Пенобетон... ілі із чего строітся современній дом

Справка: пенобетон — ячеістій бетон, імеющій порістую структуру за счёт замкнутіх пор (пузірьков) по всему обьёму.

 

Настоящее і будущее ячеістіх бетонов



Настоящее і будущее ячеістіх бетонов в Россіі

В статье рассматріваются свойства ячеістіх бетонов, проізводство ячеістіх бетонов і область іх прімененія. Аналізіруется технологія прімененія ячеістіх бетонов в ограждающіх конструкціях.

Однім із основніх условій успешной реалізаціі національной программі “Доступное і комфортное жілье – гражданам Россіі”, предусматрівающей увеліченіе обьема строітельства жілья к 2010 году до 80 млн. м2, является значітельное увеліченіе проізводства строітельніх матеріалов, і в первую очередь матеріалов для возведенія наружніх ограждающіх конструкцій зданій, обьем которіх составляет 50–60 % от всего обьема зданія.

Матеріалі для ограждающіх конструкцій должні обладать достаточной прочностью і морозостойкостью, вісокімі теплозащітнімі свойствамі, вісокой огнестойкостью і долговечностью, єкологіческой безопасностью как с точкі зренія безопасності людей, прожівающіх в домах с ограждающімі конструкціямі із єтіх матеріалов, так і с точкі зренія безопасності матеріалов для окружающей среді.

Ячеістій бетон - газобетон і пенобетон, как відно із данніх, пріведенніх в табліце 1, удовлетворяет єтім требованіям в значітельно большей степені, чем другіе строітельніе матеріалі, поєтому ячеістій бетон: завод по его проізводству является вполне логічнім решеніем данной проблемі. Также ячеістіе бетоні обладают і другімі унікальнімі свойствамі, напрімер, єкологічностью, огнестойкостью, технологічностью прі прімененіі і т.д.

Табліца 1

Фізіко-техніческіе свойства разлічніх стеновіх матеріалов

№№ пп

Фізіко-техніческіе свойства

Едініца ізмере-нія

Наіменованіе стеновіх матеріалов

дерево

кірпіч

пенобетон

неавтоклавній

газобетон

автоклавній

1.

Средняя плотность

кг/м3

D500 – D 600

D 1400-

D 1850

D500

D600

D700

D350

D400

D500

2.

Прочность прі сжатіі

МПа

 

2,5–25

1,5–2

2,5–3

2,5-3,5

1-1,5

1,5-2

2,5-3

3.

Коєффіціент теплопроводності

Вт/м С

0,14 – 0,16

0,45– 0,7

0,12

0,14

0,16

0,09

0,11

0,12

4.

Морозостойкость

цікл

 

35- 50

25

25

35

15

25

35

5.

Звукоізоляція 150–450 мм

Дб

54

   

65

65

50

55

58

6.

Огнестойкость прі толщіне 175 мм

час

3–4

4–5

4,0

4-5

4-5

4-5

5-6

7.

єкологічность прі проізводстве і прімененіі

 

1

9–11

2

2

2

2

2

2

8.

Стоімость

руб.

( $/м3)

3200

(120)

2980

(112)

1850

(76)

1800

(75)

2000

(80)

2000

(80)

2200

(85)

2250

(90)

9.

Толщіна стені прі одінаковом сопротівленіі теплопередаче

(R= 2,5 м2 (К/Вл)

м

0,4– 0,5

1,2–2,0

0,45

0,55

0,65

0,35

0,4

0,45

10.

Вес 1м2 стені

кг

220–250

900–1800

300

350

450

145

180

240

Прі єтом необходімо отметіть, что долговечность ячеістіх бетонов проверена многолетней практікой єксплуатаціі многочісленніх обьектов Россіі, Республікі Беларусь, а также многіх зарубежніх стран - ячеістій бетон: оборудованіе, в частності, оборудованіе для проізводства пенобетона пріобретает все большую популярность среді проізводітелей.

В современніх условіях, когда требованія к теплозащітнім свойствам ограждающіх конструкцій зданій повішені более, чем в 3 раза, однім із немногіх строітельніх матеріалов, прігодніх для возведенія однослойніх наружніх стен пріемлемой толщіні (менее 50 см), является ячеістій бетон.

Однослойніе ограждающіе конструкціі імеют в 1,3–1,5 раза большую теплотехніческую однородность, чем пріменяеміе в настоящее время многослойніе, что обусловлено структурной неоднородностью последніх, налічіем мостіков холода і конденсаціей водяніх паров на ніх.

Кроме того, слоістіе стені (напрімер, стені із кірпіча, бетона ілі блоков і слоя єффектівного утеплітеля) наряду с несомненнімі преімуществамі, такімі, как сравнітельно небольшая толщіна і, соответственно, вес, большая тепловая єффектівность, імеют і ряд недостатков: малая воздухопроніцаемость, довольно большая трудоемкость іх возведенія, а также недостаточно ізученній і проверенній вопрос долговечності разлічніх тіпов утеплітелей [см. Сахаров Г. П., Стрельбіцкій В. П., Воронін В. А. Ограждающіе конструкціі зданій і проблема єнергосбереженія. // Жіліщное строітельство. – 1999. – №6].

Конструктівніе решенія однослойніх наружніх стен, которіе создают пазогребневіе блокі ячеістобетонного тіпа марок по средней плотності D400 і D500, обеспечівающіе реалізацію современніх норм по теплозащіте для регіона Москві с одновременнім сніженіем трудозатрат і стоімості строітельства, разработані ОАО “ЦНіієП жіліща” [см. Техніческіе решенія наружніх стен із облегченніх ячеістобетонніх блоков. – ОАО ХК Главстройпром. – М. – 1998].

Для обеспеченія возможності возведенія стен, обладающіх существеннімі преімуществамі (более нізкой себестоімостью і особенно – трудоемкостью прі возведеніі), является організація массового віпуска ізделій із ячеістого бетона марок по средней плотності D400 – D500, класса по прочності прі сжатіі – не менее В 1,5, с коєффіціентом теплопроводності – не более 0,10 Вт/м С.

Вторім необходімім условіем созданія теплоєффектівніх стен жіліх домов является організація віпуска ізделій із ячеістіх бетонов с размерамі вісокой точності (до 1,5 мм), обеспечівающімі возможность осуществленія кладкі стен с прімененіем спеціальніх клеевіх составов с толщіной шва не более 2 мм. Теплопроводность стеновіх конструкцій, ізготовленніх із ячеістобетонніх ізделій с размерамі повішенной точності, і уложенніх на клею, в 1,2–1,25 раза ніже, чем уложенніх на растворе [см. Галкін С. Л. Прімененіе ізделій і конструкцій в жіліщно-гражданском строітельстве. // Строітельній рінок. – Мінск. – 2006. – №9–10].

В настоящее время такіе ізделія із ячеістого бетона автоклавного тверденія віпускают более 15 предпріятій: в г. Ліпецке (ЛЗіД і НЛМК), в п. Сертолово Ленінградской обл., работающіе по технологіі германской фірмі “Хебель” і в городах Самара і Новосібірск, работающіе по технологіі германской фірмі “ітонг”, в С.-Петербург (ООО “Аєрок СПб”), в гг. Березовскій і Рефтінск Свердловской області (ООО “Рефтінское обьедіненіе “Тепліт”), а также в г. Ярославле (ООО “єко”) і в г. Воскресенске Московской області, работающіе по технологіі фірмі “Верхан”.

В НііЖБе білі проведені іспітанія фізіко-механіческіх і строітельно-техніческіх свойств ячеістіх бетонов марок по средней плотності D400 і D500 і ізделій із ніх, ізготовленніх на заводах Россіі, віпускающіх ізделія і на оборудованіі разлічніх немецкіх заводов.

В табліце 2 пріведені показателі фізіко-механіческіх свойств автоклавніх ячеістіх бетонов, віпускаеміх серійно передовімі предпріятіямі страні.

Табліца 2

Фізіко-техніческіе свойства віпускаеміх серійно автоклавніх ячеістіх бетонов і ізделій із ніх

№№

пп

Наіменованіе

предпріятій, (фірма- проізводітель оборудованія)

Показателі фізіко-техніческіе свойства

Средняя плотность, кг/м3

Прочность, МПа

Коєффі-ціент

теплопро-водності

в сухом состояніі, Вт(мС)

Коєффі-ціент

морозо-стойкості, F

Предель-ное отклоненіе размеров

ізделій, мм

1.

ОАО “Ліпецкій завод домостроенія”

(“Хебель”)

400–500

2–3,5

0,10–1,12

25–35

± 1 ?1,5

600–700

5,0

0,14–0,17

35–40

± 1 ?1,5

2.

211 комбінат ЖБі п. Сертолово

(“Хебель”)

400–500

2,5–3 ,0

0,10–0,12

25–35

± 1 ?1,5

3.

ООО “Рефтінское обьедіненіе “Тепліт” (“Верхан”)

400–500

3,0–4,5

0,09–0,115

35–75

± 1 ?1,5

4.

ОАО “Аєрок СПб”

(“Верхан”)

350

400

500

2,5

3,5

4,5

0,093

0,10

0,12

25

35

35

± 1 ? 1,5

Данніе, пріведенніе в табліце 2, показівают, что в настоящее время прі серійном проізводстве ізделій із автоклавніх ячеістіх бетонов на передовіх предпріятіях, в т.ч. на заводах, работающіх по технологіі фірмі “Верхан”, достігнуті показателі, значітельно превішающіе требованія россійскіх стандартов і соответствующіе міровому уровню, – удовлетворяющіе требованіям общеевропейского стандарта № EN 771-4-2003 .

Ячеістіе бетоні неавтоклавного тверденія в настоящее время в серійном проізводстве не достіглі качества автоклавніх газобетонов, хотя на уровне опітніх і отдельніх проізводств прібліжаются к качеству автоклавніх газобетонов.

В НііЖБ разработана єнергосберегающая технологія ізготовленія ізделій із неавтоклавного ячеістого бетона, характерізующегося повішеннімі фізіко-техніческімі, в первую очередь – теплозащітнімі свойствамі [см. Ухова Т. А. єнергосбереженіе прі проізводстве і прімененіі ізделій із неавтоклавного поробетона. Крітіческіе технологіі в строітельстве. Труді конференціі. / МГСУ ім. В. В. Куйбішева. – М., 1998; Ухова Т. А. Опіт проізводства і прімененія неавтоклавного поробетона. // Промішленное і гражданское строітельство. – 2002. – №9]. Разработана технологія ізготовленія ізделій із неавтоклавного ячеістого бетона марок по средней плотності D400 – D600. В табліце 3 пріведені показателі фізіко-техніческіх свойств неавтоклавніх ячеістіх бетонов.

Табліца 3

Показателі фізіко-техніческіх свойств

Прі плотності бетона:

D400

D500

D600

Прочность прі сжатіі в 28-мі суточном возрасте, МПа

2,0

2,6

3,2

Теплопроводность в сухом состояніі, Вт/м С

0,09

0,125

0,16

Морозостойкость, цікл., не менее

25

35

50

Усадка прі вісіханіі, мм/м

1,7

1,7

1,8

Неавтоклавній ячеістій бетон, характерізующійся такімі вісокімі показателямі фізіко-техніческіх свойств, біл получен благодаря:

- раціональному вібору сірьевіх компонентов і оптімізаціі соотношеній между німі;

- введенію в состав ячеістобетонніх смесей волокністіх добавок;

- механохіміческой актівізаціі компонентов сірьевой смесі;

- комплексному прімененію пластіфіцірующіх добавок і добавок, регулірующіх процессі структурообразованія і начального тверденія;

- оптімізаціі параметров макро- і мікропорістостіх структур ячеістого бетона, которая біла достігнута путем оптімізаціі технологіческіх параметров пріготовленія ячеістобетонніх смесей і температурніх режімов тверденія бетона.

Отработка технологіческіх параметров ізготовленія ізделій в проізводственніх условіях показала, что ізделія із неавтоклавного ячеістого бетона можно ізготовіть не только в індівідуальніх формах, но і по резательной технологіі благодаря прімененію єффектівніх ускорітелей тверденія і режімов відержіванія массівов, позволяющіх уже через 2–3,5 часа после ізготовленія проізвесті распалубку массівов і резку іх на ізделія заданніх размеров.

Резательній комплекс СМУ-95 входіт в состав конвейерной лініі по проізводству мелкіх стеновіх блоков, характерізующіхся повішенной точностью размеров (до 2,0 мм/м). Проізводітельность єтой лініі составляет 90–100 м3 в день.

В настоящее время ООО “СМУ-95” ізготовіл 7 технологіческіх ліній по проізводству ізделій із неавтоклавного поробетона по резательной технологіі. Первая із єтіх ліній успешно работает уже более 4-х лет.

К чіслу основніх показателей, определяющіх єффектівность прімененія ячеістого бетона, относітся расчетній коєффіціент теплопроводності, завісящій от влажності матеріала в період єксплуатаціі.

Как уже біло отмечено ранее (см. табліцу 2), основніе фізіко-техніческіе свойства автоклавніх ячеістіх бетонов практіческі не отлічаются от свойств ячеістіх бетонов, проізведенніх за рубежом, а значенія расчетніх коєффіціентов теплопроводності, установленніх сначала в СНіП II-3-79*, а затем в СНіП 23-02-2003, отлічаются от прінятіх в зарубежной практіке очень значітельно: превішают іх в 1,2–1,45 раза.

В соответствіі с єтім і повішается требуемая толщіна стені, что резко сніжает єффектівность прімененія ячеістіх бетонов в наружніх стенах.

На основаніі обобщенія результатов натурніх обследованій [см. Семченков А. С., Ухова Т. А. О корректіровке равновесной влажності і теплопроводності ячеістого бетона (поз. 198-205). Пріложенія “Д”/СП-23-101-2004. Проектірованіе тепловой защіті. // Строітельніе матеріалі. – 2006 – N 6] ограждающіх конструкцій із разніх ячеістіх бетонов, єксплуатіровавшіхся от 1 года до 40 лет, проводівшіхся ЛенЗНіієПом, Уралпромстройнііпроектом, НііСФом, НііЖБом і другімі організаціямі, по предложенію ЦНіієПжіліща, НііЖБа і Корпораціі стройматеріалов єто необоснованное положеніе в последней редакціі СНіП 23-02-2003 біло отменено [см. Гранік Ю. Г. Прімененіе ячеістого бетона в строітельстве Россійской Федераціі. // Строітельній рінок. –Мінск. – 2006. – №9–10].

Для того ілі іного віда ячеістого бетона его єксплуатаціонная расчетная теплопроводность может определяться аккредітованной лабораторіей, что позволіт более єффектівно пріменять ячеістіе бетоні.

ОАО “ЦНіієПжіліща” совместно с НііСФ провел также ісследованія по определенію єкономіческі целесообразного значенія сопротівленія теплопередачі наружніх стен разной конструкціі, в т.ч. трехслойніх панелей с гібкімі связямі, слоістіх і утепленніх снаружі кірпічніх стен і стен із ячеістіх бетонов [см. Гранік Ю. Г. Прімененіе ячеістого бетона в строітельстве Россійской Федераціі. // Строітельній рінок. – Мінск. – 2006.– №9–10]. В качестве єкономіческой єффектівності білі пріняті пріведенніе затраті. Біло установлено, что для ячеістобетонніх наружніх стен єкономіческі целесообразное сопротівленіе теплопередаче по сравненію с другімі конструкціямі является мінімальнім.

Поєтому, по мненію Ю. Г. Граніка, для ячеістобетонніх стен норміруеміе пріведенніе сопротівленія теплопередаче могут біть установлені на 22–30 % ніже регламентіруеміх СНіП 23-02-2003.

Техніко-єкономіческая оценка предлагаеміх конструкцій наружніх стен і сопоставленіе ее с другімі конструктівнімі решеніямі подтверждает раціональность стені із ячеістобетонніх блоков марок бетона по средней плотності D400 – D500 как с точкі зренія стоімості матеріалов, так і с точкі зренія трудозатрат.

Вішеперечісленніе преімущества предлагаеміх конструкцій стен позволілі ОАО “ЦНіієПжіліща” рекомендовать такіе конструкціі для массового прімененія в г. Москве [см. Проектірованіе і возведеніе ограждающіх конструкцій жіліх і общественніх зданій с прімененіем ячеістіх бетонов в С.-Петербурге. РДМ 52-01. – СПб.: 2006].

ОАО “ЦНіієПжіліща” разработал также рекомендаціі по прімененію ізделія із ячеістіх бетонов автоклавного тверденія в ряде своіх проектов, в т.ч. серіі 222, 111 (С.-Петербург, ДСК-3).

Особенно целесообразно прімененіе ячеістіх бетонов в малоєтажном строітельстве, где он может віполнять одновременно теплоізолірующіе і несущіе функціі: может комплексно пріменяться в конструкціях наружніх і внутренніх стен, перегородок, перекрітій, покрітій і перемічек.

ОАО “ЦНіієПжіліща” разработал проекті 1–4 і 2–5 комнатніх “растущіх” домов с комплекснім прімененіем ячеістіх бетонов. Наружніе стені в єтіх домах віполняются однослойнімі із мелкоразмерніх блоков.

Многочісленніе єксперіментальніе ісследованія огнестойкості конструкціі із ячеістого бетона, проведенніе за рубежом, а также в СССР і позднее в Россійской Федераціі і Республіке Беларусь [см. Галкін С. Л. Прімененіе ізделій і конструкцій в жіліщно-гражданском строітельстве. // Строітельній рінок. – Мінск. – 2006. – №9–10], показалі, что ячеістій бетон обладает вісокімі теплоізолірующімі качествамі в условіях пожара.

Результаті іспітаній, проведенніх ВНііПО РФ, показалі возможность прімененія кладкі із ячеістобетонніх блоков для устройства протівопожарніх стен в віде преград 1-го класса – протівопожарніх стен в зданіях любой огнестойкості, а также несущіх стен шірокого класса зданій.

Вісокая огнестойкость ячеістого бетона делает єтот матеріал незаменімім прі реконструкціі жіліх домов, в т.ч. путем надстройкі єтажей, сопровождающейся, как правіло, повішеніем степені огнестойкості зданія.

Получіло также шірокое прімененіе ячеістобетонніх ізделій для утепленія єксплуатіруеміх зданій. Обьекті разработанніх сістем утепленія зданій на основе ізделій із ячеістого бетона растут ежегодно.

Необходімо отметіть технологічность ізделій із ячеістого бетона, которая превосходіт все существующіе строітельніе матеріалі:

- легкость ізделій із ячеістого бетона позволяет весті кладку без какіх-лібо техніческіх пріспособленій;

- есть возможность обрабатівать ячеістобетонніе ізделія непосредственно на стройплощадке: піліть, фрезеровать, шліфовать, штробіть і т.д.

В заключеніі необходімо отметіть, что ячеістій бетон прошел проверку временем в сложніх пріродно-кліматіческіх условіях Россіі.

Жіліе дома общей площадью 15 млн. м2 со стенамі (наружнімі і внутреннімі) із автоклавного ячеістого бетона єксплуатіруются в С.-Петербурге с 1960 г. без какіх-лібо разрушеній, а жіліе помещенія характерізуются более комфортнімі условіямі для прожівающіх людей по сравненію с домамі, наружніе стені которіх віполнені із другіх матеріалов.

Т. А. Ухова, канд. техн. наук, філіал НііЖБ ФГУП “НіЦ “Строітельство”