Виды изделий и конструкций из ячеистых бетонов

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

 

Термин	Пояснение
Автоклавные материалы	Строительные материалы и изделия автоклавного твердения, получаемые на основе силикатных вяжущих (известково-кремнезёмистых, цементных и их смесей) и твердеющие при повышенной температуре и давлении. В процессе изготовления подвергаются термовлажностной обработке в автоклавах при 175 – 200°С. насыщенным водяным паром под давлением 0,9 – 1,6 МПа в течение 8 – 16 ч. В результате физико-химического взаимодействия компонентов (извести, песка и воды) образуются гидросиликаты кальция, обусловливающие твердение и водостойкость материала.
Автоклавные материалы	Строительные материалы и изделия на основе извести, цемента и неорганических заполнителей (например, силикатный кирпич, ячеистый бетон), подвергнутые обработке в автоклавах.
Силикатные автоклавные материалы	Бесцементные материалы и изделия (силикатные бетоны, силикатный кирпич, камни, блоки), приготовленные из сырьевой смеси, содержащей известь (гашеную или молотую негашеную), кварцевый песок и воду, которые образуют в процессе автоклавной обработки гидросиликаты кальция.
Силикатный бетон	Камневидный искусственный строительный конгломерат, получающийся из уплотненной и отвердевшей в автоклаве увлажненной смеси молотой негашеной извести (6...10%), молотого кварцевого песка (8...15%) и обычного кварцевого песка (70...80%) (или другого заполнителя).
Пеносиликат	Камневидный строительный конгломерат ячеистого строения, получают путем смешивания технической пены с известково-песчаной смесью, отформованной в изделие с последующей обработкой в автоклаве.
Бетон ячеистый	Искусственный камневидный пористый строительный материал с равномерно распределенными воздушными ячейками (порами) диаметром 0,1÷3 мм, занимающими от 20 до 90% объема бетона, получаемый в результате затвердевания смеси из вяжущего, кремнеземистого компонента, порообразователя, воды, химических добавок или без них.
Газобетон	Разновидность ячеистого бетона, получаемая из смеси вяжущего, кварцевого песка, воды, химических добавок (или без них) и газообразователя (преимущественно алюминиевой пудры). Порообразование создается в результате химической реакции между алюминиевой пудрой и щелочным компонентом, содержащимся в вяжущем или специально вводимым в сырьевую смесь.
Пенобетон	Разновидность ячеистого бетона, получаемая из смеси вяжущего, кремнеземистого компонента, воды и предварительно приготовленной пены на основе пенообразователя и воды, которую перемешивают с бетонной смесью.
Поробетон	Разновидность ячеистого бетона, получаемая в результате перемешивания в скоростном смесителе смеси вяжущего, кремнеземистого компонента, пенообразователя и воды без предварительного приготовления пены.
Газо-, поро-, пеносиликат	Разновидность ячеистого бетона, у которого в качестве вяжущего применяют негашеную известь или смешанное вяжущее (цементное, шлаковое, зольное и т. д.), содержащее известь в количестве 50% и более.
Ячеистый золобетон	Разновидности ячеистого бетона (газозолобетон, пенозолобетон, порозолобетон), у которого в качестве кремнеземистого компонента применяют кислые золы ТЭС.
Автоклавный ячеистый бетон	Бетон, твердение которого происходит в среде насыщенного водяного пара при давлении выше атмосферного (преимущественно 8÷14 атм.).
Неавтоклавный ячеистый бетон	Бетон, твердение которого происходит в естественных условиях или в среде насыщенного водяного пара при атмосферном давлении.
Теплоизоляционные ячеистые бетоны	Предназначены для утепления различных конструкций жилых и промышленных зданий (стен, покрытий, перекрытий, трубопроводов и т. д.).
Конструкционно-теплоизоляционные ячеистые бетоны	Предназначены для самонесущих ограждающих конструкций жилых и общественных зданий.
Конструкционные ячеистые бетоны	Предназначены для изготовления конструкций, несущих большие нагрузки (внутренние несущие перегородки, перекрытия, перемычки).
Силикатный камень	Силикатное изделие в форме прямоугольного парал-лелепипеда с номинальными размерами 250x120x138 мм.
Силикатный блок	Силикатное изделие в форме прямоугольного параллелепипеда с шириной тычка более 130 мм.
Перегородочная силикатная плита	Силикатное изделие в форме прямоугольного параллелепипеда с шириной тычка не более 130 мм и высотой более 138 мм.
Лицевые кирпич и камень	Кирпич и камень, обеспечивающие эксплуатационные характеристики кладки и выполняющие декоративные функции.
Объемно окрашенный кирпич	Кирпич, в котором красящий пигмент распределен по всему объему.
Пазогребневое соединение	Соединение, при котором гребень (вертикальный выступ) на тычке одного блока или перегородочной плиты, входит в вертикальный паз (вертикальную выемку) на тычке другого блока или другой перегородочной плиты.

 

 

ТЕРМИНЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ЯЧЕИСТЫХ БЕТОНОВ

 

Показатель качества	Пояснение
Нормируемая прочность ячеистого бетона	Прочность затвердевшего ячеистого бетона (класс бетона), заданная в государственных стандартах или нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке (проектная марка)
Фактическая прочность	Прочность затвердевшего ячеистого бетона, определяемая по результатам испытания контрольных образцов или образцов, взятых непосредственно из конструкций
Текучесть ячеисто-бетонной смеси	Способность ячеисто-бетонной смеси растекаться под действием собственного веса
Водоудерживающая способность	Способность ячеисто-бетонной смеси удерживать в своем составе воду
Прочность	Свойство затвердевшего ячеистого бетона, не разрушаясь, воспринимать различные виды нагрузок и воздействий
Деформативность	Свойство податливости затвердевших бетонов к изменению первоначальной формы и размеров
Усадка	Уменьшение линейных размеров и объема затвердевшего бетона вследствие потери им влаги, гидратации, карбонизации и других процессов
Набухание	Увеличение объема затвердевшего ячеистого бетона вслед-ствие поглощения им из окружающей среды жидкости или пара
Теплопроводность	Способность ячеистого бетона передавать количество теплоты от более нагретой поверхности к менее нагретой
Теплоемкость	Количество тепла, поглощаемого ячеистым бетоном при его нагревании на 1^0С
Морозостойкость	Способность затвердевшего ячеистого бетона в увлажненном состоянии сопротивляться разрушающему воздействию попеременного замораживания и оттаивания
Водо-твердое отношение	Характеристика состава ячеисто-бетонной смеси, обеспечивающего получение необходимой текучести ячеисто-бетонной смеси, влияющего не только на прочность, но и на морозостойкость ячеистого бетона
Автоклавная обработка	Заключительная стадия производства ячеисто-бетонных изделий при автоклавной обработке при давлении 0,8‒1,6 МПа и температуре водяного пара 175‒200^0С. При автоклавной обработке происходит химическое взаимодействие между кремнеземом и окисью кальция, в том числе находящегося в портландцементе с образованием низкоосновных гидросиликатов кальция, и ускоренное превращение силикатной массы в каменный материал.
Средняя плотность	Отношение массы к объему ячеистого бетона

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Автоклавный ячеистый бетон ‒ под общим названием «ячеистые бетоны» понимают искусственные каменные материалы, имеющие наряду с капиллярными и другими видами микропор равномерно распределенные поры ячейкового вида, диаметром 0,1‒3 мм, занимающие от 20 до 90% объема бетона. Ячеистые бетоны получают в результате затвердевания или гидротермального синтеза поризованной вязко-жидкой смеси из вяжущих веществ (портландцемент, известь или их сочетание) и кремнезёмистого компонента, активно взаимодействующего при тепловлажностной обработке с продуктами гидратации извести и цемента. В 1918 г. архитектор из Швеции А. Эрикссон для обработки ячеистого газобетона впервые применил автоклавный способ, который затем получил широкое промышленное освоение.

Ячеистые бетоны имеют ряд характеристик, отличающих их от многих традиционных строительных материалов. Изделия из них наилучшим образом адаптированы к сложному климату и экономическим условиям и имеют ряд важных достоинств: невысокую плотность, низкую теплопроводность, стойкость при пожаре, высокие санитарно-гигиенические свойства.

Для реализации поставленных задач в решении научно-технического совета Госстроя России, посвященного основным направлениям развития стеновых материалов из ячеистых бетонов, рекомендовано научно-исследовательским, проектным и промышленным организациям развернуть свою работу в следующих направлениях:

· Развитие новых путей получения изделий из ячеистых бетонов с плотностью ниже 400 кг/м³ для широкого применения их в строительном производстве и с плотностью 150‒300 кг/м³ для использования в качестве теплоизоляционных материалов.

· Совершенствование производства ячеистого бетона с целью получения стеновых изделий с плотностью 400‒500 кг/м³.

Темпы прироста объемов производства ячеистых бетонов (млн. м³) в России приведены в таблице 1.

Таблица 1

Темпы развития промышленности ячеистого бетона

Ячеистый бетон, млн м^3	Годы
	2003	2004	2006	2008	2010	2015	2020
Автоклавный	1,4	1,9	2,5	4,1	6,1	10,1	15,1
Неавтоклавный	0,6	0,8	1,2	1,8	2,6	5,1	8,1
Производство на 1 тыс. человек, м^3	13	18	25	40	58	100	155

 

В настоящее время удельная энергоемкость внутреннего валового продукта в нашей стране в среднем в 4 раза выше, чем в развитых промышленных странах. Еще более обострена эта проблема в строительном комплексе, являющимся одним из наиболее ресурсо- и энергоемких. Из всех процессов создания строительной продукции производство ячеистобетонных и силикатных изделий характеризуется наиболее низким потреблением энергетических и материальных ресурсов. Инвестиции в такие решения как развитие производства автоклавных материалов и изделий являются наиболее актуальными, т.к. предполагают обеспечение экологичности, низкой материалоемкости и высокой энергоэффективности как производства продукции, так и ее применения. Применение инновационных и научно обоснованных решений в области совершенствования технических характеристик ячеистых бетонов позволит повысить производительность, энергоэффективность, а также снизить себестоимость строительства: в частности, сократить на 50% трудозатраты, увеличить в 2 раза темпы монтажа конструкций, снизить на 20% теплопотери через стены.

 

ВИДЫ ЯЧЕИСТЫХ БЕТОНОВ

Существует много разновидностей ячеистых бетонов, различающихся способами получения пористой структуры, видами вяжущих веществ, условиями твердения и другими признаками.

Ячеистые бетоны в зависимости от назначения подразделяют на:

- конструкционные;

- конструкционно-теплоизоляционные;

- теплоизоляционные.

по способу порообразования:

- газобетоны;

- пенобетоны;

- газо-пенобетоны.

Согласно ГОСТ 31359 ячеистые бетоны автоклавного твердения разделяют:

1. по назначению:

‒ конструкционные класса по прочности на сжатие не ниже В3,5, марки по средней плотности D700 и выше для несущих конструкционных элементов зданий;

‒ конструкционно-теплоизоляционные класса по прочности на сжатие не ниже В1,5, марки по средней плотности не выше D700 для ограждающих самонесущих конструкций;

‒ теплоизоляционные класса по прочности на сжатие не ниже В 0,35, марки по средней плотности не выше D400.

2. по способу порообразования:

‒ газобетоны, пористая структура которых достигается вспучиванием схватывающейся массы выделяющимися газами;

‒ пенобетоны, поризация которых достигается в процессе смешивания растворной составляющей из вяжущего, кремнеземистого компонента, минеральных добавок с предварительно приготовленной воздушной пеной;

‒ газопенобетоны, ячеистая структура которых образуется за счет воздухововлечения при пенообразовании и вспучивания при газовыделении.

3. по виду основного вяжущего:

‒ на известковых вяжущих, состоящих из молотой негашеной извести более 50 % по массе, шлака и гипса или добавки цемента до 15 % по массе;

‒ на цементных вяжущих, в которых содержание портландцемента 50 % и более по массе;

‒ на смешенных вяжущих, состоящих из портландцемента от 15 до 50 % по массе, извести или шлака, или шлако-известковой смеси;

‒ на шлаковых вяжущих, состоящих из шлака более 50 % по массе в сочетании с активизатором твердения (известь, гипс или щелочь);

‒ на зольных вяжущих, в которых содержание высокоосновных зол 50 % и более по массе.

4. по виду кремнеземистого компонента:

‒ на природных материалах: тонкомолотом кварцевом и других песках;

‒ на вторичных продуктах промышленности: золе-унос ТЭС, золе гидроудаления, вторичных продуктах обогащения различных руд, отходах ферросплавов и др.

Материалы, бетоны, изделия и конструкции из них должны удовлетворять требованиям соответствующих нормативных документов, иметь гигиенические сертификаты, изготовляться и применяться согласно технологической и технической документации, утвержденной в установленном порядке.

 

Прочность

Ячеистые бетоны должны иметь следующие классы по прочности на сжатие: В0,35; В0,5; В0,75; В1,0; В1,5; В2,0; В2,5; В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В17,5; В20. Фактическое значение прочности на сжатие ячеистого бетона (кроме теплоизоляционного) должно быть не ниже требуемой прочности, определенной по ГОСТ 18105.

Прочность является фундаментальной эксплуатационной основой бетонов, обеспечивает целостность их структуры, определяет способность материала сопротивляться разрушению от воздействия различных факторов и закономерность их разрушения. Наиболее значимым фактором, определяющим прочность изделия, является толщина межпоровой перегородки и ее прочность. Увеличение прочности межпоровых перегородок обеспечивается при увеличении активности вяжущего, введении высокодисперсных добавок. При однородном распределении ячеек поровой структуры по размерам абсолютная величина диаметра пор не является значимым фактором прочности, более важным является соотношение между толщиной межпоровой перегородки и диаметром пор.

Плотность

Ячеистые бетоны должны иметь следующие марки по средней плотности: D200; D250; D300; D350; D400; D450; D500; D600; D700; D800; D900; D1000; D1100; D1200.

От плотности любого поризованного материала зависят все его показатели, включая прочность, теплопроводность, усадку и др. Снижение плотности в два раза приводит к восьмикратному падению прочности. Отклонения от заданной плотности являются браком в изделии.

Фактическое значение средней плотности ячеистого бетона не должно быть выше требуемой, определенной по ГОСТ 27005 (таблица 2).

Таблица 2

Физико-механические характеристики ячеистого бетона

Вид бетона	Марка бетона по средней плотности	Класс по прочности на сжатие	Марка по морозостойкости
Теплоизоляционный	D300	B0,75; В0,5	F15
	D350	B1; В0,75	F15
	D400	B1,5; В1	F25
Конструкционно-теплоизоляционный	D500	B2,5; В2; В1,5; В1	F25, F35
	D600	B3,5; В2,5; В2; В1,5	F25, F35, F50, F75
	D700	B5; В3,5; В2,5; В2	F25, F35, F50, F75
Конструкционный	D800	B7,5; В5; В3,5
	D900	В10; В7,5; В5; В3,5	F25, F35, F50, F75, F100
	D1000	В12,5; В10; В7,5
	D1100	В15; В12,5; В10
	D1200	В15; В12,5; В10

Одна из важнейших проблем, возникающая в технологии ячеистых бетонов, связана с формированием ячеистых структур пониженной плотности (менее 300 кг/м³) и допустимой прочности. В таких бетонах 90‒98 % объема занимают газовые и капиллярные поры, поэтому межпоровый скелет должен быть плотным и прочным. Поризация ячеистых масс пониженной плотности эффективно осуществляется по газопенной технологии, которая включает аэрацию песчаного шлама, ячеистобетонной массы и ее поризацию газообразованием. Основные технологические приемы получения ячеистых бетонов низкой плотности – высокое В/Т отношение, быстрое вспучивание массы за 6‒12 мин., обеспечение эластичности стенок пор, стабилизация массива за счет ускорения схватывания вяжущего и нарастания его структурной прочности, формирование мелкопористой структуры (размеры пор менее 0,8‒0,5 мм, как наименее деформируемые).

Вяжущие материалы

В качестве вяжущих материалов для приготовления ячеистых бетонов применяют:

‒ портландцемент ЦЕМ Ι по ГОСТ 31108, без активных минеральных добавок, содержащий трехкальциевый алюминат (С₃А) не более 8 % по массе. Сроки схватывания: начало ‒ не ранее 2 ч, конец ‒ не позднее 4 ч. Удельная поверхность цемента должна быть 2500‒3000 см²/г для конструктивно-теплоизоляционного и 3000‒4000 см²/г для теплоизоляционного ячеистого бетона;

‒ известь негашеную кальциевую по ГОСТ 9179, быстро- и среднегасящуюся, имеющую скорость гашения 5‒25 мин и содержащую активные СаО + МgО не менее 70 %, «пережога» ‒ не более 2 %.

Вода

Вода для приготовления ячеистого бетона должна соответствовать требованиям ГОСТ 23732.

В воде, используемой для приготовления бетона, должны отсутствовать примеси масел, кислот, сильных щелочей, органических веществ и производственных отходов. Удовлетворительной считается вода питьевого качества или вода из бытового водопровода. Вода обеспечивает гидратацию (схватывание) цемента. Любые примеси в воде могут значительно снизить прочность бетона и вызвать нежелательное преждевременное или замедленное схватывание цемента. Кроме того, загрязненная вода может привести к образованию пятен на поверхности готового изделия.

Температура воды не должна быть ниже 15⁰С, поскольку снижение температуры ведет к увеличению времени схватывания бетона.

Удельная эффективная активность естественных радионуклидов А _эфф в минеральных материалах, применяемых для приготовления ячеистого бетона, не должна превышать 370 Бк/кг в соответствии с ГОСТ 30108.

 

МЕХАНИЗМ ПОРООБРАЗОВАНИЯ

Макро- и микроструктуру ячеистого бетона можно представить структурой порового пространства и структурой межпоровых перегородок. Поровое пространство характеризуется формой, размерами, распределением пор в массиве и их общим содержанием.

Формирование пористой структуры ячеистого бетона происходит в результате выделения определенного объема газа, при протекании химической реакции между алюминиевой пудрой и гидроксидом кальция с выделением водорода:

2Al + 3Ca(OH)₂ + 6H₂O = 2CaO·Al₂O₃ 6H₂O + 3H₂↑ + Q↑

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

 

Термин	Пояснение
Автоклавные материалы	Строительные материалы и изделия автоклавного твердения, получаемые на основе силикатных вяжущих (известково-кремнезёмистых, цементных и их смесей) и твердеющие при повышенной температуре и давлении. В процессе изготовления подвергаются термовлажностной обработке в автоклавах при 175 – 200°С. насыщенным водяным паром под давлением 0,9 – 1,6 МПа в течение 8 – 16 ч. В результате физико-химического взаимодействия компонентов (извести, песка и воды) образуются гидросиликаты кальция, обусловливающие твердение и водостойкость материала.
Автоклавные материалы	Строительные материалы и изделия на основе извести, цемента и неорганических заполнителей (например, силикатный кирпич, ячеистый бетон), подвергнутые обработке в автоклавах.
Силикатные автоклавные материалы	Бесцементные материалы и изделия (силикатные бетоны, силикатный кирпич, камни, блоки), приготовленные из сырьевой смеси, содержащей известь (гашеную или молотую негашеную), кварцевый песок и воду, которые образуют в процессе автоклавной обработки гидросиликаты кальция.
Силикатный бетон	Камневидный искусственный строительный конгломерат, получающийся из уплотненной и отвердевшей в автоклаве увлажненной смеси молотой негашеной извести (6...10%), молотого кварцевого песка (8...15%) и обычного кварцевого песка (70...80%) (или другого заполнителя).
Пеносиликат	Камневидный строительный конгломерат ячеистого строения, получают путем смешивания технической пены с известково-песчаной смесью, отформованной в изделие с последующей обработкой в автоклаве.
Бетон ячеистый	Искусственный камневидный пористый строительный материал с равномерно распределенными воздушными ячейками (порами) диаметром 0,1÷3 мм, занимающими от 20 до 90% объема бетона, получаемый в результате затвердевания смеси из вяжущего, кремнеземистого компонента, порообразователя, воды, химических добавок или без них.
Газобетон	Разновидность ячеистого бетона, получаемая из смеси вяжущего, кварцевого песка, воды, химических добавок (или без них) и газообразователя (преимущественно алюминиевой пудры). Порообразование создается в результате химической реакции между алюминиевой пудрой и щелочным компонентом, содержащимся в вяжущем или специально вводимым в сырьевую смесь.
Пенобетон	Разновидность ячеистого бетона, получаемая из смеси вяжущего, кремнеземистого компонента, воды и предварительно приготовленной пены на основе пенообразователя и воды, которую перемешивают с бетонной смесью.
Поробетон	Разновидность ячеистого бетона, получаемая в результате перемешивания в скоростном смесителе смеси вяжущего, кремнеземистого компонента, пенообразователя и воды без предварительного приготовления пены.
Газо-, поро-, пеносиликат	Разновидность ячеистого бетона, у которого в качестве вяжущего применяют негашеную известь или смешанное вяжущее (цементное, шлаковое, зольное и т. д.), содержащее известь в количестве 50% и более.
Ячеистый золобетон	Разновидности ячеистого бетона (газозолобетон, пенозолобетон, порозолобетон), у которого в качестве кремнеземистого компонента применяют кислые золы ТЭС.
Автоклавный ячеистый бетон	Бетон, твердение которого происходит в среде насыщенного водяного пара при давлении выше атмосферного (преимущественно 8÷14 атм.).
Неавтоклавный ячеистый бетон	Бетон, твердение которого происходит в естественных условиях или в среде насыщенного водяного пара при атмосферном давлении.
Теплоизоляционные ячеистые бетоны	Предназначены для утепления различных конструкций жилых и промышленных зданий (стен, покрытий, перекрытий, трубопроводов и т. д.).
Конструкционно-теплоизоляционные ячеистые бетоны	Предназначены для самонесущих ограждающих конструкций жилых и общественных зданий.
Конструкционные ячеистые бетоны	Предназначены для изготовления конструкций, несущих большие нагрузки (внутренние несущие перегородки, перекрытия, перемычки).
Силикатный камень	Силикатное изделие в форме прямоугольного парал-лелепипеда с номинальными размерами 250x120x138 мм.
Силикатный блок	Силикатное изделие в форме прямоугольного параллелепипеда с шириной тычка более 130 мм.
Перегородочная силикатная плита	Силикатное изделие в форме прямоугольного параллелепипеда с шириной тычка не более 130 мм и высотой более 138 мм.
Лицевые кирпич и камень	Кирпич и камень, обеспечивающие эксплуатационные характеристики кладки и выполняющие декоративные функции.
Объемно окрашенный кирпич	Кирпич, в котором красящий пигмент распределен по всему объему.
Пазогребневое соединение	Соединение, при котором гребень (вертикальный выступ) на тычке одного блока или перегородочной плиты, входит в вертикальный паз (вертикальную выемку) на тычке другого блока или другой перегородочной плиты.

 

 

ТЕРМИНЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ЯЧЕИСТЫХ БЕТОНОВ

 

Показатель качества	Пояснение
Нормируемая прочность ячеистого бетона	Прочность затвердевшего ячеистого бетона (класс бетона), заданная в государственных стандартах или нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке (проектная марка)
Фактическая прочность	Прочность затвердевшего ячеистого бетона, определяемая по результатам испытания контрольных образцов или образцов, взятых непосредственно из конструкций
Текучесть ячеисто-бетонной смеси	Способность ячеисто-бетонной смеси растекаться под действием собственного веса
Водоудерживающая способность	Способность ячеисто-бетонной смеси удерживать в своем составе воду
Прочность	Свойство затвердевшего ячеистого бетона, не разрушаясь, воспринимать различные виды нагрузок и воздействий
Деформативность	Свойство податливости затвердевших бетонов к изменению первоначальной формы и размеров
Усадка	Уменьшение линейных размеров и объема затвердевшего бетона вследствие потери им влаги, гидратации, карбонизации и других процессов
Набухание	Увеличение объема затвердевшего ячеистого бетона вслед-ствие поглощения им из окружающей среды жидкости или пара
Теплопроводность	Способность ячеистого бетона передавать количество теплоты от более нагретой поверхности к менее нагретой
Теплоемкость	Количество тепла, поглощаемого ячеистым бетоном при его нагревании на 1^0С
Морозостойкость	Способность затвердевшего ячеистого бетона в увлажненном состоянии сопротивляться разрушающему воздействию попеременного замораживания и оттаивания
Водо-твердое отношение	Характеристика состава ячеисто-бетонной смеси, обеспечивающего получение необходимой текучести ячеисто-бетонной смеси, влияющего не только на прочность, но и на морозостойкость ячеистого бетона
Автоклавная обработка	Заключительная стадия производства ячеисто-бетонных изделий при автоклавной обработке при давлении 0,8‒1,6 МПа и температуре водяного пара 175‒200^0С. При автоклавной обработке происходит химическое взаимодействие между кремнеземом и окисью кальция, в том числе находящегося в портландцементе с образованием низкоосновных гидросиликатов кальция, и ускоренное превращение силикатной массы в каменный материал.
Средняя плотность	Отношение массы к объему ячеистого бетона

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Автоклавный ячеистый бетон ‒ под общим названием «ячеистые бетоны» понимают искусственные каменные материалы, имеющие наряду с капиллярными и другими видами микропор равномерно распределенные поры ячейкового вида, диаметром 0,1‒3 мм, занимающие от 20 до 90% объема бетона. Ячеистые бетоны получают в результате затвердевания или гидротермального синтеза поризованной вязко-жидкой смеси из вяжущих веществ (портландцемент, известь или их сочетание) и кремнезёмистого компонента, активно взаимодействующего при тепловлажностной обработке с продуктами гидратации извести и цемента. В 1918 г. архитектор из Швеции А. Эрикссон для обработки ячеистого газобетона впервые применил автоклавный способ, который затем получил широкое промышленное освоение.

Ячеистые бетоны имеют ряд характеристик, отличающих их от многих традиционных строительных материалов. Изделия из них наилучшим образом адаптированы к сложному климату и экономическим условиям и имеют ряд важных достоинств: невысокую плотность, низкую теплопроводность, стойкость при пожаре, высокие санитарно-гигиенические свойства.

Для реализации поставленных задач в решении научно-технического совета Госстроя России, посвященного основным направлениям развития стеновых материалов из ячеистых бетонов, рекомендовано научно-исследовательским, проектным и промышленным организациям развернуть свою работу в следующих направлениях:

· Развитие новых путей получения изделий из ячеистых бетонов с плотностью ниже 400 кг/м³ для широкого применения их в строительном производстве и с плотностью 150‒300 кг/м³ для использования в качестве теплоизоляционных материалов.

· Совершенствование производства ячеистого бетона с целью получения стеновых изделий с плотностью 400‒500 кг/м³.

Темпы прироста объемов производства ячеистых бетонов (млн. м³) в России приведены в таблице 1.

Таблица 1

Темпы развития промышленности ячеистого бетона

Ячеистый бетон, млн м^3	Годы
	2003	2004	2006	2008	2010	2015	2020
Автоклавный	1,4	1,9	2,5	4,1	6,1	10,1	15,1
Неавтоклавный	0,6	0,8	1,2	1,8	2,6	5,1	8,1
Производство на 1 тыс. человек, м^3	13	18	25	40	58	100	155

 

В настоящее время удельная энергоемкость внутреннего валового продукта в нашей стране в среднем в 4 раза выше, чем в развитых промышленных странах. Еще более обострена эта проблема в строительном комплексе, являющимся одним из наиболее ресурсо- и энергоемких. Из всех процессов создания строительной продукции производство ячеистобетонных и силикатных изделий характеризуется наиболее низким потреблением энергетических и материальных ресурсов. Инвестиции в такие решения как развитие производства автоклавных материалов и изделий являются наиболее актуальными, т.к. предполагают обеспечение экологичности, низкой материалоемкости и высокой энергоэффективности как производства продукции, так и ее применения. Применение инновационных и научно обоснованных решений в области совершенствования технических характеристик ячеистых бетонов позволит повысить производительность, энергоэффективность, а также снизить себестоимость строительства: в частности, сократить на 50% трудозатраты, увеличить в 2 раза темпы монтажа конструкций, снизить на 20% теплопотери через стены.

 

ВИДЫ ЯЧЕИСТЫХ БЕТОНОВ

Существует много разновидностей ячеистых бетонов, различающихся способами получения пористой структуры, видами вяжущих веществ, условиями твердения и другими признаками.

Ячеистые бетоны в зависимости от назначения подразделяют на:

- конструкционные;

- конструкционно-теплоизоляционные;

- теплоизоляционные.

по способу порообразования:

- газобетоны;

- пенобетоны;

- газо-пенобетоны.

Согласно ГОСТ 31359 ячеистые бетоны автоклавного твердения разделяют:

1. по назначению:

‒ конструкционные класса по прочности на сжатие не ниже В3,5, марки по средней плотности D700 и выше для несущих конструкционных элементов зданий;

‒ конструкционно-теплоизоляционные класса по прочности на сжатие не ниже В1,5, марки по средней плотности не выше D700 для ограждающих самонесущих конструкций;

‒ теплоизоляционные класса по прочности на сжатие не ниже В 0,35, марки по средней плотности не выше D400.

2. по способу порообразования:

‒ газобетоны, пористая структура которых достигается вспучиванием схватывающейся массы выделяющимися газами;

‒ пенобетоны, поризация которых достигается в процессе смешивания растворной составляющей из вяжущего, кремнеземистого компонента, минеральных добавок с предварительно приготовленной воздушной пеной;

‒ газопенобетоны, ячеистая структура которых образуется за счет воздухововлечения при пенообразовании и вспучивания при газовыделении.

3. по виду основного вяжущего:

‒ на известковых вяжущих, состоящих из молотой негашеной извести более 50 % по массе, шлака и гипса или добавки цемента до 15 % по массе;

‒ на цементных вяжущих, в которых содержание портландцемента 50 % и более по массе;

‒ на смешенных вяжущих, состоящих из портландцемента от 15 до 50 % по массе, извести или шлака, или шлако-известковой смеси;

‒ на шлаковых вяжущих, состоящих из шлака более 50 % по массе в сочетании с активизатором твердения (известь, гипс или щелочь);

‒ на зольных вяжущих, в которых содержание высокоосновных зол 50 % и более по массе.

4. по виду кремнеземистого компонента:

‒ на природных материалах: тонкомолотом кварцевом и других песках;

‒ на вторичных продуктах промышленности: золе-унос ТЭС, золе гидроудаления, вторичных продуктах обогащения различных руд, отходах ферросплавов и др.

Материалы, бетоны, изделия и конструкции из них должны удовлетворять требованиям соответствующих нормативных документов, иметь гигиенические сертификаты, изготовляться и применяться согласно технологической и технической документации, утвержденной в установленном порядке.

 

ВИДЫ ИЗДЕЛИЙ И КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ЯЧЕИСТЫХ БЕТОНОВ

 

Все изделия из ячеистых бетонов в современной практике изготавливают по одной технологии и в однотипных взаимозаменяемых формах, с использованием резательной системы, при которой газобетонный массив сырца объемом 5‒15 м³ разрезается на изделия требуемых размеров. Гибкость технологии заключается в том, что при использовании унифицированного оборудования и формооснастки обеспечивается производство изделий широкой номенклатуры.

Ячеистые бетоны используют, в основном, для ограждающих конструкций отапливаемых зданий, выполняющих несущие, теплоизоляционные и звукоизоляционные функции. Из автоклавного газобетона изготавливают следующие изделия (рис. 2):

- мелкие стеновые блоки;

- неармированные и армированные крупные стеновые блоки;

- стеновые панели цельно формуемые и составные;

- объемные конструктивные изделия;

- плиты перегородок;

- междуэтажные плиты перекрытий;

- плиты покрытий;

- плиты теплоизоляционные;

- перемычки прямоугольной и U образной формы;

- акустические плиты;

- декоративные плиты.

 

 

	Блоки с системой паз-гребень и паз-шпонка		Блоки перегородочные		Стеновые панели		Панели перекрытий