Tekhn_kompl_keram_NIKITIN - копия / Нові лекції ТК / ТК пористий бетон / Загальна характ. ТК пористого бетону
.doc11.1. Загальна характеристика блоків і комплексів для їхнього виробництва.
При спорудженні стін усе більш широко використовуються блоки з пористого бетону щільністю 500…1000 кг/м3. Їхня міцність достатня для кладки різноманітних несучих стін у багатоповерхових будинках, а також несучих зовнішніх стін висотних каркасних будинків.
Пористий бетон - це легкий штучний кам'яний матеріал, отриманий затвердінням пористої суміші, що складається з гідравлічних в'язких речовин, кремнеземистого компонента, води і заповнених газом порожнин. Порожнинні - займають більше половини обсягу виробів з такого бетону. Наприклад, пористий бетон із щільністю 500 кг/м3 містить до 75 % порожнин. Утворення пористої структури відбувається за рахунок введення в сировинну суміш утворюючих газових добавок (так званий газобетон), або спеціально приготовленої піни (пінобетон).
Пористий бетон - найбільш економічний стіновий матеріал, що найкраще відповідає сучасній об'єктивній світовій тенденції зменшення матеріалоємності і ресурсозбереження. Економія від його використання досягається в процесі виробництва з місцевої дешевої сировини, при транспортуванні до будівельного майданчика, під час викладання стін і при експлуатації будинків. Теплопровідність пористого бетону втроє менше, ніж у силікатної і керамічної цегли, і більш ніж учетверо - у порівнянні із блоками з бетону. Низькі щільність і теплопровідність допомагають відповідно знизити товщину стіни і витрати на її спорудження. Витрати праці при виробництві блоків з пористого бетону і при кладці стін з них відповідно в три і у два рази менше, ніж при використанні традиційної цегли. Наприклад, маса блоку з розмірами 500x300x200 мм становить 20…25 кг, що дозволяє бригаді з 3 робітників за 10 днів звести стіни одноповерхового будинку площею 100…150 кв. м. Один такий блок по обсязі (0,03 м3) дорівнюється 14 цеглам стандартного формату або 11 стовщеним цеглам, що дозволяє майже вчетверо заощаджувати витрати розчину при кладці.
Виробництво і використання цього матеріалу почалося і набуло розвитку у країнах Скандинавії з холодним кліматом, тобто там, де його теплоізоляційні властивості використовуються найбільше ефективно. Його властивості дозволяють забезпечувати вимоги введених у 1993 р. нормативів щодо опору теплопередачі для зовнішніх стін, які перевищують в 2,0…2,5 рази ті, які застосовувалися раніше.
Крім тепло- і вологоізоляційних властивостей, пористий бетон можна пиляти, свердлити, фрезерувати, легко вбивати в нього цвяхи. По властивостях він близький до деревини, але має значно більшу довговічність.
Щорічний обсяг світового виробництва різноманітних виробів з пористого бетону становить близько 50 млн. м3, причому левина частка доводиться на газобетон, якого виготовляють майже в десять разів більше, ніж пінобетону. Виробництво дрібних блоків значно більш дешеве, чим великих панелей, що пов'язане зі значними витратами металу, як ідуть на армування панелей, так і на виготовлення форм - для випуску комплекту панелей на одну серію житлового будинку потрібна сотня форм загальною масою до 800 т. Сучасні високі світові ціни на метал знизили привабливість великих панелей з пористого бетону, сприяючи розширенню використання дрібних блоків. Виробництво дрібних блоків з пористого бетону може реалізовуватися по одному із двох способів. При першому бетонну суміш заливають в окремі, як правило, багатогніздові форми, розміри яких відповідають розмірам блоків. Другий спосіб - застосування так званої різаної технології, що передбачає формування масиву великих розмірів з наступною розпалубкою форм і розрізанням струнами масиву-сирцю на вироби заданого розміру. Різальна технологія має значні техніко-економічні переваги: металоємність форм знижується; зменшується необхідна площа формувального відділення; у півтора разу підвищується продуктивність автоклавного відділення поряд зі зменшенням витрат теплової енергії. Слід також зазначити кращий зв'язок зі штукатуркою в різаних граней блоків у порівнянні із гладкою поверхнею граней, що прилягають до стінок форм. Порівняння газобетону автоклавного твердіння з пінобетоном неавтоклавного твердіння по фізико-механічних і експлуатаційних показниках свідчить на користь першого, насамперед, за рахунок більшої міцності. При однаковій щільності міцність на стиск першого становить 0,2…0,6 МПа, а другого - 0,1…0,3 МПа, тобто в півтора-три разу менше. До недоліків пінобетону також відносять знижену тріщиностійкість. Газобетон має більше швидкі строки схоплювання і набору міцності. Це дозволяє в 2…3 рази скоротити тривалість необхідного витримування у формах, що і стало вирішальним фактором розгортання його індустріального виробництва.
Основною технологічною перевагою пінобетону є відсутність значної зміни обсягу після заливання його у форми, що дає можливість використати його для монолітного бетонування при виготовленні безпосередньо на будівельному майданчику, із застосуванням невеликих мобільних комплексів. Перевагою пінобетону є й те, що він має закриті пори і зменшене водопоглинання, тому плаває у воді кілька днів, на відміну від газобетону, що тоне в перші півгодини. Крім того, пінобетон при природному затвердінні продовжує набирати міцність і після 28 доби твердіння, протягом усього першого року експлуатації. Саме на використання пінобетону на будівельних майданчиках орієнтовані міні-комплекси світових лідерів по випуску устаткування для виготовлення пористого бетону.
Дрібні блоки з пінобетону одержують, як правило, заливанням у форми і розпалубкою після природного твердіння або теплової обробки в камерах, без використання автоклавів. Такі блоки на поверхнях контакту з елементами форми мають ущільнені прошарки, які можуть відшаровуватися разом з покриттям (штукатуркою, фарбою і т.п.).
Технологія газобетону заснована на використанні алюмінієвої пудри для спучування суміші за рахунок виділення значної кількості водню при взаємодії активного металу з гідроксидом кальцію і водою по реакції:
2А1 + ЗСа(ОН)2+6Н20 = ЗН2 + 3 СаО Аl203-6Н20 + Q. (11.1)
Як свідчить рівняння (11.1), крім основної функції по утворенню рівномірної пористої структури, використання алюмінієвої пудри супроводжується виділенням тепла і зв'язуванням води, що прискорює затвердіння, схоплювання і набір міцності. Основоположником технології сучасного газобетону вважають винахідника зі Швеції Еріксона, що на початку минулого століття запропонував обробку в автоклаві для прискорення твердіння газобетону і підвищення його міцності, хоча сам спосіб автоклавного твердіння був запропонований Михалисом ще в 1880 р.
Виробу з газобетону в 50 країнах миру виготовляються на більш ніж 200 заводах продуктивністю 50…200 тис.м3 у рік, більшість яких працює за технологією і на устаткуванні провідних світових фірм "Хебель", "Итонг", "Верхан", "Маза-Хенке", "Сипорекс". У країнах СНД дрібні пористі блоки випускаються на лініях "Сильбетблок", "Бобруйськ-1,2", "Універсал-60", "Конрекс" різних модифікацій, "Экстраблок".
Спосіб одержання пінобетону змішуванням цементного розчину з піною був запропонований датчанином Байером в 1911 р. Пінобетон має два напрямки використання. Перший - монолітне бетонування безпосередньо на будівельному майданчику: зведення стін заливанням в опалубку, виготовлення перекриттів, заливання монолітної теплоізоляції між шарами стіни іі т.п. Другий напрямок - виготовлення дрібних стінових блоків на міні-комплексах швидкого розгортання. Досвід показує, що економічно більше ефективним є перший напрямок, а робота з формування блоків в умовах стаціонарного виробництва доцільна в перервах між використанням на будівельному майданчику.
При монолітному зведенні стін бетонна суміш заливається в опалубку за допомогою бетононасосів. Одним із прогресивних варіантів є збірно-розбірна опалубка багаторазового використання. Зараз на ринку пропонують таку пластмасову опалубку, що значно легше, ніж традиційна металева, має антиадгезійні властивості і не піддається корозії. З огляду на плинність пінобетону, опалубка повинна бути герметичною.
Таким чином, газобетон - це продукція високопродуктивних дорогих і складних комплексів з потужним устаткуванням для помелу піску, одержанням пари високого тиску і автоклавного твердіння, що вимагають значних капіталовкладень на розгортання нового виробництва. Такі комплекси, як спадщина СРСР, працюють практично в кожній області України, причому майже всі вони вимагають корінної модернізації.
Навпаки, виробництво пінобетону характерно для спрощених дешевих міні-комплексів, які максимально наближені до місця споживання продукції і можуть забезпечувати твердіння як з тепловою обробкою, так і без її, шляхом природного твердіння, можливого при сприятливих атмосферних умовах, що характерно для південних районів України протягом більше шести місяців у році. Економія на транспортних витратах і витратах на паливо разом з більшою гнучкістю виробництва є достатньою підставою для випуску виробниками як стаціонарних заводів, так і міні-комплексів, які, як правило, мають модульно-блокове виконання.
Незадовго до розпаду СРСР були затверджені і прийняті до реалізації плани багаторазового нарощування випуску газоблоків і інших виробів. Були розгорнуті 80 заводів, на яких встановлені 430 автоклавів діаметром 2,6 і 3,6 м і випущено в 1996 році 2,9 млн. м3, тобто близько 6 % світового випуску, причому більше двох третин доводилося на дрібні блоки і теплоізоляційні плити, а частка пінобетонних виробів становила 18 % .
Зараз безумовним лідером серед країн СНД по питомому випуску газобетону на душу населення є Білорусь (160 м3, у десять разів більше, ніж у середньому по СНД). Для розширення виробництва, поряд з будівництвом нових комплексів провідних світових фірм, у республіці ведеться активна робота з модернізації існуючого устаткування і технології з урахуванням специфіки місцевої сировинної бази.
Тобто протягом поточного десятиліття газобетон буде стіновим матеріалом з найбільшою динамікою розвитку, причому випуск блоків займе провідне місце, і буде зростати в напрямку газобетону і пінобетону.