Производство новых видов легких бетонов по современным технологиям

Строительство последовательно переходит на применение энерго­сберегающих технологий и изделий с использованием новых материалов, сухих смесей для приготовле­ния кладочных, штукатурных, деко­ративных растворов и клеящих со­ставов. Во вновь строящихся зда­ниях находят применение многослойные наружные стены, с повышенными в 2-2,5 раза теплотехническими показателями.

С переходом на новые конструк­ции стен и зданий произошла пере­оценка отдельных видов изделий, применявшихся ранее в жилищно-гражданском строительстве. Одни из них стали ненужными в новых зданиях, потребность в других сни­зилась в 2-3 раза. Но при этом резко возросла потребность в изделиях с повышенными теплотехническими и экологическими свойствами. Высокая технологическая гибкость ячеисто-бетонного про­изводства позволяет изготов­лять изделия широкой номенк­латуры: теплоизоляционные, стеновые, конструкционные, мелкоштучные и крупнораз­мерные (блоки, панели, плиты покрытий и перекрытий, пере­мычки) при всевозможном со­четании их длины, толщины и высоты.

Такой набор изделий позво­ляет полностью комплектовать надземную часть малоэтаж­ных зданий высотой 3-6 эта­жей, использовать отдельные виды изделий в строительстве многоэтажных зданий для ус­тройства наружных стен, по­лов, межкомнатных и меж­квартирных перегородок, теп­лых мансард, чердаков и дру­гих элементов.

Широкие возможности и осо­бенности изделий из ячеистого бетона позволяют при их приме­нении в строительстве решать одновременно комплекс техни­ческих, экологических, эконо­мических и социальных задач. И в первую очередь — экономических. Ведь их низкая матери­алоемкость и энергосберегаю­щие свойства определяют выго­ду как на стадии производства, так и в период строительства и эксплуатации зданий. Эффективность в основном достигается за счет низкого расхода сырья на ку­бометр бетона. Например, на изго­товление кубометра блоков плотностью 600 кг/м3 расходуется 60-100 кг извести, 120-140 кг цемента, 320-380 кг местного сравнительно дешевого песка. Соответственно ниже транспортные расходы на до­ставку сырьевых материалов и их технологическую подготовку в про­цессе изготовления изделий.

А низкая плотность ячеистого бетона позволяет производить из него стеновые блоки, термоблоки увели­ченных размеров, масса которых составляет от 15 до 30 кг. Такие из­делия устанавливают в кладку за один прием, что значительно сни­жает трудоемкость кладки — на ее устройство в сравнении с кирпич­ной расходуется в 5-8 раз меньше строительного раствора. Уменьше­ние количества горизонтальных и вертикальных швов, снижение их толщины до 3-5 мм позволяет до­полнительно уменьшить теплопотери через наружные стены.

Наибольший эффект от примене­ния изделий из ячеистого бетона достигается в период эксплуатации зданий за счет снижения на 20-30 процентов затрат на отопление. При минимальном сроке эксплуатации здания (50 лет) и постоянном росте цен на энергоносители ежегодный эффект будет возрастать. Поэтому дом из ячеистого бетона — это своеобразная «сберегательная книжка», проценты на которой будут расти непрерывно, независимо курса валют.

О технических и экономических преимуществах изделий из ячеистого тона было известно еще в 60-70-х годах прошлого столетия. Но в то время и в последующие годы ячеистый бетон не был востребован. В строительном комплексе страны "правил бал" железобетон и вал, а дешевые ячеисто-бетонные изделия слa6o способствовали выполнению планов кап вложений. В подтверждениe тому можно привести такой факт: объем производства ячеисто-бетонных изделий в маленькой Польше и огромном СССР в начале 90-х годов был приблизительно на одном уровне и составлял около 6 млн. м3 в год, или 167 и 22 м3 на одну тысячу жителей соответственно. Невостребованность ячеисто-бетонных изделий в жилищном и гражданском строительстве заставляла специалистов искать им применение во всех несвойственных для ячеистого бетона сферах: в зданиях с влажной и агрессивной средой, животноводческих помещениях. Для обеспечения сохранности изделий в сложных условиях выполнялись работы по поверхностной, объемной гидрофобизации изделий, велась глубинная пропитка бетона различ­ными органо-минеральными соста­вами. Такое несвойственное приме­нение ячеистого бетона не столько способствовало развитию его произ­водства, сколько создавало негатив­ное к нему отношение.

Как отмечал на прошедшем на Ук­раине международном семинаре по ячеистому бетону заместитель министра архитектуры и строительства Республики Беларусь Л. Соколовский: «...нерациональное их применение, особенно в животноводческих помещениях, сдерживало дальней­шее наращивание производства ячеисто-бетонных изделий в республике, проектировщики и строители порой негативно относились к этому новому строительному материалу».

Возрождению производства изде­лий из ячеистого бетона способствовало начавшееся в 1995-1996 годах в г. Киеве строительство «теплых» многоэтажных домов новой конст­рукции. В таких домах ячеистый бе­тон используется в виде мелкоштуч­ных изделий — термоблоков плотностью 300-400 кг/м3, стеновых блоков и перегородок плотностью 600 кг/м3. Сегодня в разных микрорайонах Ки­ева построены и эксплуатируются десятки многоэтажных домов. Стро­ительство зданий аналогичной кон­струкции ведется также в Одессе, Запорожье, Днепропетровске.

Для расширения и усиления опыта комплексного применения крупно-размерных и мелкоштучных изделий в малоэтажном жилищном строи­тельстве важно разработать совре­менные проекты домов на базе новых нормативных требований, новую номенклатуру изделий, а также решить вопросы модернизации предприятий по производству ячеисто-бетонных изделий с установкой современного формовочно-резательного оборудования.

Пример комплексного решения этих вопросов среди стран СНГ показывает Республика Беларусь. Опыт наших соседей может быть полезен как предприятиям, так и про­ектным, строительным организациям, заказчикам жилья.

И отрадно, что в прошлом году ка­бинет министров Украины утвердил «Программу развития производства ячеисто-бетонных изделий и их применения в строительстве на 2005-2011 годы». Первоочередной задачей программы является создание нормативно-технической базы для производства ячеисто-бетонных изделий и их широкого применения в жилищно-гражданском строительстве. 

Особо хочу сказать о пенобетонах. Они, вероятно, появились в строительстве еще в древности, когда в минеральные материалы эмпирически стали добавлять органические вещества.

В бытность СССР промышленное производство пенобетонов началось в начале 30-х годов XX столетия, то есть в период бурной индустриализации страны.

После войны, в восстановительный период, пенобетоны производились на основе автоклавного твердения и довольно широко применялись в строительстве. В Березняках Пермской области даже были построены десятки цельнопенобетонных жилых домов. Но пенобетон того времени имел серьезные недостатки - плохо противостоял трещинам. И вскоре преимуществом завладел газобетон. Строились десятки заводов по производству конструкций и изделий из автоклавного газобетона на основе отечественных технологий.

Но автоклавный способ изготовления газобетонов все-таки дорого обходился государству. В научно-исследовательских и опытно-констукторских организациях продолжалось совершенствование технологий изготовления пенобетонов. У нас на Украине этим занимался Государственный научно-исследовательский институт строительных материалов и изделий, который возглавлял талантливый организатор и руководитель, ставший потом известным ученым, академиком, Игорь Борисович Удачкин. Именно он внес огромный вклад в теорию и практику создания новых типов пенобетонов, в частности, на основе избыточного давления. Технология получила широкое распространение в строительной индустрии под названием «Баротехнология пенобетона». Она представлена на рынке строительной продукции многих стран СНГ. Всего действует более 300 технологических линий, которые положительно заре­комендовали себя по техническим экономическим показателям. 

Почти десятилетний опыт использования баротехнологии пенобетона показал ее надежность, продуманность в изготовлении. Творческий коллектив фирмы «СтромРос», научным руководителем которого сейчас является академик Удачкин, поставил перед собой задачу существенно улучшить технологию, уже имеется патент на линию по производству пенобетонных изделий и бортоснастку для них. Формула изобретения отличается от прототипов тем, что линия снабжена компрессором, соединенном с турбулентным смесителем и растворопроводом, подающим пеномассу в бортоснастку.

Сейчас коллектив задался целью получить суперлегкий пенобетон с содержанием в его структуре до 96 процентов воздушных пор с пониженной плотностью и соответственно низкой теплопроводностью.

Кроме того, коллектив создал новую конструкцию турбулентного смесителя для производства пенобетона. Новый смеситель отличается тем, что перемешивающие лопасти приводного вала имеют 800-1000 об/мин, а подшипниковый узел включает графитопластиковую втулку, повышающую износостойкость и долговечность смесителя. Данный смеситель, как и его прототипы, имеет производительность, которая определяется суммой затрат времени, включающей длительность загрузки, смешивания компонентов и выгрузки смеси. Основным регулируемым параметром технологического процесса является продолжительность смешивания.

Все известные способы определения объективных критериев окончания смешивания сводились к приостановке процесса и отбора проб пенобетона, образованного в данный момент времени. Однако эта методика искажала общую кар­тину технологического процесса и требовала поиска новых методов исследований. Найден наиболее до­ступный и объективный метод оцен­ки технологического процесса по замеру потребляемой мощности привода бетоносмесителя. Потребляемая мощность контролируется величиной силы тока привода при помощи электронного амперметра.

У нас на Украине баротехнология хорошо прижилась. Все бетоносмесители, за исключением экспери­ментального, успешно эксплуати­руются, а БГС-1, удостоенный премии ВДНХ УССР, стал основой ли­нии производства изделий, разра­ботанной, спроектированной и смонтированной под руководством ученых и специалистов.

Утверждена государственная программа «Баротехнология изде­лий из ячеистого бетона». Был со­здан экспериментальный баросмеситель объемом 0,16 м3.

Он изготовлен на базе химического реактора производства Фатовского завода «Красный Октябрь». Применен привод с но­вым валом, с активными пере­мешивающими лопастями. Из­готовлены и установлены заг­рузочные и разгрузочные уст­ройства, обеспечивающие гер­метизацию смесителя в про­цессе перемешивания и выг­рузки смеси на основе пневмомеханизмов. Изготовлены ме­таллоконструкция смесителя с площадкой обслуживания, а также форма соответствующе­го объема.

Для создания оборудования, работающего по безавтоклав­ной технологии, учреждена Ук­раинская научно-техническая ассоциация «Силикат», которая позже вошла в Межреспубли­канскую ассоциацию «Силикат» (г. Минск). В 1995 году реорга­низована в Украинский нацио­нальный научно-производ­ственный концерн "Институт поризованных бетонов» Акаде­мии строительства Украины.

В рамках ассоциации прове­дены масштабные работы по разработке комплекса «Конрекс 90/120», реконструкции за­водов силикатного кирпича с организацией на них производ­ства изделий из ячеистого бе­тона, доработке серийно выпус­каемого оборудования, в част­ности, резательного комплекса «Универсал» на Обуховском заво­де пористых бетонов и т. д.

Все эти работы производились на заводах, выпускающих изделия из ячеистого бетона автоклавного твердения, но постепенно все уси­лия коллектива концерна были на­правлены на разработку и изготовление оборудования, работающего по безавтоклавной технологии.

Наряду с разработкой нового обо­рудования концерн в сотрудничестве с Государственным НИИ вяжу­щих веществ и материалов им. В. Д. Глуховского ведет поиск эффектив­ных направлений вышеуказанной технологии. Так, получены образцы жаростойкого ячеистого бетона, а также пенобетонов повышенной прочности (в 2 раза превышающие прочностные показатели). Создана технология теплого пола с нанесением упрочняющего самовыравнивающегося покрытия и т. д.