Всё о пенобетоне

Пенобетон, о котором сейчас принято говорить как о новом строительном материале, на самом деле ведет свою историю еще с 30-х годов ХХ века. Советский ученый, строитель-экспериментатор Брюшков добавил в цементный раствор растение под названием «мыльный корень», произрастающее в Средней Азии. Способное образовывать пену, это растение положило начало производству пенобетонов. Однако, прошли десятилетия, прежде чем пенобетоном вновь занялись ученые и строители. С какими только химическими добавками не смешивали цемент для получения ячеистого бетона! Но по-настоящему революционным открытием в этой сфере стало производство пенобетонов на основе протеиновых составляющих. Впервые пеноконцентрат на экологически чистой основе был разработан в Германии Г.Кесслером в 1975 году.

Из интервью с г-ном Г.Кесслером: «Мое изобретение включает в себя специальные добавки, особый химический состав, специальное оборудование…»

Практически сразу новая технология производства заинтересовала страны с различными климатическими условиями. Например, одна швейцарская фирма так активно начала продвигать технологию нового пенобетона, что сейчас за ее плечами опыт строительства из него не только в Европе, но и в Азии, Африке, Америке.

Из интервью с г-ном В.Хеерди, инженером-строителем из Швейцарии: «Во многих развитых странах мы построили большое количество прочного и дешевого жилья. Хотелось бы отметить, что этот материал по своим теплоизоляционным свойствам подходит для всех климатических зон. В суровом климате сохраняет тепло, в жарком – прохладу. Это очень легкий материал и очень экономичный, из 1 литра пеноконцентрата получается 1 кубометр бетона».

При разработке пеноконцентрата очень важным показателем является устойчивость полученной пены. Ведь невысокая стойкость усложняет процесс производства пенобетона. Разработка качественных пеноконцентратов велась в России не один год. Так, исследуя и опробуя пенообразователи отечественного и зарубежного производства, предприятие «Анкор-Челябинск» (чьим торговым представителем является фирма «Анкор-Екатеринбург») разработало собственную рецептуру сверхустойчивого пенообразователя «Биопор» и наладило его промышленный выпуск. Пенообразователь «Биопор» превзошел по своим показателям немецкую пену, сохраняя стойкость в растворе 10-12 часов.

Из интервью с г-ном Евлашиным А.В., НПО «СтандартБетонРесурс», г.Екатеринбург: «Мы опробовали на своем предприятии многие пенообразователи и пришли к выводу, что лучший результат дает «Биопор». Кроме того, нас устраивает цена и то, что можно приобретать «Биопор» здесь в городе у фирмы «Пенобетонные технологии. Анкор-Екатеринбург».

Пенобетон на протеиновой основе имеет широкий диапазон плотностей (от 150 до 1800 кг/куб.м), что позволяет использовать его для различных целей – от конструкционных до теплоизоляционных. Путем изменения дозировки цемента, воды и пены можно получить сверхлегкий утеплитель объемным весом 150кг/куб.м, при плотности 300-400 кг/куб.м этот материал используют для утепления крыш и полов. Изготовление пеноблоков, балконных ограждений, заборов возможно при плотности от 700 до 1000 кг/куб.м. Еще большая плотность 1200-1400 кг/куб.м позволяет производить армированные и неармированные стеновые панели, перегородки, перекрытия. Фундаментные блоки имеют объемный вес 1800 кг/куб.м.

Уникальными являются высокие теплоизолирующие свойства пенобетона «Биопор», которые обусловлены равномерностью распределения пор одинакового размера по всему массиву, а также паропроницаемость, такая же, как у дерева. Это одно из полезнейших свойств Биопорбетона. Когда стены «дышат», они всасывают из помещения отработанный воздух, возвращая назад тепло. В таком доме человек чувствует себя комфортно.

Между прочим, учеными доказано, что если содержимое воздуха хотя бы на 5% отличается от нормы, поведение человека становится неадекватным (появляется раздражительность, плохая работоспособность, бессоница и т.п.)

Почти 100%-ная закрытость пор обеспечивает пенобетону экстремально низкое водопоглощение. Еще очень важна экологическая чистота пеноконцентрата «Биопор» (он имеет органическое происхождение, химически нейтрален в отличие от синтетических пенообразователей, в которые для устойчивости пены добавляют хлориды). Пенобетон негорюч, ведь в его составе только цемент, песок и вода. Помимо этих качеств, пенобетон «Биопор» сохраняет в полном объеме все другие свойства легких и ячеистых бетонов (газобетон, керамзитобетон, пенополистиролбетон и т.п.): уже упомянутая плотность от 150 до 1800кг/куб.м; прочность при сжатии – от 1 до 280 кг/кв.см; усадка при высыхании – не превышает 2,5 мм/м. Как и другие виды легких бетонов, пенобетон прекрасно пилится, обладает хорошей гвоздимостью, из него может быть выполнена кладка «на клею», что резко улучшает теплозащитные свойства ограждающих конструкций. Он может быть использован как в монолитном, так и в сборном вариантах.

Вновь возникший интерес к пенобетону вполне объясним. Несколько лет назад согласно постановлению Министерства строительства РФ были проведены исследования по теплосбережению в жилых домах, т.к. особенно остро встал вопрос об экономии топливно-энергетических ресурсов. К всеобщему удивлению выяснилось, что традиционные строительные материалы (кирпич, тяжелый бетон) обладают весьма низким уровнем теплозащиты, именно поэтому в нашей стране на отопление тратится как минимум в 3 раза больше денег, чем в развитых странах. Попытка осуществить энергосбережение путем увеличения толщины ограждающих конструкций из традиционных материалов сделало строительство дороже более, чем в 2 раза. Затем появился Указ Президента РФ «О разработке федеральной целевой программы «Свой дом». В этой программе предусматривалось развитие производства новых видов строительных материалов, которые бы позволили снизить себестоимость строительства.

Из интервью с г-ном Г.Кесслером: «Новая технология как нельзя лучше подходит для стран, только развивающих свою промышленность, или желающих вывести ее на качественно новый уровень».

Именно тогда снова заговорили о пенобетоне. Было решено увеличить выпуск ячеистых бетонов и создать технологические установки для их изготовления. Тщательный анализ и ряд испытаний показали, что для одинакового сохранения тепла в помещении кирпичная стена должна быть в 5 (!!!) раз толще пенобетонной. Последняя может иметь толщину всего 30 см, тогда, соответственно, кирпичная – 150 см!

Для справки: В России через стены жилых помещений в среднем теряется до 45% тепла, через оконные и дверные проемы – 33%, через чердаки и полы – 22% тепловой энергии.

Чтобы избежать чрезмерной толщины кирпичных стен, строители делают в них тепло- и звукоизоляционные прослойки из минеральной ваты или пенополистирольных плит. Однако, минеральная вата легко впитывает влагу, со временем оседает и разрушается. Полимерные утеплители (фенолформальдегидный пенопласт, пеноизол, пенополистирол) кроме высокого водопоглощения, обладают способностью выделять в атмосферу вредные вещества, к тому же пожароопасны.

Все намного проще, если строить дома из пенобетона. Уникальная возможность получать из одних и тех же исходных материалов пенобетон различной плотности (при изменении дозировки компонентов), который будет выполнять соответственно различные функции, многократно упрощает и удешевляет строительство.

Из интервью с г-ном Калининым Н.Н., заказчиком: «Большая номенклатура, полученная из одних и тех же компонентов путем различной дозировки, отсутствие необходимости в приобретении и доставке на стройплощадку самых разных стройматериалов, вполне устраивает меня как заказчика. Мне легче контролировать процесс строительства, расход денежных средств».

Так, академиком Гусевым разработан проект энергоэффективного жилого дома, в котором сочетаются легкий и тяжелый пенобетон. Теплоизоляция фундаментов и пола первого этажа осуществляется таким образом, чтобы использовать внутреннее тепло Земли. Из легких пеноблоков выполняется вентилируемый фасад, звукоизоляционные свойства материала (60 дБ) хорошо защищают от шумов улицы и соседей. При массовом строительстве таких домов легко решились бы все вопросы энергосбережения.

Строительство, являясь одной из непрерывно развивающихся отраслей, тем не менее остро ощутило на себе сложности последних десяти лет в жизни страны. Общий объем строительства в Свердловской области упал с 2 млн.363 тыс.кв.м в 1987 году до 630 тыс.кв.м в 2000 г. Ежегодный рост строительства в нашей области составляет всего 4-5%. Мы шагнули в ХХI век, а жилищная проблема по-прежнему не решена. На сегодняшний день государство не в силах кардинально изменить ситуацию. Следовательно, необходимо включение всех слоев и групп населения, предприятий и финансовых структур в развитие жилищного строительства. При этом определяющим становится индивидуальное малоэтажное строительство. Его рост наметился еще в начале 90-х годов: с 46 тыс.кв.м (3% от общего объема) до 238 тыс.кв.м (37%).

Из интервью с г-ном А.Захаровым, заместителем главного архитектора г.Екатеринбурга: «Следует как можно скорее преодолеть психологический барьер, т.е. отказаться от принципа максимальной концентрации населения на ограниченных территориях».

Но на современном этапе развивать это направление без применения новых строительных технологий и материалов невозможно. Правительство Свердловской области, в также Министерство строительства и архитектуры относятся с пониманием к необходимости внедрения в жизнь новых технологий. Так, в 2002 году технология производства пенобетона «Биопор» была одобрена в качестве энергосберегающего материала, к тому же обладающего еще целым спектром полезных свойств.

По словам Данилова Н.И., заведующего секретариатом губернатора Свердловской области и заведующего кафедрой «Энергосбережение» УГТУ-УПИ, наша область нуждается в строительстве большого количества школ, в т.ч. малокомплектных. Пенобетон на протеиновой основе, будучи хорошим теплоизолятором, экологически чистый и негорючий, как нельзя лучше подходит для строительства таких объектов.

Интерес к пенобетону со стороны Минстроя Свердловской области выразился в приглашении к регулярному участию фирмы «Пенобетонные технологии. Анкор-Екатеринбург» в заседаниях научно-технического Совета по тематике «Новое производство пенобетонов неавтоклавным способом». Оказывает фирме необходимую поддержку и отдел научно-технического развития и новых технологий Министерства строительства и архитектуры.

Из интервью с Деминым И.И., начальником отдела новых технологий: «Недостаточно быстрое продвижение новых технологий связано со слабой информированностью о них и проектировщиков, и заказчиков».

Очень важным является доведение до сведения всех, кто на различных этапах имеет отношение к строительству, информации о том, что есть новые технологии и материалы, хорошо показавшие себя в мировом строительстве, но до сих пор не применяемые в России в полном объеме. Для устранения этой проблемы при содействии г-на Данилова Н.И., заведующего кафедрой «Энергосбережение» УГТУ-УПИ, на базе института повышения квалификации при строительном факультете, фирма «Пенобетонные технологии.Анкор-Екатеринбург» проводит еженедельные лекции с выездом на демонстрационную площадку, где слушатели могут наблюдать процесс производства пенобетона «Биопор».

По словам А.Бедрина, директора фирмы «Пенобетонные технологии. Анкор-Екатеринбург», на курсах повышения квалификации, представляя технологию получения пенобетона профессиональным строителям, не раз приходилось слышать, что такой материал давно ищут. Современные требования к проектам могут удовлетворить материалы нового поколения, однако, проектировщики часто не знают, где их взять.

Работа с новыми материалами требует хорошей подготовки кадров, формирования особой культуры производства. Лучше всего, если этому учить молодежь, выбравшую строительную специальность. С этой целью началось сотрудничество фирмы «Пенобетонные технологии. Анкор-Екатеринбург» с колледжем транспортного строительства. Директор колледжа А.А.Молодцов с энтузиазмом принял возможность обучения своих студентов новой специальности, ведь применение пенобетонных технологий – перспективное направление современного строительства, нуждающееся в молодых, хорошо подготовленных кадрах.

По словам А.Молодцова, директора колледжа, прошедшие обучение по курсу «Производство пенобетона «Биопор», получат соответствующие сертификаты, а фирма «Пенобетонные технологии. Анкор-Екатеринбург» будет принимать студентов для прохождения производственной практики.

Пенобетон в качестве строительного материала активно используется во многих странах мира уже более 25 лет. Хоть и с отставанием от Запада, но, тем не менее, в последние 9-10 лет пенобетон начал внедряться в строительную индустрию в России и СНГ. Так, например, в Кустанайской области в Казахстане разработана собственная технология строительства из пенобетона на протеиновой основе. В Оренбурге уже четыре года успешно ведется коттеджное строительство из пенобетона. Там используется монолитный метод с дополнительной обкладкой легкими теплоизолирующими блоками из пенобетона. Предприятие «Анкор-Челябинск» за годы своей деятельности выполнило огромный объем работ по изготовлению кровель с применением пенобетона. Это кровля промышленных цехов автозавода в Елабуге (7 тыс.кв.м); ремонт кровель электростанций г.Челябинска: ЧГРЭС, ТЭЦ-1, ТЭЦ-3 (30 тыс.кв.м), ремонт кровель цехов Челябинского трубопрокатного завода (около 150 тыс.кв.м), а также ремонт и изготовление кровель зданий многих предприятий и учреждений социально-бытового и культурного назначения, и жилых домов Челябинска и области. Успешно функционируют технологические линии по выпуску пенобетона в Екатеринбурге, Нижнем Тагиле, Тольятти, Березниках, Нижневартовске и др.

Коммунальные реформы, постоянный рост цен на энергоресурсы, ужесточение норм теплозащиты жилых зданий, ухудшение экологии постоянных мест проживания основного населения страны, настоятельно требуют пересмотра концепции жилого дома. Технология применения пенобетона «Биопор» позволяет осовременить традиционный подход к строительству жилья, с ее помощью можно решить целый спектр экономических, экологических и социальных проблем.
Экономика:

— для получения пенобетона, равного по свойствам керамзиту, тратится в 781 раз меньше электроэнергии

— транспортные расходы сокращаются в 1000 раз (4 вагона керамзита можно заменить 1 бочкой пеноконцентрата для производства равного количества стройматериала, соответственно, 1 КАМАЗ, груженый 8 тоннами пеноконцентрата, заменяет 160 вагонов керамзита)

— 1 завод по производству пеноконцентрата может заменить 15 заводов по производству керамзита

— пенобетон обладает высокими теплоизоляционными свойствами, что крайне важно для энергосбережения

— пенобетон «Биопор» не требует автоклавирования

— для его производства не требуется щебень, гравий, керамзит

— используется природный, а не молотый песок

— экономится арматура, так как фасады, внутренние стены, полы и другие, не несущие нагрузок, элементы здания рекомендуется производить из биопорбетона, что на 25-30% снижает статическую нагрузку на конструкцию и, соответственно, расход стали

— химическая нейтральность пеноконцентрата избавляет от затрат на антикоррозионное покрытие необходимой для несущих конструкций арматуры

— для изготовления 1 куб.м стенового материала требуется всего лишь 0,5-1,5 кг пеноконцентрата

— цена 1 кг пеноконцентрата ниже цены 1 куб.м керамзита в 3-10 раз, в зависимости от региона применения

— плотность пенобетонной смеси легко задается в диапазоне от 400 до 1800 кг/куб.м изменением количества добавляемой пены, в том числе и прямо на стройплощадке (у обычных стройматериалов сложно или невозможно изменить характеристики и поэтому, как правило, недоиспользуется марочная прочность при возведении малоэтажных домов – эффект скрытого удорожания строения

— высокая подвижность смеси (более 60 см) позволяет заливать любые формы, скрытые полости, что дает экономию до 15-20% суммарных затрат при укладке

— не требуется вибрация укладываемой смеси, что дает экономию до 4 кВт/куб.м и существенно увеличивает срок эксплуатации опалубки, позволяет заливать тонкие внутренние перегородки (50 мм) в вертикальную опалубку

— при использовании качественной опалубки получается лицевая поверхность, не требующая дополнительной обработки, что уменьшает затраты на последующих отделочных работах на 15-20%

— размеры опалубки не ограничиваются, что намного ускоряет ход строительства, съемная опалубка может использоваться до 100 раз

— производство может быть организовано на любой площадке, необходимы только пенообразователь и пеногенератор

— для приготовления пенобетона могут использоваться обычные смесители принудительного действия, имеющиеся на заводах и стройплощадках, установленные на автобетоносмесителях

— организация выпуска сборных пенобетонных изделий не требует высоких затрат на действующих предприятиях стройиндустрии

— формование мелкоштучных изделий более перспективно с помощью резки больших массивов, для чего используется станок типа пилорамы; отпадает необходимость в металлических формах, изделия имеют точные геометрические размеры, что позволяет производить кладку «на клею»; это повышает дополнительно теплоизоляционные свойства пенобетона

— простота технологического процесса не требует длительной подготовки кадров

— снижается потребность в кранах, могут применяться механизмы с меньшей грузоподъемностью, чем это необходимо для изделий из обычного бетона. Башенные краны требуют менее частого передвижения (или вообще не требуют), так как вылет увеличивается со снижением веса груза

— применение бетононасосов устраняет трудоемкий процесс – распределение бетонной смеси по заливаемой конструкции, в 3-4 раза по сравнению с крановой укладкой снижаются трудозатраты, повышается общий темп строительных работ

* Транспортировка невозможна из-за низкой стойкости пены, разливают только на месте.

Экология

— пенообразователь «Биопор» имеет органическое происхождение, химически нейтрален,
безвреден для здоровья человека

— процесс порообразования происходит чисто механическим путем, без химических реакций

— паропроницаемость, которой обладает пенобетон «Биопор», позволяет стенам «дышать», отфильтровывать из помещения отработанный воздух, что хорошо сказывается на здоровье человека

— теплозащитные свойства пенобетона исключают необходимость использования при строительстве минераловатных или полимерных утеплителей, имеющих не идеальный для здоровья человека состав

— сокращение транспортных расходов означает меньшее влияние продуктов переработки топлива на окружающую среду

Социальное значение

Широкое применение пенобетонной технологии позволяет строить качественное жилье в очень короткие сроки (для сравнения: на строительство одноэтажного дома из традиционных материалов бригаде из 8 человек потребуется как минимум 1 месяц, на постройку дома по пенобетонной технологии той же бригаде из 8 человек потребуется 3-4 дня). Новые технологии требуют инвестирования, государственного и частного. Это возможность стимулирования развития предпринимательства на основе производства, а не только «купли-продажи». Создание новых рабочих мест, обучение молодежи современной специальности также имеют немалое социальное значение.

Но главным, конечно, остается возможность построить для себя хороший дом, ведь недаром говорят: «Дом – это отражение потенции человека».