Новаторские решения изготовления полистиролбетона

Источник материала:

Использование в современном строительстве мелкоштучных ячеистобетонных блоков связано с энергосбережением, снижением массы возводимых объектов, уменьшением трудоемкости строительства. Именно совокупность этих факторов определяет возрастающий объем их использования в мировой практике жилищного строительства.

Блоки из ячеистого бетона стеновые – легкий конструкционный и теплоизоляционный материал с равномерно распределенными порами. Многолетняя практика производства этого строительного материала доказала его высокую эффективность при возведений зданий как индивидуального, так и хозяйственного назначения.

Блоки из ячеистого бетона стеновые применяются для возведения ограждающих конструкций железобетонных каркасных зданий (без ограничения этажности), строительства коттеджей (до 3‑х этажей под железобетонные перекрытия), садовых домиков, гаражей, складов, офисов, возведения перегородок и т. д.

В ряде европейских стран автоклавные ячеистобетонные материалы давно стали одним из основных стеновых материалов при строительстве малоэтажных и высотных каркасных отапливаемых зданий. Объем производства мелкоштучных ячеистобетонных изделий, в расчете на тысячу жителей, составляет: в Швеции – 280, Эстонии – 290, Польше – 167, Латвии – 100, Литве – 60, Беларуси – 110 м3.

Однако традиционное производство газобетонных стеновых блоков с резкой массива и автоклавной обработкой изделий характеризуется рядом недостатков, а именно: необходимостью применения алюминиевой пудры, тонкого помола материалов, высокой стоимостью и сложностью в эксплуатации автоклавов.

С целью удовлетворения существующего спроса на эти изделия начало развиваться производство блоков с использованием пенобетонной технологии. Данный ячеистый материал отличается рядом технологических преимуществ по сравнению с газобетоном. Основное – возможность приготовления смеси при обычной температуре, транспортирование поризованной смеси на расстояние и монолитной ее укладки в строительные конструкции.

Мелкие блоки из пенобетона естественного твердения применяют для кладки несущих и само­несущих стен зданий высотой до трех этажей включительно при относительной влажности воздуха внутри помещений не более 75 %. Стены могут быть однослойные и с облицовкой кирпичом. Расчетное значение коэффициента теплопроводности стен из пенобетона плотностью 600–700 кг/м3 не превышает 0,26 Вт/(м•0С). С учетом новых норм сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций зданий в Республике Беларусь (для монолитных конструкций стен R = 2,2 (м2•0С)/Вт, для наружных стен из штучных материалов R = 2 (м2•0С)/Вт стены из монолитного пенобетона и из пенобетонных блоков должны иметь толщину в пределах 0,4–0,5 м.

Возросший в последние годы интерес к технологии пенобетона объясняется ее простотой, гибкостью и универсальностью, а также появлением новых синтетических пенообразователей, устойчивых в цементных системах.

Однако существующей технологии пенобетона присущи и серьезные недостатки. Одним из них является осадка после заливки смеси в формы в течение промежутка времени, который в зависимости от плотности бетона и исходного состава компонентов колеблется от нескольких минут до 2–3 часов. В наибольшей степени осадка проявляется в результате нарушения структуры пенобетона низкой плотности (менее 600 кг/м3).

В ГП «Институт НИИСМ» проведено исследование и разработка составов для изготовления безавтоклавных пенобетонных масс и на их основе путем введения вспененных органических заполнителей получить теплоизоляционный материал полистиролбетона плотностью 150–600 кг/м3 с повышенными теплозащитными свойствами для изготовления теплоизоляционных плит, стеновых блоков и монолитных стен.

Полистиролбетон представляет собой искусственный материал с равномерно распределенными по объему цементного связующего гранулами вспененного полистирола.

В Беларуси производство полистиролбетонных изделий в виде плит первоначально освоено на ОАО «Минский комбинат силикатных изделий» и затем на Слуцком сельском строительном комбинате.

Однако существующие технологии не позволяли получить материал плотностью ниже 250 кг/м3, а также не обеспечивали стабильность плотности по объему изделия и, соответственно, теплопроводности. Строительство жилья повышенной комфортности предполагает создание более эффективных теплоизоляционных материалов.

Основываясь на опыте производства неавтоклавного пенобетона и производства отечественного полистиролбетона, в ГП «Институт НИИСМ» проведены исследования, позволившие разработать технологию получения полистиролбетонных изделий плотностью от 150 кг/м3 с повышенными теплозащитными свойствами и повышенной огнестойкостью, за счет вспенивания растворной части путем введения в массу пенообразователя.

На основе результатов исследований разработаны составы теплоизоляционных плит, полученные на основе пенобетона и вспененных гранул полистирола насыпной плотностью 8–10 кг/м3.

В настоящее время требования к плитам полистиролбетонным внесены в СТБ 1102–2005 «Плиты теплоизоляционные полистиролбетонные. Технические условия».

Одновременно с разработкой технологии получения плит из полистиролпенобетона ГП «Институт НИИСМ» отработал составы и технологические параметры для изготовления блоков стеновых плотностью от 350 до 600 кг/м3 и монолитной теплоизоляции из полистиролпенобетона.

Важными отличиями полистиролбетона от других видов легких бетонов, автоклавных и безавтоклавных ячеистых и бетонов на особолегких пористых заполнителях, являются: пониженная на 15–20 % теплопроводность, повышенная морозостойкость, низкое водопоглощение.

Применение блоков из полистиролпенобетона позволит выполнить однослойные наружные стены, снизить нагрузку от стен на перекрытие и фундамент за счет снижения толщины стены, возводимой из полистиролпенобетонных блоков по сравнению с другими стеновыми материалами.

Согласно ТКП 45–2.04–43–2006 «Строительная теплотехника» наружная стена толщиной 330 мм из полистиролбетона плотностью 500 кг/м3 равноценна стене из газосиликата той же плотности толщиной 480 мм (таблица 1) или стене из соснового бруса толщиной 450–500 мм.

Неаримрованные блоки из полистиролпенобетона предназначены для наружных и внутренних ненесущих, самонесущих и несущих ограждающих конструкций. Технические требования к блокам стеновым полистиролпенобетонным отражены в СТБ 1978–2009 «Блоки стеновые полистиролбетонные. Технические условия».

Исследования, проведенные ГП «Институт НИИСМ», показали возможность получения в Республике Беларусь из полистиролпенобетонных масс теплоизоляционных плит и стеновых блоков, обладающих, в сравнении с блоками из ячеистого бетона, более низкой теплопроводностью и водопоглощением. Комплексное использование предложенных технологических решений позволит получить не только изделия, но и высокоэффективную монолитную теплоизоляцию. Технические требования к монолитной теплоизоляции строительных конструкций приведены в технических условиях «Полистиролбетон монолитный» ТУ BU 100120034.003–2010.

Технические условия распространяются на полистиролпенобетон, изготавливаемый непосредственно на строительном объекте из смеси вспененных гранул полистирола и (или) дробленых отходов пенополистирола, цемента, воды, с воздухововлекающими и другими добавками или без них, твердеющий в естественных условиях.

Полистиролпенобетон предназначен для монолитной теплоизоляции чердаков, кровель, трехслойных панелей, монолитных наружных и внутренних стен и перегородок в жилищно-гражданском и промышленном строительстве.

В зависимости от средней плотности полистиролпенобетон классифицируют на марки: Д250, Д300, Д350, Д400, Д450, Д500, Д550, Д600; в зависимости от назначения монолитный полистиролбетон подразделяется на виды: Т – теплоизоляционный и КТ – конструкционно-теплоизоляционный.

Технические требования к монолитному полистиролпенобетону по физико-механическим свойствам включают требования, предъявляемые к плитам полистиролбетонным теплоизоляционным согласно СТБ 1102–2005 и требованиям к блокам по СТБ 1978–2009.

Пожарно-технические показатели монолитного полистиролпенобетона: группа горючести Г1, группа воспламеняемости В1 и низкая дымообразующая способность Д1.

Область применения полистиролпенобетона для объектов жилищного и промышленного строительства довольно разнообразна. Он может изготавливаться в широком диапазоне физико-механических показателей:

• плотность от 150 до 600 кг/м³ и выше;
• теплопроводность от 0,055 до 0,14 Вт/(м•К);
• морозостойкость от 15 до 100 циклов;
• прочность на сжатие от 0,15 до 5 МПа и выше;
• паропроницаемость 0,07–0,13 мг/(м•ч•Па);
• эксплуатационная влажность 4–8 % по массе;
• деформация усадки менее 1 мм/м.

Полистиролбетон биологически нейтрален, устойчив к микроорганизмам, плесени, гниению. Он не имеет запаха и не оказывает влияния на физиологию человека. Экологически чист.

Сегодня технология производства полистиролпенобетона развивается и совершенствуется. В республике начато производство сухих смесей, из которых в условиях строительной площадки можно изготавливать полистиролбетон, выпускаются теплоизоляционные плиты различной плотности, стеновые и фундаментные блоки для теплых подвалов, монолитных шумозащитных полов, монолитной теплоизоляции кровель и чердаков.

Внедрение технологии полистиролпенобетонных блоков на предприятиях Беларуси даст строительному комплексу страны новый вид строительного материала конкурентоспособного российским блокам «Теплолит», изготавливаемых фирмой «Русский кирпич».

Полистиробетонные блоки широко применяются на стройках различных стран, включая Францию, Италию, Испанию. В России блоки полистиролбетонные использованы при строительстве муниципальной серии домов до 25 этажей высотностью на объекте «Царев Сад» на Софийской набережной и на таком объекте, как элитный коттеджный поселок в Архангельском-Тюрикове.

В 2004 году в Польше начало действовать польско-итальянское производство по изготовлению Polytech, состоящего из вспененных гранул полистирола, цемента, воды и воздухо­вовлекающей добавки Tech, придающей раствору однородность и пластичность. Материал аналогичен отечественному полистиропенобетону и применяется в качестве термоакустической изоляции для перекрытий между этажами и на чердаках. В качестве вспененных гранул полистирола могут использоваться дробленые отходы пенополистирола.

Исследования ГП «Института НИИСМ» освоены на РУПП «Витязь», где для производства полистеролбетонных блоков используются дробленые отходы пенополистирола, на ОАО «Минский комбинат силикатных изделий» для производства монолитного полистиролбетона, ПУП «Белозерский завод ячеистого бетона», ООО «Осмос», ЧУП «Стройзоо‑2003».

Из полистиролбетонных блоков построены дома в Минске (микрорайон Лошица) и в Витебске.

Н. Э. Стаховская, кандидат технических наук, заведующая лабораторией теплоизоляционных материалов ГП «Институт НИИСМ»