есть, допустим, сайт, на котором достаточно объективно дается сравнительный анализ того и другого материала. Но! Свойства пенобетона приписываются газобетону, и наоборот. Т.е., если «пено-» и «газо-» поменять местами, все будет соответствовать действительности.
Рядом с текстом назойливо лезет в глаза контекстная реклама и ссылки на поставщиков. Пройти по ним – они называют свои товары правильно. Вдруг несведущий покупатель, руководствуясь прочитанным, закажет и оплатит, ему на площадку привезут совсем другой материал. И, как говорится, никаких краёв: поставщики с публикантами друг за друга не отвечают, да еще можно отпихнуться на рекламщиков. Поэтому разобраться, какая из этих двух разновидностей ячеистых бетонов лучше для строительства, настоятельно необходимо.
Примечание: из других видов ячеистых бетонов мы далее немного коснемся еще пенополистиролбетона; о нем не то чтобы врут, но кое о чем существенном умалчивают. А с керамзитобетоном, арболитом, фибробетонами и пр. серьезных недоразумений вроде бы не проглядывает.
Откуда путаница?
Источники, имеющие силу закона, авторитетные или хотя бы претендующие на объективность, от СниПов и политехнических словарей (строительных, толковых, энциклопедических), до Википедии, дают ясно видимый критерий отличия пенобетона от газобетона. В первом поры сквозные, извилистые, неправильной формы; во втором – округлые замкнутые, см. рис. Но в пределах каждой структуры разница свойств и качества материала возможны больше, чем у разных структур. Попросту: хороший пенобетон может быть лучше пригодного в дело газобетона. И еще существенный момент: исходные характеристики обоих этих материалов по-разному меняются и проявляют себя в процессе эксплуатации, см. далее.
Микрофотографии срезов пенобетона и газобетона
Почему так, мы еще посмотрим. А пока просто необходимо пояснить, о расхождениях какого масштаба идет речь. Иначе невозможно объективно оценить плюсы и минусы пено- и газобетона: за сухими цифрами в таблицах кроется очень многое, о чем, собственно и есть эта статья.
К примеру: о ситуации с недвижимостью в Испании вы, возможно, слыхали. Там по госпрограмме спасения незадачливых застройщиков от банкротства выставлено на торги где-то 800 тыс. новых (!) индивидуальных жилых домостроений. Цены изумляют. Вот, скажем, чудесная курортная местность Коста Калида. До Гранады с ее Альгамброй и горнолыжными прелестями Сьерра-Невады рукой подать. И – продается вилла в 100 квадратов жилых на 2-й пляжной линии (3-10 мин пешком до моря). Архитектура – новоандалузская, есть бассейн. Цена этого рая – 200 000 евро, по 2000 евро за квадрат. По тамошним меркам это и не по себестоимости, а за сколько возьмут.
Почему? Смотрим спецификацию: конструкционный материал – газоблок евротакого-то стандарта. Что это за евротакойто? Ищем, с трудом, но находим. А, понятненько! Евротакойто – это суррогатный газобетон (подробнее см. далее). Сопоставляем даты: евротакомуто в этом строении до конца его расчетного срока эксплуатации 20 лет осталось 12. Кто даст хоть пятак российский за дом, который гарантированно обветшает менее чем за 15 лет? Разве в аренду возьмут для порностудии или борделя, но под миллион заведений такого пошиба это и для Испании многовато.
А вот пример другого рода. В нулевых-десятых годах была проведена основательная ревизия пенобетонных построек СССР 30-х – 50-х годов. Оказалось, 95% строений набрали прочность вдвое-втрое (!); прочие их характеристики не ухудшились. Эти здания признаны годными к эксплуатации после косметического ремонта; исходя из текущего состояния, повторная ревизия назначена через 80 лет. 5% обветшало вследствие нарушений правил производства работ при постройке. Учитывая, что при Сталине в строительстве широко использовался принудительный труд неквалифицированной рабочей силы (зеков), нужно признать, что тогдашний пенобетон выдерживал грубейшие нарушения технологии строительства, кроме совершенно недопустимых.
Ищем еще раз, почему так. Ответ находится проще: основная масса материала – портландцемент с кварцевым песком; вспениватель – натуральный белковый (подробнее об этом – ниже). Вот такая коста калида выходит.
Марки
Пено- и газобетон выпускается/изготавливается следующих марок; цифры означают массовую плотность готового к употреблению материала:
- Теплоизоляционные, не способные нести нагрузку – D200-D400 для пенобетона и D200-D300 для газобетона;
- Теплоизоляционно-конструкционные, из которых можно ставить перегородки и ограждающие конструкции – D400-D800;
- Конструкционные, для возведения несущих строительных конструкций – D900-D1200.
Примечание: отсюда видно, что первые 2 группы марок и частично 3-я легче воды.
Производство
Чтобы понять описанную выше явно несообразную ситуацию, нужно сначала разобраться, чем отличается производство пенобетона от газобетона. Ключевые моменты здесь:
- Способ создания пустот в материале; попросту – вспенивание.
- Для газобетона – условия выдержки замеса до застывания.
- Состав и свойства основного (несущего) материала.
- Способ формовки строительных модулей.
Вспенивание
Именно способ образования пустот и есть основное отличие пенобетона от газобетона. Пенобетон получают введением в воду для замеса органических вспенивателей. Они бывают, во-первых, из животного белка: первые образцы пенобетона были получены добавкой в цементно-песчаный раствор бычьей крови. Во-вторых, на основе сапонинов – веществ, пенящихся сильнее мыла, но с нейтральной химической реакцией. Сапонины сначала получали из растений семейства сапотовых (мыльный корень и др.), но сейчас они почти полностью вытеснены синтетикой, которая много дешевле натуральных экстрактов.
Белковые вспениватели обеспечивают практические неограниченную долговечность постройки – вспомним старинные здания, в кладочный раствор для которых добавляли яйца. Но при теперешнем положении с животным белком в мире белковые вспениватели очень дороги и пенобетона на белке в продаже почти нет. Сапонины гарантируют относительную стабильность характеристик кладки на 40-70 лет, а потом ее прочность, влагостойкость и паропроницаемость так же стабильно и достаточно быстро падают. Введение тех и других вспенивателей в раствор возможно прямо на площадке, т.е. пенобетон может быть монолитным. Сапониновая пена низко- или среднекратная, поэтому разброс начальных параметров пенобетона довольно велик.
Газобетон замешивают на сильно щелочном растворе (обычно используется негашеная известь-кипелка) с добавкой алюминиевой пудры. При этом выделяется водород, создающий совместно с основной массой высокократную пену, благодаря чему исходные характеристики материала выдерживаются с высокой точностью. Технологический процесс организован так, что объемная концентрация водорода в воздухе нигде и никогда не превышает взрывоопасного значения в 4%. Вследствие высокой диффузионной способности водорода он почти полностью улетучивается до застывания массы, а его истекающие впоследствии остатки безвредны и безопасны. Но порошкообразный алюминий и едкие щелочи – канцерогены и, последние, токсины, высоких групп опасности. Безопасность производственных процессов с ними возможно обеспечить, только заложив ее конструктивно в технологическое оборудование; СИЗ могут быть лишь дополнением.
Выдержка
Сравнение различных торговых марок газобетона необходимо производить также с учетом метода выдержки замеса до технологического отвердевания. Созревание вспененной массы газобетона осуществляется или с подогревом без избыточного внешнего давления (безавтоклавный газобетон) или в автоклаве под давлением (автоклавный газобетон). По исходным характеристикам они могут не особо отличаться, но более дорогой автоклавный газобетон дает срок службы постройкам из него свыше 70 лет, а безавтоклавный газобетон – до 40-50 лет. Морозостойкость (количество циклов полного промерзания/оттаивания до начала растрескивавния) автоклавного газобетона составляет от 80-100; безавтоклавного – до 30.
Основная масса
Главное, на что следует обратить внимание, если вы намереваетесь строить дом из вспененного бетона – состав его основной массы. Наилучшие результаты по итогам эксплуатации показывают смеси портландцемента и кварцевого песка; далее, если не оговорено особо, мы будем рассматривать цементно-песчаные вспененные бетоны. Однако в продажу поступает огромное количество пено- и газобетона со связующим из гашеной извести и наполнителем из золы ТЭЦ, молотого промышленного шлака и т.п. производственных отходов, это т. наз. суррогатные бетоны. Их долговечность и морозостойкость в 1,5-2 раза меньше, чем у цементно-песчаных вспененных бетонов той же марки, но прочие начальные качества могут быть не хуже.
Суррогатные вспененные бетоны могут быть белыми, ослепительно-сверкающими, как сахар-рафинад, хоть в кофе клади. Но и вспененная смесь портландцемента с кварцевым песком также может быть белой, как писчая бумага. Здесь критерий выбора – спецификация материала или просто маркировка на упаковке. Производители цементно-песчаных пено- и газобетонов не упускают случая указать на достоинство своей продукции, особенно в условиях имеющей место жесткой конкуренции, а поставщики суррогатов о происхождении своего товара благоразумно умалчивают.
Блоки и монолиты
Застройщики-индивидуалы используют для работы пеноблоки или газоблоки. Газобетон делается только в производственных условиях и выпускается стандартными модулями. Чтобы замесить пенобетон на площадке, требуется дорогое покупное оборудование, но все равно разброс характеристик материала выходит больше допустимого. Поэтому монолитный пенобетон на месте делается только низких марок; в основном для утепления и, редко, ограждающих конструкций. О способах производства пено- и газоблоков дают представление видеоролики:
Видео: производство пенобетонных блоков
Видео: производство газобетонных блоков
Примечание: видеоматериалы ознакомительные. В зависимости от используемого производственного оборудования те и другие технологические процессы могут существенно отличаться.
Размеры пено- и газоблоков выдерживаются в модуле 300 мм; стандарт – 300х300х600 мм. Газобетон низких марок для теплоизоляции выпускается также и плитами в модулях 150 и 125 мм, напр. 1200х600х150 мм или 1250х500х125 мм.
Газобетон и пенобетон поддаются механообработке обычным стальным инструментом, но первый крошится слабо и только от ударных нагрузок, а второй – сильно и, кроме ударных, от нагрузок неравномерных. Поэтому пеноблоки формируются исключительно наливом в формы. Сапониновая пена создает значительное давление, формы распирает, так что точность изготовления пеноблоков невелика: порядка 1% от соотв. размера. Т.е., поперечные размеры стандартного конструкционного пеноблока могут «гулять» на 3 мм, а длина – аж на 6.
Газоблоки поставляются на продажу литые и резаные. Высокократная водородная пена почти не давит на форму: скорость диффузии водорода с увеличением его парциального давления растет очень быстро, и лишний газ просто улетучивается. Размеры литых газоблоков возможно выдержать с точностью +/–1 мм. Резаные газоблоки бывают и вообще фантастической для стройматериалов точности +/–0,5 мм, но стоят на 5-15% дороже литых, т.к. износ режущего инструмента и отход материала денег стоят.
Перемычки, замки и грузы
Вследствие лучшей способности газоблоков нести ударные и неравномерные нагрузки вместе с более высокой точностью изготовления возможно, во-первых, дать заложение перемычек оконных и дверных проемов в газоблочных стенах от 150 мм (поз. 1 на рис.), тогда как для пеноблоков требуется заложение тех же конструктивных элементов от 300 мм. Во-вторых, газоблоки выпускаются и с фасонными замками, поз. 2, обеспечивающими большую прочность и меньшие теплопотери здания.
Заложение перемычки в стену из газоблоков и кладка фасонных газоблоков
Затем, к стенам из пенобетона можно крепить стальным крепежом только обрешетки под обшивку, с заложением дюбелей под метизы от 150 мм; под сосредоточенные грузы нужно ставить сквозные анкеры. А крюк в дюбеле глубиной от 120 мм в газобетонной стене держит вес до 15-25 кг, в зависимости от марки материала. Т.е., чтобы повесить на пенобетонную стену, скажем, телевизор, нужно будет покорежить отделку в смежной комнате. С газобетоном же никаких проблем, даже наоборот: не нужен перфоратор и бур по бетону, достаточно ручной дрели без вибратора и обычного спирального сверла. Соотв., и мусора будет меньше.
Характеристики пенобетона и газобетона
Наиболее важные эксплуатационные характеристики конструкционных ячеистых бетонов, красного кирпича и строительной древесины сведены в табл. Некоторое недоумение может вызвать необходимая толщина стены, но она вычисляется, во-первых, для стены голой, без внутренней и наружной отделки, обшивки и утепления для –25 снаружи. Во-вторых, берется в расчет, чтобы домовладелец не оплачивал перерасход энергоносителей по повышенному тарифу. И, чтобы подытожить, пройдемся еще по другим существенным ее строкам.
Сравнительная таблица характеристик газобетона, пенобетона и других строительных материалов
Стоимость и усадка
Актуальные цены стоимости 1 кв. м стены меняются, но их соотношение остается примерно таким же. Однако тут может возникнуть вопрос: как так, пенобетон почти на четверть дешевле газобетона, а стена из него дороже? Кроме толщины стены, тут играет роль она же кладочного шва. Газоблоки кладут только на специальном клею. Качественный клей для газобетона стоит в 2-3 раза дороже обычного кладочного раствора, но последнего по объему нужно в 3-5 раз больше (см. толщину шва).
Пеноблоки можно класть вроде бы и на клею, но пенобетон жадно поглощает влагу, см. ниже, и свежий шов подсыхает прежде, чем будет уложен последующий блок. Кроме того, точность изготовления пеноблоков почти равна толщине клеевого шва, что по соображениям прочности недопустимо.
Примечание: не надо прикидывать сметную стоимость строительства по цене квадрата стены. Полная стоимость постройки зависит от многих факторов, и, в зависимости от местных условий, брусовой дом может оказаться сравнимым по цене или даже дешевле каменного.
Далее, малая сухая (собственная) усадка газобетона происходит быстро, в течение месяца, и можно начинать отделку. Пенобетон оседает за год, а техперерывы тоже денег стоят. Индивидуальному застройщику – хотя бы на аренду временного жилья. Наконец, вследствие выкрашивания пенобетона под неравномерной нагрузкой, несущая способность фундамента пенобетонного дома должна быть выше, а его усадка меньше, чем под газобетон, т.е. и фундамент под пенобетон обойдется дороже.
Влажность
Эксплуатационная влажность значит – сколько по весу паров воды материал способен «насосать» из воздуха. 5% или 15%, тут особой разницы нет; напр. для воздушно-сухой деловой древесины нормирована влажность в 20%. Но скорость поглощения влаги – совсем другое дело. Она зависит от физического механизма влагопоглощения: капиллярного или диффузионного. Первый характерен для пенобетона и древесины, второй – для автоклавного газобетона, а неавтоклавный газобетон поглощает влагу и так, и этак. В свою очередь, скорость капиллярного влагопоглощения очень сильно зависит от размера поперечного сечения пор в материале.
Проделаем след. опыт: возьмем куски пено-, автоклавного и неавтоклавного газобетона и дерева одинакового размера, формы и плотности, т.е. веса. Пустим их плавать в емкости с водой. Пенобетон на глазах пропитается водой и потонет. Продолжим опыт, подливая воды по мере ее испарения. Неавтоклавный газобетон будет плавать 2 недели – 3 месяца, но автоклавный останется на плаву и тогда, когда деревяшка уже пойдет на дно. Запомним: газобетон отсыревает медленно и неважный.
Паропроницаемость
Здесь сравним вспененные бетоны с деревом. С учетом того, что деревянных конструкций без торцов на воздухе не бывает, выходит, что пено- и газобетон «дышат» почти как дерево. А если вспомним, как медленно набирает влагу автоклавный газобетон, то приходим к выводу, что для бани он едва ли не лучше, чем традиционное дерево. Тем более, что его теплопроводность ниже: баня быстрее прогреется.
Чего нет в таблице
Обзор свойств газобетона завершим некоторыми дополнительными параметрами:
- Хладостойкость – F35, т.е. механические характеристики сохраняются до –35 по Цельсию.
- Огнеупорность – класс A1, выдерживает без потери прочности нагревание в течение 20 мин до 300 градусов.
- Допустимая осевая нагрузка конструкционных марок – класс B2,5; допустимо возведение стен до 20 м высотой.
- Абсолютно непривлекателен, в отличие от пенополистиролбетона (см. ниже) для грызунов и насекомых.
О пенополистиролбетоне
Пенополистиролбетон, или пенопластобетон, не относится к числу вспененных бетонов, но задержаться на нем нужно. Пенопластобетон в последнее время усиленно рекламируется, и формальные основания этому вроде бы есть: он дешевле газобетона и по большинству параметров ему не уступает. Но, о чем не говорят энтузиасты пенопластобетона: его пожаростойкость нулевая, нагрев недопустим. В пламени пенополистиролбетон разрушается катастрофически, с треском разлетается на куски, и выделяет, как и пенопласт, большой объем крайне токсичных газов.
Итог (и чего не надо)
Чего не надо – так это замешивать вспененные бетоны самому. Возня с компонентами газобетона в домашних условиях просто опасна для здоровья, см. выше. А что до пенобетона, то на Ютубе сюжетов о нем на тему «своими руками» предостаточно. Но вам покажут или работу дорогой и требующей квалифицированного обслуживания покупной установки, или замес в чем-то вроде тазика либо бадейки. Возможно ли таким образом получить кубы и десятки кубов качественного материала для стройки – вопрос риторический. Замесить из купленных в розницу компонент для утепления перекрытий? «Пятнистое» по теплопроводности утепление хуже плохого однородного, т.к. вызывает мокрец и плесень. А по цене сопоставимо будет утепление эковатой, имеющей в этом качестве массу собственных достоинств, но лишенной недостатков пенобетона.
Если же сравнить по возможности объективно пено- и газобетон, то у первого остается всего одно преимущество: его можно делать непосредственно на стройплощадке. Во всем остальном газобетон обошел своего предшественника. Он не враг пенобетону, он его развитие в лучшую сторону.
И еще один момент: структура газобетона легко поддается печати на 3D принтере, но с калиброванными пустотами и без дорогих вредных компонент. Кроме того, плотность материала печатных домов можно постепенно наращивать по высоте, добиваясь максимальной прочности и сейсмоустойчивости здания при минимальном расходе материала.
Опыты по объемной печати строительных конструкций уже ведутся в Китае. И, как сказать, может быть, генеральная линия развития жилищного строительства в будущем – наследник газобетона печатный микропустотный бетон.
