Технология изоляционных и отделочных материалов. Часть 1. Активированный электрогидротеплосиловым полем неавтоклавный пенобетон. Методические указания

Министерство образования и науки Российской Федерации

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра технологии композиционных материалов и прикладной химии

ТЕХНОЛОГИЯ ИЗОЛЯЦИОННЫХ И ОТДЕЛОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Часть 1

Активированный электрогидротеплосиловым полем неавтоклавный пенобетон

Москва 2015

5

ВВЕДЕНИЕ

Объемы производства теплоизоляционных материалов во многом определяются требованиями по повышению энергоэффективности. Борьба за сокращение энергопотерь ведётся во всех отраслях экономики, в т.ч. и в промышленности теплоизоляционных материалов. Энергетической эффективностью в строительстве рассматривается комплекс мероприятий, позволяющих снизить расход энергоресурсов, необходимых для обеспечения комфортных условий проживания внутри здания. Прослеживается их прямая связь с вопросами энергосбережения. В строительной индустрии под энергоэффективностью понимают ряд мероприятий, направленных на снижение энергозатрат в процессе производства продукции. Следовательно, актуальность данных проблем не вызывает сомнений, в этой связи широкое применение энергоэффективных ограждений — один из способов реализации указанных мероприятий. Основной частью энергетических потерь является тепло, поэтому увеличение объемов использования энергоэффективных материалов в строительстве регламентируется законодательными и нормативными актами. Так, для реализации положений Указа Президента РФ от 4 июня 2008 г. № 889 «О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики» был принят № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений», включающий СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» (актуализированная редакция СНиП 23-02-2003), принятый согласно постановлению Правительства РФ № 18 от 25 января 2011 г. «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». В соответствии с этими нормативными актами требования по энергетической эффективности должны уменьшить показатели удельного расхода энергоресурсов на здание в сравнении с базовым, нормируемым в 2003—2010 гг., уровнем: на 30 % с 2016 г. и на 40 % с 2020 г. Это будет стимулировать разработку обновлённых технических решений и методов соблюдения нормативов по теплосбережению. В соответствии с новыми нормативами значение приведённого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций и пoкрытий увеличи-

6

вается в 1,2-1,75 раза относительно предыдущего этапа повышения, и в 3-3,5 раза — в сравнении с нормами 2000 г. Поэтому существующие конструктивные решения ограждений пересматриваются с целью увеличения термического сопротивления и продления срока эксплуатации, что дает новые возможности для совершенствования технологий теплоизоляционных материалов.

Основным направлением выхода из жилищного кризиса в соответствии с новой программой «Жилище» на 2016—2020 гг. рассматривается развитие сегмента жилья эконом-класса, а также продвижение современных экологичных и энергоэффективных технологий при его возведении при средней стоимости 1 м2 общей площади, установленной Министерством регионального развития, до 30 тыс. р. По мнению экс- пертов-аналитиков, малоэтажное домостроение (в том числе с применением ячеистых бетонов) обладает потенциалом для исправления ситуации, предлагая рынку качественное и недорогое жилье благодаря высоким темпам строительства и низкой стоимости.

К концу 2010 г. объем выпускаемых изделий и конструкций из ячеистых бетонов автоклавного твердения (преимущественно в виде мелких стеновых блоков) составлял около 6,1 млн. м3. Изготовление аналогичной продукции из неавтоклавного ячеистого бетона — 2,6 млн. м3. Суммарно это примерно 14,1 млн. м2 или 23,5 % от общей введенной в 2010 г. площади 60 млн. м2.

В соответствии с прогнозом на 2015 г. объем производства неавтоклавного и автоклавного ячеистого бетона (5,4 млн. м3 и 9,2 млн. м3 соответственно) составит 14,6 млн. м3, а с учетом армированных изделий из таких материалов — примерно 23,3 млн. м3. Часть ячеистых бетонов при этом используется в каркасно-монолитном строительстве жилых, производственных и административных зданий для устройства ограждений, перегородок и внутренних стен. Производство ячеистого бетона автоклавного твердения (включая 20 % армированного) в 2020 г. достигнет 15 млн. м3, неавтоклавного — 8,1 млн. м3, что в пересчете на квадратные метры общей площади составит 36,16 млн. м2 или 25,6 % от общего объема планируемого ввода жилья в 2020 г.

Большинство предприятий-производителей ячеистых бетонов на данный момент не старше 10—15 лет. Крупнейшие предприятия, имеющие производительность свыше 100 тыс. м3 в год, в Центральном регионе России:

7

ОАО «Липецкий завод домостроения», линия по производству блоков из ячеистого бетона на НЛМК, Липецкий КСИ и комбинат ЖБИ

№211 п. Сертолово под Санкт-Петербургом — эти предприятия работают на оборудовании «Hebel (Хебель)»;

ООО «Рефтинское объединение «Теплит» и ОАО «Аэрок СПб», использующие оборудование фирмы «Wehrhahn (Верхан)».

ВПоволжье наибольшую долю ячеистого бетона изготавливает предприятие «Коттедж» (Самарская обл.), используя оборудование фирмы «YTONG (ИТОНГ)», Ижевский Завод Ячеистых Бетонов, вятский «Кировгазосиликат», завод «Кирпич силикатный» (Мордовия).

Среди основных производителей ячеистых бетонов на Урале: за-

вод «Бетфор», Рефтинский завод газозолобетонных изделий; «Теплит» (самый крупный завод в регионе — 220 тыс. м3 в год), работающий с конца 2004 г.

Помимо перечисленных крупных заводов, в Костроме, Рязани, Твери, Калуге, Ступино, Озерах, Люберцах, Ростове-на-Дону, Дубне, Белгороде работают заводы меньших мощностей.

Наиболее значительные поставщики подобной продукции в центральные регионы из-за рубежа — предприятия Республики Беларусь: заводы «Забудова», Могилевский КСИ, Гродненский КСМ, «Оршастройматериалы», Гомельстройматериалы. В северо-западные регионы поставку ячеистобетонных блоков осуществляет Эстонское предприятие «Силбет».

По данным «Агентства строительной информации», на территории России более 150 крупных и мелких предприятий, производящих ячеистый бетон и изделия из него. Однако эта цифра не в полной мере точна, т.к. значительное число производителей — небольшие предприятия, не публикующие информацию о себе либо производящие пенобетон для собственных нужд.

Таким образом, имеющийся объем выпуска ячеистого бетона недостаточен для строительства малоэтажного жилья эконом-класса в полном объеме (60 % от общего объема), который предусматривает программа «Жилище». Недостающий объем восполняется применением в строительстве других материалов и технологий, среди которых основное место принадлежит деревянному домостроению (53 %) —

8

бревенчатому, из оцилиндрованных бревен, брусовому пиленому и из клееной древесины, полистиролбетону (12 %) и частично (2,6 %) кирпичу, активно вытесняемому ячеистым бетоном.

Существующие конструктивные решения ограждающих конструкций зданий из древесины, кирпича, легких и ячеистых бетонов со средней плотностью 1000…1200 и 700…800 кг/м3 соответственно, непригодны, поскольку по новым нормативам их толщина составляла бы 1,5...2 м, что снижает все технико-экономические показатели.

Чтобы обеспечить новый нормативный уровень термического сопротивления наружных стен при сохранении их толщины, нужно уменьшать значения средней плотности классических стеновых материалов до 400...500 кг/м3 при сохранении их прочности и других эксплуатационных показателей. Или же необходимо создание стен многослойной конструкции с применением в них классических стеновых изделий из низкоплотных материалов, обладающих малой теплопроводностью.

В качестве материала, из которого проектируются однослойные стены, в настоящее время чаще остальных используется автоклавный ячеистый бетон и в меньшей мере неавтоклавные пено- и полистиролбетоны средней плотностью 400...500 кг/м3. Несмотря на значительную востребованность, отсутствие на рынке большого предложения дешевого и качественного пенобетона сдерживает его применение в строительстве. Многослойные конструкции обладают меньшей надежностью и большей стоимостью, однако с точки зрения архитектуры более гибки и доступны на рынке. Из-за этого сейчас их широко применяют в строительстве. Слабым их элементом является утеплитель — от его показателей и расположения в конструкции зависит толщина, надежность, стоимость и долговечность стен.

Подводя итог анализу нормативной и законодательной базы и соотношению её с состоянием производства можно заключить, что наибольшей потенциальной эффективностью обладают неавтоклавные газо/пено/полистиролбетоны. Последовательная модернизация технологий и производств таких материалов и изделий будет способствовать увеличению производительности работающих заводов, снижению стоимости выпускаемой ими продукции и строительства на ее основе, а также освоению новых мощностей.

9

Следует отметить большое распространение полистиролбетона (как монолитного, так и заводского изготовления), обладающего рядом преимуществ: доступность сырья, технологичность, возможность получения продукции средней плотности 150…700 кг/м3 при прочности 0,25…2,00 МПа. Несмотря на обилие достоинств есть и существенные недостатки, касающиеся долговечности, пожарной и экологической безопасности. В частности, по устоявшемуся мнению, полноценная безопасность применения полистиролбетонных конструкций для жилищного строительства не может быть обеспечена без специальных мер экологической защиты, заключающихся в снижении вредных выделений полистирола до допустимых их содержаний в воздухе способом диффузии или химической детоксикацией.

Широкому распространению в России и ближнем зарубежье неавтоклавный пенобетон обязан простоте технологии производства. Существующие технологические линии производят в большинстве своём мелкие стеновые блоки, реже плиты, а также монолитный пенобетон. Плотность продукции варьируется 250…900 кг/м3 при прочности в возрасте 28 суток 0,75…7,5 МПа. Сейчас наблюдается тенденция к развитию пенобетонов, что подтверждается созданием на рынке целых комплексов его производства по различным технологиям. Есть большое число разработок, технологических решений, а также проводятся исследования, посвященные совершенствованию технологии и улучшению свойств пенобетона. Большие работы проводились и проводятся: в МГСУ — В.Ф. Коровяковым, Г.П. Сахаровым, Р.А. Курнышёвым, У.Х. Магдеевым, Б.М. Румянцевым, Т.Е. Кобидзе, Ю.П. Горловым, Е.В. Королевым, А.П. Меркиным, М.В. Красновым, Ю.Д. Чистовым, Е.Г. Величко; СПбГАСУ — Л.М. Колчеданцевым, В.В. Верстовым; в НИИЖБе — Т.А. Уховой; во ВНИИСтром им. П.П. Будникова — А.А. Ахундовым; БГТУ им. Шухова — В.С. Лесовиком, А.С. Коломацким, Л.Д. Шаховой, Ш.М. Рахимбаевым, А.Н. Хархардиным; РГСУ — Л.В. Моргун; в Воронежском ГАСУ — В.Т. Перцевым; в КГАСУ — В.Г. Хозиным; в ООО «Строиминноцентр» — И.Б. Удачкиным, В.И. Удачкиным. Работы, посвященные развитию технологии пенобетона в ближнем зарубежье: У.К. Махамбетова (Казахстан), А.А. Лаукайтис (Литва), В.А. Мартыненко (Украина).

10