Высокая теплоэффективность домов из полистиролбетонна – ключевая черта и визитная карточка ячеистого бетонного композита, определяющая его конкурентоспособность. Низкая теплопроводность полистиролбетонных блоков на фоне высокой их прочности, выделяет данный материал на фоне остальных.
Для российских климатических условий, с длительными периодами похолоданий и морозными зимами, определяющее значение при выборе материала для возведения дома имеет его способность длительно сохранять драгоценное тепло.
Производство и физико-технические характеристики
Традиционный бетонный раствор впервые был объединен с синтетическими шариками в 1951 году, однако достигнутый на тот момент уровень развития химической промышленности, выпускающей вспененный полистирол, не обеспечил новому материалу конкурентной себестоимости. Полистиролбетон начали широко применять в строительстве с 1967 года, а в настоящее время этот материал лидирует в группе предпочтений жителей развитых стран, расположенных на территориях с умеренным и суровым климатом — США, Канады, Европы.
Уникальное сочетание высокой прочности и теплоемкости достигается приданием бетону пористой структуры. В отличие от пено- и газобетона бетона, полостная структура которых заполнена газом, ячейки полистиролбетона выполнены округлыми шариками твердой синтетической пены, что придает ему дополнительные положительные свойства. Цементный раствор обволакивает вспененный полистирол и застывает, формируя плотную пористую структуру, изолированные камеры которой образованы и заполнены полистиролом.
Прочность, вес и теплопроводность готового материала определяет его целевое предназначение и зависит от:
- Рецептуры бетонной смеси;
- Объема вводимой твердой пены.
Теплоизоляционные разновидности, представленные марками D 150 — 250, нашли широкое применение в качестве утеплителя ограждений, полов и кровель, сравнимого по качеству удержания тепла с минеральной ватой. Низкая плотность не позволяет использовать их для возведения несущих элементов, однако им успешно заполняют каркасы, образованные более прочными материалами.
Полистиролбетоном промежуточной плотности классов D 250 – 350 также можно заполнять пространства между кирпичной кладкой, кроме того, материал пригоден для изготовления самонесущих конструкций и перегородок.
Плотность 400 — 600 кг / м3 достаточна для возведения стен несущего типа. Стены из конструкционно-теплоизоляционного блока сочетают высокие прочностные характеристики с сопротивляемостью потерям тепла.
Полистиролбетон – единственный представитель группы ячеистых бетонов, эффективно сопротивляющийся нагрузкам на изгиб, что расширяет архитектурные возможности проектирования, исключает появление изломов и трещин.
От аналогичной по теплоемкости, паропроницаемости и легкости обработки древесины композитный бетон с синтетическими гранулами выгодно отличается огнестойкостью и устойчивостью к деструкции бактериями и грибком.
Вес, напрямую определяющий нагрузку на фундамент, зависит от объема вводимого пенополистирола. Легкость полученных с его добавлением блоков позволяет обойтись в процессе строительства без привлечения тяжелой спецтехники, снизить трудозатраты, увеличить скорость возведения, а также соорудить незапланированные первоначальным проектом здания вертикальные надстройки: дополнительные этажи, жилые мансарды, расширяющие в вертикальном направлении полезную площадь участка.
Тепловая эффективность полистиролбетонных строений
Показатель, отражающий количество тепловой энергии, проходящий за определенный временной интервал через единицу поверхности при изменении температуры среды на 1 0, входит в формулы расчета необходимой толщины стен зданий.
По сравнению с альтернативными стройматериалами, прочность которых достаточна для возведения несущих и опорных конструкций, коэффициент теплопроводности полистиролбетона минимален. Например, стена из пенополистирола (полистиролбетона) толщиной 40 см по способности проводить тепло эквивалентна 1,5 — метровому слою кирпичной кладки.
Способность твердой субстанции проводить тепло традиционно измеряется в Вт / м * С.
Для марок D 150 – 250 данный коэффициент составляет 0.055 — 0.075, что приближает теплоизоляционный пенобетон к минеральной вате.
С увеличением плотности повышается теплопередача, однако и даже высокопрочные конструкционные полистиролбетоны марок D 500 – D 600 характеризуются низким ее уровнем. Значения коэффициента 0.125 — 0.145 ставят материал в один ряд с древесиной, славящейся своей теплоемкостью.
Факторы, влияющие на теплоэффективность строений из полистиролбетонного блока
- Высокое содержание воды в цементном растворе не только способствует повышению теплопроводности, но и значительно снижает прочность блоков, приводя к увеличению усадки и снижении сопротивляемости механическим нагрузкам. Необходимо тщательно выбирать производителя, владеющего апробированной рецептурой и технологически совершенной базой, заботящегося о высоком качестве выпускаемого материала;
- Насыщение воздухоносных пор атмосферной влагой закономерно снижает теплопроводность полистиролбетона, однако блоки впитывают ее в минимальных количествах. Ячейки, выполненные вспененными синтетическими шариками, не сообщаются между собой, подобно капиллярной сети воздушных полостей газобетона. Влага насыщает только внешний, непосредственно контактирующий с внешней средой слой и повышает проведение тепла совсем незначительно.
Данное обстоятельство позволяет вводить полистиролбетонные строения в эксплуатацию непосредственно после возведения, отсрочив работы по внешней отделки стен или вовсе отказавшись от них. Однако, оштукатуренная или защищенная иным способом от намокания стена достоверно лучше сохранит тепло и перенесет замораживание;
- Малый вес бетонных блоки с полистиролом позволяет увеличить из габариты. Однако места стыков потенциально могут служить каналами потери тепла.
Использование специального клея вместо традиционной кладочной смеси позволяет получить тонкий (до 2 – 3 мм) шов, который, в отличие от широких соединений из традиционной кладочной смеси, минимизирует образование температурных мостов.