Теплосберегающие стены из крупнопористого керамзитобетона

Стену из керамзитобетона отличает экологичность. В ней присутствуют только минеральные природные компоненты, которые не разлагаются (преобразуются) со временем и не выделяют вредных газов.

Стена из крупнопористого керамзитобетона (без песка в составе) может быть однослойной для регионов с мягкими зимами, и при этом удовлетворять требованиям по теплосбережению. Такая стена покрывается только штукатуркой изнутри и снаружи или несъемной опалубкой в виде листовых материалов или кирпичной кладки.

Строительство однослойной стены проще, дешевле, быстрее, по сравнению с возведением многослойных стен (стен в которых присутствует слой утеплителя), однослойная стена долговечнее и намного устойчивее к воздействию вредных факторов.

Что ограничивает популярность керамзитобетона

Но для крупнопористого керамзитобетона характерны сложность в применении, высокая чувствительность к количеству и качеству составляющих его материалов.

Создание крупнопористого керамзитобетона на строительной площадке и возведение стен из него является сложностью для обычных строителей, требует экспериментального подбора материалов и высокой культуры строительства.

Это существенно ограничивает распространение данного материала. Тем не менее, имеется положительный опыт строительства домов из крупнопористых облегченных бетонов, в том числе и с применением керамзита.

Какие свойства у крупнопористого керамзитобетона, как его сделать и как применить для строительства теплой стены, – рассмотрим далее.

Ширина стены и теплосберегающие свойства

Плотный (с песком в составе) конструкционно-утеплительный керамзитобетон, из которого можно построить стены, имеет прочность на сжатие 40- 80 кг/см2, коэффициент теплопроводности около 0,25-0,45 Вт/м•К.

Это значит, что для достижения сопротивления теплопередаче в 3,15 м2С/Вт (норма для стеновых ограждающих конструкций в регионе Москвы) толщина стены должны быть больше метра. Проверочный расчет: 0,32 Вт/ м•К • 3,15 м2С/Вт =1,1 метр.

Чтобы ширина стены оказалась в разумных пределах, — до 0,5 метра, а прочность была бы удовлетворительной для строительства дома в 2 этажа, необходимо применять крупнопористый керамзитобетон с фракцией зерен — 10 — 20 мм.

Качество, фракция керамзита

Рекомендуется применять керамзит с насыпной плотностью 250 — 350 кг/ м куб., (более тонкие стенки зерна), что не всегда просто сделать, потому что большинство заводов выпускает более тяжелые зерна, насыпная плотность которого составляет 400 — 500 кг/м куб.

Рост плотности приводит и к увеличению теплопроводности. Так, для керамзитобетона крупнопористого из легких фракций коэффициент теплопроводности в основном находится в пределах 0,15 — 0,2 Вт/ м•К, при прочности на сжатие 15 — 25 кг/см2.

А для тяжелого керамзита этот коэффициент будет больше чем 0,2 Вт/ м•К, что существенно уменьшит теплосберегающие способности стены.

Возможно так же приготовление утеплительного крупнопористого керамзитобетона с прочностью — до 10 кг/см2. Для этого применяется фракция керамзита в 20 — 40 мм, с насыпной плотностью 400 — 600 кг/м куб. Тогда ожидаемый коэффициент теплопроводности составит 0,11 — 0,15 Вт/ м•К.

Следовательно, для приготовления эффективного утеплительного стенового материала необходимо запастись фракцией облегченного керамзита диаметром около 15 мм.

Свойства материала стен

В составе материала фракция керамзита 15 – 20мм, с насыпной плотностью в сухом состоянии около 300 кг/м куб. Применяемый цемент — М500.

Тогда прогнозируемая прочность на сжатие – 20 – 25 кг/см2.
Коэффициент теплопроводности расчетный для сухого состояния – 0,17 Вт/ м•К.

Рекомендуемая область применения — строительство стен зданий в несъемной опалубке изнутри здания из листового материала (ЦСП, ГКЛ, ГВЛ) слоем не менее 2 см толщиной и с легкой минеральной паропроницаемой штукатуркой снаружи слоем от 2 см толщиной. Подробней об утепляющих штукатурках

Высокая паропроницаемость

Из других особенностей крупнопоирстого керамзитобетона нужно отметить весьма высокую паропроницаемость, — 0,13-0,20 мг/м*ч*Па.

Это значит, что ограждение слоя керамзитобетона изнутри здания должно иметь большее сопротивление движению пара, чем ограждение снаружи. Тогда в стене не будет накапливаться влага в холодное время года, и она сохранить свои теплосберегающие способности.

Можно дополнительно ознакомиться как движется пар через стены и почему стена увлажняется

Воздухопроницаемость и водопоглощение

Также у материала слишком большая воздухопроницаемость, 6-10 м?*ч*Па/кг не позволяющая его использовать для ограждения (утепления) без плотных оболочек.

Стена должна быть ограждена снаружи и изнутри слоями штукатурки желательно не менее чем 1,5 см толщиной, либо панельными материалами, чтобы не происходило продувки воздуха.

Водопоглощение у материала весьма низкое, 1 — 1,5%. Вода может дренировать через материал, поэтому происходит его скорейшая осушка после намокания. Крупнопористый керамзитобетон отлично подходит для применения во влажных местах, в банях, полах по грунту, подвалах.

Как сделать крупнопористый керамзитобетон

Так как исходный материал может быть различного качества (меняется объемный вес, влажность, размерность зерен, прочностные характеристики цементного раствора), невозможно дать точных пропорций составляющих.

Для имеющихся керамзита и цемента необходимо экспериментальным путем найти их наилучшее соотношение.

Нужно увеличивать долю цемента до тех пор, пока разлом экспериментального кубика материала, будет происходить не только между гранул, но и по гранулам. Т.е. будет достигнута максимальная прочность, но количество цемента будет минимальным.

Рекомендуемый состав раствора и процесс изготовления

Примерные же соотношения таковы — на 1 метр кубический керамзитобетона необходимо 120 кг цемента М500. (Цемент нужно применять только высоких марок, не ниже М400, чтобы достигнуть прочности без значительного увеличения массы).

Также важно подобрать долю воды — цементное молоко должно обволакивать зерна керамзита, но держаться на них, не стекать вниз, смесь не должна расслаиваться.

Сделать правильно крупнопористый керамзитобетон поможет и последовательность загрузки составляющих в бетономешалку. Сначала керамзит кратковременно перемешивается с 70% объема воды для своего увлажнения, при этом в воду подмешиваются добавки.

Затем загружается цемент и добавляется нужное количество воды, чтобы получить желаемую консистенцию. Общее время перемешивания 4 — 5 минут.

Рекомендуемыми же добавками повышающими качество раствора могут быть клей ПВА и жидкое стекло в объеме по 4 литра на 1 м куб. керамзита. Также сюда добавляется жидкое мыло — 2 литра на 1 м куб. керамзита.

Как делается крупнопористый керамзитобетон и строятся стены

В фильме автор рассказывает о строительстве из крупнопористого керамзитобетона.

Нужно обратить внимание, что для приготовления беспесчаного (крупнопористого) керамзитобетона необходима бетономешалка с вращающимися перемешивающими материал лопастями. Подойдет также смеситель капсулятор. Бетономешалка основанная на воздействии гравитации с данным материалом не применима.

Особенности возведения

Ввиду низкого водопоглощения материала штукатурные и клеевые растворы должны быть модифицированы добавками обеспечивающими нормальную адгезию.

Стена армируется стеклопластиковым связями (металл быстро коррозирует в связи с высокой скоростью парообмена), количество армировки не менее 0,4 см кВ. стали на 1 м квадратный стены (площадь стеклопластика принимается по обеспечению равной прочности), а шаг по вертикали армировки 0,5 — 0,6 метра.

Укладка в опалубку производится тонкими слоями с ручной трамбовкой, применение вибраторов не более 10 секунд, чтобы не допустить стекание цементного молока с зерен.

Опалубка — обычная и несъемная

В качестве несъемной опалубки изнутри здания целесообразно применить двойной лист ГВЛ (ГКЛ, ЦСП) общей толщиной 2,5 — 3 см на деревянном каркасе (дерево внутри стены не спревает из-за значительного воздухообмена). Каркас анкеруется в стену связями из стекловолокна или соединяется ими с наружной несъемной опалубкой.

Также известна технология заполнения керамзитобетоном крупнопористым пространства между двумя кладками в полкирпича, которые выступают в роли несъемной опалубки. В них в каждом 2 – 3 ряду устанавливаются тычковые кирпичи, выступающие в роли анкеров.

Альтернативной технологией строительства стен являются двухслойные стены с несущей стеной из тяжелых материалов и утепление фасада плотной минеральной ватой, — как сделать теплую стену с помощью минеральной ваты