Теплопроводность пеноблока: обзор одного из самых значимых свойств материала

Пеноблок

Планируя строительство дома, любой застройщик старается подобрать наиболее практичный и долговечный материал. Современный рынок богат разнообразием и сделать выбор, порой, становится крайне сложно.

Некоторые материалы превосходят аналоги в одном отношении, и при этом могут значительно уступать в иных показателях. Так на что же стоит обратить особое внимание?

В данной статье мы поговорим о значимом качестве изделий, предназначенных для возведения стен, от которого, в первую очередь, будет зависеть способность здания к сохранению тепла. Теплопроводность пеноблока: что это такое и почему числовые показатели данного качества так важны?

Что представляет собой пенобетон

Для начала давайте разберемся в характеристиках самого материала, и на этом основании проанализируем факторы, влияющие на коэффициент теплопроводности.

Основные характеристики

Пенобетон – разновидность ячеистых бетонов. Отличается он наличием пористой структуры, которая наделяет изделия отличными от иных материалов качествами.

Структура пенобетона

Вспучивание раствора происходит в результате добавления в состав пенообразователя. Помимо него используют песок, цемент, воду и специализированные добавки, которые могут быть разнообразными, но об этом поговорим чуть позже (см. Состав пеноблоков и их производство).

Так что же представляет собой пенобетон в техническом отношении, и какими свойствами он обладает?

Для наглядности, рассмотрим таблицу: Таблица 1. Характеристики пенобетона в соответствии с ГОСТ и СНиП

Классификация

Пенобетон может быть разных видов, в зависимости от определенных факторов. Рассмотрим их.

В соответствии с плотностью, выделяют пенобетон:

• Теплоизоляционный. Данный вид пенобетона обладает плотностью в 300-400. Используется исключительно в качестве материала для утепления, так как никаких существенных нагрузок выдержать не в состоянии. Обладает наименьшим коэффициентом теплопроводности.
• Конструкционно-теплоизоляционный. Более прочный материал. Характеризуется плотностью в 500-900, является наиболее популярным среди частных застройщиков. Применяется для возведения стен и перегородок.
• Конструкционный. Самый прочный из всех видов. Показатели прочности варьируются в промежутке от 1000 до 1200.

Используются при возведении каркасных зданий, высотой до 12-15 метров. Такие изделия могут выдержать значительные нагрузки.

Стоит упомянуть и о существовании пенобетона еще большей плотности. Называются они конструкционно-поризованными. Числовой показатель его плотности не нормируется ГОСТ, а выпуск изделий ограничен индивидуальными заказами.

В зависимости от метода твердения, выделяют пенобетон:

• Автоклавный. Отличатся тем, что на последнем этапе изготовления, изделия подвергают обработке в специальном оборудовании- автоклаве под действием высокого давления и температуры. Также его называют пенобетоном синтезного твердения.
• Неавтоклавный, или пенобетон гидратационного твердения. Технической прочности такие изделия достигают естественным способом. Иногда процесс ускоряют путем подогрева до температуры, не превышающей 100 градусов.

Обратите внимание! Неавтоклавный пенобетон можно изготовить самостоятельно своими руками. Для этого понадобится минимальный набор оборудования, сырье и инструкция.

Готовые блоки также отличаются между собой, различия сводятся к следующему:

• Автоклавные изделия более прочные. Если говорить про соотношение прочность-теплопроводность, то блоки синтезного твердения значительно выигрывают.
• Внешние отличия: автоклав-белый, а неавтоклав – более серый.
• Хрупкость более свойственна неавтоклаву.
• Одним из основных недостатков пенобетона гидратационного твердения, является наличие большого количества кустарных производств, ввиду простоты производственного процесса.

Еще одна классификация пенобетона и изделий из него основана на содержании кремнеземистого компонента, от которого также зависит теплопроводность изделий.

В соответствии с этим, пенобетон может быть на:

1. Песке;
2. На золе;
3. На иных вторичных продуктах промышленности.

В зависимости от типа вяжущего, выделяют пенобетон:

• На известковом вяжущем;
• На цементном;
• На зольном;
• На шлаковом;
• На смешанном.

Содержание основного компонента в вышеуказанных типах варьируется в пределах от 15 до 50%.

Также стоит отметить, что в зависимости от геометрических отклонений, выделяют определенные категории готовых изделий:

• Блоки первой категории точности отличаются минимальными отклонениями. Допустимые значения: до 1,5 мм – по длине, до 2-х мм – по диагонали. Кладку изделий рекомендуется производить с использованием специализированного клея для блоков из ячеистого бетона.
• Блоки второй категории точности. Для таких изделий характерны следующие отклонения: до 2-х мм – по размеру, до 4-х – по диагонали. Допускаются сколы до 5 мм не более 2-х штук на одном изделии. Кладку рекомендуется производить на раствор (в соответствии с ГОСТ), однако на клей также допускается.
• Блоки третьей категории отличаются наибольшими отклонениями. Они могут достигать 4-х мм по размеру, 7-8 мм – по диагонали. Сколы и отбитость углов – до 1 см.

Последний вид используется обычно при строительстве хозяйственных построек, например, сарая или гаража. Объясняется это просто: расход раствора — большой, швы — толстые, а это — дополнительные мостики холода. В связи с этим, помещение либо будет холодным, либо потребуется его утепление, причем расходы придется понести немалые.

Также существуют пеноблоки с облицовочной стороной. Они не требуют последующей отделки. Цена на них, разумеется, выше, однако экономия на облицовке фасада налицо.

Пеноблок с облицовкой

Пенобетон используется не только в виде строительных блоков. Не менее популярным является применение его в жидком виде при сооружении, например, монолитных конструкций, устройстве стяжки (либо основы под теплый пол). Материал меньшей плотности иногда используют для изоляции кровли.

Показатели теплопроводности пенобетона и их зависимость от основных качеств

Так как в том, что такое пенобетон мы уже разобрались, пришло время перейти к самому понятию теплопроводности, и его зависимости от определенных факторов.

Теплопроводность отвечает за способность будущего здания к сохранению температуры. То есть, если коэффициент теплопроводности пеноблока низкий, будущее строение будет медленно нагреваться, но, в то же время, также медленно и остывать.

Как следствие, расходы на утепление дома, а в будущем и на отопление, будут ниже. Как уже упоминалось выше, теплопроводность напрямую зависит от показателей прочности и плотности изделий. Рассмотрим таблицу.

Таблица 2. Пеноблок: коэффициент теплопроводности и его зависимость от плотности:

Становится очевидным: чем выше показатель плотности, тем выше и коэффициент теплопроводности изделий. Возникает вопрос? А от чего же, в этом случае зависит плотность блока?

Данное свойство изделий напрямую зависит от состава сырья. Чем выше пористость блока, тем ниже его вес, коэффициент теплопроводности и, разумеется, показатель плотности.

Рассмотрим при помощи таблицы, как будет изменяться теплопроводность в зависимости от типа основного компонента.

Таблица 3. Пеноблоки: сравнение по теплопроводности в зависимости от типа основного компонента:

С повышением плотности изделий, помимо коэффициента теплопроводности, изменяются и иные характеристики. Это касается, в первую очередь, прочности и морозостойкости.

Повышение уровня способности пенобетона к сохранению тепла, расчет оптимальной толщины стены

Как мы уже выяснили, показатели свойств и качеств пенобетона можно контролировать, начиная со стадии производственного процесса, путем изменения пропорций сырья и основных ингредиентов.

Рассмотрим подробнее стадии изготовления и состав раствора для будущих изделий. А также проанализируем процесс укладки блоков и их последующее утепление.

Производственный цикл

Изготовление пенобетона может быть произведено несколькими способами:

1. Классический метод;
2. Баротехнология;
3. Способ сухой минерализации.

Производство пенобетона, схема

Классический метод – наиболее распространен. Заключается он в следующем:

• В бетоносмесителе готовится цементный раствор;
• Далее в него подается пена из пеногенератора;
• Все компоненты тщательно смешиваются;
• Готовый раствор заливается в формы;
• После частичного затвердения производят распалубку;
• Последним этапом становится сушка изделий в автоклаве либо естественным способом.
• В случае, если форма не разделена на типоразмеры, предварительно производят резку блочного массива при помощи специального резательного оборудования.

Способ сухой минерализации предполагает смешивание пены с компонентами в сухом виде. Только после этого в смесь добавляется вода. Такой метод обычно применяют при непрерывном производстве. Раствор, как правило, отличается повышенной прочностью и, как следствие, высоким коэффициентом теплопроводности.

Метод баротехнологии характеризуется вспениванием и подачей пены под действием высокого давления. При этом пеногенератор не используется. Пенобетон, полученный таким способом, может непрерывно подаваться прямо на строительной площадке. Видео в этой статье расскажет подробнее о процессе производства пенобетона.

Классический состав пенобетона выглядит так:

• Цемент марки не ниже 400;
• Песок;
• Пенообразователь;
• Вода;
• Добавки, повышающие качества будущих изделий и ускоряющие процесс твердения.

Рассмотрим при помощи таблицы, как будет изменяться плотность и, соответственно, теплопроводность пенобетона, в зависимости от пропорций сырья.

Таблица 4. Пропорции сырья для изготовления пенобетона разной плотности:

Расчет теплопроводности стен и необходимой толщины

Для расчета необходимой толщины стены, понадобится значение теплоотдачи. Средний показатель равен 3,5. Для каждого отдельного региона установлен свой, указан он в технической документации СНиП.

Если не учитывать утепление строений из пеноблока и их облицовку, например, кирпичом, то расчеты будут крайне просты. Предположим, что использовать мы хотим изделия, плотностью Д500, теплопроводность которых равна 0,14. 3,5*0,14=0,49 см.

Однако, стоит учитывать, что в данном случае, 49 см – это скорее минимум, чем максимум, так как даже при укладке блоков на клей, мостиков холода будет не избежать, а это — дополнительные теплопотери. Для регионов, характеризующихся преобладанием пониженных температур, данный показатель также будет расти.

Если планируется утепление и(или) облицовка, теплопроводность данных материалов при расчетах также должна быть учтена. Таким образом, вы получите наиболее точный результат. Из коэффициента сопротивления теплоотдаче следует вычесть числовые значения тепловой проводимости используемых материалов.

Например, теплоотдача кирпича – 0,56. Допустим, толщина облицовки будет составлять 12 см.

Считаем:

• 0,12/0,56=0,21
• 3,5-0,21=3,29
• 3,29*0,14=46 см – это и есть нужная толщина стены.

Кладочные работы

Для того, чтобы подчеркнуть достоинства пеноблока в отношении теплопроводности, кладочные работы должны быть выполнены технически верно.

Рассмотрим поэтапно технологию исполнения работ:

1. Поверхность основания должна быть ровной. При наличии дефектов, их устраняют, выбоины замазывают раствором.
2. Кладка блоков должна начинаться от углов. По ним устанавливают первые изделия, между которыми натягивается нить, служащая ориентиром.
3. Кладку первого ряда рекомендуется производить на раствор, с целью улучшения сцепления с основанием — и, как следствие, повышения прочности конструкции.
4. После установки блоков-маяков, укладывают весь ряд полностью. При наличии зазоров, не соответствующих размеру блока, его подрезают с использованием ножовки либо другого пригодного для этого инструмента.
5. Второй и последующие ряды рекомендуется укладывать на клей (см. Клей для пеноблоков: какой следует выбрать). Слой должен быть тонким с целью уменьшения мостиков холода, которые отрицательно влияют на способность здания к сохранению температуры.
6. Контроль ровности производят при помощи строительного уровня и резинового молотка. Затягивать с этим не стоит, так как клеевая смесь достаточно быстро схватывается. В последующем разобрать стену не представляется возможным.
7. Швы должны быть смещены в каждом ряду не менее чем на 25-30%.
8. После возведения всей стены, требуется выполнить устройство армопояса.

Внимание! Никаких щелей при кладке между блоками быть не должно, в противном случае, теплопроводность будущего здания будет существенно повышена.

Варианты утепления и отделки стен, возведенных из пенобетона

Когда стены готовы, следует приступать к утеплению и отделке здания (см. Если фасад дома из пеноблоков, чем лучше его отделать). Давайте разберемся, какие варианты возможны, и как происходит процесс работ. Рассмотрим при помощи таблицы некоторые виды утеплителей, их особенности, преимущества и недостатки.

Таблица 5. Пеноблок: чем утеплить снаружи? Краткий обзор основных видов утеплителей:

Наименование	Описание и комментарии
Пенопласт (пенополистирол)	Плюсы материала сводятся к следующему: Невысокая стоимость; Легкость монтажа и простота обработки; Водоотталкивающие свойства обеспечат дополнительную гидроизоляцию; Основным минусом является отсутствие способности к паропроницанию. Материал – совершенно не дышит, поэтому о благоприятном микроклимате не может быть и речи в случае, если не предусмотреть качественно исполненной системы воздухообмена. Проблема эта решаема. Например, при утеплении пенопластом с последующим монтажом сайдинга, на стыках пеноблоков можно обустроить вентканалы. А наиболее распространенным и удачным вариантом будет следующее сочетание наружной и внутренней отделки: на фасад здания монтируют пенополистирол и оштукатуривают, а изнутри – монтируют гипсокартон или производят оштукатуривание поверхности. В любом случае, вариантов может быть много. Главное при этом, учитывать техническую сочетаемость материалов, методов утепления и облицовки.
Минеральная вата.	Преимущества ее заключаются в следующем: Простота в обращении, эластичность материала; Хорошая паропроницаемость; Низкий показатель теплопроводности. Основной недостаток – способность к влагопоглощению, поэтому вопрос о гидроизоляции обязательно встанет. К минусам также можно отнести необходимость установки каркаса, что увеличивает затраты времени и денежных средств. Не стоит забывать и о том, что сверление пенобетона требует аккуратности и внимательности, так как в этом отношении последний -специфический материал. Метизы должны использоваться специализированные.
Пенополиуретан	Из плюсов можно выделить: Высокий уровень защиты от атмосферного воздействия; Быстрый монтаж. Минусов у данного материала значительно больше: Напыление приводит практически к полной изоляции, не исключено частичное проникновение в поры пеноблока; Высокая цена на работы по утеплению таким материалом. Требуется наличие специального оборудования и помощь специалистов; Перед нанесением, необходимо произвести качественную и технически верную подготовку поверхности; Сложности при ремонте покрытия.
Утепление специальными штукатурными составами.	Преимущества данного способа: Высокая скорость утепления; Паропроницаемость, ремонтопригодность; Небольшая нагрузка на строение; Защита стен от атмосферных и иных внешних факторов. Недостатки также имеются: смесь быстро схватывается, поэтому есть риск образования неровностей на стыках, которые могут быть заметны. Перед самостоятельным нанесением следует предварительно потренироваться. Стоимость таких растворов достаточно высокая. К выбору смеси нужно подойти ответственно: они отличаются между собой составом, а, следовательно, и уровнем адгезии. Такие штукатурки обычно наносятся в два слоя, причем наружный должен быть тоньше, чего требует технология. Соотношение, примерно, 0,5/1.

Что касается последующей облицовки и отделки, то вариантов может быть достаточно много. Некоторые из них:

• Пеноблок с утеплителем можно в последующем обшить сайдингом по системе вентилируемого фасада;
• Имитация бруса;
• Облицовка кирпичом;
• Нанесение декоративной штукатурки;
• Монтаж панелей ПВХ.

А теперь давайте рассмотрим несколько вариантов утепления и облицовки, наиболее сочетающихся между собой. Воспользуемся таблицей.

Таблица 6. Пеноблок с облицовкой и утеплителем: наиболее удачные варианты:

Облицовка фасада здания кирпичом.	Достаточно популярный вид отделки. Выбирая утеплитель между пеноблоком и облицовочным кирпичом, лучше отдать предпочтение минеральной или базальтовой вате. Отделка может быть выполнена как с устройством вентиляции, так и без нее, то есть кирпич можно расположить вплотную. В последнем случае, с целью соблюдения технологии, внутренняя отделка должна быть герметичной. Обратите внимание! Облицовку здания кирпичом следует продумывать заранее. Хотя бы потому, что материал — тяжелый и будет оказывать значительную нагрузку на фундамент строения.
Монтаж вентилируемого фасада с утеплением.	При устройстве вентилируемого фасада, может быть использован практически любой из видов утеплителей. Однако, опять же, при выборе материала, следует учитывать, что внутренняя отделка должна ему соответствовать. Данный тип отделки фасада дома из пеноблоков считается одним из самых оптимальных.
Оштукатуривание с утеплением	Оштукатуривание зачастую производят при утеплении дома пенополистиролом. Работы можно провести самостоятельно без привлечения специалистов. В обязательном порядке рекомендуется произвести армирование и грунтование поверхности с целью повышения адгезии. Штукатурный состав при этом, должен быть специализированным.

Как уже говорилось, и сам пеноблок может быть использован в качестве утеплителя. Для этого подойдет теплоизоляционный вид материала, обладающий наименьшей плотностью, и в то же время, низким коэффициентом теплопроводности.

Утепление с помощью пеноблоков, и пенобетона в целом, производят в случаях:

• Утеплении стен с использованием теплоизоляционных плит из пенобетона;
• При устройстве основания для теплого пола;
• Утепление крыш и чердаков;
• В качестве материала для изоляции трубопроводов.

Сравнение теплопроводности пенобетона с другими стеновыми материалами

Поскольку теплопроводность и факторы, влияющие на ее числовое значение у пенобетона мы уже изучили, стоит взглянуть, какие же изделия, предназначенные для возведения стен, могут похвастаться такими же, а может и лучшими показателями.

Таблица 7. Сравнение коэффициента теплопроводности и плотности пенобетона с другими стеновыми материалами:

Как видно, пенобетон находится на первых строчках рейтинга по теплопроводности материалов.

Сравнение материалов

В заключение

Теплопроводность пенобетона – одно из важнейших качеств материала, от которого зависит практичность будущей постройки, расходы на утепление и отопление здания. При выборе изделий для строительства, данный факт является немаловажным.

Подчеркнуть это качество можно при выборе технически верной наружной и внутренней отделки. Вариантов может быть достаточно много, а выбор, в итоге, остается за вами. Сравнивая коэффициент теплопроводности пеноблока с другими материалами, становится очевидным, что данные изделия являются одними из лучших в данном отношении.