Пенобетон в современном строительстве
Пенобетон относится к виду ячеистых бетонов, которые в свою очередь относятся к классу воздухо-наполненных материалов, где большую часть объёма занимает воздух. Проще говоря, пенобетон — это взбитый (аэрированный, поризованный) цементный раствор. Его пористость создаётся не только сферическими ячейками, но и капиллярными порами. Обычные пенобетоны делятся на теплоизоляционные (Д200-Д400), конструкционно-теплоизоляционные (Д500-Д800) и конструкционные (Д900-1200).
После войны, в восстановительный период, началось широкое применение пенобетонов, причём уже в разработанном профессорами Волженским А.В. и Боженовым П.И. автоклавном варианте ускорения твердения. Однако в конце 50-х и в начале 60-х годов с подачи Польши перепродавшей нам 10 крупных заводов, работавших по устаревшей технологии шведской фирмы » Сипорекс», началось преимущественное производство автоклавного газобетона, из которого построено много жилых, общественных, промышленных и сельскохозяйственных зданий. Строились десятки заводов по производству изделий и конструкций из автоклавного газобетона уже по усовершенствованным отечественным технологиям, но заводов пенобетона не строилось, за исключением Салаватского КПД, построенного по проекту ЛенЗНИИЭПа, который разработал для этого и типовую серию пенобетонных домов 108 серии, сформировавшую новый город.
Несмотря на доминирование газобетона научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по пенобетону продолжались и намного опередили работы западных учёных.
В ЛенЗНИИЭПе (б. Лен филиале Академии строительства и архитектуры СССР) в эти годы по инициативе его создателя проф. П.И.Боженова было разработано, испытано и нормировано много конструкций из пенобетонов как ускоренного, так и естественного твердения, в т. ч. стеновые блоки и панели, элементы каркаса (колонны, ригели, рамы подвала), многопустотные преднапряжённые панели перекрытий, фундаментные подушки, теплоизоляция подземных трубопроводов, сваи. Имеется опыт применения пенобетона в этих направлениях.
В пост перестроечный период в связи с резким ростом цен на энергоносители, когда автоклавная обработка (да и сами стальные, энергоёмкие автоклавы) стала невыгодной, а требования к теплозащите зданий возросли более чем в 3 раза, вновь возродился интерес к неавтоклавному пенобетону. По сравнению с другими теплоизоляционными материалами, пенобетон морозостоек, долговечен, экологически чист, паропроницаем (дышит), но воздухонепроницаем (не продуваем). Обладает хорошей адгезией к конструктивным слоям, арматуре, отделочным материалам, огнеупорен, биостоек, прост в изготовлении, дешев.
Помимо изложенного, а также монолитных пенобетонных стен и перекрытий, в СПбЗНИиПИ (б. ЛенЗНИИЭП) в последние годы разработана новая конструкция стен, ещё не применявшаяся в мировой практике:
монолитный теплоизоляционный пенобетон плотностью 150-ЗООкг/м в несъёмной опалубке из тяжёлого пенобетона (поризованного бетона) марок по плотности Д1300-Д1600. Опалубка выполняет несущие, декоративные и паро-дренажные функции, а заливочный пенобетон — теплоизолирующие и замоноличивающие функции, предотвращая потерю устойчивости опалубки при вертикальном нагружении весом перекрытий. Внутренний и наружный слои опалубки соединены металлическими связями, воспринимающими распорные усилия. Такие стены просты в изготовлении, в два-три раза дешевле аналогов, и обладают всеми достоинствами пенобетонов (долговечность, морозостойкость, легкость, экологичность, огнестойкость и т. д.). Под Санкт-Петербургом строится целый посёлок из коттеджей со стенами такого типа. Учитывая большой положительный опыт применения пенобетона в грунтовых условиях Санкт-Петербурга (более чем за 50 лет), включая солевую, гуминокислотную и электромагнитную среды, возможно использование плитных и ленточных фундаментов из монолитного пенобетона, а так же теплоизолирующая отмостка, обеспечивающая защиту грунта от промерзания и пучения, что позволяет обойтись мелко заглубленными фундаментами и сократить в 2-3 раза затраты на нулевой цикл. Перекрытие первого этажа можно заменить теплоизолирующими полами по грунту из монолитного пенобетона.
СПбЗНИиПИ по приказу Госстроя России назначен головным институтом по применению ячеистых бетонов и жилищно-гражданском строительстве и технологии их производства, а также базовой организацией по их стандартизации. Институт принимал участие в разработке всех нормативных документов по ячеистым бетонам, разработал сотни проектов жилых одно и многоэтажных домов, общественных зданий (яслей, садов, школ, магазинов, общественных центров, надворных построек для села и т.д.) с применением конструкций из ячеистых бетонов, а также альбомы типовых конструкций и узлов сопряжении. Все нормативные документы по изготовлению и применению тяжелых пенобетонов (поризованных) марок Д1000 — Д1800, включая расчёт несущих конструкции, разработаны ЛенЗНИИЭПом и имеют согласования Госстроя.
СПбЗНИИПИ (б. ЛенЗНИИИЭП) проводит весь комплекс маркетинговых, проектных, научно-исследовательских, опытно-конструкторских и пуско-наладочных работ, связанных с производством и применением пенобетона во всех областях строительства.
Неавтоклавный пенобетон как разновидность ячеистых бетонов
Ячеистым бетоном называется искусственный лёгкий материал из неорганических материалов, в которых основным структурным элементом является воздух (от 40 до 95% по объему).
В пенобетоне воздух вводится с помощью отдельно приготовленной пены или скоростным перемешиванием (взбиванием) растворных смесей с поверхностно-активными добавками, снижающими поверхностное натяжение воды и удерживающими вовлечённый при перемешивании воздух.
Наша страна имеет большой опыт применения пенобетонов в строительстве. В 30-ые годы они уже широко применялись в качестве монолитной теплоизоляции кровель промышленных зданий. В 1953году в Березниках построены первые цельно-пенобетонные жилые дома. Но поскольку при автоклавной обработке пенобетон показал недостаточную трещиностойкость, в дальнейшем преимущество было отдано газобетонам, особенно после приобретения в конце 50-х годов в Польше 10 заводов автоклавного газобетона мощностью по 174 тыс.мЗ изделий в год.
Заводы пенобетона постепенно закрывались. В Ленинграде остался один пенобетонный завод (изоляционно-сварочный), пущенный в 1958 году для производства монолитной теплоизоляции труб бес канальной прокладки. Эта теплоизоляция прошла, успешные эксплуатационные испытания в течение 40 лет работы в сложных грунтовых условиях города и служит до сих пор.