Полистиролбетон: что это такое,особенности,стандарт,разновидности,изготовление в домашних условиях

Если попросить случайного человека перечислить популярные материалы для возведения дома, с большой долей вероятности первыми вариантами окажутся древесина и кирпич. Так и было в течение многих веков, но за последние полсотни лет много что изменилось. Благодаря развитию строительных технологий появились стройматериалы с новыми свойствами; один из них назвали полистиролбетоном.

Первоначально материал не получил распространения (из-за высокой стоимости сырья). В конце 60-х удалось улучшить технологический процесс и снизить себестоимость. С этого момента полистиролбетонные блоки (ПСБ блоки) превратились в популярный материал, особенно востребованный в загородном малоэтажном строительстве. Сегодня крупнейшими потребителями этого недорогого и практичного в работе стройматериала являются Германия, Франция, США и Канада.

Полистиролбетон: что это?

Полистиролбетон появился во второй половине прошлого века. Над изобретением и совершенствованием этого материала работали, в основном, немецкие и французские химики, физики, инженеры-строители.

Специальные шарики, которые можно было использовать для наполнения бетона, были впервые представлены компанией BASF. В дальнейшем была разработана технология их массового получения, что сделало возможным не только производство полистиролбетона на заводе, но и известного всем гранулированного пенополистирола.

Сам по себе материал состоит из следующих компонентов: портландцемента, шариков из вспененного пластика, воды, опционально — пенообразующих смол или песка. В результате получается композитный строительный материал, который можно легко изготовить и применять. Качественный пенополистирол легко распиливается газобетонной ножовкой, блоки из полистиролбетона можно укладывать на раствор.

Особенности материала

Сочетание нефтехимии и цемента родило новый высокопрочный материал, с отличными теплоизоляционными возможностями. Технология изготовления настолько простая, что даже не специалист может построить своими руками дом из полистиролбетона.

Основными компонентами будут дешевые доступные материалы.

  • Все хорошо знают полистирольный утеплитель в прессованных листах. Точно так же уже давно ряд фирм выпускает гранулы для заполнения бетонных смесей.
  • Для создания прочной структуры используется цемент марки не ниже М300.
  • Иногда для придания дополнительной плотности конечному материалу добавляют песок. Как правило, не более 15 %.
  • Некоторые виды бетона содержат синтетическое волокно. Его присутствие препятствует усадке и появлению мелких трещин.
  • Для формирования равномерной структуры добавляют различные пластификаторы. При изготовлении полистиролбетона своими руками часто используют обычное моющее вещество “Фейри”.

Стандарт полистиролбетона

Одновременно с западными фирмами специалисты Советского Союза вели свои разработки легких бетонов.

В настоящее время Россия, как преемница тех разработок, широко применяет новые материалы в промышленном строительстве.

Институт ВНИИжелезобетон разработал стандарт 33929-2016 на технические условия изготовления бетона, в котором отражены все требования к исходным компонентам и конечному продукту.

Рекомендуемые сферы применения:

  • Теплоизоляция перекрытий, наружных стен и фундаментов. В этом случае не предусматривается большой нагрузки, соответственно, по прочности достаточно иметь марку B0,35.
  • Утепление наружных стен высотных зданий, монолитное заполнение каркасных конструкции уже требует более прочного бетона B0.5-B1.
  • Для зданий не выше 2 этажей и наружных не несущих стен допускается применение таких бетонов, но уже марка по прочности должна быть B1,5-B2,5.

Характеристики полистиролбетона

Как и у всякого материала, у полистиролбетона есть свои положительные и отрицательные стороны.

Достоинства полистиролбетона:

  • долговечность;
  • небольшая масса;
  • хорошие шумо- и теплоизолирующие свойства, его используют для теплоизоляции, в частности, кровли;
  • противостоит плесени;
  • не выделяет вредных веществ;
  • блоки не бьются и не трескаются.

Недостатки полистиролбетона:

  • низкая прочность в местах крепления, например, окон и дверей;
  • необходимость дополнительной защиты от воды, оштукатуривания ‒ в сырой среде материал теряет прочность, намоченный полистиролбетон после замораживания и оттаивания становится хрупким;
  • необходима защита от ультрафиолета;
  • хотя пенополистиролбетон не горит, от высокой температуры он становится непрочным;
  • несмотря на небольшую массу, с блоками большого размера неудобно работать.

Полистиролбетон применяется и в малоэтажном, и в многоэтажном (до 25 этажей) строительстве в виде готовых блоков или монолитных стен и перекрытий, для которых его заливают в съемную или несъемную опалубку.

Кроме того, полистирол в виде сухих смесей используют для теплоизоляции, например, кровли, выравнивания полов, заделывания воздушных каналов. Благодаря небольшой массе его можно применять для надстройки зданий.

Для кладки стен из полистиролбетонных блоков используется специальный клей или теплый раствор.

Совет

Стоит заметить, что разные по плотности марки полистиролбетона предназначены для разных целей.

Марки полистиролбетона D150 и D200 используют только для теплоизоляции, D250 и D300 — для теплоизоляции и ненесущих стен, внутренних перегородок, а марки с большей плотностью уже можно применять для постройки несущих стен. Цифры в названии марки обозначают плотность в килограммах на кубический метр.

Кроме блоков и сухих смесей, некоторые компании производят домокомплекты из полистиролбетона. Такие домокомплекты можно как выбрать из готовых вариантов, так и заказать по собственному проекту.

В комплект входят крупногабаритные плиты для стен и перекрытий, из которых можно прямо на участке довольно быстро собрать дом.

Кроме скорости постройки такого дома, использование монолитных плит уменьшает количество швов, по которым из дома зимой будет уходить тепло.

Пенополистиролбетон, как и любой стройматериал, имеет свои особенности и недостатки, и свою область применения. От других видов легкого бетона его существенно отличает меньшая теплопроводность и большая прочность.

Полистиролбетонные блоки – область использования

Входящий в бетон полистирол влияет на сферу применения полистиролбетона:

  • полистиролбетон конструкционного назначения используется в виде готовых полистиролбетонных блоков;
  • в виде смеси материал используется как теплоизоляция, которая заливается в опалубку.
Полистиролбетон (ПСБ) – особо легкий бетон с пористой структурой, производимый на базе цементного вяжущего, с пористым гранулированным заполнителем

Конструкционный пенополистирол, блоки из которого способны воспринимать повышенные нагрузки, используется для возведения:

  • коробок зданий, несущих стен;
  • элементов ограждения, внутренних перегородок.

Теплоизоляционный полистиролбетон, имеющий жидкую консистенцию, заливается для теплоизоляции, а также предотвращения проникновения внешних шумов.

Он используется для следующих конструкций:

  • межэтажных перекрытий;
  • чердачных помещений;
  • потолков, полов.

Используя полистирол для бетона, можно подготовить раствор, применяемый для бетонирования:

  • каркасных конструкций, оборудованных щитовой опалубкой;
  • утепленных полов, сооружаемых по железобетонным плитам;
  • стяжки, которая сооружается на полах с системой обогрева;
  • внутренних полостей в конструкциях, собранных из отдельных элементов.

С помощью состава производится отделка стен из полистиролбетона (теплая штукатурка), а также штукатурка потолка полистиролбетоном. Гипсополистиролбетон, керамзитополистиролбетон, арболит также содержат полистирольный наполнитель.

В зависимости от поставленных задач широко применяются легкие бетоны конструкционного и теплоизоляционного назначения.

Разногласия возникаю в основном при использовании блоков из полистиролбетона в качестве наружных несущих стен

Методы производства

 Полистиролбетонные изделия получают двумя способами:

  • Кустарный(литейный). Популярен у домашних умельцев из-за доступности компонентов и несложной технологии. Процесс напоминает производство неавтоклавного газобетона — необходимые компоненты смешиваются, смесь заливается в формы и выдерживается там до твердения (3-7 суток). Литьевая технология невыгодна на производстве (множество трудоемких операций по подготовке и обслуживанию форм).
  • Вибропрессование (виброформовка). В промышленном производстве смесь замешивается более концентрированной (больше цемента, меньше воды). Ее загружают в формы и отправляют в вибропресс, где держат до полусухого состояния. При распалубке получаются блоки с четкой геометрией, которые затем отправляют на окончательную сушку.

Полистиролбетон с различной плотностью получают, меняя соотношение компонентов и вид полистироловых гранул (чем крупнее диаметр полимерных шариков, тем ниже удельный вес и прочность материала).

Разновидности

Строительными нормативами (по ГОСТУ Р51253-99) предусмотрены изделия из полистиролбетона следующих разрядов:

  • Конструкционный,маркировка D450-600.
  • Конструкционно-теплоизоляционный,марки с D350 по D450.
  • Теплоизоляционный,D150-350.
Виды ПСБ изделий

Строительные ПСБ блоки также классифицируют по размерам и способу использования:

  • Блоки из полистиролбетона для монтажа внешних стен(конструкционные) имеют плотность D500-D600 (500-600 кг/м3). Промышленным способом производятся изделия с параметрами 188х300х588 и 300 х 380 х 588 мм.
  • Блоки, применяющиеся для организации внутренних перегородок(теплоизоляционные), имеют плотность от D400 и размеры 92х300х588 и 92х600х588 мм.
  • Армированные перемычки(для защиты проемов) с плотностью D400 могут иметь длину от 1200 до 3000 мм и различные сечения (140х235, 140х295, 180х235, 180х295 мм).
  • Облицовочные(декоративные) изделия имеют отформованную лицевую поверхность, плотность от D300 и различные размеры. Фасад, облицованный такими блоками, не нуждается в дополнительной отделке (при желании его можно покрасить).

Стены из полистиролбетона: стоит ли?

В качестве стенового материала в малом строительстве полистиролбетон не выдерживает критики. Дело в том, что давно существует газобетон. Он существенно проще, лучше сопротивляется горению. Конечно, если это немецкий Ютонг подходящей марки, а не Аэрок с его сверхнизкой плотностью. Впрочем, даже Аэрок по прочности и жёсткости превосходит самый прочный полистиролбетон, не говоря уже о звукоизоляции, и уступает только по теплоизоляционным свойствам, которые для полистиролбетона сильно режутся раствором.

Перемычки

Для полистиролбетона существуют серьёзные трудности при устройстве перемычек над окнами, дверьми. Дело в том, что под них придётся выкладывать подушки из кирпича, в противном случае бетонная перемычка может скалывать блок со временем. Такие подушки также снижают теплозащиту, являясь мостами холода. При этом они будут находиться в критически важных местах, у оконного и дверного проёма, вызывая конденсат и другие неприятные вещи. Для газобетона же существует отработанная технология перекрытия даже сравнительно больших проёмов практически без создания мостиков, используя блоки-корыта. Этот строительный узел намного теплее, чем просто бетонная перемычка, уложенная или залитая, тем более на кирпичных подушках.

Отделка и скорость строительства

По простоте отделки полистиролбетон также проигрывает во всём газобетону. Последний легко штукатурится гипсом, сравнительно недорогим и современным отделочным материалом, позволяющим работать очень быстро и качественно. Он не имеет серьёзных ограничений по применению в гаражах, по применению агрессивных грунтовок, растворителей, других химических веществ в отделке. Строить из него, казалось бы, не так удобно, так как он тяжелее. Однако, если учесть возможность использования строительного клея для газобетона, само по себе строительство будет вестись быстрее, чем укладка пенополистирольных блоков на простой раствор.

Утеплитель

Остаётся возможность использовать его для утепления. Однако тут он проигрывает обычным вентилируемым фасадным системам и штукатурным системам из обычного экструдированного пенополистирола. По мнению автора, единственные стены, куда его можно поставить — это стены сарая, курятника, которые рассчитаны на эксплуатацию не более пяти лет, но вряд ли кто-то будет строить это из каменных материалов. И для дома, и даже для бани лучше подходит привычный газобетон.

Поэтому главной сферой его применения является отделка, стяжка. С этим вполне справляется описанная выше Кнауф Убо. Смесь простая в применении и для частного застройщика будет очень удобной.

Изготовление полистиролбетона в домашних условиях

Итак, ознакомившись с основными свойствами полистиролбетона и областью его применения, рассмотрим, как этот строительный материал можно сделать в домашних условиях, причем без существенной потери качества. Но сначала, нужно определиться, для чего он нужен именно вам, так как технология изготовления в каждом случае может отличаться.

Рецепт приготовления полистиролбетона

Полистиролбетон применяется:

  • При утеплении кровли и чердака.
  • Для заливки монолитных стен дома.
  • Для изготовления блоков.

И в том и в другом случае нужно сделать качественный раствор, прочность которого позволит получить желаемый результат. Для чердака можно сделать менее прочный раствор, поэтому этот момент будет описан отдельно.

В нижеприведенной таблице приведены пропорции для получения 1 м3 полистиролбетона разной плотности.

  • Первым делом нужно правильно приготовить раствор омыленной древесной смолы (ЦДО) в литровой банке, залив ее кипятком.
  • Смола растворяется до однородного состояния.
  • Вместо смолы можно использовать жидкое мыло или моющее средство, но в таком случае теплоизоляционные свойства материала ухудшаются.
  • В бетономешалку заливается 10 л воды и добавляется пластификатор.
  • Запустив бетономешалку, засыпаем в нее часть полистирола.
  • Добавляем нужное количество цемента и воды, перемешиваем раствор до получения однородного состава.
  • В последнюю очередь засыпается остальная часть полистирола. После перемешивания раствор готов к применению по назначению.

Утепление чердака

Для утепления чердака смесь готовится следующим образом:

  • Прямо на чердаке устанавливается корыто и в него засыпается 3 ведра полистирола.
  • Затем в эту емкость заливается 1,5 л воды с добавлением в нее 30 мл моющего средства или жидкого мыла.
  • Всё перемешивается, чтобы шарики смочились водой.
  • Добавляется ведро цемента М400, и вновь всё перемешивается миксером.
  • По мере перемешивания добавляется вода.

Готовую смесь используют для утепления чердака, укладывая ее слоем приблизительно 10 см.

Как вы смогли понять, сделать полистиролбетон в домашних условиях несложно, но чтобы он соответствовал определенной марке, важно соблюдать пропорции при его изготовлении. Важно принять во внимание, что чем выше прочность материала, тем ниже его теплоизоляционные свойства, и наоборот.

В короткой статье невозможно описать все способы изготовления полистиролбетона, да это и не надо. Если же вы имеете свои наработки и опыт в этой сфере, то ваши комментарии станут прекрасным дополнением к уже изложенному материалу.

Стоимость изделий из полистиролбетона

В целом стоимость ПСБ блоков на 10-15% выше, чем у пено- и газобетонных аналогов. Определяет в первую очередь цену полистеролбетонных блоков размеры и марки материала (конструкционный или теплоизоляционный). Изделия с декоративной отделкой обходятся на 20-30% дороже, чем строительные изделия.

Для блока размером 595х375х295 мм средняя цена в Московском регионе (за 1 м3, без учета стоимости доставки, в зависимости от марки) составляет:

  • D-250 — 3000-3200 руб.

  • D-300 — 3300-3400 руб.

  • D-350 — 3450-3550 руб.

  • D-400— 3650-3750 руб.

  • D-450 — 3800-3850 руб.

  • D-500— 3750-3950 руб.

  • D-600— 4250-4300 руб.

Отходы пенополистирола в качестве легкого заполнителя

В Германии в настоящее время для изготовления упаковочных материалов ежегодно используется около 40 000 тонн сырья для производства пенополистирола, из которого получается пенополистирол в объеме до 2 млн.м3.

Эти упаковочные материалы содержат 98% воздуха, не содержат ни в каких количествах фторхлоруглеводов, и могут подвергаться переработке для того, чтобы вновь послужить какой либо разумной цели. В наше стране тоже достаточное количество отходов, а с развитием промышленности и ростом производства изделий остро встает вопрос переработки упаковки.

В этой связи были разработаны системы для вторичной переработки пенополистирола, позволяющие обеспечить полную утилизацию использованных упаковочных материалов, получаемых от промышленных, торговых предприятий и от частных потребителей. В настоящей статье мы рассматриваем только применение отходов полистирола в легких бетонах.

Мелкозернистый , изготавливаемый из отходов производства пенополистирольной упаковки, пригоден для использования при производстве строительных материалов: в качестве порообразующего вещества при производстве блоков, панелей, и в качестве легкого заполнителя для производства легкого бетона (полистиролбетона).

Для использования измельченного пенополистирола в качестве легкого заполнителя требуется выполнение определенных требований с целью предотвращения снижения качества бетона. В том, что касается размеров и формы зерен, различия между и свежеиспеченными частицами пенополистирола должны быть настолько малы, насколько это возможно:

  • большая часть зерен должна иметь круглую форму
  • большая часть зерен должна иметь размеры, находящиеся в диапазоне от 0,5 мм до 4,0 мм
  • в измельченном материале должны отсутствовать очень мелкие частицы.

Эти требования к качеству могут быть удовлетворены при соблюдении следующих условий:

  • использованием соответствующих дробилок с отделением частиц пенополистирола в тачках, в которых они сплавились между собой, так что первоначальная сферическая форма зерен в очень большой степени сохраняется
  • размер частиц гранул пенополистирола, используемого для производства упаковочных материалов, обычно соответствует размеру, требующемуся для легкого пенополистирольного заполнителя, изготовленного из , это достижимо при помощи использования соответствующих сит в дробилке. В настоящее время такой подготовленный предлагается некоторыми западными производителями упаковочных материалов по цене от 12 до 25 евро, что намного ниже уровня цен за свежевспененный легкий пенополистирольный заполнитель.

На российском рынке тоже присутствует , к сожалению редко удовлетворяющий вышеперечисленным требованиям. Полученные в результате 28-дневных испытаний значения прочности при сжатии и при изгибе, в каждом случае представляют собой средние значения для трех образцов.

Испытания на прочность при сжатии проводились на кубах с длиной ребра 20 см, а испытания на прочность при изгибе – на брусках 70*15*15 см.

Прочность при сжатии образцов полистиролбетона, изготовленных с использованием пенополистирола из – прежде всего в нижней части диапазона объемных масс полистиролбетона примерно на 40 % ниже, чем у полистиролбетона, изготовленного с использованием частиц свежего вспененного пенополистирола.

Совет

Прочность на растяжение при изгибе обоих вариантов полистиролбетона в пределах указанного диапазона объемных масс находится примерно на одном уровне. Использование пенополистирола из , по сравнению со вспененным пенополистиролом не влияет на теплопроводность, так как она в первую очередь зависит от объемной массы полистиролбетона. Использование пенополистирола из не оказывает отрицательного влияния на требования к качеству, такие, как поглощение воды, морозостойкость, огнестойкость и т. п.