Можно ли сделать плоскую крышу из газобетона для одно-, двухэтажного дома?

Газобетон является уникальным строительным материалом, который изготавливается с применением химического пенообразователя, что способствует возникновению большого количества мелких замкнутых пор по всей структуре любого изделия – блоков, плит или панелей.

Чаще всего, такой материал поставляется на рынок в виде готовых строительных блоков с определёнными габаритами, согласно ГОСТ, которые применяются для возведения вертикальных конструкций малоэтажных зданий и навесных ограждающих стен в многоквартирных домах.

Относительно недавно, производители предложили новую технологию по созданию крыши из газобетона, которая многократно повышает энергоэффективность любого отапливаемого капитального сооружения.

Что это за конструкция?

Крыша из газобетона – это такой тип ограждающих конструкций в здании или сооружении, который выполняется с применением ячеистых искусственных каменных материалов автоклавного или естественного твердения.

В первом случае, элементы кровли представляют собой отдельные блоки, укладываемые поверх несущего основания – плит или балок, а во втором кровля может совмещаться с плитой перекрытия и отливается непосредственно на монтажной отметке в заранее подготовленной опалубке.

Какие типы можно сделать газобетонными?

Учитывая, что любой газобетон накладывает на горизонтальные ограждающие строительные конструкции ряд ограничений, его можно использовать для следующих типов кровельных элементов:

• Самое широкое применение газобетон нашёл для плоских кровель с мягким гидроизоляционным покрытием.

  При наличии армирования стальными или композитными сетками, либо стержнями, и свободных пролётах до 2,5 – 3,0, а также при опирании по 4 сторонам, такие конструкции и могут отливаться на монтажном горизонте.

• Монолитный газобетон также может использоваться в качестве стяжки по верху ЖБ плиты покрытия на здании.
• Газобетонные блоки могут укладываться поверх сплошного несущего основания, либо в пролётах между предварительно смонтированными балками, в качестве термовкладышей или элементов несъёмной опалубки. Такая технология активно применяется в странах Западной Европы.
• Устройство газобетонных блоков автоклавного твердения поверх твёрдого плитного или балочного основания на односкатных, либо двухскатных кровлях, при условии, что величина уклона составляет не более 15 градусов.
• Монтаж газобетонных полносборных или мелкоштучных элементов в качестве ограждающих конструкций скатной кровли, при условии достаточной несущей способности стропильных ног и прогонов.

При устройстве скатных кровель, помимо распределительной плиты, также необходимо предусмотреть упоры для рядов газобетонных блоков, так как это исключает концентрацию напряжений от их собственного веса в уровне карнизных балок, что значительно упрощает конструкцию.

Когда целесообразна такая кровля?

Крыша из газобетонных блоков, либо из монолитного ячеистого материала целесообразна в следующих случаях:

• Если несущие или ограждающие вертикальные конструкции частного дома обладают высоким сопротивлением теплопередаче.
• При наличии совмещённой кровли, которая одновременно является ограждающей конструкцией для эксплуатируемого внутреннего пространства. Такие крыши часто применяются при отсутствии чердака или технического этажа.
• Если эксплуатируемая терраса здания располагается над жилыми помещениями нижних этажей.
• Для гаражей, при условии, что помещение отапливается и изолировано по всему контуру.

Если в здании располагается технический этаж, применение такой кровли нецелесообразно. То же относится к любым деревянным домам, либо сооружениям с панорамным остеклением и металлическим несущим каркасом. В случае, когда стеновые конструкции устраиваются с невысоким показателем энергоэффективности, применение такой кровли повлечёт за собой неоправданные затраты без достижения ожидаемого резината.

Для каких типов зданий подходит?

Устройство газобетонной кровли – относительно новая технология, которая только начала получать распространение в нашей стране. На сегодняшний день, данный конструктивный элемент, чаще всего, используется в следующих типах зданий:

• Одноэтажные здания технического назначения с особым температурно-влажностным родимом.
• Малоэтажные частные жилые дома современной постройки с плоскими кровлями над последним эксплуатируемым этажом.
• Таунхаусы в составе блокированных жилых домов с плоскими кровлями, либо при условии образования уклона до 15 градусов.
• Помещения в стиле лофт, которые часто устраиваются в современных многоквартирных домах, где плита покрытия совмещена с кровлей над жилым пространством.

Многоэтажные многоквартирные дома также изредка оснащаются таким типом кровли, но только при условии наличия железобетонного диска покрытия, который является частью жёсткого каркаса сооружения.

В таких ситуациях ячеистые блоки просто выкладываются с нужной толщиной и выполняют роль теплоизоляции, а также основы под эксплуатируемую часть кровли, что позволяет устроить прогулочную террасу, при наличии в здании пентхаусов.

Требования к стенам

При наличии газобетонных кровель, несущие, ограждающие стены зданий и перегородки в помещениях выполняются из следующих типов материалов:

• Газобетонные блоки, при условии, что их плотность составляет не менее 600 кг/м³, а постель опирания для плиты перекрытия – от 300 мм и более.
• Монолитные железобетонные стены, пилоны или колонны, если над ними имеется горизонтальная балка для жёсткости и создания постели опирания плиты по контуру.
• Каменная кладка из мелкоштучных материалов, которая оснащается армопоясом по всему периметру в верхнем обрезе стен.
• Стальной каркас из профильных элементов, при условии, что в верхней части он образует балочную клетку из главных и второстепенных пролётных несущих конструкций, пригодных для восприятия нагрузки от газобетонной кровли.

Свойства и характеристики кровли

Кровля с применением газобетонных блоков или монолитных ячеистых материалов отличается следующими физико-механическими свойствами:

• Высокая прочность материала на сжатие, что обеспечивает надёжность и долговечность кровли (от В4 и более).
• Повышенные теплоизолирующие свойства ограждающих элементов.
• Минимальный показатель гигроскопичности и влагопоглощения (не менее W4).
• Повышенная сопротивляемость сезонному перепаду температур через нулевую отметку (от F25 и выше).
• Толщина покрытия, как правило, составляет от 250 – 300 мм и более, для обеспечения требуемой прочности одновременно с теплоизолирующими свойствами.
• Огнестойкость элементов составляет от EI60 и выше, что препятствует разрушению элементов покрытия в течение 60 минут после начала возгорания.

Все перечисленные выше свойства зависят как от плотности структуры материала, количества и размеров пустот, так и от толщины слоя ограждающей конструкции.

Требования материалу

Далеко не каждый газобетонный материал может использоваться для кровли, так как для таких конструктивных элементов действуют следующие нормативные требования и ограничения:

• Для покрытия применяется только конструкционный газобетон с маркой D900 – D
• При организации ограждающей конструкции из газобетона в составе кровельного пирога, допускается применять конструкционно-теплоизоляционный материал (марка D600 – D800).
• Паропроницаемость блоков или монолитных конструкций из ячеистых бетонов для кровли не должна превышать 0,15 мг / (м * ч * Па).
• При наличии совмещённой кровли над жилыми домами, звукоизоляция изделий должна быть от 46 дБ и более.
• При морозостойкости изделий менее F25, они должны защищаться пароизоляционными и гидроизоляционными мембранами, чтобы исключить разрушение от агрессивного воздействия окружающей среды.
• При использовании монолитного неавтоклавного газобетона, его усадка не должна превышать 2 мм/м.

Правила приготовления

Для приготовления бетона в заводских условиях, либо на строительной площадке должны соблюдаться определённые правила:

1. При приготовлении в заводских условиях:
   • Ингредиенты дозируются с помощью электронных весов, что обеспечивает максимально приближенные технические характеристики, указные в паспорте качества каждого изделия.
   • Формовка раствора производится при помощи специальных дозирующих устройств.
   • После укладки раствора нужной консистенции, обеспечивается вибрирование структуры газобетона с помощью специальных столов с эксцентриками.
   • После формовки и уплотнения, изделия твердеют в условиях автоклава – специальных пропарочных печей с температурой водяного пара до 120 ^оС, при повышенном давлении.
   • После разопалубки форм и извлечения готовой продукции, происходит контроль геометрии выборочных образцов их каждой партии. Максимальное отклонение от любых из 3 геометрических параметров не превышает 0,3%.
2. При приготовлении на строительной площадке:
   • Для замешивания раствора лучше заранее приобрести готовую смесь, используемую при приготовлении газобетона.
   • Учитывая, что твердение происходит в естественных условиях, прочностные характеристики смеси должны быть выше, чем в заводских условиях, что компенсирует частичное нарушение технологии.
   • При замешивании смеси миксером, либо в бетономешалке, чистая вода добавляется порционно, до тех пор, пока материал не получит подвижность П2 (сметанообразная масса светло-серого оттенка).
   • После замешивания, перед укладкой газобетона в формы, либо в отбортовку, необходимо выждать до 5 – 15 минут для прохождения химической реакции с высвобождением молекул газа для формирования пор.
   • После укладки бетона в форму, необходимо обеспечить его уплотнение глубинным вибратором с булавой таким образом, чтобы все молекулы воздуха вышли наружу. В таких ситуациях образование пор продолжается в структуре материала, вплоть до схватывания вяжущего компонента.
   • После формовки и заливки, необходимо обеспечить прогрев и влажную среду для набора прочности газобетона, что отразится на его физико-механических свойствах.
   • Перед укладкой жидкого бетона, необходимо смазывать формы маслом, которые исключают повышенную адгезию двух разнородных материалов. Таким образом, при снятии бортов, обеспечится сохранность всех граней и не возникнет расслоения материала.

Как рассчитать необходимое количество?

Для расчёта необходимого количества газобетона при создании кровли, следует применить простой алгоритм, состоящий из нескольких арифметических действий (на конкретном примере):

Необходимо определить объём газобетонной плиты покрытия, совмещённой с теплоизоляционным материалом кровли над комнатой в частном жилом доме. Плита устраивается, так как непосредственно над эксплуатируемым пространством располагается терраса с выходом из вышележащего помещения.

Габариты комнаты составляют 4 х 5 м, в поперечном направлении укладываются несущие балки с шагом 1 м, в количестве 4 шт. Плита армируется композитной сеткой из стекловолокна с шагом ячейки 100 х 100 мм и толщиной прутка 6 мм.

При прочностном расчёте, минимальная толщина плиты должна составлять 240 мм, с учётом приложения снеговой нагрузки 180 кг/м² и эксплуатационной нагрузки в размере 300 кг/м².

При теплотехническом расчёте, с учётом самой холодной пятидневки для II климатической зоны -28 ^оС, толщина конструкции должна быть не менее 320 мм (при плотности 800 кг/м³).

Принимается толщина плиты, как максимальное из требуемых значений – 320 мм.

Габариты комнаты оставляют 4 х 5 м, а толщина стеновых конструкций – от 400 до 600 мм. для такой плиты с балками достаточная площадка опирания – 250 – 300 мм.

Таким образом, суммарные габариты плиты перекрытия составляют 4,6 х 5,6 м.

Для устройства покрытия над рассматриваемой комнатой, объём газобетона составляет 5,6 х 4,6 х 0.32 м = 8.24 м³.

Учитывая, что во время производства газобетона неизбежно образование отходов, при расчёте, рекомендуется принимать во внимание запас материалов для каждого ингредиента от 5% до 10%, то есть, оптимальным решением будет приготовление раствора для рассматриваемой конструкции в количестве 8.8 – 9.0 м³.

Техника и приспособления для создания

Для создания крывши из газобетона, мастеру потребуется следующий набор инструментов, механизмов, приспособлений и расходных материалов:

1. Для нанесения разметки и снятия замеров:
   • Нивелир для определения перепадов высотных отметок монтажного горизонта.
   • Лазерный дальномер для определения габаритов плоскости кровли.
   • Линейка со стальным полотном для замера толщины будущего перекрытия и кровельного пирога.
   • Уголок для строительных работ для определения ортогональности выставления бортов опалубки.
   • Капроновая шнурка со стержневыми крепежами.
   • Лазерный или пузырьковый уровень.
2. Для подготовки основания:
   • Инструмент для зачистки плоскости плиты.
   • Матерок для нанесения постели поверх распределяющего пояса стен.
   • Правило, монтажный профиль для задания горизонтального уровня армированного пояса кладки.
   • Отвес с грузом для определения равномерности отметок в каждой точке площадки опирания.
   • Теплоизоляционные или эластомерные прокладки, при необходимости задания вибропоглощающего зазора между несущими конструкциям – балками, стенами и будущим покрытием.
3. Для устройства блоков заводского изготовления:
   • Дрель с насадкой-миксером для замешивания клея.
   • Болгарка с абразивным диском или ножовка с мелким зубом для раскроя материала.
   • Лебёдка с тросом, либо кран с чалками для затарки материала на монтажный горизонт.
   • Резиновые молотки для корректировки положения блоков.
4. Для устройства монолитного газобетона:
   • Элементы отбортовки, ламинированная фанера, стойки, треноги, вилки и ригели для сборов опалубки покрытия.
   • Кисти и машинное масло для обработки внутренней плоскости опалубки.
   • Миксер для замешивания жидкой смеси.
   • Весы для дозировки воды и других ингредиентов.
   • Глубинный вибратор для уплотнения смеси.
   • Тепловая пушка для обеспечения нужных условий твердения.
   • Правило для разглаживаний уложенного газобетона.

Помимо указанных выше инструментов и расходных материалов, не следует также забывать, что любой кровельный пирог – это многослойная конструкция, которая не может обойтись без пароизоляции, гидроизоляции и других конструктивных элементов. Количество материала и порядок их укладки для разных типов кровель определяется рабочим проектом.

Пошаговая инструкция: как правильно сделать?

Создание газобетонной кровли – это ответственный и трудоёмкий производственный процесс, который требует специальных навыков. В связи с этим, лучшим решением будет обращение к профессионалам. Если такой возможности нет, либо домашний мастер уверен в своих силах, он должен следовать технологическим картам, подробно описанным далее.

Нюансы для гаража

При устройстве кровли из газобетона для гаража, необходимо учитывать ряд важных технологических и функциональных нюансов:

• Блоки или неавтоклавный газобетон должен быть надёжно защищён слоем пароизоляции, которая одновременно пропитывает поглощению вредных испарений от работающего ДВС.
• При наличии односкатной крыши над гаражом, перед укладкой первых элементов покрытия, рекомендуется смонтировать поперечную балку-прогон для организации упора.
• Монолитный бетон отливается по опалубке, которая имеет временные опоры, исключающие деформации на монтажный период.
• Подвижность смеси для гаража при наличии уклона более 5% должна быть не более П2, чтобы избежать неравномерного перераспределения толщины.
• Неавтоклавный газобетон для гаражной кровли рекомендуется отливать в виде армированных плит с шириной пролёта не более 1 м, которые впоследствии монтируются между несущими поперечными балками.
• Не допускается устраивать монолитный газобетон на всём пролёте гаража, так как расстояние между стенами в поперечном направлении для таких зданий составляет не менее 2,8 – 3,2 м.
• Материал предварительно замешивается на основе портландцемента и песка с водой до достижения нужной консистенции, после чего в него добавляются каустическая сода, известь и сажа. Ингредиенты дозируются до тех пор, пока в структуре жидкого раствора не появляются пузыри, свидетельствующие об освобождении газа и формировании сферических пор.
• Устройство монолитной газобетонной плиты неавтоклавного твердения рекомендуется проводить при температуре от +10 ^оС и выше.
• Газобетон может армироваться дорожными или кладочными сетками, а также композитными стержневыми материалами с выбранной эквивалентной прочностью.
• Учитывая, что газобетон обладает хрупкой структурой, применение стержней без распределительных каркасов не допускается, чтобы исключить образование степени свободы из-за потери обжимающих усилий бетона.
• После устройства жидкого бетона в опалубку, необходимо обеспечить, накрыв материала не менее, чем на 48 часов.
• Разопалубка конструкции допускается не ранее, чем через 6 – 7 суток.
• На протяжении набора прочности, рекомендуется обеспечивать условия повышенной влажности и прогрев бетона, чтобы максимально приблизиться к среде, которая получается в автоклаве. Это позволит минимизировать усадку структуры материала.
• Монолитный газобетон относится к аморфным структурам, что может вызвать непрогнозируемую и неравномерную осадку структуры. В связи с этим, по мере твердения, необходимо периодически мониторить высотную отметку монтажного горизонта нивелиром.

Для бани

Практически все внутренние помещения бани относятся к эксплуатируемым пространствам с особым температурно-влажностным режимом. Утепление всех ограждающих конструкции для бани обеспечивает максимально комфортную эксплуатацию.

Для создания крыши такого сооружения из газобетона, необходимо выполнить следующие шаги:

• Для устройства газобетонной кровли рекомендуется заранее смонтировать распределяющую несущую плиту покрытия.
• При монтаже такой кровли над срубом, лучшим решением будет использование штучных конструкций автоклавного твердения, которые выкладываются поверх несущих деревянных брусовых балок с поперечным сечением не менее 100 х 200 (H) мм.
• Монтаж штучных элементов нужно производить с заполнением каждого шва быстро полимеризующимися адгезионными составами с высоким коэффициентом пористости, чтобы избежать возникновение мостиков холода.
• Учитывая, что газобетонная кровля является теплоизолирующей конструкцией, при её монтаже необходимо исключить образование точки росы в теле материала, что требует устройства органической полимерной мембраны, которая одновременно не расплавится при достижении высокой температуры в парной.
• При обнаружении на плоскости плиты трещин, рекомендуется на несколько дней установить алебастровые маяки, чтобы исключить риск их раскрытия и обеспечить должный мониторинг прогрессирования дефекта.

При длительной и интенсивной эксплуатации бани в подкровельном пространстве собирается большое количество водяных паров, что обязывает собственника предусмотреть эффективную дышащую гидроизоляцию, которая укладывается не только как элемент верхнего покрытия, но также и под основание ограждающей конструкции.

Выше описывается множество методов контроля и предосторожностей при создании кровли из газобетона. Это объясняется низкой механической прочностью материала, который обладает гораздо меньшим коэффициентом запаса, чем тяжёлый бетон, что многократно повышает риск эксплуатации такой кровли при случайном нарушении технологии.

Возможные сложности в процессе

При создании кровли из газобетона, новички могут допустить ряд серьёзных ошибок и нарушений, которые приведут к негативным последствиям:

• Возникновение трещин в газобетонных элементах. Рекомендуется приобретать только качественные блоки, плиты или компоненты для создания монолитной пористой структуры. Перед выбором материала рекомендуется запросить у продавца сертификаты соответствия на каждый компонент.
• Неравномерная осадка материала. Эксплуатировать и прилагать нагрузки к газобетонной кровле следует только в рамках заявленной производителем несущей способности материала.
• Разрушение под воздействием влаги. Любой пористый материал после устройства должен защищаться от попадания водяных паров и атмосферных осадков специальными пароизоляционными и гидроизоляционными мембранами.

После отливки материал даёт усадочные трещины с непроектной шириной раскрытия. Все компоненты газобетона должны быть замешаны в строгом соответствии с имеющейся рецептурой, а после схватывания мастер обязан обеспечить благоприятные условия для твердения и набора прочности.

Плюсы и минусы

Последние годы газобетонные кровли стабильно набирают популярность среди владельцев небольших объектов недвижимости, благодаря наличию ряда преимуществ:

• Повышенные теплотехнические свойства материала.
• Высокий показатель поглощения звуковой волны.
• Небольшой собственный вес, что исключает нагрузку на несущие конструкции и применение усиливающих элементов.
• Часть модификаций материала отличаются высоким уровнем гигроскопичности, что также влияет на показатель морозостойкости.
• Простота раскроя готовых материалов автоклавного твердения.
• Быстрая полимеризация и набор прочности монолитного газобетона.
• Отменное сцепление не только со стальной армирующей сеткой, но и с композитными усиливающими элементами.

В то же время, такие конструкции нередко приносят владельцам некоторые проблемы, так как обладают несколькими минусами:

• Невысокая механическая прочность и податливость хрупкому разрушению.
• При расслоении материала от физического износа, образуется пыль, которая может негативно сказаться на дыхательных путях.
• В случае насыщения структуры водяными парами, она начинает разрушаться.
• Данный материал не может выступать в качестве самостоятельной пролётной конструкции, так как обладает практически нулевой деформативностью, что требует предварительного возведения несущих элементов – балок, капителей, основной плиты покрытия.

При сравнении крыш из обычного бетона и газобетонных блоков, можно выявить ряд конструктивных и технологических отличий:

• Газобетон стоит существенно дороже обычного тяжёлого бетона.
• Монолитный или сборный ЖБ всегда требует возведения теплоизолирующего и гидроизоляционного пирога, так как не обладает должным сопротивлением теплопередаче.
• Тяжёлый бетон всегда может использоваться, как несущая пролётная конструкция и элемент жёсткости каркаса здания.
• Далеко не каждый мастер может правильно работать с монолитным газобетоном и обеспечивать должный уход за ним во время твердения.

Перед принятием решения о выборе газобетона в качестве материала крыши, рекомендуется тщательно проанализировать все негативные и позитивные факторы, а также характер эксплуатации будущего сооружения.

Средние расходы на материалы и работу

На рынке представлен широкий ассортимент газобетонных блоков и других материалов из ячеистого бетона, которые реализуются по следующим расценкам:

• Готовые блоки с разными габаритами автоклавного твердения с плотностью 600 кг/м³ – от 5000 – 7500 руб. за 1 м³.
• Готовые блоки с разными габаритами автоклавного твердения с плотностью 500 кг/м³ – от 4000 – 6500 руб. за 1 м³.
• Клей для газобетона, с высокими показателями удельного сопротивления теплопередаче – от 15 – 30 руб. за 1 кг сухого вещества.
• Сухая смесь для приготовления монолитного газобетона с каустической содой, известью, шлаками и золой – от 450 – 600 руб. за 1 мешок 25 кг.

В сети также можно встретить огромное количество компаний, которые предлагают монтаж газобетонной кровли владельцам частных жилых домов и коммерческих зданий.

Учитывая повышенный уровень конкуренции между такими организациями, средний уровень цен на работы примерно идентичен, вне зависимости от региона РФ:

• Устройство газобетонных блоков на плоском покрытии – от 350 – 550 руб. за 1 м².
• Устройство газобетонных блоков на наклонном покрытии до 15 градусов – от 450 – 650 руб. за 1 м².
• Устройство газобетонных блоков на скатном покрытии – от 700 – 1200 руб. за 1 м².
• Создание монолитного газобетона по балкам – от 2000 – 2500 руб. за 1 м³.
• Создание монолитного газобетона по щитовой опалубке – от 2500 – 3500 руб. за 1 м³.

Для определения конечной цены материалов и работ для создания крыши из газобетона, потребуется подробный сметный расчёт, который включает в себя все данные из спецификации, базовые расценки и ряд корректирующих коэффициентов, зависящих от прямых и косвенных факторов.

Заключение

Создание крыши из газобетона – это ответственный процесс, который требует соблюдения определённой технологической карты. В качестве основного материала применяется ячеистый бетон, который отличается высокой пористостью, и, как следствие, теплотехническими, а также звукоизоляционными свойствами.

Рекомендуется рассматривать газобетон в качестве материала крыши исключительно для плоских ограждающих конструкций, а также учитывать требования к данным материалам. При организации таких кровель, необходимо провести расчёт прочности и удельного сопротивления теплопередаче, чтобы обеспечить безопасную и комфортную эксплуатацию внутренних помещений здания.