Влага в газобетоне возникает по нескольким причинам, и её динамика с момента завершения строительства и до конца срока службы материала заслуживает внимания.
Изначально газобетон поступает на строительную площадку мокрым. Он производится в автоклаве, где под давлением насыщенного пара (около 12 атмосфер) достигает влажности примерно 40% по массе. Для более плотного газобетона этот показатель может быть ниже. Из расчётов можно предположить, что в одном кубическом метре газобетона содержится около 150 литров воды при выходе из автоклава. После охлаждения блоки сортируются, укладываются на поддоны и оборачиваются термоусадочной пленкой. Примерно 80% российского газобетона упаковывают именно таким образом, чтобы предотвратить его высыхание. Таким образом, на стройку газобетон поступает с влажностью, аналогичной той, что была при выходе из автоклава — около 40%. Как только пленка снята и начинается строительство, вода начинает выходить из газобетона, особенно заметно в стене толщиной в один блок, что приводит к активному влагоудалению.
Скорость удаления из кладки начальной влаги зависит от многих факторов:
- плотность бетона (меньшая плотность = бóльшая паропроницаемость = быстрое высыхание);
- толщина конструкции (из тонких перегородок влага уходит быстрее);
- время года, климат региона строительства, положение конструкции относительно ветра и солнца;
- вид отделки (сопротивление отделочного покрытия влагообмену).
Основное количество воды покидает кладку толщиной до 300-400 мм в первые 2-6 месяцев. Дальше происходит плавный выход на равновесное влагосодержание, которое колеблется вокруг уровня 4-5 % по массе в течение года. Высыхание газобетона в однослойных конструкциях до равновесной влажности происходит за 2-3 года.
Рисунок 1 – Натурные исследования влажностного состояния кладок, Таллин, 2004-2007 гг.
Верхние два графика представляют собой стену, возведённую в Таллиннском университете. На левом графике демонстрируется уменьшение средней влажности кладки с течением времени, тогда как правый график иллюстрирует распределение влаги по всей толщине стены. Верхняя линия графика отражает данные через несколько месяцев после завершения строительства, затем с течением времени влажность начинает снижаться. Стена здесь покрыта достаточно плотной штукатуркой, поэтому к концу периода накопления влаги средний уровень влажности составляет примерно 6%.
Рисунок 2 – Натурные исследования влажностного состояния кладок, СПбЗНИиПИ, 2007-2011 гг.
Графики иллюстрируют модельную стену, созданную в СПбЗНИиПИ, который был исследовательским институтом в Санкт-Петербурге. Стена, выполненная из газобетона марки D500 с толщиной 400 мм, была облицована силикатным кирпичом без воздушного зазора. Процесс высыхания длился чуть меньше трех лет и завершился с влагосодержанием 4,5% к концу периода накопления влаги.
На правой части графиков показано распределение влаги по слоям стены. Первоначально облицовка из силикатного кирпича затрудняла вывод влаги, из-за чего внутренние слои уже успели высохнуть, тогда как слои, соприкасающиеся с кирпичом, оставались влажными. Со временем влага все же покинула толщу кладки, и в результате мы наблюдаем, что внутренние слои имеют влажность 2-3%, тогда как наружные остаются ближе к 5%. В итоге, средний уровень влажности по всей толщине стены составляет 4,5%.
Рисунок 3 – Натурные обследования эксплуатирующихся конструкций с кладкой из АЯБ D400, Санкт-Петербург, февраль-март 2010 гг.
Это натурное обследование стеновых конструкций было проведено зимой в Санкт-Петербурге. Исследовано довольно значительное количество стен. Средний возраст конструкций составляет немногим более 2 лет, а средний уровень влажности чуть выше 6%, что означает, что процесс высыхания все еще продолжается. На графике, обозначенном жирной красной линией, представлено усредненное распределение влаги по толщине стен разных типов. В наружных слоях уровень влажности немного выше, чем в внутренних. Также стоит учитывать, что через год средний показатель влажности уменьшится еще больше, и составит примерно 4-5%.
.png)
Рисунок 4 – Натурные исследования влажностного состояния кладок, Киев, 2011-2013 гг.
Это исследование по влажностному режиму было выполнено в киевском НИИСМИ. В ходе эксперимента были использованы четыре образца газобетона разных марок с учётом средней плотности. Все образцы имели толщину 300 мм и принадлежали к плотностям D300, D400, D500 и D600. В Киеве процесс высыхания происходил быстрее, чем в Санкт-Петербурге, и занял примерно два года. Теплый климат и меньшая толщина стен способствовали этому, а также правильное нанесение штукатурки с хорошей паропроницаемостью. В результате все четыре плотности достигли влажности чуть ниже 5% за вполне разумный и понятный период времени.
Рисунок 5 – Лабораторный эксперимент и численный расчет, НИИСФ, 2012-2015 гг.
Представлены итоги исследования сорбционных и десорбционных свойств газобетона четырех марок с различной средней плотностью, проведенного в НИИСФ в последние годы. На основе анализа сорбционных характеристик, численный расчет уровня влажности демонстрирует соответствие с результатами натурных испытаний. Как численный расчет, так и натурные эксперименты предоставляют нам схожую картину.
Рисунок 6 – Расчет скорости выхода влаги по Wufi
В численном расчете использовался программный комплекс Wufi, который постоянно улучшается и является одним из наиболее популярных в Западной Европе для моделирования режима влажности в строительных конструкциях.
Данная программа позволяет увидеть, как различные кладки из газобетона с разной толщиной и отделкой будут вести себя с течением времени. В её моделировании рассматривается наихудший сценарий, при котором происходит замедленное высыхание материалов.
На зеленом графике с нормальной штукатуркой видно, что газобетонная кладка с плотностью 500 при толщине 200 мм за первый год высыхает до уровня влажности 3%. При толщине 300 мм процесс также протекает аналогично, но уже на протяжении двух лет. Для толщины 400 мм выход на квазистационарный влажностный режим достигается за 4-5 лет, однако 5% влажность достигается за первые три года. Стена толщиной полметра и плотностью 500 высыхает медленнее всего, и, согласно их расчетам, будет иметь 5% влажности через 5 лет. Тем не менее, результаты натурных исследований зачастую указывают на более быстрые сроки. Wufi, в свою очередь, является наглядным инструментом, позволяющим проследить за состоянием однослойной газобетонной кладки при правильной отделке.
