Ячеистый бетон в строительстве

Франивский А. Дутчак А. Ячеистый бетон в строительстве // Строительство и реконструкция . . 18 декабря 2001 (№ 12) . С. 11

Оценка эффективности применения в стеновых конструкциях

Развитие рыночных отношений в Украине вызвало в реальной экономике быстрый и значительный рост цен на все виды энергоносителей. Это, в свою очередь, привело к существенному увеличению затрат как на строительство, в основном, за счёт удорожания производства строительных материалов и конструкций, так и на эксплуатацию зданий. Ситуация со стоимостью возведения внешних ограждающих конструкций ещё больше осложнилось при введении в 1996 году в Украине новых нормативов по сопротивлению теплопередаче наружных ограждений, превышающих в 2-2,5 раза термическое сопротивление существующих и строящихся зданий из традиционных каменных (кирпич и мелкоштучные блоки) и однослойных железобетонных (шлако? или керамзитобетонные панели) наружных стен. Термическое сопротивление однослойных наружных стен при толщине традиционной кирпичной кладки 50 см и толщине однослойных лёгкобетонных панелей 35 см находится в пределах 0,7-0,9 м2 -С?/Вт. Как известно, новые нормативы требуют обеспечения термического сопротивления наружных ограждений в пределах 1,7-2,2 м2 -С?/Вт. Перед строительной отраслью Украины возникла необходимость снижения энергозатрат как в производстве строительных материалов и конструкций так и при эксплуатации зданий. Переход на возведение теплоэффективных ограждающих конструкций зданий потребовало внесения существенных коррективов в практику их проектирования и устройства.

Анализ проектных решений теплоэффективных стен с учётом новых нормативов по теплозбережению в зданиях показывает, что устройство традиционных однослойных сплошных ограждающих конструкций экономически целесообразно лишь в южных районах Украины. Для остальной части территории, особенно для областей, относящейся к первой температурной зоне по количеству гадусо-суток отопительного сезона, а это более 70% всей территории страны, практически безальтернативным вариантом является переход на слоистые конструкции. При этом решение проблемы устройства энергоэффективных стеновых конструкций возможно по двум направлениям, как использование теплоэффективных стеновых материалов с одной стороны, или применение эффективных технических решений многослойных стеновых конструкций, с другой стороны.

В современной зарубежной практике оценка эффективности стеновых материалов производится как с учётом совокупности технико-экономических показателей строящего здания, так и с учётом тепловой комфортности помещений в процессе его дальнейшей эксплуатации. Как видно из приведенных в таблице 1 сравнительных показателей эффективности стеновых материалов для центрального района России, сходного по своим климатическим условиям с регионами Украины, бесспорным ?лидером? по всем показателям среди производимых на Украине стеновых материалов является ячеистый бетон и изделия из него. Этот вывод подтверждается также и зарубежной строительной практикой, где ячеистый бетон как основной стеновой материал, занял доминирующее положение в строительстве.

Так, например, в Польше, сравнимой с Украиной по размерам и численности населения, ежегодный объём производства изделий из ячеистого бетона составляет до 5 млн. м2 , а число предприятий достигает 30. Для сравнения, в Украине в 2000 году на 7 заводах произведено около 0,2 млн. м2 ячеистого бетона. Если в среднем в Украине на 1000 жителей объём производства ячеистого бетона составляет около 5 м2 , то по сведениям из технической литературы это показатель в Венгрии составляет 30 м2, Литве ? 60 м2, Латвии ?100 м2 , Белоруссии ? 160 м2, в Польше ?167 м2 , в Словении 190 м2, в Швеции ? 280 м2, Эстонии 290 м 2 на тысячу жителей.

Если принять во внимание, что традиционные в Украине стеновые материалы как кирпич и однослойные железобетонные панели, из которых до 1990 года возводилось до 80% жилья, потеряли своё назначение как основные стеновые материалы, прежде всего по своим теплотехническим характеристикам, то сложившееся в Украине положение с производством теплоэффективных стеновых материалов можно назвать кризисным, если не катастрофическим. Если на строительном рынке Украины дефицит отделочных материалов в большой степени был восполнен с помощью дорогостоящих импортных поставок, то возить стеновые материалы из-за рубежа будет непозволительной роскошью, хотя это отчасти и делается, (например, лицевой кирпич, керамические блоки и даже изделия из ячеистого бетона (Словакия). Заменяющие технические решения стеновых конструкций зданий с введением в стену полимерных и синтетических материалов, как пенополистирол, пенополиуретан , минеральная вата, стекловолокно и др., имеет ряд существенных недостатков, одним из которых является снижение прочности и капитальности зданий из-за необходимости устройства гибких связей между наружным и внутренним слоем стены. Если, например, капитальность зданий из прочных конструкционных материалов минерального происхождения, в том числе из ячеистого бетона оценивается в 100-150 лет, то сроки службы вышеприведенных полимерных утеплительных материалов даже по сертификатам, предоставляемыми зарубежными производителями составляют от 15 до 50 лет, не говоря уже о неизбежных эксплуатационных изменениях в характеристиках этих материалов (переувлажнение, усадка и другие). К тому же подавляющий объём этих материалов, на 90-98% состоящих из воздуха привозится из-за рубежа. В такой кризисной ситуации со стеновыми материалами ускоренное развитие отечественного производства ячеистого бетона как самого эффективного, практически безальтернативного и хорошо освоенного в Украине материала является самой неотложной задачей в отрасли производства строительных материалов.



Возможности и пути развития производства ячеистого бетона в Украине

В середине 80 годов, в связи с принятием ?горбачёвской? программы развития массового жилищного строительства и обеспечения в 2000 году каждой советской семьи отдельной квартирой, бывшим Госстроем СССР был сделан правильный стратегический выбор в пользу ускоренного развития производства ячеистого бетона на всей территории бывшего СССР как перспективного стенового строительного материала. В то время была поставлена задача строительства более 200 заводов, с обеспечением ежегодных объёмов производства ячеистого бетона в пределах 40,0-45,0 млн. м3.

Выполнение такой масштабной задачи возможно было лишь на основе развития отечественного производства высокопроизводительного технологического оборудования. В то время отечественное технологическое оборудование для комплектования технологических линий в основном российского производства, оказалось впоследствии тоже зарубежным. В то время стоимость технологических линий, производимых западноевропейскими, в частности немецкими фирмами, составляет 18-22 млн. немецких марок, и была для наших предприятий ?неподъемной?. В этой ситуации бывшим правительством СССР было закуплено у известной немецкой фирмы ?ИТОНГ?, производящей самое современное технологическое оборудование, две технологические линии с годовой производительностью 150,0 м2 , работающих до настоящего времени в Самаре и в Новосибирске. Вместе с технологическим оборудованием у фирмы ?ИТОНГ? была закуплена в полном объеме техническая документация на технологическую линию с правом воспроизводства технологического оборудования по этой документации на всей территории бывшего СССР. Техническая документация в течение нескольких лет с помощью российских и украинских институтов была переработана на отечественные стандарты. По переработанной документации часть заказов на изготовление технологического оборудования размещена на машиностроительных заводах России и Белоруссии.



Показатели эффективности стеновых материалов на 1 м2 наружной стены

№

Наименование

Расход материалов (М3), шт. кирп. норм. формат

Масса стены (кг)

Энергоемкость (кг.условного топлива)

Трудозатраты (чел. ч)

всего

в том числе в производстве

1

Кирпич керамический полнотелый

0,63 (253)

1150

82

10,8

4,9

2

Кирпич керамический полнотелый

0,5 (202)

720

68

8,7

4,2

3

Керамические камни

0,5

720 (202)

56

5.8

2.8

4

Силикатный кирпич

0,65

1200 (264)

62

8.6

2,7

5

Керамзитобетонные панели плотностью 1 100 кг/м 3

0,35

420

104

4,7

4,7

6

Мелкие блоки из ячеистого бетона

0,3

210

41

4,7

3,1

Активное участие в осуществлении тогда союзной программы по развитию массового производства ячеистого бетона для нужд строительной отрасли принимала и Украина. Усилиями бывшего тогда министерства промышленности строительных материалов, в последствии, государственной корпорацией ?Укрстройматериалы?, образованной на базе этого министерства до 1990 года было построено 19 заводов и производств с общей годовой мощностью около 1,5 млн. м2 ячеистого бетона, оснащенных в основном технологическими линиями ?Универсал?. Максимальный годовой объём производства ячеистого бетона на этих заводах в 1990 году составил 1,135 млн. м2 , что было очень высоким достижением. С тех пор ежегодные объёмы производства ячеистого бетона в стране постоянно снижались и в 2000 году составили 0,2 млн. м2 . При нынешней потребности строительной отрасли в стеновых материалах в пределах 5-7 млн. м2 , их доля по сравнению с зарубежной строительной практикой является катастрофически низкой.

Одной из причин такого снижения явились общие кризисные явления в экономике страны в связи с переходом к рыночным отношениям. Другой причиной явилась реструктуризация отрасли, связанная с изменением формы собственности и как следствие ? неумением новых собственников управлять и поддерживать такое высокотехнологическое производство. Третьей причиной явилось, безусловно, износ и старение технологического оборудования, его высокая энергоёмкость и фондоёмкость, а самое главное ? отсутствие отечественного производства технологического оборудования для замены износившегося. Кроме того, следствием износа и старения технологического оборудования на отечественных заводах является не только снижение объёмов, но и качества продукции. Это в основном, потеря теплотехнических свойств изделий в связи с увеличением плотности материала с оптимальной ? 500-600 кг/м2 до реальной в производстве ? 700-900 кг/м2 . Это, в свою очередь, требует увеличения толщины в стеновой конструкции или введения в стену эффективных утеплителей и ведёт к существенному удорожанию строительства.

Все указанные выше причины ? это уже история. Настаю время, пользуясь известным выражением ?собирать камни?, т. е. восстанавливать уже единичные действующие производства и строить новые предприятия. Тем более, как уже отмечалось выше, в основном на примерах зарубежной практики, альтернативы ячеистому бетону как конструкционно-теплоизоляционному материалу для строительства ?тёплого жилья? ? нет. В мировом производстве строительных материалов нет другого по своим теплотехническим, конструкционным и экологическим характеристикам подобного стенового строительного материала, производимого в массовых объемах искусственным технологическим путём из природных компонентов минерального происхождения (песок, цемент, известь и вода) как ячеистый бетон. Ячеистый бетон, обладая высокими теплозащитными свойствами и теплоаккомулирующей способностью, предотвращает значительные потери тепла зимой и позволяет избежать слишком высоких температур летом, исключает резкие колебания температуры в помещениях, позволяет регулировать влажность воздуха в комна