Что же такое полистиролбетон – дешевая замена дереву или полноценный материал будущего?
В России полистиролбетон пока не входит в число ходовых стройматериалов. Однако, судя по числу фирм, изготавливающих ПСБ, спрос на этот вид легкого бетона растет.
У полистиролбетона масса преимуществ – тепло- и шумоизоляционные свойства, экономичность, биостойкость, низкое водопоглощение.
РЕКОМЕНДУЕМ ПО ТЕМЕ
- Характеристики и применение…
- Лего-кирпич: что это такое и…
Что такое полистиролбетон
Полистиролбетон часто относят к легким бетонам. Однако исходя из классификации по плотности ГОСТ 25192-2012 (рисунок ниже) это не совсем так. Полистиролбетон с плотностью 150–600 кг/м3 (марки D150 –D600) относится к классу особо легких.
Поэтому говорить о конкуренции ПСБ с «обычным» тяжелым бетоном не приходится.
Полистиролбетон состоит из:
- связующего – цемента;
- наполнителя – здесь (в отличие от тяжелого бетона) это гранулы вспененного полистирола;
- пластификатора и воды;
- микропенообразователя (воздухововлекающей добавки, ВВД) – обычно это СДО (смола древесная омыленная).
Как и обычный бетон, полистиролбетон – это композит. За образование пластичной матрицы отвечает цемент и вода. Шарики пенополистирола и СДО создают равномерную пористую структуру, обеспечивающую прочность.
О функции СДО в составе легких бетонов стоит сказать подробнее, добавка:
- ускоряет приготовление раствора;
- снижает плотность – смола буквально добавляет материалу воздуха, в бетонном камне появляются дополнительные поры (рисунок ниже);
- повышает однородность структуры при малом содержании песка и воды;
- упрощает укладку и уплотнение смеси, не допуская расслоения уложенного раствора (всплытия гранул пенопласта).
В числе дополнительных компонентов полистиролбетона:
- добавки для придания особых свойств – деготь для гидрофобности;
- кварцевый песок – для большей прочности и жесткости.
Ключевое отличие ПСБ от тяжелого бетона: песок – не обязательный (и не всегда желательный) компонент.
С учетом стабильно растущих цен на отопление полистиролбетон привлекает высокой теплоизолирующей способностью при толщине стены всего в 30 см.
Употребляя термин «пенополистиролбетон» могут иметь в виду, как ПСБ, так и схожий материал с меньшим объемом гранул (0,9 частей на куб против 1,1 у полистиролбетона).
Пенополистиролбетон в первую очередь держится на пузырьках воздуха. С точки зрения технологии ППСБ изготовить сложнее. При выборе материала для стройки лучше ориентироваться на характеристики, а не на название.
Как рассчитать толщину стены
Для расчета необходимой толщины стены нужно знать:
- теплотехнические характеристика материала, из которого будет возводиться конструкция. Если материалов несколько – всех материалов.
- Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) Этот параметр можно взять из справочника или рассчитать по формуле ГСОП = (tв — tот)zот,
где tот, zот — средняя температура наружного воздуха, °С, и продолжительность, сут/год, отопительного периода, tв — расчетная температура внутреннего воздуха здания, °С, по ГОСТ 30494. Для Москвы и Санкт-Петербурга ГСОП равен 6000
- Сопротивление стены теплопередаче. Это справочная величина, зависящая от ГСОП, узнать ее величину можно в СНиП 2-3-79. Для жилых домов в Москве это 3,5 (м2?°С)/Вт.
Вычисление ведется по формуле формулой R = s / ? (м2•°С/Вт), где R — сопротивление теплопередаче, s — толщина стены (м), а ? — теплопроводность. Исходя из этой формулы, получаем S= R * ?. Пример расчета толщины стены жилого дома из полистиролбетонных блоков D600 в Москве: S = 3.5*0.14=0.49 м., т.е. для того, чтобы здание соответствовало СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», необходима полистиролбетонная стена толщиной почти полметра. Из красного кирпича толщина стены должна быть S=3.5*0.56=1.96 м. Это расчеты для сухого материала, с увеличением влажности коэффициент теплопроводности также увеличивается.
Всвязи с небольшой гигроскопичностью допускается эксплуатировать сооружения из полистиролбетона без укрытия фасада.
Стены меньшей толщины позволяют не только сохранить полезную площадь внутри постройки, но и уменьшают общий вес конструкции, снижая тем самым нагрузку на фундамент. Малоэтажные дома из полистиролбетона можно возводить на мелкозаглубленных ленточных фундаментах и даже на свайно-винтовых.
Относительно небольшой вес при высоких показателях теплозащиты позволяет использовать полистиролбетон при надстройке дополнительных этажей или мансард на уже построенных зданиях.
Использование в качестве утеплителя
С точки зрения теплоизоляции полистиролбетон – это усовершенствованный пенополистирол – негорючий, плотный, подходящий для кровли.
Свойства марок ПСБ с позиции теплоизоляции представлены в таблице:
Блоки из полистиролбетона отливают, а не режут, как газобетонные. В итоге (особенно у не самых ответственных производителей) падает точность размеров. Теплозоляционные преимущества нивелируются толстыми швами цементного раствора, сглаживающими неровности блока.
Для наружного утепления лучше использовать тонкие ПСБ-панели – их достаточно приклеить поверх фасада, оштукатурить и покрасить.
Улучшение тепловых характеристик
Такие характеристики полистиролбетона, как теплопроводность и коэффициент теплосопротивления, можно улучшить на стадии производства раствора, увеличив количество или фракциюгранул вспененного полистирола, соответствующим образом изменив состав смеси. При самостоятельном изготовлении полистиролбетона на стройплощадке, например для монолитных работ, важно четко соблюдать дозировку. Даже незначительное изменение состава может серьезно изменить прочностные и изоляционные свойства материала.
Нельзя изменять соотношение компонентов смеси или использовать материалы с характеристиками, отличными от расчетных, например цемент ПЦ 400 вместо 500.
При увеличении влажности и намокании материала теплоизоляционные характеристик значительно ухудшаются. Стены из полистиролбетона высокой плотности можно дополнительно утеплить при помощи полистиролбетона низкой плотности или минеральной ваты.
Оконные и дверные перемычки
Это единственные на рынке стройматериалов теплые перемычки. Однако существует мнение, что полистиролбетон можно укладывать только на кирпичную подушку, чтобы предотвратить скалывание или растрескивание блока под перемычкой. Кирпич, в свою очередь играет роль мостика холода, сводя к минимуму теплоизоляционные свойства перемычки.
Подобное может случиться и в пено- и газобетонных домах. Однако для газобетона отработана технология использования «пояса» из u-блоков (корыт) с армированием, бетонной заливкой и утеплением. Армопояс позволяет сделать надежным и теплым даже широкий проем.
На самом деле риск точно есть только в 3 случаях:
- на перемычки планируется опирать плиты перекрытия;
- для стен используют слишком легкие или некачественные блоки;
- оконные проемы шире 1,5 м.
Вывод
Плотность полистиробетона не высокая по сравнению с другими аналогами на рынке, однако, ее более, чем достаточно для сооружения качественного дома, который будет греть долгие годы. Компенсируется недостаток при помощи других более, чем конкурентных показателей:
- Низкая впитываемость влаги;
- Вес конечной конструкции;
- Высокие значения теплопроводности полистиролбетона, особенно, для продукции с небольшой плотностью.
Продукция из полистирола и цемента обоснованно конкурента, что позволяет применять ее в малоэтажном строительстве. Её показатели находятся на ровне, а чаще -выше, чем у аналогичных материалов.
Производство полистиролбетона своими руками
Использовать пенополистирол как наполнитель для бетона впервые попытались уже в 1951 году. Однако по меркам того времени новый материал показался низкорентабельным в силу:
- высокой себестоимости пенополистирола;
- невысокой прочности получаемого бетонного монолита.
На момент рождения ПСБ спросом пользовались панельные и кирпичные дома. Об энергосбережении и «теплых» технологиях тогда не задумывались.
Однако уже к 1970-м годам ситуация изменилась:
- были проведены исследования, позволившие снизить себестоимость гранул наполнителя;
- возрос спрос на энергосберегающие технологии – законодателями моды на полистиролбетон стали Канада, США, Германия, Франция.
ПС-бетон можно заказать на заводе либо приготовить самостоятельно, купив или взяв в аренду бетономешалку.
Тяжелый бетон можно замесить, имея под рукой только корыто и лопату – многие частные застройщики заливали таким раствором объемные фундаменты, полистиролбетон без мешалки изготовить не удастся.
В домашних условиях чаще готовят теплоизоляционные марки, однако начать следует с общей рецептуры, актуальной для ПСБ любого типа.
Для разных марок пропорции будут отличаться, пример – в таблице ниже:
Рекомендации из следующей таблицы предполагают использование не гранул (ПВГ), а дробленки (продуктов измельчения тары или пенополистирольных плит) – это разрешено ГОСТом для марок ниже D400:
Для компенсации потерь прочности при использовании дробленки увеличивают объем цемента.
ГОСТ 2016 запрещает введение в состав строительного песка. Однако при использовании портландцемента выше М400 допускается «разбавлять» вяжущее кварцевым песком в пропорции 2:1. Для таких рецептов также есть готовые таблицы:
