Полистиролбетон – характеристики и сфера применения

Что же такое полистиролбетон – дешевая замена дереву или полноценный материал будущего?

В России полистиролбетон пока не входит в число ходовых стройматериалов. Однако, судя по числу фирм, изготавливающих ПСБ, спрос на этот вид легкого бетона растет.

У полистиролбетона масса преимуществ – тепло- и шумоизоляционные свойства, экономичность, биостойкость, низкое водопоглощение.

Что такое полистиролбетон

Полистиролбетон часто относят к легким бетонам. Однако исходя из классификации по плотности бетона ГОСТ 25192-2012 (рисунок ниже) это не совсем так. Полистиролбетон с плотностью 150–600 кг/м3 (марки D150 –D600) относится к классу особо легких.

Поэтому говорить о конкуренции ПСБ с «обычным» тяжелым бетоном не приходится.

Полистиролбетон состоит из:

• связующего – цемента;
• наполнителя – здесь (в отличие от тяжелого бетона) это гранулы вспененного полистирола;
• пластификатора и воды;
• микропенообразователя (воздухововлекающей добавки, ВВД) – обычно это СДО (смола древесная омыленная).

Как и обычный бетон, полистиролбетон – это композит. За образование пластичной матрицы отвечает цемент и вода. Шарики пенополистирола и СДО создают равномерную пористую структуру, обеспечивающую прочность.

О функции СДО в составе легких бетонов стоит сказать подробнее, добавка:

• ускоряет приготовление раствора;
• снижает плотность – смола буквально добавляет материалу воздуха, в бетонном камне появляются дополнительные поры (рисунок ниже);
• повышает однородность структуры при малом содержании песка и воды;
• упрощает укладку и уплотнение смеси, не допуская расслоения уложенного раствора (всплытия гранул пенопласта).

В числе дополнительных компонентов полистиролбетона:

• добавки для придания особых свойств – деготь для гидрофобности;
• кварцевый песок – для большей прочности и жесткости.

Ключевое отличие ПСБ от тяжелого бетона: песок – не обязательный (и не всегда желательный) компонент.

С учетом стабильно растущих цен на отопление полистиролбетон привлекает высокой теплоизолирующей способностью при толщине стены всего в 30 см.

Употребляя термин «пенополистиролбетон» могут иметь в виду, как ПСБ, так и схожий материал с меньшим объемом гранул (0,9 частей на куб против 1,1 у полистиролбетона).

Пенополистиролбетон в первую очередь держится на пузырьках воздуха. С точки зрения технологии ППСБ изготовить сложнее. При выборе материала для стройки лучше ориентироваться на характеристики, а не на название.

Пожаробезопасность – самый спорный момент в обсуждении полистиролбетона. Здесь нужно учесть два момента:

• в общем случае материал относят к группе горючести Г1 – не способный к горению, но не огнестойкий. При воздействии высоких температур от перегородки из ПСБ уже через 90 мин останется только цементный каркас;
• новый ГОСТ 2016 регламентирует выпуск полистиролбетона по спецтехнологии – с добавками, повышающими огнестойкость. Бетоны группы НГ можно использовать для зданий, к которым предъявляют особые требования по пожаробезопасности.

В зависимости от марки ПСБ может иметь малую и умеренную дымообразующую способность (группа Д1 или Д2). А вот проживание в доме из полистиролбетона после пожара может быть опасным – такой опыт пока мало изучен.

Большинство минусов усугубляются при:

• нарушении технологии производства блоков или возведения;
• применении не по назначению – конструкционный и теплоизоляционный ПСБ имеют разный состав и эксплуатационные характеристики;
• игнорировании особенностей климата или грунта.

Применение полистиролбетона

ГОСТ 22929-2016 регламентирует выпуск полистиролбетона марок D150-D600.Трехзначное число – средняя плотность в кг/м3.

В продаже можно встретить марки D800–D1200. Исходя из опыта ближнего зарубежья, многие практикующие строители считают именно легкий ПСБ перспективным аналогом керамзитобетону. Плотность до 1400 кг/м3 не противоречит ГОСТ 27005 – 2014, но свойства такого ПСБ во многом на совести производителя.

Соответствие марки, прочности и сферы применения представлено в таблице:

Ассортимент готовых изделий из полистиролбетона включает:

Прочие характеристики полистиролбетона зависят от марки по плотности, ниже приведена таблица свойств на основе ГОСТ-33929–16 «Полистиролбетон. Технические условия».

Для теплоизоляционных марок не указывают класс прочности с обозначением В. Класс говорит о фактической способности выдержать испытания на сжатие – для теплоизоляционного материала такие тесты нецелесообразны.

Использование в качестве утеплителя

С точки зрения теплоизоляции полистиролбетон – это усовершенствованный пенополистирол – негорючий, плотный, подходящий для кровли.

Свойства марок ПСБ с позиции теплоизоляции представлены в таблице:

Блоки из полистиролбетона отливают, а не режут, как газобетонные. В итоге (особенно у не самых ответственных производителей) падает точность размеров. Теплозоляционные преимущества нивелируются толстыми швами цементного раствора, сглаживающими неровности блока.

Для наружного утепления лучше использовать тонкие ПСБ-панели – их достаточно приклеить поверх фасада, оштукатурить и покрасить.

Стены из полистиролбетона

Конструкционным маркам особо легкого бетона сложно конкурировать с газобетоном по ряду показателей:

• прочность и жесткость (при одинаковой плотности);
• усадка;
• огнестойкость;
• внешний вид;
• звукоизоляция.

Оконные и дверные перемычки

Это единственные на рынке стройматериалов теплые перемычки. Однако существует мнение, что полистиролбетон можно укладывать только на кирпичную подушку, чтобы предотвратить скалывание или растрескивание блока под перемычкой. Кирпич, в свою очередь играет роль мостика холода, сводя к минимуму теплоизоляционные свойства перемычки.

Подобное может случиться и в пено- и газобетонных домах. Однако для газобетона отработана технология использования «пояса» из u-блоков (корыт) с армированием, бетонной заливкой и утеплением. Армопояс позволяет сделать надежным и теплым даже широкий проем.

На самом деле риск точно есть только в 3 случаях:

• на перемычки планируется опирать плиты перекрытия;
• для стен используют слишком легкие или некачественные блоки;
• оконные проемы шире 1,5 м.

Производство полистиролбетона своими руками

Использовать пенополистирол как наполнитель для бетона впервые попытались уже в 1951 году. Однако по меркам того времени новый материал показался низкорентабельным в силу:

• высокой себестоимости пенополистирола;
• невысокой прочности получаемого бетонного монолита.

На момент рождения ПСБ спросом пользовались панельные и кирпичные дома. Об энергосбережении и «теплых» технологиях тогда не задумывались.

Однако уже к 1970-м годам ситуация изменилась:

• были проведены исследования, позволившие снизить себестоимость гранул наполнителя;
• возрос спрос на энергосберегающие технологии – законодателями моды на полистиролбетон стали Канада, США, Германия, Франция.

ПС-бетон можно заказать на заводе либо приготовить самостоятельно, купив или взяв в аренду бетономешалку.

Тяжелый бетон можно замесить, имея под рукой только корыто и лопату – многие частные застройщики заливали таким раствором объемные фундаменты, полистиролбетон без мешалки изготовить не удастся.

В домашних условиях чаще готовят теплоизоляционные марки, однако начать следует с общей рецептуры, актуальной для ПСБ любого типа.

Для разных марок пропорции будут отличаться, пример – в таблице ниже:

Рекомендации из следующей таблицы предполагают использование не гранул (ПВГ), а дробленки (продуктов измельчения тары или пенополистирольных плит) – это разрешено ГОСТом для марок ниже D400:

Для компенсации потерь прочности при использовании дробленки увеличивают объем цемента.

ГОСТ 2016 запрещает введение в состав строительного песка. Однако при использовании портландцемента выше М400 допускается «разбавлять» вяжущее кварцевым песком в пропорции 2:1. Для таких рецептов также есть готовые таблицы:

Обычно песок добавляют в состав марок D500 и выше. Разбавление вяжущего предполагает усложнение техпроцесса смешивания, что более уместно в заводских условиях.

Типовой алгоритм смешивания такой:

1. Растворение в воде добавок-модификаторов.
2. Загрузка ПВГ (всего объема) с десятой частью воды.
3. Прокручивание в мешалке в течение 0,5–1 минуты – для увлажнения гранул.
4. Загрузка вяжущего и песка (если планируется).
5. Ввод 8/10 частей воды с перемешиванием.
6. Разведение в оставшемся объеме воды СДО (или другого пенообразователя).
7. Прокручивание в мешалке с СДО в течение 3–5 минут.

СДО можно заменить средством для посуды или жидким мылом, добавив его в пропорции 20 мл на 10 л воды.

Существует более сложная схема с самостоятельным вспениванием пенопласта и формованием блоков – делать так имеет смысл, если планируется производить полистиролбетон на постоянной основе.

Дополнительно защитить неармированный монолит от усадки и трещин можно, добавив фибру при замесе. Так поступают многие производители ПСБ.

Полусамостоятельная смесь

Готовые строительные смеси предназначены для тех, кто:

• хочет использовать преимущества полистиролбетона для специализированных задач (стяжка, теплоизоляция);
• не планирует подробно знакомиться с технологией замеса ПСБ.

Готовую смесь Кнауф достаточно затворить по инструкции и получить, альтернативу засыпке для:

• выравнивания поверхности под твердый пол;
• прокладки труб и кабелей (их предварительно прячут в гофру и закрепляют на несущих элементах).

Заливая стяжку, учитывают:

• температурный режим – «жара» в помещении спровоцирует трещины, а холод замедлит отвердевание;
• специфику материала – легкая стяжка выдержит распределенную нагрузку до 150 кг на м2 или точечную до 10 кг на см2. Ходить по полу можно будет лишь после обустройства твердой стяжки – например, «родной» от фирмы Кнауф.

Обычный полистиролбетон в мешках разных марок (смесь для затворения) существует, но встречается в продаже реже.

При покупке готовой смеси и блоков

Во-первых, стоит поинтересоваться у продавца свойствами материала и подтверждающими их сертификатами. Это вдвойне актуально для марок D500–D600, используемых для ответственных конструкций. Если же нужно проверить блок ходовой марки D400 «на глаз», советуют сделать так:

• распилить блок ножовкой – если она идет плохо, в блоке скорей всего есть песок (что нежелательно). Чтобы убедиться в разбавлении цемента, можно воспользоваться лупой;
• проверить размер гранул (тут же, на срезе) – шарики должны быть ровными (не дробленка), размером не более 5 мм.

Купив готовую смесь (раствор), желательно залить пробные кубики и проверить их в лаборатории. Если образцы не пройдут испытания на марочную прочность, можно потребовать у продавца возмещения стоимости:

• самого бетона;
• потраченных материалов;
• работ по заливке и транспортировке.

Полезные советы

Смешивая компоненты в домашних условиях, имеет смысл:

• делать дробленку своими силами, измельчая пенопласт – для бетонных блоков или раствора ниже D400;
• всегда делать пробный замес – это позволит скорректировать объем воды и добавок;
• вводить в состав цемент не ниже М400. В ПСБ нет щебня, прочность зависит только от однородности и цемента.

У полистиролбетона есть перспективы в сфере теплоизоляции. Как и любой новый материал, он требует повышенного внимания к технологии строительства и выбору поставщика. Основной недостаток – небольшой опыт использования в российских условиях: необходимо время, чтобы отработать все спорные моменты возведения и эксплуатации.