Развитие производства эффективного минерального теплоизоляционного материала бисипор

Крифукс О. Генералов Б. Развитие производства эффективного минерального теплоизоляционного материала бисипор // Строительные материалы. 2003 . №11. C. 26-27

Внедрение новых норм по энергосбережению в массовое жилищное строительство, повышение требований к теплозащите зданий обострило вопросы разработки, организации производств и применения теплоизоляционных материалов, удовлетворяющих требованиям времени. Все больше возрастает потребность в таких материалах. По данным Госстроя России, потребность только жилищного сектора строительства в эффективных теплоизоляционных материалах к 2010 г. может составить 25-30 млн м3. По многим показателям Россия существенно отстает от развитых стран. На единицу жилой площади в России расходуется в 2?3 раза больше энергии, чем в странах Европы, а выпуск утеплителей на душу населения в 5?7 раз меньше. В США на 1000 жителей производится около 500 м3 утеплителей, в Швеции ? 600 м3, в Финляндии ? 420 м3, в России ? лишь 80 м3. Удельный вес продукции российских производителей, сопоставимой с импортной по качеству и конкурентоспособности, составляет по теплоизоляционным материалам на основе минеральных волокон около 45%. Доля импортных теплоизоляционных материалов в общем объеме продаж на внутреннем рынке (по стоимости) составляет в среднем 6?10%. Например, во Владимирской области в 2001 г. было использовано 200 тыс. м3 теплоизоляционных материалов, из них в области было произведено всего 70 тыс. м3. Стоимость теплоизоляции из пенополистирола в существующей конструкции стены во Владимире достигает 17% без затрат на производство работ. Удорожание при доставке из соседних областей (Москва, Московская обл.) составляет до 8% при действующих тарифах грузоперевозок. Это показывает необходимость наращивания производственных мощностей местных производителей теплоизоляционных материалов.

Группой ?Кварц? создан новый класс минеральных утеплителей Бисипор (торговая марка), технологии их производства, запроектировано и отработано оборудование [1, 2]. Путем модификации жидкого стекла различными добавками получена гамма утеплителей, отличающихся по свойствам и назначению. Бисипор удовлетворяет требованиям долговечности (стойкость к действию воды, химическая и механическая прочность), безопасности для жизни и здоровья людей, а также окружающей природной среды (пожаро- и экологической безопасности). Наиболее эффективен утеплитель марки Бисипор-А плотностью 20-50 кг/м3.

Бисипор в сочетании с различными связующими может применяться для изготовления высокоэффективных теплоизоляционных материалов и изделий. На основе бисипора можно получить монолитный бисипорбетон, изделия различного назначения, акустические и декоративно-акустические материалы, огнезащитные покрытия, штукатурки. Эффективно использовать Бисипор в наполненных пенопластах. Введение в пенопласты позволяет снизить расход полимерного связующего и резко повысить огнестойкость изделия.

Бисипор - материал, изготовленный из естественного сырья, щелочных силикатов (кварцевый песок, каустик). Особенность технологии получения Бисипора позволяет разделить технологический процесс. На первом этапе изготовляется полуфабрикат ? бисер, представляющий собой песок с крупностью до 3 мм, который можно фракционировать. Бисер изготовляется централизованно на предприятиях АО ?Группа ?Кварц?, имеет плотность в зависимости от фракционного состава 900?1000 кг/м3, может храниться в закрытой таре практически без ограничения срока хранения. На втором этапе в месте потребления бисер вспучивают в гранулы размером до 8 мм. Гранулы имеют форму, близкую к сферической. Такая организация производства существенно снижает капитальные вложения у производителя гранулированного бисипора и транспортные затраты. Вспучивание может быть организовано в непосредственной близости от строительной площадки, а при значительных объемах потребления ? на объекте.

АО ?Группа ?Кварц? доработана (с учетом особенностей режима вспучивания) и поставляется электрическая вертикальная вибрационная установка, обеспечивающая производство до 2 м3/ч вспученного гранулированного бисипора при установленной мощности 120 кВт. Установку обслуживают два рабочих в смену. Себестоимость 1 м3 вспученного гранулированного бисипора при средней плотности 35 кг/м3, действующих тарифах на электроэнергию и уровне зарплаты составит около 20 USD. Дальнейшие затраты зависят от области применения гранулированного бисипора.

Набор оборудования для приготовления смеси на минеральном вяжущем (цемент, гипс, жидкое стекло) аналогичен применяемому для приготовления легкобетонных смесей. Свойства смеси имеют большое значение для технологии бетонирования конструкций или изготовления бисипорбетонных изделий, так как определяют условия их формования и конечные свойства.

Удобоукладываемость бисипорбетон ной смеси зависит от следующих факторов: количества воды за-творения, расхода, свойств и вида цемента, особенностей заполнителя, используемых ПАВ. При проектировании состава бисипорбетона необходимо кроме обеспечения заданной плотности, прочности и удобоукладываемости уточнить водопотребность смеси. Бисипор-А имеет прочность 0,1-0,2 МПа и водопоглощение за 1 ч до 5 об. %. Материал имеет форму зерен, близкую к сферической, развитую шероховатую поверхность, более благоприятную для сцепления с цементом. Положительное влияние на сцепление с цементом оказывает и пористость зерен бисипора. При расходе цемента марок 400-500 около 80 кг на 1 м3 бетона можно обеспечить получение бисипорбетона прочностью 0,2?0,25 МПа, плотностью 125?130 кг/м3 и коэффициентом теплопроводности не выше 0,05 Вт/м К. Удобоукладываемость бисипорбетонной смеси зависит от минералогического состава цемента, начального содержания воды, температуры и влажности окружающей среды. С увеличением содержания в вяжущем С3А и гипса потеря подвижности ускоряется. Смесь на бисипоре жесткая, быстро теряющая подвижность. При потребности повышения жизнеспособности смеси можно вводить ПАВ, удлиняющие сроки схватывания. Особенно важны сроки схватывания при монолитном бетонировании, при назначении времени выдержки бисипорбетона в формах. Для ускорения распалубки целесообразно использовать ГЦПВ, БТЦ, ОБТЦ. Учитывая жесткость бисипорбетонной смеси, укладку в формы и уплотнение ведут вибрированием с пригрузом около 0,01 МПа. При мощности производства 8000 м3 бисипора в год удельные затраты составляют 10 USD на 1 м3 без затрат на строительно-монтажные и проектно-изыскательские работы. Дополнительно удельные капитальные вложения при выпуске 8000 м3 бисипорбетонных изделий (плит для утепления фасада, скорлуп для теплоизоляции трубопроводов) составляют 7 USD на 1 м3 бетона.

Для получения изделий из бисипора прочностью 0,2?0,25 МПа, плотностью до 70 кг/м3 и коэффициентом теплопроводности 0,035-0,04 Вт/м-К. используется модифицированная силикатная связка. В этом случае термообработка изделий осуществляется на установках СВЧ, а для форм необходимо применять радиопрозрачный материал, например полипропилен. Дополнительные капитальные вложения при этом возрастут до 25 USD на 1 м3.

Применение изделий из бисипора и бисипорбетона обеспечивает повышение долговечности теплоизоляции из-за ее негорючести, экологичности производства и эксплуатации. При теплоизоляции фасадов изделиями из бисипора и бисипорбетона по сравнению с применяемыми в настоящее время системами теплоизоляции можно получить существенный экономический эффект. Эффективно производство и изоляция трубопроводов скорлупами из бисипора и бисипорбетона.

Создана обширная номенклатура теплоизоляционных материалов и изделий, тип и структура производства которых во многом сформировались под влиянием двух основных факторов: технических требований конкретных областей применения и обеспечения высокопроизводительных способов изготовления. Вместе с тем, несмотря на многообразие торговых марок поставляемых на рынок утеплителей, при прочих равных условиях (прочность, теплопроводность, влагонасыщение и другие) для применения в строительстве должно быть отдано предпочтение теплоизоляционным материалам, хорошо сопротивляющимся огневому воздействию, поскольку одним из критериев долговечности и безопасной эксплуатации является его способность противостоять воздействию возможных пожаров в течение всего срока службы.

Изложенное позволяет сделать вывод, что по комплексу критериев ? технических, экологических, экономических гранулированный бисипор, изделия из бисипора и бисипорбетона являются эффективными, что делает целесообразным развитие их производства.