Теплопроводность полистиролбетона
Полистиролбетон – современный строительный материал, производимый на основе цементного вяжущего и вспученного полистирольного заполнителя (полистирол вспененный гранулированный или ПВГ), относящийся к ячеистым бетонам. Этот материал имеет высокие эксплуатационные характеристики, такие как тепло- и звукоизоляция, что делает возможным использование этого материала в строительстве энергоэффективных зданий и сооружений. Полистиролбетонные блоки имеют относительно небольшой вес, что позволяет обойтись без применения грузоподъемной техники в частном домостроении. Большие, по сравнению с кирпичом, размеры ускоряют и упрощают кладку.
Характеристики материала
Одной из основных характеристик полистиролбетона, выгодно отличающей его от других строительных материалов является коэффициент сопротивления теплопередаче. Эта величина обратна коэффициенту теплопроводности. Он характеризует теплопроводящую способность материала и равен количеству тепловой энергии, прошедшему через единицу поверхности за определенное время, при изменении температуры на 1 градус. Единица измерения в системе СИ – Ватт/(метр*градус Кельвина), или Вт/(м·C). В данном случае градусы Кельвина равны градусам Цельсия.
Таблица 1. Коэффициент теплопроводности полистиролбетона
| Марка полистиролбетона | Коэффициент теплопроводности полистиролбетона, Вт/(м·0C) | Класс прочности, B | Коэффициент морозостойкости, F |
| D150 | 0,055 | Не нормируется | Не нормируется |
| D200 | 0,065 | В0,5 | F25-F35 |
| D250 | 0,075 | В0,5 | F25-F35 |
| D300 | 0,085 | В0,75 | F35 — F50 |
| D350 | 0,095 | В1,0 | F35 — F50 |
| D400 | 0,10 | В1,5 | F35 — F50 |
| D450 | 0,115 | В2,0 | F35-F75 |
| D500 | 0,125 | В2,0 | F35-F75 |
| D550 | 0,135 | В2,5 | F50-F100 |
| D600 | 0,145 | В2,5 | F50-F100 |
Класс прочности на сжатие измеряется в мегапаскалях, например класс прочности B2,0 показывает, что материал выдерживает нагрузку в 2 мПа. Коэффициент морозостойкости показывает количество циклов замораживания-размораживания, которое материал может выдержать, потеряв не более 5% прочности.
Благодаря тому, что гранулы ПВГ находятся в теле бетонной конструкции и не имеют контакта с воздухом, полистиролбетон относится к трудногорючим и негорючим материалам. Группа горючести Г1, допускается применение в конструкциях без дополнительной огнезащиты.
Как видно из таблицы, теплопроводность полистиролбетона зависит от плотности материала, чем выше плотность, тем выше теплопроводность. Для снижения плотности и, следовательно, улучшения изолирующих характеристик материала в раствор вводят гранулы вспененного полистирола. Однако при повышении теплоизолирующих свойств снижаются прочностные характеристики. Составы плотностью до 250 кг/м
Важно использовать при производстве работ материал расчетной плотности.
Сравнение теплопроводности полистиролбетона с другими материалами
Благодаря включению ПВГ в структуру полистиролбетона значительно превосходит многие конструкционные строительные материалы, что позволяет значительно снизить расходы на отопление в холодное время года, либо делать стены тоньше без потери теплосопротивления. Например, стена толщиной 400 мм из наиболее распространенного в частном строительстве полистиролбетона марки D600 обладает примерно теми же теплосберегающими характеристиками, что и кирпичная стена толщиной 1,5 метра или бетон толщиной 3 метра. Нужно учитывать, что данные показатели применимы только при кладке полистиролбетонных блоков на специальный клей, позволяющий формировать тонкие швы толщиной 1-2 мм. При монтаже блоков на обычный кладочный раствор швы получаются значительно толще и образуются мостики холода.
Таблица 2. Сравнение теплопроводности полистиролбетона с другими строительными материалами.
На диаграмме видно, насколько полистиролбетон эффективнее, чем более традиционные материалы сберегает тепло. Соотношение толщины стен, необходимой для качественного теплосбережения будет таким же.
Сравнение с минватой
Теплопроводность полистиролбетонных блоков и минваты несильно отличаются друг от друга, если речь идет о материале невысокой плотности. Теплоизоляционный состав плотностью 200-300 кг/м
Также полистиролбетон различной плотности может использоваться в конструкции плитных фундаментов в качестве утеплителя, для производства мокрых или полусухих стяжек.
Можно ли использовать полистиролбетон в конструкциях «теплых полов»? Можно, в качестве теплоизолирующего подстилающего слоя.
Небольшой вес полистиролбетона позволяет использовать его в производстве стяжек с высокими звукоизолирующими характеристиками даже на легких перекрытиях в каркасных и деревянных зданиях. Пористая структура обеспечивает хорошую изоляцию от воздушного шума и дополнительную теплозащиту.
Теплоемкость полистиролбетонных блоков
Теплоемкость показывает, какое количество тепловой энергии потребуется для увеличения температуры материала на 1 градус. Измеряется удельная теплоемкость в кДж/кг*градус. Для полистиролбетона этот показатель равен 1,06, что сопоставимо с кирпичной кладкой. Однако следует учитывать, что эта величина зависит от плотности материала, а значит для нагрева на 1 градус кирпичной стены потребуется в 2,5 раза большее количество теплоты, чем для нагрева полистиролбетонной.
Как рассчитать толщину стены
Для расчета необходимой толщины стены нужно знать:
- теплотехнические характеристика материала, из которого будет возводиться конструкция. Если материалов несколько – всех материалов.
- Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) Этот параметр можно взять из справочника или рассчитать по формуле ГСОП = (tв — tот)zот,
где tот, zот — средняя температура наружного воздуха, °С, и продолжительность, сут/год, отопительного периода, tв — расчетная температура внутреннего воздуха здания, °С, по ГОСТ 30494. Для Москвы и Санкт-Петербурга ГСОП равен 6000
- Сопротивление стены теплопередаче. Это справочная величина, зависящая от ГСОП, узнать ее величину можно в СНиП 2-3-79. Для жилых домов в Москве это 3,5 (м2?°С)/Вт.
Вычисление ведется по формуле формулой R = s / ? (м2•°С/Вт), где R — сопротивление теплопередаче, s — толщина стены (м), а ? — теплопроводность. Исходя из этой формулы, получаем S= R * ?. Пример расчета толщины стены жилого дома из полистиролбетонных блоков D600 в Москве: S = 3.5*0.14=0.49 м., т.е. для того, чтобы здание соответствовало СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», необходима полистиролбетонная стена толщиной почти полметра. Из красного кирпича толщина стены должна быть S=3.5*0.56=1.96 м. Это расчеты для сухого материала, с увеличением влажности коэффициент теплопроводности также увеличивается.
Всвязи с небольшой гигроскопичностью допускается эксплуатировать сооружения из полистиролбетона без укрытия фасада.
Стены меньшей толщины позволяют не только сохранить полезную площадь внутри постройки, но и уменьшают общий вес конструкции, снижая тем самым нагрузку на фундамент. Малоэтажные дома из полистиролбетона можно возводить на мелкозаглубленных ленточных фундаментах и даже на свайно-винтовых.
Относительно небольшой вес при высоких показателях теплозащиты позволяет использовать полистиролбетон при надстройке дополнительных этажей или мансард на уже построенных зданиях.
Улучшение тепловых характеристик
Такие характеристики полистиролбетона, как теплопроводность и коэффициент теплосопротивления, можно улучшить на стадии производства раствора, увеличив количество или фракциюгранул вспененного полистирола, соответствующим образом изменив состав смеси. При самостоятельном изготовлении полистиролбетона на стройплощадке, например для монолитных работ, важно четко соблюдать дозировку. Даже незначительное изменение состава может серьезно изменить прочностные и изоляционные свойства материала.
Нельзя изменять соотношение компонентов смеси или использовать материалы с характеристиками, отличными от расчетных, например цемент ПЦ 400 вместо 500.
При увеличении влажности и намокании материала теплоизоляционные характеристик значительно ухудшаются. Стены из полистиролбетона высокой плотности можно дополнительно утеплить при помощи полистиролбетона низкой плотности или минеральной ваты.
Теплопроводность полистиролбетона: насколько оно важно?
Изделие из полистиролбетона
Полистиролбетон получил распространение благодаря некоторым качествам, являющимся важными при строительстве здания. Одним из таких является теплопроводность, которая отвечает за свойство материала сохранять температуру.
Полистиролбетон является лидером среди легких бетонов в этом отношении, популярность его применения непосредственно связана с данным фактом. И в этой статье мы постараемся внимательно изучить все характеристики, влияющие на подобный показатель, и выясним, отчего же зависит теплопроводность полистиролбетона.
Содержание статьи
Кратко о полистиролбетоне
Сначала давайте немного познакомимся с материалом и рассмотрим значения свойств, которые находятся во взаимной зависимости от коэффициента теплопроводности.
Характеристики материала
Полистиролбетон характеризуется наличием в составе полистирольной крошки, которая снижает вес изделий и их прочность и плотность.
Крошка полистирола
Помимо нее, в состав входят: цемент, вода, песок и омыленная смола. Также допустимы некоторые примеси в виде добавок, повышающих качество готового материала.
Полистиролбетон: состав материала
Рассмотрим таблицу.
Основные свойства материала:
 Морозостойкость | Марка морозостойкости может быть более 150 циклов и достигать 200. По крайней мере, по утверждению некоторых производителей.
|
 Теплопроводность | Коэффициент теплопроводности берет свой отсчет от показания в 0,05 Вт*мС. Как уже говорилось, это – лидирующая позиция среди легких бетонов.
|
 Плотность и прочность | Плотность находится в пределах 150-600 кг/м3. Прочность – В0,5-В3,5. Показатели весьма невелики, однако максимальных их значений достаточно для возведения одноэтажной конструкции, и при этом она обещает быть теплой. |
 Усадка | Склонность к усадке не обошла стороной полистиролбетон. Однако стоит заметить, что все легкие бетоны, помимо керамзитобетона, к данному недостатку склонны в большей или меньшей степени. |
 Водопоглощение | Гигроскопичность – невелика, составляет около 5-7%. Если сравнивать, например, газобетоном, то полистиролбетон становится весьма конкурентным, ведь у последнего показатель достигает 25%. |
 Экологичность | Выше мы рассмотрели состав материала и убедились в том, что экологичность полистиролбетона – вне всяких сомнений. |
 Пожароустойчивость | В соответствии со стандартом, полистиролбетон и изделия из него не горят. |
 Долговечность | Точно утверждать о высокой долговечности материала никак нельзя, так как проверить данный факт опытным путем пока не удалось в силу недолгого существования полистиролбетона на рынке строительных материалов. Как заверяют производители, долговечность может достигать более сотни лет. |
Основные плюсы материала
Виды изделий и особенности их применения
В соответствии с плотностью, полистиролбетон бывает нескольких видов, что и определяет сферу его применения и числовые значения других показателей.
- Теплоизоляционный материал имеет среднюю плотность, не превышающую 300 кг/м3. Минимальное значения – 150. Как становится очевидным, применяется такой полистиролбетон исключительно как теплоизоляционный и звукоизолирующий материал.
- Теплоизоляционно-конструкционные полистиролбетонные блоки имеют плотность около 300-400 кг/м3. Использоваться они могут как в качестве теплоизоляции, так и при возведении конструкций, на которые не предполагается воздействие серьезных нагрузок.
- Конструкционно-теплоизоляционный вид характеризуется средней плотностью в 500-600 кг/м3. С его помощью можно возводить стены и перегородки.
Плотность, теплопроводность и паропроницание полистиролбетона
Изделия выпускаются нескольких видов:
- Блоки стеновые, использующиеся при возведении стен;
- Блоки перегородочные, служащие материалом при монтаже перегородок;
- Блоки вентиляционные, характеризующиеся наличием специализированных отверстий для проводки коммуникаций;
- Изделия, имеющие лицевую, то есть облицовочную сторону. При их использовании отделывать дом снаружи не понадобится.
Наиболее распространенной сферой применения материала является теплоизоляция. Утепление полистиролбетоном получило распространение благодаря низкому коэффициенту теплопроводности материала и бюджетной стоимости. Цена на материал сравнительно низкая, поэтому изделия доступны широкому кругу потребителей.
Утепление стен полистиролбетоном, и иных конструкций и покрытий, может быть выполнено в нескольких вариантах:
- Применение блочных изделий;
- Использование материала в жидком виде.
Применение блоков из полистиролбетона
Последний вариант наиболее распространен.
Монолитный полистиролбетон применяют при:
- Устройстве основы под теплые полы;
- Изоляции кровли, перекрытий;
- В качестве материала при заполнении каркасов с целью утепления и во многих других случаях.
Стоит отметить, что применение материала не требует наличия особых навыков, работы могут быть проведены своими руками. Понадобится лишь инструкция и минимальный набор инструмента.
Видео в этой статье расскажет о преимуществах и недостатках полистиролбетона.
Коэффициент теплопроводности полистиролбетона, и зависимость его от других показателей
Давайте выясним, от чего зависит способность к удержанию температур.
В первую очередь стоит сказать о плотности и прочности изделий, которые формируются уже на стадии производства путем изменения пропорций сырья. Воспользуемся таблицей.
Полистиролбетон: теплопроводность и плотность:
| Вид материала в зависимости от средней плотности | Значение ее, кг/м3 | Значение теплопроводности, Вт*мС |
| Конструкционно-теплоизоляционный | 600 | 0,17 |
| 500 | 0,14-0,15 | |
| Теплоизоляционно-конструкционный | 400 | 0,10-0,13 |
| Теплоизоляционный | 300 | 0,08-0,09 |
| 200 | 0,07 | |
| 150 | 0,05-0,06 |
То есть, с повышением плотности материала растет и его коэффициент теплопроводности.
Какими недостатками обладают в свою очередь изделия, отличающиеся высокой способностью к теплосохранению?
- Морозостойкость их не нормируется, она будет предельно мала;
- Долговечность – снижена;
- Гигроскопичность – повышена;
- Хрупкость;
- Низкая плотность.
Из плюсов стоит отметить малый вес и невысокую стоимость.
Как повысить способность полистиролбетона к сохранению температуры, расчет толщины стен
Теперь давайте разбираться, каким же образом можно изменить такие взаимосвязанные свойства как плотность и теплопроводность? А предварительно проведем расчет необходимой толщины стены на примере среднего региона.
Рассчитываем оптимальную толщину стены
Для расчета требуемой толщины стены необходимо узнать показатель теплоотдачи, который является обратной величиной коэффициента теплопроводности. Он различен для каждого региона, его значение указано в СНиП.
Средний показатель составляет около 3,4.
Для упрощения расчетов, подсчитаем толщину стены без учета утепления и последующей отделки. Предположим, что изделия мы будем использовать, обладающие плотностью Д600. Теплопроводность их равна около 0,17 Вт*мС. 0,17*3,4=0,578 см.
При проведении более точных расчетов, необходимо учитывать теплопроводность облицовочного материала и утеплителя. Их значения нужно вычесть из показателя теплоотдачи и опять же перемножить.
Например, допустим, что коэффициент теплопроводности утеплителя равен 0,02, а облицовки – 0,5. Считаем: 3,4-0,5-0,02=2,88. 0,17*2,88=0,49 см.
Изменение характеристик при производстве и укладке изделий
Изменение теплоизоляционных качеств и плотности можно произвести при помощи следующих приемов:
- Еще на стадии производственного цикла, повысить плотность можно путем изменения пропорций сырья: цемента должно быть больше, а процентное соотношение крошки полистирола – меньше. В этом случае увеличатся плотность, прочность и вес готового материала.
Пропорции сырья для полистиролбетона разной плотности
- Также существуют специализированные добавки, влияющие на соотношение плотности и теплопроводности, их добавляют на стадии приготовления смеси.
На заметку! При самостоятельном производстве крайне внимательно дозируйте все компоненты, в противном случае, желаемого результата добиться не получится. Зачастую именно поэтому у застройщиков не получается оправдать затраты, так как выходит много бракованной продукции.
- Тепловая обработка изделий также повысит плотность материала.
- При кладке изделий необходимо применять специализированный состав, с его помощью можно уменьшить мостики холода и, как следствие, повысить способность теплосохранению.
- При помощи утепления показатель теплоизоляции будет также увеличен.
Сравнение значения теплопроводности полистиролбетона с основными конкурентами
Сравнение полистиролбетона по теплопроводности с другими материалами:
| Наименование | Теплопроводимость, Вт*мС | Показатель плотности, кг/м3 |
| Полистиролбетон | 0,05-0,17 | 150-600 |
| Газоблок | 0,09-0,34 | 300-1200 |
| Керамзитобетон | 0,14-0,45 | 400-2000 |
| Пенобетон | 0,08-0,33 | 300-1200 |
| Кирпич керамический | 0,6 | 1400-2000 |
| Кирпич силикатный | 0,6 | 1500-1900 |
В заключение
Вывод напрашивается сам собой: плотность полистиролбетона неконкурентная, а вот коэффициент теплопроводности весьма хорош. Поэтому, совершенно не удивительна его основная сфера применения – теплоизоляция конструкций. В этой случае, практичность и эффективность использования материала вполне оправдана.
Ещё раз отметим, что утепление полистиролбетоном получило распространение именно благодаря высокой способности данного материала к теплосохранению.
Полистиролбетон – альтернатива традиционным материалам
Полистиролбетон – это бетон с добавлением вспененного полистирола. Хотя этот материал относится к категории ячеистых бетонов, он отличается от них своими свойствами.
К преимуществам полистиролбетона можно отнести широкую сферу применения, обусловленную возможностью предусматривать плотность изготавливаемой продукции в вариативном диапазоне.
Плотность полистиролбетона снижают за счет добавления наполнителя с пористой структурой – вспененного полистирола. Когда нужно получить полистиролбетон высокой плотности, увеличивают добавление кремнеземистого компонента. Варьируя плотность материала, получают основу для теплоизоляции и возведения строений (марки D150 и D600). Необходимые конструктивные элементы, как правило, производятся по технологии литья в металлоформы.
В зависимости от плотности этот тип бетона выпускается как теплоизолятор с низким значением показателя плотности или в качестве конструкционного – с высоким. Вес кубометра наиболее легкой версии полистиролбетона около 150 кг, чего не скажешь о газо- и пенобетоне.
Согласно ГОСТ Р 51263-2012, полистиролбетон состоит из разных видов портландцемента, кремнеземистых наполнителей, вспененного полистирола (пенопласта), модификаторов, пластификаторов, ускорителей отвердевания смеси.
Чем хорош полистиролбетон?
Бетон с наполнителем успешно применяется, как в России, так и на Западе. Но до недавнего времени применение именно этого типа бетона было менее распространено. Сейчас отмечается повышение спроса на полистиролбетон за счет несомненных достоинств этого стройматериала:
1. Более простая и низкая по материалоемкости технология производства (по сравнению с изготовлением прочих видов легких бетонов), потому выпуск бетона с наполнителем из полистирола стоит дешевле. Экономится около 70% раствора, необходимого для других типов подобной продукции. Полистиролбетон имеет лучшие теплотехнические свойства и представляет собой серьезного конкурента газобетону.
2. Низкая теплопроводность полистиролбетона обуславливает значительную экономию на отоплении зданий.
3. Жесткие требования, предъявляемые в строительстве к фактору энергосбережения, служат причиной разделения материалов на теплоизоляционные и несущие механические нагрузки. По этой причине полистиролбетон особенно примечателен и пользуется спросом.
4. Свойства материала благоприятствуют отливу крупных блоков, в значительной мере снижающих трудоемкость кладки стен. К тому же благодаря легкому весу при строительстве нет нужды использовать тяжелую спецтехнику. Штучные изделия из полистирола удобны при обработке, так как хорошо пилятся, сверлятся, подлежат отделке с помощью гвоздей без затруднений.
5. При устройстве конструкций элементы соединяются между собой тем же клеевым составом, что и пеноблоки. Поэтому кладка из полистиролбетона не содержит швов толще 4 мм, что исключает образование мостиков холода.
6. Полистиролбетон ценится также за высокую пожарную безопасность, так как относится к группе трудногорючих материалов.
7. Стройматериал устойчив к низким температурам, экологичен. Как утверждают производители, срок службы сооружений из блоков с полистиролом достигает 100 лет.
8. Полистиролбетон не является благоприятной средой для развития микроорганизмов, жизнедеятельности насекомых и мелких грызунов.
9. В помещениях строений, возведенных с использованием полистиролбетона, наблюдается хороший микроклимат и шумозащита. Первый фактор обеспечивается присущей материалу паропроницаемости и гидроизоляционным свойствам.
Теплопроводность и паропроницаемость полистиролбетона
Значения теплопроводности и паропроницаемости полистиролбетона даны в таблице в зависимости от его плотности. Рассмотрены марки полистиролбетона с плотностью от 150 до 600 кг/м3.
Теплопроводность полистиролбетона указана, как в сухом состоянии при температуре от -20 до 50°С, так и с учетом влажности. Следует отметить, что влажный полистиролбетон более теплопроводный, чем сухой. Теплопроводность полистиролбетона увеличивается с ростом его плотности.
Паропроницаемость полистиролбетона зависит от его плотности. Чем более плотен этот тип бетона, тем ниже его паропроницаемость.
Применение полистиролбетона
Полистиролбетон применяется для возведения перегородок, сборных структур, плит перекрытий и ограждающих конструкций. Весьма ценится материал при надстройке сооружений, тем более если вес добавляемой системы – решающая характеристика.
Явные достоинства полистиролбетона сделали его применение востребованным при устройстве крыш, полов в качестве тепло- и звукоизоляционного материала. Это также отличный вариант, когда необходим наполнитель для нивелирования пустот в кладке из кирпича и прочих конструкциях. В том числе там, где предъявляются повышенные требования к звукоизоляции.
Стены из полистиролбетона рекомендуется сооружать толщиной 30 см. Как заверяют изготовители, блоки не подвержены усадке. Значит, новые стены можно штукатурить без опасения, что покрытие быстро потрескается. Перед отделкой поверхность обрабатывается грунтовкой-бетонконтактом для увеличения адгезии.
Источник:
Полистиролбетон. Технические условия ГОСТ Р 51263-2012. М.: «Стандартинформ», 2014 — 24 с.
ГОСТ Р 51263-2012 Полистиролбетон.
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на особо легкий бетон поризованной структуры на цементном вяжущем и пористом заполнителе из вспененных гранул полистирола (далее — полистиролбетон), предназначенный для изготовления сборных изделий или монолитных конструкций, применяемых в наружных стенах, покрытиях и перекрытиях энергоэффективных жилых и общественных зданий.
При технико-экономическом обосновании допускается применение полистиролбетона для других конструкций и объектов гражданского, а также промышленного строительства.
Рекомендуемые области применения полистиролбетона в ограждающих конструкциях зданий приведены в приложении А.
Настоящий стандарт устанавливает технические требования к полистиролбетону и полистиролбетонным смесям, материалам для их приготовления, а также к приемке и методам контроля их технических характеристик.
Требования настоящего стандарта должны учитываться при разработке новых и пересмотре действующих нормативных и технических документов на сборные изделия заводского изготовления и монолитные конструкции из полистиролбетона.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 4.212-80 Система показателей качества продукции. Строительство. Бетоны. Номенклатура показателей
ГОСТ 12.1.044-89 (ИСО 4589-84) Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывобезопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения
ГОСТ 3476-74 Шлаки доменные и электротермофосфорные гранулированные для производства цементов
ГОСТ 7076-99 Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме
ГОСТ 7473-2010 Смеси бетонные. Технические условия
ГОСТ 8735-88 Песок для строительных работ. Методы испытаний
ГОСТ 9758-86 Заполнители пористые неорганические для строительных работ. Методы испытаний
ГОСТ 10178-85 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия
ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам
ГОСТ 10181-2000 Смеси бетонные. Методы испытаний
ГОСТ 12730.1-78 Бетоны. Метод определения плотность
ГОСТ 12730.2-78 Бетоны. Метод определения влажности
ГОСТ 13015-2003 Изделия железобетонные и бетонные для строительства. Общие технические требования. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения
ГОСТ 18105-2010 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности
ГОСТ 23732-2011 Вода для бетонов и строительных растворов. Технические условия
ГОСТ 24211-2008 Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия
ГОСТ 24452-80 Бетоны. Методы определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона
ГОСТ 24544-81 Бетоны. Методы определения деформаций усадки и ползучести
ГОСТ 25192-82 Бетоны. Классификация и общие технические требования
ГОСТ 25818-91 Золы-уноса тепловых электростанций для бетонов.
ГОСТ 25820-2000 Бетоны легкие. Технические условия
ГОСТ 25898-83 Материалы и изделия строительные. Методы определения сопротивления паропроницанию
ГОСТ 27005-86 Бетоны легкие и ячеистые. Правила контроля средней плотности
ГОСТ 27006-86 Бетоны. Правила подбора состава
ГОСТ 30108-94 Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов
ГОСТ 30244-94 Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть
ГОСТ 30402-96 Материалы строительные. Метод испытания на воспламеняемость
ГОСТ 31108-2003 Цементы общестроительные. Технические условия
ГОСТ 31359-2007 Бетоны ячеистые автоклавного твердения. Технические условия
Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим выпускам ежемесячно издаваемого информационного указателя за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
- полистиролбетон (ПСБ): Особо легкий бетон поризованной структуры на цементном вяжущем и заполнителе из вспененного гранулированного полистирола с использованием воздухововлекающих добавок, поризующих цементный камень, и других добавок — модификаторов свойств полистиролбетона.
- полистирол вспененный гранулированный (ПВГ): Заполнитель в полистиролбетоне, получаемый способом однократного или многократного вспенивания суспензионного полистирольного бисера.
- полистиролбетон теплоизоляционный: Бетон марок по средней плотности D150-D225 и прочности на сжатие не ниже М2, применяемый для утепления несущих конструкций зданий.
- полистиролбетон теплоизоляционно-конструкционный: Бетон марок по средней плотности D250-D350 и класса по прочности на сжатие не ниже В0,5, применяемый в теплоэффективных наружных ненесущих стенах зданий, в т.ч. в надпроемных перемычках.
- полистиролбетон конструкционно-теплоизоляционный: Бетон марок по средней плотности D400-D600 и класса прочности на сжатие не ниже В1,5, применяемый в длинномерных надпроемных перемычках, а также как несущий слой наружных стен малоэтажных зданий.
- сборные изделия: Стеновые блоки, плиты, армированные надпроемные перемычки и другие элементы ограждающих конструкций зданий, изготавливаемые из полистиролбетона в заводских условиях.
- монолитные конструкции: Конструкции, возводимые из товарной или приготовленной в условиях строительного производства полистиролбетонной смеси.
4 Классификация
Полистиролбетон подразделяют по назначению, теплозащитным и конструкционным свойствам.
По назначению полистиролбетон подразделяют на полистиролбетон для:
- сборных изделий;
- монолитных конструкций.
По теплозащитным и конструкционным свойствам полистиролбетон подразделяют на:
- теплоизоляционный;
- теплоизоляционно-конструкционный;
- конструкционно-теплоизоляционный.
5 Технические требования
Полистиролбетон должен соответствовать требованиям настоящего стандарта и изготавливаться по технологической документации, утвержденной в установленном порядке.В нормативных или технических документах на сборные изделия и монолитные конструкции из полистиролбетона должны учитываться требования ГОСТ 25192, ГОСТ 25820.
Для полистиролбетона определяют следующие физико-механические характеристики:
- средняя плотность;
- прочность на сжатие;
- прочность на растяжение при изгибе;
- морозостойкость;
- теплопроводность;
- паропроницаемость;
- усадка при высыхании.
В нормативных и технических документах на сборные изделия или монолитные конструкции из полистиролбетона в зависимости от условий эксплуатации могут быть установлены дополнительные показатели, предусмотренные ГОСТ 4.212
Полистиролбетон должен иметь слитную (без видимых каверн и трещин) поризованную структуру цементного камня.
По показателям средней плотности устанавливают следующие марки полистиролбетона в сухом состоянии: D150; D175; D200; D225; D250; D300; D350; D400; D450; D500; D550 и D600
Фактическая средняя плотность полистиролбетона не должна превышать требуемого значения, установленного в соответствии с ГОСТ 27005.
Прочность теплоизоляционно-конструкционного и конструкционно- теплоизоляционного полистиролбетона в 28-суточном проектном возрасте характеризуют классами по прочности на сжатие: В0,35; В0,5; В0,75; В1,0; В1,5; В2,0 и В2,5.
Коэффициент вариации прочности на сжатие теплоизоляционно- конструкционного и конструкционно-теплоизоляционного полистиролбетона для сборных изделий заводского изготовления должен быть не более 12%, а для полистиролбетона из смесей товарных и изготавливаемых в условиях строительного производства и применяемых для монолитных конструкций — не должен превышать 18%.
Прочность теплоизоляционного полистиролбетона характеризуют марками по прочности на сжатие: М2; М2,5; М3,5; М5. Коэффициент вариации прочности на сжатие теплоизоляционного полистиролбетона должен быть не более 18.
Значения требуемой средней прочности полистиролбетона при коэффициентах вариации прочности 12% и 18% приведены в таблице Б.1 приложения Б.
При фактически установленных производителем полистиролбетона меньших значениях коэффициента вариации прочности требуемую прочность материала определяют по ГОСТ 18105.
Для полистиролбетона, применяемого в изделиях и конструкциях, подвергающихся в процессе эксплуатации попеременному замораживанию и оттаиванию, назначают следующие марки по морозостойкости: F25; F35; F50; F75; F100; F150; F200;
Марку полистиролбетона по морозостойкости принимают как для ячеистого бетона по числу циклов замораживания и оттаивания в воздушно-влажной среде над водой.
В зависимости от марки по средней плотности полистиролбетона классы (марки) по прочности на сжатие и марки по морозостойкости назначают в стандартах или технических условиях на сборные изделия из полистиролбетона по нормам строительного проектирования с учетом требований таблицы
Предел прочности на растяжение при изгибе полистиролбетона заданных марок и классов по прочности на сжатие сборных изделий заводского изготовления должен быть не ниже значений, приведенных в таблице 1.
Марка по средней плотности | Класс (марка) по прочности на сжатие | Предел прочности на растяжение при изгибе, МПа | Марка по |
D150 | М2 | 0,09 | F35 |
D175 | М2,5 | 0,11 | F50 |
D200 | М3,5 | 0,17 | F75 |
D225 | В0,35 (М5) | 0,27 | F75 |
D250 | В0,5 | 0,38 | F100 |
D300 | В0,75 | 0,53 | F150 |
D350 | В1,0 | 0,63 | F150 |
D400 | В1,5 | 0,65 | F150 |
D450 | В1,5 | 0,68 | F200 |
D500 | В2,0 | 0,70 | F200 |
D550 | В2,0 | 0,74 | F200 |
D600 | В2,5 | 0,76 | F300 |
Для полистиролбетона заданной марки по средней плотности из товарной и изготавливаемой в условиях строительного производства полистиролбетонной смеси класс (марку) по прочности на сжатие, марку по морозостойкости и предел прочности на растяжение при изгибе, приведенные в таблице 1, уменьшают на одну ступень.
Теплотехнические показатели полистиролбетона, необходимые для расчетов сборных изделий, принимают по таблице
Марка по средней плотности | Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии, Вт/(м·°С) | Расчетное массовое отношение влаги в полистиролбетоне при условиях эксплуатации, % | Расчетные коэффициенты | ||||
|
| А | Б | теплопроводности, Вт/(м·°С), при условии эксплуатации |
| паропроницаемост и, мг/м·ч·Па, при условиях эксплуатации А и Б | |
|
|
|
| А | Б |
|
|
D150 | 0,052 | 3,0 | 4,0 | 0,056 | 0,058 | 0,135 | |
D175 | 0,060 | 3,0 | 4,0 | 0,066 | 0,067 | 0,128 | |
D200 | 0,064 | 3,0 | 4,5 | 0,068 | 0,071 | 0,120 | |
D225 | 0,068 | 3,0 | 4,7 | 0,073 | 0,075 | 0,115 | |
D250 | 0,072 | 3,0 | 5,0 | 0,077 | 0,080 | 0,110 | |
D300 | 0,084 | 3,5 | 5,6 | 0,089 | 0,096 | 0,100 | |
D350 | 0,095 | 3,5 | 6,0 | 0,105 | 0,112 | 0,090 | |
D400 | 0,105 | 3,5 | 7,0 | 0,115 | 0,124 | 0,085 | |
D450 | 0,115 | 4,0 | 8,0 | 0,125 | 0,135 | 0,080 | |
D500 | 0,125 | 4,0 | 8,0 | 0,135 | 0,150 | 0,075 | |
D550 | 0,135 | 4,0 | 8,0 | 0,155 | 0,175 | 0,070 | |
D600 | 0,145 | 4,0 | 8,0 | 0,175 | 0,200 | 0,068 | |
Для расчетов монолитных конструкций теплотехнические показатели полистиролбетона заданной марки по средней плотности определяют интерполяцией как среднеарифметическое между значениями, указанными в таблице 2, и значениями для полистиролбетона марки по средней плотности, повышенной на одну ступень.
Допускается для теплоизоляционного и теплоизоляционно- конструкционного полистиролбетона заданной марки по прочности на сжатие, применяемого в сборных изделиях, использование пониженных на 15% расчетных коэффициентов теплопроводности по сравнению с приведенными в таблице 2 при изготовлении полистиролбетона по специальной технологии, согласованной с разработчиком настоящего стандарта и основанной на применении заполнителя ПВГ с комплексным показателем качества n в интервале 1,5-1,75 и его объемным содержанием φ не менее 0,40. Показатели полистирола приведены в таблице Б.2 приложения Б. Показатели φ и n определяют по методике, приведенной в приложении В.
При применении в ограждающих конструкциях зданий сборных полистиролбетонных стеновых блоков, перемычек и плит рекомендуется для повышения теплотехнических характеристик использовать кладочные клеи, в горизонтальных швах кладок (при необходимости устройства связевых элементов) — устанавливать штукатурные (базальтовые или стальные) сетки.
Характеристики теплотехнической однородности кладок из полистиролбетонных блоков с учетом их размеров, теплопроводности полистиролбетона и клеевых швов, а также толщины швов приведены в приложении Г.
Деформации усадки полистиролбетона, предназначенного для монолитных конструкций, не должны превышать 1,0 мм/м.
Нормативные и расчетные сопротивления, а также начальный модуль упругости полистиролбетона, необходимые при расчете и проектировании сборных изделий заводского изготовления, принимают по таблицам 3-5.
Для полистиролбетона заданного класса по прочности на сжатие из товарной и изготавливаемой в условиях строительного производства полистиролбетонной смеси расчетные и нормативные сопротивления, а также начальный модуль К
Таблица 3 — Нормативные и расчетные сопротивления полистиролбетона для предельных состояний второй группы
Вид сопротивления | Нормативные и расчетные сопротивления, МПа, при классе по прочности на сжатие | ||||||
| В0,35 | В0,5 | В0,75 | В1,0 | В1,5 | В2,0 | В2,5 |
Сжатие осевое (призменная прочность) Rbn и Rb.ser |
0,40 |
0,57 |
0,84 |
1,10 |
1,61 |
2,07 |
2,50 |
Растяжение осевое Rbtn и |
0,14 |
0,19 |
0,24 |
0,28 |
0,34 |
0,37 |
0,41 |
Растяжение при изгибе Rbtfn и Rbtf.ser |
0,25 |
0,34 |
0,44 |
0,51 |
0,61 |
0,68 |
0,74 |
Таблица 4 — Расчетные сопротивления полистиролбетона для предельных состояний первой группы
Вид сопротивления | Расчетные сопротивления, МПа, при классе по прочности на сжатие | ||||||
| В0,35 | В0,5 | В0,75 | В1,0 | В1,5 | В2,0 | В2,5 |
Сжатие осевое (призмен- ная прочность) Rb |
0,29 |
0,41 |
0,60 |
0,79 |
1,15 |
1,48 |
1,79 |
Растяжение осевое Rbt | 0,08 | 0,11 | 0,14 | 0,16 | 0,20 | 0,22 | 0,24 |
Растяжение при изгибе |
0,16 |
0,21 |
0,28 |
0,32 |
0,38 |
0,43 |
0,46 |
Таблица 5 — Начальный модуль упругости при сжатии и растяжении полистиролбетона
Марка полистиролбетона по средней плотности | Начальный модуль упругости полистиролбетона при сжатии и растяжении, МПа, при классе по прочности на сжатие | ||||||
| В0,35 | В0,5 | В0,75 | В1,0 | В1,5 | В2,0 | В2,5 |
D225 | 0,42 | — | — | — | — | — | — |
D250 | — | 0,50 | — | — | — | — | — |
D300 | — | — | 0,65 | — | — | — | — |
D350 | — | — | — | 0,85 | — | — | — |
D400 | — | — | — | — | 1,1 | — | — |
D450 | — | — | — | — | 1,3 | — | — |
D500 | — | — | — | — | — | 1,55 | — |
D550 | — | — | — | — | — | 1,75 | — |
D600 | — | — | — | — | — | — | 2,1 |
Нормативные и расчетные сопротивления кладки из полистиролбетонных изделий, учитывающие влияние кладочных клеев, должны приниматься по нормативным документам, утвержденным в установленном порядке.
Сопротивление воздухопроницанию полистиролбетона для расчетов ограждающих конструкций зданий принимают равным 120 м ·ч·Па/кг при толщине 100 мм. Указанное значение допускается применять для стеновой кладки из полистиролбетонных блоков при условии использования безусадочных кладочных клеев
Динамический модуль упругости EД полистиролбетона марок по средней плотности D250-D300 для расчетов звукоизоляции конструкций принимают равным 8,5·105 Па.
Примечание — При снижении средней плотности полистиролбетона его звукопоглощающие и звукоизоляционные свойства повышаются.
Полистиролбетон марок по средней плотности D250 и более с расходом цемента не менее 200 кг/м обеспечивает при обычных условиях эксплуатации защиту стальной арматуры от коррозии.
Полистиролбетон является биостойким материалом, не повреждается грызунами и устойчив против образования грибковой плесени на его поверхности.
Пожарно-технические характеристики полистиролбетона приведены в таблице 6.
Таблица 6 — Пожарно-технические характеристики полистиролбетона
Марка полистиролбетона по средней плотности | Группа горючести по ГОСТ 30244 | Группа воспламеняемости по ГОСТ 30402 | Группа дымообразующей способности по | Группа токсичности по 4.20 ГОСТ |
D175 | Г1 | В1 | Д2 | Т2 |
D200 | Г1 | В1 | Д2 | Т2 |
D225 | Г1 | В1 | Д2 | Т2 |
D250 | Г1 | В1 | Д2 | Т2 |
D300 | Г1 | В1 | Д2 | Т2 |
D350 | Г1 | В1 | Д2 | Т2 |
D400 | Г1 | В1 | Д1 | Т2 |
D450 | Г1 | В1 | Д1 | Т2 |
D500 | Г1 | В1 | Д1 | Т2 |
D600 | Г1 | В1 | Д1 | Т2 |
Изделия из полистиролбетона должны иметь сертификаты пожарной безопасности.
Для обеспечения пожарной безопасности зданий не допускается использование полистиролбетона без защиты его негорючими материалами (кирпичом, цементно-песчаной штукатуркой, гипсово-волокнистыми листами и др.). Полистиролбетон должен изготавливаться с использованием ПВГ, получаемого из гранул (бисера) самозатухающего полистирола марки ПСВ-С.
Пожарная безопасность зданий с ограждающими конструкциями из полистиролбетона обеспечивается техническими решениями, отраженными в нормативных документах и проектной документации, утвержденной в установленном порядке и согласованной с органами пожарного надзора.
Требования к полистиролбетонным смесям и материалам
Качество полистиролбетонных смесей и технология их приготовления должны обеспечивать получение полистиролбетона в изделиях и конструкциях, соответствующего требованиям по всем нормируемым показателям, установленным настоящим стандартом.
Полистиролбетонные смеси должны соответствовать требованиям ГОСТ 7473 и настоящего стандарта.
Состав полистиролбетонной смеси подбирают в соответствии с ГОСТ 27006 и утвержденными в установленном порядке инструкциями (правилами) по подбору состава смеси, входящих в технологическую документацию предприятия-изготовителя. Подбор состава полистиролбетонной смеси для полистиролбетона пониженной плотности и теплопроводности при заданной прочности проводят с учетом требований 5.11.
Марку по удобоукладываемости (жесткость или подвижность) полистиролбетонных смесей назначают в пределах и в зависимости от вида изделий или конструкций и технологии их формования.
Увеличение плотности полистиролбетонной смеси за счет частичной потери вовлеченного воздуха при транспортировании, выгрузке и укладке в формы (опалубку) должно быть не более 7%.
Показатель расслаиваемости полистиролбетонной смеси после ее транспортирования и выгрузки не должен превышать 25%.
После транспортирования полистиролбетонных смесей, готовых к применению (товарная полистиролбетонная смесь), должна быть обеспечена сохраняемость их свойств (удобоукладываемость, плотность, расслаиваемость) в течение времени, согласованного с потребителем, но не менее 1,0 ч.
В качестве заполнителя для изготовления полистиролбетона следует применять вспененный гранулированный полистирол.
Исходное сырье (полистирольный бисер) для получения ПВГ должно соответствовать требованиям действующих нормативных документов (или технических условий), а его основные характеристики (размер гранул, фракционный состав, содержание вспенивающего агента и остаточного мономера, горючесть) должны быть указаны в паспорте предприятия — изготовителя исходного сырья.
Для получения ПВГ с характеристиками, указанными в 5.21.9-5.21.12, следует использовать полистирольный вспенивающийся бисер с гранулами сферической формы, имеющими средний размер (диаметр) в пределах 0,7-1,6 мм.
Насыпная плотность ПВГ не должна превышать 15 кг/м . При технико- экономическом обосновании допускается использование ПВГ насыпной плотностью не более 20 кг/м3.
По фракционному составу ПВГ для полистиролбетона классов по прочности на сжатие В0,35 и более должен соответствовать требованиям, указанным в таблице При этом наличие в ПВГ зерен крупностью более 10 мм для указанного полистиролбетона не допускается.
Таблица 7 — Фракционный состав ПВГ
Размер фракции, мм | Содержание фракций, % по массе |
5-10 | 2-10 |
2,5-5,0 | 80-90 |
1,25-2,5 | 5-10 |
0-1,25 | 1-2 |
Для теплоизоляционного полистиролбетона марок по прочности на сжатие ниже М5 допускается применение ПВГ с крупностью зерен более 10 мм.
Для теплоизоляционно-конструкционного и конструкционно- теплоизоляционного полистиролбетона средневзвешенный размер (диаметр)
гранул ПВГ не должен превышать 5,5 мм, средняя плотность гранул ПВГ рПВГ должна быть не менее 12 кг/м3.
Влажность ПВГ не должна превышать 15% по массе.
Для изготовления особо легких полистиролбетонов марок по средней плотности D450 и ниже не допускается замена ПВГ на заполнитель, получаемый дроблением отходов пенополистирольной тары (упаковок) или лома пенополистирольных плит. Не допускается использование в качестве заполнителя для полистиролбетона строительного песка, порошкообразных добавок и промышленных отходов, снижающих качество и повышающих плотность полистиролбетонов заданной прочности, приведенные в таблице 1.
В качестве вяжущего следует применять портландцементы или шлакопортландцементы марок не ниже 400 по ГОСТ 10178 или классов по прочности не ниже 42,5 по ГОСТ 31108, а также других марок и классов, обеспечивающих получение физико-механических и теплотехнических характеристик полистиролбетона, указанных в таблицах 1 и допускается применение минеральных порошкообразных химически активных добавок к вяжущему: микрокремнезема и домолотых до удельной поверхности 250 м3/кг гранулированного шлака по ГОСТ 3476 и зол-уноса по ГОСТ 25818.
Воздухововлекающие, пластифицирующие и регулирующие твердение химические добавки, применяемые для модификации свойств полистиролбетонных смесей и полистиролбетона, должны соответствовать требованиям ГОСТ 24211.
Вода для затворения полистиролбетонной смеси и приготовления растворов химических добавок должна соответствовать требованиям ГОСТ 23732.
Выполнение требований, приведенных в 11, 5.21.3 и 5.21.13, должно отражаться в технологической документации на изготовление сборных изделий или возведение монолитных конструкций, в проектах зданий или сооружений, в которых применяют эти изделия, и контролироваться при экспертизе проектов и надзоре за строительством объектов с привлечением разработчика настоящего стандарта.
Сравнительные характеристики полистиролбетона — Бауштофф
Конструкционные материалы для возведения ограждающих конструкций
| Материал | Плотность кг/м3 | Теплопроводность Вт/мк | Толщина стен коэфф. 3,5 |
|---|---|---|---|
| Полистиролбетон | 500 | 0,14 | 390 мм |
| Пенобетон, газобетон | 500 | 0,18 | 500 мм |
| Керамзитобетон | 1000 | 0,33 | 920 мм |
| Шлакопемзобетон | 1000 | 0.35 | 975 мм |
| Кирпич керамический пустотный | 1400 | 0,52 | 1450 мм |
| Кирпич силикатный четырнадцатипустотный | 1400 | 0,64 | 1780 мм |
| Полистиролбетон | 200 | 0,07 | 200 мм |
| Плита минераловатная повышенной жесткости ППЖ |
При реализации жилой недвижимости продаются квадратные метры, а не толщина стен. Из приведенной таблицы видно, что при возведении стен из полистиролбетона вы дополнительно получаете 11 см полезной площади по периметру всей квартиры, даже при сравнении с пенобетоном, газобетоном, не говоря о других материалах.
Теплоизоляционные материалы для утепления кровли:
| Материал | Плотность кг/м3 | Теплопроводность Вт/мк | Толщина стен коэфф. 3,5 |
|---|---|---|---|
| Полистиролбетон | 200 | 0,07 | 200 мм |
| Плита минераловатная повышенной жесткости (ППЖ) | 200 | 0,07 | 200 мм |
Теплоизоляционные характеристики полистиролбетона марки Д200 и минераловатной плиты ППЖ 200 одинаковы, но:
- Гарантийный срок эксплуатации ППЖ 200 предоставляемый заводом изготовителем – 5 лет. А срок долговечности полистиролбетона – это десятки лет. Он не слеживается от времени. Вода проходит через утепление из полистиролбетона насквозь, как через решето, поэтому намокает небольшой утепленный участок непосредственно в месте нарушения гидроизоляции.
- Монолитное утепление полистиролбетоном не имеет швов, а значит и мостиков холода.
- Полистиролбетон проливает все неровности перекрытия и труднодоступные места.
- По утеплению из полистиролбетона можно свободно ходить, т.е. чердачное помещение можно эксплуатировать.
Все выше перечисленное, является прямым доказательством неоспоримого преимущества полистиролбетона над пенобетоном, газобетоном и таким традиционным материалом как кирпич.
Теплопроводность полистиролбетона
Теплопроводность любого материала характеризуется его способностью проводить определённое количество теплоты сквозь его толщину. В лабораторных условиях она измеряется как разность температур на двух сторонах одного материала толщиной в один метр.
Величина теплопроводности полистиролбетона от разных производителей должна привязываться к государственным стандартам и утверждаться соответствующими сертификатами качества, ведь это свойство материала является одним из основных для конструкционных элементов стен. Данная характеристика определяет способность материала удерживать тепло в помещении зимой или не допускать попадания горячего воздуха летом.
Согласно государственных стандартов установлены следующие коэффициенты теплопроводности полистиролбетона, они зависят от плотности материала, измеряются в Вт/м*ºС. Известно, что плотность полистиролбетона колеблется от 150 до 600 кг\м³, давайте рассмотрим как изменяется теплопроводность материала с изменением его плотности.
Минимальная плотность полистиролбетона 150 кг/м³, теплопроводность при этой плотности составляет 0,05 Вт/мºС. При плотности 200кг/м³, величина теплопроводности немного повышается, и составляет 0,06 Вт/м*ºС. С повышением плотности до 250кг/м³, наблюдается повышение теплопроводности до 0,07 Вт/м*С. При плотности 300кг/м³ теплопроводность 0,085 Вт/м*ºС, плотность350 кг/м³соответствует теплопроводности 0,095 Вт/мºС, а при плотности 600 кг/м³ теплопроводность составит уже 0,145 Вт/м*ºС.
Как вы видите, с повышением плотности повышается и теплопроводность. То есть стена становится прочнее, однако хуже удерживает тепло внутри помещения, при значительном коэффициенте теплопроводности может понадобиться дополнительное утепление стены.
Теплопроводность полистиролбетона: насколько оно важно?
Полистиролбетон получил распространение благодаря некоторым качествам, являющимся важными при строительстве здания. Одним из таких является теплопроводность, которая отвечает за свойство материала сохранять температуру.
Полистиролбетон является лидером среди легких бетонов в этом отношении, популярность его применения непосредственно связана с данным фактом. И в этой статье мы постараемся внимательно изучить все характеристики, влияющие на подобный показатель, и выясним, отчего же зависит теплопроводность полистиролбетона.
Кратко о полистиролбетоне
Сначала давайте немного познакомимся с материалом и рассмотрим значения свойств, которые находятся во взаимной зависимости от коэффициента теплопроводности.
Характеристики материала
Полистиролбетон характеризуется наличием в составе полистирольной крошки, которая снижает вес изделий и их прочность и плотность.
Помимо нее, в состав входят: цемент, вода, песок и омыленная смола. Также допустимы некоторые примеси в виде добавок, повышающих качество готового материала.
Рассмотрим таблицу.
Основные свойства материала:
Марка морозостойкости может быть более 150 циклов и достигать 200. По крайней мере, по утверждению некоторых производителей.
| |
| Коэффициент теплопроводности берет свой отсчет от показания в 0,05 Вт*мС. Как уже говорилось, это – лидирующая позиция среди легких бетонов.
|
| Плотность находится в пределах 150-600 кг/м3. Прочность – В0,5-В3,5. Показатели весьма невелики, однако максимальных их значений достаточно для возведения одноэтажной конструкции, и при этом она обещает быть теплой. | |
| Склонность к усадке не обошла стороной полистиролбетон. Однако стоит заметить, что все легкие бетоны, помимо керамзитобетона, к данному недостатку склонны в большей или меньшей степени. |
| Гигроскопичность – невелика, составляет около 5-7%. Если сравнивать, например, газобетоном, то полистиролбетон становится весьма конкурентным, ведь у последнего показатель достигает 25%. |
| Выше мы рассмотрели состав материала и убедились в том, что экологичность полистиролбетона – вне всяких сомнений. |
| В соответствии со стандартом, полистиролбетон и изделия из него не горят. | |
| Точно утверждать о высокой долговечности материала никак нельзя, так как проверить данный факт опытным путем пока не удалось в силу недолгого существования полистиролбетона на рынке строительных материалов. Как заверяют производители, долговечность может достигать более сотни лет. |
Виды изделий и особенности их применения
В соответствии с плотностью, полистиролбетон бывает нескольких видов, что и определяет сферу его применения и числовые значения других показателей.
- Теплоизоляционный материал имеет среднюю плотность, не превышающую 300 кг/м3. Минимальное значения – 150. Как становится очевидным, применяется такой полистиролбетон исключительно как теплоизоляционный и звукоизолирующий материал.
- Теплоизоляционно-конструкционные полистиролбетонные блоки имеют плотность около 300-400 кг/м3. Использоваться они могут как в качестве теплоизоляции, так и при возведении конструкций, на которые не предполагается воздействие серьезных нагрузок.
- Конструкционно-теплоизоляционный вид характеризуется средней плотностью в 500-600 кг/м3. С его помощью можно возводить стены и перегородки.
Изделия выпускаются нескольких видов:
- Блоки стеновые, использующиеся при возведении стен,
- Блоки перегородочные, служащие материалом при монтаже перегородок,
- Блоки вентиляционные, характеризующиеся наличием специализированных отверстий для проводки коммуникаций,
- Изделия, имеющие лицевую, то есть облицовочную сторону. При их использовании отделывать дом снаружи не понадобится.
Наиболее распространенной сферой применения материала является теплоизоляция. Утепление полистиролбетоном получило распространение благодаря низкому коэффициенту теплопроводности материала и бюджетной стоимости. Цена на материал сравнительно низкая, поэтому изделия доступны широкому кругу потребителей.
Утепление стен полистиролбетоном, и иных конструкций и покрытий, может быть выполнено в нескольких вариантах:
- Применение блочных изделий,
- Использование материала в жидком виде.
Последний вариант наиболее распространен.
Монолитный полистиролбетон применяют при:
- Устройстве основы под теплые полы,
- Изоляции кровли, перекрытий,
- В качестве материала при заполнении каркасов с целью утепления и во многих других случаях.
Стоит отметить, что применение материала не требует наличия особых навыков, работы могут быть проведены своими руками. Понадобится лишь инструкция и минимальный набор инструмента.
Видео в этой статье расскажет о преимуществах и недостатках полистиролбетона.
Коэффициент теплопроводности полистиролбетона, и зависимость его от других показателей
Давайте выясним, от чего зависит способность к удержанию температур.
В первую очередь стоит сказать о плотности и прочности изделий, которые формируются уже на стадии производства путем изменения пропорций сырья. Воспользуемся таблицей.
Полистиролбетон: теплопроводность и плотность:
| Вид материала в зависимости от средней плотности | Значение ее, кг/м3 | Значение теплопроводности, Вт*мС |
| Конструкционно-теплоизоляционный | 600 | 0,17 |
| 500 | 0,14-0,15 | |
| Теплоизоляционно-конструкционный | 400 | 0,10-0,13 |
| Теплоизоляционный | 300 | 0,08-0,09 |
| 200 | 0,07 | |
| 150 | 0,05-0,06 |
То есть, с повышением плотности материала растет и его коэффициент теплопроводности.
Какими недостатками обладают в свою очередь изделия, отличающиеся высокой способностью к теплосохранению?
- Морозостойкость их не нормируется, она будет предельно мала,
- Долговечность – снижена,
- Гигроскопичность – повышена,
- Хрупкость,
- Низкая плотность.
Из плюсов стоит отметить малый вес и невысокую стоимость.
Как повысить способность полистиролбетона к сохранению температуры, расчет толщины стен
Теперь давайте разбираться, каким же образом можно изменить такие взаимосвязанные свойства как плотность и теплопроводность? А предварительно проведем расчет необходимой толщины стены на примере среднего региона.
Рассчитываем оптимальную толщину стены
Для расчета требуемой толщины стены необходимо узнать показатель теплоотдачи, который является обратной величиной коэффициента теплопроводности. Он различен для каждого региона, его значение указано в СНиП.
Средний показатель составляет около 3,4.
Для упрощения расчетов, подсчитаем толщину стены без учета утепления и последующей отделки. Предположим, что изделия мы будем использовать, обладающие плотностью Д600. Теплопроводность их равна около 0,17 Вт*мС. 0,17*3,4=0,578 см.
При проведении более точных расчетов, необходимо учитывать теплопроводность облицовочного материала и утеплителя. Их значения нужно вычесть из показателя теплоотдачи и опять же перемножить.
Например, допустим, что коэффициент теплопроводности утеплителя равен 0,02, а облицовки – 0,5. Считаем: 3,4-0,5-0,02=2,88. 0,17*2,88=0,49 см.
Изменение характеристик при производстве и укладке изделий
Изменение теплоизоляционных качеств и плотности можно произвести при помощи следующих приемов:
- Еще на стадии производственного цикла, повысить плотность можно путем изменения пропорций сырья: цемента должно быть больше, а процентное соотношение крошки полистирола – меньше. В этом случае увеличатся плотность, прочность и вес готового материала.
- Также существуют специализированные добавки, влияющие на соотношение плотности и теплопроводности, их добавляют на стадии приготовления смеси.
На заметку! При самостоятельном производстве крайне внимательно дозируйте все компоненты, в противном случае, желаемого результата добиться не получится. Зачастую именно поэтому у застройщиков не получается оправдать затраты, так как выходит много бракованной продукции.
- Тепловая обработка изделий также повысит плотность материала.
- При кладке изделий необходимо применять специализированный состав, с его помощью можно уменьшить мостики холода и, как следствие, повысить способность теплосохранению.
- При помощи утепления показатель теплоизоляции будет также увеличен.
Сравнение значения теплопроводности полистиролбетона с основными конкурентами
Сравнение полистиролбетона по теплопроводности с другими материалами:
| Наименование | Теплопроводимость, Вт*мС | Показатель плотности, кг/м3 |
| Полистиролбетон | 0,05-0,17 | 150-600 |
| Газоблок | 0,09-0,34 | 300-1200 |
| Керамзитобетон | 0,14-0,45 | 400-2000 |
| Пенобетон | 0,08-0,33 | 300-1200 |
| Кирпич керамический | 0,6 | 1400-2000 |
| Кирпич силикатный | 0,6 | 1500-1900 |
В заключение
Вывод напрашивается сам собой: плотность полистиролбетона неконкурентная, а вот коэффициент теплопроводности весьма хорош. Поэтому, совершенно не удивительна его основная сфера применения – теплоизоляция конструкций. В этой случае, практичность и эффективность использования материала вполне оправдана.
Ещё раз отметим, что утепление полистиролбетоном получило распространение именно благодаря высокой способности данного материала к теплосохранению.