Ячеистым бетонам — прочную научную основу

11 и 12 сентября 2007 г. в Санкт-Петербурге состоялась IV международная конференция «Ячеистые бетоны в современном строительстве». Организаторами конференции выступили Межрегиональная северо-западная строительная палата и Центр ячеистых бетонов, при содействии Комитета по строительству Санкт-Петербурга.

На конференции собралось более 100 представителей производственных предприятий, выпускающих изделия и конструкции из ячеистого бетона (пено-, газобетона), из России и Белоруссии, научных институтов, занимающихся вопросами ячеистых бетонов из России, Украины, Литвы; организаций, производящих сырье, оборудование и технологические линии для изготовления изделий из ячеистых бетонов, из России и Германии, а также инвестиционно-строительных компаний из России, Дании и Чехии.
Мероприятие носило научно-практический характер, и поэтому вопросы, обсуждаемые на конференции, имели широкий диапазон:
 - перспективы применения ячеистых бетонов в реализации программы «Доступное и комфортное жилье — гражданам России»;
 - состояние и перспективы развития системы государственных стандартов и нормативов на изделия из ячеистых бетонов и их применение;
 - современные технологии промышленного производства ячеистых бетонов (пено- и газобетонов);
 - проектирование зданий и сооружений из ячеистого бетона;
 - новые материалы для производства экологичных и высококачественных ячеистых бетонов (сырье, химические добавки, порообразователи).

С большим интересом были встречены доклады директора «Центра ячеистых бетонов» кандидата технических наук В. П. Велегжанина и научного руководителя этой же организации кандидата технических наук В. А. Пинскера. Рассматривая влияние технологии изготовления автоклавного газобетона на его свойства, докладчики сообщили, что для обеспечения прочности, долговечности и эксплутационной безопасности зданий с применением конструкций из автоклавного ячеистого бетона (по международной аббревиатуре ААС) необходимо соблюдение следующих показателей свойств:
 - класс по прочности на сжатие;
 - марка по средней плотности;
 - коэффициенты вариации прочности и плотности;
 - модуль упругости;
 - усадка;
 - отпускная влажность;
 - морозостойкость.

Зачастую в нормативных документах и научных исследованиях приводятся и другие показатели, а именно коэффициент теплопроводности, коэффициент паропроницаемости, сорбционная влажность, водопоглощение, прочность на растяжение, вязкость разрушения. По этим параметрам также оценивают качество технологии, однако они являются производными отмеченных основных свойств и существенно на конструкции зданий не влияют. Наиболее важным является класс по прочности на сжатие, т. к. он определяет несущую способность конструкций. Но и несущая способность конструкций не должна быть больше требуемой по расчету — это приводит к перерасходу вяжущего и удорожанию строительства.

При нарушениях технологического процесса прочность может упасть ниже проектного уровня. К этому ведут следующие факторы:
 - повышение крупности помола песка из-за несвоевременной замены мелющих тел;
 - применение цемента с низкой автоклавной активностью или с завышенным содержанием алюминатов;
 - увеличение в песке полевошпатовых и амортизированных частиц некристаллического кремнезема монтмориллонитовой примеси;
 - использование низкоактивной извести (без трибоактивации) с повышенным содержанием пережога и алюминатов;
 - переохлаждение газобетонной массы в процессе вспучивания;
 - плохое удаление воздуха в процессе продувки и вакуумирования автоклава;
 - недостаточная продолжительность изотермической выдержки для срединных зон изделий;
 - слишком быстрый сброс давления;
 - выгрузка горячих изделий на холод.

По мысли ведущих специалистов «Центра ячеистых бетонов», с тем чтобы уйти от эмпирических зависимостей при расчете ячеистобетонных конструкций с многочисленными, часто меняющимися коэффициентами, следует использовать последние достижения физики, основанные на теории фундаментального поля и позволяющие довести до конкретных решений закономерности разрушения конструкций, а также понятие энергоемкости материала, которая определяется из элементарных испытаний, но включает в себя все виды напряжений.

На основании моментной теории упругости все градиентные напряжения были заменены моментными, что позволило просто определить предельное напряженное состояние ячеистобетонных сечений без допущения гипотез упругопластичности бетона.

Профессор кафедры строительных материалов Ростовского государственного строительного университета, доктор технических наук Л В. Моргун выступила с докладом на тему: «Свойства и рациональные области применения изделий из фибропенобетона». По словам выступавшей, опыт применения фибропенобетона лучшими строительными организациями Южного федерального округа показывает, что грамотное использование научных достижений на практике позволяет эффективно расходовать материальные ресурсы, снижать материало- и трудоемкость строительного производства, достигать высоких технико-экономических и архитектурно-художественных результатов при использовании отечественных строительных материалов. Использование галтелей погонажных теплоизоляционных изделий из фибропенобетона плотностью 500 кг/куб. м позволило уменьшить трудозатраты при отделке фасада за счет исключения штукатурных работ из обязательного набора строительных работ. Применение фибропенобетона позволяет потребителям этой продукции достигать следующих преимуществ:
 - нет брака при транспортировании и монтаже изделий в дело;
 - снижаются материалоемкость стеновых конструкций и зависимость строителей от мокрых процессов на объекте;
 - улучшаются акустические и теплотехнические свойства ограждений;
 - понижается уровень квалификационных требований к рабочим;
 - повышается производительность труда.

В любом здании нагрузки на оконный блок компенсируются перемычками. Традиционно железобетонные перемычки представляют собой «мостики холода», которые существенно ухудшают теплотехнические свойства ограждающих конструкций зданий, поэтому в настоящее время над оконным проемом зачастую устанавливают не одну толстую перемычку, а несколько тонких. Причем теплоизоляционые свойства такой составной конструкции улучшают за счет малотеплопроводных прокладок, устанавливаемых между элементами. На момент сдачи объекта в эксплуатацию все прекрасно. А вот о том, как осуществить замену телоизоляционных слоев после их слеживания в условиях эксплуатации, строитель предпочитает не задумываться.

В Ростове-на-Дону освоен выпуск теплоэффективных перемычек брускового и арочного дополнительной теплоизоляции этого элемента стеновых конструкций.

Современное строительство в массовом порядке переходит к каркасному типу зданий, который позволяет реализовывать большее количество вариантов фасадных и планировочных решений, чем это возможно для зданий с продольными или поперечными несущими стенами. Основные усилия специалистов направлены на улучшение герметичности строительных конструкций, совершенствование вентиляции, тепло- и звукоизоляции, повышение огнестойкости и защиту от солнечной радиации. Идут активные поиски функциональной оптимизации облицовки зданий с целью обеспечения высокого уровня комфортности и энергосбережения с учетом параметров окружающей среды.

Основной вывод: кладку стен из фибропенобетонных изделий целесообразно осуществлять не на растворе, а на клеях из сухих смесей. Применение сухих смесей в технологии строительного производства позволяет выполнять кладочные работы при температуре от +40 0С до –16 0С, т. е. фактически исключить понятие сезонности. Кроме того, тонкие слои клеев позволяют сохранять проектное сопротивление теплопередаче, которое существенно ухудшается при кладке на цементно-песочном растворе.

Начальник отдела технического развития ООО «Аэрок Санкт-Петербург» Г. И. Гринфельд рассказал о значимости автоклавного газобетона для рынка стеновых материалов Санкт-Петербурга и области и о роли завода «Аэрок СПб» в удовлетворении и формировании спроса.

В городе на Неве автоклавный газобетон давно известен и востребован.
В том или ином качестве газобетон применяется более чем на 90% объектах многоэтажного строительства и занимает по объему около 40% рынка стеновых материалов, совмещая в себе конструкционные и теплоизоляционные функции.

Наиболее распространенной и востребованной продукцией из газобетона являются мелкие стеновые блоки, которые традиционно используются для устройства несущих стен в малоэтажном строительстве, самонесущих наружных ограждений и поэтажноопертых стен каркасных зданий, а также при устройстве внутренних перегородок различного назначения. Объемы потребления мелких стеновых блоков из газобетона растут быстрее, чем темпы ввода жилых и гражданских зданий.

Растущая популярность газобетона вполне оправдана: качество представленного на рынке материала за последние десять лет заметно возросло, вместе с тем возросла и культура производства на стройплощадках. Кладка из газобетона на тонкослойном клеевом составе — наиболее технологичный из всех видов кладочных работ, особенно по сравнению с традиционной кладкой из мелкоштучных материалов.

Особенно хорошо зарекомендовал себя газобетон в малоэтажном строительстве, позволяя возводить однослойные несущие наружные стены, не требующие дополнительного утепления. В последние годы именно со стороны загородных объектов отмечается наиболее стремительный рост спроса. Несмотря на быстрый рост малоэтажного сегмента, сегодня около 80% газобетона, производимого в Петербурге, отгружается на строительство городских объектов (жилые и торговые комплексы, промышленное строительство). Спрос на газобетон со стороны области во многом удовлетворяется продукцией, завозимой из других регионов и значительно уступающей по качеству производимой в Санкт-Петербурге. В северо-западном регионе работают два крупных производителя газобетонных блоков — это «Аэрок СПб» и 211 КЖБИ МО РФ. Их суммарная производительность покрывает текущий спрос на газобетон в городе и области примерно на 80%. По прогнозам специалистов завода «Аэрок СПб», а также по результатам других исследований рынка строительных материалов, доля газобетона в общем объеме стеновых материалов в ближайшие годы будет неуклонно возрастать.

По мнению Г. И. Гринфельда, если сейчас при общем объеме потребления штучных стеновых материалов на уровне 1,5 млн. куб. м в год на газобетон приходится более 600 тыс. куб. м, то есть примерно 40%, то уже через три года, к 2010 г., мы ожидаем увеличения этой доли до более чем 50% (около 900 тыс. куб. м при 1,7 млн. куб. м штучных стеновых материалов в год).

Два года назад, при выходе нашей продукции на рынок, структура потребления формировалась предложением, а спрос по инерции был сориентирован на ячеистый бетон марок по средней плотности D500–D600 (а иногда и на экзотичные у нас D700), сейчас ситуация выровнена. Достаточно инерционному строительному рынку Санкт-Петербурга хватило полутора лет для осознанного перехода к использованию в наружных ограждениях стеновых блоков плотностью до 400 кг/куб. м. Частично этому поспособствовало то обстоятельство, что в последнее десятилетие рынок строительных материалов формируется торговыми марками, а не номенклатурой, прописанной в ГОСТовских таблицах. Как заказчик, так и проектировщик при выборе материала ориентируются на спецификации конкретных производителей, продукция которых реально доступна. И если начало такой ситуации положили рынки минераловатных утеплителей и сухих строительных смесей, то теперь картина универсальна и распространяется даже на рынок товарных бетонов.

Говоря о проблемах, докладчик отметил, что в последнее время часто звучат сетования на разобщенность производственной базы, выпускающей ячеистые бетоны, и нормативной базы, регламентирующей их производство и применение. Поскольку реформа технического регулирования внесла временную сумятицу в процесс нормотворчества, а производители автоклавных ячеистых бетонов с запозданием и пока еще не до конца осознали необходимость совместных усилий по совершенствованию нормативной базы, — ситуация меняется медленно. Организаторы конференции внесли свою лепту в работу по упорядочиванию нормативной литературы, а НИИЖБ, при финансовой поддержке восьми заводов по производству автоклавных ячеистых бетонов, разработал стандарты взамен ГОСТ 25485 и ГОСТ 21520 в части ячеистых бетонов автоклавного твердения. Можно надеяться, что в ближайшее время основным производителям ячеистых бетонов удастся консолидировать свои финансовые усилия и облегчить дальнейшее обновление и упорядочивание нормативной базы на основе вновь проводимых исследований.