К.т.н., доц. Володченко А.Н.

Белгородский государственный технологический

университет им. В.Г. Шухова, Россия

Повышение качества ячеистых бетонов

автоклавного твердения

Автоклавные силикатные материалы являются одними из наиболее распространенных в стране стеновых материалов. Эти материалы выпускают как плотной, так и ячеистой структуры. Для поризации ячеистых бетонов преимущественно используется алюминиевая пудра или алюминиевая паста, которые в сырьевой смеси, реагируя с водой в щелочной среде, выделяют водород. Такой материал называют еще газобетоном.

Достоинством ячеистых бетонов является низкая средняя плотность, низкая теплопроводность, относительно высокая прочность и морозостойкость. Для ячеистого бетона характерна повышенная паропроницаемость, что позволяет материалу выводить избыточную влагу из внутреннего пространства здания, благодаря чему в газобетонной стене удается избежать появления плесени и грибка. Необходимо отметить, что автоклавный газобетон, имеющий в своем объеме всего 15–25 % твердой минеральной структуры, содержит значительно меньше радионуклидов в сравнении с более плотными изделиями. Все это позволяет по своим санитарно-гигиеническим свойствам поставить газобетон на второе место после дерева.

Автоклавные ячеистые материалы являются негорючим материалом и могут применяться как пожаробезопасный материал. Низкая теплопроводность обеспечивает существенное замедление потери прочности при нагревании, что позволяет использовать газобетон для защиты строительных конструкций от действий огня. По экономической эффективности при использовании в строительстве несущих стен жилых зданий газобетонные блоки превосходят такие материалы как пустотелый кирпич, керамзитобетон, пенобетон и дерево.

Можно сделать вывод, что по своим физико-механическим и эксплуатационным свойствам, а также экологической безопасности автоклавный газобетон является конкурентоспособным в условиях рыночной экономики по сравнению с аналогичными по назначению материалами.

В качестве сырья для производства газобетона используется известь и кварцевый песок. Однако запасы этого сырья ограничены, а в ряде регионов вообще отсутствуют. Анализ данных по исследованию сырьевой базы материалов автоклавного твердения позволил теоретически обосновать и экспериментально подтвердить возможность использования вместо песка глинистых пород незавершенной фазы процессов глинообразования. Подобные глинистые породы широко распространены, а также в больших количествах попутно извлекаются при добыче рудных полезных ископаемых. Это сырье, обладающее свойствами природных наноразмерных частиц, позволяет управлять синтезом новообразований для получения материалов с заданными свойствами [1].

Глинистые породы как строительный материал применяется с древних времен. Глина обладает низкой теплопроводностью и выгодно отличается тем, что в помещениях даже в жару сохраняется комфортная температура. Кроме этого, дома из глины экологически безопасны для людей, живущих в них. Однако изделия из глины обладают низкой водостойкостью. Используя в качестве сырья глинистые породы можно совместить преимущества изделий из глины и автоклавных силикатных материалов.

При взаимодействии породообразующих минералов глинистых пород с известью образуются гидросиликаты кальция различной основности и гидрогранаты, что способствует формированию цементирующего соединения рациональной микроструктуры. Установлено, что наиболее эффективно управлять синтезом новообразований можно за счет введения пород, содержащих наряду с глинистыми минералами 50–70 мас. % тонкодисперсного кварца [2].

Газобетон обладает хорошей теплоизолирующей способностью при высоких показателях прочности. Сопротивление теплопередаче стен жилых и общественных зданий, выполненных из газобетона, полностью соответствуют новым требованиям СНиП. Коэффициент теплопроводности газобетона на основе известково-песчано-глинистого вяжущего в сухом состоянии составляет 0,08–0,10 Вт/м×°С для теплоизоляционных и 0,14–0,15 Вт/м×°С конструкционных материалов. Теплопроводность этих материалов ниже, чем газобетона на основе традиционного сырья. Для контрольных известково-песчаных образов газобетона эти показатели составили соответственно 0,1 и 0,16 Вт/м×°С. Это связано с тем, что новообразования газобетона на основе известково-песчано-глинистого вяжущего имеет более сложный состав и, соответственно, более низкую теплопроводность.

Газобетон обладает хорошими теплоаккумуляционными свойствами. Особенностью дома, построенного из газобетона, является то, что на обогрев его помещений требуется ощутимо меньше энергии, чем на помещения из кирпичных стен. Расходы на отопление дома из газобетона снижаются на 20–30 %.

На основе изучаемого сырья можно существенно снизить энергозатраты на производство. За счет высокой дисперсности сырья можно исключить его предварительный помол при приготовлении сырьевой смеси. Время изотермической выдержки изделий в автоклаве сокращается в 2 раза.

Таким образом, с использованием песчано-глинистых пород можно получать эффективные ячеистые бетоны, которые превосходят по своим физико-механическим показателям изделия на традиционном сырье. Сокращение энергозатрат на производство газобетона на изучаемом сырье составит 30–35 %.

Литература:

1. Лесовик В. С. Геоника. Предмет и задачи: монография / В. С. Лесовик. – Белгород: Изд-во БГТУ, 2012. – 213 с.

2. Володченко А.Н., Лесовик В.С. Силикатные материалы автоклавного твердения на основе алюмосиликатного сырья как фактор оптимизации системы «человек-материал-среда обитания» / А.Н. Володченко, В.С. Лесовик // Известия вузов. Строительство. – 2014. – № 3. – С. 27–33.