Ячеистый бетон в строительстве

Ячеистый бетон в строительстве
Оценка: Голосовало:0
Франивский А. Дутчак А. Ячеистый бетон в строительстве // Строительство и реконструкция . . 18 декабря 2001 (№ 12) . С. 11
Оценка эффективности применения в стеновых конструкциях
http://proxima.kiev.ua/articles/articles.php?clause=961
Развитие рыночных отношений в Украине вызвало в реальной экономике быстрый и значительный рост цен на все виды энергоносителей. Это, в свою
очередь, привело к существенному увеличению затрат как на строительство, в основном, за счёт удорожания производства строительных материалов
и конструкций, так и на эксплуатацию зданий. Ситуация со стоимостью возведения внешних ограждающих конструкций ещё больше осложнилось
при введении в 1996 году в Украине новых нормативов по сопротивлению теплопередаче наружных ограждений, превышающих в 2-2,5 раза
термическое сопротивление существующих и строящихся зданий из традиционных каменных (кирпич и мелкоштучные блоки) и однослойных
железобетонных (шлако— или керамзитобетонные панели) наружных стен. Термическое сопротивление однослойных наружных стен при толщине
традиционной кирпичной кладки 50 см и толщине однослойных лёгкобетонных панелей 35 см находится в пределах 0,7-0,9 м2 -С°/Вт. Как известно,
новые нормативы требуют обеспечения термического сопротивления наружных ограждений в пределах 1,7-2,2 м2 -С°/Вт. Перед строительной
отраслью Украины возникла необходимость снижения энергозатрат как в производстве строительных материалов и конструкций так и при
эксплуатации зданий. Переход на возведение теплоэффективных ограждающих конструкций зданий потребовало внесения существенных
коррективов в практику их проектирования и устройства.
Анализ проектных решений теплоэффективных стен с учётом новых нормативов по теплозбережению в зданиях показывает, что устройство
традиционных однослойных сплошных ограждающих конструкций экономически целесообразно лишь в южных районах Украины. Для остальной
части территории, особенно для областей, относящейся к первой температурной зоне по количеству гадусо-суток отопительного сезона, а это более
70% всей территории страны, практически безальтернативным вариантом является переход на слоистые конструкции. При этом решение проблемы
устройства энергоэффективных стеновых конструкций возможно по двум направлениям, как использование теплоэффективных стеновых материалов
с одной стороны, или применение эффективных технических решений многослойных стеновых конструкций, с другой стороны.
В современной зарубежной практике оценка эффективности стеновых материалов производится как с учётом совокупности технико-экономических
показателей строящего здания, так и с учётом тепловой комфортности помещений в процессе его дальнейшей эксплуатации. Как видно из
приведенных в таблице 1 сравнительных показателей эффективности стеновых материалов для центрального района России, сходного по своим
климатическим условиям с регионами Украины, бесспорным «лидером» по всем показателям среди производимых на Украине стеновых материалов
является ячеистый бетон и изделия из него. Этот вывод подтверждается также и зарубежной строительной практикой, где ячеистый бетон как
основной стеновой материал, занял доминирующее положение в строительстве.
Так, например, в Польше, сравнимой с Украиной по размерам и численности населения, ежегодный объём производства изделий из ячеистого бетона
составляет до 5 млн. м2 , а число предприятий достигает 30. Для сравнения, в Украине в 2000 году на 7 заводах произведено около 0,2 млн. м2
ячеистого бетона. Если в среднем в Украине на 1000 жителей объём производства ячеистого бетона составляет около 5 м2 , то по сведениям из
технической литературы это показатель в Венгрии составляет 30 м2, Литве — 60 м2, Латвии —100 м2 , Белоруссии — 160 м2, в Польше —167 м2 , в
Словении 190 м2, в Швеции — 280 м2, Эстонии 290 м 2 на тысячу жителей.
Если принять во внимание, что традиционные в Украине стеновые материалы как кирпич и однослойные железобетонные панели, из которых до 1990
года возводилось до 80% жилья, потеряли своё назначение как основные стеновые материалы, прежде всего по своим теплотехническим
характеристикам, то сложившееся в Украине положение с производством теплоэффективных стеновых материалов можно назвать кризисным, если не
катастрофическим. Если на строительном рынке Украины дефицит отделочных материалов в большой степени был восполнен с помощью
дорогостоящих импортных поставок, то возить стеновые материалы из-за рубежа будет непозволительной роскошью, хотя это отчасти и делается,
(например, лицевой кирпич, керамические блоки и даже изделия из ячеистого бетона (Словакия). Заменяющие технические решения стеновых
конструкций зданий с введением в стену полимерных и синтетических материалов, как пенополистирол, пенополиуретан , минеральная вата,
стекловолокно и др., имеет ряд существенных недостатков, одним из которых является снижение прочности и капитальности зданий из-за
необходимости устройства гибких связей между наружным и внутренним слоем стены. Если, например, капитальность зданий из прочных
конструкционных материалов минерального происхождения, в том числе из ячеистого бетона оценивается в 100-150 лет, то сроки службы
вышеприведенных полимерных утеплительных материалов даже по сертификатам, предоставляемыми зарубежными производителями составляют от
15 до 50 лет, не говоря уже о неизбежных эксплуатационных изменениях в характеристиках этих материалов (переувлажнение, усадка и другие). К
тому же подавляющий объём этих материалов, на 90-98% состоящих из воздуха привозится из-за рубежа. В такой кризисной ситуации со стеновыми
материалами ускоренное развитие отечественного производства ячеистого бетона как самого эффективного, практически безальтернативного и
хорошо освоенного в Украине материала является самой неотложной задачей в отрасли производства строительных материалов.
Возможности и пути развития производства ячеистого бетона в Украине
В середине 80 годов, в связи с принятием «горбачёвской» программы развития массового жилищного строительства и обеспечения в 2000 году
каждой советской семьи отдельной квартирой, бывшим Госстроем СССР был сделан правильный стратегический выбор в пользу ускоренного
развития производства ячеистого бетона на всей территории бывшего СССР как перспективного стенового строительного материала. В то время была
поставлена задача строительства более 200 заводов, с обеспечением ежегодных объёмов производства ячеистого бетона в пределах 40,0-45,0 млн. м3.
Выполнение такой масштабной задачи возможно было лишь на основе развития отечественного производства высокопроизводительного
технологического оборудования. В то время отечественное технологическое оборудование для комплектования технологических линий в основном
российского производства, оказалось впоследствии тоже зарубежным. В то время стоимость технологических линий, производимых
западноевропейскими, в частности немецкими фирмами, составляет 18-22 млн. немецких марок, и была для наших предприятий «неподъемной». В
этой ситуации бывшим правительством СССР было закуплено у известной немецкой фирмы «ИТОНГ», производящей самое современное
технологическое оборудование, две технологические линии с годовой производительностью 150,0 м2 , работающих до настоящего времени в Самаре
и в Новосибирске. Вместе с технологическим оборудованием у фирмы «ИТОНГ» была закуплена в полном объеме техническая документация на
технологическую линию с правом воспроизводства технологического оборудования по этой документации на всей территории бывшего СССР.
Техническая документация в течение нескольких лет с помощью российских и украинских институтов была переработана на отечественные
стандарты. По переработанной документации часть заказов на изготовление технологического оборудования размещена на машиностроительных
заводах России и Белоруссии.
Показатели эффективности стеновых материалов на 1 м2 наружной стены
№
Наименование
Расход материалов (М3), шт. кирп. Масса стены Энергоемкость (кг.условного Трудозатраты
норм. формат
(кг)
топлива)
(чел. ч)
всего в том числе в производстве
1
Кирпич керамический полнотелый
0,63 (253)
1150
82
10,8
4,9
2
Кирпич керамический полнотелый
0,5 (202)
720
68
8,7
4,2
3
Керамические камни
0,5
720 (202)
56
5.8
2.8
4
Силикатный кирпич
0,65
1200 (264)
62
8.6
2,7
5
Керамзитобетонные панели плотностью
0,35
1 100 кг/м 3
420
104
4,7
4,7
6
Мелкие блоки из ячеистого бетона
210
41
4,7
3,1
0,3
Активное участие в осуществлении тогда союзной программы по развитию массового производства ячеистого бетона для нужд строительной отрасли
принимала и Украина. Усилиями бывшего тогда министерства промышленности строительных материалов, в последствии, государственной
корпорацией «Укрстройматериалы», образованной на базе этого министерства до 1990 года было построено 19 заводов и производств с общей
годовой мощностью около 1,5 млн. м2 ячеистого бетона, оснащенных в основном технологическими линиями «Универсал». Максимальный годовой
объём производства ячеистого бетона на этих заводах в 1990 году составил 1,135 млн. м2 , что было очень высоким достижением. С тех пор
ежегодные объёмы производства ячеистого бетона в стране постоянно снижались и в 2000 году составили 0,2 млн. м2 . При нынешней потребности
строительной отрасли в стеновых материалах в пределах 5-7 млн. м2 , их доля по сравнению с зарубежной строительной практикой является
катастрофически низкой.
Одной из причин такого снижения явились общие кризисные явления в экономике страны в связи с переходом к рыночным отношениям. Другой
причиной явилась реструктуризация отрасли, связанная с изменением формы собственности и как следствие — неумением новых собственников
управлять и поддерживать такое высокотехнологическое производство. Третьей причиной явилось, безусловно, износ и старение технологического
оборудования, его высокая энергоёмкость и фондоёмкость, а самое главное — отсутствие отечественного производства технологического
оборудования для замены износившегося. Кроме того, следствием износа и старения технологического оборудования на отечественных заводах
является не только снижение объёмов, но и качества продукции. Это в основном, потеря теплотехнических свойств изделий в связи с увеличением
плотности материала с оптимальной — 500-600 кг/м2 до реальной в производстве — 700-900 кг/м2 . Это, в свою очередь, требует увеличения
толщины в стеновой конструкции или введения в стену эффективных утеплителей и ведёт к существенному удорожанию строительства.
Все указанные выше причины — это уже история. Настаю время, пользуясь известным выражением «собирать камни», т. е. восстанавливать уже
единичные действующие производства и строить новые предприятия. Тем более, как уже отмечалось выше, в основном на примерах зарубежной
практики, альтернативы ячеистому бетону как конструкционно-теплоизоляционному материалу для строительства «тёплого жилья» — нет. В
мировом производстве строительных материалов нет другого по своим теплотехническим, конструкционным и экологическим характеристикам
подобного стенового строительного материала, производимого в массовых объемах искусственным технологическим путём из природных
компонентов минерального происхождения (песок, цемент, известь и вода) как ячеистый бетон. Ячеистый бетон, обладая высокими теплозащитными
свойствами и теплоаккомулирующей способностью, предотвращает значительные потери тепла зимой и позволяет избежать слишком высоких
температур летом, исключает резкие колебания температуры в помещениях, позволяет регулировать влажность воздуха в комнате путём впитывания
и отдачи влаги, тем самым способствует созданию благоприятного микроклимата. Ячеистый бетон не только создаёт максимум удобств, он ещё и
абсолютно экологичен, т. е. не выделяет токсичных соединений. Согласно проведённых исследований уровень радиоактивности ячеистого бетона
значительно ниже допустимых приделов. Коэффициент экологичности ячеистого бетона по данным бывшего Минздрава СССР составляет 2,0 и
уступает только дереву (коэффициент 1). Для примера этот коэффициент у керамического кирпича составляет 10,0, а у керамзитобетона — 22,0. В
настоящее время сложились благоприятные возможности для технического переоснащения действующих и развития новых производств н а
современном технологическом уровне, а также налаживание отечественного производства высокотехнологического оборудования, без которого такая
масштабная отрасль не сможет существовать.
Одна из таких возможностей предоставляется в налаживании совместного с Россией и Белоруссией на кооперационной основе производства
современного технологического оборудования и комплектных технологических линий по имеющейся технической документации и оснащения им
наших предприятий. Стоимость одной технологической линии с годовой производительностью 150,0 м2 , включая стоимость зданий и сооружений
составляет $6,0 млн., что в 2 раза ниже стоимости таких же линий, изготавливаемых немецкой фирмой «ИТОНГ». При нынешних ценах на
продукцию из ячеистого бетона в Украине срок окупаемости технологических линий совместного производства составит 3 года.
Другая благоприятная возможность предоставляется в перепрофилировании и переоснащении действующих заводов силикатного кирпича на выпуск
теплоэффективных изделий из ячеистого бетона. С введением новых нормативов по теплосбережению в зданиях, ранее в западноевропейских странах
и позднее в странах СНГ, силикатный кирпич практически утратил своё значение как стеновой материал, а его доля в зарубежном строительстве
исчисляется несколькими процентами, и то для внутренней кладки.
Так, например, после введения в России новых нормативных по сопротивлению теплопередаче R = 3,3-3,5 м2-Со /Вт, расчётная толщина внешней
стены из силикатного кирпича составляет 1,75м (9 кирпичей), что показывает об экономической нецелесообразности его использования в
строительстве. Не говоря уже о других существенных недостатках силикатного кирпича как отслоение штукатурки и кладочного раствора, высокая
степень водопоглощения, сырение стен, переувлажнение внутрижилищной среды, повышение нагрузки на фундаменты, непривлекательный внешний
вид.
Но мы продолжаем строить жильё и общественные здания из силикатного кирпича, потому что другого, относительно дешёвого стенового материала
просто нет. По мере развития в стране производства ячеистого бетона и других теплоэффективных, в том числе и пустотелых керамических изделий,
силикатный кирпич ожидает такая же судьба, как и в других странах. Сейчас для силикатных заводов предоставляется возможность для перевода хотя
бы части своих производственных мощностей на выпуск ячеистобетонных изделий, что даёт шанс сохранить действующие производственные
мощности. Преимуществом переоснащения заводов силикатного кирпича на выпуск ячеистобетонных изделий является то, что в новом производстве
используется действующее оборудование помольного и автоклавного отделений. Необходима лишь начинка технологической линии смесительным,
формовочным и резательным оборудованием, что значительно сокращает капиталовложения на перепрофилирование производства. Стоимость
переоснащения одной технологической линии с годовым выпуском 40-60 тыс. м2 изделий из ячеистого бетона составит $0,8-1,0 млн., а срок
окупаемости —2-3 года.
НИИ строительного производства располагает комплектной технической документацией на технологическое оборудование и правом на размещение
заказов на изготовление этого оборудования на заводах Украины как для строительства новых, так и для переоснащения заводов силикатного
кирпича.
Вместе с другими институтами, как Южгипрострой, НИИСМИ и институт поризованных бетонов, может оказать заинтересованным предприятиям и
инвесторам помощь в организации производства ячеистого бетона, включая технические консультации, разработку ТЭО, проектирование,
размещение заказов на оборудование, монтаж, наладку технологических линий, отработку технологии и обучение персонала.