ПОДРОБНЕЕ О ФИБРОПЕНОБЕТОНЕ

Теоретической основой для проектирования разработанных в Северо-Западной компании составов монолитного  пенобетона, используемого в качестве стяжек полов и кровель являются современные достижения в области материаловедения ячеистых бетонов, изложенных в работах Сахарова Г.П., Пухаренко Ю.В., Моргун Л.В., Соловьевой В.Я. и других отечественных ученых. Их  исследованиями установлено, наиболее оптимально использовать пенобетоны, армированные полимерной фиброй (микрофиброй). Такие пенобетона, получившие название волокнистые пенобетоны или фибропенобетоны, отличаются значительно более высокими физико-механическими характеристиками и параметрами долговечности, чем пенобетоны без фибрового армирования.

Из многообразия полимерных волокон, выпускаемых отечественной промышленностью, наиболее оптимально по цене и качеству полученного продукта использовать для фибрового армирования пенобетонов волокна из полипропилена и полиамида. Причем полиамидные волокна более предпочтительны. Они более тонкие, чем полипропиленовые, отлично распушаются в пенобетонной смеси, не образуя комков, равномерно распределяясь по всему объему пенобетона. Оптимальная длина полимерной фибры 12-18 мм. Оптимальное содержание микрофибры в пенобетоне колеблется в пределах от 0,6 до 2,5 кг/м3 пенобетонной смеси.

Введение полимерной фибры в пенобетон существенно повышает его устойчивость против оседания, особенно при водотвердом отношении 0,8 и более, что чрезвычайно важно для пенобетонных смесей, особенно смесей низкой плотности. Устойчивость пенобетонной смеси – весьма важный фактор, от которого зависит геометрия теплоизоляционной стяжки, часто имеющей неравномерную высоту по площади кровли вследствие необходимости образовывать необходимые уклоны для стока воды в водосточные воронки. 

Введение полимерной микрофибры в пенобетонную смесь в 1,5-4,0 раза повышает его прочность на растяжение, и в 1,4-2,0 раза - прочность на сжатие.  Модуль упругости фибропенобетона на 15-20% выше модуля упругости пенобетона без фибрового армирования.  

Полимерная микрофибра обладает значительно большей прочностью и деформативностью, чем пенобетон (относительное удлинение фибры при разрыве 4…15%). При разрыве матрицы (образовании в пенобетоне трещины) микрофибра принимает всю нагрузку на себя, при этом теплоизоляционная стяжка не разделяется на части, а остаются единым целым и при снятии нагрузки способствуют закрытию образовавшейся трещины. Разрушение фибропенобетона происходит без раздробления его на части, а в виде смятия и выкрашивания небольших частей материала из матрицы. Это очень важный показатель, так как при возможном местном разрушении кровли от внешних нагрузок, разрушение будет небольшим, местным и ремонт в основном будет заключаться только в реновации поврежденного участка. 

Фибропенобетонные смеси низкой плотности - D200-D300, как правило, изготавливаются на цементе марки М500; при плотности D400 – на цементе с песком при их соотношении 2:1, составы с плотностью D500 и более – на цементе с песком при их соотношении 1:1. Большое содержание портландцемента в ячеистых пенобетонах способствует их значительной усадке при твердении. 

Усадка пенобетона при твердении является одной из его важнейших характеристик. Большая усадка способствует появлению в теплоизоляционных стяжках усадочных трещин, которые могут появиться уже в раннем возрасте (5-10 суток после укладки). Усадка пенобетона продолжается довольно долго – до 180 суток и достигает 2,0-3,0 мм/м. В это время кровельный ковер уже давно настелен и усадочные деформации пенобетона могут привести к его большим деформациям кровельного ковра, особенно рулонных полимербитумных кровель, вплоть до разрыва или отслоения кровельного ковра от стяжкий. Для уменьшения усадочных деформаций однослойную пенобетонную стяжку следует армировать стальной или полимерной сеткой, либо поверх утеплителя из пенобетона укладывать армированную цементно-песчаную стяжку толщиной 30-40 мм.

Одной из важнейших характеристик теплоизоляционного пенобетона является его усадка при твердении. Армирование пенобетона полимерной фиброй существенно уменьшает усадочные деформации – в 2,5-3,5 раза для теплоизоляционного фибропенобетона (не более 0,9 мм/м для фибропенобетона против не менее 3,0 мм/м для пенобетона без фибрового армирования). Для конструкционно-теплоизоляционного фибропенобетона и пенобетона без фибрового армирования это соотношение еще больше – до 5,0 раз (соответственно 0,5 мм/м против 2,0-2,5 мм/м). Малая усадка фибропенобетона плотностью D500 и более дает возможность взамен армированной цементно-песчаной стяжки в качестве верхнего выравнивающего слоя кровельного покрытия применить конструкционно-теплоизоляционной пенобетон плотностью D500-D700 без какого-либо дополнительного армирования, что несколько уменьшит нагрузку на кровлю и повысит коэффициент теплового сопротивления утеплителя.    

Важнейшей характеристикой теплоизоляционных материалов является теплопроводность - способность материала проводить через свою толщу поток тепла, возникающий при наличии разности температур на его поверхностях. Показатель теплопроводности является сравнительной характеристикой при оценке теплоизоляционных свойств материала. Наилучшим теплоизолятором, из широко доступных на земле, является сухой воздух, теплоизоляционные свойства которого в замкнутом пространстве при отсуствии конвективного теплообмена характеризуются коэффифицентом теплопроводности 0,023 Вт/(м*0С).

Теплопроводность пористых теплоизоляционных материалов, к которым относятся минеральная вата, пенополистирол, полистиролбетон, а также различные виды ячеистых бетонов, сильно зависят от влагосодержания. Так теплопроводность минеральной ваты примерно равна 0,055 Вт/(м*0С, тогда как насыщенная водой минеральная вата резко снижает свои теплотехнически свойства – ее теплопроводность практически соответствует теплопроводности самой воды – 0,59 Вт/(м*0С), т.е. увеличивается в десять раз.

Теплопроводность пенобетона зависит от его влажности. Так для высушенного пенобетона марки по плотности D200 коэффициент теплопроводности равен 0,059 Вт/(м*0С), а при равновесной влажности воздуха 95% - 0,096 Вт/(м*0С), т.е. увеличивается в 1,62 раза. Для пенобетона D600 этот показатель равен соответственно 0,14 и 0,19, т.е. при сорбционном увлажении пенобетона влагой воздуха коэффициент теплопроводности увеличился на 36%. 

Таким образом, сильно увлажненный пенобетон снижает свои теплотехнические характеристики значительно в меньшей степени, чем минеральная вата, оставаясь хорошим теплоизолятором.

Фибропенобетон имеет невысокое водопоглощение и поэтому менее опасен в случаях протечек, чем, например, минеральная вата или засыпка керамзитом. Поэтому в случае повреждения кровельного ковра, замачивание пенобетонного утеплителя происходит локально, только на участке повреждения и редко ведет к значительным протечкам воды через поврежденное кровельное покрытие. Физико-механические характеристики разработанного нами фибропенобетона, применяемого для теплоизоляционных стяжек кровель приведены в таблице 1.

 Т а б л и ц а   1

Свойства фибропенобетона различной плотности

Плотность, кг/м3

Средняя прочность на сжатие, МПа

Прочность на растяжение при изгибе, МПа

Теплопроводность,

Вт/(м0С)

Морозостойкость. Циклы

Толщина теплоизоля-ции, мм

200

0,3

0,25

0,06

--

 

300

0,6

0,4

0,069

--

 

400

0,85

0,6

0,078

25-35

 

500

1,15

0,85

0,095

35-50

 

600

2,0

1,25

0,115

50-75

 

700

2,7

1,5

0,143

75-100

 

800

3,6

2,3

0,171

100-150

 

900

6,0

2,8

0,200

100-150

 

1000

8,0

3,5

0,24

100-150

 

 Применение двухслойной монолитной теплоизоляционной стяжки из фибропенобетона позволяет почти в три раза снизить нагрузку на несущие конструкции кровли (таблицы 2 и 3). Это может быть существенно важно для кровель по стальному профилированному настилу (экономия денежных средств за счет уменьшения профиля настила), а также при дополнительном утеплении кровель при их ремонте. 

Таблица 1 

Вес традиционной кровли, утепленной пенополистиролом.

Материал

Толщина, мм

Плотность, кг/м3

Вес кг/м2

Теплоизоляция кровли

Пенополистирол

150

З5

5

Уклоны кровли

Керамзит

200

(Среднее значение от 50 до 350 мм)*

800

160

Стяжка под водоизоляционный ковер

Цементно-песчаный раствор, стальная арма-тура

40

2200

88

Общий вес 1 м2 кровли

253

 Таблица 2 

Вес кровли утепленной монолитным пенобетоном.

 

Материал

Толщина, мм

Плотность, кг/м3

Вес, кг/м2

Теплоизоляционная стяжка кровли с необходимыми уклонами

Монолитный фибропенобетон D250

225 (Среднее значение от 150 до 300 мм)

250

56

Выравнивающая стяжка из монолитного фибропенобетона

Монолитный фибропенобетон D600

 

50

600

30

Общий вес 1 м2 утепления кровли

86

 

Остались вопросы? Задайте их нашему специалисту.
Задать вопрос
Нас легко найти
Адрес: Санкт-Петербург, ул.Ворошилова, д. 2 Email: vik48@live.ru