Газобетон был изобретен в 1889 году Гофманом и впоследствии усовершенствован американцами Дайертом и Аусвортом, шведами Эрикссоном, Эклундом, Форсэном. Это искусственный легкий камень, внутри которого расположены сообщающиеся друг с другом полые ячейки диаметром до 3 мм. Подразделяется на автоклавный (технология предполагает отвердевание в условиях высоких давлений, влажности и температур) и неавтоклавный.
В основе изготовления лежит химическая реакция между газообразователем и сильнощелочным раствором, при которой образуется водород, равномерно насыщающий пузырьками воздуха затвердевающую смесь.
Популярность и применение в строительстве
Газобетонные блоки выпускаются по ГОСТам 31360-2007, 21520 -89 и др. прямоугольной, плиточной, U-образной формы, с паз-гребнями, «карманами». Применяются для создания:
- опалубок несъемных;
- несущих стен и перемычек;
- перекрытий и перегородок;
- теплых полов;
- стропильных элементов;
- шумоизолирующих конструкций;
- скоростного строительства;
- вентиляционных компонентов;
- изготовления малых \ больших архитектурных форм, фигурных колонн.
Технология производства газобетонных блоков
Промышленное производство предполагает получение продукции с максимальной прочностью и пористостью, что подразумевает сложный баланс газовыделения \ газоудержания, соблюдение уровня щелочности среды, температурного режима.
Сырье и материалы для производства
Для получения газобетона составляют смеси из следующих компонентов:
- кварцевый песок 69-71%;
- цемент с долей силиката кальция 0.6 марки 400, 500 и др. по ГОСТу 31108-16, 970 -61;
- пасты, суспензии, реже порошок алюминиевой пудры;
- вода;
- опционально дополнительные присадки: до 20% извести, шлаки, гипс (2%), зола, армирующие волокна.
Основные ГОСТы для цемента, песка: 31108 -2016, 8736 -2014. Для других компонентов газового бетона: 5494-95 для алюминиевых пудр, 23732 – 2011 для воды, 2263-79 для соды каустической.
Процесс смешивания и формования блоков
В процессе производства газобетона, в частности по Сн 277-80, песок просеивается, измельчается, смешивается с иными ингредиентами. Алюминиевая составляющая добавляется последней: она запускает порообразование. Затем полученную массу заливают в формы на 4-5 часов, перемешивают. За этот период выделяется лишний газ и достигается достаточная прочность для резки, формирования пазов. Полученые над формами вспучивания («горбушки») срезают в том числе с применением ручных ножей, что увеличивает трудоемкость производств.
Технологии отверждения и выдержки
Повышенные прочностые харатеристики элементов достигаются посредством автоклава. В нем при давлениях 14 бар и температуре более 180 градусов в бетоне образуется доберморит. Это минерал, сокращающий усадку, повышающий морозостойкость (до 100 циклов) и устойчивость к трещинам. Показатель прочности на выходе автоклавной установки (125-160%) – это конечная прочность продукта.
Неавтоклавные образцы строительного материала (марки D 600 и более) отвердевают естественным образом, газ распределяется неравномерно, набор прочности (предел 100%) продолжается после полного отвердевания. Отличаются серым цветом, более низкой стоимостью, большей: усадкой, теплопроводностью, жаростойкостью. Количество циклов морозостойкости – до 50 единиц.
Особенности газобетонных блоков
В последние годы более 42% участников индивидуального жилищного строительства выбрали газобетонные стройматериалы из-за следующих характеристик:
Легкий вес и прочность материала
К основным достоинствам газобетона относится его легкость, обусловленная невысокой плотностью:
- для конструкционных видов – до 900 кг на куб.м с долей пористого пространства до 38%;
- для теплоизоляционных газосиликатных – до 400 кг\м. куб с возможной долей пор до 92 процентов;
- для конструкционно-изоляционных – 500–700 кг на кубометр.
Стандартный блок газобетона весит около 30 кг и заменяет тот же объем кирпичей весом 1 центнер.
Теплоизоляционные свойства, экологичность, влаго- и огнестойкость
Материал хорошо задерживает шумы и удерживает тепло (экономия на отоплении): теплопроводность 0.12 Вт \м°С. При высокой пожаробезопасности \ огнестойкости – блоки газобетона противостоят пламени дольше кирпичной кладки – конструкции чувствительны к влажности воздуха и постоянному воздействию воды из-за пористости. Так как смесь является синтетической – в ней отсутствует, например гранит с природной радиоактивностью – экологическая безопасность соответствует стандартам.
Применение газобетонных блоков в строительстве
Газобетон используется при возведении стен, перегородок, плит перекрытия, перемычек в частном, промышленном, коммерческом, инфраструктурном строительстве. До 44 процентов загородных домов, возводимых в отдельных областях РФ «газобетонные».
Газовый бетон обладает высокой адгезией к скрепляющим материалам, нетрудоемок в монтаже, долговечен и ремонтопригоден., Материал, благодаря пористой структуре, хорошо пропускает воздух, что создает благоприятный для здоровья проживающих микроклимат. Здания служат долго (по опыту Европы до века) с сохранением прочностных характеристик на протяжении всего периода эксплуатации при надлежащем выполнении стыковочных швов. Некачественные клеевые компоненты — это главная проблема таких зданий.
Ограничения в применении: дома из газобетона не могут иметь этажности больше 3 (не позволяет прочность), нельзя возводить объекты в условиях постоянной высокой влажности (более 65%) из-за потенциального водопоглощения до 40%. Нужна дополнительная облицовка (сорбционность по ГОСТ от 8 до 15%) и жесткий фундамент. Последнее обуславливается невысокой устойчивостью к нагрузкам на изгиб.
Выводы
Газобетонный блок популярен, благодаря невысокой стоимости, легкости обработки (не нужны твердосплавные напайки для резки), экологичности и отсутствию природной радиоактивности (в смеси нет урана, тория). Точные размеры блоков не требуют дополнительной подгонки.
Конструкциям из газобетонных блоков нужен менее основательный фундамент. Они легко собираются, требуют применения меньшего количества рабочей силы и техники, что существенно удешевляет строительные сметы.
Перспективы развития
Исходные компоненты для блоков из газобетона стоят относительно недорого при значительной стоимости применяемого оборудования (мельницы, сита, дозаторы, смесители, рамы, парогенераторы, формы, погрузчики), что создает предпосылки для открытия новых высокорентабельных производств. Блоки производятся практически без отходов, так как срезаемые «горбушки» измельчаются и повторно направляются на переработку, происходит улучшение экологии.
Перспективными направлениями считаются: исследование микроструктуры материала, использование новых вариантов переработанных отходов металлургии, повышение устойчивости к влаге, 3D-печать, создание инновационных волокон для повышения прочностных характеристик блоков газобетона. Потенциал для роста производства – около 65%.
