Е.В. ФИЛИППОВ академик АИЭС, И.Б. УДАЧКИН, академик РИА, О.И. РЕУТОВА, инженер.

Теплоизоляционный безавтоклавный пенобетон

Доказано, что всем требованиям к теплоэффективным материалам XXI века соответствует ячеистый бетон автоклавного и неавтоклавного твердения [1]. Установлено, что ячеистый бетон может быть использован как материал для стеновых ограждающих конструкций, так и эффективный теплоизоляционный материал, подаваемый на место использования в виде раствора по трубопроводу.

Положительным примером производства теплоизоляционного пенобетона является опыт немецкой фирмы «Неопор». Эта фирма вышла на мировой рынок в 1975 г. Технология внедрена в 40 странах мира. Эта и подобные технологии получили распространение в таких развитых странах мира как Германия, Швеция, США, Южная Корея и др.

Неопор-бетон — легкий ячеистый бетон, полученный в результате твердения раствора, состоящего из цемента, песка, воды и пены, образованной с использованием протеинового пеноконцентрата. Заданной плотности бетона можно легко достигнуть, изменяя соотношение компонентов.

Построены тысячи домов и сооружений, в которых Неопор-бетон использовали для утепления крыш (средняя плотность бетона 80—400 кг/м³), для заполнения пустотных пространств (выработанные шахты, канализационные системы и др. (плотность 600—1000 кг/м³), для изготовления стеновых блоков, плит и панелей (плотность 700—1400 кг/м³). Есть опыт применения Неопор-бетона на ДСК и заводах ЖБИ.

Анализ немецкой технологии показывает, что она не может обеспечить полномасштабное решение проблем строительства теплых домов в России по следующим причинам.

Пенообразователь протеин не является доступным для массового использования в России. Его необходимо экспортировать из Германии или Казахстана. Стоимость продукта в настоящее время превышает 6 USD за 1 кг при расходе 0,9-1,5 кг/м³ пенобетона.

Начальная стоимость немецкого оборудования высока, что, несмотря на окупаемость, объективно сдерживает масштабное использование немецкой технологии.

Акционерное общество «Новостром», входящее в состав ЗАО «Корпорация стройматериалов», с 1992 г. разрабатывает отечественный вариант технологии теплоизоляционного пенобетона, который не уступает по своим характеристикам Неопор-бетону, а по доступности пенообразователя и стоимости оборудования значительно превосходит немецкий вариант. Это достигнуто за счет использования ноу-хау и патентов отечественных отраслевых институтов и организаций (АО «Новостром», НИИСМ (Киев), МГСУ, ВНИИстром и др.).

Принципиальным отличием отечественной технологии от немецкого аналога является то, что технология «Новостром» включает в себя этапы перемешивания пеномассы под избыточным давлением с последующим транспортированием бетона-полуфабриката к месту строительных работ по трубопроводу на расстояние более 200 м и высоту более 30 м. В этой технологии герметичный смеситель на втором этапе используется как камерный насос.

Основной объем пор образуется в момент выхода пеномассы из рас-творопровода через гаситель. В этой технологии исключена механическая порча пузырьков пены при транспортировании сырого пенобетона. Другим важным отличием новой технологии является использование многотоннажных отечественных пенообразователей класса «МОРПЕН», АОС и СДО с их вак-ционной модификацией (обогащением за счет ввода малых количеств добавок-модификаторов). Технические характеристистики установки представлены ниже.

Производительность, м³/ч ............ 5-7

Средняя плотность

пенобетона, кг/м³ ................. 200-1200

Теплопроводность Вт/(м-К) .. .0,04-0,48

Суммарная мощность

электродвигателей, кВт................ До 40

Расходный запас (объем

расходных бункеров):

цемента, т ...................................... 8

песка, т.............................................. 8

воды, м³ ......................................... 2

Давление сжатого

воздуха, МПа .............................. до 0,7

Пилотные установки эксплуатируются в городах Москве, Калуге,

Воскресенске (Московская обл.), Якутске, Белгороде. Начато освоение технологии в Республике Карелия. Первая промышленная установка изготовлена и поставлена на Мархинский завод стройматериалов и конструкций Республики Саха (Якутия) и в АО «Белгородасбест-цемент» в Белгороде.

В соответствии с приказом Министерства строительства Российской Федерации от 21.10.96 г. № 17-136 на предприятии АО «Белгородасбестце-мент» проведены приемочные испытания промышленного оборудования по производству теплоизоляционных безавтоклавных пенобетонов.

Работа выполнена ЗАО «Корпорация стройматериалов», Российской инженерной академией, Научное руководство, изготовление оборудования, отработка технологии и промышленное освоение осуществлялось организациями корпорации: АО «Новостром» (Москва), АО «НПП Воскресенскасбестцемент» и ТОО «Новатор» (Воскресенск).

Комиссии была представлена действующая установка по изготовлению безавтоклавного пенобетона. Оборудование скомпоновано в виде мобильной установки, позволяющей без переналадки производить и транспортировать по трубопроводу пенобетон плотностью 200—550 кг/м³ (теплоизоляционный пенобетон) и плотностью 550—1000 кг/м³ (конструкционно-теплоизоляционный пенобетон) на расстояние до 200 м по горизонтали и до 30 м по вертикали.

Акт приемочных испытаний рабочей комиссии о комплексном использовании технологии и оборудования по производству безавтоклавного пенобетона свидетельствует о том, что установка непрерывно эксплуатируется три месяца. На ней произведено несколько сот кубометров изделий.

Комиссия ознакомилась с однослойными изделиями размером 2400x600x300 мм, теплоизоляционными плитами размером 1000x600x100 мм. Изготовлены образцы слоистых панелей различной плотности: 200+50 кг/м³ (D 200); 300+50 кг/м³ (D 300); 500+50 кг/м³ (D 500); 800+50 кг/м³ (D 800).

Изделия (блоки) соответствуют требованиям технических условий ТУ 5741-013-00284753-93.

Для проектирования изделий предложено использовать два класса монолитной теплоизоляции и стенового бетона.

Первый класс имеет плотность от 200 до 500 кг/м³ и используется в тех случаях, когда нет необходимости в прочности теплоизоляционного слоя. Например, колодезная кладка стен с последующей заливкой внутреннего слоя изоляционным бетоном особо малой плотности (см. рисунок).

Второй класс (плотность 500— 1200 кг/м³) — пенобетон, который целесообразно применять в стенах, состоящих из лицевого кирпича или другого стенового материала и внутреннего слоя из пенобетона. В этом варианте применяется съемная или

Для проектирования изделий предложено использовать два класса монолитной теплоизоляции и стенового бетона.

Первый класс имеет плотность от 200 до 500 кг/м³ и используется в тех случаях, когда нет необходимости в прочности теплоизоляционного слоя. Например, колодезная кладка стен с последующей заливкой внутреннего слоя изоляционным бетоном особо малой плотности (см. рисунок).

Второй класс (плотность 500— 1200 кг/м³) — пенобетон, который целесообразно применять в стенах, состоящих из лицевого кирпича или другого стенового материала и внутреннего слоя из пенобетона. В этом варианте применяется съемная или

несъемная опалубка для заливки пенобетонной смеси. Имеются конструктивные решения устройства теплых полов, покрытий и теплоизоляции теплотрасс.

Основываясь на новой технологии теплоизоляционных работ, проектная фирма «Стромархитектура» выполнила проект одноэтажного жилого дома с показателями по теп-лоэкономичности и стоимости, представленным в таблице.

Высокие показатели по экономии тепла достигнуты за счет использования новой технологии теплоизоляционных работ и применения автономных энергоэкономичных систем инженерного обеспечения дома, разработанных институтом НИИсантехники.

Основываясь на концепциях, принятых в проекте показанного дома, можно сделать проекты малых домиков. Так, двухкомнатный дом общей площадью 75 м² будет иметь такие же энергозатратные показатели, а его сметная стоимость будет находиться в пределах 60-75 млн р. У такого дома можно предусмотреть последующее увеличение полезных и жилых площадей.

Литература

1. Воробьев Х.С., Филиппов Е.В., Тальнов Ю.Н. Технология и оборудование для производства изделий из ячеистого бетона автоклавного твердения // Строит. материалы. 1996. № 1. С. 10-15.