Категория: Uncategorized

Огнестойкость газобетона (рассказ в картинках)

Газобетон негорюч, а конструкции из него весьма огнестойки. 
Для разбора этого тезиса пройдем от частного к общему. Сначала картинки, потом чуть-чуть теории.
Для наглядности приведу примеры реального пожарища и лабораторного испытания на огнестойкость.

1. Вот дом с газобетонными стенами, у которого из-за проблем с электрикой выгорели интерьеры второго этажа и сгорела кровля, сделанная из дерева.

пожар 1

2. Вот вид на стены бывшей мансарды. Шпаклевка поотваливалась, стены живы.

пожар 2

3. Вот стена вблизи. Сеточка трещин — усадка от удаления кристаллизационной влаги. Глубина повреждения 3–10 мм. 

пожар 3

4. А вот не осмотр пожарища с неконтролируемым режимом горения, а лабораторный эксперимент. Испытания кладки на огнестойкость под нагрузкой.
Толщина испытуемой кладки 150 мм. Нагрузка на образец около 20 тс (газобетон D400 В2,5, длина фрагмента около 3 м).

пожар 8

5. Изнутри испытательной установки установлены горелки, которые обеспечивают рост температуры по нормативному графику, имитирующему так называемый «целлюлозный пожар».

пожар 4

6. 46 минут одностороннего огневого воздействия на конструкцию. С «холодной» стороны кладка нагрелась с 13 до 14-15 градусов Цельсия (На 1–2 градуса на 45 минут!), в «горячем» отсеке температура уже далеко за 800 градусов.

пожар 5

7. Испытания длились 120 минут — два часа активного огневого воздействия. Температура была поднята выше 1000 градусов Цельсия.
На фотографиях видно, что остаточная светимость более активна у клеевых швов и у обрамляющих конструкций испытательной установки. Сами газобетонные блоки, как малотеплопроводные изделия, светятся значительно менее интенсивно.

пожар 7

8. И в завершение самый наглядный кадр. Фрагмент демонтированной кладки, при взгляде на который видна глубина, до которой продвинулся фронт дегидратации гидросиликатов — произошли изменения, приведшие к растрескиванию и потере прочности материалом: 
30–40 мм за 120 минут.

 пожар 9

Под занавес немного общих рассужений.

Строительство в России традиционно было преимущественно деревянным. Деревянные города периодически выгорали, поскольку деревянным было всё — стены, кровли, ставни на окнах, полы, крыльца, заборы, мостовые. 
Сухая ветренная погода, оброненный спьяну уголь и — пых! — нет города Рязани.

Поэтому противопожарные нормы у нас весьма жесткие. В силу исторического опыта.

Классификация материалов и конструкций.
Первейшая и простейшая классификация материалов — по горючести.
Горит/не горит. Если горит, то сколь интенсивно. Соответственно, материалы разбиваются на группы: негорючие — НГ, горючие — от Г1 (слабогорючие) до Г4 (сильно горючие). [ГОСТ 30244-94]
Для горючих материалов учитываются также воспламеняемость (В1–В4), дымообразующая способность (Д1–Д4), токсичность дыма (Т1–Т4).
Газобетон негорюч (НГ).
 

Конструкции, сделанные из материалов, характеризуются огнестойкостью, которая с горючестью не очень коррелирует.

Например деревянные балки более огнестойки, чем металлические, хотя и горят.
Суть в следующем.
 Огнестойкость классифицируется по трем признакам:
потеря несущей способности (R);
потеря целостности (Е);
потеря теплоизолирующей способности (I).
Предел огнестойкости по каждому из признаков оценивается в минутах. Например, конструкция с R30 EI60 будет в течение получаса сохранять свою несущую способность и в течении часа (если нагрузки нет) сохранять целостность и теплоизолировать ограждаемое помещение.
Вернемся к деревянным балкам перекрытий. При пожаре они довольно легко воспламеняются, начинают дымить в пределах своей способности к дымообразованию, но продолжают нести нагрузку. Поэтому требуемые для индивидуального дома 15 минут сохранения несущей способности они всегда обеспечат. А жильцы за это время успеют из дома эвакуироваться.
Металлические же балки перекрытий, без специальной огнезащиты легко перегреваются и «текут» — сталь теряет несущую способность и перекрытие обрушивается вместе с теми, кто сверху, на тех, кто внизу.

Вернемся, однако, к газобетону.
Минеральные строительные материалы вообще весьма огнестойки, но газобетон выделяется даже в их ряду. Он самый огнестойкий материал для каменной кладки.
Низкая теплопроводность обеспечивает защиту заглубленных слоев от воздействия жара огня. Поэтому, когда наружная поверхность газобетона после полутора часов непрерывного пожара терят гидратационную влагу и гидросиликаты кальция деградируют до безводных силикатов, внутренние слои остаются в исходной целостности.

Что мы имеем применительно к газобетону:
материал – НГ.
кладка толщиной от 100 мм —
 EI180.
кладка толщиной от 200 мм —
 REI240.

Примечание.
Снижение плотности газобетона влечет снижение его теплопроводности. Снижение теплопроводности уменьшает скорость продвижения фронта дегидратации.
Следовательно, снижение плотности увеличивает предел огнестойкости по признакам E и I.

Газобетон низкой плотности

краткая заметка для статьи в журнале «Проекты коттеджей»

Автоклавный газобетон марки D300 производился уже в Советском Союзе. Начало его промышленному производству и применению было положено в 1960-х гг. Тогда его прочность соответствовала классу В0,75–В1,0 и применялся он в качестве теплоизоляции кровель и внутренней теплоизоляции газобетонных панельных стен в регионах Крайнего Севера. В те же годы газобетон плотностью 300 кг/куб.м применялся в Швеции для производства плит покрытий и для кладки стен в малоэтажном строительстве.

Со времени первого применения газобетона плотности 300 кг/куб.м прошло  уже полвека. Построенные тогда конструкции продолжают эксплуатироваться. Низкоплотный газобетон зарекомендовал себя надежным материалом с хорошими теплоизоляционными свойствами.

Сейчас интерес к низкоплотному газобетону вернулся на новом уровне. За 50 лет технология шагнула вперед. Увеличилась прочность газобетона и его однородность. Марка D300 широко применяется в Германии, Польше и Прибалтике.  Одновременно с западными коллегами производство D300 возродили и мы. В прошлом году в России было выпущено более 50 тыс. куб. м конструкционно-теплоизоляционного газобетона D300.

В качестве теплоизоляции выпускаются и более низкие плотности: 200, 150 кг/куб.м, ведутся опыты по выпуску газобетона плотностью около 100 кг/куб.м. На производство кубометра газобетона плотностью 150 кг/куб.м расходуется вдвое–втрое меньше энергии, чем на производство такого же объема фасадной минваты. А энергосберегающий эффект они дают одинаковый. А раз так – низкоплотный газобетон более эффективен с точки зрения рационального использования энергии. Поэтому у него большое будущее.

Пулестойкость

Коллеги из ГРАСа сняли то, о необходимости чего так долго говорили… 🙂

Еще лет десять назад широко внедрился в нормативное поле термин «вандалостойкость». Началось все с протыкаемых велосипедными рулями систем скрепленной теплоизоляции, но позже проверке на вандалостойкость стали подвергать и другие материалы и технические решения. Пришел к нам из банковской сферы и из Германии и термин «взломостойкость». больше распространяющийся на оконные и дверные блоки.

Чуть позже пошла гулять байка, что перед началом широкой поставки газобетона в Чечню его подвергли местному тесту на «вандалостойкость» — расстреляли кладку из АКМ и СВД, убедились в том, что пуля в газобетон глубоко не идет (в отличие от крупноформатной керамики, кстати) и одобрили применение материала на подконтрольной территории.

А теперь, пожалуйста: та-да-да-дам!! Ролик о расстреле фрагмента газобетонной кладки на саратовском полигоне. Глубина проникновения пули — max 150 мм. Дальше вязнет 🙂

Руководство пользователя

В раздел «Нормативная и учебная литература» добавлены «Руководство пользователя AEROC» и «RAUF. Ассортимент. Рекомендации. Решения». Пожалуй, наиболее лаконичные и внятные брошюры, отвечающие на основные вопросы по применению соответственно газобетона и строительной керамики.
Рекомендую ознакомиться для первичного вхождения в тему.
На страницу «Совсем разное» добавлен 4-страничный буклет с пропагандой D300. Там основная часть аргументации помогает рационально взглянуть на вопрос разумной достаточности.

Аналитический центр при Правительстве РФ — Тепловая защита зданий

25 июня 2014-го в Аналитическом центре при Правительстве РФ прошел круглый стол «Принципы нормирования теплозащиты ограждающих конструкций зданий и их влияние на энергоэффективность объектов капитального строительства».
Инициатором Круглого стола выступил СПб Политехнический Университет (ФБГОУ СПбГПУ) при поддержке производителей теплоизоляционных материалов.
Позиция, озвученная представителем Политехнического Университета: повышение требований к элементам ограждения здания приведет к вытеснению с рынка современных материалов и замене их современнейшими. Поэтому повышение требований целесообразно. Экономическая целесообразность не важна.
Позиция, озвученная исполнительным директором НААГ Гринфельдом Г.И.: снижение теплопотерь оболочкой определяется удельной теплозащиной характеристикой здания. Требования к отдельным элементам ограждения физического смысла не имеют. Увеличение тепловой защиты требует затрат энергии. Необходимо искать оптимум и нормировать энергоемкость здания на всех стадиях его жизненного цикла — чтобы снижать не только энергопотребление на стадии эксплуатации, но и на стадиях производства стройматериалов, строительства и последующей утилизации.
Основная часть озвученных Гринфельдом Г.И. тезисов приведена в статье («Жилищное строительство», 2012. №1.) и в Справке о потенциале энергосбережения при реализации требований Постановления Правительства РФ №18 от 25.01.2011 г.).
Релиз мероприятия на сайте Аналитического центра: http://ac.gov.ru/events/02855.html

чердачное перекрытие по балкам + стропила

Как-то действительно упустилось из вида авторов альбомов технических решений для применения газобетона в малоэтажке устройство перекрытий по деревянным балкам с одновременным упором в них стропил. Узел настлько стандартен в малоэтажке вообще, что затачивать его под газобетон как-то не приходило в голову.
Но вот вопрос возник, даю ответ:чердачное перекрытие по деревянным балкам + стропила

Слово о долговечности

(комментарий к статье о каменных стенах для журнала «Загородный ДОМ»)

Вопрос о прогнозной долговечности тех или иных материалов часто становится предметом «кухонных» споров. Современные «кухни» переехали на сетевые форумные площадки, но жанр, который можно определить как «разговор неспециалистов, основанный на эмпирических наблюдениях и поверхностном обзоре литературы» живет и всё более здравствует. Хочу в болтовню о долговечности внести несколько тезисов, которые позволят перевести беседу из области эмоционального спора в обмен аргументами.

Главный тезис – понятие «долговечность» не применимо к материалу. Можно говорить лишь о долговечности конструкций в зависимости от их состава и условий эксплуатации.

Пример: стены из полнотелого кирпича, за которыми находятся помещения общественных бань, разрушаются в условиях Петербургского климата лет за 20-30. Попытка же сделать такие стены из кирпича (того же в точности химического состава), но уже щелевого, пустотелого, обречена. Химический состав стены остался тем же: керамический черепок, кладочный раствор. Но в конструкции стены появляются замкнутые полости. В этих пустотах конденсируется пар, идущий из парной, конденсат образует водяные линзы. Замерзая, вода ломает перегородки. В результате стена из пустотелого кирпича с морозостокостью, пусть, F75, разрушается за 2-5 лет, а стена из полнотелого кирпича с морозостойкостью, пусть, F25, в тех же условиях эксплуатируется несколько десятилетий. Значит, дело не только в формальных характеристиках материала. И, значит, к прогнозированию долговечности следует подходить более вдумчиво.

Поговорим о газобетоне. Он – единственный из каменных материалов, в адрес которого раздаются панические упреки-предположения о низких возможных сроках службы. Корни паники лежат в том, что газобетон стал самым массовым стеновым материалом в России. Он объективно вытесняет с рынка другие каменные материалы. А представители вытесняемых вытесняемыми быть не хотят.

Автоклавный газобетон – минерал, основу которого составляют гидросиликаты кальция. Физическое его старение заключается в исчерпании ресурса морозостойкости. Химическое – в постепенной карбонизации силикатов (когда силикаты во влажной среде под действием углекислого газа превращаются в мел).

Морозостойкость газобетона, определяемая по утвержденным методикам, достаточно высока – высокая резервная пористоть позволяет вытесняться влаге из капилляров в поры, что сохраняет капилляры в целостности. Причем морозостойкость современного газобетона выше, чем выпускавшегося раньше. Во-первых, потому, что снижена средняя плотность при сохранении прочности. Снижение плотности – увеличение резервной пористости – увеличение жизнеспособности капилляров. Во-вторых, повышение интенсивности автоклавирования (на современных заводах всегда 12 атм, а на старых «советских» 8 атм) ведет к большей однородности образующихся кристаллогидратов.

Карбонизация. Этим зверем пугают неокрепших в своих предпочтениях дачников особенно интенсивно. Слово незнакомое, созвучное бунтарям-«карбонариям», поди пойми, чего от нее ждать.

Карбонизацию изучали в Советском Союзе (особенно интенсивно – в тогдашнем Свердловске), в современной России (главным образом в Воронеже). Основной вывод – низкоосновные гидросиликаты при карбонизации уменьшаются в объеме, в результате бетон, сделанный из них, растрескивается и теряет в прочности. Второй основной вывод – низкоосновные гидросиликаты суть спутник низкопрочных газобетонов, произведенных в автоклавах низкого давления. Это старые советские газобетоны (в основном панелей наружных стен). Время показало, что даже они за 40-50 лет эксплуатации снижают прочность лишь незначительно – на 5-20% в зависимости от ряда факторов.

Карбонизация активней протекает в теплом влажном климате, чем в сухом и морозном. Химической реакции нужна жидкая фаза и высокая собственная энергия компонентов. Поэтому в той же Германии или Польше (страны, в которых газобетон массово применяется с 1940-х гг.) проблемы от карбонизации (будь они реальными, а не кабинетно надуманными) могли бы наблюдаться с большей интенсивностью. Однако ни одной публикации по этим вопросам мы найти не смогли. Единственная рекомендация, выдаваемая европейскими производителями газобетона, — не использовать газобетон в открытом виде в облицовке вентшахт. Там, в теплой и влажной среде, какая-то мало-мальски значимая скорость карбонизации возможна. Мы тоже рекомендуем гильзовать вентканалы и дымоходы (вентканалы – ПВХ или стальными гильзами, дымоходы – нержавеющими).

В остальном в реальных условиях эксплуатации помнить что-то о карбонизации не надо.

Возвращаясь к прогнозной долговечности. Нет причин предполагать, что долговечность газобетонных наружных стен жилых зданий или дач будет ниже, чем каких-либо других каменных конструкций. Главное – в условиях эксплуатации не допускать переувлажнения конструкций. Для этого надо содержать крышу в исправности, отделочные материалы применять рекомендованные, под окнами делать отливы. Тогда прогнозная долговечность будет измеряться в поколениях жильцов, а не в годах.

Верстка статьи тут.
Весь номер журнала со статьей тут: http://issuu.com/zdspb/docs/zd200

Методика определения вытяжного усилия анкеров из газобетона

Как влияет плотность газобетона на несущую способность дюбеля? А прочность газобетона как влияет? А если газобетон промокнет, что случится? Вывалится дюбель, да?
Надоели мне эти вопросы уже давным-давно. Поэтому осенью 2011-го я спланировал, а в январе 2012-го (благодаря отважному волонтеру) осуществил эксперимент. Эксперимент описан в статье №25 (см. «Научные работы»).
Потом результаты повылеживались немного и зимой 2013/14 были обработаны в методику оценки вытяжного усилия.
Первая часть этой методики — для анкеров, устанавливаемых в форвардную скважину (в заранее просверленную дырку, если упростить лексикон) — описана в статье №24 (см. «Научные работы»)(журнал «Еврострой». 2014. №74. С.37-40).

Теперь можно не гадать, что случится с дюбелем, а спокойно вычислить его будущее.

Рынок автоклавного газобетона России в 2013-м году

Второго апреля с.г. в Экспцентре в рамках выставки MosBuild-2014 состоялась пресс-конференция НААГ с освещением результатов исследования рынка газобетона в России.
Пресс-релиз с 10.04.2014 будет доступен на сайте НААГ (http://нааг.рф), подробная статья будет позже в «Строительных материалах» и ряде других журналов.

Здесь дам несколько цифр.
11,3 млн куб.м — произведено АГБ в России в 2013-м году.
13,6% — прирост объемов производства за год.
1,4 млн куб.м — ввезено в Россию из Белоруссии.
38,2% — доля газобетона на рынке стеновых материалов (по данным ФСГС), что выше, чем совокупная доля строительной керамики (38,1%).
518 кг/куб.м — средняя плотность газобетона, выпущенного российскими заводами.
50,1% — доля предприятий, входящих в НААГ, в общероссийском объеме выпуска.

UPD
Первая статья по результатам исследования рынка опубликована в журнале «Технологии бетонов».
Ее пдфка доступна через страницу «Информационные материалы»/«Научные работы»/ п. 24.

12–13 марта: Челябинск, Екатеринбург

Краткий отчет о мероприятии, проведенном в Челябинске, содержится здесь.
Суть мероприятия, прошедшего в Екатеринбурге, отражена здесь.

В нескольких фразах. В Челябинске аудитория была столь внимательна, что доклад, который я обычно укладываю в 45 минут, я делал полтора часа (с учетом ответов на вопросы). В Екатеринбурге доклад по тому же почти файлу презентации я уложил в 25 минут.

Что у меня в основе гастрольного доклада? Вот что:
1. Газобетон — не бетон. 2. Производство газобетона в России (объемы, тенденции). 3. НААГ — 45% отрасли. 4. Гибель класса конструкционно-теплоизоляционных материалов. Газобетон — реликт. 4. Структура законодательства в области строительства, требования к АЯБ и конструкциям из него. 5. СТО НААГ 3.1–2013 — the best doc you can imagine. 6. Кладка с тонким швом лучше, чем с толстым. 7. Отделка газобетона (с освещением истории вопроса и актуальных работ) 7.1. Эксплуатация кладки без отделки (с физическими основами и иллюстрациями опыта) 7.2. Требования к отделочным системам 8. Опыт применения газобетона на примере Ленинграда — С–Петербурга 9. Смена парадигм нормирования тепловой защиты 10. Политинформация: различение понятий энергосбережения и энергоэффективности на глобальном уровне 11. Газобетон как самый «зеленый» строительный материал 🙂 12. Крепеж. Зависимость от свойств бетона, рекомендации по подбору. 13. Пара слайдов о газобетоне в Европе и мире.

На основе этого доклада можно сделать семь полноценных получасовых лекций. Но пока нет аудитории, перед которой имело бы смысл уходить в нюансы тем.