Нові можливості енергоефективного керамзитобетону

У 60-80-х роках минулого століття пористі заповнювачі і бетони на їх основі зіграли основну роль у вирішенні житлової проблеми країни. Великопанельне й великоблочне будівництво, переважно на основі керамзиту, дало можливість в короткі терміни збільшити житловий фонд більш ніж удвічі. Завдяки індустріальних методів великопанельного домобудівництва, основою якого служили керамзит і керамзитобетон, в країні була подолана гострий житлова криза.

Пік використання керамзитобетону в житловому будівництві припав на 80-і роки.

При загальному обсязі 76 млн. М² житла, що зводиться в Російській Федерації в 1986 році, на частку великопанельного домобудівництва припадало понад 80 відсотків. Порядку 70-80 відсотків загального обсягу виробленого керамзиту в нашій країні використовувалося для зовнішніх стінових конструкцій. Особливо ефективні були порізованниє керамзитобетонні суміші з повітроутягувальними або пороутворюючими добавками, оскільки вони забезпечували отримання стінових конструкцій з найкращими теплозахисні властивості завдяки низькій теплопровідності.

Таким чином, починаючи з 60-х років, в нашій країні переважала одностороння спрямованість у використанні керамзиту – переважно для великопанельного домобудівництва і в першу чергу для зовнішніх стінових конструкцій. Тобто всі потенційні можливості керамзиту і керамзитобетону повністю не використовувалися, тоді як спектр застосування керамзитобетону в будівництві дуже широкий – від теплоізоляційного керамзитобетону для ефективної теплозахисту будинків до конструкційного бетону, використовуваного для несучих конструкцій в каркасному, монолітному і великопанельному житловому будівництві.

У зв’язку з актуалізацією СНиП 23-02-2003 «Тепловий захист будівель», який почав діяти з 1 липня 2013 року, з’являється нова можливість проектування і будівництва житлових і громадських будівель з одношаровими стінами із застосуванням крупнопористих керамзитобетонних виробів і конструкцій.

Легкий керамзит насипною щільністю 200-400 кг / м³ забезпечує отримання ефективних огороджуючих виробів з керамзитобетону з високими теплозахисними властивостями (панелі, блоки, моноліт); щільніший керамзит (600-800 кг / м³) з високою міцністю 5,5-10 МПа забезпечує можливість отримання несучих конструкцій, що особливо важливо для багатоповерхових і висотних будівель. Застосування легких керамзитобетонних конструкцій дозволяє знизити навантаження і витрати на фундамент і підвищити поверховість об’єктів.

Світова практика показує, що легкі бетони на пористих заповнювачах дають значне скорочення загальної маси будівель і споруд, зниження матеріаломісткості і витрат при збереженні необхідної капітальності і довговічності об’єктів.

Таким чином, керамзитобетон забезпечує високу техніко-економічну ефективність при використанні в несучих конструкціях.

Залізобетонні конструкції з легких бетонів на пористих заповнювачах дозволяють збільшити прольоти і поверховість будівель, укрупнити монтажні елементи, використовувати більш прості з меншою вантажопідйомністю механізми для монтажу, підвищити продуктивність праці і якість будівництва, домогтися його прискорення, знизити вартість.

Дослідження і багаторічні спостереження, що проводилися в НДІЗБ і ЦНДІЕПжитла, підтвердили високі експлуатаційні якості будівель з керамзитобетону і сприятливий мікроклімат приміщень, що обумовлено високою екологічністю керамзиту.

Керамзит є екологічно чистим матеріалом: протягом усього періоду експлуатації і навіть в умовах пожежі повністю відсутнє шкідливе газовиділення. Це обумовлено самою технологією отримання керамзиту – високотемпературним випалюванням глинистої сировини. Інша найважливіша перевага керамзиту і керамзитобетону – висока вогнестійкість і тривале збереження конструкційної міцності в умовах пожежі, що забезпечує безпеку людей в екстремальних ситуаціях і підвищує їхні шанси на порятунок.

За оцінками фахівців, основні переваги легкого залізобетону в конструкції будівель складаються в істотній економії на фундаментах, підвищеної вогнестійкості в порівнянні з важкими бетонами, в поліпшенні теплозахисних властивостей будівлі в цілому завдяки зниженню тепловтрат через несучі конструкції.

Для виготовлення конструкційного керамзитобетону потрібно керамзитовий гравій з підвищеною міцністю, переважно дрібних фракцій.

Він дозволяє отримати залізобетонні конструкції, в тому числі попередньо напружені. Їх застосування дає зниження об’ємної маси конструкцій на 25-30 відсотків і вартості на 10-20 відсотків, економію арматурної сталі на 15 відсотків.

Найважливіше техніко-економічне значення має багатофункціональність керамзиту. Залежно від властивостей вихідної сировини, використовуваних добавок і спеціальних технологічних прийомів можуть бути отримані керамзитовий гравій, щебінь, пісок з різними показниками щільності і міцності для різноманітних сфер застосування:

– Особливо легкий з насипною щільністю 100-300 кг / м³, міцністю R = 0,5 Мпа;

– Легкий з насипною щільністю 300-400 кг / м³, міцністю R = 1-2,5 Мпа;

– З підвищеною міцністю R = 5,5-8 Мпа, при щільності 600-800 кг / м³.

Залежно від розміру зерен керамзитовий заповнювач виготовляють наступних фракцій: 5-10 мм; 10-20 мм; 20-40 мм; а також керамзитовий пісок від 0-5 мм (подрібнений або випалювальний).

Одна з переваг легкого керамзитового гравію – низька теплопровідність. При використанні в якості засипки коефіцієнт теплопровідності дорівнює 0,1-0,11 Вт / м · С.

Відмінною особливістю керамзитобетону від інших легких бетонів є широкий спектр його використання в будівельних виробах і конструкціях: теплоізоляційний керамзитобетон щільністю 200-500 к / м³, клас по міцності В0,85-В2; конструкційно-теплоізоляційний – щільністю 600-1600 к / м³, В2,5-В10; конструкційний – 1100-2000 к / м³, В 12,5-В40.

Показники морозостійкості керамзитобетону складають F100 для конструкційно-теплоізоляційного бетону щільністю 1400 к / м³ і F500 для конструкційного бетону щільністю 1900 к / м³.

Довговічність керамзитобетону вельми висока і характеризується його здатністю чинити опір дії атмосферного повітря, морозу і води. В основному довговічність оцінюється показниками морозостійкості і водостійкості. Середня встановилася вологість щільного керамзитобетону для нормальних умов експлуатації дорівнює 5-10 відсотків, а для газо- і пінобетону вона становить 8-12 відсотків, вихідна технологічна для пінобетону ще вище (до 35 відсотків). Вологість беспесчаного керамзитобетону (крупнопористого) становить 3-5 відсотків. Це обумовлює керамзитобетону перевага по теплозахисних властивостях в процесі експлуатації.

Конструктивні та технологічні переваги збірно-монолітного каркаса з модифікованого конструкційного керамзитобетону, що виготовляється на високоміцному керамзитовому гравії, і огороджувальних конструкцій з енергоефективних керамзитобетонних блоків і панелей забезпечують високу сейсмостійкість будівель, зменшення маси будівель до 35 відсотків, зниження витрати сталевої арматури до 20 відсотків. Комплексне використання легких керамзитобетонних виробів і конструкцій в житловому будівництві дає великий техніко-економічний ефект – зниження вартості будівництва 1 м² житла до 20 відсотків.

Керамзит і керамзитобетон також можуть широко застосовуватися в сільському господарстві – теплицях при вирощуванні овочів методом гідропоніки і при будівництві сільськогосподарських підприємств – корівників, свинарників, пташників з теплими підлогами; керамдор (високоміцний керамзит) – в дорожньому будівництві, в мостобудуванні, при будівництві гідротехнічних споруд і аеродромів.

Особливість будівельних матеріалів і виробів – вони не є кінцевою продукцією, призначеною для споживача, а проявляють свої властивості в кінцевої продукції будівництва – будівлях і спорудах.

Тому головна вимога до матеріалів і виробів полягає в тому, щоб вони були придатні для застосування в будівництві та забезпечували при цьому можливість виконання вимог безпеки будівель і споруд.

Надзвичайно важливо в житловому будівництві використовувати будівельні матеріали та вироби з гарантованою, підтвердженої багаторічними дослідженнями і практикою застосування екологічної, хімічної, біологічної та пожежною безпекою. При цьому головною і пріоритетним завданням має бути захист життя і здоров’я людини від несприятливих впливів середовища, включаючи створення необхідних умов для життєдіяльності та забезпечення безпеки людей в процесі будівництва, експлуатації та ліквідації будівель і споруд.

Майбутнє за довговічними, енергоефективними, пожежобезпечними і екологічно чистими житловими і громадськими будівлями, побудованими із застосуванням будівельних матеріалів, виробів та конструкцій, що відповідають вимогам безпеки.

Більш ніж піввіковий досвід експлуатації будівель з керамзитобетону в нашій країні (в США і Канаді він перевищує 70-75 років) підтвердив їх довговічність і екологічну безпеку. Підвищена експлуатаційна надійність обумовлена ​​збереженням вихідних теплозахисних властивостей керамзитобетону на всьому протязі експлуатації будівель.

В даний час в країні працює близько 160 підприємств, що випускають керамзит і виготовляють керамзитобетонні вироби. Але щоб підняти виробництво до сучасного рівня, вони потребують державної підтримки, модернізації обладнання, автоматизації виробництва та постійному науково-технічному супроводі. ЗАТ «Керамзіт», використовуючи і розвиваючи багаторічний досвід, проводить науково-дослідні, дослідно-промислові та організаційні роботи і пропагує передовий досвід. Створено Спілку виробників керамзиту і керамзитобетону. Щорічно на базі ЗАТ «Керамзіт» проводяться наради учасників Союзу виробників керамзиту і керамзитобетону, представників заводів і організацій. На цих нарадах передові підприємства, які, незважаючи на труднощі, успішно працюють і випускають якісний керамзитовий гравій, обмінюються досвідом.

Серед таких підприємств слід відзначити  індустріально-будівельний комбінат, який опанував випуск легкого керамзитового гравію з щільністю 300-350 к / м³ і високоміцного керамзиту з міцністю понад 60 кг / см².

Рязанський керамзитовий завод ЗАТ «Керамзит» модернізував обладнання і випускає в великих обсягах легкий керамзит з щільністю 200-400 к / м³, який користується великим попитом.

Один з найбільших керамзитових заводів  ВАТ «Керамзит» має чудову сировинною базою і володіє великими можливостями з випуску керамзиту з насипною щільністю від 250 до 500 к / м³.

«Завод керамзитового гравію»  випускає невеликий керамзитовий пісок для потреб фільтрації та водоочищення, який знаходить широке застосування на підприємствах у багатьох регіонах.

Вітчизняні матеріали – керамзит і будівельні вироби на його основі – є серйозним фактором для успішного вирішення житлової програми в нашій країні.