Газобетон. История и производство.

Автоклавное производство газобетона: как все происходит

С тридцатых годов прошлого века автоклавный газобетон с успехом применяется в строительстве. Над его совершенствованием работали и продолжают работать ученые-исследователи, технологи, строители. Благодаря множеству своих достоинств (прочность, легкость, низкая теплопроводность, экологичность и т.д.), газобетон в нашей стране становится все более и более популярным.

Что же такое автоклавный газобетон? Газобетон – это легкий и прочный камень со множеством сферических пор диаметром около трех миллиметров, полученный искусственным путем с использованием автоклавной технологии.

Первый автоклавный газобетон был разработан и получен в 1929 году шведским инженером Эрикссоном. Технология его производства легла в основу деятельности фирмы Ytong (Итонг). Несколькими годами позже, в 1934 году, финским химиком, профессором Леннартом Форсэном и шведским инженером Иваром Эклундом была создана еще одна технология - Siporex (Сипорекс).

И та, и другая технология используют автоклавное производство, между ними много общего. Различие состоит в том, что технология фирмы Итонг предполагает в качестве вяжущего компонента использование извести, а технология Сипроекс – цемент. Продукцию, полученную в результате первой технологии, называют газосиликат, в результате второй – газобетон.

Возможности сегодняшнего автоклавного оборудования и технологии позволяют в качестве вяжущего использовать как известь, так и цемент. Именно поэтому появился и все чаще и чаще употребляется термин «автоклавный газобетон». Что, судя по всему, вполне оправдано.

Как же выглядит процесс производства автоклавного газобетона? В самом его начале кварцевый песок перемалывается на более мелкие фракции, в так называемый песочный шлам. Кроме шлама в этом процессе используются цемент, известь, алюминиевая пудра.

Исходя из этого, возникает вопрос: является ли «газобетон» «бетоном» в привычном, традиционном нашем понимании? Ведь в нем нет не только щебня и гравия, более того, в нем нет даже крупнозернистого песка! Несмотря на это, согласно строительной классификации, газобетон автоклавного твердения относится к группе «ячеистых бетонов» плотностью от 350 до 800 кг/м³. Но мы несколько отвлеклись от сути дела.

Так вот, песок перемалывается в шлам и смешивается с другими компонентами. От соотношения компонентов в дальнейшем будут зависеть свойства изделия, его технические характеристики. Именно поэтому рецепт смеси самым тщательным образом рассчитывается и контролируется с помощью компьютеров. Под управлением компьютера осуществляется и дозировка составляющих компонентов в газобетонный смеситель. Все рецептуры и параметры хранятся в компьютерной памяти, в связи с чем, переход с выпуска одной марки изделия на другую требует совсем немного времени.

В перемешанное сырье добавляется вода и образуется растворная смесь. В эту смесь добавляют алюминиевый порошок либо алюминиевую пасту. Полученный раствор разливается по формам, в которых алюминий вступает в реакцию с щелочным раствором, выделяя водород. Образовавшиеся при этом пузырьки вспенивают растворную массу. Через определенное время масса-сырец преобразуется в пористую структуру, достигает нужного объема и подается в камеру для подогрева и созревания (набора предварительной прочности). Спустя 2-3 часа массив извлекается из форм и подается на резательную установку, где с помощью специальных струн режется на блоки нужного размера.

При этом современное оборудование дает возможность получать изделия очень высокой геометрической точности (допускаемая погрешность +/- 1-2 мм). Нарезанные изделия перемещаются в автоклав и подвергаются термической обработке паром при температуре 175 - 200° С и давлении 10 атмосфер.

Все вышеуказанные компоненты раствора в процессе автоклавной обработки вступают друг с другом в реакцию и образуют в конечном итоге новый минерал - искусственный белый камень, в котором нет ни песка, ни извести, ни цемента, ни алюминиевой пасты.

Технологией автоклавного производства предусмотрено изготовление как неармированных, так и армированных изделий. Стальная арматура в этом случае защищается от коррозии специальным лаком.

На заключительном этапе процесса готовые изделия компонуются в блоки, упаковываются пленкой и перемещаются на склад готовой продукции.

Газосиликат и газобетон, в чем между ними разница? Пора внести ясность в эти определения. Технология изготовления данных пористых бетонов довольно схожа. Разница лишь в том, что газосиликат изготавливается с наполнителем из смеси молотого кварцевого песка (примерно 62%) с известью (24%), а газобетон – с наполнителем из цемента (50-60%). В качестве газообразователя в обоих случаях применяется алюминиевая пудра. И в том и другом случае образующиеся пузырьки водорода делают смесь пористой. После формовки смесь режется на отдельные блоки.

Что движет изобретателями и рационализаторами? Любознательность, умение заглянуть в будущее, желание значительно улучшить тот или иной строительный материал на благо людей, стремление стать знаменитыми? Или, быть может, сказываются все эти мотивы вместе взятые?

Вот, к примеру, много сотен лет назад был изобретен и все это время с успехом использовался отличный строительный материал – бетон. Но ведь он плохо удерживает тепло и очень тяжел. Мысль об этом наверняка не давала покоя чеху Гоффману, стремившемуся наделить его совершенно другими качествами – легкостью и низкой теплопроводностью.

Чтобы их достичь, нужно было придать бетону пористую структуру. Для этого изобретатель добавлял в цементные и гипсовые растворы кислоты, углекислые и хлористые соли. Соли, взаимодействуя с растворами, выделяли газ, который и делал бетон пористым. За изобретенный газобетон Гоффман в 1889 году получил патент, но дальше этого у него дело не пошло.

Замысел Гоффмана развили американцы Аулсворт и Дайер. В качестве газообразователя в 1914 году они использовали порошки алюминия и цинка. В процессе химической реакции этих порошков с гашеной известью выделялся водород, который и способствовал образованию в бетоне пористой структуры. Это изобретение оказалось столь значимым, что его и поныне считают отправной точкой технологии изготовления газобетона.

Свой вклад в дело совершенствования газобетона (газосиликата) внес шведский архитектор и ученый А.Эрикссон. В своих исследованиях он пытался вспучивать раствор извести, кремнеземистых компонентов и цемента за счет взаимодействия этого раствора с алюминиевым порошком. Этот подход увенчался успехом. В 1929 году в местечке Иксхульт фирмой «Итонг» (Ytong) был начат промышленный выпуск газобетона. Инженерами этой фирмы за основу была взята технология тепловлажностного воздействия в автоклавах на известково-кремнеземистые компоненты, запатентованная в 1880 году немецким профессором В.Михаэлисом. Только за первый год работы этим предприятием было произведено 14 тысяч м3 газобетона (газосиликата). Следует заметить, что фирмой «Итонг» цемент не применялся вообще.

Несколько иной метод производства газобетона внедрила в жизнь в 1934 году шведская фирма «Сипорекс» (Siporex). Он основывается на применении смеси из портландцемента и кремнеземистого компонента. Известь в данном случае не применялась. Авторы этого метода инженеры финн Леннарт Форсэн и швед Ивар Эклунд. Научные и практические достижения вышеперечисленных инженеров и стали впоследствии основой промышленного производства как газосиликатов, так и газобетонов во многих странах мира.

Газосиликат и газобетон.

Автоклавные и неавтоклавные методы производства.

Газосиликат по способу твердения может быть только автоклавным. Следует отметить, что свойства изделий из газосиликата и газобетона, в том случае, если они произведены автоклавным способом, отличаются друг от друга незначительно. Их качество достаточно высоко и значительно превышает качество изделий из неавтоклавного газобетона. Этот момент для потребителя очень важен.

Газобетон может быть и автоклавного, и неавтоклавного производства.

Суть автоклавного метода заключается в воздействии на изделия в автоклаве паром при температуре 180 - 200°С и давлении 0,8 – 1,3 МПа. В результате такой обработки внутри изделия образуется совершенно новый стойкий минерал, а само газобетонное изделие становится очень прочным, из-за чего и находит себе широкое применение. В том числе и в армированных железобетонных конструкциях - перемычках, панелях и т.д. Твердение смеси в данном случае происходит намного быстрее, чем при неавтоклавном способе.

Еще одной особенностью газобетона автоклавного производства является повышенная точность его геометрических размеров. Большинство технологического автоклавного оборудования в постсоветской России импортное и соответствует самым высоким европейским стандартам. Допускаемая погрешность в размерах выпускаемых на нем изделий не превышает +/- 1-2 мм. Эти допуски по достоинству успели оценить российские строители. Разумеется, автоклавный метод изготовления газобетона более дорог.

При неавтоклавном методе газобетонные блоки твердеют в результате естественной сушки в естественных условиях. Времени это занимает намного больше. Еще одним минусом неавтоклавного метода является большая усадка блоков, составляющая 3-5 мм/м в процессе эксплуатации. Для сравнения: усадка блоков, полученных автоклавным методом, составляет всего лишь 0,3-0,5 мм/м. И еще одно сравнение: прочность автоклавных газобетонных блоков (ИНСИ Блок) равна 28-40 кгс/ м2, в то время как прочность неавтаклавных блоков при той же объемной массе лишь 10-12 кгс/ м2.

Иными словами, неавтоклавный газобетон это затвердевший в поризованном состоянии в естественных условиях обычный цементно-песчаный раствор. А газобетон, полученный при автоклавном твердении – искусственно синтезированный прочный камень с очень хорошими техническими характеристиками.

Продукция, полученная при неавтоклавном методе дешевле, т.к. оборудование на котором она изготавливалась, не относится к категории дорогостоящих, и сам технологический процесс не столь сложен.

Итак, все очень просто: продукция высокого качества стоит дороже, не столь высокого – дешевле. И это вполне нормально, у покупателя должен быть выбор. В то же самое время он обязан хорошо знать и отдавать себе отчет в том, строительный материал какого качества и с какими свойствами он покупает.