Пенобетонные блоки — физические характеристики, расчет толщины наружной стены

Пенобетон — это разновидность ячеистого бетона. Он создается путем равномерного распределения пузырьков воздуха по всей массе бетона. В отличие от газобетона, пенобетон получается не при помощи химических реакций, а посредством механического перемешивания предварительно приготовленной пены с бетонной смесью.

Новые технологии дают возможность получать неавтоклавный пенобетон с пониженным водотвёрдым отношением, благодаря чему его отпускная влажность и соответственно коэффициент теплопроводности будут ниже, чем у автоклавного ячеистого бетона при равных средних плотностях. Основными положительными качествами ячеистого бетона неавтоклавного твердения являются его дешевизна, экологическая чистота, высокая противопожарная устойчивость, простота технологии по сравнению с ячеистыми бетонами автоклавного твердения и тем более по сравнению с традиционными строительными материалами.

Такой материал, как пенобетон, приближает нас к уровню стран с аналогичными природно-климатическими условиями (Канада, Швеция и др.) по нормам расходования энергии на отопление жилья. В итоге дома, квартиры становятся конкурентоспособной продукцией, соответствующей принятым в развитых странах нормам.

Физические характеристики

Пена может производиться или с помощью пеногенератора, или в бароустановке. Здесь мы рассмотрим основные характеристики пенобетона и сравним его с другими материалами.

Бетоны подразделяют па КЛАССЫ: ВО,5, В2,5. В60, которые определяются величиной гарантированной прочности на сжатие. При производстве важно знать среднюю прочность — МАРКУ, которые бывают М5 . М600 и выше.

Приблизительно перевести КЛАСС бетона в МАРКУ можно, разделив класс на 0,77, умножив результат на 10 и округлив до 5 в последней цифре. Например, В1 = М15. Ееть ещё ГОСТ 25192-82 по маркам и классам.

Теперь смотрим табличку выше и видим, что для пенобетона марки 600 установлен средний класс по прочности на сжатие В2, Т.е. (2/0,77)* 10=26. Таким образом, получается марка пенобетона М26.

Марка — это показатель прочности, обозначается «М» с цифровым значением. Цифры показывают, какую нагрузку на 1 см2 может выдержать изделие. Например, марка 100 (М100) обозначает, что изделие гарантированно выдержит нагрузку в 100 кг на 1 см2. Получаем что пенобетон плотностью 600может выдержать нагрузку 26кг на 1 см2.

Морозостойкость бетона — способность сохранять свои свойства при многократном переменном замораживании и оттаивании. Морозостойкость бетона характеризуют соответствующей маркой по морозостойкости F — это минимальное количество циклов замораживания и оттаивания образцов бетона.

Теплоизоляция стен из пенобетона и варианты их строительства

Пенобетон, как строительный материал, стал, востребован в России после вступления в силу СНИП 2-3-79. В нем были определены новые нормы по теплоизоляции стен, по которым, например, минимальная толщина кирпичной стены должна быть около 2 метров. Естественно, что строить дома с такими стенами экономически невыгодно и строители стали искать материал на замену кирпичу.

Этот материал должен был обеспечивать хорошую теплоизоляцию, быть экологически чистым и долговечным. Всем этим требованиям отвечает пенобетон, и по этой причине спрос на этот материал в настоящее время непрерывно растет.

Итак, в данной статье мы рассчитаем необходимую толщину наружной стены, при её строительстве одним из 2-х наиболее популярных вариантов: кирпич-пенобетон или оштукатуренный пенобетон. Пенобетон в стене может быть различной плотности, мы рассчитаем варианты стены для плотностей 600, 800 и 1000кгкуб.м. Также, на основе примера расчета необходимой толщины стены в данной статье, Вы сможете, в будущем, рассчитывать толщину любой стены, из любых, материалов самостоятельно.

Что нужно знать для расчета:

1. Теплотехнические характеристики всех материалов, из которых будет состоять стена: У каждого строительного материала есть теплотехнические характеристики. Это теплопроводность или сопротивление теплопередаче (величина обратная теплопроводности). Эти коэффициенты, необходимые для расчета теплопотерь, показывают какая мощность теряется каждым квадратным метром наружной поверхности конструкции при ее толщине в 1м и разницей температур между наружной и внутренней поверхностью в 1 градус (kt=ватт/(m*t)). Данные для многих материалов приведены в СНИП 2-3-79.

2. ГСОП (Градусо-сутки отопительного периода, град.С в сут.) Данный показатель можно рассчитать по формуле из СНИП 2-3-79, а можно просто взять из справочника. Например, для Москвы и Санкт-Петербурга он менее 6000.

3. Сопротивление стены теплопередаче Оно зависит от ГСОП и берется из СНИП. В нашем случае, при ГСОП 6000, сопротивление теплопередаче у стены должно быть не менее 3,5 (град.С*кв.м./Вт).

Итак, наша стена должна иметь суммарное сопротивление теплопередаче не менее 3,5 (град.С*кв.м./Вт), т.к. каждый слой имеет свое сопротивление теплопередаче, то сопротивление всей стены, согласно СНИП 2-3-79, измеряется как сумма сопротивлений слоев. Также нам понадобится коэффициент теплопроводности Вт/(м*град.С) всех материалов используемых для стены:

1. кирпич лицевой М-150 – 0,56
2. пенобетон плотность 600 – 0,14
3. пенобетон плотность 800 – 0,21
4. пенобетон плотность 1000 – 0,29
5. штукатурка – 0,58

Ниже следует расчет пенобетонного слоя для 2-х вариантов стен: 1-й вариант стены: облицовочный кирпич (250х120х65) + пенобетон (х мм)+ штукатурка (20мм)

Рассчитаем, какая толщина пенобетона нужна.
Толщина кирпича в стене, при обычной укладке, 120мм. Разделим толщину в метрах на теплопроводность 012/0,56 и получим сопротивление теплопередаче кирпичного слоя 0,21. Толщина штукатурки 20мм, следовательно её сопротивление теплопередаче равно 0,02/0,58=0,03.

Рассчитаем толщину пенобетонного слоя:

2-й вариант стены: штукатурка (20мм)+ пенобетон (х мм)+ штукатурка(20мм) Толщина штукатурки (суммарная) 40мм, следовательно её сопротивление теплопередаче 0,06. Соответственно толщина пенобетонного слоя должна быть:

Здесь рассчитана необходимая толщина стены для соответствия теплопроводности по СНИП 2-3-79, учитывая различные варианты укладки стен. Если вам что-то непонятно или у вас возникли вопросы — пишите на форум.

Для расчета взяты коэффициенты в сухом состоянии.

Коэффициент расчетный для плотности 600 — 0.22, для плотности 800 — 0.33, тогда толщина стены согласно расчетов равна:
плотность 600 (3.5-0.21-0.03) х0.22= 0.717 м
плотность 800 (3.5-0.21-0.03) х0.33= 1.076 м

Сравнение с другими материалами

Ниже находится таблица, где приводятся сравнительные данные по теплопроводности пенобетона и других строительных материалов.

Пенобетонные блоки можно класть на клей, это уменьшает «мостики холода» и, соответственно, теплопотери.

Преимущества пенобетона

Пенобетон является Нестареющим и практически вечным материалом, не подверженным воздействию времени. Он не гниет, обладает прочностью камня. Повышенная прочность на сжатие позволяет использовать при строительстве изделия с меньшим объёмным весом, что ещё более увеличивает термическое сопротивление степы.

Благодаря высокому термическому сопротивлению здания из пенобетона способны аккумулировать тепло, что при эксплуатации позволяют снизить расходы на отопление на 20-30%.

Пенобетон предотвращает значительные потери тепла зимой, не боится сырости, помогает избежать слишком высоких температур летом, регулирует влажность воздуха в комнате путём впитывания и отдачи влаги, тем самым, способствуя созданию благоприятного микроклимата (микроклимат деревянного дома).

Небольшая плотность и лёгкость пенобетона, большие размеры блоков по сравнению с кирпичом позволяют в несколько раз увеличить скорость кладки. Легкость в обработке и отделке позволяет быстро прорезать каналы и отверстия под электропроводку, розетки трубы. Простота кладки достигается высокой точностью линейных размеров, допуск составляет +/- 1 мм.

Пенобетон обладает относительно высокой способностью к поглощению звука. В зданиях из ячеистого бетона обеспечиваются действующие требования по звукоизоляции.

При эксплуатации пенобетон не выделяет токсичных веществ и по своей экологичности уступает только дереву. Для сравнения: коэффициент экологнчности ячеистого бетона — 2; дерева — 1; кирпича — 10; керамзитовых блоков — 20.

Благодаря хорошей обрабатываемости, из пенобетона можно изготовить разнообразные формы углов, арок, пирамид, что придаст Вашему дому красоту и архитектурную выразительность.

Высокая геометрическая точность размеров изделий позволяет осуществить кладку блоков на клей, избежать «мостиков холода» в стене и значительно уменьшить толщину внутренней и наружной штукатурки. Вес пенобетона меньше до (87%), чем у тяжелого бетона. Значительное снижение веса приводит к значительной экономии на фундаментах.

Изделия из пенобетона надёжно защищают от распространения пожара и соответствуют нерпой степени огнестойкости, что подтверждено соответствующими испытаниями. Таким образом, он хорошо подходит для применения в огнестойких конструкциях. При воздействии источника тепла, например, паяльной лампы, на поверхность бетона он не расщепляется и не взрывается, как это происходит с тяжелым бетоном. В результате арматура защищена от нагревания. Тесты показывают, что пенобетон толщиной 150мм защищает от пожара в течение 4 часов.

Благоприятное соотношение веса, объёма и упаковки делает пенобетон удобным для транспортировки, и позволяет полностью использовать мощности как автомобильного, так и железнодорожного транспорта.

Пенобетон можно применять не только в виде блоков, но заливать им крыши, полы, утеплять трубы, изготавливать сборные блоки и панели. Так же из пенобетона более высокой плотности-можно заливать этажные перекрытия и фундаменты.