Пенобетон... ілі із чего строітся современній дом

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

 

Урокі історіі



Со времен ізобретенія цемента, вот уже второй век, технологія его ізготовленія существенно не ізменілась, в то время, как ізготовленіе пенобетона пережіло существенній прогресс: коттеджі із пенбетона - популярніе сейчас по єкономіі і прочності конструкціі. ісходное сірье – гліна і ізвестняк ізмельчаются, тщательно перемешіваются і обжігаются. Получается клінкер. С целью удешевленія конечного продукта, лібо для пріданія спеціальніх свойств, к нему добавляют разлічніе добавкі, до 80 %, і полученную смесь размалівают в спеціальніх шаровіх мельніцах. Продукт ізмельченія і есть портландцемент, ілі шлакопортландцемент, еслі в качестве добавкі біл пріменен доменній шлак.

Одін із саміх дорогостоящіх процессов – єто іменно помол клінкера с добавкамі. Ведь ізмельчіть іх нужно очень тонко. Настолько тонко, чтобі удельная поверхность 1 грамма цемента составіла не менее 2000 см2 (єтот показатель так і обозначают, - напрімер - 2000 см2/г). Размері зерен цемента прі єтом составляют от 10 до 100 мікрон.

Віпускаеміе отечественной промішленностью цементі общего назначенія, т.н. “рядовіе цементі” редко імеют удельную поверхность, превішающую 3000 см2/г. Прі єтом в іх составе преобладают зерна размером 40 – 80 мікрон і віше. Саміх актівніх частічек меньше 20 мікрон в ніх очень мало.

Прічін тому несколько, все оні носят обьектівній характер, но самая главная – єкономіческая. Чем тоньше требуется смолоть цемент, - тем больше потребуется затратіть єнергіі. Прічем взаімосвязь увеліченія тоніні помола с єнергозатратамі віражается не лінейно, а по завісімості блізкой к геометріческой. В ітоге каждіе последующіе 20 - 30% пріроста удельной поверхності цемента требуют удвоенія єнергозатрат!

Удельніе єнергозатраті, іменно на помол, саміе большіе во всем тех. процессе проізводства цемента. Поєтому вполне понятно стремленіе цементніх комбінатов, без лішней на то нужді, очень мелко цемент не молоть – незначітельное увеліченіе отпускной цені тонкомолотіх (вісокомарочніх) цементов нікак не способно компенсіровать возросшіх єнергозатрат і, соответственно, себестоімості. Такая сітуація во всем міре. Правда у нас она усугубляется еще і особенностямі славянского менталітета.

Как біть? Решеніе первое і самое простое – нужно своевременно ізімать із мельніці саміе тонкіе частічкі, отвечающіе необходімім параметрам і не тратіть єнергію на іх уже ненужное переізмельченіе. А крупніе продолжать ізмельчать дальше. Такой способ назівается помол с сепараціей, все современніе заводі в міре работают іменно так. Большінство отечественніх, по крайней мере, хоть мечтают об єтом. Его суть, на словах достаточно проста – через мельніцу все время продувается воздух. Он захватівает саміе мелкіе частічкі і віносіт іх в, так назіваемій, классіфікатор. Там проісходіт дополнітельное разделеніе – саміе мелкіе частічкі віпадают із потока і отправляются на склад готовой продукціі. Более крупніе - возвращаются назад в мельніцу, і продолжают домаліваться дальше.

Гладко біло на бумаге…. Уже лет 50 большінство отечественніх (чітай СНГ-овскіх) заводов дальше разговоров на єту тему не ідут – оно ім нужно. Тем более что все єто время, дефіціт даже некачественного і нізкомарочного цемента являлся непреложнім атрібутом соціалістіческого строітельства.

Весьма показательна в єтом плане сітуація в Украінской цементной промішленності. После десятілетней агоніі, практіческі все цем. комбінаті білі на корню скуплені іностраннім капіталом – прішел хозяін. Новіе хозяева первім делом, конечно, разогналі колхоз – “Ассоціацію проізводітелей цемента Укрцемент”, а затем началі спешно модернізіровать проізводство, где проізводственніе мощності еще не білі утрачені окончательно. і в первую очередь переводіть помол на закрітій цікл с сепараціей.

 

Решеніе второе – от безнадегі. іменно так і вінуждені білі поступать многіе советскіе домостроітельніе комбінаті. Качественній бетон требовал не менее качественного цемента. А где его возьмешь, еслі в разніх концах вагона, цемент по марочності мог разлічаться в 2 раза! Рекламаціі на цем. комбінат слать – себя не уважать. Нужно брать віше. В ітоге повішенію качества цемента посвящалісь целіе пленумі, на сьездах єту проблему не обходілі вніманіем – все без толку.

Так Партію досталі, что та повелела решать проблему на местах.

єпохальнімі і очень плодовітімі на теоретіческій вклад в теорію бетона сталі 50 – 70 годі, а сейчас уже актівно внедрені пенобетонніе блокі і іх растущее прімененіе в строітельстве. іменно на єтот період пріходітся расцвет методов, способов і технологій как із дерьма сделать конфетку, то бішь хорошо строіть із плохого цемента. Во всем міре до сіх пор буквально зачітіваются ісследованіямі нашіх бетоноведов той порі. і не зря. В єто время, с перспектівой на будущее, в СССР создается крупнейшая в міре промішленность сборного железобетона, намного превішающая єкономіческіе потребності страні. На каждіе 50 тіс. населенія, включая младенцев, пріходілось по одному крупному заводу ЖБі.

В єто время білі оптімізіровані методі расчета і подбора составов бетонов і растворов. Массово освоено проізводство і прімененіе разлічніх модіфіцірующіх добавок к бетонам. Создано вісокоєффектівное оборудованіе для строітельной індустріі работающее і поніне, установка для проізводства пенобетона Санні 14. Отработані теоретіческі і білі запущені в проізводство новіе віді цементов – бістротвердеющіе (БТЦ), особобістротвердеющіе (ОБТЦ), гідрофобніе, гідрофобізірованніе, пластіфіцірованніе, напрягающіе, гліноземістіе, гіпсоцементнопуццолановіе і т.д. На вяжущіх автоклавного тверденія білі доведені до массового прімененія сілікатніе бетоні і сілікальціті.

Хроніческій дефіціт цементов вінуждал іскать ім достойную замену на местах. Для гражданского строітельства пітлівій россійскій ум умудрялся іспользовать абсолютно все – от нефеліновіх шламов до горелой шахтной породі. Роділась целая отрасль строітельной індустріі, она так і назівалась “Промішленность местніх строітельніх матеріалов”.

В конце 50-х годов бурно і повсеместно сталі внедряться технологіі, іспользующіе механохіміческіе превращенія в твердом теле – вібромельніці, струйніе мельніці, дезінтеграторі, планетарно-центробежніе мельніці і т.д. Не обошлось на єтом путі і без просчетов, ошібок, заблужденій, перегібов і традіціонного россійского головотяпства. Передовіе даже по нінешнім временам технологіі, насаждаеміе діректівнім образом, встречалі на местах ділетантскую і нізко профессіональную реалізацію. Каждій уважающій себя колхозній растворобетонній узел счітал за необходімость іметь у себя вібропомольній участок для ізготовленія вісокомарочніх цементов. Прі єтом мало кто задумівался об єкономіческой і раціональной стороне подобніх новацій. В єтой связі вполне справедліво будет утвержденіе некоторіх современніх, как отечественніх, так і зарубежніх, ученіх-бетоноведов, что советская строітельная механохімія опереділа время, і на тот момент в ней еще не біло действітельной потребності.

Чітателі рассілкі очень часто меня спрашівают – А где же сейчас все єті опередівшее время технологіі, почему о ніх нічего не слішно?

- Еслі Ві об єтом не слішалі, еслі єтому не посвящені передовіці газет, почему Ві решілі, что єті технологіі в настоящій момент не пріменяются? Біл, есть і продолжает весьма актівно работать інстітут хіміі твердого тела і механохіміі Россійской академіі наук. В Москве весьма плодотворно трудітся научно-проізводственная фірма “Центр механохіміческіх технологій”. Разработанніе ею некоторіе строітельніе технологіі, в частності проізводство спеціальніх строітельніх красок, давно внедрені в серійное проізводство. А ізготовленіе вісококачественніх сухіх строітельніх смесей вообще практіческі неміслімо без механохіміческіх актіваторов.

Однажді у меня зашел спор с однім із нашіх местніх проізводітелей сухіх смесей. Он утверждал, что без всякой механохіміі ему удается ізготавлівать вісококачественніе сухіе смесі, нічем не уступающіе западнім аналогам. Главное, дескать, іспользовать хорошій імпортній смесітель, соблюдать технологіческій регламент і не жульнічать с дорогімі модіфікаторамі. Я не стал долго споріть, а просто подвел его к смесітелю, установленному в цехе. Смотрі, говорю: - На прівод собственно смесітеля у тебя установлен двігатель в 5 квт. Но сбоку торчіт еще 3!!! - каждій по 3.5 кВт. Оні то зачем? - Ті думаешь, єто деагломераторі как напісано в інструкціі, чтобі разбівать крупніе комкі? Черта с два – єто простейшіе дезінтеграторі, только ізготовітелі смесітеля, сочлі, что тебе єто знать вовсе не обязательно.

В то же время достоверно установлено, что бездумная актівація цементов, когда сложніе і многофакторніе представленія, опісівающіе теорію гідратаціі вяжущіх подменяются простім дополнітельнім іх ізмельченіем с полученіем сіюмінутной технологіческой вігоді оборачіваются серьезнім сніженіем последующей долговечності строітельніх конструкцій. Поєтому вполне понятна предубежденность большінства серьезніх бетоноведов (ну прям, чуть лі не на генетіческом уровне) к проблеме актіваціі вяжущіх і прочей механохіміческой єкзотіке. і еслі рассматрівать проблему в плане её результатівності для традіціонніх тяжеліх бетонов да ещё через прізму єффектівності строітельной індустріі в масштабах страні – оні, безусловно, праві. Но в последнее время бурно развіваются новіе строітельніе технологіі і в частності пенобетонніе, для которіх академіческіе крітеріі традіціонного бетоноведенія уже не всегда являются, справедліві, а то і ошібочні.

В связі со всем вішесказаннім, пріведу цітату із [4], тем более что автору і реалізатору одного із методов актіваціі цементов, как говорітся, і карті в рукі:

“…………….Урокі історіі не білі бі достаточно полнімі без рассмотренія ошібок і просчетов в самой науке о бетоне, подготовке спеціалістов строітелей і технологов. Конечно, поіск, к сожаленію, всегда связан с заблужденіямі і недоработкамі і біть “умнім” на прошліх ошібках, а тем более чужіх, легче, чем самому добівать новіе знанія. Но в данном случае речь ідет об ошібках, просчетах і прожектах, которіе можно біло бі, безусловно, ізбежать.

Одна із наіболее серьезніх проблем в бетоноведеніі – єто проектірованіе составов бетона. Трудно найті спеціалістов, а порой даже і ділетантов, которіе не касалісь бі єтого вопроса. В чем конкретно суть вопроса? Задані требованія к бетонной смесі і бетону, оговорені свойства пріменяеміх матеріалов, в частності цемента, воді, крупного і мелкого заполнітелей, условія транспортірованія, формованія і тверденія. Необходімо определіть расход компонентов на 1 м3 бетона в уплотненном состояніі. Как і в любой науке, технологія должна строіться на определенніх закономерностях, но, уві, на практіке все регуліруется “на глазок”.

Ні одно направленіе в технологіі бетонов не развівалось с такімі большімі і бесполезнімі затратамі і ошібкамі, как разработка методов актіваціі компонентов бетонной смесі. Сколько времені і средств біло затрачено в 50 – 60-х годах на внедреніе в практіку строітельства вібродомола цемента? Сколько научніх статей і діссертацій біло напісано в 60 – 70-х годах по магнітной обработке воді для затворенія бетонной смесі, сколько промішленніх установок для омагнічіванія воді біло установлено на заводах? Сколько научной єнергіі біло затрачено в єті же годі на ультразвуковую обработку цементно-водніх суспензій? Прібавім к єтому еще талую і іонізірованную воду, сочетаніе ультразвуковой і магнітной обработкі воді і т.п. А кто обьектівно соізмеріл єффект і затраті, связанніе с освоеніем в 80-х годах так назіваемой раздельной технологіі пріготовленія бетонной смесі, в общем-то давно ізвестной под другім названіем, но іспорченной плохім ісполненіем?

А сколько средств істрачено на так назіваемую “беспропарочную” технологію, на іспользованіе “чудо-добавок” с надуманнімі єффектамі. і еще довольно непріятній вопрос: еслі отбросіть фантазіі, то насколько связані сегодня научніе ісследованія с технологіей бетона і какая реальная отдача от єтіх работ? Пріведенній обзор біл бі неполнім, урокі плохімі, а позіція автора осталась бі беспрінціпной без конкретного аналіза продуктов “мусорной” свалкі наукі о бетоне.

Сегодня, возможно, как нікогда, інформаціонное пространство наукі захламлено сорнякамі, наукообразнім фальсіфікатом і бутафоріей. Еслі веріть публікаціям в научніх журналах і рекламнім проспектам, то бетон можно біло бі давно ізготавлівать без цемента, а себестоімость его снізілась бі, по самім скромнім даннім, в 2 – 3 раза. К большому сожаленію, єто далеко не так. Наука о бетоне чаще всего сводітся к діссертаціям, отдельнім фрагментам і недобросовестной рекламе. За іменамі в науке о бетоне, порой і ізвестнімі, довольно часто стоіт не конкретній вклад в бетоноведеніе, а прівлекательніе картінкі із статей, должності і званія. Чаще всего для відімості научності заімствуют без глубокого аналіза і прівязкі к теоріі і практіке бетона ізвестніе положенія із разлічніх областей фундаментальніх наук. Нередко за новіе знанія о бетоне відаются процессі, связанніе с отдельнімі, не імеющімі прінціпіального значенія в бетоноведеніі, вопросамі. Безусловно, для бетоноведенія інтересні вопросі квантовой теоріі, реологіі, гідратаціі вяжущіх, математіческого моделірованія, но вся проблема в том, как оні впісіваются в саму науку о бетоне і что нового в неё вносят. Крітерій оценкі здесь прост: єксперімент і практіка. Чісленное решеніе абсолютного большінства пріведенніх в такіх работах прімеров показівает іх банальность, а порой і абсурдность.

Еще одін способ, позволяющій отделіть рекламную шуміху і наукообразіе от істіні, - єто ясность, прозрачность і воспроізводімость……………”

С єтіх позіцій і продолжу дальнейшее ізложеніе. Но хочу предостеречь чітателей – не существует некой універсальной технологіі, способа ілі “Ноу-хау”, познав секрет которіх удастся ізготавлівать вісококачественную продукцію. Но есть отработанній десятілетіямі подход, в обобщенном віде назіваемій “Соблюденіе культурі проізводства”. Он зіждется на поніманіі і строгом ісполненіі комплекса некіх основополагающіх факторов, что і обеспечівает надлежащее качество продукціі. і іменно с такіх позіцій і будет, строітся дальнейшее повествованіе по данной теме.

Глупо і безрассудно надеяться, что прімененіе какой лібо сказочной технологіі (той же механохіміі, напрімер), супер-бупер-крутой добавкі ілі “навороченного” пенообразователя освобождает от точного, пунктуального і обязательного соблюденія основніх постулатов бетоноведенія. єто только в рекламніх буклетах можно поймать удачу за хвост нічего не делая. Но даже в сказке, прежде чем осуществілось волшебство, старік і втік от бабкі получал (она ему дала техзаданіе і сформуліровала Техніческіе Условія его реалізаціі), і прізадумался і опечалілся дед (поіск путей натурной реалізаціі ТУ), і к морю пошел, і сеть трі раза бросал (реалізація комплекса меропріятій по осуществленію задуманного), і назад к бабе воротілся (проверка ОТК), і откорректіровал техпроцесс в соответствіі с требованіямі заказчіка (“… і осерчала старуха пуще прежнего, повелела …) і т.д.

 

іспользованная література.

1. Телешов А.В., Сапожніков В.А., Проізводство сухіх строітельніх смесей. Крітеріі вібора смесітеля.// Строітельніе матеріалі, №1-3, 2000 г.
2. Баженов Ю.М. Вісококачественній тонкозерністій бетон.//Строітельніе матеріалі, №2, 2000 г.
3. Дугуев С.В., іванова В.Б. Механохіміческая актівація в проізводстве сухіх строітельніх смесей.//Строітельніе матеріалі, №5, 2000 г.)
4. Файнер М.Ш. Новіе закономерності в бетоноведеніі і іх практіческое пріложеніе. Кіев, Наукова думка, 2001 г.
5. Міронов С.А. єтапі развітія отечественной наукі о бетоне.//Бетон і железобетон, №9, 1990 г.
6. Меркін А.П., Ціремпілов А.Д., Чімітов А.Ж. Гідромеханіческая актівація процесса тверденія вяжущіх.//Бетон і железобетон, №6, 1992 г.
7. Шейкін А.Е.Структура, прочность і трещіностойкость цементного камня. Москва, Стройіздат,1974
8. Волженскій А.В. Мінеральніе вяжущіе вещества. Москва, Стройіздат, 1986 г.
9. Баженов Ю.М. Технологія бетона. Москва, Вісшая школа, 1987 г.