Керамзит и строительные изделия на его основе - серьезный фактор... успешного решения жилищной программы в нашей стране.

Керамзит и строительные изделия на его основе - серьезный фактор для
успешного решения жилищной программы в нашей стране.
Недавно Самарское Региональное отделение Российского общества инженеров
строительства обратилось к строителям Самарской области по поводу нецелесообразности
применения в строительстве недолговечного, пожароопасного и экологически нечистого
пенополистирола для утепления жилых и общественных зданий. Это последствия серьезной
ошибки допущенной в области технического регулирования в строительстве, когда к СНиП
11-3-79 «Строительная теплофизика» были внесены научно-необоснованные и заведомо
завышенные требования по тепловой защите зданий, изменения №3, которые потом
пришлось корректировать.
В советское время в 60-80 годах ХХ века пористые заполнители и бетоны на их основе
сыграли основную роль в решении жилищной проблемы страны. Крупнопанельное и
крупноблочное строительство, преимущественно на основе керамзита, дало возможность в
сравнительно короткие сроки увеличить жилищный фонд в более чем в 2 раза. Благодаря
индустриальным методам крупнопанельного домостроения, основой которого служили
керамзит и керамзитобетон, в стране был преодолен острый жилищный кризис.
Пик использования керамзитобетона в жилищном строительстве пришелся на 80-е годы. При
общем объеме – 76 млн. м2 жилья, возводимого в РФ в 1986 г., на долю крупнопанельного
домостроения приходилось более 80%. Порядка 70-80% общего объема выпускаемого
керамзита в нашей стране использовалось для наружных стеновых конструкций. Особенно
эффективны были поризованные керамзитобетонные смеси с воздухововлекающими или
порообразующими добавками, поскольку они обеспечивали получение стеновых
конструкций с наилучшими теплозащитными свойствами, благодаря низкой
теплопроводности. Таким образом, все потенциальные возможности керамзита и
керамзитобетона полностью не использовались, тогда как спектр применения
керамзитобетона в строительстве очень широк – от теплоизоляционного керамзитобетона
для эффективной теплозащиты зданий до конструкционного бетона, используемого для
несущих конструкций в каркасном, монолитном и крупнопанельном домостроении.
В связи с актуализацией СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», который введен в
действие с 1 июля 2013 г., появилась новая возможность проектирования и строительства
жилых и общественных зданий с однослойными стенами с применением крупнопористых
керамзитобетонных изделий и конструкций. Обновленный стандарт позволит
использовать все потенциальные возможности керамзита и керамзитобетона в
строительстве.
Легкий керамзит насыпной плотностью 200-400 кг/м3 обеспечивает получение эффективных
ограждающих изделий из керамзитобетона с высокими теплозащитными свойствами
(панели, блоки, монолит); более плотный керамзит (600-800 кг/м3) с высокой прочностью
5,5-10 МПа обеспечивает возможность получения несущих конструкций, что особенно
важно для многоэтажных и высотных зданий. Применение легких керамзитобетонных
конструкций позволяет снизить нагрузки и затраты на фундаменты и повысить
этажность объектов.
Мировая практика показывает, что легкие бетоны на пористых заполнителях дают
значительное сокращение общей массы зданий и сооружений, снижение материалоемкости и
трудозатрат при сохранении необходимой капитальности и долговечности объектов. Таким
образом, керамзитобетон обеспечивает высокую технико-экономическую эффективность при
использовании в несущих конструкциях.
Железобетонные конструкции из легких бетонов на пористых заполнителях позволяют
увеличить пролеты и этажность зданий, укрупнить монтажные элементы, использовать более
простые с меньшей грузоподъемностью механизмы для монтажа, повысить
1
производительность труда и качество строительства, добиться его ускорениями, снизить
стоимость.
Исследования и многолетние наблюдения, проводившиеся в НИИЖБ и ЦНИИЭПЖилища,
подтвердили высокие эксплуатационные качества зданий из керамзитобетона и
благоприятный микроклимат помещений, что обусловлено высокой экологичностью
керамзита.
Керамзит является экологически чистым материалом: на протяжении всего периода
эксплуатации и даже в условиях пожара полностью отсутствует вредное газовыделение, это
обусловлено самой технологией получения керамзита – высокотемпературным обжигом
глинистого сырья. Другое важнейшее преимущество керамзита и керамзитобетона высокая
огнестойкость и длительное сохранение конструкционной прочности в условиях пожара, что
обеспечивает безопасность людей в экстремальных ситуациях и повышает их шансы на
спасение.
По оценкам зарубежных специалистов основные преимущества легкого железобетона в
конструкции зданий состоят: в существенной экономии на фундаментах; повышенной
огнестойкости по сравнению с тяжелыми бетонами; в улучшении теплозащитных свойств
здания в целом благодаря снижению теплопотерь через несущие конструкции. Для
изготовления конструкционного керамзитобетона требуется керамзитовый гравий с
повышенной прочностью, преимущественно мелких фракций; он позволяет получить
железобетонные конструкции, в том числе предварительно напряженные. Их
применение дает снижение объемной массы конструкций на 25-30% и стоимости на
10-20%, экономию арматурной стали на 15%.
Важнейшее технико-экономическое значение имеет многофункциональность керамзита. В
зависимости от свойств исходного сырья, используемых добавок и специальных
технологических приемов может быть получен керамзитовый гравий, щебень, песок с
различными показателями плотности и прочности для разнообразных сфер применения:
особо легкий с насыпной плотностью ≤100-300 кг/м3, прочностью R=0,5 МПа;
легкий с насыпной плотностью ≤300-400 кг/м3, прочностью R=1-2,5 МПа;
с повышенной прочностью R=5,5-8 МПа, при плотности ≤600-800 кг/м3.
В зависимости от размера зерен керамзитовый заполнитель изготавливают
следующих фракций: 5-10 мм; 10-20 мм; 20-40 мм; а также керамзитовый песок от 0-5
мм (дробленый или обжиговый). Одно из преимуществ легкого керамзитового гравия
- низкая теплопроводность. При использовании в качестве засыпки коэффициент
теплопроводности равен 0,1-0,11 Вт/м*С.
Показатели морозостойкости керамзитобетона оставляют F100 для конструкционнотеплоизоляционного бетона плотностью 1400 кг/м3 и F500 для конструкционного бетона
плотностью 1900 кг/м3.
Долговечность керамзитобетона весьма высока и характеризуется способностью его
сопротивляться воздействию атмосферного воздуха, мороза и воды. Средняя
установившаяся влажность плотного керамзитобетона для нормальных условий
эксплуатации равна 5-10%, а для газо- и пенобетона она составляет 8-12%, исходная
технологическая для пенобетона еще выше (до 35%). Влажность беспесчаного
керамзитобетона (крупнопористого) составляет 3-5%. Это обуславливает керамзитобетону
преимущество по теплозащитным свойствам в процессе эксплуатации.
2
В таблице 1 представлено сравнение керамзитобетона на основе качественного
керамзитового гравия и песка с альтернативными материалами в современном
домостроении.
3
Таблица 1
Сферы применения керамзита для современного домостроения и преимущества по сравнению с альтернативными вариантами
Керамзит, керамзитобетон
Сферы применения
Свойства керамзита и
керамзитобетонных изделий
Альтернативные варианты
Преимущества
недостатки
4
Ограждающие
конструкции
Здания повышенной
этажности и высотные
(до 23-60 этажей)
– Каркасное, сборномонолитное,
монолитное
домостроение в качестве
заполнителя
– Крупнопанельное
строительство (5-14
этажей)
Легкий и особо легкий керамзит
(плотность 300-400, 100-300 кг/м3).
 Керамзитобетонные блоки нового
поколения (300-800 кг/м3);
Керамзитовый гравий (=300-400-500
кг/м3) для теплоизоляционного и
конструкционно-теплоизоляционного
керамзитобетона.
Несущие и
ограждающие
конструкции
– Объемно-блочное
домостроение.
Возведение зданий по
системе ОБД – из
укрупненных объемных
блоков-секций для 5-16
этажных зданий
Керамзит с высокой прочностью
(=600 кг/м3, фр. 5-10 мм) и легкий
керамзит ((=300-400 кг/м3)
 Долговечность
 Пожаробезопасность
 Высокая экологичность –
отсутствует выделение газов в
процессе долговременной
эксплуатации и при пожаре,
обеспечивается необходимый
воздухо- и влагообмен.
 Низкая технологическая и
эксплуатационная влажность,
что улучшает теплозащиту.
Керамзит используется в
качестве тепло- и
звукоизолирующих засыпок,
основы для наливных полов
(Knauf).
Многослойные
ограждающие конструкции с
полимерной теплоизоляцией
 Недостаточная
долговечность, деструкция
полимеров – выделение
продуктов распада
(пониженная экологичность).
 Низкая огнестойкость –
быстрое возгорание с
выделением большого
количества токсичных газов.
Блоки из ячеистого бетона
 Пониженная прочность,
большие потери при
транспортировании и
строительно-монтажных
работах.
 Высокая технологическая
и эксплуатационная
влажность, что снижает
теплозащитные свойства,
усадка.
5
Несущие конструкции
Здания повышенной
этажности и высотные
(до 23-60 этажей)
– Каркасное, сборномонолитное,
монолитное
домостроение и
крупнопанельное
строительство (5-14
этажей)
Прочный и высокопрочный керамзит:
Rц 4,5 – 5,5 МПа; 6 – 7 МПа (для
мелких фракций менее 10 мм - до 12
МПа).
Элементы каркаса из керамзитобетона
класса В35-В40-В60 (в том числе
колонны, ригели, опалубка, перекрытия
и др.), фундаментные блоки, сваи из
высокопрочного керамзитобетона.
 Масса конструкций из
керамзитобетона снижается на
30% и более.
 Затраты на фундаменты
уменьшаются более чем на
30%.
 Снижаются транспортные и
монтажные затраты.
 Уменьшается расход стали
до 18-20%.
 Повышается огнестойкость
конструкций и время их
«живучести» в условиях
пожара.
 Пониженные теплопотери
зданий сохраняются на весь
период эксплуатации за счет
стабильности свойств и
долговечности
керамзитобетона.
 Повышается
морозостойкость и
трещиностойкость.
Прочный тяжелый бетон на
гранитном природном щебне
 Повышенная
теплопроводность –
снижение теплозащиты
здания из-за мостиков
холода
 Высокая масса
конструкций, что требует
повышенной
материалоемкости
фундаментов, значительно
удорожает строительство,
ограничивает рост
этажности.
 Повышенные
транспортные и монтажные
расходы.
 Дефицит качественного
природного щебня в
большинстве регионов
страны; дальние перевозки;
высокая стоимость.
6
Малоэтажное
строительство
Ограждающие,
несущие и
самонесущие
конструкции
 керамзитобетонные блоки:
– вибропрессованные,
– из крупнопористого бетона;
 монолитный керамзитобетон,
крупнопористый керамзитобетон
– строительство
(плотность керамзитобетона до 600
коттеджей до 4-х
кг/м3, что обеспечивает высокую
этажей;
теплозащиту);
– строительство 2-3
заливка керамзитобетона в несъемную
этажных сельских домов или съемную опалубку;
(индивидуальные и
типовые проекты для
 керамзитобетонные панели.
села, например,
молодых специалистов;
для военных);
 Обеспечивает возможность
использования самой
совершенной технологии
быстрого возведения, типа
«PREFAB» - из элементов
повышенной заводской
готовности.
 Обеспечивает несущие и
ограждающие конструкции при
малоэтажном строительстве;
тепло-и звукоизолирующие
засыпки для подвалов,
чердаков, для устройства
«Европолов».
 Быстрота возведения;
возможность использования
элементов повышенной
заводской готовности и
типовых проектов.
Блоки из ячеистого бетона
 Пониженная прочность,
большие потери при
транспортировании и
строительно-монтажных
работах.
 Высокая технологическая
и эксплуатационная
влажность, что снижает
теплозащитные свойства.
Деревянные конструкции
 Пожароопасность.
 Отсутствие
строительного леса в
большинстве регионов
страны.
 Высокая стоимость.
 Высокая экологичность и
пожаробезопасность.
 Крупнопористый
керамзитобетон дает
возможность экономии цемента
(тратится только на обмазку
зерен керамзита без заполнении
7
Тепло- и
звукоизолирующие
засыпки
- Для подвалов,
чердаков, межэтажных
перекрытий, для
устройства основы для
наливных полов,
«Европолы».
Легкий и особо легкий керамзит
(плотность 300-400, 100-300 кг/м3).
Мелкофракционный керамзит фр. 1,5-5
мм для наличных полов.
 Экологичность
(отсутствуют вредные
выделения в процессе
эксплуатации и при пожаре).
 Биостойкость
(неподвержены гниению,
плесени, грибка).
 Огнестойкость и
пожаробезопасность (не
возгорается и не поддерживает
горение).
 Долговечность.
Полимерная
теплоизоляция
 подвержена деструкции
(от действия света, влаги,
кислорода воздуха, смены
температур) с выделением
вредных веществ,опасных
для человека;
 имеет повышенную
пожароопасность (легко
возгорается и быстро сгорает
с выделением токсичных
газов)
Деревянные изделия
 Подвержены гниению
 Пожароопасны
8
Конструктивные и технологические преимущества сборно-монолитного каркаса из
модифицированного конструкционного керамзитобетона, изготовляемого на
высокопрочном керамзитовом гравии и ограждающих конструкций из
энергоэффективных керамзитобетонных блоков и панелей обеспечивают высокую
сейсмоустойчивость зданий, уменьшение массы зданий до 35%, снижение расхода
стальной арматуры до 20%. Комплексное использование легких керамзитобетонных
изделий и конструкций в жилищном строительстве дает большой технико-экономический
эффект – снижение стоимости строительства 1 м2 жилья до 20%. В таблице N2
представлен сравнительный анализ стоимости 1 м2 наружной стены.
Керамзит и керамзитобетон также могут широко применяться в сельском хозяйстве и при
строительстве сельскохозяйственных предприятий – коровников, свинарников, птичников
с теплыми полами, и керамдор в дорожном строительстве в мостостроении, при
строительстве гидротехнических сооружений и аэродромов.
Чрезвычайно важно в жилищном строительстве использовать строительные материалы и
изделия с гарантированной, подтвержденной многолетними исследованиями и практикой
применения экологической, химической, биологической и пожарной безопасности. При
этом главным и приоритетным должно быть защита жизни и здоровья человека от
неблагоприятных воздействий среды, включая создание необходимых условий для
жизнедеятельности и обеспечения безопасности людей в процессе строительства,
эксплуатации и ликвидации зданий и сооружений.
Более чем полувековой опыт эксплуатации зданий из керамзитобетона в нашей стране (в
США и Канаде он превышает 70-75 лет) подтвердил их долговечность, экологическую
безопасность, а повышенная эксплуатационная надежность обусловлена сохранением
исходных теплозащитных свойств керамзитобетона на всем протяжении эксплуатации
зданий.
Остается отметить, что в нашей стране производство керамзитобетона представлено
такими серьезными производителями как: Новочебоксарский «Индустриально-
строительный комбинат», рязанский керамзитовый завод ЗАО «Керамзит»,
Краснодарский ЗАО «ОБД» один из самых крупных керамзитовых заводов в
Самарской области ОАО «Керамзит», «Завод керамзитового гравия» в г.
Октябрьске (Самарская обл.) и многие другие.
Разработки, выполненные ЗАО «НИИКерамзит» в последние годы открывают более
широкие перспективы развития производства искусственных заполнителей и
эффективного использования технологических линий керамзитовых предприятий.
Отечественные материалы - керамзит и строительные изделия на его основе являются
серьезным фактором для успешного решения жилищной программы в нашей стране.
Кандидат технических наук, генеральный
директор ЗАО «НИИКерамзит»,
председатель Совета НО «Союз производителей
керамзита и керамзитобетона»
В.М. ГОРИН;
директор ЗАО «НИИКерамзит» С.А. Токарева;
кандидат технических наук М.К. КАБАНОВА;
ведущий конструктор ЗАО «НИИКерамзит» П.П. УВАРОВ
9
Таблица 2
Сравнительный анализ стоимости 1 м2 наружной стены
(сентябрь 2010 г.)
№
п/п
1
2
Силикатный
кирпич с фасадной
системой ЛАЭС-П
3
Керамический
кирпич с фасадной
системой ЛАЭС-П
4
Ячеистые блоки с
фасадной системой
ЛАЭС-П
5
2,1
2,1
2,1
2,1
Керамзитобетонные
блоки марки Д 600
6
1
Сопротивление теплопередаче (по СНиП 23-022003 для Самарской области), м2С/Вт
2
Коэффициент теплопроводности, Вт/ мС
Кирпич – 0,76
пенополистирол –
0,04
Кирпич – 0,7
пенополистирол – 0,04
Блоки – 0,27
пенополистирол – 0,04
блоки – 0,16
3
Толщина стены и утеплителя, мм
Кирпич – 380
утеплитель – 100
Кирпич – 380
утеплитель – 100
блоки – 400
утеплитель – 50
блоки – 420
4
Размеры 1 шт. изделия, мм
88 х 125 х 250 (111
шт. в 1 м2 стены)
65 х 125 х 250 (118 шт.
в 1 м2 стены)
600 х 400 х 250 (6,6
шт. в 1 м2 стены)
400 х 200 х 200 (25 шт.
в 1 м2 стены)
5
Стоимость 1 шт. изделия, руб.
8,70
10,60
168,70
35,70
6
Кирпич – 965,70
Стоимость 1 м2 стены из основного материала, руб. раствор кладочный –
243,00
Кирпич – 1250,80
раствор кладочный –
270,00
Блоки – 1113,40
раствор кладочный –
64,80
Блоки – 892,50 раствор
кладочный – 108,00
7
Стоимость устройства 1 м2 фасадной системы
ЛАЭС-П, руб.
800,00
800,00
800,00
245,00 (штукатурка) +
162,00 (ЛАЭС-П)
8
Стоимость 1 м2 наружной стены с фасадным
покрытием, руб.
2008,70
2320,80
1978,20
1407,50
9
Преимущества наружной стены из
керамзитобетонных блоков – снижение
стоимости 1 м2стены, руб. %
601,20
42,7
913,30
64,8
570,70
40,5
-
1
0
Альтернативные варианты строительных материалов и их недостатки
Многослойные ограждающие конструкции с полимерной теплоизоляцией
 Недостаточная долговечность, деструкция полимеров – выделение продуктов распада
(пониженная экологичность).
 Низкая огнестойкость – быстрое возгорание с выделением большого количества
токсичных газов.
Блоки из ячеистого бетона
 Пониженная прочность, большие потери при транспортировании и строительномонтажных работах.
 Высокая технологическая и эксплуатационная влажность, что снижает теплозащитные
свойства, усадка.
Прочный тяжелый бетон на гранитном природном щебне
 Повышенная теплопроводность – снижение теплозащиты здания из-за мостиков
холода
 Высокая масса конструкций, что требует повышенной материалоемкости
фундаментов, значительно удорожает строительство, ограничивает рост этажности.
 Повышенные транспортные и монтажные расходы.
 Дефицит качественного природного щебня в большинстве регионов страны; дальние
перевозки; высокая стоимость.
Блоки из ячеистого бетона
 Пониженная прочность, большие потери при транспортировании и строительномонтажных работах.
 Высокая технологическая и эксплуатационная влажность, что снижает теплозащитные
свойства.
Деревянные конструкции
 Пожароопасность.
 Отсутствие строительного леса в большинстве регионов страны.
 Высокая стоимость. Полимерная теплоизоляция
 подвержена деструкции (от действия света, влаги, кислорода воздуха, смены
температур) с выделением вредных веществ,опасных для человека;
 имеет повышенную пожароопасность (легко возгорается и быстро сгорает с
выделением токсичных газов)
Деревянные изделия
 Подвержены гниению
 Пожароопасны

1
1