Эффективность применения фибропенобетона в современном строительстве

Моргун Л. Эффективность применения фибропенобетона в современном строительстве // Строительные материалы. 2002. №3. C.16-17

Наряду с традиционными строительными материалами ячеистый бетон следует считать эффективным стеновым материалом настоящего и будущего [1]. Обладая высокими теплозащитными свойствами и теплоаккумулирующей способностью, этот материал предотвращает значительные потери тепла зимой и позволяет избежать слишком высоких температур в помещениях летом. Его применение позволяет исключить резкие колебания температуры в помещениях, что обусловливает благоприятный микроклимат как для нормальной жизнедеятельности людей, так и для работы приборов и установок, чувствительных к изменениям температуры и относительной влажности воздуха. Факторы конкурентоспособности стеновых материалов приведены в табл. 1.

Таблица 1

Показатели свойств

Кирпич

Ячеистые бетоны

Бетонные блоки

Минвата

Пенополимеры

Фибропенобетон

Коэффициент конструктивного качества

5-16

0,5-13

4-17

1

1-17

1-14

Экологическая чистота в условиях эксплуатации

5

5

5

2

1

5

Термическое сопротивление стены толщиной 0,5 м (Вт/0С)

0,86-0,6

7,14-0,77

1-0,56

10-6,5

11,5-6,5

7,14-0,83

Коэффициент звукопоглощения

0,1-0,2

0,5-0,7

0,1-0,3

0,2-0,8

0,3-0,7

0,6-0,9

Устойчивость к виброзагрязнению и сейсмическим воздействиям

1

0,8

1,5

0

0,5

5

Пожароопасность

5

5

5

3

0

5

Обрабатываемость, гвоздимость

2

3

2

3

3

5

Потребность в защите от атмосферных воздействий

4

3

5

0

2

5

Итого баллов

28-38,8

29-35,3

28,6-41,3

23,2-20,3

22,3-23,7

37,7-44,7

Морозостойкость (циклы)

15-50

0-75

50-200

0

0-50

10-150

Потери при транспортировке, складировании и монтаже, %

0,5-2

5-15

0,5-1

0,5-2

0,5-2

0,1-0,2

Цена 1 м2 стены с нормируемым термическим сопоставлением,

1400

810

1440

1140

Примечания. 1 .Коэффициент конструктивного качества определяется отношением прочности к плотности.

2.Чем выше термическое сопротивление, тем ниже эксплуатационные расходы на отопление и кондиционирование.

З.Чем выше коэффициент звукопоглощения, тем лучше звукоизоляция помещения.

4. Показатель морозостойкости регламентирует потребность в защите конструкции (при Мрз < 35 стену надо штукатурить или защищать другим способом).

Ячеистый бетон обладает всеми основными преимуществами, отвечающими современным требованиям к строительным материалам по теплозащитным свойствам, но при этом он требует высокой культуры выполнения строительных работ. В условиях энергетического кризиса высокие теплозащитные свойства строительного материала имеют первостепенное значение, так как расходы на содержание зданий при постоянно растущей стоимости энергии все больше определяются расходами на отопление и кондиционирование.

Пенобетон как разновидность ячеистого бетона в последнее время получил интенсивное развитие в ряде стран Западной Европы, Японии и США. Особенностью применяемых там технологий является необходимость доведения компонентов до удельной поверхности 2500-5000 см2/г, что существенно усложняет технологически процесс и повышает их стоимость.

С точки зрения экологической эффективности затрат на производство, безавтоклавные ячеистые бетоны являются самыми перспективными. Однако объем их применения в строительстве сравнительно невелик. Недостаточное использование безавтоклавных ячеистых бетонов связано с такими свойствами, как склонность к расслоению при формовании массивов и высокие усадочные деформации в период твердения и эксплуатации, чрезвычайно высокая чувствительность к колебаниям температуры окружающей среды в период от укладки смесей в опалубку до окончания схватывания.

И тем не менее в связи с актуальностью проблемы энергосбережения строительному комплексу следует обратить внимание на эффективные технологии изготовления безавтоклавных ячеистых бетонов, предназначенных для монолитного и сборного применения. На это нацеливает строителей ряд программ, принятых правительством, в том числе и ?Свой дом?. Эта программа утверждена Госстроем РФ и рекомендует шире применять малоэнергоемкие методы монолитного полигонного и сборного строительства.

Такой способ монолитного и сборно-монолитного строительства объектов был применен немецкими строительными фирмами при реконструкции центра Берлина после воссоединения Германии. Кроме того, что он показал свою технико-экономическую эффективность, такой способ строительства, по нашему мнению, является экологически щадящим окружающую среду. А экологические критерии, выражающиеся в суммарной энергоемкости производства единицы продукции, на современном этапе развития цивилизации самые главные, поскольку именно результаты инженерной деятельности человека на планете Земля привели к глобальным изменениям климата. И если не уменьшать затраты расходуемой энергии, то нарушения экологического равновесия окружающей среды, ярко проявлявшиеся в XX веке, в XXI могут стать необратимыми.

Для развития монолитного строительства нужны универсальные по набору сырьевые компоненты и простые в конструкционном отношении технологические линии. Такие линии позволяют в построечных условиях изготовлять эффективные стеновые и теплоизоляционные материалы, а также изделия конструкционного назначения типа перемычек, плит покрытий и перекрытий. В наиболее полной мере этим требованиям может удовлетворять технология фибропенобетона естественного твердения, поскольку негативное влияние перечисленных выше факторов на эксплуатационные свойства ячеистобетонных материалов и изделий из них может быть устранено путем дисперсного армирования синтетическими волокнами. Свойства фибропенобетона различной плотности приведены в табл. 2.

Таблица 2

Плотность, кг/м3

Прочность при сжатии, МПа

Прочность на растяжение при изгибе, МПа

Морозостойкость, циклы

Теплопроводность, Вт/(м-0С) при 8% W*

Толщина наружной стены, м, для Ростова-на-Дону

Масса 1 м2 стены**, кг

200

0,5

0,2-0,3

не норм.

0,09

0,23

46

300

0,7-0,9

0,2-0,5

не норм.

0,11

0,28

84

400

1-1,2

0,5-0,8

не норм.

0,14

0,36

144

500

1,5-2

0,7-1

30-50

0,18

0,47

235

600

2-2,5

0,9-1,3

50-80

0,22

0,57

342

700

2,5-3,5

1,1-1,8

80-120

0,26

0,69

483

800

3,5-5

1,5-2,8

100-150

0,33

0,85

680

900

4-7,5

2-3,5

100-150

0,37

0,96

864

1000

5-10

2,5-4,5

100-150

0,41

1,06

1060

Примечание. В соответствии с требованиями к термическому сопротивлению ограждающих конструкций по СНиП II-3-79* Госстроя России ?Строительная теплотехника?, М., 1999, термическое сопротивление стены для климатических условий г. Ростова-на-Дону составляет 2,57 м20С/Вт.

* W - влажность, % по массе; ** масса 1 м2 стены, термическое сопротивление которой составляет 2,57 м20С/Вт.

Синтетическая дисперсная арматура (фибра) как протяженная поверхность раздела фаз является важнейшим структурообразующим компонентом в пенобетонных смесях. Физические и геометрические параметры фибры (вещественная природа, площадь поперечного сечения и длина) и ее количество предопределяют:

? длительность сохранения сформированной в смесителе ячеистой структуры;

? меру дефектности межпоровых перегородок и, как следствие, механические свойства затвердевшего бетона;

? возможность расширения сырьевой базы строительства за счет повышенной устойчивости смесей к расслоению и осадке;

? снижение энергоемкости производства за счет широкого применения пеносмесей различной плотности в монолитном и сборном строительстве.

Особенности формирования структуры фибропенобетонных смесей таковы, что время, необходимое для их расслоения под действием гравитационных сил и за счет колебаний температуры окружающей среды, увеличивается в несколько раз, а сроки схватывания, как и в традиционных ячеистобетонных смесях, регламентируются рецептурой. Эти особенности позволяют изготавливать высококачественные фибропенобетонные массивы даже в построечных условиях и укладывать фибропенобетонные смеси при среднесуточной температуре +20С. Существующие нормативные документы ограничивают возможность применения традиционных пенобетонных смесей температурой +150С.

Опыт применения фибропенобетона плотностью 700 кг/м3 при среднесуточной температуре +20С имеет ООО ?МИС?, который осуществил укладку фибропенобетонной звукоизоляции в ноябре?декабре 2001 г. на строительстве жилого дома в микрорайоне ?Миллениум? в Ростове-на-Дону [2].

Результаты испытаний контрольных образцов, отобранных из отформованных массивов, показали, что через сутки после укладки на железобетонное перекрытие фибропенобетон имел прочность при сжатии 0,4?0,6 МПа (то есть при хождении по поверхности отформованного массива не оставалось следов). Расслоения по высоте не наблюдалось, хотя для изготовления смеси использовался речной песок с модулем крупности 1,12 , а соотношение цемент:заполнитель составляло 1:1.

Фибропенобетон отличают: низкая энергоемкость производства, обширная и недефицитная сырьевая база, простая и поддающаяся полной автоматизации технология, высокие эксплуатационные и гигиенические свойства, возможность утилизации изделий, утративших свои потребительские свойства.

Обобщая вышеизложенное, можно заключить, что при таких свойствах, какими обладает фибропенобетон, его можно считать одним из самых эффективных стеновых и теплоизоляционных материалов.