СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЯЧЕИСТОГО БЕТОНА

Автоклавные изделия и в первую очередь изготавливаемые из ячеистого бетона по сравнению с другими конструктивными материалами развиваются в СССР более быстрыми темпами. Если, Например, производство силикатного кирпича с 1960 по 1972 гг. увеличилось с 7 до 11,5 млрд. шт. (до 23 млн. м3) или в 1,6 раза, то выпуск изделий из ячеистого бетона вырос за этот же период с 0,5 до 5,4 млн. м3, т. е. более чем и 10 раз. Из общего их количества в 1972 г. выработано 32% панелей и плит покрытий, 17% мелких стеновых блоков и 51 % теплоизоляционных плит.

В текущей пятилетке также наблюдаются опережающие темпы роста выпуска автоклавных изделий по сравнению с другими строительными материалами аналогичного назначения. Так, к концу  пятилетки производство автоклавных изделий всех видов возрастет в 1,6 раза (в том числе крупноразмерных в 3 раза), сборного железобетона — в 1,4 раза, а выпуск глиняного кирпича увеличится только в 1,1 раза.

Ускоренное развитие производства изделий 413 ячеистого бетона обусловлено многими факторами: широкой распространенностью сырья, надежностью и относительной простотой технологии, а также возможностью ее механизации и автоматизации, хорошим качеством и низкой себестоимостью продукции.

Структура и свойства ячеистых изделий формируются при автоклавном синтезе, который обеспечивает образование искусственного камня в процессе взаимодействия материалов, инертиых в обычных условиях твердения или при пропаривании, либо твердеющих медленно. Автоклавная технология изготовления изделий позволяет резко сократить или даже исключить применение портландцемента и использовать различное сырье природного или искусственного происхождения известь, кварцевые и полевошпатовые пески, шлаки, золы электростанций, нефелиновые шламы, отходы горнообогатительных предприятий, побочные продукты добычи полезных ископаемых и т. п.

Замена портландцемента и крупного пористого заполнителя известью, отходами промышленности и песком значительно снижает стоимость сырьевых материалов в производстве ячеистых бетонов по сравнению, например, с керамзитобетоном.

В табл. 1 приведены иллюстрирующие это положение сравнительные данные. За единицу принята себестоимость кварцевого песка. В стоимость сырья для автоклавных бетонов включены затраты на измельчение материалов.

Как видно из табл. 1, сырье для ячеистых автоклавных изделий в расчете на 1 м8 бетона на 6,1—9,3 единицы дешевле, чем для керамзитобетонных изделий аналогичного назначения. Наряду с экономией исходных сырьевых материалов, т. е. одновременно со снижением себестоимости по этой группе затрат, значительно уменьшаются и удельные капитальные вложения на непосредственное производство, а также в сопряженные отрасли (приблизительно на 6,4 условных единиц на 1 м2 стеновых панелей). В пересчете на 1 м3 эта экономия составляет 26,6 условных единиц по сравнению с удельными капитальными вложениями на производство керамзитобетона.

Автоклавные бетоны ячеистой структуры наиболее эффективны при использовании в ограждающих и, в ряде случаев, в несущих конструкциях, так как обладают рядом положительных свойств, выгодно отличающих их от других изделий.

Они имеют небольшую объемную массу— 500—1000 кг/м3; сравнительно высокую прочность — 30—150 кгс/см2; достаточную морозостойкость — более 25 циклов; низкую теплопроводность — 0,08—0,25 ккал/(м-ч-°С), сравнительно небольшую усадку — 0,1—0,4 мм/м; высокую огнестойкость, легкость обработки и т. п.

Показатели экономической эффективности использования изделий из ячеистого бетона в качестве наружных ограждающих конструкций жилых зданий в сравнении с другими изделиями на I м2 стены при расчетной температуре —31°С приведены в табл. 2.

Существующее в нашей стране производство ячеистого бетона далеко не удовлетворяет потребность в стеновых материалах. Средняя мощность заводов пока составляет 45—50 тыс. м3 в год, хотя на ряде предприятий достигнута годовая производительность свыше 300 тыс. м3. Советский Союз, являясь одной из передовых стран в области технологических разработок по ячеистому бетону, еще отстает от некоторых стран по выпуску этого материала на душу населения, по оснащенности современным оборудованием, производительности труда, уровню концентрации производства и ряду других показателей. В настоящее время неблагоприятные тенденции в развитии производства этого прогрессивного материала в основном преодолены.

Технология изготовления изделий из ячеистого бетона постоянно совершенствуется, Так, впервые в нашей стране широко начали применять вибрацию и другие способы снижения влажности на стадиях приготовления смеси и ее формования. Это позволило в 2—2,5 раза но сравнению с обычной технологией сократить длительность выдержки изделий перед автоклавной обработкой на30% снизить количество воды затворения, на 10—15% уменьшить продолжительность автоклавной обработки, на 20—25% снизить влажность готовых изделий, на 20—25% повысить их прочностные показатели, увеличить морозостойкость.

В настоящее время около 800 тыс. м3 ячеистого бетона выпускается с применением комплексной вибрации. Разработаны технология и экспериментальное оборудование для производства изделий с применением комплексной вибрации и разрезкой крупных массивов.


Широкое распространение получили виброгазобетономешалки СМС-40 и виброноршневые смесители, виброплощадки К-494 И резонансные виброплощадки. В текущем году намечено изготовить опытный комплект оборудования для конвейерной линии СМС-69 производительностью 100 тыс. м3 в год. В составе линии 12 машин для выпуска изделий по виброрезательиой технологии при высоте формования массива 0,6 м. Резательная установка данного комплекта выполнена с учетом возможности резки массивов высотой до 1,2 м. Разрабатываются комплекты оборудования для производства изделий из вибрированного ячеистого бетона полной заводской готовности на автоматизированных конвейерных линиях при высоте массива до 1,5 м.

Одним из важнейших этапов технологии ячеистых бетонов является тепловая обработка в автоклавах. От этого процесса в немалой степени зависит продолжительность всего производственного цикла и физико-механические свойства изделий.

Недавно в нашей стране создан эффективный способ автоклавной обработки с молярным тепломассопереносом. Этот способ обеспечивает условия, при которых температура внутри массива независимо от его толщины увеличивается практически одновременно с подъемом температуры среды в автоклаве. Если раньше длительность изотермической выдержки колебалась от 8 до 14 ч, то теперь она может быть сокращена до 5—7 ч.

Разработан способ сушки изделий, позволяющий снизить их влажность на 7—9% (абсолютных) за счет аккумулированного ячеистым бетоном тепла при автоклавировании. Внедрен регулятор «Астра» для автоматизации процесса автоклавной обработки, модернизированы конденсатоотводчик, экран и другое оборудование. На двенадцати предприятиях установлены гомогенизаторы СМ- 991 для усреднения вяжущего. Все это способствует сокращению тепловых затрат и повышению качества изделий.

Исследовательские работы и производственные опыты свидетельствуют о том, что потенциальные возможности повышения прочностных свойств ячеистого бетона использованы еще недостаточно полно.

Одним из основных путей существенного улучшения физико-механических показателей является при прочих равных условиях применение специального автоклавного вяжущего материала с определенным химическим и минералогическим составом.

Подробные исследования, проведенные во ВНИИстроме, показали, что оптимальным вяжущим веществом, обеспечивающим прочностные показатели ячеистого бетона в пределах от 5U до 100 кгс/см2 и выше (при объемной массе 500—700 кг/м3), является продукт низкотемпературного обжига запесоченных известняков или известняково-песчаных шихт. Такое вяжущее названо известковобелитовым, так как оно состоит в основном из окиси кальция и двухкальциевого силиката (табл. 3).

Однако довольно высоких прочностных показателей ячеистого бетона можно достигнуть также, используя известь, портландцемент, золы, шлаки и другие материалы, уже нашедшие широкое применение. Главное, чтобы эти компоненты автоклавного вяжущего имели стабильный и оптимальный химический и минералогический состав, необходимые сроки гидратации и не содержали вредных примесей.

Лучшие результаты получаются при использовании кальциевой извести со сроками гидратации, в три-четыре раза большими (10—15 мин), чем известь, обычно используемая в производстве силикатного кирпича (2,5—3,5 мин). В портландцементе предпочтительно присутствие двухкальциевого силиката и нежелательны повышенные количества алюминатных и алюмоферритных минералов.

Другим резервом интенсификации производства ячеистого бетона и регулирования его свойств является применение поверхностно-активных веществ, химических и минеральных добавок, а также полимерных материалов или мономеров. Установление закономерностей их воздействия на процессы дисперсии, исходные компоненты и их смеси, а также подбор оптимального их соотношения и дозировок позволит существенно повысить качественные показатели ячеистого бетона, а иногда и придать ему специфические свойства.

Вероятно, следует уже работать кал созданием непрерывного конвейерного способа производства изделий из ячеистого бетона (возможно, без автоклавной обработки), пора подумать о предвакумной технологии, об искусственном и естественном микроармировании ячеистого бетона, об использовании новых сырьевых материалов.