Автоклавный газобетон: производство и применение¶

Автоклавный газобетон — это разновидность ячеистого бетона (газобетона), получаемая путём автоклавной обработки (твердения под давлением насыщенного водяного пара при повышенной температуре). Материал относится к классу лёгких конструкционно-теплоизоляционных бетонов, сочетающих несущую способность с низкой теплопроводностью.

Материал производится из смеси кремнезёмистого компонента (кварцевый песок, зола-унос), вяжущего (известь, портландцемент), воды и газообразователя (обычно алюминиевая пудра или паста). В отличие от неавтоклавного газобетона, который твердеет в естественных условиях, автоклавный газобетон проходит обработку в герметичных сосудах — автоклавах — при температуре 174–200 °C и давлении 0,8–1,3 МПа. В этих условиях происходит гидротермальный синтез, в результате которого образуется минерал тоберморит, обеспечивающий высокую прочность и стабильность структуры.

¶История

Технология автоклавного твердения ячеистых бетонов была разработана в начале XX века. В 1914 году шведский архитектор и изобретатель Аксель Эриксон получил патент на производство газобетона с использованием алюминиевой пудры. Однако промышленное внедрение связано с именем Юхана Алекссона, который в 1920-х годах основал компанию Ytong. В 1930-х годах в Швеции была разработана технология фирмы Siporex, предполагавшая автоклавную обработку изделий. В СССР первые заводы по производству автоклавного газобетона появились в конце 1950-х годов, что позволило решить проблему массового индустриального домостроения.

¶Производство

¶Сырьевые компоненты

Основными компонентами смеси являются:

• Кремнезёмистый компонент — кварцевый песок (до 60–70 % массы сухих компонентов) или зола-унос ТЭС;
• Вяжущее — известь (негашёная) и портландцемент в соотношении, определяемом требуемой маркой по прочности;
• Вода — техническая, с температурой, обеспечивающей заданную температуру смеси;
• Газообразователь — алюминиевая пудра (ПАП-1, ПАП-2) или паста, вступающие в щелочную реакцию с выделением водорода;
• Добавки — регуляторы сроков схватывания, пластификаторы, поверхностно-активные вещества.

¶Технологическая схема

Производственный цикл включает следующие этапы:

1. Подготовка сырья — песок размалывается в шаровой мельнице до удельной поверхности 200–300 м²/кг; известь дробится и домалывается.
2. Дозирование и смешивание — компоненты дозируются по массе, подаются в смеситель, куда добавляется водная суспензия алюминиевой пудры.
3. Заливка в формы — смесь заливается в металлические формы, заполненные на 70–80 % объёма, так как при газовыделении масса вспучивается.
4. Предварительное твердение — формы выдерживаются в камере при температуре 40–60 °C до достижения пластической прочности (обычно 2–4 часа).
5. Резка массива — затвердевший массив режется струнами на блоки, плиты, перемычки и другие изделия заданных размеров.
6. Автоклавная обработка — изделия помещаются в автоклав, где выдерживаются по циклу: подъём давления (2–3 часа), изотермическая выдержка (6–12 часов), сброс давления (2–3 часа).
7. Складирование и упаковка — готовые изделия пакетируются на поддонах и упаковываются в термоусадочную плёнку.

¶Оборудование

Ключевым оборудованием являются автоклавы — горизонтальные цилиндрические сосуды диаметром 2–3,6 м и длиной до 40 м, рассчитанные на давление до 1,6 МПа. Современные заводы используют поточные линии с автоматическим управлением процессами дозирования, резки и автоклавирования. Производительность крупного завода достигает 500–800 тыс. м³ изделий в год.

¶Свойства и классификация

Автоклавный газобетон характеризуется следующими показателями:

• Средняя плотность — 300–700 кг/м³ (марки D300–D700);
• Класс прочности на сжатие — от B1,5 до B5,0;
• Теплопроводность — 0,08–0,15 Вт/(м·К) в сухом состоянии;
• Морозостойкость — F25–F100;
• Паропроницаемость — 0,15–0,25 мг/(м·ч·Па).

По назначению изделия делятся на теплоизоляционные (плотность до 400 кг/м³), конструкционно-теплоизоляционные (400–600 кг/м³) и конструкционные (свыше 600 кг/м³). По форме выпуска — стеновые блоки (в том числе пазогребневые), армированные плиты перекрытий и покрытий, перегородочные плиты, U-образные лотки для перемычек и армопоясов.

¶Применение

Основная область применения — малоэтажное и многоэтажное (до 5–7 этажей) жилищное, гражданское и промышленное строительство. Из газобетонных блоков возводят несущие и самонесущие стены, перегородки, а также применяют их в качестве заполнения каркасных зданий. Армированные плиты используются для устройства перекрытий и кровель в зданиях с кирпичными и монолитными несущими конструкциями.

В России автоклавный газобетон является одним из самых распространённых стеновых материалов: по данным Ассоциации производителей газобетона, его доля в объёме вводимого жилья превышает 60 % в сегменте малоэтажного строительства. Крупнейшие производители — «Аэрок», «Бонолит», «Липецкий комбинат силикатных изделий», «Кселла-Аэроблок-Центр».

¶Преимущества и ограничения

К достоинствам материала относят: точные геометрические размеры (отклонения ±1–2 мм), позволяющие вести кладку на тонкошовный клей; высокую огнестойкость (негорючий материал, класс НГ); биостойкость; экологичность (на основе природных компонентов). К недостаткам — хрупкость при точечных нагрузках, необходимость защиты от увлажнения (высокое водопоглощение до 25 % по массе), ограниченную несущую способность, потребность в дополнительном креплении фасадных систем и навесного оборудования.

¶Источники

• ГОСТ 31359-2007 «Бетоны ячеистые автоклавного твердения. Технические условия».
• ГОСТ 31360-2007 «Изделия стеновые неармированные из ячеистого бетона автоклавного твердения».
• Сахибов М. А., Хозин В. Г. «Автоклавные ячеистые бетоны». — М.: Стройиздат, 1987.
• Баженов Ю. М. «Технология бетона». — М.: Издательство АСВ, 2002.
• Материалы Ассоциации производителей газобетона (Россия).