Новости

ПЕРСПЕКТИВЫ ЯЧЕИСТЫХ БЕТОНОВ

13.03.2015

Ячеистый бетон – сравнительно новый материал; если кирпичу 3000 лет, то ему не более 100. Это искусственный пористый камень, способный плавать в воде, отвечающий всем требованиям нормативных документов, предъявляемым к строительным материалам, по прочности, деформативности, морозостойкости, его теплозащитные свойства в 2–3 раза выше, чем у кирпича. Стена из этого материала «дышит», создавая в помещении идеальный микроклимат, особенно полезный при легочных, сердечно-сосудистых и суставных заболеваниях, но бетон, в отличие от древесины, обладающей теми же свойствами, не горит и не гниет. Известны два вида этого материала: газобетон и пенобетон. Ячеистый бетон – дешевый местный материал, ему трудно было пробиться на рынок в условиях затратного механизма экономики, когда приветствовалось „осваивание миллионов рублей“. Тем не менее, в Советском Союзе работало около 100 крупных заводов, выпускавших стеновые блоки и панели, плиты покрытий и перекрытий из ячеистого бетона (сейчас многие заводы оказались за рубежом – в Белоруссии, на Украине, в Прибалтике). В Швеции до 80 процентов всех сооружений выполняются из этого эффективного материала. Последние годы характеризуются новым всплеском интереса к ячеистому бетону. Это обусловлено двумя причинами: ужесточением норм в отношении требований теплозащиты строительных элементов и новыми достижениями в технологии и конструировании ячеистобетонных изделий. Согласно Изменению № 3 СНиП 11-3-79, принятому еще в 1995 году, требуемое сопротивление теплопередаче к 2000 году увеличивается в 3–4 раза. Если в средней полосе России толщина кирпичной стены составляла 64 см то теперь по нормам она должна быть более двух метров, что совершенно неприемлемо и по материальным затратам, и по трудоемкости возведения стены, и по транспортным расходам, и, наконец, по имеющейся производительности кирпичных заводов. Аналогично возросли требования теплозащиты покрытий, чердачных и цокольных перекрытий. В этих условиях нельзя было не вспомнить об ячеистом бетоне, который способен обеспечить требуемую теплозащиту при толщине стены 40–60 см. Вес одного квадратного метра такого ограждения может быть менее 300 кг, что в три раза меньше веса прежней 64-сантиметровой стены, соответственно, меньше и трудозатраты, и транспортные расходы. Ячеистый бетон решает и проблему индустриализации строительства, поскольку из него можно делать крупноразмерные изделия – стеновые панели, плиты покрытий и перекрытий. Важной характеристикой ячеистого бетона является его плотность, т. е. масса одного кубического метра материала, которая может составлять от 200 до 1200 кг/куб. м. Чаще всего для конструктивных элементов, используют бетон плотностью 600–700 кг/куб. м. Чем плотность ниже, тем лучше теплозащита, тем меньше расход материальных, трудовых и энергетических ресурсов. Однако, имеется фактор препятствующий снижению плотности. Существует общая закономерность – чем выше пористость (т. е. чем ниже плотность) материала, тем меньше его прочность. Для ячеистого бетона эта зависимость – кубическая, т. е. снижение плотности в два раза приводит к падению прочности в восемь раз. Прочность ячеистому бетону необходима для восприятия им расчетных нагрузок, она регламентируется нормативной и технической документацией в зависимости от вида и назначения изделия. Возможны случаи, когда снижению плотности препятствуют другие факторы, помимо прочности. При сравнительно малых расчетных нагрузках, например, в стене одно- или двухэтажного коттеджа, плотность ячеистого бетона, по условиям прочности, могла бы быть и более низкой, но ее невозможно уменьшить из-за недопустимо снижающейся твердости бетона. В других случаях препятствием на пути уменьшения плотности оказывается снижающаяся морозостойкость, или недопустимо возрастающая воздухопроницаемость (последнее особо важно для районов с сильными ветрами, например, для Приморского края). Здесь возникает вопрос защиты, ячеистого бетона от внешних воздействий. Любое реальное тело возникает, существует и исчезает в окружении внешней среды, которая включает в себя силы, действующие на тело, характеризуется такими параметрами, как температура, химический состав, наличие излучений и т. п. Среда, на всех стадиях существования тела активно воздействует на последнее через его поверхность, являющуюся границей между телом и окружающей средой. Во всех точках тела возникают реакции на воздействия среды, причем, величина реакций не одинакова, она зависит от координат рассматриваемой точки, от степени ее экранированности собственным материалом тела. Максимальные воздействия всегда воспринимает поверхность и она защищает внутренние слои тела. На заре развития крупнопанельного домостроения пытались делать двухслойные стеновые панели, в которых ячеистый бетон был защищен слоем тяжелого бетона, однако вскоре от этого отказались по ряду причин: • Функционально достаточно было слоя тяжелого бетона толщиной 1–2. см, но технологически трудно было выполнить слой менее 4–5 см, панель получалась излишне тяжелой и материалоемкой; • Панель требовала двух технологических линий – для тяжелого и для ячеистого бетона, она фактически, дважды формовалась, что недопустимо увеличивало трудозатраты; • Слои характеризовались разной усадкой, они имели разные коэффициенты температурного расширения и паропроницаемости, что приводило к появлению внутренних напряжений; • Между слоями была резких граница, что приводило к концентрации напряжений; • Вследствие разной паропроницаемости слоев, на границе между ними конденсировалась влага, которая зимой превращалась в лед с увеличением объема; в результате чего панель расслаивалась. Для исключения перечисленных недостатков необходимо было создать защитный слой с требуемой прочностью, твердостью, морозостойкостью, паро- и воздухо- проницаемостью, из того же материала, что и остальной ячеистый бетон. При этом, толщина слоя должна быть задаваемой в пределах 0,5–5 см, между слоями не должно быть резкой границы и все это должно создаваться в пределах одного технологического процесса, на одной линии, без привлечения дополнительных материалов. Ниже будет показано, что такой процесс разработан. В ряде случаев снижение прочности ячеистого бетона можно компенсировать соответствующим армированием, однако это реально лишь при условии достаточной анкеровки арматурных стержней. Проблема заключается в том, что уменьшение плотности ячеистого бетона до 600 кг/куб. м и ниже приводит к резкому ухудшению анкеровки. В результате, расчетный расход арматуры, например, плитных изделий, достигает 10–12 кг на один квадратный метр конструкции и он катастрофически возрастает с уменьшением плотности ячеистого бетона. В связи с этим, разработана система армирования, которая снижает расход стали на 20–40 процентов и этот расход не возрастает, а уменьшается по мере снижения плотности ячеистого бетона в конструкции. Рассмотрим сначала влияние плотности ячеистого бетона на его коэффициент теплопроводности и требуемую толщину стены. Примем среднее количество градусо-суток отопительного периода, равное 6000. При этом требуемое сопротивление теплопередаче стены составит 3,5 кв. м*К/Вт. ТОЧКА ЗРЕНИЯ СТРОИТЕЛЯ-ПРАКТИКА Предложенные доктором технических наук А. Н. Черновым материалы – газобетон и пенобетон с вариатропным строением – являются уникальными как для малоэтажного, так и для многоэтажного строительства, поскольку позволяют уменьшить толщину наружных стен, расход материалов на звукоизоляцию, а также увеличить теплоизоляционные характеристики стеновых ограждений, перекрытий и покрытий. Это, в свою очередь, дает возможность резко сократить нагрузки на фундаменты зданий и уменьшить их стоимость. Предложенные материалы являются более технологичными для производства стеновых панелей, так как позволяют уменьшить количество циклов при их изготовлении. Однако настоящая публикация не отвечает на следующие вопросы: • Какова себестоимость вариатропных стеновых газо- и пенобетонных панелей в сравнении с железобетонными? • Возможно ли изготовление вариатропных изделий в существующей оснастке для производства стеновых панелей и плит перекрытия? • Какова ориентировочная стоимость строительства нового завода, в том числе оборудования для изготовления вариатропных материалов? • Какова примерная стоимость переоборудования существующих заводов по изготовлению керамзитобетонных или трехслойных панелей на изготовление вариатропных панелей? Ответы на поставленные вопросы дадут основание для рассмотрения возможности привлечения серьезных инвестиций для внедрения описанной в статье технологии. Главный инженер ООО „Строительное управление 239“ Курьян В. Я.

Вернуться к списку