Стена из пенопласта, пенополистирола, полистиролбетона

Издавна человек для строительства своего жилища использовал такие природные материалы, как камень и древесина. Со временем люди научились создавать на основе природных материалов изделия с определенными необходимыми им качествами и свойствами. Благодаря этому сейчас в строительстве активно применяются кирпич и бетонные блоки.

Однако характеристики этих изобретенных человеком материалов также устаревают, и возникает необходимость в новых экономически выгодных изделиях с заданными качествами.

К важнейшим проблемам современного строительства относят теплозащиту и энергоэкономичность зданий, необходимое повышение уровня которых более чем в три раза требует использования прогрессивных теплоизоляционных материалов. Последними разработками в эффективном утеплении зданий стали полистиролбетон, пенополисторол (пенопласт).
Пенополистирол (пенопласт)

Пенополистирол используется в строительстве вот уже 50 лет. Этот теплоизоляционный материал обладает высокой стойкостью к различным средам, практически не впитывает влагу, не гниет, - а потому имеет все шансы прослужить довольно долго.

Пожалуй, единственным недостатком пенополистирола является то, что он относится к сгораемым материалам. Однако пожарный риск снижает то, что плиты из пенополистирола применяются в качестве среднего слоя строительных конструкций и, по сути, не могут быть подвержены воздействию открытого пламени.
Преимущества пенополистирола

Пенополистирол (пенопласт) по своим основным характеристикам на много превосходит большинство традиционных строительных материалов, благодаря чему способен обеспечить долгую жизнь любому зданию и сооружению.
высокая прочность на сжатие;
огнестойкость;
устойчивость к биологическому воздействию;
экологичность (изделия из пенополистирола не содержат химических соединений, вредных для озонового слоя Земли, не имеют запаха и не образуют пыли);
низкая теплопроводность;
структурная стабильность;
высокая звукоизоляция;
способность к формированию в сложные формы;
низкое водопоглощение;
высокий уровень сопротивление широкому ряду химических сред.
Полистиролбетон

История полистиролбетона в мире начинается с 50-х годов прошлого века, когда западногерманская компания BASF одновременно с началом производства пенополистирола разработала стиролбетоны. В бывшем СССР к исследованиям в области полистиролбетона в 1970-х годах приступил НИИЖБ, однако широкое применение этот материал получил только в 1990-х годах.

Полистиролбетон представляет собой искусственный материал с равномерно распределенными по объему цементного связующего гранулами вспененного полистирола.

Полистиролбетон - это совершенно новый эффективный теплоизоляционный материал, который при низкой плотности и теплопроводности имеет высокую прочность, ударную вязкость, устойчивость к образованию трещин и морозостойкость. Такие свойства позволяют использовать его в любого рода утепляемых перекрытиях и покрытиях.
Преимущества полистиролбетона

Плиты из полистиролбетона сочетают в себе преимущества самых известных строительных материалов, таких как дерево, бетон и пенополистирол.
паропроницаемость;
легкость обработки;
прочность (даже по прошествии многих лет в полистиролбетоне не образуется трещин);
высокие теплозащитные (высокие показатели сохранения тепла обеспечивают экономию энергии при отоплении помещения) и звукозащитные свойства;
низкое водопоглощение (влага не вызывает образования в полистиролбетоне бактерий и плесени, а при изменении влажности материал не деформируется);
возможность придания сложного профиля (обеспечение герметичности стыков даже без применения уплотняющих материалов).
Область применения полистиролбетона

Полистиролбетон широко используется для заполнения пустот в кирпичной кладке, подземных стен, изоляции в пустотелых блоках. Полистролбетон идеален для объемного и любого другого заполнения, где требуются высокие изоляционные свойства. Так, этот материал используется на крышах и полах как теплоизоляция и звукоизоляция.

Стена из стальной фибры. Сталефибробетон

Широко известный и повсеместно применяемый строительный материал - бетон, известен с XIX столетия. Бетон является хрупким материалом, то есть по достижении определенной нагрузки происходит внезапное его разрушение. Добавление в бетон путем подмешивания стальной фибры резко улучшает его прочностные характеристики.

Таким образом, сталефибробетон - это бетон, дисперсно-армированный стальными волокнами - фиброй, которая и дает возможность получить новый композиционный материал, значительно отличающийся по своим физико-механическим характеристикам от бетона-матрицы.
Сталефибробетон состоит из крупного заполнителя - щебня, стальных фибр и связующего раствора. На сегодняшний день сталефибробетон - это высокоэффективный конструкционный материал, свойствами которого можно управлять в достаточно широких пределах и применять там, где это целесообразно.
Два основных класса фибры для упрочнения бетона
фибра из полимерных материалов (обычно полипропиленовая);
фибра металлическая (стальная).
Основные характеристики сталефибробетона
Прочность. Прочность сталефибробетона при растяжении выше соответствующей прочности бетона-матрицы. При этом повышение прочности сталефибробетона на растяжение прямо пропорционально увеличению объемного процента содержания фибр и их длины.
Деформативность. Деформативные свойства сталефибробетона при прочих равных условиях изменяются прямо пропорционально степени объемного насыщения и обратно пропорционально условному диаметру фибр.
Истираемость. Исследования сталефибробетона на истираемость свидетельствуют о структурном улучшении этого материала в сравнении с неармированным бетоном. Показатель истираемости улучшается в среднем в 2 раза по сравнению с неармированным бетоном, и фибры истираются совместно с бетонной матрицей.
Морозостойкость. Морозостойкость сталефибробетона в значительной мере зависит от сцепления фибр с бетоном. По некоторым данным при прочности сцепления равной 1, 2 и 3 МПа морозостойкость сталефибробетона повышается по отношению к исходному бетону соответственно в 1,25, 1,6 и 1,95 раза.
Коррозионная стойкость. Экспериментальные данные показали, что при отсутствии трещин сталефибробетон не только не уступает, но и превосходит по коррозионной стойкости железобетон со стержневым армированием. Введение в бетон фибровой арматуры значительно улучшает его структуру и обеспечивает высокую коррозионную стойкость волокон. Фактором, улучшающим защитные свойства бетона при насыщении его армирующими волокнами, является образование мелкопористой структуры матрицы, что снижает глубину карбонизации в 1,5 - 2 раза по сравнению с неармированным бетоном.
Кавитационная стойкость. Кавитационная стойкость - это специфическое свойство сталефибробетона, которое выделяет его из всех известных материалов. Эта характеристика в 2,5 раза выше, чем у неармированного или армированного другими способами бетона. Особенно она повышается при армировании стальными фибрами полимербетона.
Огнестойкость. При испытании элементов конструкций на огнестойкость, в соответствии с требованиями норм, производится их односторонний прогрев пламенем. При этом в сталефибробетонных конструкциях фибры, кроме объемного упрочнения бетона, подвергнутого одностороннему разогреву, передают тепло от нагретой стороны к холодной, выравнивая их температуры и снижая температурные напряжения.
Теплопроводность и энергосбережение. Теплопроводность сталефибробетона со стальной фрезерованной фиброй в среднем на 45% выше теплопроводности бетона неармированного фиброй.
Области применения сталефибробетона
тонкостенные пространственные конструкции;
набрызг-бетонные и монолитные обделки тоннелей;
дорожные и аэродромные покрытия;
производственные полы промышленных зданий;
антивзломные конструкции банковских сейфов и хранилищ;
сооружения, подверженные динамическим воздействиям;
берегозащитные и причальные сооружения.