В Российской Федерации большое внимание уделяется созданию новых видов эффективных стеновых материалов. Одно из таких направлений - разработка технологий и оборудования для производства неавтоклавных конструкционно-теплоизоляционных ячеистых бетонов с использованием местного сырьл, в том числе промышленных отходов и отечественных пенообразователей.
Пенобетон относится к группе ячеистых бетонов, которые выгодно отличаются от многих традиционных строительных материалов экологической чистотой, влагостойкостью, долговечностью, высоким теплосопротивлением, монолитностью, негорючестью и экономичностью.
В настоящее время пенобетон занимает все более прочные позиции в строительном материаловедении. Жилье из пенобетона обладает повышенной комфортностью при минимальных затратах на изготовление. Такие стены «дышат», зимой хорошо сохраняют тепло, а летом прохладу, обладают отличной звукоизоляцией и отсутствием мостиков холода. Экономия энергии на отопление, пригодная для качественной отделки поверхность, высокая огнеупорность - это только часть полезных характеристик этого материала.
Пенобетон не содержит вредных химических веществ. Он состоит, в основном, из цемента, кремнеземистого компонента и пенообразователя типа мыльной пены. Эксплуатационные свойства этого материала ставят его в один ряд с деревянными конструкциями.
В отличие от автоклавного газобетона, пенобетон имеет закрытую пористую структуру, поэтому впитывает меньшее количество влаги.
Срок службы пенобетона при нормальных условиях эксплуатации не ограничен. С годами он становится только прочнее, так как процесс твердения связан с непрерывно продолжающейся гидратацией цемента.
Пенобетон может иметь высокое воздухонаполнение, что по теплоизоляционным свойствам делает его конкурентоспособным пенополистиролу. Но в отличие от последнего, его не повреждают грызуны, он не является пожароопасным, не подвержен солнечно-тепловому старению и экологически безопасен для жилых помещений. Пенобетон не требует дополнительной теплозащиты и позволяет экономить 20-30% средств на отопление.
Залитый внутрь кирпичной кладки под давлением, пенобетон заполняет все щели и связывает между собой наружную и внутреннюю поверхности стены. При этом она не теряет способности «дышать».
Пенобетон не горит и препятствует распространению огня.
Себестоимость пенобетона на 30-40% ниже автоклавного газобетона и строительного кирпича. Пенобетон имеет восьмидесятилетнюю историю промышленного производства в России. Конструкции из пенобетона, прослужившие более 60-ти лет, сохранили эксплуатационную пригодность. Более того, из всех типов стен жилых домов ячеистобетонные являются самыми теплыми, т.е. энергосберегающими. Их равновесная влажность в 4 раза меньше, чем у деревянных стен, радиоактивность в 5 раз меньше, чем у внутренних стен, паро-проницаемость (способность «дышать») в 3 раза выше, чем у дерева, в 5 раз - чем у кирпича и в 10 - чем у трехслойных панелей. Поэтому пенобетонные дома сносить не следует, их надо реконструировать с помощью сверхлегкого пенобетона путем соответствующей надстройки.
Одним из центральных вопросов в производстве пенобетона остается его высокая хрупкость, пониженная трещиностойкость и высокая деформативность, это снижает качество зданий. Радикальным способом устранения указанных недостатков является дисперсное армирование пенобетонных изделий фиброволокнами. Нашей фирмой совместно с лабораторией ОНИЛ «Цемент» университета МАДИ разработаны предложения по дисперсному армированию пенобетона полиамидными и полиэфирными волокнами с коматекеными добавками. В новой технологии фибропенобетона в качестве сырья могут использоваться портландцемент, песок, отходы дробления горных пород, золы и шлаки ТЭЦ, активные кремнеземистые компоненты и другие виды минеральных пылевидных отходов промышленности.
Группа инженеров, ученых и специалистов научно-производственной фирмы 000 «СтромРус» разработала технологию производства неавтоклавного пенобетона, объединяющую в одном комплексе получение пенобетонной массы, ее транспортировку на объект и резку готовой продукции на нужные размеры. Фирма изготавливает сертифицированное оборудование для производства неавтоклавного пенобетона производительностью 4-15 м к. Нашими специалистами решена задача по созданию прогрессивной технологии и оборудования для получения пенобетона со средней плотностью 300-1200 KT/MJ. По потребительским свойствам он не уступает зарубежным образцам, а по цене значительно ниже.
Оценивая несколько ключевых проблем развития производства пенобетона, следует отметить, что в последнее десятилетие под руководством профессора Удачкина И.Б. создана баротехнология пенобетона. Технология получила всероссийское признание и развитие. В результате изготовлено более 300 установок двух типов по производству пенобетона, рассчитанных на цеховое производство и для индивидуального застройщика. «Ноу-хау» данной технологаи включает в себя принцип получения пенобетона под избыточным давлением.
Новая технология создана под условным названием «баротехнология пенобетона» и защищена несколькими патентами Российской Федерации. Оборудование и баротехнология имеют массовое применение в строительстве. Мини-заводы пенобетона действуют практически на всей территории России. В 2001 г. данная разработка получила премию правительства Российской Федерации.
«Ноу-хау» баротехнологии пенобетона состоит в том, что в процессе выхода из раствопропровода воздушные пузырьки пеномассы, находящиеся под избыточном давлением, расширяются пропорционально перепаду давления. Предлагаемый способ получения пенобетона отличается наличием технологического этапа предварительного приготовления пены, ее обжатия в герметичном смесителе при перемешивании и транспортировании смеси. Это новое техническое решение создает устойчивый потенциал предварительной поризации пеномассы за счет сжатия воздушной фазы пены.
Обжатие пены увеличивает толщину межпоровых перегородок. Предложенный способ сохраняет целостность нор на этапах перемешивания смеси и ее транспортирования, а основной этап порообразования осуществляется при выходе смеси из растворопровода, где поры расшиваются в размере пропорционально перепаду давления.
Совмещение технологических операций смешения, транспортирования и формирования пор существенно влияет на свойства конечного продукта и позволяет получать заданную плотность и теплопроводность пенобетона.
Разработанная нами прогрессивная импортозамещающая технология создания материала нового поколения объединяет лучшие достижения последних лет. В едином технологическом комплексе соединены идея баротехнологии пенобетона и идея турбулентного принципа получения теплоэффективной гомогенной смеси. Новые технические решения породили нам получить следующие патенты Российской Федерации: «Пенобетон», «Смесишь турбулентный для получения ячеистобетонной смеси», «Линия по производству пенобетонных изделий и бортоснастка для них» и «Способ теплоизоляции и облицовки поверхности стен плитками». Наша технология отличается простотой и доступностью применения в местных условиях. Она сопровождается серийным сертифицированным недорогим оборудованием отечественного производства. В состав технологической линии включается резательный комплекс с бортоснасткой. Массив, после набора требуемой пластической прочности, разрезается на изделия стальными струнами резательного агрегата, создающего поступательно-возвратные движения в трех геометрических измерениях. В вертикальном направлении колебания осуществляются с частотой 80-200 колебаний в минуту и с амплитудой 0,5-10 см. Струны перемещаются со скоростью 540 см в минуту.
Разработанные новые технические решения под названием «Пенобетон» включают получение суперлегкого пенобетона с содержанием в его структуре до 96% воздушных пор. Такой материал имеет пониженную плотность и, соответственно, низкую теплопроводность. Это достигается благодаря тому, что в состав- пенобетона, приготовленного из портландцемента, водного раствора пенообразователя и кремнеземистого компонента в турбулентном смесителе, вводятся микрокремнезем и дисперсное волокно. В качестве дисперсного волокна используются синтетическое волокно марки ДАВ, рубленое базальтовое волокно или фибра, полученная из отходов производства автомобильных шин. Волокно предварительно обрабатывают жидким стеклом.
Следует отметить универсальность добавки микрокремнезема (МК) влияющей как на повышение прочностных характеристик пенобетона, так и на повышение трещиностойкости пенобетона в совместном влиянии с вводимой фиброй. Гидратообразования с коллоидацией кремнеземных частиц, за счет которых формируются пространственные упаковки, приводит к самоармированию твердеющей цементной системы композита. Локализация дисперсных частиц и энергетика межчастичных связей - надежная гарантия от коррозионного и эрозионного старения бетона, развития его усадочных деформаций, повышение его прочности и трещиностойкости, а также водонепроницаемости. В целом добавка МК является высокоэффективным модификатором структуры пенобетона как композиционного материала.
В условиях гидратации, микрокремнезем вступает в реакцию с минералами цемента, образуя коагуляционно-кристаллизационную массу, создавая межпоровые перегородки легковесного пенобетона. Высокие обороты смесителя обеспечивают флокуляцию, а дисперсные волокна создают армирующую структуру бетона.
Дальнейшее развитие новых технологий пенобетона научно-производственной фирмой 000 «СтромРус» основано на том факте, что турбоперемешивание активирует силикатные компоненты смеси. Это явление используется в новой технологии, которую мы назвали «Аэродинамической активацией». Применение активации пенобетона повышает его прочность в 1,5 - 2 раза и способствует сокращению расхода вяжущего. Она позволяет восстанавливать прочностные свойства цемента, утерянные им при хранении в условиях повышенной влажности.
Опытный образец активатора имеет следующий принцип работы. Частицы материала, попавшие в рабочую камеру, подвергаются разгону в поле действия одновременно центробежных и аэродинамических сил, что увеличивает энергию удара частиц об измельчающие элементы быстро вращающегося ротора (до 1800 об/мин) и отбойные элементы камеры. Тонкость помола измельчаемого материала регулируется заслонкой, расположенной в выгрузочном патрубке, и временем измельчения. Разгрузка измельчаемого материала осуществляется посредством аэродинамического потока.
Аэродинамический активатор является новым шагом в арсенале измельчающих средств и, по существу, совмещает функцию малой мельницы и цементного сепаратора. Активатор создается как аппарат малой производительности, рассчитанный на выработку высокоактивной тонкодисперсной доли силикатной смеси. Добавка последней в пенобетонную смесь в количестве до 10% от цемента является достаточной для повышения прочности пенобетона на 1-2 класса выше. Новые технологии неавтоклавного пенобетона отличаются невысокой стоимостью, отработанным техпроцессом и оборудованием, глубокой инженерной проработкой. Предложенные проекты рекомендуются малому и среднему бизнесу. Авторы:
Удачкин В.И. - генеральный директор, кандидат технических наук, ООО НПФ "СтромРос" Источник:
"Строительные материалы и изделия", Киев март 2007 г №(24), с.90-94 УДК 666.972
|
