|
|
Статьи о строительстве >> Строит. блоки из ячеистого пенобетона >> Ключевые проблемы развития производства пенобетона |
Ключевые проблемы развития производства пенобетона
Удачкин И. Ключевые проблемы развития производства пенобетона // Строительные материалы. 2002. №3. C.8-9
Необходимость энергосбережения во всех областях техники потребовала создания и внедрения новых технологий в промышленности строительных материалов. Одним из перспективных направлений являются работы по совершенствованию производства ячеистого бетона.
В структуре стеновых и теплоизоляционных материалов стройиндустрии Российской Федерации существенное место занимают две основные разновидности ячеистого бетона: газобетон автоклавного твердения и пенобетон неавтоклавного твердения. Эти материалы в основном взаимозаменяемы и производятся в соответствии с общей нормативной базой. Такой базой является прежде всего ГОСТ 25485-89 "Бетоны ячеистые. Технические условия".
Несмотря на взаимозаменяемость этих материалов, следует объективно отметить, что структурная прочность автоклавного газобетона на один- два класса (15-25%) выше, чем у неавтоклавного пенобетона. Неавтоклавный пенобетон имеет влажностную усадку, в 2"4 раза превышающую этот показатель у автоклавного газобетона. Естественно, изделия из неавтоклавного пенобетона имеют низкую трещиностойкость, что снижает долговечность строительных изделий и тормозит развитие производства пенобетона, особенно в монолитном строительстве. Перечисленные проблемы являются существенными и до настоящего времени сдерживали производство неавтоклавного пенобетона, так как снижали его конкурентоспособность.
Однако у неавтоклавного пенобетона есть ряд преимуществ перед автоклавным газобетоном. Так, пористая структура пенобетона полностью формируется в очень короткий отрезок времени в условиях интенсивных динамических воздействий (механического перемешивания). Поэтому температура окружающей среды, точность дозировки компонентов, постоянство свойств вяжущего и кремнеземистого заполнителя не оказывают в технологии пенобетона такого большого влияния на конечные свойства материала, как в технологии автоклавных газобетонов.
Более того, главный показатель ячеистого бетона " средняя плотность - легко корректируется непосредственно в ходе технологического процесса. Это очень важно при изготовлении ячеистых бетонов на малых предприятиях или на строительной площадке.
По заключению Госстроя РФ (протокол № 01-НС-18/4 от 29 ноября 2001 г.), неавтоклавные и автоклавные ячеистые бетоны имеют ряд характеристик, выгодно отличающих их от многих традиционных строительных материалов. Изделия из них наилучшим образом адаптированы к сложным климатическим и экономическим условиям России и имеют ряд важных достоинств: невысокая средняя плотность, низкая теплопроводность, пониженное водопоглощение, стойкость при пожаре. Все виды ячеистых бетонов имеют высокие санитарно-гигиенические свойства стенового ограждения, так как не содержат вредных для здоровья человека химических и синтетических веществ, имеют хорошую обрабатываемость и др. За счет простой и рациональной технологии пенобетона во много раз снижена удельная капиталоемкость, расход энергоносителей, трудоемкость, а следовательно, и себестоимость продукции.
Появилась возможность организации производства изделий на мобильных мини-заводах, максимально приближенных к районам застройки, что уменьшает транспортные расходы, позволяет загрузить работой местное население, активизировать строительство, особенно жилищное.
В конце 90-х годов разработано много отечественных эффективных сравнительно недорогих пенообразователей на основе синтетических поверхностно-активных веществ.
По данным института СПбЗНИИПИ (бывший ЛенЗНИИЭП), ежегодное наращивание производства неавтоклавного пенобетона составляет в России примерно 100 тыс. м3 при общем объеме на конец 2000 г. 500 тыс. м3. При этом автоклавного ячеистого бетона выпускается в пределах 1,2"1,8 млн м3, а себестоимость его производства выше на 30"50% в сравнении с пенобетоном.
В настоящее время неавтоклавный ячеистый бетон применяется в монолитном и сборном вариантах. Из монолитного пенобетона делают стяжки под полы, утепляющие слои чердачных перекрытий, кровель и мансард, наружные и внутренние стены, теплоизоляцию труб бесканальной прокладки.
Дальнейшее развитие производства и применения неавтоклавного пенобетона можно осуществлять на основе решения следующих ключевых проблем:
-- существенное уменьшение влажностной усадки неавтоклавного пенобетона;
-- организация промышленного производства пенобетона с прочностью, равной или превышающей прочность автоклавного газобетона;
-- максимальное использование отходов промышленного производства как основного сырья. Это позволит решить вопросы, во-первых, утилизации отходов, во-вторых, снижения себестоимости товарных пенобетонов и изделий из них.
По существу первой проблемы крупные научно-исследовательские организации России ведут исследования по снижению влажностной усадки пенобетона. В институте ВНИИСТРОМ под руководством профессора А.А. Ахундова завершен основной этап работ по промышленной технологии малоусадочного пенобетона. В основу технологии положена концепция, использующая знания в области безусадочных и расширяющихся цементов.
В России и за рубежом с начала прошлого века интенсивно развивается производство и применение расширяющихся цементов и соответствующих добавок к бетону [1]. Такие цементы, принятые в качестве основного сырья для неавтоклавного пенобетона, позволяют получить малоусадочный материал. Известен ряд дешевых добавок-модификаторов для цементов и бетонов, имеющих многотоннажное промышленное производство и реальные цены [2].
По существу второй проблемы следует сказать, что есть много способов и составов, повышающих прочность неавтоклавного пенобетона. Наиболее рациональным для промышленного применения являются способы и состав смеси, предусматривающие использование суперактивных ультрадисперсных микрокремнеземов. На российском рынке появился ультрадисперсный материал, содержащий более 92% диоксида кремния аморфной модификации (ТУ 5743-048-02495332-96). Микрокремнезем является отходом ферросплавного производства. Московская фирма "Лидинг" организовала поставку и реализацию продукции на территории Российской Федерации. Производителями продукции являются заводы ферросплавов Урала и Сибири.
В таблице приведены показатели прочности автоклавных и неавтоклавных ячеистых бетонов, принятые в ГОСТ 25485-89 "Бетоны ячеистые. Технические условия" и СНиП 82-02"95. В этой же таблице показаны наиболее характерные результаты лабораторных исследований оптимальных составов неавтоклавного пенобетона, содержащих 5"7 % от массы цемента микрокремнезема Челябинского завода ферросплавов.
Средняя плотность
в сухом состоянии, кг/м3 |
Бетон автоклавный |
Бетон неавтоклавный |
Бетон неавтоклавный модифицированный |
Класс бетона по прочности |
Средняя прочность при сжатии, МПа |
Класс бетона по прочности |
Средняя прочность при сжатии, МПа |
Класс бетона по прочности |
Средняя прочность при сжатии, МПа |
400 |
В1 |
1,5 |
В0,5 |
0,9 |
В1 |
1,4 |
600 |
В2 |
3,1 |
В1,5 |
2,2 |
В2 |
3 |
800 |
В3,5 |
5 |
В2 |
3,2 |
В3,5 |
4,7 |
Из таблицы видно, что для ячеистых бетонов средней плотностью от 400 до 800 кг/м3 рядовой неавтоклавный пенобетон имеет класс по прочности на один-два пункта ниже, чем бетон автоклавный. Модифицированный пенобетон, содержащий микрокремнеземы, имеет класс по прочности, равный автоклавному ячеистому бетону. Предлагаемый способ и состав высокопрочного неавтоклавного пенобетона не является исчерпывающим. В этом направлении значительные результаты получены в институтах НИИЖБ, МАДИ (ТУ), МГСУ и др. [3].
Технология неавтоклавного пенобетона позволяет широко использовать не только местные сырьевые ресурсы, но и отходы промышленного производства. Эта проблема актуальна как с точки зрения промышленной экологии, так и с точки зрения снижения себестоимости пенобетона и изделий из него.
Относительно третьей проблемы общеизвестны технологические решения по утилизации зол ТЭС, отходов горнодобывающих предприятий и других отраслей. Нами завершены научно-исследовательские работы, позволяющие утилизировать в технологии пенобетона горелые пески литейного производства. Модуль крупности исследованных песков 1,89, насыпная плотность в высушенном состоянии 1,26 г/см3, истинная плотность - 54%. Работа выполнена по заказу ООО "Стройиндустрия" (г. Электросталь).
Установлено, что горелый песок литейного производства может быть рекомендован как сырьевой компонент пенобетона. Физико-механические свойства такого пенобетона представлены на рис. 1. На гистограмме показана прочность пенобетона на основе традиционного и горелого песков. Различия в прочности полученного пенобетона несущественны и не превышают допустимых отклонений. Актуальность проведенной работы подтверждается тем, что только предприятия Москвы вывозят в отвал более 100 тыс. т таких отходов в год.
|
|
|
