Теплоизоляционные плиты из ячеистых бетонов. Перекрытие из газобетона – особенности сборно-монолитных конструкций

Ячеистый бетон: теплоизоляционные свойства

Теплоизоляционные материалы занимают особое место среди материалов строительного назначения. Во всем мире нарастает тенденция к сбережению тепловой энергии. Введение в действие новых требований к повышению теплозащитных качеств наружных ограждающих конструкций зданий и сооружений различного функционального назначения требует постоянного расширения номенклатуры теплоизоляционных материалов повышенного качества, создания новых технологий производства высокоэффективных теплоизоляционных материалов для устройства многослойных систем утепления.

Основными теплоизоляционными материалами, широко применяемыми сегодня, являются минеральная вата и полистирольный пенопласт, которые при всех достоинствах имеют очевидные недостатки. Минеральная вата с течением времени при эксплуатации деструктурируется — дает усадку, образуя незащищенные от утечки тепла пространства, а полистирольный пенопласт является горючим материалом.

Теплоизоляционный ячеистый бетон обладает уникальным сочетанием физико-технических свойств (низкая теплопроводность, жесткость, негорючесть, высокая паропроницаемость), что позволит широко использовать его для утепления ограждающих конструкций и исключить основные недостатки, присущие многослойным системам утепления на основе минераловатных и пенополистирольных изделий.

В настоящее время в Республике Беларусь выпускаются плиты теплоизоляционные из ячеистого автоклавного бетона в соответствии с требованиями СТБ 1034—96. Основной номенклатурой теплоизоляционных изделий из ячеистого бетона являются плиты марки средней плотности 350-400 кг/м3. Это ограничение связано прежде всего с недостатками технологии получения ячеистого бетона однородной структуры. Улучшение теплозащитных свойств ячеистого бетона возможно при снижении его средней плотности, при этом снижение этого показателя не должно сопровождаться значительным снижением прочности.

При выпуске изделий пониженной средней плотности перед исследователями и производственниками возникли такие технологические проблемы, как диспергирование сырьевых компонентов при мокром помоле, интенсификация процессов структурообразования и стабилизация смеси во время вспучивания, сокращение времени выдержки изделий до и во время тепловой обработки.

Принципиальное отличие технологии ячеистого бетона автоклавного твердения состоит в длительном разрушающем действии газовых пузырьков на процесс возникновения новообразований, в результате чего процесс твердения сопровождается изменением объема. Эффективному решению всех этих проблем способствует введение различных химических добавок в ячеисто-бетонную смесь.

Единственным предприятием в Республике Беларусь, освоившим с 2002 г. производство плит марки по средней плотности D250, является ОАО «Гродненский комбинат строительных материалов».

Получение ячеистого бетона средней плотности 150-200 кг/м3 и допустимой прочности при сжатии является сложнейшей технологической задачей. У такого бетона 90—98% объема занимают газовые и капиллярные поры, поэтому межпоровый «скелет» должен быть прочным. Для получения такого бетона необходимо применение высококачественных материалов. Так, уже на стадии формования массива необходимо обеспечить безусадочную структуру (за счет тщательно подобранного состава), на стадии разрезки массива на изделия -получение требуемой прочности сырца бетона, исключающей разрушение бетона в местах реза струнами, сохранение формы массива при транспортировании его в автоклав. Величина минимально необходимой прочности ячеистого бетона обуславливается соображениями обеспечения сохранности изделий при транспортировке и укладке в процессе его производства.

Повышение прочности ячеистого бетона возможно за счет проведения направленного синтеза с целью повышения содержания гидросиликатов и наиболее прочных из них тоберморитовой и ксонотлитовой групп, уменьшения дефектов структуры бетона. Повышение содержания гидросиликатов обеспечивается за счет вовлечения в реакции силикатообразования большего количества кремнезема и извести, введением добавок.

В УП «НИИСМ» разработаны комплексные химические добавки для ячеистого бетона на основе солей жирных кислот СПК (ТУ РБ 100122953.312-2002). Добавка СПК разработана двух видов — для конструкционного ячеистого бетона марок по средней плотности D400—700 и для теплоизоляционного — марок по средней плотности D150-400.

Добавка СПК — раствор омыленной абиетиновой смолы, модифицированной жидким стеклом, которое способствует пластическому набору прочности сырцового массива. Техническая характеристика добавки приведена ниже.

Внешний вид……….Жидкость темно-коричневого цвета Массовая доля сухих веществ, %, не менее……………….20 Плотность, г/см3…………………………1,1-1,2 PH ……………………………………….8,5-10

Добавка СПК обладает стабильной пенообразующей способностью с кратностью 15-20, стабильностью пены («время жизни» составляет более 4 ч).

Абиетат натрия, содержащийся в добавке СПК, взаимодействует с портландцементом с образованием резинатов кальция и алюминия, которые в отличие от стеаратов, или солей жирных кислот растворимы в воде, а главное, обладают адсорбирующей способностью диспергировать воздух в строительных растворах, то есть создавать благ оприятные условия для воздухововлечения (до 15% воздуха по объему). Гидросиликаты щелочных металлов стабилизируют массив особо легких ячеистых бетонов после созревания и сокращают время до-автоклавной выдержки.

В процессе исследований при разработке технологии ячеистого бетона пониженной плотности было установлено, что для улучшения качества пористой структуры ячеистого бетона предпочтительно использование газопенной технологии. Поризаиия смеси по этой технологии осуществляется за счет воздухововлечения и газообразования. Данная технология должна включать: аэрацию песчаного шлама в мельнице за счет введения добавки, аэрацию ячеисто-бетонной смеси в смесителе путем введения добавки и поризацию смеси в форме в результате газообразования.
Таблица 1

Таблица 2

В результате экспериментальных исследований были выработаны основные технологические требования, которые заключаются в следующем.

1. В исходном состоянии ячеисто-бетонная смесь должна быть достаточно жидкой с высоким водотвердым отношением (В/Т) для обеспечения наилучших условий для образовании ячеистой структуры. При использовании смесей с более низким В/Т в период вспучивания происходит разрыв структуры и образование щелевидных пустот и свилей.
2. Вспучивание смеси должно происходить в течение 6—12 мин, для устранения влияния температурных факторов окружающей среды.
3. Стабилизация массива после завершения процесса вспучивания должна быть зафиксирована путем ускорения процессов схватывания и нарастания структурной прочности.
4. Процесс вспучивания и стабилизация ячеисто-бетонной массы должен обеспечить получение структуры с диаметром пор менее 0,8 мм, более предпочтительно 0,5 мм, как наименее деформируемой.
5. Вследствие действия гравитационных сил на нижние слои ячеистого бетона-сырца стабилизация макроструктуры и устранение ее деформаций могут быть достигнуты увеличением эластичности стенок, образующих ячейки. Благодаря этому газ, создающий поры, будет продолжительное время сохранять в них избыточное давление, позволяющее зафиксировать макроструктуру материала в исходном состоянии и ликвидировать оседание сырца.

По предложенной технологии были выпущены опытные партии теплоизоляционного ячеистого бетона марки по средней плотности D200. Технические характеристики образцов из опытно-промышленной партии приведены в табл. 1.

На основании результатов проведенных исследований были внесены изменения в СТБ 1034-96 «Плиты теплоизоляционные из ячеистого бетона» (срок введения 01.01.2004 г.), классификация изделий дополнена марками по средней плотности D150, D200. Физикомеханические показатели плит теплоизоляционных из ячеистого бетона приведены в табл. 2.

Расширение производства и номенклатуры изделий из теплоизоляционного ячеистого бетона пониженной плотности требует повышения его физико-механических свойств. Наряду со значительными технико-экономическими преимуществами, которые способствуют его широкому применению в строительстве, ячеистые бетоны пониженной плотности имеют ряд недостатков. Это прежде всего низкая способность к восприятию растягивающих усилий, а также пониженная трещиностойкость, что создает определенные проблемы уже на стадии транспортировки изделий.

Одним из рациональных способов устранения данных недостатков может быть дисперсное армирование волокнистыми добавками. Наиболее доступным компонентом для дисперсного армирования являются сухие отходы асбестоцементного производства. В результате проведенных исследований было установлено, что присутствие в асбестоцементных отходах клинкерных минералов и гидроксида кальция может определять некоторые вяжущие свойства отходов. В данных отходах присутствуют волокна асбеста, проявляющие не только армирующие, но и структурообразующие свойства. Измельченный асбестоцемент можно рассматривать как кристаллическую затравку, содержащую в своем составе зародыши кристаллизации новообразований, возникшие при гидратации портландцемента.

В результате предварительных исследований нами установлено, что введение в состав ячеисто-бетонной смеси пониженной плотности (D150, D200) асбестоцементных отходов позволяет в 2—3 раза повысить предел прочности при изгибе. Введение асбестоцементных отходов в ячеисто-бетонную смесь целесообразнее на стадии приготовления песчаного шлама. Совместный мокрый помол асбестоцементных отходов и песка позволит сократить длительность помола и обеспечит безопасные условия работы.

Похожее

Приклеивание теплоизоляционных плит к основанию

Для приклеивания теплоизоляционных плит используется полиуретановый клей Bonolit «Формула тепла», поставляемый в аэрозольных баллонах.

4.1.Условия производства работ:

4.2. Способ применения полиуретанового клея Bonolit «Формула тепла».

• Энергично встряхивать баллон в течение 30 секунд.
• Прикрутить к баллону пистолет. Во время применения всегда держать баллон в положении «дном вверх».
• Клей нанести на теплоизоляционную плиту тремя полосами шириной 3 см. Две полосы наносят, отступив от коротких торцов на 5 см и одну полосу посредине плиты.
• Объем валика и скорость нанесения контролируются силой давления на пусковом механизме пистолета. Сопло пистолета необходимо держать в наносимом клее на расстоянии 1 см от поверхности блока.
• Плиты приклеивать не позже 1 минуты после нанесения клея (согласно параметрам открытого времени клея).
• Приклеивать плиты необходимо максимально близко к проектному положению. Положение плит можно корректировать в течение 3 минут после приклеивания в диапазоне 0,5 см, не отрывая от поверхности.
• Если произошел отрыв плиты от поверхности во время корректировки, необходимо удалить клей с поверхности плиты (механическим путем после застывания), затем повторно нанести клей и заново приклеить.
• Для ликвидации мостиков холода, увеличения долговечности и усиления конструкции, клей рекомендуется наносить и в швах между плитами. В этом случае клей наносится полосой шириной 2 см на вертикальный и горизонтальный торец уже приклеенных плит.
• Полная несущая способность достигается через 24 часа.

4.3. Последовательность выполнения работ:

4.3.1. Всегда следует стремиться к тому, чтобы приклеивать целые теплоизоляционные плиты. Горизонтально должна располагаться длинная сторона плит. Для обеспечения порядной перевязки используют половинки плит. Локально допускается приклеивать также отрезки плит длиной не менее 150 мм, при условии их установки по плоскости, но не на углах, не на окончании утепляемой поверхности и не около проемов.

4.3.2. Первый ряд теплоизоляционных плит необходимо приклеивать с опиранием на цокольный профиль или монтажную рейку. При наличии шва между цокольным профилем и основанием, его необходимо заполнить и зашпаклевать клеевым или иным подходящим составом.

4.3.3. После затвердевания полиуретанового клея, плиты первого ряда необходимо дополнительно закрепить дюбелями (см. п.5). После этого можно приклеивать следующий ряд плит.

4.3.4. Каждый последующий ряд теплоизоляционных плит приклеивается в направлении снизу вверх, соблюдая перевязку (смещение) вертикальных швов в каждом ряду, а также поочередную перевязку на внешних и внутренних углах здания. Не допускать образования крестообразных (+) швов и швов в углах проемов.

4.4. При приклеивании теплоизоляционных плит выполняйте следующие правила:

4.4.1. При разметке линии реза теплоизоляционных плит применяйте стальные линейку и угольник. Режьте плиты аккуратно, используя пилу с жестким лезвием.

4.4.2. Необходимо строго соблюдать ровную плоскость внешней поверхности всего теплоизоляционного слоя. Плоскость приклеиваемой плиты относительно плоскости уже приклеенных соседних плит выравнивают и контролируют 2-х метровым правилом.

4.4.3. Торцы соседних теплоизоляционных плит должны плотно примыкать друг к другу. Для этого торцы можно отшлифовать крупной наждачной бумагой. При образовании швов шириной более 2 мм, их необходимо заполнить полиуретановым клеем.

4.4.4. Расположение вертикальных швов между теплоизоляционными плитами должно быть на расстоянии не менее 100 мм: — от больших восстановленных неактивных трещин основания; — от мест с разной толщиной стены, выступающих на внешней поверхности основания; — от границ оснований, выполненных из разных материалов.

4.4.5.Существующие деформационные швы на основании должны быть сохранены. Не допускается приклеивание плит с перекрытием деформационных швов.

4.5. Подготовка поверхности плит для проведения последующих работ.

Поверхность теплоизоляционных плит после полного набора прочности клеевого соединения (не ранее, чем через 24 часа) необходимо зашлифовать и тщательно обеспылить. Это позволяет ликвидировать неровности и повысить адгезию с последующими отделочными слоями.

Газобетон.

Газобетон получают из бетонной смеси, твердение которой происходит при большой температуре в специальных печах (автоклаве), поэтому изготовление газобетонных блоков производится на специальных заводах изготовителях. Плотность блоков может быть различной (от 350 до 700 кг/м3). На строительную площадку газобетонные блоки поступают в готовом виде, а стены возводятся по аналогии с кирпичной кладкой.

В настоящее время очень много частных малоэтажных домов в нашей стране строятся из ячеистого бетона, т. е. газобетонных, пенобетонных и газосиликатных блоков. И это не удивительно, ведь ячеистый бетон был придуман как альтернатива традиционному кирпичу с целью удешевления квадратного метра стены. Достигается это удешевление в первую очередь за счет меньшей теплопроводности материала. Так как благодаря именно этому фактору, стена получается тоньше, легче и утеплитель, если и требуется, то существенно меньшей толщины, чем в случае с кирпичной кладкой.

Блоки из ячеистого бетона разделяются по маркам: обычно от D300 до D1200. Цифра в обозначении означает плотность материала в кг/м3. То есть, например, газобетон марки D300 имеет приблизительную плотность 300 кг/м3. В свою очередь эта плотность влияет на другие характеристики блоков: прочность и теплопроводность. А уже по этим характеристикам изделия из ячеистого бетона делятся на 3 группы, дабы обывателю было удобнее определиться с маркой в конструкциях своего дома или другого сооружения. Так, в соответствии с ГОСТ 31359-2007 ячеистые бетоны подразделяются на: теплоизоляционные, конструкционно-теплоизоляционные и теплоизоляционные (см. таблицу 1)

Таблица 1. Виды ячеистых бетонов по назначению.

Говоря о бетоне, многие представляют себе что-то очень тяжелое. И не все знают о том, что существуют различные виды бетонной смеси и изделий из нее с широкой сферой применения в различных областях строительства.

В данной статье мы поговорим о нескольких видах легких бетонов, которые используются в качестве материалов для утепления конструкций. Разберемся, каким образом при изготовлении достигается особая структура и малый вес при сохранении пусть не высокой, но прочности, и проанализируем причины популярности таких материалов.

Итак, бетоны теплоизоляционные: что это такое и как их используют?