Производство штучных отделочных материалов и их применение в строительстве

2. Камни (блоки) бетонные

Бетон — композиционный материал, полученный в результате формования и твердения правильно подобранный бетонной смеси, составляющей из вяжущего вещества, воды, заполнителей и специальных добавок.

Бетон является одним из основных материалов, применяемых в строительстве. Основным преимуществом применения бетона для строительных изделий, с технико-экономической точки зрения, является использование местных материалов, а следовательно снижение затрат на производство и изготовление. Бетон долговечен, огнестоек; в зависимости от требуемых условий применения можно варьировать такие его характеристики, как прочность, плотность.

По плотности бетоны подразделяются на: особо тяжелые (плотность более 2500 кг / м³), тяжелые (2200 — 2500 кг / м³), облегченные (1800 — 2200 кг / м³), легкие (500 — 1800 кг / м³) и особо легкие (менее 500 кг / м³).

Из бетонной смеси при соответствующей обработке можно изготовить изделия необходимой формы, в т. ч. и стеновые блоки — полнотелые и пустотелые, лицевые и рядовые. По способу твердения камни подразделяются на твердеющие в естественных условиях, при пропаривании или в результате автоклавной обработке.

Стеновые блоки изготавливают  из тяжелых и легких (в основном из ячеистых) бетонов и полистиролбетона. Выпускаются также блоки из местных материалов: на основе торфа, керамзитобетонные, шлакобетонные, из арболита, т. д. (в данном издании они не рассматриваются).[6]

2.1 Блоки из тяжелых бетонов

Блоки из тяжелых бетонов чаще всего называют просто бетонными блоками. Их характеризуют высокая несущая способность, но в то же время низкие тепло- и звукоизоляционные свойства. При ведении кладки из бетонных камней с пустотами возможно усиление конструкции стены армированием сквозь пустоты камней (рис. 2.29). После установки арматуры пустоты замоноличиваются, т. е. в данном случае играют роль несъемной опалубки.

Лицевые камни могут выпускаться  различных цветов (при ведение  в процесс производства пигмента), а так же различных фактур (рис. 2.31).

Камни (блоки) из тяжелых бетонов выпускаются множеством предприятий практически во всех регионах России.[6]

 
2.2 Блоки из ячеистых бетонов

Ячеистые бетоны являются разновидностью легкого бетона. В процессе их производства образуется характерная «ячеистая» структура. Пористость ячеистого бетона 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.[2]

2.3 Блоки из пенобетона.

Пенобетон изготавливается из вяжущего (цемента или песка) воды и пенообразразователя.

Изделия из пенобетонов отличают хорошие звуко- и теплоизоляционные свойства, малый вес.

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

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

Широкое распространение получило производство пенобетона. Безавтоклавный пенобетон дольше набирает необходимую  структурную прочность, чем пенобетон, подвергнутый твердению в автокладе. При этом производство удешевляется, что делает изделия из безавтоклавного пенобетона более привлекательными. Изготовление изделий можно вести при температуре не ниже +10^оС, 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 из пенобетона марок от Д500 и выше. В качестве теплоизоляции, как правило, используются блоки марки Д400.

Производство пенобетона (безавтокавного достаточно) простое, поэтому производители  пенобетона есть практически во всех регионах России.[3]

 
2.4 Блоки из газобетона

Газобетон получают из вяжущего (цемента, извести), кварцевого песка, воды, с добавление 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 пониманием 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 Швейцарии, Германии и Финляндии, показали, что при повышении температуры до +400^оС прочность газобетона увеличивается на 85 %.

Благодаря своей структуре газобетон  является морозостойким строительным материалом.

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

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

Особенностью газобетона как высокопористого  материала является высокая паропроницаемость  и значительное водопоглащение. 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 или высокой влажности внутри помещения, необходимо надежно защищать ограждающую конструкцию от проникновения пара изнутри (например, устройства с внутренней стороны пароизоляционной пленки).

История применения газобетона насчитывает  уже несколько десятилетий, но лишь благодаря улучшению технологического процесса стало возможно 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.

Газобетонные блоки, изготовленные  по данной технологии, имеют точные геометрические размеры (допуски на размер +/- 1) и гладкую поверхность. Это позволяет вести кладку из газобетонных блоков на специальном минеральном клее, предотвращающем образование мостиков холода, которое имеют 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 возведение малоэтажных жилых домов (до 3-х этажей), а также в качестве утеплителей.

Приведем примеры конструктивных узлов из альбома технических решений ОАО ЦНИИЭП жилища («Применение облегченных ячеисбетонных блоков для наружных стен зданий с повышенной тепловой защитой») (рис. 2.34).

 
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 арматуры в углах зданий.

Работы по монтажу зданий из газобетонных блоков производится при температуре до −0^оС; при использовании морозостойкого клея до −5^оС.

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.

По другим технологиям работают следующие предприятия: ЗАО «ДСК-3» (СПб), ОАО «Пермский завод силикатных панелей» (Пермь) и др.[3]

 
2.5 Блоки из полистиролбетона

Полистиролбетон является достаточно новым материалом, появился он сравнительно недавно (не более 10 лет назад). Технология производства изделий из этого материала постоянно совершенствуется, благодаря этому и область его применения постоянно расширяется. Из полистиролбетона производятся не только стеновые блоки, но и плиты для монтажа межкомнатных перегородок, плиты для утепления фасадов и т. д.

Полистиролбетон является композиционным материалом, и по своему функциональному назначению близок у ячеистым бетонам. Это легкий бетон на цементном вяжущем и вспученном (полистирольном) заполнителе.

Полистирол бетон относится к трудногорючим материалам, имеет группу горючести Г1. Его плотность изменяется от Д150 до Д600 при марке по морозостойкости от F100 и более. Полистролбетон имеет высокие прочностные характеристики, например, для класса В2,5 (Д500 — Д600) предел прочности на растяжение соответствует классу В12,5 для легких бетонов на пористом заполнителях. Коэффициент теплопроводимости изменяется в пределах от 0,55 (Д150) до 0,145 (Д600) при высокой водонепроницаемости.

Необходимо отметить особенность  производственного процесса изделий  из полистиролбетона. Изготовление конструкций т изделий может осуществляться как в стационарных условиях, так и в условиях стройплощадки. В обоих случаях используется практически один набор оборудования, ключевыми элементами которого являются предвспениватель гранул и транспортирования полистиролбетона, включая укладку в конструкцию.

Стеновые блоки из полистиролбетона обладают несущей способностью и теплофизическими свойствами, достаточными как для малоэтажного строительства, так и для устройства ограждающих конструкций при строительстве многоэтажных монолитных сооружений. Блоки из полистиролбетона выпускаются прямоугольной формы, достаточно больших размеров, что упрощает ведение строительства. Производится так же блоки оригинальной конфигурации, исключающие продувание и промерзание швов (рис. 2.36). Наличие специальных пустот позволяет использовать блоки и в качестве несъемной опалубки.

Отделка стены из полистиробетона снаружи, как правило, предполагает штукатурный слой или другой отделочные материалы, изнутри — штукатурные раствор или гипсокартон на клею.

Блоки из пенополистиролбетона производится в России: компания «СИМПРО» (Югославия) под торговой маркой «СИМПРОЛИТ», а так же ВНИИЖБ (Россия).[1]

3. Индустриальные многослойные стеновые панели

Современное строительство  невозможно представить без полносборного  домостроения. Оно прочно вошло в нашу жизнь. Можно сказать, что сегодня полносборное домостроение переживает второе рождение. Для того чтобы соответствовать требованиям сегодняшнего дня по теплосбережению, комфортным условиям внутри помещений, по архитектурной выразительности зданий, т. д., внедряются современные технологии и новые материалы.

Стеновые панели сегодня — это исключительно многослойные конструкции с применением эффективных теплоизоляционных материалов. Для их изготовления применяются как традиционный железобетон, так и другие материалы, среди которых наибольшее распространение получили металлические листовые материалы (панели типа «cэндвич»). Рассмотрим подробнее данные типы индустриальных стеновых панелей.[1]

 
3.1 Панели из железобетона

В настоящее время, как уже говорилось выше, должны выпускаться только наружные стеновые панели, соответствующие требованиям второго этапа теплосбережения по СНиП II-3-79*. Этим требованиям соответствуют трехслойная панель — это слоистая панель, имеющая наружный и внутренний железобетонные слои и теплоизоляционный слой, расположенный между ними.

Железобетон — композиционный строительный материал, в котором соединены в единое целое бетон и стальная арматура. Совместная работа бетона и арматуры обеспечивается хорошим сцеплением между ними и близостью коэффициентов линейного расширения.