Газобетон автоклавного твердения - сравнительно новый материал для Украины. Он соединяет в себе две функции, выполняемые стеной - несущая способность и теплоизоляция.

В этой статье мы рассмотрим три варианта его применения - в однослойной наружной стене и 2 варианта - в многослойной.

Вначале ознакомимся с требованиями к кладке вообще, затем сравним кладку из газобетона с кладкой кирпичной с утеплением, и в конце сделаем выводы - что же лучше.

Сравнение стоимости стеновых конструкций из газобетона и кирпича - см. здесь.

Отзывы пользователей - см. здесь. Некоторые часто повторяющиеся ошибки при работе с газобетонными блоками описаны здесь, здесь и здесь.

 

В. В. Глазков
    гл. архитектор ПП "Домо"

 
    Несмотря на ряд очевидных преимуществ, этот материал требует осторожного отношения при его применении. Анализируя доступную информацию по опыту строительства из газобетонных блоков (далее - ГБ), становится ясно, что соседние страны за последний десяток - полтора лет на себе испытали их в массовом строительстве, и сделав неизбежные ошибки, вышли на достаточно успешно реализуемую технологию. Но эта технология обусловлена и некоторыми ограничениями.
    Так, например, в отличие от обычной кладки керамическим кирпичом на цементно - песчаном растворе (далее ЦПР), здесь требуется "после укладки очередного ряда блоков обязательно выравнивать поверхность кладки с помощью терки, а образовавшуюся пыль стряхнуть сметкой" (полностью цитату см. здесь [ 1 ]). В местах укладки арматуры (это надо делать достаточно часто) выполняются штробы, и далее "нарезанные штробы должны быть обеспылены. Это может быть сделано сметкой или строительным феном".
    Понятно, что особой тщательности при выравнивании поверхности кладки и сметении пыли (!) можно добиться от обычных строителей только драконовскими мерами, а быть уверенным в результате - только в случае постоянного своего присутствия на стройплощадке. Видимо, для компенсации таких моментов в строительном процессе фирменное руководство YTONG предлагает применять в конструктивных расчётах понижающий коэффициент в случаях, когда надлежащий уровень качества работ недостижим [ 2 ].
    Также необходимо выполнение монолитных поясов и надоконных перемычек. Это означает, что строители делают своими руками арматурные каркасы, укладывают их с нормативными зазорами в опалубку (для образования перемычек - в т.н. U-блоки), заливают здесь же приготовленную бетонную смесь и тщательно вибрируют её. Конечно, это не очень сложные операции, но требующие 100% правильности выполнения (для справки - в кирпичных конструкциях стен мы стараемся обычно применять т.н. сборные ж.б. перемычки, заводского изготовления, а пояса в зданиях на нормальных грунтах не применяем вовсе).
    Тем не менее, некоторое усложнение технологии кладки стен и выполнения надоконных перемычек не изменяет главного: ГБ позволяет упростить конструкцию наружной стены, не применяя в ней утеплители (ведь устройство наружного утепляющего слоя и слоя облицовки, помимо удорожания, означает усложнение строительных работ и предъявляет повышенные требования к контролю за ними, плюс есть риск потери утеплителем своих свойств со временем). И если мы делаем однослойную конструкцию из ГБ, то она позволяет решить все задачи по несущей способности 2-х этажного здания и его теплосбережению, будучи при этом не слишком сложной в исполнении (с оговорками, см. выше).
    Здесь мы рассмотрим несколько конструкций наружной стены (далее - КНС) из ГБ, схемы которых представлены ниже: КНС-1 - это однослойная стена толщиной 40 см из ГБ на клею; КНС-2 - двухслойная стена из ГБ на ЦПР + слой утеплителя (минеральная вата); КНС-3 - трехслойная стена из ГБ на ЦПР + слой утеплителя + вентилируемая воздушная прослойка и облицовочный слой (керамический кирпич или сайдинг).

    ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИЯМ НАРУЖНОЙ СТЕНЫ
   
    Требования, которым должны удовлетворять все КНС, таковы: несущая и теплоизолирующая способности и долговечность.
    Начнем с первого - требования по несущей способности. Соответствие им определяется расчётом, и для 2-х этажного здания стена толщиной 40 см из ГБ проходит при условии, что марка блоков по прочности будет не менее 25, кладка будет вестись на клею М15 с толщиной шва 1,5 - 3 мм (либо на ЦПР М50 с толщиной шва 10 - 15 мм); при этом в тех участках стен, где нагрузки превышают 6 Мпа, необходимо выполнять усиление конструкции.
    Из теплотехнического расчёта для КНС-1 (см. ниже), будет ясно, почему мы выбрали стену именно такой толщины - 40 см. Расчёт показывает, что при такой толщине стены нормативное сопротивление теплопередаче (2,8 м2 ?К/Вт) достигается "впритирку". Для вариантов КНС-2 и КНС-3 в целях удобства сравнения была принята та же толщина стены из ГБ, но в этих вариантах вполне возможно делать толщину стены меньше, соразмерно наращивая толщину утеплителя.
    По третьему же требованию, долговечности, можно только принять за основу две нормативных установки - несущие стены должны выдержать 100-летний срок эксплуатации (что соответствует I степени долговечности конструкций согласно ранее действовавшему СНиП II-В.2-71), а утеплитель - 25 лет (п. 1.15 ДБН В.2.6-31:2006). Степень долговечности конструкций подведёт нас к такому вопросу, как требуемая морозостойкость стены: в СНиП II-В.2-71 (как и в заменившем его СНиП II-22-81) в табл. 1 можно определить морозостойкость исходя из степени долговечности и влажностного режима помещений здания. Так как в обычном жилом доме присутствуют помещения и с нормальным, и с влажным, и с мокрым режимом, то мы выбираем влажный режим как среднехарактерный и получаем требуемую морозостойкость кладки Мрз35. Для мокрых помещений, таких, как санузлы и ванны, придётся в таком случае гидрофобизировать кладку из ГБ и закладывать пароизоляцию с внутренней стороны стены, чтобы руководствуясь п. 2б примечаний к таблице, можно было также применять стену из материала с Мрз35.
    Теперь, зная требуемую (или, вернее, желательную - тут всё зависит от желаемого срока эксплуатации здания) степень морозостойкости стены, сравним её с морозостойкостью имеющегося в продаже ГБ. Если она ниже требуемой Мрз35, тогда, руководствуясь п. 2а табл.1, мы можем здесь рассчитывать на защитный слой штукатурки с морозостойкостью не менее Мрз35 и толщиной не менее 35 мм [ 3 ].

    СРАВНЕНИЕ
   
   
Сравним стену из ГБ, в частности, КНС-1, с многослойной стеновой конструкцией из кирпича (см. Узел 3 на странице Стены кирпичных домов).
    В части несущей способности стена из ГБ плотностью 400 на клею достигнет значений расчётного сопротивления ок. 0,6 Мпа, кладка же из кирпича М100 на ЦПР М50 - 1,5 Мпа. Разница почти в 3 раза. Нельзя сказать, правда, что такая большая прочность кирпичной кладки востребована для стен 2хэтажного особняка. Для отдельных простенков и столбов - да, необходимо, но для всех стен это скорей, просто запас прочности, который позволяет выстоять этим стенам в случае разных нештатных ситуаций.
    Теплосбережение: общее сопротивление КНС теплопроницанию у обеих конструкций - соответствует нормам (правда, иначе и быть не могло - мы сравниваем только "правильные" конструкции).
    Долговечность. Тут у обеих конструкций есть свои "ахиллесовы пяты". У многослойной кирпичной кладки - состояние утеплителя после 5 - 10 лет эксплуатации. В случае применения базальтовой ваты не очень жёстких сортов и линейной структуры волокон возможно ухудшение её изолирующей способности в результате просадки от собственного веса. Кирпич же, понятное дело, способен противостоять воздействию времени почти вечно.
    Наша КНС-1 из ГБ имеет тоже одно слабое место - наружная штукатурка или облицовка плиткой: здесь на сегодняшний день складывается неоднозначная ситуация [ 3 ], которая не позволяет с уверенностью гарантировать долговечность облицовочного слоя, наносимого "мокрым" способом. Сама же кладка из ГБ, будучи выполненной без отступлений от технологии производителя, должна простоять запланированные 100 лет.
    С проблемой долговечности здания вплотную связана проблема контролируемости строительного процесса. В строительстве принято освидетельствование таких работ, качество которых нельзя будет проверить после выполнения последующих за ними работ. Они называются "скрытые работы", и их качество проверяют проектировщик, заказчик и подрядчик совместно, подписывая соотв. Акты. Это такие работы, как изоляционные, армирование, и т.д. От того, насколько точно выполнены скрытые работы, зависит судьба того или иного элемента строения. И здесь важно, чтобы приёмка таких видов работ была осуществимой и, желательно, удобной.
    В конструкциях многослойной кирпичной кладки такой скрытой работой является устройство слоя утепления, и отсутствие щелей в слое мин. ваты можно легко проверить разовым осмотром перед началом ведения облицовочного слоя (кирпича или сайдинга). Поэтому здесь у многослойной кирпичной кладки - большой плюс. Что же касается кладки из ГБ, то здесь отсутствует слой утеплителя и, соответственно, необходимость его контроля, но добавляются:
    1. устройство монолитных поясов и перемычек;
    2. выравнивание каждого ряда кладки из ГБ (с обеспыливанием!);
    3. армирование кладки со штроблением и обеспыливанием;
    И если монолитные работы, армирование кладки можно проверить за один визит на каждый из элементов, и простым осмотром, то упомянутое обеспыливание возможно проверить на каждом ряду кладки, только если постоянно присутствовать на площадке. Как и говорилось выше, этот нюанс ведения работ учтён, похоже, в инструкциях по конструктивному расчёту стен из ГБ, см. [ 2 ], но, думается, злоупотреблять наличием небольшого конструкционного запаса не следует и требовательность к ведению работ не должна снижаться.
    Конструкция КНС-2 в сравнении с многослойной кладкой по стоимости выигрывает уже совсем мало; с учётом всех сопутствующих работ и операций её сложность и требовательность к контролю ненамного меньше, чем у многослойной кладки.
    КНС-3 и вовсе не отличается от многослойной кладки количеством слоёв, а вот по стоимости, сложности и степени требовательности к контролю даже превосходит.

    ВЫВОДЫ
   
  
 Итак, для КНС-1, которую мы выбрали, как наиболее простой и экономный вариант стены из ГБ, справедливо будет сказать следующее: этот вариант выигрывает у многослойной стеновой конструкции с применением кирпича по параметру стоимости; в плане же простоты возведения разница также имеется, но не очень велика.
    Упомянутые выше требования по кладке из ГБ задают достаточно высокий уровень контроля за строительством, а некоторые моменты придётся неизбежно принимать на веру. Вот тут у застройщика есть выбор между высококвалифицированной фирмой с многократным опытом возведения зданий из ГБ (которой можно будет доверять, не переживая по поводу 100%-ного выполнения технологии), и между обычной бригадой, которую придётся контролировать (а иной раз и обучать) самому.
    Конструкции КНС-2 и КНС-3 даются здесь для сравнения, но не рекомендуются ввиду отсутствия выигрыша по сравнению с многослойной стеновой конструкцией с применением кирпича. Эти 2 типа стены ненамного проще многослойной кирпичной, а по стоимости разница если и есть, то только у КНС-2.
    Напоследок необходимо сказать, что возможно выполнение КНС-1 с наружным облицовочным слоем из кирпича или сайдинга и вентилируемой воздушной прослойкой. Так будет несколько дороже рассматриваемого здесь исполнения КНС-1, но даст и больше гарантий по долговечности облицовочного слоя.

   ПРИМЕЧАНИЯ И ССЫЛКИ
      1
    Руководство пользователя AEROC, глава 4.2, стр. 24:
"ВАЖНО! После укладки очередного ряда блоков обязательно выравнивайте поверхность кладки с помощью терки. Между соседними блоками не должно остаться перепадов уровня. Если не выполнить эту операцию, в кладке возможно образование локальных вертикальных трещин в местах концентрации напряжений. Образовавшуюся пыль стряхните сметкой."
    Рекомендации по применению YTONG, стр. 8:
"Затем, после тщательного удаления пыли, образовавшейся в результате шлифовки, укладываются угловые блоки, между ними натягивается шнур, затем, как и в первом слое, укладываются остальные блоки"

    2
    Проектирование конструкции зданий со стенами из блоков YTONG, глава 4.2. Параметры прочности стены, стр.29:
"(1) Величины коэффициентов запаса прочности частей согласно PN-В-03002:1999 в зависимости от категории выполнения строительных работ составляют:
для категории А = 1,7
для категории В = 2,2
Категории выполнения строительных работ А и В определяются следующим образом:
Категория А выполнения работ: работы по кладке выполняет соответствующим образом обученная бригада под контролем прораба, используется раствор заводского
изготовления, а если раствор готовится на площадке, необходимо контролировать
дозировку составных частей, а также прочностные характеристики раствора; качество работ контролирует независимое от исполнителя лицо, обладающее соответствующей квалификацией.
Категория В выполнения работ: условия проведения работ категории А не соблюдаются, а качество работ может контролировать лицо с соответствующей квалификацией, уполномоченное исполнителем."

   3
Опыт использования ГБ на Украине и в России показал существование проблем по долговечности штукатурок.
    "Опыт применения стеновых конструкций из неавтоклавного пенобетона показывает недостаточную долговечность традиционных цементно-песчаных штукатурок. После нескольких лет эксплуатации штукатурный слой покрывается трещинами, отслаивается от основания. Традиционно это объясняют повышенными усадочными деформациями неавтоклавных газо- и пенобетонов при высыхании. Однако известны случаи, когда цементно-песчаная штукатурка отслаивается и от автоклавного ячеистого бетона, усадочные деформации при высыхании которого в 4-5 раз ниже, чем у неавтоклавного."
    цитата из статьи "Штукатурные составы для газо, пенобетона"

        "…В результате при эксплуатации зданий могут появляться дефекты, например, отслаивание штукатурки…"
   
цитата из статьи "Требования к штукатурным составам для наружной отделки стен из ячеистобетонных блоков"

     Таким образом, штукатурка для применения на автоклавных ГБ способна выстоять нормативный срок эксплуатации для наружного утепления (25 лет) и служить морозозащитой для ГБ, если её параметры будут следующие:
    1. Толщина слоя - не менее 35 мм;
    2. Паропроницаемость штукатурки должен быть больше паропроницаемости применяемого ГБ (к-т паропроницаемости для Д400 = 0,23, для Д500 = 0,2 и для Д600 = 0,17), и сопротивление паропроницаемости всего штукатурного слоя д.б. не более 0,5 м2.ч.Па / мг;
    3. Прочность на сжатие (или модуль упругости) штукатурки должна быть сравнима с такими же параметрами применяемого ГБ;

ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ

КНС-1
газобетон Д400 на клею
оштукатурен изнутри и снаружи

газобетон Д400 на клею, оштукатурен изнутри и снаружи

№ слоя
принятые материалы
толщина
к-т теплопр.
R (сопротивление теплопрониц.)
   
метр
В/м * C
 
R1
 штукатурка внутренняя известково -  песчаная
0,025
0,81
0,033
R2
 несущая стена из газобетона об. весом  400 на клею
0,4
0,15
2,667
R3
 штукатурка наружная  известково  - песчаная
0,035
0,81
0,046
 
  = 1/8,7 + 0,033 + 2,667 + 0,046 + 1/23 = 2,9

 

где = 8,7, = 23, = 2,8

 

Условия эксплуатации ограждающих конструкций - Б

таким образом, > , что удовлетворяет требованиям ДБН
 

КНС-2
газобетон Д600 на ц.п.р.
утеплён и оштукатурен снаружи

газобетон Д600 на цпр, утеплён и оштукатурен снаружи

№ слоя
принятые материалы
толщина
к-т теплопр.
R (сопротивление теплопрониц.)
   
метр
В/м * C
 
R1
 штукатурка внутренняя известково -  песчаная
0,025
0,81
0,031
R2
 несущая стена из газобетона об. весом 600 на  цементно-песчаном растворе 1800кг/м3 с  толщиной швов 10-12 мм
0,4
0,25
1,6
R3
 минвата ROCKWOOL FASROCK
0,05
0,045
1,111
R4
 штукатурка наружная  известково  - песчаная
0,02
0,81
0,025
 
  = 1/8,7 + 0,031 + 1,6 + 1,111 + 0,025 + 1/23 = 2,92

 

где = 8,7, = 23, = 2,8

 

Условия эксплуатации ограждающих конструкций - Б

таким образом, > , что удовлетворяет требованиям ДБН
 

КНС-3
газобетон Д600 на ц.п.р.
утепление и облицовочный кирпич снаружи


газобетон Д600 на цпр, утепление и облицовочный кирпич снаружи

№ слоя
принятые материалы
толщина
к-т теплопр.
R (сопротивление теплопрониц.)
   
метр
В/м * C
 
R1
 штукатурка внутренняя известково -  песчаная
0,025
0,81
0,031
R2
 несущая стена из газобетона об. весом 600 на  цементно-песчаном растворе 1800кг/м3 с  толщиной швов 10-12 мм
0,4
0,25
1,6
R3
 минвата ROCKWOOL FASROCK
0,05
0,045
1,111
R4
 воздушная вентилируемая прослойка
0,09
R5
 кладка из облицовочного кирпича 
0,12
   
 
  = 1/8,7 + 0,031 + 1,6 + 1,111 + 1/23 = 2,9

 

где = 8,7, = 23, = 2,8

 

Условия эксплуатации ограждающих конструкций - Б

таким образом, > , что удовлетворяет требованиям ДБН

комментарии к расчётам по теплотехнике:

    При расчёте теплопроводности проектировщик обязан руководствоваться нормативными значениями расчётных коэффициентов, в данном случае к-та теплопроводности "лямбда". Для кладочных материалов принято пользоваться к-тами именно для кладки в целом, включая и швы, а не для её элементов в отдельности - кладочных камней и раствора. И здесь есть пробел в нормах - таблица к-тов ДБН В.2.6-31:2006 даёт значения именно порознь, без значения по кладке в целом. Производители же ГБ, в конкуренцию нормативным данным, предлагают собственные значения к-тов - кто для кладки в целом, кто для блока в отдельности. Так, к-т "лямбда" для ГБ блоков Д400 производства Новокаховского завода дан по результатам испытаний равным 0,077 Вт/м·°С, как написано в протоколе, "при влажности воздуха 60 - 65%" (влажность воздуха 60 - 65% соответствует сухому состоянию материала, а в условиях реальной же эксплуатации она достигает 80% (состояние "А") и 97% (состояние "Б"); в сухом состоянии теплопроводность меньше, в условиях эксплуатации, когда материал увлажнён, теплопроводность больше). Применить данный коэффициент, как бы он ни был хорош, в таких условиях не представляется возможным - в соответствии с данным ДБН условия эксплуатации материалов стен жилых помещений для большей части Украины относятся к условиям эксплуатации в состоянии "Б".
    Также имеются таблицы расчётных параметров по ГБ блокам производства "Н+Н", где указыватся к-ты теплопроводности как по блокам отдельно, так и в составе кладки, причём даны расчётные к-ты как по кладке на клею, так и по кладке на цементно - песчаном растворе. Для кладки на клею из ГБ блоков Д400 производства "Н+Н" дается величина к-та теплопроводности "лямбда", равная 0,15, для кладки на цементно - песчаном растворе из ГБ блоков Д600 - 0,25. Вот эти величины и были заложены в наш расчёт, как наиболее корректные.