Особенности теплопроводности газобетона

Человек во все времена стремился к бытовому комфорту, неотъемлемой частью которого является тёплое жилище. Обеспечить дом одним лишь отоплением всегда было сложно и дорого. Поиск стеновых материалов, аккумулирующих тепло, но не слишком быстро отдающих его в атмосферу, привёл к созданию ячеистых бетонов, и самым древним из них можно считать пенобетон.

Но настоящим прорывом XX века стал синтезный газобетон, приобретающий пористую структуру не за счёт воздействия ПАВ, а благодаря реакции алюминиевой пудры с щелочной средой. При такой технологии коэффициент теплопроводности газобетона уменьшается за счёт плотности, а прочность остаётся на высоте – в этом и есть главное достоинство материала.

Что такое коэффициент теплопроводности

Существует точное определение, что представляет собой коэффициент теплопроводности, и приводится оно в своде правил 61.13330. Применяемая для его обозначения цифра с единицей измерения Вт/м*С, характеризует количество теплоты, которое материал способен передать за единицу времени и при равном единице температурном градиенте через единицу площади. Из всех теплофизических характеристик бетона, эта наиболее важна – во всяком случае, когда речь идёт об ограждающих конструкциях.

Рекомендуем к прочтению

Нужно ли утеплять газоблок 400 мм

Подробнее

Тепловые особенности блоков

Чем меньше коэффициент теплопроводности, тем эффективнее материал сохраняет тепло. Эта характеристика напрямую зависит от плотности цементного камня, наличия в нём крупного наполнителя и его собственных свойств. Именно поэтому у бетона на гранитном щебне плотностью 2400 кг/м3, КТ составляет 1,510 Вт/м*С, а у бетона на поризованном заполнителе (керамзите, аглопорите) с минимальной плотностью 1200 кг/м3 — вполовину меньше: 0,7 Вт/м*С.

Виталий Кудряшов

Строитель
Автор портала full-houses.ru

Задать вопрос

Кроме количества пор в цементном камне и его заполнителе, на теплопроводность влияет ещё и его влажность, так как воздействие оказывают и свойства воды. Чем больше её процент, тем больше повышается и способность к передаче тепла, поэтому так важно уберегать газобетонные (да и любые другие) стены от намокания.

У конструкционно-теплоизоляционного газобетона в составе вообще нет крупного заполнителя, а песок или шлак перемолоты в муку. Поэтому даже при плотности 700 кг/м3, теплопроводность блоков не выше 0,192 Вт/м*С. Это значение ещё уменьшается параллельно со снижением объёмного веса (плотностью) камня, поэтому у блоков марки D300 показатель теплопроводности намного меньше (0,082 Вт/м*С).

Теплопроводность газобетона по плотности

Ниже представлена таблица, в которой указаны показатели теплопроводности газобетона по маркам:

Теплопроводность газоблока в сравнении с другими материалами

Голые цифры вряд ли о чём-то скажут человеку несведущему. Всё познаётся в сравнении, поэтому для наглядности предлагаем сравнить коэффициент теплопроводности газобетона с аналогичными характеристиками других материалов, применяемых для возведения стен домов.

Как видите, самый маленький коэффициент теплопроводности имеют газобетон и арболит, а соответственно, стены из них будут самые тёплые.

Физико-механические свойства газобетона

Кроме физико-технических свойств, к коим относятся теплопроводность, паропроницаемость и сорбционная влажность, у строительных материалов есть и физико-механические характеристики. Таковыми у ячеистых бетонов являются морозостойкость и класс прочности на сжатие, по показателям которых изделиям присваиваются марки.

• Морозостойкостью (обозначается F) называют способность насыщенного водой камня выдерживать попеременное замораживание и оттаивание без потери массы и снижения прочности. Какое количество циклов выдержит испытуемый образец бетона, такая марка по морозостойкости ему и присваивается.
• Минимально возможный показатель для ячеистых блоков – 15 циклов. Такое требование предъявляет ГОСТ к теплоизоляционно-конструкционному бетону, применяемому для возведения наружных стен зданий.
• Для определения морозостойкости образцы погружают в воду на двое суток, после чего на 4 часа помещают в морозильную камеру. Затем вынимают, и дав пару часов постоять в тепле, снова замораживают. Проведя минимальное количество циклов (15), проверяют прочность. Если она не изменилась, продолжают испытание далее до тех пор, пока очередная проверка (через 25, 35, 50 и т.д. циклов) не зафиксирует прочностные изменения.

Рекомендуем к прочтению

Представленные свойства материалов помогут определиться, что выбрать: шлакоблок или газоблок для дома.

Подробнее

• Но главной характеристикой бетона, на основании которой определяется сфера его применения, является прочность на сжатие. Выражается она в мегапаскалях, и определяется как величина приложенной к образцу-кубику нагрузки, при которой он начинает разрушаться.
• На основе испытаний бетону присваивается класс: обозначается он буквой В, а цифра рядом с ней показывает какая нагрузка может обеспечить образцу не менее 95% первоначальной прочности. Минимально допустимый класс прочности для газобетона, при котором из него можно возводить несущие стены – В1,5.

Если газобетон твердеет в естественных условиях, такой класс прочности будет только у блоков плотностью 600 кг/м3. При автоклавной обработке даже у блоков D300 прочность выше (не менее В2). А если учесть, что при такой плотности значительно снижается коэффициент теплопроводности, становится понятно, что именно этот материал даёт возможность получить самые теплоэффективные стены.

Развитие автоклавной технологии производства дало возможность значительно изменить классификацию ячеистых бетонов, которые при минимальной плотности получают достаточную для конструкционного использования прочность. В процессе синтезирования, под воздействием подаваемого под высоким давлением пара, в бетоне образуется более прочное вещество (гидросиликат кальция). Оно упрочняет структуру цементного камня, тем самым и обеспечивая ему отличные характеристики.

Утепление газобетона – как снизить теплопроводность кладки

Если говорить о теплопроводности самого газоблока, то она зависит от его плотности — то есть, количества в камне пор, заполненных воздухом. Чем их больше, тем ниже КТ — ведь воздух самый лучший утеплитель, и его присутствие меняет характеристики бетона.

При намокании камня воздух вытесянется водой — а она наоборот, лучше проводит тепло. Постоянное присутствие влаги может вообще свести к нулю теплоизоляционные свойчтва бетона, поэтому там, где высокая влажность воздуха обусловлена климатически, толщину внешних стен увеличивают.

• На теплопроводность кладки оказывает влияние соответствующая характеристика кладочного раствора. Наиболее высокий коэффициент у ЦПС, поэтому в кладке на растворе швы становятся местами активных теплопотерь.
• У цементного клея показатель теплопроводности ниже, так как в нём и вяжущее, и песок имеют тонкий помол. Его можно наносить тонким слоем – всего 2-3 мм против 10-12 мм в случае с обычным раствором (вот почему ЦПС рекомендуется применять только для кладки 1-го ряда).
• Самым выгодным в плане теплопроводности является полиуретановый клей, у которого она даже ниже, чем у газобетона. Но применять ППУ клеи можно только для монтажа блоков 1 категории качества, так как здесь решающее значение имеет точность геометрии газоблоков.

Рекомендуем к прочтению

Плотность ячеистого бетона оказывает решающее влияние на его прочность, поэтому маркируют готовые изделия именно по этому показателю.

Подробнее

• Теплопроводность кладки в целом сильно снижается и за счёт присутствующих в ней железобетонных элементов. В многоэтажных зданиях таковыми являются все элементы несущего каркаса, в малоэтажных домах – это перемычки, колонны и армопояса.
• Колонны в домах проектируются не так уж часто, а монолитные балки формируют так, чтобы снаружи они тоже были защищены слоем газобетона. Для этой цели опалубка собирается не из досок, а из газоблоков с U-образным сечением, внутрь которых и заливается тяжёлый бетон. Как вариант, неснимаемую опалубку для армопояса собирают их тонких перегородочных блоков, что значительно удешевляет данную конструкцию.
• Если монолитные участки кладки ничем не защищены, да и сама она велась на цементно-песчаном растворе, газоблочные стены в силу своей теплотехнической однородности не будут обеспечивать такой же коэффициент теплопроводности, как монолитный газобетон. Соответственно, требуется дополнительное утепление — причём, характеристики утеплителя тоже должны приниматься в расчёт при определении толщины стены.

Остаётся только разобраться, чем лучше утеплять — и тут решающее значение имеет паропроницаемость теплоизоляционного материала.

Пенопластом

Вспененные пластики, к коим в строительном мире принято относить пенополистирол и пенополиуретан, с точки зрения теплоизоляционных свойств просто идеальны, потому что коэффициент теплопроводности у них в три зараза меньше, чем у самого газобетона.

• Пенопласты практически водонепроницаемы, не содержат органики, а потому имеют длительный срок службы. И всё бы хорошо, эти материалы, особенно на полистирольной основе, имеют очень низкую паропропускную способность, что для газобетона составляет определённую проблему.
• Правильное утепление, позволяющее вынести точку росы за пределы здания, производится только снаружи. Учитывая высокий коэффициент паропроницаемости газобетонной кладки, пар должен выйти с внешней стороны стен. Присутствие адгезионно смонтированного паронепроницаемого материала ведёт к тому, что пар запирается в толще стен: частично он возвращается назад, а часть конденсируется, повышая влажность ограждающих конструкций.
• Допускать такого развития событий никак нельзя, поэтому пенопласты если и монтируют снаружи, то делают это не на этапе строительства дома, а спустя полгода или даже год после его окончания. Что это даёт? За это время довольно высокая тридцатипроцентная влажность, которая имеется у блоков в результате автоклавной обработки, да ещё подпитанная мокрыми процессами, сопровождающими кладку и внутреннюю отделку стен, снижается до нормативных 5-6%.
• Кладка становится практически сухой, особенно если изнутри стены облицованы паронепроницаемыми материалами (керамическая плитка, цементная штукатурка, виниловые обои) или защищались пароизоляционными плёнками. В таком случае, пенопласт на фасаде будет отличным решением для утепления – нужно только правильно рассчитать толщину.
• Если же изнутри стены отделывались, к примеру, гипсовой штукатуркой с бумажными обоями, или декоративной краской прямо по кладке, пар будет беспрепятственно заходить в толщу стен, не имея снаружи выхода (не поможет даже вентилируемый фасад).
• Такая схема отделки запускает процесс вторичного увлажнения, источником которого является конденсационная влага. Отсюда и сырые стены, и плачущие окна, и плесень в углах, так что отделка в домах с ячеистобетонными стенами играет главную роль в создании комфортного микроклимата.

Конденсация паров начинается при температуре под утеплителем ниже +8 градусов. Чтобы не дать ей снижаться, при среднезимней температуре -8 градусов толщина утеплителя должна быть не менее 80 мм. При более холодном климате, для утепления газобетонных фасадов обычно используют ЭППС или ППУ толщиной 100-150 мм.

В системах вентилируемых фасадов использовать пенопласты не имеет смысла, так как пар в вентзазор практически не выходит. К тому же при пожаре такой утеплитель довольно быстро воспламеняется, образует много дыма и выделяет токсичные вещества, чему способствует проникающий в продухи кислород.

Минеральной ватой

Для защиты фасада от промерзания минеральная вата является лучшим выбором, потому что не горит и пропускает пар быстрее газобетона. Многие относятся к ней с предубеждением, памятуя об эмиссии волокон, способности к намоканию, усадке и небольшом сроке службы. Однако современные минваты имеют великолепные физические характеристики, да и от намокания атмосферной влагой защищены отделочным материалом. Соответственно, долговечность утеплителя адекватна сроку службы стен здания.

Общим термином «минвата» именуется несколько видов материала. Они различаются по типу применяемого сырья и имеют неодинаковые физические свойства. Предлагаем для начала ознакомиться с их характеристиками, которые и помогут сделать правильный выбор:

Характеристика	Разновидности минваты
	Каменная	Шлаковата	Стекловата
Средний размер волокна (мкм)	4-12	4-12	5-15
Колкость	нет	есть	есть
Гигроскопичность (% за 24 часа)	0,95	1,9	1,7
Наличие связующих веществ %	2,5-10	2,5-10	2,5-10
Горючесть	НГ	НГ	НГ
Вредные вещества при горении	незначительно	значительно	незначительно
Температура спекания (градусов Цельсия)	1000	300	500
Коэффициент теплопроводности Вт/(м-С)	0,035-0,042	0,46-0,48	0,038-0,046
Коэффициент паропроницаемости (мг/м*ч*Па)	0,49-0,60	0,3-0,37	0,25-0,35
Коэффициент звукопоглощения	0,75-0,95	0,75-0,82	0,8-0,92
Вибростойкость	умеренная	слабая	слабая

Стекловату получают путём вытягивания тонких волокон из расплавленного стекла или кварцевого песка, которые благодаря связующим веществам прессуются в упругие и лёгкие по весу маты или плиты. Отличается от других видов минват по характерному жёлтому оттенку. Главным недостатном является хрупкость волокон, из-за которой материал и приобретает неприятную колкость.

Виталий Кудряшов

Строитель
Автор портала full-houses.ru

Задать вопрос

Шлаковата для утепления стен не подходит вообще, так как, кроме такой же как и у стекловаты колкости она имеет самый большой процент гигроскопичности и потери объёма, неэкологична и имеет более высокий коэффициент теплопроводности. Она предназначена для технических целей (утепления оборудования, трубопрводов).

А вот каменная вата, изготавливаемая из расплава горных пород (базальта, габбро, пироксена), просто идеально подходит для утепления отапливаемых зданий, в том числе газобетонных. У неё высокая паропроницаемость и низкая теплопроводность, она не горит и практически не дымит. С базальтовой ватой легко, а главное, безопасно, работать, так как волокна у неё неломкие, и не вызывают раздражения на коже и слизистых. Благодаря наиболее низкой гигроскопичности она лучше всего противостоит увлажнению, а потому и служить будет дольше.

Каменная вата подходит как для закладки в вентилируемые фасады, так и для тёплых штукатурных систем. Во втором случае главное – правильный подбор штукатурного состава, который не сведёт к нулю замечательные свойства утеплителя.

Эковатой

Некоторые люди путают тоже относят эковату к категории минват, но это неправильно Это совсем другой по составу материал — основой для его изготовления служит целлюлозное сырьё: лён, отходы древесной и сельскохозяйственной промышленности, вторично переработанная целлюлоза. Органика, как известно, подвержена биологическому разложению, привлекательна для грызунов, поэтому сырьё в процессе производства щедро сдабривается борной кислотой.

До недавних пор эковату выпускали только в виде рыхлого насыпного утеплителя, который годится разве что для засыпки на чердачное перекрытие или утепления подпольного пространства. Сегодня в продаже появилась эковата и в виде плит, формируемых за счёт использования в качестве вяжущего цементно-полимерного клея.

Физикотехнические характеристики этого материала ничуть не хуже, чем у минват и пенопластов, а паропроницаемость даже и выше, что для газобетонных стен очень важно. Эковата забирает влагу на себя и хорошо отдаёт её в атмосферу, что не даёт парам шанса конденсироваться. Однако при этом она может усаживаться и терять объём, и как результат, утрачивать свои теплоизоляционные свойства. Для стен отапливаемых зданий это не лучший вариант, поэтому проектировщики никогда его во внимание не принимают.

Рекомендуем к прочтению

Арболит или газобетон — что лучше?». Разберём их достоинства и недостатки, и попытаемся выяснить, какой из этих материалов более удобен и выгоден для строительства.

Подробнее

Теплой штукатуркой

Определение «тёплая» штукатурка получила благодаря использованию в качестве наполнителя материалов с вспененной структурой, обладающими низким коэффициентом теплопроводности. К таковым относятся перлитовый, шлаковый или вермикулитовый песок, измельчённая пемза, гранулы пеностекла, древесноугольная или пенопластовая крошка. Благодаря их присутствию в штукатурке, на фасаде получается не только тёплое, но весьма эстетичное покрытие с зернистой фактурой. Фактически, это декоративная штукатурка, относящаяся к категории камешковых, которая может использоваться как для наружных работ, так и для интерьерных.

Эффект утепления такая штукатурка обеспечивает по тому же принципу, что и другие утеплители (да и тот же газобетон), потому что при высыхании смеси образуюется слой с наполненными воздухом порами. У данного утеплителя масса преимуществ: смесь легко и быстро наносится, легко сцепляется с основанием, не требует тщательного выравнивания, и, создавая бесшовное покрытие, ликвидирует мостики холода в кладке.

Тёплые штукатурки выпускаются в сером и белом цвете, который задаётся цветом вяжущего вещества, может колероваться в массе или окрашиваться поверхностно. Недостаток один – довольно высокая цена. Но учитывая, что вы получаете не только теплоизоляционное покрытие, но и декоративное, стоимость материала вполне оправдана.

Достоинством такого утеплителя является коэффициент теплопроводности не более 0,068 Вт/м С, что в 11-12 раз ниже, чем у обычной штукатурки. А главное, паропроницаемость у тёплых штукатурных покрытий составляет не менее 0,25 мг/м*ч*Па, что даёт возможность им пропускать пары так же хорошо, как и газобетон, обходясь без внутренних пароизоляционных покрытий.

В холодных регионах с большими ветровыми нагрузками, тёплые штукатурки использются комплексно, и наносятся поверх плитного утеплителя.

Заключение

Современные технологии, позволившие человеку создать не только тёплый искусственный камень, но и эффективные долговечные утеплители, дают возможность строить дома, требующие минимум затрат на отопление. Однако составлять многослойные конструкции необходимо с умом, учитывая свойства каждого применяемого материала. Ориентироваться при этом нужно не только на теплопроводность, но и на паропроницаемость, структурируя пирог стены таким образом, чтобы КП повышался от слоя к слою, в направлении из помещения к улице.

Калькулятор дома из газобетона