CC BY
32УДК 666.3
Г.Д. АШМАРИН, канд. техн. наук, генеральный директор,
В.А. КОНДРАТЕНКО, канд. техн. наук, Почетный строитель России,
зав. отделом новых технологий, В.Г. ЛАСТОЧКИН, научный сотрудник,
ЗАО «ВНИИСТРОМ им. Петра Петровича Будникова»; А.П. ПАВЛЕНКО, инженер,
Кудиновский комбинат стройматериалов (Московская обл.).
Керамические экологически чистые теплоэффективные стены -реальность современного строительства
Коллектив ВНИИСТРОМ им. Петра Петровича Будникова внимательно ознакомился со статьей «Третье обсуждение СНиП 23-02 «Тепловая защита зданий»: грани разумного», опубликованной в журнале «Строительные материалы» № 11-2011 г. Мы искренне надеемся, что Министерство регионального развития РФ примет во внимание доводы ученых и представителей различных отраслей промышленности и утвердит актуализированную редакцию СНиП 23-02 «Тепловая защита зданий».
В этом случае появится возможность решать задачи энергосбережения не только путем повышения сопротивления теплопередаче стен любой ценой, но и с использованием альтернативных, возможно более эффективных решений: повышением энергоэффективности окон, установкой различных инженерных систем, созданием рациональных объемно-планировочных решений. Повышение энергозащиты стен в рамках комплексных мероприятий позволит наиболее полно использовать потенциал различных стеновых материалов, обеспечить долговечность конструкций, комфортность и экологичность жилья.
Анализ многих опубликованных статей показывает, что их авторы по незнанию или с умыслом часто сравнивают теплозащитные свойства стены из полнотелого кирпича со стенами с эффективной теплоизоляцией, т. е. сравнивают давно неприменяемую конструкцию с активно внедряемой в практику строительства.
При этом совершенно не учитывается, что в кирпичной промышленности России ускоренная структурная перестройка началась в конце 90-х гг. прошлого века, когда весь строительный комплекс страны был поставлен перед необходимостью практически в едино-часье перейти на строительство зданий с повышенной теплозащитой. С тех пор в отрасли произошли существенные изменения: построены новые заводы, оснащенные самым современным энергоэффективным производственным оборудованием; на многих заводах проведена реконструкция основных агрегатов, в первую очередь печей; применяются многокомпонентные сырьевые составы и т. д. Комплекс реализуемых в промышленности мероприятий позволил наладить не на отдельных предприятиях, а по всей стране серийный выпуск широкой номенклатуры пустотелых, а также пустотно-поризованных изделий, физико-технические показатели которых вполне отвечают современным требованиям энергоэффективности.
Работа по созданию эффективных видов стеновых керамических материалов продолжается. Значительные резервы кроются в возможности снижать среднюю плотность изделий (повышать теплотехнические свойства), при этом сохраняя и даже увеличивая прочность (конструкционные свойства).
Поиск новых технологических решений неразрывно связан с использованием новых сырьевых материалов. В последнее время большое внимание уделяется использованию кремнистых пород (опок, трепелов, диатомитов), запасы которых в России колоссальны, но востребованы мало. Во ВНИИСТРОМе большое внимание уделялось изучению кремнистых пород, в том числе карбонатистых трепелов, и в последнее время получены хорошие результаты как по технологии пористой керамики, так и плотной высокопрочной лицевой, и даже клинкерной [1].
В работах Г.И. Стороженко, А.Ю. Столбоушкина и других авторов [2, 3, 4] дан анализ опыта работы заводов полусухого прессования с эффективной массоподготов-кой сырьевых материалов, описаны технологические достоинства и потенциальные возможности заложенных технологических решений, изучено влияние технологических факторов на формирование рациональной структуры керамических изделий полусухого прессования из минеральных отходов Кузбасса.
В.Д. Котляр с соавторами обосновал перспективность развития производства керамического кирпича полусухого прессования, как рядового, так и лицевого, изучил свойства различных кремнистых опал-кристо-балитовых опоковидных пород, определил параметры производства строительных изделий на их основе [5, 6].
С учетом большой потребности в легких теплоизо-ляционныхстроительных материалах во ВНИИСТРОМе разработана технология производства легковесного керамического теплоизоляционно-конструкционного материала от большеразмерных блоков до кирпича нормального формата на существующем в настоящее время технологическом оборудовании [7]. В сочетании с лицевым керамическим кирпичом эти материалы позволяют значительно уменьшить (до 380 мм) толщину стен возводимого жилья при сохранении комфортного микроклимата с высокими теплозащитными свойствами.
Разработанный способ получения легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного строительного материала основан на свойствах природных сырьевых материалов (трепела, диатомита или опоки), содержащих активный кремнезем, который при обжиге в диапазоне температуры 650—750оС за счет разложения кальцинированной соды с выделением углекислого газа (СО2) в присутствии каустической соды позволяет получать пористый (с плотностью 200—800 кг/м3) прочный керамический материал. Получаемый материал имеет нулевую влажность, низкую теплопроводность и достаточно высокую прочность (см. таблицу).
Возможность реализации способа получения легковесного керамического теплоизоляционно-конструкци-
научно-технический и производственный журнал
Физико-технические свойства Вид материала
Вспученный легковесный керамический материал (ВНИИСТРОМ) Пенодиатомит ГОСТ 2694 Ячеистый бетон ГОСТ 5742 Поризованная керамика
Прочность при сжатии, МПа 1,5-21 0,6-0,9 0,8-2,5 10-12,5
Плотность, кг/м3 200-800 350-500 350-600 1000-1100
Теплопроводность, Вт/(м°К) 0,055-0,165 0,072-0,1 0,093-0,14 0,25-0,26
Водопоглощение,% 2-10 15-25 15-25 8-14
Морозостойкость, циклы Не менее 100 Не морозостоек Не нормируется 25-50
онного строительного материала подтверждается исследованиями многих месторождений кремнистых пород (опок, трепелов и диатомитов).
Вместе с тем, если использовать сырьевые материалы, насыпная плотность которых не превышает 1000 кг/м3, то возможно существенно снизить плотность керамического кирпича. В качестве такого сырьевого природного материала с успехом могут использоваться чистые кремнистые породы или в сочетании с добавками глин, суглинков и отходов промышленности [8, 9, 10]. Во ВНИИСТРОМе разработана технология производства керамического кирпича методом компрессионного формования с использованием трепелов Брянской, Калужской, Тульской областей, Республики Чувашия и получены образцы плотностью 750—1300 кг/м3 с пределом прочности при сжатии до 25 МПа, при этом образцы выдерживают до 100 циклов попеременного замораживания и оттаивания. При изготовлении керамического кирпича с пустотностью даже 10—15% его средняя плотность не превысит 1000 кг/м3, а при пустотности 43% — 750 кг/м3.
В ближайшее время планируется приступить к проектированию и строительству кирпичных заводов и заводов по выпуску легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материалов в Брянской, Калужской, Тульской областях и Республики Чувашия.
Расчеты показывают, что при строительстве завода по производству поризованной и теплоизоляционно-конструкционной поризованной керамики мощностью 50 тыс. м3 в год затраты составляют около 300 млн р., срок окупаемости капитальных вложений около 3 лет. При строительстве завода по производству трепельного лицевого кирпича мощностью 30 млн шт. нормального формата в год требуется около 500 млн р. капитальных вложений, срок окупаемости около 2,5 лет.
Исследования показали, что методом компрессионного формования при модификации глин кремнистыми породами возможно производство при определенном давлении прессования и температуре обжига клинкерной керамики высокой прочности и морозостойкости. Электронно-микроскопические исследования показали, что изделия, сформованные из пресс-порошков при давлении 40—50 МПа имеют более совершенную структуру керамического камня по сравнению с изделиями экструзионного формования, что существенно повышает прочность, плотность, твердость и износостойкость. Получаются клинкерные изделия с водопоглащением до 5% и прочностью более 30 МПа, плотностью до 2000 кг/м3.
Сочетание легковесного теплоизоляционно-конструкционного керамического строительного материала «Конпазит» с керамическим облицовочным кирпичом пониженной плотности на основе трепелов позволит возводить керамические экологически чистые теплоэффективные стены, которые смогут обеспечить
необходимую теплозащиту, но являются при этом пожаробезопасными и долговечными.
Ключевые слова: кремнистые породы, поризованная керамика, теплоизоляционно-конструкционная керамика, компрессионное формование, пресс-порошок, клинкер.
Список литературы
1. Ашмарин Т.Д., Ласточкин В.Г., Илюхин В.В., Минаков А.Г., Татьянчиков А.В. Инновационные технологии высокоэффективных керамических строительных изделий на основе кремнистых пород // Строительные материалы. 2011. № 7. С. 28-30.
2. Стороженко Г.И., Болдырев Г.В. Опыт работы кирпичных заводов полусухого прессования с эффективной массоподготовкой глинистого сырья // Строительные материалы. 2011. № 2. С. 3-5.
3. Стороженко Г.И., Столбоушкин А.Ю. Формирование ячеисто-заполненной структуры керамических композиционных материалов на основе промышленных отходов // Строительные материалы. 2010. № 4. С. 31-33.
4. Столбоушкин А.Ю., Дружинин С.В., СтороженкоГ.И., Завадский В.Ф. Влияние технологических факторов на формирование рациональной структуры керамических изделий полусухого прессования из минеральных отходов Кузбаса // Строительные материалы. 2008. № 5 / Technology. С. 95-97.
5. Котляр В.Д., Терехина Ю.В., Небежко Ю.И. Перспективы развития производства керамического кирпича полусухого прессования // Строительные материалы. 2011. № 2. С. 6-7.
6. Котляр В.Д. Кремнистые опоковидные породы Краснодарского края - перспективное сырье для стеновой керамики // Строительные материалы. 2010. № 4. С. 34-35.
7. Кондратенко В.А., Павленко А.П. Способ изготовления легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала. Решение о выдаче патента по заявке на изобретение № 201037606/03 от 18.10.2011 г.
8. Ашмарин Т.Д., Курносов В.В., Ласточкин В.Г. Технологическая линия для производства керамических строительных изделий методом компрессионного формования. Патент № 2397068. Б.И. № 23 от 20.08.2010 г.
9. Ашмарин Т.Д., Курносов В.В., Беляев С.Е., Ласточкин В.Г. Туннельная печь-сушилка. Патент № 2406049. Б.И. № 34 от 10.12.2010 г.
10. Ашмарин Т.Д., Илюхин В.В., Илюхина Л.Г., Ашмарин Д.Г. Сырьевая смесь для изготовления керамических теплоэффективных стеновых изделий. Решение о выдаче патента по заявке на изобретение № 2010110474/03(014749) от 09.07.2010 г.
научно-технический и производственный журнал
