Особенности выбора крепежа для построек из пеноблока и газобетона

Динамика массового гражданского строительства пока еще отстает от темпов морального и физического устаревания жилого фонда. Перед всё большим количеством россиян остро встает вопрос приобретения жилья по минимальной цене.

Здесь следует вспомнить, что стоимость квадратного метра частных домов зачастую на 20..40% ниже, чем ценник на квартиры в современных многоэтажках. Кроме того, пандемия 2020-ого года стала переломным моментом в развитии удаленных методов работы. Этот фактор стал дополнительным преимуществом в копилку достоинств загородной недвижимости.

Около 24..28% будущих владельцев малоэтажных домов делают выбор в пользу строительства из газоблока и пеноблока. Помимо очевидной экономии на стройматериалах по сравнению со зданиями из кирпича, такие постройки отличаются высоким уровнем энергоэффективности и быстротой возведения.

Особенности построек из пенобетона

В Европе блоки из пенобетона иначе называют экоблоками. В их производстве используют цемент, воду, песок и пенообразователь. В качестве последнего элемента, который становится ингибитором пористой структуры смеси, используют синтетические и протеиновые вещества, древесные смолы, растительные и животные белки.

В отличие от газобетонного, блок из пенобетона не содержит примесей металлов, поэтому здания из такого материала по экологичности сопоставимы с деревянными домами.

Ключевые преимущества строительства из пенобетона:

• низкая стоимость;
• оптимальный воздушно-влажностный режим в помещениях, благоприятный микроклимат;
• теплопроводность в 2..4 раза ниже, чем у кирпича — дом быстро прогревается и стойко держит температуру в зимний период, а затраты на отопление меньше на 28..32%, чем для кирпичных построек;
• хорошая звукоизоляция;
• высокая скорость возведения;
• малая плотность (от 400 до 1200 кг/м³ в зависимости от марки) и, соответственно, малый вес — меньше расходы на доставку стройматериалов, ниже трудоемкость ручных работ, можно заложить облегченный фундамент.

Недостатки:

• материал дает ощутимую усадку (около 2..3 мм на 1 метр);
• отделочные работы следует начинать не ранее, чем через полгода после сборки «коробки»;
• высокое водопоглощение (10..16% против 6..14% у кирпича);
• хрупкость — пенобетонный блок хорошо воспринимает равномерно распределенное давление, но обладает низкой устойчивостью к ударам и концентрированным нагрузкам;
• низкая морозостойкость — вопреки малой теплопроводности дом все равно придется утеплять, чтобы избежать преждевременного старения и растрескивания под влиянием переменных термических циклов;
• недолговечность — официально заявленный срок службы блоков всего 30 лет;
• нужен исключительно монолитный фундамент, пусть и меньшей глубины, чем под тяжелый кирпичный дом.

Пеноблоки изготавливают разливкой смеси по постоянным многоразовым формам. Ввиду востребованности такого строительного материала производство организуют в потоковом режиме, с массовым выпуском готовых изделий.

По функциональным характеристикам различают:

• конструкционные блоки (наиболее плотные, для несущих стен);
• конструкционно-теплоизоляционные;
• теплоизоляционные (наименее плотные).

В зависимости от формы продукцию из пенобетона делят на:

• моноблоки (цельный сплошной «кубик»);
• блоки с внутренними пустотами (для облегченных конструкций и перегородок);
• лего-блоки (с присоединительными поверхностями по системе «шип-паз»).

Состояние изделий становится основным ключом к классификации материалов на первый и второй сорт. На поверхности второго сорта допустимы незначительные дефекты и мелкие сколы.

Блоки из пенобетона кладут как с применением обычного песчано-цементного раствора, так и на строительный клей.

Армирование практически не сказывается на суммарной несущей способности и жесткости кладки. Такая процедура лишь снижает риск появления трещин вместе с усадкой здания, особенно в зонах дверных и оконных проемов. Армирование выполняют с пластиковой или стальной сеткой, а также со стеклопластиковой и стальной стержневой арматурой, диаметром 6 и 8 мм.

Наиболее распространенная и эффективная схема возведения зданий включает:

• несущую стену из пеноблока — 300 мм толщины;
• утеплитель — 100 мм;
• воздушный зазор — 20 мм;
• облицовочный кирпич для фасада — 120 мм.

Иногда облицовку кирпичом не закладывают, чтобы удешевить строительство. Пенобетон дополнительно оштукатуривают прямо по слою утеплителя, с применением армирующей сетки, или зашивают сайдингом.

Особенности построек из газобетона

Газобетон как строительный материал для несущих конструкций жилых зданий рекомендуют использовать для малоэтажного строительства — не более 3 этажей.

Такие дома способны благополучно простоять 50..70 лет даже в условиях местности с высокой сейсмической активностью (выдерживают землетрясения вплоть до 9 баллов включительно).

Отдельные производители дают гарантию на постройки до 200 лет общего срока эксплуатации. Правда, подтвердить это утверждение реальным примером пока не может ни один застройщик — технология достаточно новая, но уже успела войти в перечень наиболее популярных и прогрессивных.

Основные достоинства газобетонных блоков:

• легче обычного кирпича в 1,5..9 раз (в зависимости от плотности конкретной марки);
• повышенная теплоизоляция — достаточно толщины в 400 мм, чтобы возвести комфортное жилье в условиях северных регионов даже без применения дополнительного утеплителя;
• высокая стойкость к огню (индекс REI 150) — материал выдерживает 2,5 часа пожара до разрушения кладки;
• усадка настолько минимальна, что ее не учитывают при возведении;
• штукатурные и отделочные работы можно начинать сразу же по завершении стен;
• большое разнообразие типоразмеров;
• стойкость к плесени и распространению грибка;
• быстрота возведения — «коробку» площадью 150 кв. м можно собрать за 15..20 дней.

Недостатки:

• хрупкость;
• не пропускает воздух;
• в производстве используют алюминиевую пудру, следы которой может впоследствии негативно сказаться на здоровье восприимчивых и пожилых людей;
• острая реакция на смену температурных режимов — всего через 25..30 циклов замерзания/оттаивания газобетон начинает крошиться, поэтому теплоизоляцию используют в любом случае;
• высокое водопоглощение (20..25% против 6..14% у обычного кирпича);
• звукоизоляционные свойства хуже, чем у пеноблока;
• нужен монолитный фундамент, чтобы обеспечить безупречную базу под возведение здания, исключить любые сдвиги, перекосы и смещения.

Общие технические требования к бетонам автоклавного твердения устанавливает ГОСТ 31359-2007. Стеновые блоки на их основе изготавливают, ориентируясь на ГОСТ 31360-2007.

Газобетон получают путем интенсивной химической реакции с образованием водорода. Именно он вспенивает смесь и заставляет ее радикально увеличивать свой объем в форме-опалубке.

Исходными составляющими выступают:

• портландцемент;
• высокоосновная зола;
• кальциевая известь;
• кварцевый песок;
• зола электростанций;
• отходы металлургического производства;
• гранулированный доменный шлак.

В качестве газообразователя закладывают алюминиевую пудру или пасту на ее основе.

Смесь разливают большими монолитными плитами, с последующей порезкой на сегменты нужных размеров. Такой метод открывает обширное пространство для выпуска газоблоков различных форм и размеров. Окончательный набор прочности происходит в автоклавах. Процесс протекает при температуре +200°С и под давлением до 12 атмосфер (1,2 МПа).

Классификацию стандартных марок газобетона выполняют по нескольким признакам:

• по прочности на сжатие — от B0,35 до B20 (в этом случае число отражает величину давления в МПа, которую способен выдержать материал);
• по плотности — от D200 до D1200 (число указывает на плотность в килограммах на кубический метр объема);
• по морозостойкости — от F15 до F100 (число соответствует количеству циклов замерзания/оттаивания, которое может выдержать материал со снижением прочности не более 15% от стартового значения).

При работе с газобетонными блоками их соединяют в кладку при помощи строительного клея. Допустимо применять и цементно-песчаную смесь, но такой способ дает худшие результаты по прочности. Для повышения жесткости всей конструкции стены дополнительно армируют, закладывая арматуру вовнутрь газобетона по предварительно выполненным отверстиям.

Материал хорошо обрабатывается ручным и приводным инструментом. Его можно с успехом сверлить, штробить, резать ножовками.

Производители предлагают различный ассортимент газобетонных блоков по форме. Наиболее ходовые и распространенные варианты:

• монолит;
• кубик с парными захватами для рук;
• с системой «паз-шип»;
• U-образные.

В остальном, при проектировании и возведении зданий из газобетонных блоков руководствуются теми же правилами и подходом, что и в строительстве с использованием пенобетона.

Сходства и различия крепежа

Основная проблема, почему пено- и газобетону не подходят универсальные строительные крепежи, заключается в сложностях работы с пористой хрупкой структурой материала.

Концентрация нагрузки в конкретных точках приведет к растрескиванию и выкрашиванию основы. Это чревато как ослаблением (расшатыванием) самого крепежа, так и разрушением стены.

Чтобы избежать такого эффекта, следует пересмотреть конструкцию фиксирующего элемента. Его выполняют с максимальным увеличением контактной поверхности: шипы заменяют лопастями или навитой спиралью. С увеличением площади нагрузка переносится на основание с меньшим удельным значением. А специальная форма фиксатора позволяет распределить эту величину с оптимальным давлением. Крепеж для газобетона и пенобетона этим и отличается — широкой опорной поверхностью.

Для крепления каких-то конструкций, оборудования и мебели к газо- и пеноблоку используют:

• дюбеля;
• саморезы;
• винты с упругой цангой;
• химические анкера.

Дюбельная продукция простого механического действия — наиболее распространенный тип строительного крепежа. Конструкция таких изделий включает:

• распорный элемент, который устанавливают непосредственно в просверленное отверстие;
• силовой элемент, который при затяжке деформирует распорный и обеспечивает перенос нагрузки на материал основания.

Распорный элемент дюбеля (гильза) может быть выполнен из нейлона, полипропилена, полиэтилена или металла (сталь, латунь). Силовой изготавливают исключительно из металла, поскольку именно эта деталь испытывает наибольшие напряжения.

По способу установки изделий различают:

• закручиваемый дюбель — с раскрытием распорного элемента путем вкручивания силового по резьбе;
• забивной дюбель — с раскрытием распорного элемента через расклинивание забивкой силового.

Второй вариант используется редко, поскольку создает риск повреждения хрупкого основания.

Некоторые строители предпочитают решать простые задачи с помощью саморезов по дереву. Это самый плохой выбор: заостренный профиль крепежа помогает вогнать его в бетон как по маслу, но концентрирует нагрузку на каждой точке витка. Такое крепление очень быстро выкрашивается и приходит в негодность. Саморез выпадает вместе с крошкой, а на его месте остается дыра.

Винт с распорной цангой — это разновидность специфических крепежей, работающих по принципу дюбеля. В газо- или пеноблоке просверливают точное отверстие, куда устанавливают упругую цангу с внутренней резьбой. Эта деталь выполнена в виде втулки со сквозными закрытыми пазами по окружности.

Резьбовую шпильку с головкой-навершием вкручивают в гнездо цанги. В определенный момент фланец головки упирается в торец второй детали. Дальнейшая затяжка деформирует цангу таким образом, что она выгибает лепестки наружу сдвоенным конусом. В это время внутри стены происходит частичное выкрашивание материала, который осыпается в пазы. Таким образом цанга сама формирует себе полость для расположения, при этом перенося нагрузку от изгиба на строительный блок.

Винты используют достаточно редко — такой крепеж для пеноблока мало кому известен. Их основная область распространения — Западная Европа и Скандинавия. В регионах России и даже Москве с ними знакомы гораздо меньше. Можно заказать нестандартный крепеж по каталогу или разработать уникальную конструкцию и изготовить малой партией, под конкретные узкоспециальные задачи.

Наиболее надежным и прогрессивным методом сборки креплений для пористых бетонов выступает химическая анкеровка. Этот способ реализуют в несколько этапов:

1. Сверлят отверстие в основе.
2. Очищают его от пыли и крошки.
3. Полость заполняют клеевым составом.
4. В густой пенообразной среде размещают металлическую шпильку, выступающую наружу.
5. Дожидаются затвердения клея.

Прочное зацепление химическим анкером получают за счет адгезионных и когезионных сил, возникающих по площади контакта клея с поверхностью основы и поверхностью шпильки.

В качестве полимерного заполнителя используют искусственные смолы на основе полиуретана, полиэфира и акрила. Кристаллизация начинается с момента взаимодействия двух компонентов, которые смешиваются уже непосредственно при подаче в просверленную полость.

Сам процесс полимеризации занимает от 20..40 минут при температуре +20°С и до 6 часов в условиях −5°С. При больших морозах реализация метода невозможна.

Для установки химического анкера нет необходимости в точном отверстии, но огромное значение имеет чистота. Полость нужно тщательно вычистить от пыли и крошки. Используют двукратную продувку сжатым воздухом и обработку ершиком.

Следует отметить, что все металлические элементы, которые предусмотрены в конструкции крепежа, должны быть устойчивы к окислению и коррозии. Как было сказано ранее, пенобетону и газобетону свойственна повышенная степень водопоглощения по сравнению с кирпичом. Даже с учетом тщательной тепловой, паро- и гидроизоляции всегда остается риск получить на месте свежего дюбеля ржавый гвоздь через 2..3 месяца.

Чтобы исключить такое развитие событий, необходимо применять:

• оцинкованный крепеж (в том числе с хроматированием — бледно-желтый);
• крепеж из нержавеющих сталей;
• латунный крепеж.

Обратите внимание — распорные элементы из полимерных материалов не гарантируют отсутствия дальнейших проблем.

Так полипропилен и полиэтилен плохо воспринимают перепады температур и не отличаются морозостойкостью. Закладывать такие дюбели следует только внутри помещений. Для наружных работ (крепление навесов, фасадных систем) лучше отдать предпочтение комплектам из стали.

Различий между крепежом для газобетонных и пенобетонных блоков не так много. При проектировании узкоспециализированного крепежа, производители ориентируются на физико-механические характеристики материалов: плотность и прочность. Опираясь на эти данные, назначают оптимальную форму поверхности распорного элемента, который при креплении будет передавать нагрузку на хрупкое основание:

• газобетонные блоки чаще комплектуют дюбелем с несколькими криволинейными лопастями, расположенными по окружности гильзы;
• для пенобетонного блока предназначен анкерный крепеж, имеющий широкие витки по спирали.

Оба этих строительных материала очень похожи, а значит родственен и крепеж.

Советы профессионалов

Есть ряд рекомендаций, которых следует придерживаться при выборе и использовании крепежа по пористым строительным блокам.

Большинство пунктов списка заимствованы из сборника европейских технических допусков на установку анкеров и опыта строительных фирм, которые специализируются на возведении домов из газо- и пенобетона.

1. При закупке материалов нужно проверить соответствие класса прочности бетона классу прочности крепежа. Еще на стадии проектирования зафиксируйте марку и характеристики. При работе с любым пено- и газобетоном требуйте от поставщиков сертификатов на продукцию, где будут указаны эти данные.
2. Перед началом работ испытайте крепеж на отдельном блоке. Не спешите сразу работать по готовой кладке. Обработав для тренировки оставшийся после строительства блок, вы сразу для себя определите режимы сверления, насколько успешно входит и деформируется анкер, как именно вам удобно действовать.
3. Используйте исключительно безударное сверление. Пористый бетон — очень хрупкий материал. Если вы будете обрабатывать отверстие с помощью ударной дрели или перфоратора, это может привести к возникновению трещин и сколу целых кусков материала прямо в процессе.
4. Не пренебрегайте очисткой полости готового отверстия. Недостаточно просто напрячь щеки и дунуть, чтобы избавиться от буровой пыли. Применяйте ершик, продувку шлангом от компрессора или строительным феном.
5. При сверлении инструмент закреплен консольно, что приводит к его биению в процессе вращения. Хрупкость обрабатываемого материала лишь усиливает этот эффект. В итоге отверстие будет всегда несколько больше, чем диаметра сверла. Точный размер зависит от состояния инструмента, свойств конкретной марки бетона, протяженности отверстия, режимов обработки (частота вращения, скорость осевой подачи) и собственного навыка человека, который занят сверлением.
6. Монтируйте распорный элемент дюбеля в отверстие таким образом, чтобы обеспечить перенос расклинивающего усилия в направлении рабочей нагрузки. Так вы на практике реализуете оптимальную схему сопротивления. Чаще всего, поскольку гильзы для газо/пеноблоков делают с равномерным распределением фиксаторов по окружности (спираль, лопасти), на это почти не обращают внимания.

Всегда будьте последовательны и внимательно изучайте характеристики материалов и самого крепежа при покупке. Не торопитесь действовать — в строительстве, как ни в какой иной отрасли, справедлива поговорка «Семь раз отмерь, один раз отрежь».