Газобетон в строительстве. Производство газобетона.

Газобетон — это популярный строительный материал, одна из разновидностей ячеистых бетонов. Почти 80 лет назад шведский архитектор Аксель Эрикссон получил патент на изобретение бетона, по­лучаемого на основе традиционных компонентов (цемента, извести и песка) и порообразующих добавок. Материал обладал исключительными тепло- и звукоизоляционными качествами, оказался легче воды, был огнестоек. Название этому материалу было дано по способу образования пор - газобетон.

За прошедшие десятилетия технология получения газобетона и изготовления из него разнообраз­ных строительных изделий претерпела существенные изменения. Современные газобетонные изде­лия характеризуются строгой геометрией, минимальными допусками и стабильными физико-техни­ческими показателями, являясь образцом качества строительной продукции. Газобетон в последние 8-10 лет в Беларуси постоянно улучшается благодаря совершенствованию технологии получения смесей, резки массивов и их температурно-влажностной обработки, пакетирования и складирования, осуществляемого в той или иной степени всеми без исключения производителями газобетона.

О том, где и как используют сегодня газобетон в строительном комплексе Беларуси и за ее преде­лами, рассказывает автор этой статьи.

Газобетон, будучи негорючим материалом, прежде всего предназначался для стеновых конструкций. В те­чение долгих лет газобетонные изделия в виде блоков использовали при строительстве одно- и двухэтажных зданий. И сегодня эта область остается для газобетона основной, где он успешно конкурирует с легкими бетонами, кирпичной кладкой и другими материалами и изделиями.

Освоенное ОАО «Забудова» (п. Чисть Минской обл.) производство комплекта газобетонных изделий для стро­ительства дома, включающего кроме стеновых блоков также плиты перекрытий и покрытий, перемычки и сту­пени, явилось мощным рычагом для успешного продви­жения газобетона на белорусском строительном рынке.

На последнее десятилетие пришелся всплеск строи­тельства индивидуального жилья коттеджного типа и малоэтажных домов. «Газобетонный комплект» в этой ситуации оказался как нельзя кстати. Дома из газобето­на отличает архитектурная простота внешнего облика, за которой тем не менее скрываются свобода планировки и широкий выбор разнообразных объемно-планировочных решений, реализуемых без труда в на­боре выпускаемых изделий. О востребованности домов из газобетона в Беларуси говорит тот факт, что их стро­ят повсюду — от столицы до мелких населенных пунктов. Только в Минске возникли два новых микрорайона — Большая Слепянка и Проспект газеты «Известия».

Первые шаги конструктивной системы малоэтажных зданий с применением газобетона в элементах стен и меж­дуэтажных перекрытий давались с большим трудом. Отча­сти это было связано с устоявшимся десятилетиями в со­знании людей представлением о газобетоне как материале для сооружения хозяйственных построек или устройства внутриквартирных перегородок. Поэтому если в стенах га­зобетон еще как-то воспринимался, то идея использовать его в конструкциях «над головой» вызывала порой непони­мание. Пришлось также преодолеть и здоровый консерва­тизм проектировщиков, для которых понятие «бетон» ас­социировалось с прочностью как минимум 15 МПа.

Тем не менее с помощью результатов всесторонних исследований, проведенных в Институте БелНИИС, и широкой рекламной и информационной работы эти препятствия были преодолены, и газобетон получил «добро» общественности и специалистов. Справедливо­сти ради следует заметить, что не столько благодаря ак­тивному «ликбезу», сколько из-за свойств газобетона, позволяющих без труда и дополнительных затрат приме­нять современные технические решения по инженерно­му обеспечению зданий, например поквартирное отоп­ление или регулируемую подачу тепла в помещения.

Естественным шагом по дальнейшему расширению области применения газобетона стала разработка конст­руктивных систем зданий средней этажности, чему в не­малой степени способствовало изучение опыта проекти­ровщиков и строителей Германии, где уже не одно деся­тилетие успешно строят дома со стенами и перекрытиями из газобетона высотой до 7 этажей включительно. Такие дома могут быть решены как в традиционной стеновой системе с наружными и внутренними несущими стенами, так и в системе с неполным каркасом. Неполный каркас как нельзя лучше подходит для возведения ширококор­пусных зданий и используется при строительстве жилья улучшенной планировки, когда недостаточно размеров, определяемых пролетом плит перекрытия из газобетона. Такие здания показаны на рис. 2 и 3. При этом хочется обратить внимание читателей на индивидуальность и архитектурную выразительность фасадов при отно­сительной простоте планов, которая без проблем дости­гается в однослойных стенах из материала, выгодно сочетающего в себе теплоизоляционные и конструкци­онные качества.

Говоря о зданиях с перекрытиями из газобетона, нельзя не сказать о конструктивных мероприятиях, впервые примененных в отечественной практике про­ектирования опираемых на стены плоских перекрытий из сборных балочных плит. По периметру каждой ячей­ки устраивали монолитный армированный обвязочный контур (рис. 4). В зарубежных нормах проектирования, например DIN 1045, такой элемент (контур) называют кольцевой анкер, он служит для восприятия горизон­тальных, главным образом ветровых нагрузок. Прове­денные в БелНИИС испытания фрагментов перекры­тий показали, что кольцевой анкер при соответствую­щем армировании, размерах поперечного сечения и прочности бетона может выполнять функцию своеоб­разного бандажа, ограничивающего продольные и поперечные деформации отдельных плит, а при их сов­местной работе под нагрузкой за счет замоноличенных швов — и всего перекрытия. Увеличение несущей спо­собности и жесткости при такой конструкции может достигать от 50 до 75%, что весьма актуально для боль­шого класса зданий общественного назначения, в кото­рых минимальное значение нормативной полезной нагрузки на перекрытие составляет 2 кПа, а технологи­ческие возможности цеха ячеистого бетона ОАО «Забу-дова» не позволяют изготовлять плиты перекрытия под полезную нагрузку более 3 кПа.

Аналогичная по принципу конструкция перекрытия была применена и в представленном на рис. 3 жилом доме с неполным каркасом в Смоленске. Обвязочный контур был сформирован расположенными на стенах монолитными участками, межплитными монолитными участками с высокой жесткостью и монолитными риге­лями несущих рам (рис. 5).

Сборно-монолитные перекрытия с плитами из газо­бетона открывают новые возможности для реконструк­ции зданий, в частности методом надстройки этажей. Как правило, в надстраиваемых зданиях необходимо максимально снизить дополнительные нагрузки на су­ществующие основания, фундаменты и несущий остов. Причем надстроенные этажи могут иметь не только сте­новую конструктивную схему, но и каркасную (рис. 6), в которой колонны и ригели устраивают из гнутосвар-ных стальных профилей. Монолитный бетон и несущие стальные профили ригелей выполняют функции обвя­зочного контура. Проведенные в БелНИИС лаборатор­ные и натурные испытания показали хорошие результа­ты, свидетельствующие в первую очередь о высокой надежности таких конструктивных решений.

Развитие в Беларуси в последние годы строительст­ва каркасных жилых домов нового поколения выдви­нуло на первый план достаточно острую проблему вы­бора материала и конструкций для наружных стен. Ус­тройство наружных стен из традиционных навесных панелей ленточной разрезки усложняет образование проемов для выхода на балконы и лоджии. Частично проблема может быть решена применением панелей размером на ячейку, однако в этом случае проемы ока­зываются жестко зафиксированными проемообразова-телями бортоснастки. Фасад приобретает явно выра­женное однообразие, исчезает гибкость объемно-пла­нировочных решений. Но и в этом случае выход из сло­жившейся ситуации помог найти газобетон. Стены из мелких блоков, устраиваемые по краю перекрытий на высоту этажа в свету между колоннами (рис. 7, 8), на сегодняшний день в Беларуси лидируют по популярно­сти среди всех известных технических решений. При необходимости придания помещениям дополнитель­ных потребительских качеств колонны можно легко утопить в стенах. Легкая обрабатываемость газобетона позволяет выполнять на фасаде различные декора­тивные элементы, а также придавать проемам разно­образные формы.

Но не только в качестве конструкционного материа­ла применяют сегодня газобетон строители в Беларуси и за ее пределами используют газобетон оборудование. Низкая теплопроводность при доста­точно высокой механической прочности обусловили возможность использования уникального материала для тепловой модернизации зданий, в первую очередь утепления наружных стен. Физические свойства газобе­тона позволяют исключить некоторые негативные мо­менты, присущие многослойным системам утепления. Основное же преимущество такого варианта утепления заключается в создании благоприятного температурно-влажностного режима стен и помещений. Обладая вы­соким паропроницанием, материал хорошо дышит, и при правильно подобранной наружной штукатурке практически исключается возможность образования конденсата, что, в свою очередь, способствует повыше­нию долговечности теплоизоляционного слоя. Опыт тепловой модернизации фасадов и последующей экс­плуатации зданий различного назначения (рис. 9, 10) наглядно продемонстрировал достоинства новой систе­мы утепления. Сегодня газобетон успешно применяют для утепления зданий малой и средней этажности (до 5 этажей), составляющих значительную долю жилого фонда Беларуси. И здесь уместно вспомнить об эконо­мическом факторе — по стоимости утепление изделия­ми из газобетона успешно конкурирует с легкими шту­катурными системами, более известными под общим названием «термошуба».

Рассказывая о пути, пройденном белорусским газо­бетоном за последнее десятилетие, нельзя не упомянуть о совершенствующейся нормативно-технической базе, обеспечивающей продвижение материала на отечест­венном строительном рынке и за его пределами. Голов­ным документом в пакете нормативов (рис. 11) является еще «союзный» ГОСТ 25485, взамен которого завершается разработка аналогичного СТБ (Стандарт Белару­си). СТБ учитывает накопленный за последние годы положительный опыт изготовления и применения яче­истых бетонов. В Беларуси впервые введены в действие два новых стандарта СТБ 1330 и СТБ 1332, расширяю­щих номенклатуру изделий из газобетона. Взамен союз­ных аналогов разработаны три национальных стандар­та, которые определили современные требования к ар­мированным и неармированным газобетонным издели­ям. По указанным нормативам разработаны и введены в действие типовые армированные и неармированные изделия (плиты перекрытий.и покрытий, лотковые бло­ки, перемычки, элементы, ступени).

Сегодня, несмотря на достигнутые успехи, Бел-НИИС продолжает исследования (газобетон оборудование), конечной целью которых является создание полного комплекта докумен­тов для проектирования зданий и их отдельных частей из газобетона. Завершаются работы по определению де­формационно-прочностных характеристик кладки на тонкослойных и легких растворах. Намечено изучение теплотехнических и звукоизолирующих характеристик кладки, а также напряженно-деформированного состо­яния узлов сопряжений конструктивных элементов зда­ний из автоклавного газобетона, по результатам кото­рых планируется разработать типовые узлы и детали. По результатам исследований подготовлены региональные дополнения к действующим на территории Беларуси СНиП 11-22-81 «Каменные и армокаменные конструк­ции», дополнения к СНБ («Строительные нормы Бела­руси») 2.04.01—97 «Строительная теплотехника», в 2005 г. будет разработано пособие «Проектирование не­сущих и ограждающих конструкций зданий с примене­нием изделий из автоклавного ячеистого бетона».

В 2004 г. вводится в действие пособие «Проектирование и устройство тепловой изоляции наружных стен эксплуа­тируемых зданий и сооружений с применением изделий из ячеистого бетона». Планируется начать разработку СНБ «Конструкции бетонные и железобетонные из легкого и ячеистого бетона» (взамен соответствующих положений СНиП 2.03.01-84*). Также в перспективе намечена разра­ботка белорусских строительных норм по проектированию каменных и армокаменных конструкций и соответствую­щих пособий, касающихся в числе прочих конструкций и изделий из газобетона. Все документы в той или иной сте­пени будут гармонизированы с европейскими нормами проектирования.

Сегодня газобетон в строительстве Беларуси прочно занимает одно из ведущих мест как универсальный материал, позволяющий решать любые инженерные задачи и обеспечивающий современное качество и кон­курентоспособность строительной продукции.

С.Л. ГАЛКИН, зав. отделом ограждающих конструкций УП «Институт БелНИИС» (Республика Беларусь)