Oдновременное обеспечение высоких теплозащитных свойств, экономичности и долговечности ограждающих конструкций зданий представляет большую проблему, обострившуюся на втором этапе энергосбережения в связи с резким увеличением нормативного теплосопротивления наружных стен.

Очевидны недостатки слоистых стен с внутренним или наружным расположением эффективного утеплителя. Это – разнородность материалов, наличие поверхностей раздела, негарантированные надежность и долговечность утеплителя, недостаточная жесткость стен при наличии гибких связей и др. Оптимальным решением проблемы является устройство однослойных стен из легких и прочных материалов, к которым относятся поробетон и в меньшей мере пенополистиролбетон средней плотностью 400-500 кг/м³.

В настоящее время по этой технологии на 210 заводах в 38 странах выпускается более 50 млн. м³ разнообразной продукции из поробетона. В 1991 г. в СССР работали 92 завода, в том числе 46 – в РСФСР, выпускавших 6,6 млн. м³ различных изделий из автоклавного поробетона для всех видов строительства. При средней плотности 600-700 кг/м³ он являлся самым эффективным материалом для устройства однослойных ограждающих конструкций зданий до второго этапа энергосбережения, особенно по размеру затрат на их производство и эксплуатацию и капиталовложений на организацию производства.

Несмотря на это, доля поробетонных изделий в балансе стеновых материалов составляла не более 4% и 8% – в балансе теплоизоляционных (при средней плотности 350-400 кг/м³). В большинстве европейских стран эти доли превышают 30%.

Начиная с 2000 г., в связи с резким увеличением нормативного теплосопротивления наружных стен, предусмотренным СНиП II-3-79 для второго этапа энергосбережения, поробетон средней плотностью 600-700 кг/м³ оказался менее эффективным в однослойных ограждающих конструкциях по сравнению со слоистыми стенами. Толщину наружных стен в этом случае пришлось бы увеличить для Москвы, например, до 0,74-1,0 м, т.е. вдвое. Чтобы обеспечить требуемое теплосопротивление однослойной конструкции стены без увеличения последней, необходимо снизить среднюю плотность поробетона до 400-500 кг/м³ при сохранении прочности.

В большинстве развитых зарубежных стран, где действуют высокие нормы теплозащиты, давно освоено производство автоклавного поробетона средней плотностью 500 кг/м³ прочностью 2,5-4 МПа, который успешно применяется в несущих и ограждающих конструкциях разных зданий.

Современное производство изделий из автоклавного поробетона за рубежом – это высокомеханизированные и автоматизированные конвейерные линии, оснащенные качественным производительным технологическим оборудованием и системой компьютеризированного управления и контроля. Именно такой технический уровень производства обеспечивает зарубежным фирмам высокое и стабильное качество выпускаемой продукции. Очень большое внимание уделяется при этом качеству сырьевых материалов и соблюдению технологического регламента, исключающего приемку сырья и готовой продукции, не соответствующей установленным параметрам и пределам их колебаний.

Высоким качеством и надежностью отличаются комплекты технологического оборудования и компьютеризированные системы управления производственными процессами, поставляемые, в частности, машиностроительными заводами германской компании DORSTENER. Они рассчитаны на выпуск 60-400 тыс. м³ поробетонных изделий в год. Отечественное производство поробетона значительно уступает зарубежному по оснастке, техническому уровню и качеству выпускаемой продукции, за исключением может быть нескольких заводов поробетона, приобретенных в Германии и построенных в Самаре, Липецке, Новосибирске.

Остальные предприятия требуют реконструкции, в связи с чем у производителей возникает дилемма: модернизировать на более высоком уровне автоклавную технологию, что неизбежно вызовет повышение стоимости продукции и ограничение рынков сбыта, или освоить альтернативную ей неавтоклавную технологию поробетона, не имеющую такой развитой индустриальной базы, как автоклавная, но зато более простую, малоэнергоемкую, дешевую и прогрессивную, судя по достаточно широкому ее распространению (преимущественно в мобильно-опытном варианте, небольшой удельной мощности) и улучшенным качественным показателям продукции.

Принято считать, что автоклавная технология позволяет утилизировать техногенные отходы и свести к минимуму или совсем отказаться от использования цемента и извести и получать при этом поробетон высокой прочности и морозостойкости с малой усадкой при небольшой плотности.

В то же время анализ отечественного производства поробетона в относительно благополучный период его работы до 1991 г. показывает, что доля продукции с использованием зол и шлаков составляла 16,77%, в том числе с использованием зол ТЭС – 3,45%, сланцевой золы Прибалтийской ГРЭС – 6,12%, шлаков – 7,2% при содержании их в составе поробетона – 2-8%. Основная же масса поробетонной продукции изготовлялась и изготовляется сейчас на цементно-известковом и цементном вяжущем и песке, за исключением может быть введения незначительного количества золы-уноса и граншлака (используемого больше для изготовления шлакопортландцемента). Причина малого использования зол, шлаков и других отходов разных видов производства – их нестабильные химический и минерально-фазовый состав, дисперсность и радиационный фон, а также повышенные влажность, усадка, ползучесть и неоднородность свойств поробетона на их основе.

Для эффективного использования техногенных отходов нужен принципиально новый, как справедливо отмечает академик В.И.Соломатов, подход к их утилизации, требующий однако дополнительных и немалых затрат для создания информационно-аналитического банка данных об отходах, технологической и санитарно-гигиенической их оценки, разработки методов кондиционирования и хранения. Без этого о масштабной утилизации техногенных отходов в технологии поробетона в РФ можно говорить, по-видимому, только имея в виду золу-унос и граншлак. Этим, а также проблемами экологии, особенно за рубежом, объясняется эпизодическое применение зол и шлаков в производстве автоклавного поробетона. Исходя из этого, основное преимущество автоклавной обработки, оправдывающее ее повышенную фондоэнергоемкость, становится проблематичным, особенно в условиях энергетического кризиса.

Альтернативой автоклавной технологии является разработанная в МГСУ на новой научно-технической основе безавтоклавная технология поробетона, обеспечивающая достижение им современного уровня качественных показателей автоклавного при одинаковой средней плотности.

Впервые возможность изготовления неавтоклавного поробетона, эквивалентного по плотности и прочности автоклавному, была реализована в МИСИ на кафедре строительных материалов в 1968 г. Современная технология неавтоклавного поробетона, разработанная авторами и защищенная патентами РФ, позволяет снизить среднюю плотность конструкционно-теплоизоляционного поробетона до 400-500 кг/м³ и повысить его прочность в проектном возрасте до 2,5-3,5 МПа; ликвидировать капиллярную пористость и уменьшить теплопроводность; отказаться от помола компонентов и любых видов тепловой обработки; применить новый способ разрезки массивов пилами в твердом состоянии. Себестоимость и фондоэнергоемкость продукции при этом снижаются практически вдвое. Основные качественные показатели неавтоклавного и автоклавного (для сравнения) поробетонов приведены в таблице.

Таблица 1. Физико-технические показатели поробетона средней плотностью 450-500 кг/м³

ПРИМЕЧАНИЯ:
* - после 302 дней испытаний на ползучесть
** - с учетом инструкции СН 277-80
*** - в интервале средней плотности автоклавного поробетона 400-500 кг/м³ усадка ГОСТом 25485-89 не нормируется

Эти сравнительные данные отражают качественный скачок в технологии и свойствах неавтоклавного поробетона, закрепленный патентами РФ, и свидетельствуют о принципиальной возможности создания эквивалентного автоклавному производства неавтоклавного поробетона на современном техническом уровне. Это позволит сертифицировать его на соответствие стандартам серии РФ ИСО 9000 и критериям прогрессивности строительных материалов, разработанным комиссией экспертов Европейского Союза, что значительно повысит его конкурентоспособность и экспортный потенциал. Своевременность организации такого производства обусловлена острым энергетическим кризисом, современным состоянием отечественного производства поробетона, стоящего перед выбором вида реконструкции в связи с износом основных фондов и острой конкуренцией за рынки сбыта. Необходимым условием для эффективного функционирования технологии и обеспечения высокого качества неавтоклавного поробетона является высокое и стабильное качество сырьевых материалов, которому в наибольшей мере удовлетворяет цемент, переставший быть дефицитным. Производственные мощности его загружены всего на 37%, а стоимость значительно меньше извести и гипса.

Окончательный выбор вида технологии при реконструкции и организации нового производства поробетона остается, естественно, за производителями.

Автоклавная технология лучше освоена, имеет богатый опыт, обеспечивает, особенно в зарубежном исполнении, высокое качество продукции, в том числе из поробетона пониженной плотности, и проектную прочность сразу после автоклавной обработки, а также достаточную долговечность. К ее основным недостаткам, как уже упоминалось, относятся повышенная фондо-энергоемкость, сложность и неустойчивость при колебаниях параметров сырья и работы оборудования, а также стоимость продукции при использовании традиционных видов вяжущего и заполнителей.

В активах неавтоклавной технологии – малая фондоэнергоемкость, полная безотходность и экологическая чистота производства и готовой продукции, отсутствие помола компонентов и тепловой обработки; наличие разных видов цемента и модификаторов бетона, обеспечивающих регулируемый технологический режим производства, стабильное и высокое качество поробетона, улучшающееся во времени при меньшей себестоимости готовой продукции.

Поробетон в последние годы находит все большее применение в строительстве. Особенно привлекательным он оказывается при монолитном многоэтажном строительстве для устройства наружных стен в пределах этажа. В Москве таких зданий построено в 4 раза больше, чем в предыдущие годы.

Расчеты показывают, что толщина однослойных наружных стен из неавтоклавного поробетона средней плотности 500 кг/м³ для условий Москвы составляет 25 см для первого этапа энергосбережения и 50 см – для второго. Имеется много вариантов наружной отделки стен из поробетона, проверенных многолетней практикой строительства и эксплуатации жилых и других зданий из поробетона во всех регионах России и странах СНГ.

www.newchemistry.ru