Теплоизоляционные бетоны имеют плотность

Обновлено: 17.04.2024

Бетон может обладать широким спектром характеристик, что позволяет использовать его в самых разных строительных направлениях. Наибольшее значение в наши дни имеет прочность данного материала, которая достигается после застывания. При этом, следует обратить внимание и на другие показатели, к числу которых относится теплоизоляция. Обычные бетоны не обладают данной характеристикой в достаточной мере. Теплоизоляционные свойства появляются в результате того, что присутствует пористая структура. За счёт этого, тепло эффективнее удерживается, поскольку воздух его пропускает в несколько раз хуже твёрдых материалов. Из этого проистекают основные недостатки теплоизоляционного бетона — относительно невысокая прочность, а также низкая водонепроницаемость. Это не позволяет использовать данный строительный материал под открытым небом, без специальной защиты.

Стоит более подробно рассмотреть состав теплоизоляционного бетона, определённый в специальных строительных документах:

Монтмориллонитовая глина. Количество данного компонента в теплоизоляционном бетоне должно быть в диапазоне 11-13,8 процентов. Следует отдельно отметить, что глина подразумевает содержание в своём составе минерала в массовой доле не менее 0,6.

Пенообразующая добавка. Как показывает практика, полупроцента достаточно для обеспечения составу требуемых свойств.

Техническая вода. Необходимо обеспечить отсутствие крупных частиц загрязнителей в жидкости. Содержание воды должно быть в пределах 40-43 процентов.

Существует несколько особых технологий приготовления теплоизоляционного бетона, подразумевающих изменение процентного соотношения используемых компонентов. Применение тонкомолотой монтмориллонитовой глины вместо части цемента позволит осуществить введение в смесь большего количества пены. Её плотность составляет всего 0,05 грамма на кубический сантиметр. Таким образом, можно получить более эффективный теплоизоляционный бетон, обладающий невысокой объёмной массой. Все современные пенообразующие добавки совершенно инертны к цементу и не вступают с ним в химические взаимодействия. Особый состав данного вещества позволяет минимизировать негативные воздействия такого фактора, как усадка, возникающего вследствие подъёма пузырьков на поверхность. Таким образом, вне зависимости от уровня под поверхностью смеси, пористость теплоизоляционного бетона всегда будет одинакова.

Теплоизоляционные бетоны с ячеистой структурой могут изготавливаться из различных заполнителей. Классификация подобных растворов зависит от метода получения смеси, обладающей заданными характеристиками: различают пенобетоны и газобетоны. По виду вяжущего выделяют четыре основных типа искусственного камня:

Однако, как это часто бывает, данные обозначения неспециалист может применять не всегда уместно, что приводит к различным проблемам в процессе строительства и эксплуатации постройки.

Условия эксплуатации

Теплоизоляционные бетоны – это, безусловно, тот материал, который обладает характеристиками, выгодно отличающими его от того же кирпича или других веществ, но из-за узкой специализации искусственного камня требуется соблюдение определенных условий эксплуатации. Однослойная стена, в качестве материала для которой используются подобные смеси, прослужит достаточно долго и сохранит все свои свойства в том случае, если уровень влажности в помещении не превышает 55 процентов. Качественные теплоизоляционные бетоны тоже могут накапливать в своей структуре водяной пар, но в данных условиях его объем находится в допустимых пределах. В худшем случае количество воды, скопившейся в порах искусственного камня, не превышает 1.5%.

Если речь заходит о создании ограждающих конструкций для зон с повышенным уровнем влажности, то следует озаботиться использованием специальных средств, позволяющих защитить материал от попадания воды внутрь пористой структуры. Теплоизоляционные бетоны быстро потеряют свои высокие характеристики при нарушении условий эксплуатации. Многие подобные составы позволяют снизить потери тепла именно из-за того, что в порах находится менее плотное вещество: воздух или синтетический материал. В первом случае искусственный камень оказывается чувствителен к повышению влажности. Теплоизоляционные бетоны теряют и способность к снижению разнообразных ударных шумов, если существенный процент внутренней структуры заполняет вода.

Для внутренних помещений, таких как ванные комнаты или сауны, оптимальным решением является использование керамической плитки, для затирки швов которой применяется вещество, обеспечивающее должный уровень пароизоляции. Для бань широко используются теплоизоляционные бетоны, защищенные фольгированным материалом. В качестве альтернативы применяются и такие вещества как минеральная вата или пенополиэтилен. Наружная отделка ограждающих конструкций, в основе которых используются теплоизоляционные бетоны, должна обеспечивать должный уровень гидроизоляции, ведь в противном случае структура материала начинает действовать против владельца.

Теплоизоляционные бетоны – материалы, имеющие низкую плотность (до 500 кг/м 3 ) и минимальную теплопроводность. Используются при производстве элементов утепления. Не приспособлены для восприятия несущей нагрузки. В качестве теплоизоляционных наиболее популярны ячеистые бетоны – искусственные стройматериалы с поризованной структурой.

Области применения ячеистых бетонов

Изделия из низкоплотных ячеистых бетонов, производимые в соответствии с ГОСТом 25485-89, применяются для утепления:

Существенным плюсом изделий из ячеистых бетонов является точность размеров.

Благодаря этому, блоки могут укладываться на строительный клей, накладываемый слоем не более 3 мм. Другие стеновые материалы обычно монтируются на цементный раствор из-за необходимости компенсировать погрешности геометрических параметров. Плотность – 0,3-0,5 т/м 3 .

Способы создания пористой структуры бетонов

Вяжущими в этой продукции могут быть: портландцемент, известь, гипс. В зависимости от применяемой технологии создания пор, различают следующие виды таких теплоизоляционных материалов:

Газобетоны и газосиликатные бетоны. Технология заключается в добавлении к цементному раствору или смеси вяжущих компонентов алюминиевой пудры. В результате химической реакции в застывающем продукте образуются поры.
Пенобетоны и пеносиликатные бетоны. Получаются путем смешивания раствора вяжущего компонента с устойчивым пенообразующим компонентом, изготавливаемым отдельно. Пенообразователями выступают смеси из канифольного мыла, животного клея, вытяжки из мыльного корня.

Помимо перечисленных, применяют комплексную газопенную технологию, процессы, проходящие под высоким давлением, вспучивание в условиях вакуума.

По условиям твердения различают бетоны:

Автоклавные – достигают нормативной прочности в присутствии насыщенного пара при повышенном давлении.
Неавтоклавные. Нормативная прочность достигается в присутствии насыщенного пара при нормальном давлении или с использованием электрооборудования для прогрева.

Плюсы и минусы применения ячеистого бетона в качестве изоляционного материала

Популярность ячеистой продукции объясняется рядом преимуществ, среди которых:

Низкая теплопроводность. Это свойство обеспечивается наличием пузырьков воздуха в ячейках. Воздушные пузырьки являются прекрасным теплоизолятором. Теплосберегающие параметры стены из ячеистого материала толщиной 50 см аналогичны характеристикам кирпичной стены толщиной 200 см.
Хорошие звукоизоляционные характеристики.
Паропроницаемость, обеспечивающая комфортные условия во внутреннем пространстве.
Устойчивость к агрессивным биологическим факторам, отсутствие склонности к гниению.
Экологичность, отсутствие токсичных компонентов.

Недостатком этих материалов является потеря эксплуатационных характеристик при соприкосновении с влажной средой. Поэтому при использовании ячеистой продукции ее обязательно защищают керамической плиткой, фольгированным материалом, пенополиэтиленом.

Строитель с 20-летним стажем
Эксперт завода «Молодой Ударник»

В 1998 году окончил СПбГПУ, учился на кафедре гражданского строительства и прикладной экологии.

Занимается разработкой и внедрением мероприятий по предупреждению выпуска низкокачественной продукции.

Разрабатывает предложения по совершенствованию производства бетона и строительных растворов.

Конструкционно-теплоизоляционные бетоны – материалы, обладающие комплексом высоких прочностных и теплоизоляционных характеристик. В эту группу входят легкие бетоны на крупных пористых заполнителях или поризованная продукция. Материалы этой группы позволяют создавать ограждающие конструкции со средней несущей способностью и высоким теплосбережением.

Легкие конструкционно-теплоизоляционные бетоны на пористых компонентах: состав, характеристики

Области применения таких материалов – создание несущих и самонесущих конструкций (перекрытий и стен). Преимущества использования теплоизоляционно-конструкционных бетонов на крупных заполнителях повышенной пористости:

При равной плотности с поризованной продукцией бетоны на пористых заполнителях имеют лучшие прочностные характеристики, меньшую усадку и ползучесть. Это позволяет их использовать для изготовления крупноразмерных элементов.
Их применение позволяет уменьшать давление на основание строения.
Повышаются теплосберегающие характеристики здания, тем самым обеспечивая экономию на обогреве внутреннего пространства.
Упрощаются монтажные работы, благодаря возможности увеличить габариты блочных элементов без роста их массы.
Облегчается разгрузка и погрузка блочных материалов.

В соответствии с используемым заполнителем, такие материалы разделяют на керамзитобетоны, перлитобетоны, вермикулитобетоны, пемзобетоны.

Усредненные технические характеристики этих материалов:

плотность – 0,5-1,4 т/м 3 ;
класс прочности на сжатие – не ниже В2,5;
морозостойкость и водонепроницаемость зависят от типа и количества вяжущего компонента, а также морозостойкости заполнителя, наибольшим показателем по устойчивости к циклам замерзания и оттаивания обладают пемза, аглопорит, керамзит.

Основные типы заполнителей с повышенной пористостью

В производстве легких бетонов наиболее востребованы следующие виды заполнителей:

Керамзит. Производится из глиносодержащего сырьевого материала, который легко вспучивается при обжиге. В сырье добавляют железосодержащие соединения и газообразующие добавки. Из массы формируют гранулы, которые перед началом основного технологического процесса просушивают. Гранулы обжигают в печах при температурах, достигающих +1700°C. В результате высокотемпературной обработки объем гранул возрастает в 17 раз.
Перлит. Это искусственный материал, для получения которого используют изверженные породы. Процесс получения заполнителя аналогичен техпроцессу образования керамзитовых гранул. Только температура обжига ниже – до +1300°C.
Аглопорит. Изготавливается в форме щебня или песка. Способ производства – спекание отходов угледобывающих отраслей и глинистых пород.
Вермикулит. Эта продукция получается из слюды, которая при повышении температуры до +900°C увеличивается в объеме в несколько десятков раз.

В связи с постоянным ростом популярности легких конструкционно-теплоизоляционных бетонов постоянно ведутся исследовательские работы по поиску новых заполнителей. К таким находкам относятся гравиевидные компоненты со сплошной стекловидной оболочкой. Стеклофазу получают введением в шихту природного или искусственного стекла. Поры в таком материале мелкие и равномерно распределенные. Продукт со стеклофазой имеет повышенную прочность при достаточно низкой плотности.

Строитель с 20-летним стажем
Эксперт завода «Молодой Ударник»

В 1998 году окончил СПбГПУ, учился на кафедре гражданского строительства и прикладной экологии.

Занимается разработкой и внедрением мероприятий по предупреждению выпуска низкокачественной продукции.

Разрабатывает предложения по совершенствованию производства бетона и строительных растворов.

Плотность бетона – один из важных признаков классификации, регламентируемый ГОСТом 25192-2012. Эта величина (D) равна отношению массы бетонной смеси после уплотнения к единице объема. В соответствии со стандартом производители предлагают особо легкие, легкие, тяжелые, особо тяжелые бетоны.

Особо легкие и легкие бетонные смеси

Особо легкие бетоны применяются в основном в качестве теплоизоляционного материала. Легкие – выполняют функции конструкционно-теплоизоляционного материала при плотности 500-1400 кг/м 3 и конструкционного при плотности 1400-1800 кг/м 3 . Легкие бетоны востребованы в жилом и индустриальном строительстве при необходимости сочетания высоких теплоизоляционных характеристик с прочностными параметрами.

Тяжелые бетоны: виды и основные характеристики

Плотность – 2000 < D < 2500 кг/м 3 . Технические условия на эту продукцию определяет ГОСТ 26633-2015. Бетонная смесь изготавливается из плотных заполнителей – крупного и мелкого. Тяжелые бетоны – наиболее распространенный материал, используемый в мало- и многоэтажном жилом и промышленном строительстве. При его изготовлении используют вяжущее (в массовом варианте – портландцемент марок М400 и М500 с минеральными добавками и без них), крупный заполнитель (щебень), мелкий заполнитель (песок) и воду. Разновидность тяжелого бетона – мелкозернистый продукт с плотностью 2000-2500 кг/м 3 . В его состав входят: вяжущее и плотный мелкий заполнитель.

При строительстве конструкций с высокими требованиями к прочности в качестве крупного заполнителя используют гранитный щебень.

При выборе гранитного сыпучего материала обращают внимание на класс радиоактивности, поскольку гранит может иметь высокий естественный радиоактивный фон. Меньшие характеристики прочности – у гравийного и известнякового щебня. Высокомарочные бетонные смеси используются для сооружения объектов, эксплуатируемых в тяжелых условиях, при высокой влажности, в контакте с агрессивными средами.

Особо тяжелые бетоны: состав и технические характеристики

Особо тяжелые бетоны имеют плотность свыше 2500 кг/м 3 . Предназначены для строительства особо опасных и ответственных объектов – атомных электростанций и других предприятий, связанных с радиоактивными веществами.

Изоляционные характеристики бетонного продукта (в общем случае) возрастают с увеличением его плотности.

При производстве особо тяжелых бетонов используют металлические руды:

Магнетит (магнитный железняк) – слабокислая руда, плотность которой варьируется в пределах 4500-5000 кг/м 3 . Бетонная смесь с магнетитом имеет удельный вес примерно 4000 кг/м 3 .
Гепатитовая руда, включающая красный железняк, поднимает плотность бетонного продукта до 3500 кг/м 3 .
Лимонит (бурый железняк), несмотря на небольшое повышение удельного веса смеси, значительно улучшает защитные свойства конструкции.
Барит – наполнитель, изготавливаемый на базе сульфита железа. Бетон с баритом обладает высокой устойчивостью к воздействию воды.

Для создания особо тяжелых бетонов с плотностью выше 5 т/м 3 используют чугунную крошку, дробь, крупный лом.

Строитель с 20-летним стажем
Эксперт завода «Молодой Ударник»

В 1998 году окончил СПбГПУ, учился на кафедре гражданского строительства и прикладной экологии.

Занимается разработкой и внедрением мероприятий по предупреждению выпуска низкокачественной продукции.

Разрабатывает предложения по совершенствованию производства бетона и строительных растворов.

Строительство объектов различного типа подразумевает необходимость использования многочисленных материалов, обладающих сильными и слабыми сторонами. В любом случае, следует задуматься над характеристиками, чтобы обеспечить максимальный для конкретной ситуации показатель эффективности. Если рассматривать свойства данного типа изделия, то в первую очередь принимается во внимание прочность на сжатие. Она обеспечивает возможность выдержать внешние нагрузки и не разрушиться под их воздействием. Прочность не считается единственным параметром, заслуживающим внимания. Достаточно часто требуется определиться с морозостойкостью и способностью противостоять впитыванию влаги в структуру. В некоторых случаях важно организовать такой момент, чтобы в доме всегда было тепло, бетон может подойти для решения подобной задачи, но только при наличии некоторых ограничивающих особенностей. Стоит отметить некоторые особенности обеспечения подобного показателя. Если ключевую роль играет необходимость сохранить тепло, бетон обычных типов на подобную роль слабо подходит. Ответ на данный вопрос требуется искать в самой структуре. Когда состав замешивается, для него используются примерно одинаковые компоненты, с некоторыми изменениями в своих пропорциях, что полностью определяется ожидаемой маркой. При этом, чем больше плотность и монолитнее масса, тем прочнее будет смесь после застывания. В таком составе практически отсутствуют поры или посторонние включения, что позволяет дополнительно увеличить прочность. Несмотря на данный фактор, когда рассматривается тепло, бетон плотного типа не может обеспечить его поддержание или сохранение. Через его структуру температура легко передается и это требует некоторых доработок. Чтобы минимизировать подобный фактор, следует использовать составы, которые после своего застывания обладают значительным количеством пор. К данной категории следует отнести многие лёгкие смеси и все особо лёгкие типы варианты. В любом случае, этот момент требует детального рассмотрения.

Когда требуется сохранить в помещении тепло, бетон должен относиться к теплоизоляционным типам материалов. Они имеют в своей структуре многочисленные поры, образованные в результате использования специальной пены или применения иных типов технологии. Следует отметить некоторые особенности, куда относится главная проблема использования бетонов с высоким показателем пористости своего состава. Она заключается в том, что повышение теплоизоляционных качеств приводит к снижению параметров, отвечающих за прочность.

Когда возникает потребность сохранить тепло, бетон данного типа может иметь несколько разновидностей, обладающих широкой популярностью.

Следует внимательнее рассмотреть некоторые варианты, используемые в наши дни:

Газобетон. Получается за счёт того, что в процессе смешивания был использован специальный тип добавки. Оказавшись внутри состава, он обеспечивает возможность начать процессам газообразования. Такой подход гарантирует некоторые преимущества. Главным недостатком является то, что данный теплоизоляционный бетон обладает сквозными порами в своей структуре.

Ячеистый материал. Используется в качестве строительно типа изоляции. В качестве основы используется несколько минеральных вяжущих и кремнезернистый заполнителя. Материал хорошо подходит для создания специальных стен, способных поддерживать комфортную температуру внутри помещения.

Пенобетон. Распространённый материал, отличающийся малой массой, но относительно высокой прочностью. Это удачно сочетается с тем, что материал эффективно сохраняет тепло. Бетон данной категории подразумевает, что поры в структуре будут замкнутыми. Это обеспечивает существенное преимущество в плане эксплуатации.

Присутствуют и другие типы теплоизоляционных бетонов, но наибольшую популярность приобрели именно те, которые указаны выше. Поскольку они не обладают достаточной прочностью, рекомендуется использование только в качестве внешнего слоя или при относительно невысоких нагрузках.

Читайте также: