Возрождение керамзита: давно известный материал все шире применяется в современном строительстве

История продолжается

Председатель Совета НО «СПКиК» Владимир Горин напомнил участникам конференции, что промышленное производство керамзита началось в 60-е годы прошлого века. Тогда практически во всех областях страны стали работать керамзитовые заводы в единой связке с заводами железобетонных изделий и домостроительными комбинатами, а в 1961 году в городе Куйбышеве (ныне Самара) был создан специализированный институт по керамзиту — НИИКерамзит. В 1989 году керамзит выпускали уже 354 завода, его производство достигло 39,3 млн. кубических метров. Объем введенного жилья в 1988 году составил 76 млн квадратных метров, из которых 80% приходилось на крупнопанельное домостроение с применением керамзита и керамзитобетона. В 1990-е годы выпуск керамзита и керамзитобетона и их использование резко сократились, но сейчас они вновь востребованы. Время показало, что производство керамзита и изделий из него — это наиболее технико-экономически выгодное направление для ускоренного возведения социально доступного, пожаро- и экологически безопасного, комфортного и долговечного жилья.

В условиях развернувшегося в стране широкомасштабного строительства производители керамзитобетона вновь оказались, что называется, «на коне». Об этом убедительно свидетельствует доклад о применении керамзитобетона М300-400 для фундаментов и перекрытий, который представили на конференции генеральный директор ООО «Винзилинский завод керамзитового гравия» (ООО «ВЗКГ») Риволь Саммасов и его заместитель по науке и развитию Юлия Панченко. Их предприятие с более чем 40-летней историей, являющееся одним из ведущих представителей строительной индустрии Тюменского региона, сейчас стремительно набирает обороты. Если в начале 2000-х годов завод выпускал три наименования продукции, то теперь линейка его продуктов превысила 350 позиций.

Руководители завода считают, что отношение к керамзитобетону как к исключительно теплоизоляционному или конструкционно-теплоизоляционному материалу устарело, а изготовление из него несущих конструкций может быть даже более актуальным и целесообразным. Сравнивая свойства керамзитобетона и тяжелого бетона одинаковой марки по прочности, докладчики отметили очевидные преимущества керамзитобетона. Среди них — меньшие вес конструкций и теплопроводность, более высокие морозостойкость и долговечность, лучшие звукоизоляционные свойства. Это позволило спикерам сделать вывод о том, что именно в таких конструкциях, как фундаменты и плиты перекрытия, наиболее полно реализуются положительные качества керамзитобетона. Они сообщили, что на основе выпускаемого ООО «ВЗКГ» керамзитового гравия во Всероссийском научно-исследовательском институте гидротехники имени Б. Е. Веденеева был разработан состав высокоподвижного керамзитобетона марки по плотности D1900 и марки по прочности М700, применявшийся при производстве платформ гравитационного типа для проекта «Арктик СПГ-2». Поскольку для фундаментов и плит перекрытия не требуется такая высокая прочность, а оптимальная плотность лежит в пределах от 1 600 до 1 800 кг/куб. м, предприятие рекомендует применять для изготовления фундаментов и плит перекрытия предназначенный для подачи бетононасосами товарный керамзитобетон с плотностью 1 700 кг/куб. м и прочностью М300-М400.

К новым высотам

Перспективным является и применение керамзитового гравия в составах керамзитобетона для строительства высотных зданий, о котором рассказал заместитель заведующего лабораторией легких и ячеистых бетонов и конструкций НИИЖБ имени А. А. Гвоздева АО «НИЦ «Строительство», кандидат технических наук Валерий Строцкий. По его словам, в конструктив административно-управленческого 25-этажного здания Gazoil Plaza высотой 96 м на улице Наметкина в Москве было уложено 13 тыс. кубометров керамзитобетона. Так вот, нагрузка от здания на основание составила 23,4 тыс. тонн, тогда как если бы здание строилось из тяжелого бетона, то этот показатель был бы в 1,4 раза больше — 32,5 тыс. тонн.

Валерий Строцкий рассказал также о выводах, сделанных по результатам расчета конструктивной системы 30-этажного жилого дома башенного типа в Воронеже с различными характеристиками материалов — для тяжелых и легких бетонов, с определением и сравнением значений основных расчетных параметров и внутренних усилий в отдельных элементах. При этом в качестве исходных данных были представлены значения начального модуля упругости легкого бетона (керамзитобетона) для плотностей D1200-D2000, полученные по результатам испытаний опытных образцов. Оказалось, что вследствие снижения плотности бетона для здания из легкого бетона среднее значение осадки на 16% меньше, чем для здания из тяжелого бетона. Отмечалось также, что прогибы плит перекрытий из легких бетонов не превышают предельно допустимые значения и при переходе к конструктивной системе из легкого бетона заметно уменьшаются внутренние усилия в конструктивных элементах, особенно в фундаментной плите — около 27%. Также была отмечена экономия в легкобетонном варианте арматуры в фундаментной плите, составившая 29%, в плитах междуэтажных перекрытий — около 10%, на отдельных участках стен нижних надземных и подземных этажей — до 46%.

Горизонты науки

Новые перспективы в производстве и применении керамзитобетона открываются в связи с очередными достижениями ученых. Как отметил Владимир Горин, в 2023 году НИИКерамзит совместно с Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона (НИИЖБ) имени А. А. Гвоздева, входящим в качестве структурного подразделения в АО «НИЦ «Строительство», подготовили ГОСТ 32488-2023 «Панели стеновые наружные железобетонные из керамзитобетона для жилых и общественных зданий. Технические условия». По словам ученого, этот стандарт объединил все последние научные разработки и распространяется на однослойные, двухслойные и трехслойные панели из керамзитобетона плотной, поризованной и крупнопористой структур. Панели могут быть несущие, самонесущие и ненесущие, то есть, как говорится, на все случаи жизни. И, что очень важно, они высокоэффективные, без применения так называемых эффективных утеплителей.

Практическое применение найдут также исследования, направленные на моделирование технологического процесса охлаждения керамзита и разработку системы технического обслуживания и ремонта оборудования линии по производству керамзита, о которых рассказали сотрудники кафедры «Механизация, автоматизация и энергоснабжение строительства» Самарского государственного технического университета (СамГТУ), возглавляемой кандидатом технических наук Константином Галицковым. В настоящее время оборудование на большинстве отечественных предприятий по производству керамзита не оснащено современными средствами и устройствами автоматики, из-за чего управление процессом обжига во вращающихся печах осуществляется операторами вручную, что может привести к сбоям в технологическом процессе и появлению брака. Поэтому сотрудники кафедры решили создать автоматизированные рабочие места технолога производства керамзита, оператора-обжигальщика вращающейся печи обжига керамзита, информационно-измерительную систему технологических параметров процесса его производства, системы автоматического управления технологическим процессом производства керамзита с заданным значением прочности или плотности, а также выполнить аналитическое конструирование печи, ориентированное на автоматизацию технологического процесса обжига. Исследователи представили эскизный проект, целью которого является разработка и создание систем автоматического управления обжигом керамзита заданной прочности или плотности.

Кстати:

Технико-экономическая эффективность керамзитобетона обусловлена следующими показателями: уменьшение массы строительных элементов и всего здания по сравнению с конструкциями из тяжелого бетона и кирпича в 1,5 раза, что дает существенную экономию на фундаментах и повышение этажности застройки уменьшение трудоемкости и стоимости монтажных работ, а также транспортных расходов в 1,5 раза снижение общей стоимости здания до 30% сокращение сроков строительства в 1,5-2 раза