Стеновые материалы

Сегодня строительный комплекс страны нуждается в долговечных, разнообразных, недорогих и высокоэффективных стройматериалах. Крайне важно повышать теплоизоляционные свойства наружных ограждающих конструкций зданий, расширять ассортимент лицевой продукции. Остроту проблемы во многом снимают новые стеновые материалы, которые подразделяются на две группы. Первая - это мелкоштучные материалы, к примеру, керамический и силикатный кирпич, блоки из ячеистого бетона, гипса, природного камня, а также из обыкновенного бетона.

Во ВНИИСтром им. П.П. Будникова созданы и внедрены в производство новые способы изготовления лицевого кирпича. Существуют две группы: лицевой кирпич объемного окрашивания и лицевой кирпич с нанесением на тычковую и ложковую грани дополнительного слоя определенного цвета и фактуры. Это так называемый способ декоративной обработки лицевой поверхности.

Лицевой кирпич объемного окрашивания делается путем ввода в состав шихты добавки светложгущихся тугоплавких или огнеупорных глин, тонкомолотых карбонатных пород или красящих добавок металлических руд и оксидов металлов.

Учитывая, что количество месторождений светложгущихся глин в России весьма ограниченно, основное внимание направлено на способы окрашивания массы тонкомолотыми карбонатными породами - известняком, мелом, доломитом и красящими добавками - в основном оксидами марганца и железа (или их рудами).

Проводится активная работа по совершенствованию технологии и аппаратурного оформления различных способов изготовления керамических изделий, по выбору наиболее экономичной и рациональной организации производства. В этом плане важное значение имеет полусухой способ прессования сырца. Он отличается существенным сокращением технологического цикла, возможностью вовлечения в сферу производства низкокачественного глинистого сырья как единственного компонента шихты, получения кирпича правильной геометрической формы с четкими гранями и ребрами.

Впервые сырец после прессования высушивается на люлечной конвейерной сушилке до остаточной влажности 3-4%, что обеспечивает его полную сохранность на обжиговых вагонетках при укладке на постель.

Также впервые глинистое сырье перед подачей его в сушильный барабан гранулируется в шнековом процессе. Делается это для того, чтобы повысить качество кирпича, снизить уровень пыли в цехах. Внедрено и такое новшество: на сушильном барабане установлена специальная топка, разработанная фирмой "Энергобумпром". Она позволяет снижать расход газа на отопление, автоматически регулировать процесс сушки.

Важно переводить кирпичные заводы на выпуск пустотелых изделий. Это позволит не только сэкономить энергоресурсы, но и снизить материалоемкость продукции. Вот пример. Каждые 10% пустотных изделий сберегают 7-8% топлива. Основные потребители тепла в производстве керамического кирпича, как известно, - это агрегаты для сушки и обжига сырца. В организацию сушильного и обжигового процесса внесено много усовершенствований. Наряду с сокращением расхода тепла они помогают улучшать качество изделий. За основу решений, например, по модернизации действующих сушилок принят принцип интенсивной турбулизации и рециркуляции теплоносителя. Они обеспечивают равномерность сушки по сечению рабочего канала. Уменьшается расход топлива в процессе обжига и за счет рационального режима тепловой обработки высушенного сырца. Для этого разработаны рекомендации, как лучше модернизировать туннельные печи.

С учетом опыта заводов, которые освоили выпуск пустотелых керамических изделий, ВНИИСтром продумал способы правильного подбора шихты для глиномассы, организации рационального режима ее обработки, усовершенствования технологических процессов формования, сушки и обжига сырца, а также использования в качестве корректирующих добавок топливосодержащих отходов добычи, обогащения и сжигания углей. В России сегодня имеется более ста предприятий, выпускающих силикатный кирпич. Средняя марка его составила 135 кгс/см2, а себестоимость в среднем в 1,6 раза ниже себестоимости керамического.

В институте разработана концепция создания нового вида цементно-песчаного кирпича полусухого прессования. В основе ее лежит простая и легкоуправляемая технология по выпуску такого кирпича заранее заданных марок, скажем, "100", "200". Возможно и производство суперкирпича марок "300" или "400".

Морозостойкость у них доходит до 200 циклов. Сырьем для них служат цемент, песок, отсевы щебеночных фабрик, отходы камнепиления, искусственные кварцевые и карбонатные пески, золошлаковые отходы ТЭС, металлургические шлаки и т.д. Расход цемента не превышает 8-12% от массы изделий. Эта технология дает возможность изготавливать кирпич геометрически точного качества, причем любого цвета: темного, красного, светло-серого, белого и т.д. Достоинство такого кирпича в том, что он обладает высокой тепловой инерцией и в сочетании с материалами низкой теплопроводности обеспечивает надежный уровень тепловой защиты здания, в 1,5-2 раза дешевле силикатного и в 3 раза - керамического. Понятно почему: сокращаются энергозатраты и капвложения в его производство.

Технология полусухого прессования цементно-песчаного кирпича вызвала большой интерес у строителей. Ведь простота и экономичность производства кирпича позволяют заниматься им везде: на дачных участках, на коттеджных площадках, в горных местах, в сельской местности. Полусухой способ доступен всем. Для него не требуется автоклавная обработка, достаточно естественного твердения кирпича в течение трех суток. Р

азработаны и уже серийно выпускаются новые виды кирпичного оборудования: гидравлические прессы производительностью 500-600 шт. в час, стержневые смесители-активаторы, зубовалковые дробилки.

Другая разработка ВНИИСтром им. П.П. Будникова - изготовление керамического кирпича методом полусухого прессования из отходов углеобогащения. Впервые в мировой практике в городе Новокузнецке построен и действует цех, откуда выходит 10 млн. шт. кирпича в год. Это выгодный способ, который позволяет применять практически любое природное сырье: суглинки, сланцы, аргиллиты, кремнисто-опаловые породы, а также отходы промышленности - золы, шлаки и т.д. Кроме того, разработанное оборудование в два раза дешевле импортного.

Еще один вид продукции - теплоэффективный кирпич. Он предназначен для кладки наружных и внутренних стен. Его особенность в том, что вместо традиционного глинистого сырья применяются отходы флотационного обогащения угля с высокой степенью гомогенизации (по химическому, гранулометрическому составам и влажности), готовности для последующей переработки. Упрощается схема приготовления формовочной массы, допускается форсированный режим сушки сырца до 20-24 ч. Все технологии института рассчитаны на то, чтобы в 1,5-2 раза экономить топливно-энергетические ресурсы.

В крупнопанельном строительстве широкое применение нашли керамзитобетонные панели. Плотность их колеблется в пределах 900-1300 кг/м3. Но сегодня они не соответствуют изменениям в СНиП II-3-79 "Строительная теплотехника", поскольку в должной мере не обеспечивают нужных теплозащитных свойств возводимых стен. Больше того, в связи с резким повышением цен на энергоносители применение керамзитовых заполнителей для панелей стало не только нерентабельным, но и дорогим.

Разработана технология изготовления поризованных цементно-песчаных пеногранул, или пенопорита. Он по своим свойствам ни-сколько не уступает керамзиту. Технология производства пенопорита такова: приготовленный пенобетон при определенной вязкости через специальное устройство в виде отдельных брикетов (частиц комков и др.) поступает в гранулирующе-опудривающее и сушильное устройство. В качестве агрегатов могут служить экструзионные прессы, дырчатые вальцы, гранулирующие тарелки и сушильные барабаны. Не исключается применение и других агрегатов, способных производить пенопорит.

Этот материал заменяет дорогостоящий керамзит. Пенопорит дешев, легок, потому что для его изготовления используются цемент, песок и пена. Разница лишь в том, что он в 2-3 раза дешевле керамзитового гравия, который служит в качестве заполнителя панелей. Расход пенообразователя для 1 м3 пеномассы пенопорита составляет около 800 г. Думается, что резон получать пенопорит в промышленных условиях.

Еще один материал - силопор. Он имеет высокую огнестойкость, биологическую "выносливость", то есть при эксплуатации не теряет своих физико-химических свойств. Плотность его - 150-300 кг/м3, коэффициент теплопроводности - 0,04-0,06 Вт/м°C. Прочность материала - 0,25-0,26 МПа. Для его изготовления используются силикатные материалы: строительные пески, цемент, известь. Обязательно нужны газообразователь и пенообразователь.

Рекомендуется использовать его в качестве теплоизоляционного материала при сооружении стен и крыш в жилищном и промышленном строительстве взамен минераловатных изделий, пенополистирола и пенополиуретана.

Дело в том, что теплоизоляция из минваты имеет целый ряд недостатков. У нее высокая водопоглощаемость, и, как говорят специалисты, ей присущи "нестабильность формы", механическая рыхлость. Впрочем, есть у минеральной ваты и достоинства: относительно низкая спекаемость, удовлетворительная теплоизоляционная защита.

Что касается пенополистирола, то этот материал токсичен и огнеопасен, хотя и обладает довольно высокими теплоизоляционными качествами. Силопор свободен от всех этих недостатков. Это, по отзывам потребителей, прекрасный материал.

Научным коллективом ВНИИСтром им. П.П. Будникова разработана принципиально новая технология производства керамической черепицы методом полусухого прессования. Создан и пресс для ее формования. В России керамическую черепицу методом пластического формования выпускают только два завода - Прохладненский и Старооскольский. У этого способа заметны такие изъяны, как коробление, трещинообразование, недостаточная прочность, низкая морозостойкость. К тому же для пластического формования нужны высококачественные глины, а их в Российской Федерации всего 10%. Предлагается совершенно новый, необычный метод - метод полусухого прессования. Он помогает расширять диапазон применения различных видов сырья. Это и малоэластичные глины, алгалитовые породы, глинистые сланцы, даже лесовидные суглинки. Кроме того, специальная конструкция ленточной черепицы позволяет уменьшить расход сырья до 30%, снизить массу кровли до 25%. А применение специальной недорогой обработки препятствует водопоглощению, проще говоря, черепица не набухает после дождя, не становится тяжелее. Обработка пресекает развитие грибковых наростов, что позволяет дольше сохранить естественный цвет черепицы.

Для малоэтажного строительства разработана продукция из ячеистого бетона. Она предназначена для кладки наружных, внутренних стен и перегородок. Блоки из пенобетона легки, недороги, обладают тепло- и звукоизоляционными свойствами. Делаются из шлакопортландцемента, заполнителей. К ним относятся песок, шлак, зола, мелкий известняк. Нужны еще пенообразователь, ускоритель твердения и вода. Для производства таких блоков не требуется автоклавной обработки. Достаточно естественного твердения в течение 2-3 сут. Себестоимость изготовления в 2-3 раза ниже, чем при выпуске традиционных легкобетонных блоков. Затраты на создание самого производства в 10-15 раз меньше, чем на организацию выпуска легкобетона. Разработаны технология и комплект оборудования для производства пенобетонных стеновых блоков плотностью 500-800 кг/м3, производительность линии - 10-20 тыс. м3 в год. Подобные линии действуют в Москов-ской, Калужской, Тюменской и других областях России.

Разработан мини-завод по производству изделий для малоэтажного строительства из плотного и ячеистого силикатных бетонов, производимых на одном комплекте оборудования мощностью 15-25 тыс. м3 в год. Номенклатура продукции включает неармированные блоки для наружных и внутренних стен и перегородок в зданиях. Завод создан в двух модификациях: применительно к автоклавной (15 тыс. м3 в год) и безавтоклавной (25 тыс. м3 в год) технологиям. Изделия выпускаются посменно: в первую идет продукция из плотного, во вторую - из ячеистого бетонов. Тепловая обработка проводится в автоклавах размером 2х119 м или в камерах ямного типа.

Создан комплекс технологий и оборудования для гипсовых строительных материалов, например, стеновые блоки, перегородки различного назначения, штукатурные и шпаклевочные составы, воздуховоды, облицовочные изделия. Приобретен немалый опыт создания высокопрочного гипсового вяжущего повышенной водостойкости из фосфогипса и других гипсосодержащих отходов, супергипса, используемого не только в строительстве, но и в стоматологии, ювелирной промышленности и т.д.

Перспективы развития названного материала просматриваются в увеличении доли вяжущего из отходов химических производств: фосфогипса, борогипса и сульфогипса. На основе высокопробного гипсового вяжущего будут производиться сухие смеси для изготовления самонивелирующихся наливных полов - оснований под линолеум и других настилочных оснований. Очень перспективны стеновые камни из фосфогипса для ограждающих конструкций в малоэтажном строительстве.