Важно! Полистиролбетон скомбинировал в себе прочный тяжелый бетон и легкий, теплый пенопласт. Готовый материал отличается высокими теплоизолирующими свойствами, прослужит долго и очень удобен в использовании.
Полистиролбетон
Строительный материал на основе цемента и пенополистирольных шариков, известный как полистиролбетон, обладает высокими теплоизоляционными свойствами, а также средней устойчивостью к горению. Он отличается относительно низкой ценой и достаточно высокой прочностью, что делает его подходящим для малоэтажного строительства. Однако, как и любой другой строительный материал, полистиролбетон имеет свои преимущества и недостатки. Для того чтобы максимально эффективно использовать все его положительные стороны, важно также осознавать его ограничения.
Полистиролбетон начал свое развитие во второй половине ХХ века. На его создание и совершенствование работали, в основном, немецкие и французские специалисты в области химии, физики и строительного дела.
Впервые специальные гранулы, которые можно было использовать в качестве наполнителя для бетона, были выпущены компанией BASF. Позже была создана технология их серийного производства, что способствовало как выпуску полистиролбетона на заводах, так и разработке гранулированного пенополистирола, известного широкой аудитории.
Материал полистиролбетон состоит из таких компонентов, как портландцемент, шарики вспененного пластика, вода и иногда пенообразующие смолы или песок в качестве добавки. В результате получают композитный строительный материал, который просто подготовить и использовать. Качественный пенополистирол легко распиливается газобетонной ножовкой, а блоки из полистиролбетона укладываются на раствор, что значительно упрощает процесс строительства.
Свойства полистиролбетона
К ключевым характеристикам этого материала относится низкий удельный вес — блоки полистиролбетона обладают способностью плавать на воде и показывают относительно низкую степень поглощения влаги по сравнению с газобетонными и пенобетонными конструкциями. Несмотря на это, по капиллярной проводимости полистиролбетон немного уступает газобетону, который, как основной конкурент среди каменных материалов, обладает наиболее низкими показателями водопоглощения благодаря своим специфическим зёрнам турмалина.
Низкий удельный вес полистиролбетона позволяет значительно ускорить процесс строительства, поскольку это сокращает трудозатраты на перемещение материала и его подъем на высоту. В производстве полистиролбетона различают марки с плотностью от 200 до 600. Например, марки с плотностью 200 чаще применяются для утепления, тогда как 600 — для конструктивных несущих стен в малоэтажных зданиях. Для сравнения, плотность древесины в сухом виде колеблется от 400 до 800 килограммов на кубометр. Это подтверждает, что возведение зданий из полистиролбетона легче и быстрее, чем из древесины. Многие специалисты в области строительства оставляют положительные отзывы о полистиролбетоне.
Негорючесть — ещё одно полезное свойство полистиролбетона. Хотя он сам по себе не поддерживает горение, важно отметить, что в его составе имеются горючие пластиковые элементы. Полистиролбетон не классифицируется как огнестойкий, поскольку перегородка из этого материала не может выдержать требуемое время и температуру при воздействии пожара, оставаясь стойкой. Именно поэтому его использование в строительстве общественных зданий с повышенными требованиями безопасности не рекомендуется.
Тем не менее, по сравнению с деревянными конструкциями или каркасными системами полистиролбетон демонстрирует лучшие результаты в плане безопасности. Дымообразование и токсичность выделяемых газов в случае пожара тоже вещественно ниже, что позволяет жителям не сталкиваться с угрозой задушения и безопасно покинуть здание, элементы необходимого при этом.
Прочность полистиролбетона значительно ниже, чем у газобетона. К примеру, газобетон, производимый компанией Ютонг, может использоваться для монтажа междуэтажных перекрытий из пустотных плит или в монолитных конструкциях. Для полистиролбетона такая возможность отсутствует, и придется использовать деревянные балки для перекрытий, что является недостатком. Шумоизоляция деревянных конструкций не самое лучшее решение, и если в доме есть маленькие дети, придется выделять специальные помещения на первом этаже. Однако такой недостаток не является критичным, если дом одноэтажный.
Прочностные характеристики полистиролбетона находятся на достойном уровне, ведь он достаточно хорошо выдерживает небольшие изгибные и крутящие нагрузки. Это происходит благодаря пенополистирольным шарикам, которые выполняют роль демпферов, снимающих внутренние напряжения в блоках и обладающих хорошими растягивающими и гибкими свойствами. Тем не менее, материал демонстрирует и невысокую жесткость. Например, он подвержен значительным температурным деформациям и усадке, а также может значительно изменяться под воздействием нагрузки, но не разрушаться. В связи с этим, следует тщательно подбирать отделочные материалы и проектировать конструкции с использованием полистиролбетона, чтобы избежать потенциальных ограничений.
Свойства шумоизоляции полистиролбетона также напрямую зависят от его невысокой плотности. Ранее в теории звукоизоляции существовало мнение, что добиться должного уровня изоляции проще с использованием пористых мягких материалов. Однако современный подход показывает, что только тяжелые ограждающие конструкции действительно обеспечивают хорошую звукоизоляцию. Энергия, необходимая для раскачивания тяжелой стены, значительно выше, чем для легкой, что позволяет звуковой волне значительно чаще рассеиваются при столкновении с тяжелой конструкцией. Тем не менее, звукоизоляционные качества полистиролбетона все же выше, чем у деревянных и каркасных стен, несмотря на его относительную лёгкость и низкую плотность.
Свойства и характеристики
Ключевые практические характеристики полистиролбетона напрямую зависят от используемого наполнителя. Небольшая объемная плотность материала дает возможность адаптировать его под конкретную область применения. Диапазон удельной массы весьма широк и гибок. Основные технические параметры установлены в ГОСТ Р 51263-12. Важным аспектом является и экологическая безопасность полистиролбетона, отвечающая самым строгим требованиям.
Срок эксплуатации полистиролбетона очень значителен и может превышать 100 лет. Паропроницаемость смеси бетона с полимерными добавками примерно сопоставима с таковой у качественной древесины, но в отличие от древесины, полистиролбетон практически не подвержен усадке. При этом материал легко обрабатывается — его можно сверлить, пилить и фрезеровать. Элементы отделки можно прикреплять подобно тому, как это делается с древесиной, — с помощью гвоздей.
По водоотталкивающим свойствам этот материал значительно превосходит привычную древесину.
Горючесть полистиролбетона также невелика, что позволяет использовать его в местах с повышенной пожарной опасностью. С точки зрения общей классификации, полистиролбетон относится к категории слабогорючих. При попадании в открытый огонь он не воспламеняется и не тлеет. Повреждение касается лишь поверхностных гранул, однако важно учесть, что подобное воздействие может отрицательно отразиться на механических качествах конструкции. При горении не образуются стирол, фенол и другие токсичные вещества. В случае воздействия огня с одной стороны, другая сторона остается достаточно теплой, что не создает угрозы для соприкосновения с ней.
Коэффициент теплопроводности полистиролбетона с полимерными добавками варьируется в зависимости от марки, он может составлять от 0,055 до 0,145 Вт/м°C. Показатель морозостойкости расположился в категории от F25 до F100. Специалисты доказали, что прямое соотношение существует между плотностью и теплопроводностью данного материала. Удельный вес 1 м³ может достигать разных значений в зависимости от ситуации:
Прочность полистиролбетона варьируется от 0,5 до 1,5 условных единиц и даже выше. Прочность на сжатие, растяжение и устойчивость к отрицательным температурным условиям находятся в прямой зависимости от плотности конкретного блока. Особенности механических характеристик каждого блока должны учитывать, исходя из его массы на кубометр. Как правило, уровень звукоизоляции полистиролбетона остается на высоком уровне, что позволяет использовать блоки ПСБ как для наружных стен, так и для межкомнатных перегородок.
Типовые размеры конструкций, производимых из полистиролбетона:
- 60х30х(9-20) см – для теплоизолирующих плит;
- 60х30х(20-25) см – для стеновых блоков;
- 60х30х(8-12) см – для межкомнатных перегородок.
Независимо от размеров, данный материал отличается выдающимися теплоизоляционными свойствами. Блоки толщиной 30 см сопоставимы по теплопроводности со стеной из кирпича толщиной 150 см. Со временем прочность этого материала лишь увеличивается.
Допустимый диапазон температур для полистиролбетона составляет от -60 до +70 градусов Цельсия. При 70 циклах замораживания и прогрева качества materila не утрачиваются.
Плюсы и минусы
Блоки ПСБ представляют собой наиболее выгодные по стоимости утеплители среди аналогичных материалов. Немалую роль играет также применение этого материала как конструкционного без дополнительной изоляции. Исключение составляют только регионы с суровыми зимами. Тепло- и звукоизоляция значительно усиливается благодаря минимальным размерам швов. Например, если толщина стены составит 10 см, звук через нее пройдет не громче 37 дБ.
Поэтому расход сухой смеси в мешках будет минимальным. Для монтажных работ чаще всего используется тот же клей, что и для пенобетонных и керамических плит. Также есть возможность заказать специализированный жидкий полистиролбетон, изготовленный по точной рецептуре в промышленных условиях. Специальные добавки обеспечивают успешную заливку даже при температуре ниже нуля, до -5 градусов Цельсия. И этот материал полностью несгораем: тонкий слой толщиной 60-70 мм высыхает за 72-120 часов.
Изготовление подходящей смеси своими руками не представляет собой значительной сложности. При этом потребление материалов остается на низком уровне. Монтажный процесс достаточно прост, так как блок, аналогичный 17 кирпичам, весит всего 22 кг. Процесс транспортировки, выгрузки, хранения и перемещения на строительный участок осуществляется без особых усилий. Блоки ПСБ показывают высокую устойчивость к негативным воздействиям. Они прекрасно переносят соприкосновение с влагой, не подвергаются переохлаждению и образованию грибковых колоний. Ограниченная степень высоких температур для них также не представляет опасностей. Санитарно-гигиенические характеристики полистиролбетона находятся на достойном уровне.
Тем не менее, у этого материала имеются и свои недостатки:
- вкручивание крепежей не гарантирует высокой прочности в обычных условиях;
- из-за низкой плотности возникают сложности при установке окон и дверей;
- необходимость следить за уровнем полистирола, который не должен снижаться, чтобы избежать проблем со связыванием с бетонной основой;
- штукатурка должна наноситься как внутрь, так и снаружи здания (предварительная обработка необходима);
- увеличенные риски усадки;
- нестабильность при взаимодействии с органическими растворителями;
- недостаточная паропроницаемость, что налагает высокие требования к вентиляции.
Сравнение полистиролбетона с другими материалами
Современный полистиролбетон — это уникальный смешанный материал, относящийся к группе легких бетонов. Он выполняет как прямые строительные задачи, так и задачи по тепло — и звукоизоляции.
Использование пенополистиролбетона соответствует современным стандартам экономии тепло- и энергетических ресурсов: его можно применять в однослойных стенах толщиной до 500 мм без дополнительных утеплителей, в межкомнатных перегородках, на стенах, полах, фундаментах и кровле для тепло- и звукоизоляции.
Заполнителем в полистиролбетоне служат гранулы вспененного полистирола, которые обеспечивают низкую объемную массу. В результате получается легкий материал, идеально сохраняющий тепло, эффективно звукоизолирующий и экологически чистый. Полистиролбетон изготавливается в соответствии с российскими стандартами, такими как ГОСТ Р 51263-2012. Технические условия этого документа действуют с 1 июля 2013 года и соответствуют новым требованиям СНиП 23-02-2003 по тепловой защите зданий.
| Показатель | Кирпич | Дерево | Керамзитобетон | Пенобетон | Газобетон | Полистиролбетон |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Плотность, кг/м3 | 1400-1700 | 500 | 850-1800 | 600-1000 | 400-600 | 300-600 |
| Теплопроводность, Вт/м°С | 0,5 | 0,14 | 0,4-0,8 | 0,14-0,22 | 0,10-0,14 | 0,1-0,145 |
| Прочность, кгс/см2 | 100-200 | 385-440 | 35-75 | 15-25 | 25-45 | 30-50 |
| Водопоглощение, % массы | 12-18 | 23-30 | 8-14 | 10-16 | 25 | до 4 |
| Морозостойкость, циклы | 100 | от 70 | от 50 | от 35 | от 25 | 150-200 |
| Рекомендуемая толщина стены, м | от 1,2 | от 0,5 | от 1 | от 0,6 | от 0,4 | 0.3 |
В Екатеринбурге, как и по всей России, полистиролбетон (ПСБ) часто используют в качестве утепляющего материала, поскольку он выдерживает значительные нагрузки и показывает высокие показатели сохранения тепла, что позволяет избежать дополнительных затрат на утепление, а также на обогрев помещений.
Низкая удельная плотность вспененного полистирола дает возможность производить легкий бетон с объемной массой, диапазон которой может быть подобран в соответствии с требованиями конкретной области применения. Поэтому полистиролбетон успешно используется как в качестве теплоизоляционного, так и конструкционного материала. Его можно формировать в сложные профили, обеспечивающие герметичность стыков без применения уплотняющих материалов.
Состав
В качестве связующего компонента полистиролбетона применяется портландцемент или шлакопортландцемент. В отличие от традиционных бетонов, песок не используется в приготовлении смеси или добавляется в минимальных количествах для улучшения прочности и жесткости блоков.
Важно! Основным наполнителем выступают гранулы вспененного полистирола диаметром не более 0,5 см.
К дополнительным компонентам могут относиться:
- вода;
- деготь (для повышения гидрофобности);
- СДО (смола древесная омыленная) в качестве микропенообразователя;
- пластификаторы;
- поверхностно-активные вещества (ПАВ) для улучшения сцепления гранул с основной массой;
- ускорители отверждения и прочие добавки.
Свойства и характеристики
Полистиролбетон обладает отличными теплоизолирующими свойствами даже при небольшой толщине стен. Например, блок толщиной всего 30 см удерживает столько же тепла, сколько и стандартная кирпичная стена толщиной 150 см.
Вот некоторые его свойства и технические характеристики:
- прочность – 0,73–3,6 МПа;
- максимальная нагрузка – до 35 т/пог. м при толщине 30 см;
- устойчивость на излом, изгиб – 0,08–0,73 МПа;
- морозостойкость – до 150 циклов;
- усадка – менее 1 мм на м²;
- огнестойкость – класс НГ-Г1 (то есть негорючий или слабогорючий);
- шумоизоляция – поглощение звука в 70 дБ при толщине слоя в 30 см;
- водопоглощение – менее 4%, что говорит о высоких гидроизолирующих свойствах;
- низкая вероятность появления плесени и грибка;
- срок службы – до 100 лет, причем прочность со временем только возрастает.
Материал имеет паропроницаемые свойства, что обеспечивает возможность стенам пропускать влагу и воздух, позволяя помещению «дышать» и обеспечивая комфортный микроклимат. Полистиролбетон может эксплуатироваться в температурном диапазоне от -60 до +70 градусов.
Сырьё, из которого производят полистиролбетон, является экологически чистым и безопасным. Этот материал не боится огня, поскольку его поверхностные гранулы не воспламеняются, а начинают испаряться.
Преимущества фасадного декора из полистиролбетона
Изделия из ПСБ обладают невысоким весом благодаря своей пористой структуре и наличию полистирольных гранул, что снижает нагрузку на фундамент. Это, в свою очередь, позволяет сократить затраты на строительство несущих конструкций, а также снизить расходы на транспортировку и монтаж. Например, панель из ПСБ размером 90х60х10 см весит всего от 12 до 14 кг.
Дома, оснащенные фасадными панелями из полистиролбетона, часто не нуждаются в дополнительном утеплении, так как данный материал уже обладает хорошими теплоизоляционными качествами. Коэффициент теплопроводности ПСБ марки D 300 кг/м3 и меньше составляет менее 0,1 Вт/м·К.
Полистиролбетон является огнестойким материалом, так как, несмотря на наличие полистирольных компонентов, его гранулы окружены цементной матрицей.
Степень горючести: Г1 — слабогорючий.
Группа воспламеняемости: В1 — трудновоспламеняемый.
Дымообразующая способность: Д1 – малая (при плотности D 400-600 кг/м3),
Д2 – умеренная (при плотности D 200-350 кг/м3).
- Применение в качестве материалов для звукопоглощения.
Благодаря своей пористой структуре и гранулам полистирола, ПСБ обеспечивает хорошую звукоизоляцию, обеспечивая поглощение до 20 дБ при толщине декоративных панелей равной 2 см.
Полистиролбетон безопасен для здоровья людей, так как в его состав входят лишь экологически чистые материалы — цемент, вода и гранулы полистирола.
Долговечность изделий из полистиролбетона обеспечивается следующими характеристиками:
Морозостойкость — это количество циклов замораживания и оттаивания, которые материал способен перенести без снижения прочности. В зависимости от плотности морозостойкость ПСБ варьируется в диапазоне F150-F300.
Изделия из полистиролбетона имеют стойкость к гниению, плесени и грибкам.
Полистиролбетон не боится влаги: воздухововлекающие добавки, входящие в его состав, выступают в роли гидрофобизаторов, а гранулы полистирола не впитывают влаги.
- Возможность создания разнообразных фактур, эффектов и оттенков.
Благодаря современным технологиям и расширенному выбору фракций и компонентов, изделия из полистиролбетона можно оформлять в любые текстуры — как природных, так и искусственных материалов, таких как дерево, натуральный камень (песчаник, травертин, гранит, мрамор, сланец), медь, бронза, а также создавать эффект старения. При желании готовые изделия также можно окрашивать или добавлять цвет в массу на этапе приготовления раствора.
- Реализация любого архитектурного замысла.
Декоративные элементы из ПСБ способны эффектно оформлять фасады в любых архитектурных стилях — от античного до модернистского, а технологии производства полистиролбетонных изделий дают возможность создавать не только элементы фасадов, но и небольшие архитектурные формы, такие как маскароны, скульптуры, вазоны.
Основные характеристики ПСБ:
| Марка по плотности, D (кг/м3) | Класс по прочности на сжатие | Предел прочности на растяжение при изгибе, МПа | Морозостойкость, F | Коэффициент теплопроводности Вт/ (м.К) |
| 300 | М10/В0,75 | 0,53 | 150 | 0,09 |
| 400 | М20/В1,5 | 0,65 | 150 | 0,11 |
| 500 | М25/В2,0 | 0,70 | 200 | 0,14 |
| 600 | М35/ В2,8 | 0,76 | 300 | 0,18 |
Недостатки изделий из полистиролбетона
- Недостаточная степень детализации сложных малых архитектурных форм.
Сложные и тонкие элементы из полистиролбетона в силу имеющихся в материале пор и гранул полистирола не смогут обладать высокой степенью детализации. Однако для создания стандартных фасадных элементов, маскаронов, горельефов и скульптур, которые находятся на некотором расстоянии, ПСБ подходит вполне.
Следует учитывать этот аспект при отделке дома фасадными панелями из полистиролбетона. Для предотвращения повышения влажности в помещениях нужно предусмотреть систему принудительной вентиляции.
С одной стороны, фасадный декор из ПСБ обладает малым весом и не требует специализированного оборудования для монтажа. С другой стороны, пористая структура и присутствие полистирольных гранул создают сложности при креплении элементов из этого материала. Обычные метизы не подойдут для этих целей, так как они не смогут надежно закрепиться. Поэтому для надежной установки изделий на строительном объекте необходим опыт работы с полистиролбетоном и специальные крепежные элементы, такие как винтовые дюбели.
