Полистиролбетон и пенобетон в качестве теплоизоляционного слоя кровли 

5

1

• Керамзит или полистиролбетон?
• Керамзит или пенобетон?

Особенности производства и использования, экономические аспекты применения.

В настоящее время в промышленном строительстве наибольшее распространение получили рулонные и мастичные кровли. Основанием рулонных кровель служат несущие монолитные, либо сборные плиты перекрытия, а также различные типы стяжек (цементно-песчаные, и т.д.) устроенные поверх теплоизоляционного слоя кровли. Часто в практике проведения кровельных работ возникает вопрос о выборе материала теплоизоляционного слоя и непосредственно самого кровельного, рулонного материала, при проведении ремонтных работ. Зачастую старая кровля уже не соответствует современным требованиям строительной теплотехники. Поэтому к стандартной задаче замены старого гидроизоляционного слоя, добавляется и необходимость проведения комплекса работ по улучшению теплотехнических показателей кровли.

Отметим, что проведение ремонтных кровельных работ в эксплуатируемых зданиях в условиях плотной городской застройки сопряжено со значительными трудностями. Увеличение толщины теплоизоляционного слоя ремонтируемой кровли для повышения теплотехнических показателей, соответствующих современным требованиям энергосбережения, требует проведения целого ряда мероприятий.

Материал теплоизоляционного слоя ремонтируемой кровли должен отвечать целому ряду требований:

• Низкая плотность материала. Увеличение толщины теплоизоляционного слоя увеличивает нагрузку на несущие элементы здания. Желательно применять материал низкой плотности (удельного веса), который увеличит нагрузку на силовые элементы зданий в допустимых пределах. В случае, если вес теплоизоляционного слоя превышает несущую способность силовых элементов здания, требуется проведение работ по возведению дополнительных силовых конструкций, что негативно сказывается на общей стоимости ремонтных работ.
  
  
• Низкая теплопроводность. Желательно использование материала с высоким сопротивлением теплопередачи. Чем ниже значение теплопроводности выбранного материала, тем меньше будет толщина теплоизоляционного слоя кровли. Соответственно снизится расход теплоизоляционного материала, а также расходы на транспортировку, подачу и укладку. Так, руководствуясь нормами тепловой защиты зданий СНиП 23-02-2003 по возведению ограждающих конструкций в климатических условиях Московской области, можно продемонстрировать возможный экономический эффект от замены утепляющего слоя из керамзитобетона на керамзитовом песке на полистиролбетон плотностью 300 кг/м3. Для выполнения требований СНиП 23-02-2003 при использовании керамзитобетона (D-1800) потребуется организация теплоизоляционного слоя толщиной не менее 1.7м (коэффициент теплопроводности в сухом состоянии ?= 0.66 Вт/м*оС). В тоже время, применение полистиролбетона плотности D-300 позволит сократить толщину утепляющего слоя до 25 сантиметров! Возможность уменьшения толщины утепляющего слоя, при сохранении требуемых показателей энергосбережения, объясняется различием коэффициентов теплопроводности материалов. Так коэффициент теплопроводности керамзитобетона на керамзитовом песке в сухом состоянии 0.66 Вт/(м*оС), бетона на гравии 1.51 Вт/(м*оС), а полистиролбетона плотности 300кг/м3 0.085 Вт/(м*оС)!

Теплотехнические показатели полистиролбетона

Таблица Д.1

Нормируемые показатели физико-технических свойств бетонов
ГОСТ 25485-89 Бетоны ячеистые

Высокая (достаточная) механическая прочность. Возможность сокращения времени набора прочности.

Проведение работ по устройству, либо ремонту кровель условно можно разделить на два этапа: укладка теплоизоляционного слоя, зачастую выполняющего и роль стяжки-основания для монтажа рулонных гидроизоляционных материалов, и непосредственно сам монтаж рулонных, кровельных материалов.

Таким образом, на подготовленную поверхность укладывается материал теплоизоляционного слоя. После проведения работ по уходу за созревающим бетоном и выдержки бетона, достаточной для набора необходимой прочности (не менее 1.5МПа), приступают к укладке рулонного материала.

Естественно, желательно сократить промежуток времени между работами по устройству утепляющего слоя и укладкой гидроизоляционного материала. Работы по уходу за созревающим бетоном (керамзитобетоном, полистиролбетоном, пенобетоном) включают в себя защиту бетона от прямого воздействия солнечных лучей и ветра (укрытие стяжки полимерными пленками, мокрыми опилками и т.д). Увлажнение поверхности стяжки в целях предотвращения растрескивания материала. При использовании материалов на основе портландцемента необходимо поливать водой созревающую стяжку в течение 7 дней с обязательным последующим укрытием, предотвращающим быструю потерю влаги верхними слоями стяжки.

После набора материалом стяжки необходимой прочности, можно приступать к укладки рулонных материалов. Для сокращения времени набора прочности стяжки-основания теплоизоляционного слоя возможно использование пластифицирующих добавок для бетонов и строительных растворов (ГОСТ 24211-03). Пластифицирующие добавки бетона, являясь комплексным продуктом на основе натриевых солей, существенно ускоряют процесс набора прочности бетона в первые двое суток нормального твердения на 20-45%. Применение добавок позволяет значительно снизить расход воды (до 20%), повышает удобноукладываемость бетона, существенно увеличивает трещеностойкость и водонепроницаемость бетона (полистиролбетона, пенобетона и т.д).

Низкое массовое отношение влаги в материале.

Водопоглощение материала утепляющего слоя важный показатель, во многом определяющий эксплуатационные показатели кровли. Материал, имеющий высокие показатели водопоглащения, ни в коем случае не может быть рекомендован для устройства теплоизоляционного слоя кровли. При использовании бетона на легких заполнителях (керамзитобетона, полистиролбетона), а также пенобетона рекомендуется применять гидрофобизирующие добавки бетона. Применение гидрофобизирующих добавок позволяет получать материал с массовым отношением влаги не более 5%.

Наиболее часто применяемый в качестве материала теплоизоляционного слоя кровли керамзитобетон имеет массовое отношение влаги в материале 10% (для условий Б), в то время как полистиролбетон плотности от 150 до 600кг/м3 не более 8%.

Удобноукладоваемость материала.

Возможность применения средств механизации бетонных работ. Возможность применения бетононасосов различных типов для подачи материала к месту укладки.

Удобноукладоваемость материала и его однородность - важная составляющая успешного проведения бетонных работ при ремонте (устройстве) кровли. Однородность (нерасслаиваемость) бетонной смеси достигается тщательной дозировкой составляющих, качественным перемешиванием, а также общей водоудерживающей способностью смеси.

При использовании в качестве материала утепляющего слоя-стяжки полистиролбетона, либо пенобетона особое внимание следует уделять выбору типа бетононасоса, а также агрегатов механизации бетонных работ (виброрейки, виброплиты).

Для организации напорной подачи пенобетонной массы и бетона на легких заполнителях желательно применять насосные агрегаты не создающие чрезмерного давления в напорной магистрали. Для напорной подачи пенобетона и полистиролбетона можно рекомендовать винтовые насосы (героторные), пневмонагнетатели различной емкости. При использовании растворонасосов диафрагменно-плунжерного типа довольно часто наблюдается расслоение пенобетонных растворов и бетона на легких заполнителях (полистиролбетона). Это объясняется созданием высокого давления (до25Атм) при рабочем ходе подающего органа растворонасоса диафрагменно-плунжерного типа.

Удобноукладываемость смеси, прежде всего, зависит от ее гранулометрического состава и количества воды (подвижности бетона). Подвижность бетона (пенобетона) назначается исходя из особенности бетонируемой поверхности, степени и характера армирования (если применяется), а также уклона ремонтируемой, либо возводимой кровли. Также при выборе подвижности бетонной (пенобетонной) смеси следует принимать во внимание способы транспортирования и уплотнения.

Хотелось бы отметить, что при ремонте кровли с применением современных теплоэнергосберегающих материалов целесообразно организовать приготовление материала утепляющего слоя в непосредственной близости от места проведения работ. Получение пенобетона, либо полистиролбетона различных плотностей нетрудно организовать непосредственно на строительной площадке, при этом снижаются транспортные расходы, связанные с доставкой материала к месту использования. Заметим, что доставка гранул вспененного полистирола при производстве полистиролбетона, имеющего насыпную плотность от 8 до 30кг/м3 и занимающего до 80% объема полистиролбетонной смеси, задача более простая, нежели доставка песка и цемента с плотностью более 1000кг/м3! Для приготовления неавтоклавного пенобетона (поробетона) применяются различные пенообразователи, в среднем расход пенообразователя около 0.5-1кг на кубический метр пенобетона. После введения пенообразователя в цементно-песчанный раствор происходит увеличение объема, вследствие активной поризации смеси. При этом объем может быть увеличен в 2.5 и более раз! В итоге существенно сокращаются объемы исходных материалов (цемент, песок) завозимого на строительную площадку. Наблюдается значительная экономия вяжущих и инертных составляющих смеси, сокращение транспортных расходов, снижение общих объемов ремонтных работ.

Приготовление пенобетона или полистиролбетона непосредственно на месте использования открывает возможность оперативной корректировки некоторых параметров приготавливаемого бетона, для более точного соответствия условиям проведения бетонных работ.

При устройстве стяжки-основания возможно применение пенобетона, полистиролбетона, керамзитобетона различной подвижности, плотности и прочности. Так при использовании керамзитобетона, либо полистиролбетона в целях снижения расхода материала и уменьшении толщины теплоизолящионного слоя достаточного для выполнения современных теплотехнических требований целесообразно в качестве основного материала применить бетон на легких заполнителях пониженной плотности, а в качестве стяжки-основания применить тот же материал, но повышенной прочности и плотности. Подобные мероприятия позволяют получать утепляющую стяжку требуемых теплотехнических характеристик и в тоже время сократить перерыв в проведении работ связанный с необходимости выдержки бетона (полистиролбетона) перед укладкой рулонного материала кровли.

Использование смесителей-пневмонагнетателей. Проведение ремонтных работ в условиях плотной городской застройки зачастую сопряжено с целым рядом серьезных трудностей. Невозможность использования стационарной грузоподъемной техники, трудности расположения вспомогательных строительных механизмов, затрудненный проезд большегрузного автотранспорта, усложняет проведение строительных и ремонтных работ в черте городской застройки.

В этом случае целесообразно не только сократить общий объем используемого материала, за счет применения материалов пониженной плотности и низким коэффициентом теплопроводности, но и применять универсальные строительные машины, позволяющие решать вопросы приготовления материала непосредственно на строительной площадке и что особенно важно, вопрос напорной подачи материала к месту укладки.

На сегодняшний день наиболее универсальной машиной способной работать с различными материалами, в том числе и бетонами с включениями до 15мм, является смеситель-пневмонагнетатель.

Смеситель-пневмонагнетатель, установленный на колесном шасси и оснащенный прицепным устройством, может быть доставлен непосредственно к месту использования. Лопастной активатор смесителя-пневмонагнетателя позволяет произвести очень качественное смешивание составляющих бетонной смеси. Установленный на раме смесителя блок управления и регулирования сжатого воздуха делает работу с пневмонагнетателем производительной и безопасной. Оснащенный напорными шлангами смеситель-пневмонагнетатель способен подать строительный раствор на крышу девяти этажного дома! Низкий вес смесителя позволяет установить агрегат непосредственно на кровле, не привлекая для этого грузоподъемные механизмы большой мощности.

Для приготовления пенобетонных растворов смеситель-пневмонагнетатель оснащается гидропневматическим генератором пены. Применение пеногенератора позволяет получать качественный пенобетон низких плотностей непосредственно на строительной площадке. Для приготовления и подачи полистиролбетона используется пневмонагнетатель в стандартной комплектации без каких либо изменений. Для работы смесителя-пневмонагнетателя необходим компрессор производительностью по нагнетанию около 2.5м3 в минуту (при использовании смесителя-пневмонагнетателя, оснащенного ZOOM машиной, производительность компрессора может быть снижена до 600литров в минуту).

Агрегаты механизации бетонных работ.
Уплотнение бетонной (полистиролбетонной) смеси.

После подачи теплоизоляционного материала к месту укладки можно приступать к разравниванию и уплотнению. Ровная поверхность стяжки-основания существенно облегчает проведение работ по укладке рулонного, кровельного материала, одновременно повышая качество кровельных работ. Уплотнение бетонных растворов необходимо для улучшения качества и прочности материала стяжки-основания. Зачастую уплотнение и выравнивание материала выполняется за один проход, как единая операция, что существенно ускоряет процесс проведения бетонных работ. Уплотнение и выравнивание бетона осуществляется в основном вибрированием и тромбованием. При работе с бетонами на легких заполнителях - только вибрированием, при работах с микроармированным пенобетоном - низкоамплитудным вибрированием.

Для чистового выравнивания с одновременным виброуплотнением полистиролбетона низких плотностей применяются облегченные виброрейки (виброполутерки), оснащенные высокочастотными вибраторами.

Отличный результат достигается применением высокочастотных пневмовибраторов. Бетоны на легких заполнителях (полистиролбетон) не нуждаются в тяжелом виброуплотнении с большой амплитудой колебаний рабочего органа. Применение низкоамплитудных пневмовибраторов позволяет качественно разровнять уложенный бетон без повреждения и перераспределения легких заполнителей в бетонной массе. Пневмовиброрейки оснащаются устройством регулирования частоты вибрации, что позволяет максимально точно настраивать агрегат на работу с конкретным материалом. Пневмовиброрейки подходят и для работы с микроармированным пенобетоном, однако необходимо произвести настройку в части уменьшения эффекта виброуплотнения.

Итак, применение в качестве материала теплоизоляционного слоя ремонтируемой либо возводимой кровли современных теплоэнергосберигающих материалов позволяет:

• Выполнить условия современных строительных норм и правил (СНиП 23-02-2003) в части требований к тепловой защите зданий в целях экономии энергии и оптимизации микроклимата помещений.
• Существенно сократить объемы используемого материала, снизить расходы на перевозку, подачу и непосредственно на саму укладку.
• Снизить общую стоимость и трудоемкость работ по ремонту, либо устройству кровель.
• Организовать широкое применение в строительстве современных средств и механизмов, облегчающих проведение бетонных работ, одновременно повышающих их качество.
• Практически полностью отказаться от применения тяжелой грузоподъемной техники на строительной площадке.
• Существенно снизить общую стоимость ремонтных работ.

Подготовлено: ООО "СтройМеханика" 2005г. www.penobet.ru