CC BY
52УДК 666.965.2
В.А. ВОЙТОВИЧ, А.А. ЯВОРСКИЙ, кандидаты техн. наук, Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет
Реалии и перспективы силикатного кирпича
В последние годы в некоторых региональных средствах массовой информации появились публикации, призывающие прекратить производство силикатного кирпича из-за его якобы непригодности для сооружения стен жилых зданий. Факт этот неприятен еще и тем, что в противовес силикатному кирпичу противопоставляется кирпич керамический.
Один из авторов критических статей заявляет, что «силикатный кирпич — холодный, потому что он, как промокашка впитывает влагу, а при повышенной влажности вообще разрушается», «...силикатный кирпич на фасаде — это не только удар по облику города, это вопрос долговечности, экологической и конструкционной безопасности жилых зданий».
Анализ публикаций последних лет позволяет выделить следующие претензии их авторов к силикатному кирпичу:
• высокая теплопроводность;
• высокая гигроскопичность;
• непригодность для создания архитектурно-выразительных фасадов;
• экологическая небезопасность.
Далее рассмотрим реальные свойства силикатного кирпича. В некоторых случаях сравним их со свойствами рядового или облицовочного керамического, так как делать сравнения в общем не представляется корректным.
Если рассмотреть первый довод, то действительно силикатный полнотелый кирпич на 10—12% плотней, чем полнотелый керамический. Настолько же в условиях нормальной относительной влажности воздуха (60—75%), к которой относится климатическая зона Приволжского федерального округ, а выше и его теплопроводность.
Однако в настоящее время для снижения теплопроводности и керамического и силикатного кирпича внутри него формируют пустоты. У рядового керамического кирпича пустоты только сквозные, в результате чего при возведении стены в них затекает значительное количество кладочного раствора, что повышает теплопроводность конструкции. В результате увеличения расхода раствора коэффициент теплопроводности кирпичной стены возрастает до 0,65—0,7 Вт/(м-°С), т. е. на 16—25% [1]. В кирпиче силикатном пустоты замкнутые, кладочного раствора в них попадает меньше, так что теплопроводность оказывается более низкой у стен из силикатного кирпича.
С точки зрения строителей наличие в кирпиче пустот усложняет процесс создания качественного шва лицевой кладки. При низком качестве работ и наличии в горизонтальных швах разрывов в стенах из кирпича со сквозными пустотами создаются условия для фильтрации холодного воздуха, что еще больше снижает теплотехническую эффективность ограждающей конструкции.
Если рассматривать современные теплотехнические требования к ограждающим конструкциям зданий (СНиП 23-02—2003), то их выполнение в случае применения как рядового керамического, так и силикатного кирпича достигается только в многослойных конструкциях с использованием эффективных теплоизоляционных материалов. Анализ отечественного опыта показывает, что за последние 15 лет во многих регионах России,
и в первую очередь в Москве и Московской области, произошли массовые разрушения облицовочного слоя трехслойных стен, выполненного из пустотелого керамического кирпича [2].
Основным фактором, определяющим разрушение кирпича облицовочного слоя, являются переменные температурно-влажностные воздействия в осенне-зимне-весенний периоды года. Наличие такой проблемы у керамического кирпича, изготовленного согласно ГОСТ 530 с толщиной стенки 12 мм от лицевой поверхности до пустот, признается самими производителями материала [3, 4].
Применение в трехслойных стенах силикатного кирпича решает проблему разрушения материала облицовочного слоя, но оставляет открытым вопрос безопасности многослойной конструкции при ошибках проектирования количества гибких связей и других узлов или низком качестве выполнения работ.
По второму из сравнительных критериев следует констатировать, что силикатный кирпич гигроскопичнее керамического, вследствие чего поглощает влагу быстрее. Но это, во-первых, не означает, что поглощает больше, а во-вторых, он и отдает ее быстрее.
Важным фактором является особенность распределения влаги в этих материалах, а также ее испарение из них. В современном силикатном кирпиче влага оказывается в основном в микроскопических порах. В них, как известно, вода замерзает при более низкой температуре, чем в крупных пустотах, которые образуются в кирпиче керамическом, особенно если он произведен полусухим прессованием. Эта особенность приводит к тому, что в силикатном кирпиче, охладившемся до определенной отрицательной температуры, вода может еще не замерзнуть, а в керамическом — уже превратится в лед.
По сравнению с керамическим кирпичом силикатный действительно отличается пониженной водостойкостью. Однако эта проблема в настоящее время успешно решается применением кремнийорганических ги-дрофобизаторов, придающих материалу водоотталкивающие свойства при сохранении его газо- и паропрони-цаемости [5]. Экономическая эффективность гидрофо-бизации определяется невысокой стоимостью и низким расходом продуктов при обеспечении сохранения первоначального внешнего вида, снижения теплопотерь и надежной защиты материала от увлажнения.
В настоящее время выпуск силикатного кирпича с гидрофобным слоем освоили ООО «Силикатстрой» Нижегородской области, ОАО «Павловский завод» Ленинградской области, ОАО «Ярославский завод силикатного кирпича», ОАО «Глубокинский кирпичный завод» Ростовской области и др.
Внешний вид силикатного кирпича за последнее время радикально изменился. Если ранее силикатный кирпич имел традиционно белый цвет, который в процессе эксплуатации зданий менялся на грязно-серый, то в настоящее время найдены стойкие пигменты и разработаны способы объемного окрашивания в красивые цвета (коричневый, розовый, желтый, серый, зеленый, оранжевый, красный). Такое окрашивание обеспечивает его абсолютную цветовую надежность:
научно-технический и производственный журнал
мелкие щербины и даже сколы, которых невозможно избежать при возведении стены, не портят внешнего вида постройки.
Разработан способ получения из кирпича объемноо-крашенного кирпича колотого, рельефного. Эти виды кирпича предназначены для формирования «лица» стены, поэтому и получили названия лицевых. Как видно из иллюстраций, стены, отделанные таким кирпичом, не только не «удар по внешнему виду города», но его достойное украшение. Даже конструктивно невзрачный фасад, сооруженный из цветного и фактурного кирпича, становится выразительным.
С экологической точки зрения силикатный кирпич ничем не уступает керамическому. Во-первых, удельная эффективная активность естественных радионуклидов в нем ниже, чем в керамическом [6]. Во-вторых, производство силикатного кирпича отличается малой энергоемкостью.
Производство силикатного кирпича требует недефицитных материалов: силикатного песка и извести. Месторождения кварцевого песка в большинстве регионов располагаются рядом с заводами. Получение второго компонента — негашеной извести требует высокотемпературного обжига известняка. Однако расход этого материала для получения силикатного кирпича всего 7—9%, а обжиг происходит при температуре 900—950оС.
Дальнейшее повышение энергоэффективности производства извести, а следовательно, и его экологично-сти возможно при использовании современного технологического оборудования.
За рубежом разработан прогрессивный способ — скоростной обжиг в циклонных и вихревых печах. Этот обжиг протекает в течение нескольких секунд при значительно более низком расходе топлива, пассивный оксид кальция практически не образуется. Сырьем является известняк размером около 2 мм. Переход на данную технологию позволит российским заводам запустить в производство известняк мелких фракций, а также использовать для получения извести доломитизированный известняк с содержанием карбоната магния более 8%.
Более того, переход на новую технологию позволит применять для получения извести и доломитовое сырье, столь распространенное на территории нашей страны. Конструкция одной из разновидностей печи для скоростного обжига разработана в Нижегородском государственном архитектурно-строительном университете [7].
Дополнительно повысить энергоэффективность производства и интенсифицировать процесс обжига известняка возможно предварительным орошением его перед загрузкой в печь 1% водным раствором хлорида кальция. Термическая диссоциация такого известняка полностью происходит при температуре не выше 900оС и завершается в течение 80—120 мин.
Хлорид кальция, так называемая тупиковая соль, образуется как отход в громадных количествах в ряде химических процессов. Способов использования этого отхода в настоящее время нет, и он сливается в природные водоемы, засоляя их. Практическая реализация данного не используемого на настоящее время технологического
Г; научно-технический и производственный журнал
апрель 2012 63
решения будет способствовать и решению экологических задач.
Близка к промышленной реализации и технология, позволяющая производить превращение известняка в негашеную известь во время помола за счет утилизации теплоты, выделяющейся в процессе измельчения. В результате будет достигнуто снижение энергетических затрат.
Частичная замена кварцевого песка на аморфный кремнезем, у которого значительно более высокая активность, чем у кристаллического кварца, позволяет ускорить химическую реакцию образования гидросиликатов кальция — цементирующей основы силикатного кирпича.
Технологическое перевооружение российских заводов приобретает в связи с вступлением России в ВТО первостепенное значение для повышения их конкурентоспособности, по критериям энергоемкости и стоимости выпускаемой продукции.
Необходима систематическая работа по изучению передового опыта и тенденций развития силикатных материалов за рубежом, где объемы их применения постоянно увеличиваются [8]. Совместные действия производителей силикатной продукции координирует созданная в 1989 г. Европейская ассоциация силикатной промышленности, основателями которой были представители Бельгии, ФРГ, Великобритании и Нидерландов. В дальнейшем в ее ряды вступили производители Финляндии, Израиля, Швеции и Швейцарии.
В России для консолидации действий отечественных производителей в 2010 г. создана Ассоциация производителей силикатных изделий, председателем правления которой избран Почетный строитель РФ директор ООО «Силикатстрой» Нижегородской области Н.В. Сомов.
Современная ориентация жилищного строительства на малоэтажные здания, безусловно, потребует увеличения объемов применения штучных каменных материалов, основную массу которых представляют керамический и силикатный кирпич. По этой причине потребуется дальнейшее планомерное увеличение объемов вы-
пуска этих искусственных материалов, дальнейшая координация совместных действий ученых, производителей, проектировщиков и строителей для совершенствования качества материала, технологии его изготовления, разработки прогрессивных конструкционных решений и передовых методов производства каменных работ, профессионального мониторинга возведенных зданий и сооружений. в процессе их эксплуатации.
Список литературы
1. Лобов О.И., Ананьев А.И., Ананьев А.А. Энергоэффективность, долговечность и безопасность наружных стен зданий из керамических материалов // Строительные материалы. 2010. №4. С. 10—14.
2. Ищук М.К. Проблемы норм по проектированию каменных конструкций // Строительные материалы. 2010. № 4. С. 9-10.
3. Ворончихин А.Н. Керамический кирпич — лучший облицовочный материал // Промышленное и гражданское строительство. 2005. №7. С. 28—29.
4. Лобов О.И., Ананьев А.И. Долговечность облицовочных слоев наружных стен многоэтажных зданий с повышенным уровнем теплоизоляции // Строительные материалы. 2008. № 4. С. 56—59.
5. Шилова М.В. Силиконовые продукты для защиты силикатных материалов от атмосферных воздействий // Строительные материалы. 2010. С. 39—40.
6. Лукутцова Н.П. Естественные радионуклиды в строительных материалах // Строительные материалы. 2002. № 1. С. 20—21.
7. Беляков В.В., Беляков А.В., Шахтарина Л.В., Богатырева Н.С. Установка для обжига материалов. Патент РФ ПМ № 87507 от 10.10.2009.
8. Шелер Р., Фёрстер В., Пирогов П.П. Типоразмеры силикатного кирпича и блоков. Основные требования. Применение кирпича в России в настоящее время // Строительные материалы. 2010. № 9. С. 44—46.
А.В. Ушеров-Маршак
БЕТОНОВЕДЕНИЕ
лексикон
М.: РИФ «СТРОЙМАТЕРИАЛЫ», 2009. 112 с.
Издание подготовлено в виде толкового словаря, ориентированного на формирование понятийно-терминологического аппарата бетоноведения - одной из динамично развивающихся, сложных и специфических областей материаловедения. Учтены тенденции международной интеграции науки о бетоне и его технологии.
«Бетоноведение: лексикон» содержит более 650 терминов и понятий, 150 аббревиатур международно признанных словосочетаний, наиболее часто употребляемых в профессиональной научно-технической литературе и нормативных документах. Особенность издания состоит в насыщенности информацией физико- и коллоидно-химического характера в связи с возрастающей ролью этих знаний при обосновании составов, структур, свойств, технологических процессов получения и службы бетона.
Издание рассчитано на широкий круг представителей науки, образования, в том числе учащихся вузов и колледжей, практики строительной сферы.
Цена 1 экз. без почтовых услуг 250 р., НДС не облагается
Книгу можно заказать с сайта издательства
www.rifsm.ru
Тел./факс: (499) 976-20-36, 976-22-08 e-mail: mail@rifsm.ru
научно-технический и производственный журнал
