Газобетон.

              АВТОКЛАВНЫЙ И НЕАВТОКЛАВНЫЙ ГАЗОБЕТОН.

  Что движет изобретателями и рационализаторами? Любознательность, умение заглянуть  в будущее, желание значительно  улучшить тот или иной строительный материал на благо людей, стремление стать знаменитыми? Или, быть может, сказываются все эти мотивы вместе взятые?

  Вот, к примеру, много сотен лет  назад был изобретен и все  это время с успехом использовался  отличный строительный материал –  бетон. Но ведь он плохо удерживает тепло и очень тяжел. Мысль  об этом наверняка не давала покоя  чеху Гоффману, стремившемуся наделить его совершенно другими качествами – легкостью и низкой теплопроводностью.

  Чтобы их достичь, нужно было придать бетону пористую структуру. Для этого изобретатель добавлял в цементные и гипсовые растворы кислоты, углекислые и хлористые  соли. Соли, взаимодействуя с растворами, выделяли газ, который и делал  бетон пористым. За изобретенный газобетон  Гоффман в 1889 году получил патент, но дальше этого у него дело не пошло.

  Замысел Гоффмана развили американцы Аулсворт и Дайер. В качестве газообразователя в 1914 году они использовали порошки  алюминия и цинка. В процессе химической реакции этих порошков с гашеной  известью выделялся водород, который  и способствовал образованию  в бетоне пористой структуры. Это  изобретение оказалось столь  значимым, что его и поныне считают  отправной точкой технологии изготовления газобетона.

  Свой  вклад в дело совершенствования  газобетона (газосиликата) внес шведский архитектор и ученый А.Эрикссон. В своих исследованиях он пытался вспучивать раствор извести, кремнеземистых компонентов и цемента за счет взаимодействия этого раствора с алюминиевым порошком. Этот подход увенчался успехом. В 1929 году в местечке Иксхульт фирмой «Итонг» (Ytong) был начат промышленный выпуск газобетона. Инженерами этой фирмы за основу была взята технология тепловлажностного воздействия в автоклавах на известково-кремнеземистые компоненты, запатентованная в 1880 году немецким профессором В.Михаэлисом. Только за первый год работы этим предприятием было произведено 14 тысяч м3 газобетона (газосиликата). Следует заметить, что фирмой «Итонг» цемент не применялся вообще.

  Несколько иной метод производства газобетона внедрила в жизнь в 1934 году шведская фирма «Сипорекс» (Siporex). Он основывается на применении смеси из портландцемента  и кремнеземистого компонента. Известь  в данном случае не применялась. Авторы этого метода инженеры финн Леннарт  Форсэн и швед Ивар Эклунд. Научные  и практические достижения вышеперечисленных  инженеров и стали впоследствии основой промышленного производства как газосиликатов, так и газобетонов  во многих странах мира.

Газосиликат и газобетон.

Автоклавные и неавтоклавные  методы производства.

  Газосиликат и газобетон, в чем между ними разница? Пора внести ясность в эти  определения. Технология изготовления данных пористых бетонов довольно схожа. Разница лишь в том, что газосиликат  изготавливается с наполнителем из смеси молотого кварцевого песка (примерно 62%) с известью (24%), а газобетон  – с наполнителем из цемента (50-60%). В качестве газообразователя в обоих случаях применяется алюминиевая пудра. И в том и другом случае образующиеся пузырьки водорода делают смесь пористой. После формовки смесь режется на отдельные блоки.

  Газосиликат по способу твердения может быть только автоклавным. Следует отметить, что свойства изделий из газосиликата и газобетона, в том случае, если они произведены автоклавным  способом, отличаются друг от друга  незначительно. Их качество достаточно высоко и значительно превышает  качество изделий из неавтоклавного газобетона. Этот момент для потребителя  очень важен.

Газобетон может быть и автоклавного, и неавтоклавного производства.

  Суть  автоклавного метода заключается в  воздействии на изделия в автоклаве  паром при температуре 180 - 200°С и  давлении 0,8 – 1,3 МПа. В результате такой  обработки внутри изделия образуется совершенно новый стойкий минерал, а само газобетонное изделие становится очень прочным, из-за чего и находит  себе широкое применение. В том  числе и в армированных железобетонных конструкциях - перемычках, панелях  и т.д. Твердение смеси в данном случае происходит намного быстрее, чем при неавтоклавном способе.

  Еще одной особенностью газобетона автоклавного производства является повышенная точность его геометрических размеров. Большинство  технологического автоклавного оборудования в постсоветской России импортное  и соответствует самым высоким  европейским стандартам. Допускаемая  погрешность в размерах выпускаемых  на нем изделий не превышает +/- 1-2 мм. Эти допуски по достоинству  успели оценить российские строители. Разумеется, автоклавный метод изготовления газобетона более дорог.

  При неавтоклавном методе газобетонные блоки твердеют в результате естественной сушки в естественных условиях. Времени  это занимает намного больше. Еще  одним минусом неавтоклавного метода является большая усадка блоков, составляющая 3-5 мм/м в процессе эксплуатации. Для сравнения: усадка блоков, полученных автоклавным методом, составляет всего  лишь 0,3-0,5 мм/м. И еще одно сравнение: прочность автоклавных газобетонных блоков (ИНСИ-блок) равна 28-40 кгс/ м2, в  то время как прочность неавтаклавных  блоков при той же объемной массе  лишь 10-12 кгс/ м2.

  Иными словами, неавтоклавный газобетон  это затвердевший в поризованном состоянии в естественных условиях обычный цементно-песчаный раствор. А газобетон, полученный при автоклавном  твердении – искусственно синтезированный  прочный камень с очень хорошими техническими характеристиками.

  Продукция, полученная при неавтоклавном методе дешевле, т.к. оборудование на котором  она изготавливалась, не относится  к категории дорогостоящих, и  сам технологический процесс  не столь сложен.

  Итак, все очень просто: продукция высокого качества стоит дороже, не столь  высокого – дешевле. И это вполне нормально, у покупателя должен быть выбор. В то же самое время он обязан хорошо знать и отдавать себе отчет  в том, строительный материал какого качества и с какими свойствами он покупает.

Газобетон в строительстве. Производство газобетона.

Газобетон —  это популярный строительный материал, одна из разновидностей ячеистых бетонов. Почти 80 лет назад шведский архитектор Аксель Эрикссон получил патент на изобретение бетона, получаемого на основе традиционных компонентов (цемента, извести и песка) и порообразующих добавок. Материал обладал исключительными тепло- и звукоизоляционными качествами, оказался легче воды, был огнестоек. Название этому материалу было дано по способу образования пор - газобетон.

За прошедшие  десятилетия технология получения  газобетона и изготовления из него разнообразных строительных изделий претерпела существенные изменения. Современные газобетонные изделия характеризуются строгой геометрией, минимальными допусками и стабильными физико-техническими показателями, являясь образцом качества строительной продукции. Газобетон в последние 8-10 лет в Беларуси постоянно улучшается благодаря совершенствованию технологии получения смесей, резки массивов и их температурно-влажностной обработки, пакетирования и складирования, осуществляемого в той или иной степени всеми без исключения производителями газобетона.

О том, где  и как используют сегодня газобетон  в строительном комплексе Беларуси и за ее пределами, рассказывает автор этой статьи.

Газобетон, будучи негорючим материалом, прежде всего предназначался для стеновых конструкций. В течение долгих лет газобетонные изделия в виде блоков использовали при строительстве одно- и двухэтажных зданий. И сегодня эта область остается для газобетона основной, где он успешно конкурирует с легкими бетонами, кирпичной кладкой и другими материалами и изделиями.

Освоенное ОАО  «Забудова» (п. Чисть Минской обл.) производство комплекта газобетонных изделий для строительства дома, включающего кроме стеновых блоков также плиты перекрытий и покрытий, перемычки и ступени, явилось мощным рычагом для успешного продвижения газобетона на белорусском строительном рынке.

На последнее  десятилетие пришелся всплеск строительства индивидуального жилья коттеджного типа и малоэтажных домов. «Газобетонный комплект» в этой ситуации оказался как нельзя кстати. Дома из газобетона отличает архитектурная простота внешнего облика, за которой тем не менее скрываются свобода планировки и широкий выбор разнообразных объемно-планировочных решений, реализуемых без труда в наборе выпускаемых изделий. О востребованности домов из газобетона в Беларуси говорит тот факт, что их строят повсюду — от столицы до мелких населенных пунктов. Только в Минске возникли два новых микрорайона — Большая Слепянка и Проспект газеты «Известия».

Первые шаги конструктивной системы малоэтажных  зданий с применением газобетона в элементах стен и междуэтажных перекрытий давались с большим трудом. Отчасти это было связано с устоявшимся десятилетиями в сознании людей представлением о газобетоне как материале для сооружения хозяйственных построек или устройства внутриквартирных перегородок. Поэтому если в стенах газобетон еще как-то воспринимался, то идея использовать его в конструкциях «над головой» вызывала порой непонимание. Пришлось также преодолеть и здоровый консерватизм проектировщиков, для которых понятие «бетон» ассоциировалось с прочностью как минимум 15 МПа.

Тем не менее  с помощью результатов всесторонних исследований, проведенных в Институте  БелНИИС, и широкой рекламной  и информационной работы эти препятствия  были преодолены, и газобетон получил  «добро» общественности и специалистов. Справедливости ради следует заметить, что не столько благодаря активному «ликбезу», сколько из-за свойств газобетона, позволяющих без труда и дополнительных затрат применять современные технические решения по инженерному обеспечению зданий, например поквартирное отопление или регулируемую подачу тепла в помещения.

Естественным  шагом по дальнейшему расширению области применения газобетона стала  разработка конструктивных систем зданий средней этажности, чему в немалой степени способствовало изучение опыта проектировщиков и строителей Германии, где уже не одно десятилетие успешно строят дома со стенами и перекрытиями из газобетона высотой до 7 этажей включительно. Такие дома могут быть решены как в традиционной стеновой системе с наружными и внутренними несущими стенами, так и в системе с неполным каркасом. Неполный каркас как нельзя лучше подходит для возведения ширококорпусных зданий и используется при строительстве жилья улучшенной планировки, когда недостаточно размеров, определяемых пролетом плит перекрытия из газобетона. Такие здания показаны на рис. 2 и 3. При этом хочется обратить внимание читателей на индивидуальность и архитектурную выразительность фасадов при относительной простоте планов, которая без проблем достигается в однослойных стенах из материала, выгодно сочетающего в себе теплоизоляционные и конструкционные качества.

Говоря о  зданиях с перекрытиями из газобетона, нельзя не сказать о конструктивных мероприятиях, впервые примененных  в отечественной практике проектирования опираемых на стены плоских перекрытий из сборных балочных плит. По периметру каждой ячейки устраивали монолитный армированный обвязочный контур (рис. 4). В зарубежных нормах проектирования, например DIN 1045, такой элемент (контур) называют кольцевой анкер, он служит для восприятия горизонтальных, главным образом ветровых нагрузок. Проведенные в БелНИИС испытания фрагментов перекрытий показали, что кольцевой анкер при соответствующем армировании, размерах поперечного сечения и прочности бетона может выполнять функцию своеобразного бандажа, ограничивающего продольные и поперечные деформации отдельных плит, а при их совместной работе под нагрузкой за счет замоноличенных швов — и всего перекрытия. Увеличение несущей способности и жесткости при такой конструкции может достигать от 50 до 75%, что весьма актуально для большого класса зданий общественного назначения, в которых минимальное значение нормативной полезной нагрузки на перекрытие составляет 2 кПа, а технологические возможности цеха ячеистого бетона ОАО «Забу-дова» не позволяют изготовлять плиты перекрытия под полезную нагрузку более 3 кПа.

Аналогичная по принципу конструкция перекрытия была применена и в представленном на рис. 3 жилом доме с неполным каркасом в Смоленске. Обвязочный контур был  сформирован расположенными на стенах монолитными участками, межплитными  монолитными участками с высокой  жесткостью и монолитными ригелями несущих рам (рис. 5).

Сборно-монолитные перекрытия с плитами из газобетона открывают новые возможности для реконструкции зданий, в частности методом надстройки этажей. Как правило, в надстраиваемых зданиях необходимо максимально снизить дополнительные нагрузки на существующие основания, фундаменты и несущий остов. Причем надстроенные этажи могут иметь не только стеновую конструктивную схему, но и каркасную (рис. 6), в которой колонны и ригели устраивают из гнутосвар-ных стальных профилей. Монолитный бетон и несущие стальные профили ригелей выполняют функции обвязочного контура. Проведенные в БелНИИС лабораторные и натурные испытания показали хорошие результаты, свидетельствующие в первую очередь о высокой надежности таких конструктивных решений.

Развитие  в Беларуси в последние годы строительства каркасных жилых домов нового поколения выдвинуло на первый план достаточно острую проблему выбора материала и конструкций для наружных стен. Устройство наружных стен из традиционных навесных панелей ленточной разрезки усложняет образование проемов для выхода на балконы и лоджии. Частично проблема может быть решена применением панелей размером на ячейку, однако в этом случае проемы оказываются жестко зафиксированными проемообразова-телями бортоснастки. Фасад приобретает явно выраженное однообразие, исчезает гибкость объемно-планировочных решений. Но и в этом случае выход из сложившейся ситуации помог найти газобетон. Стены из мелких блоков, устраиваемые по краю перекрытий на высоту этажа в свету между колоннами (рис. 7, 8), на сегодняшний день в Беларуси лидируют по популярности среди всех известных технических решений. При необходимости придания помещениям дополнительных потребительских качеств колонны можно легко утопить в стенах. Легкая обрабатываемость газобетона позволяет выполнять на фасаде различные декоративные элементы, а также придавать проемам разнообразные формы.