Одним из самых востребованных в строительной сфере материалов является бетон. Без него, в той или иной мере, не обходится практически ни одно строительство, будь то промышленные масштабы или частный сектор. С развитием технологий появились разновидности бетона с определенным набором характеристик. Одна из них полистиролбетон, завоевывающий все большую популярность у потребителей. В этой статье рассмотрим характеристики материала, его особенности и опыт применения участниками портала.
Полистиролбетон – сырьевая база, свойства
Полистиролбетон (ПСБ) – особо легкий бетон с пористой структурой, производимый на базе цементного вяжущего раствора (обычно портландцемент), с пористым гранулированным заполнителем (вспененный полистирол). Допустимая насыпная плотность гранулята – до 15 кг на кубометр бетона, при особых условиях до 20 кг/мᶟ. Размер гранул (фракция) зависит от марки и класса бетона и колеблется в диапазоне 0,7-5,5 мм, максимум – 10 мм (теплоизоляционный ПСБ низких марок).
Также в раствор добавляются воздухововлекающие вещества и различные модифицирующие добавки, улучшающие свойства как смеси, в процессе применения, так и готового бетона в процессе эксплуатации. Воздухововлекающие добавки, такие как СДО (смола древесно омыленная), необходимы для придания цементному камню пористой структуры не только за счет полистирольных шариков, но и за счет образования замкнутых воздушных ячеек.
Они препятствуют всплытию гранул, обеспечивая однородность раствора и предотвращая его расслоение на фракции.
Смола древесная омыленная нужна для обогащения раствора воздушными порами, а также вводится в полистиролбетонную или керамзитобетонную смесь, чтобы не допустить расслоения (всплытие гранул). С добавкой получается однородный раствор.
Такая структура обеспечивает ПСБ сравнительно небольшую массу и плотность, и минимальную теплопроводность.
А учитывая постоянный рост цен на энергоносители, все большее количество самозастройщиков при выборе стеновых материалов во главу угла ставят именно изолирующую способность ограждающих конструкций сравнительно небольшой толщины (около 30 см). Кроме небольшого веса и способности удерживать тепло, у полистиролбетона есть и другие положительные свойства:
- Огнестойкость – несмотря на большую объемную долю полистирола в составе, является слабогорючим материалом (Г1), так как гранулы находятся внутри цементного «футляра».
- Биостойкость – строительный материал не подвержен воздействию патогенной микрофлоры (плесень, грибок), не гниет.
- Звукоизоляция – воздушные поры и полистирольные гранулы гасят звук, вместе с теплоизоляцией получается и шумоизоляция.
Часто звучат обвинения в повышенной гигроскопичности, сложности последующей обработки, меньшей, по сравнению с обычным бетоном, прочности и низкой паропроницаемости. Но это, скорее, свойства материала, а не его минусы, от влаги защищают гидроизоляторы и отделка, в продаже масса материалов для подобных оснований, а прочность подбирается, исходя из поставленной задачи. Если не пытаться из теплоизоляционной разновидности ПСБ возвести несущие стены, и дом не рухнет. Низкая же паропроницаемость, характерная для всех производных на базе полистирола, нивелируется хорошей системой вентиляции. Другое дело, что каждый выбирает подходящий именно для себя материал, у которого есть определенные минусы, и ПСБ не исключение.
Разновидности, характеристики полистиролбетона, применение
В зависимости от рецептуры и пропорций входящих веществ в растворе, получается несколько разновидностей ПСБ, с различными марочными показателями, эти характеристики и определяют сферу применения.
- Теплоизоляционный ПСБ – используется для утепления несущих и каркасных конструкций, чердаков и кровель (плотность D150-D225, прочность от М2).
- Теплоизоляционно-конструкционный ПСБ – используется для перемычек над дверными и оконными проемами, в теплоэффективных внешних стенах в качестве ненесущего заполнения (плотность D250-D350, прочность от В0,5).
- Конструкционно-теплоизоляционный ПСБ – используется при изготовлении длинных перемычек над проемами, в качестве стенового материала для несущих стен в малоэтажном строительстве (плотность D400—D600, прочность от В1,5).
- Сборные изделия из ПСБ – стеновые блоки, плиты, ЖБ элементы, изготавливаемые на специальном оборудовании. Плотность ненесущих элементов D250-D400 (прочность от В0,5), самонесущих – D350-D450 (прочность от В1,0), несущих – D450-D600 (прочность от В1,5).
- Монолитный ПСБ – самомесный или заводской раствор, используемый в различных элементах конструкции (заливка перекрытий, стяжек, полов по грунту, стен). Соотношение плотности, прочности и сферы применения монолитного ПСБ аналогично параметрам предыдущей разновидности. В последние годы среди частников все популярнее строительство монолитных домов из полистиролбетона своими руками.
Класс прочности на сжатие, предел прочности на растяжение и марка морозостойкости (количество циклов полной заморозки-оттаивания без изменения характеристик) ПСБ напрямую зависят от его плотности. В раствор для производства теплоизоляционно-конструкционных и конструкционно-теплоизоляционных разновидностей добавляется кварцевый песок. Вместе с увеличенной долей вяжущего, это позволяет добиться высокой плотности и прочности. Важнейшие характеристики, влияющие на сферу применения, показаны в таблице.
Источник – ГОСТ Р 51263-12 «Полистиролбетон. Технические условия».
Производство полистиролбетона
Технология производства полистиролбетона изобретена и апробирована еще в пятидесятых-шестидесятых годах минувшего века, но тогда широкого применения не получила. Это объяснялось как довольно затратным производственным циклом, так и недостаточной прочностью получаемого камня, которая до нормативов того времени не дотягивала. Да и не было такой потребности в утеплителях, повсеместно строили кирпичные или панельные дома, не задумываясь о таких «высоких» категориях, как теплопроводность и энергоэффективность.
Сегодня же полистирол значительно подешевел, марка получаемого камня повысилась, пенообразователи и модификаторы можно купить практически в любом строительном магазине, а параметры энергосбережения семейного гнездышка напрямую влияют на бюджет. Поэтому популярность полистиролбетона резко возросла.
Производство полистиролбетона может вестись как в промышленных масштабах, на профильных предприятиях, так и в кустарном варианте – своими руками для своей же стройки.
Но если обычный самомес можно замешать и лопатой в корыте, некоторые умудряются таким образом заливать десятки кубов фундамента, то для приготовления ПСБ обязательно иметь бетономешалку. Состав и пропорции раствора зависят от того, какую плотность (марку) предполагается получить. Это может быть такая рецептура.
Чтобы смесь была максимально однородной, важно не только правильно подобранное соотношение вяжущего, наполнителей и добавок, но и последовательность загрузки в барабан. В большинстве случаев оправдан следующий алгоритм:
- загрузка ПВГ (полистирол вспененный гранулированный), заливка небольшого количества воды (1/10 часть) с модификаторами;
- перемешивание содержимого (30-60 секунд), чтобы гранулы увлажнились;
- введение цемента (и песка, если речь о теплоизоляционно-конструкционном и конструкционном ПСБ);
- введение воды (8/10 частей) с модификатором;
- введение оставшейся части воды с разбавленной в ней воздухововлекающей добавкой (СДО, другие готовые пенообразователи, жидкое мыло, средства для мытья посуды);
- перемешивание раствора в течение 3-5 минут до получения однородной, удобоукладываемой смеси.
Чтобы из самомесного раствора получить блоки, приближенные по показателям к заводским, необходима специальная установка, что сводит к минимуму предполагаемую выгоду, если после не наладить производство.
Поэтому более распространена заливка монолита в съемную или несъемную опалубку, колодцевую кладку, а также заливка стяжек, черновых полов и создание теплоизоляционных контуров. Так как гранулы и поры – слабая защита от усадки и растрескивания, рекомендуется использовать в качестве армирующей добавки фибру, если эти явления критичны для конструкции.