Автоклавный пенобетон ( ААС ) — это легкий сборный ячеистый бетонный строительный материал, экологически чистый, [1] подходящий для производства бетоноподобных блоков . В его состав входят кварцевый песок , обожженный гипс , известь , портландцемент , вода и алюминиевый порошок . [2] [3] Изделия из газобетона отверждаются под воздействием тепла и давления в автоклаве . Разработанный в середине 1920-х годов, AAC обеспечивает изоляцию, устойчивость к огню и плесени . Формы включают блоки, стеновые панели, панели пола и крыши, облицовочные (фасадные) панели и перемычки. [4] [5] Это также изолятор. [2] [6]
Изделия из газобетона находят применение в строительстве, например, в промышленных зданиях, жилых домах, многоквартирных домах и таунхаусах. Их применение включает наружные и внутренние стены, противопожарные перегородки, стены влажных помещений, диффузионно-открытые теплоизоляционные плиты, межэтажные перекрытия, верхние этажи, лестницы, проемные переходы, балки и колонны. Для наружных работ требуется нанесенная отделка для защиты от атмосферных воздействий, например, модифицированная полимером штукатурка или штукатурный состав, или покрытие сайдинговых материалов, таких как натуральный или искусственный камень, облицованный кирпичом , металлический или виниловый сайдинг . [2] Материалы AAC можно фрезеровать, шлифовать или разрезать по размеру на месте с помощью ручной пилы и стандартных электроинструментов с резаками из углеродистой стали . [2] [7] [8]
Автоклавный пенобетон также известен под различными другими названиями, в том числе автоклавный ячеистый бетон (ACC), автоклавный бетон , ячеистый бетон , пористый бетон , Aircrete , Thermalite , Hebel , Aercon , [9] Starken , Gasbeton , Airbeton , Durox , Siporex (силикон). расширение пор), Suporex , H+H и Ytong . [10] [11]
AAC был впервые создан в середине 1920-х годов шведским архитектором и изобретателем доктором Йоханом Акселем Эрикссоном (1888–1961) [12] [13] вместе с профессором Хенриком Крюгером в Королевском технологическом институте . [12] [13] Процесс был запатентован в 1924 году. В 1929 году производство началось в Швеции, в городе Иксхульт. «Yxhults Ånghärdade Gasbetong» позже стала первым зарегистрированным брендом строительных материалов в мире [ нужна ссылка ] : Ytong. Другой бренд, Siporex, был основан в Швеции в 1939 году и в настоящее время лицензирует и владеет заводами в 35 точках по всему миру. [ нужна цитата ] Йозеф Хебель из Меммингена основал еще одну марку ячеистого бетона, Hebel, которая открыла свой первый завод в Германии в 1943 году. [ нужна цитата ]
Ytong AAC изначально производился в Швеции с использованием сланцевых квасцов , содержащих горючий углерод, полезный для производственного процесса. Однако в этих месторождениях было обнаружено наличие природного урана , который со временем распадается на радон , который затем накапливается в сооружениях, где использовался газобетонный газ. Эта проблема была решена в 1972 году Шведским управлением радиационной безопасности, а к 1975 году Итонг отказался от глиноземных сланцев в пользу рецептуры, состоящей из кварцевого песка, обожженного гипса, извести (минерала), цемента, воды и алюминиевого порошка, который в настоящее время используется большинством основные бренды. [ нужна цитата ]
В 1978 году компания Siporex Швеция открыла фабрику Siporex в Саудовской Аравии , основав компанию по легкому строительству - Siporex - LCC SIPOREX, ориентированную на рынки Ближнего Востока, Африки и Японии. Этот завод все еще использовался в 2018 году .
Сегодня производство газобетона широко распространено и сосредоточено в Европе и Азии, а некоторые предприятия расположены в Америке. Египет имеет единственное производственное предприятие в Африке. Хотя на европейском рынке газобетона наблюдается снижение темпов роста, в Азии наблюдается быстрый рост отрасли, вызванный растущей потребностью в жилых и коммерческих помещениях. В настоящее время Китай имеет крупнейший в мире рынок газобетона , насчитывающий несколько сотен производственных предприятий. Наиболее значительное производство и потребление газобетона приходится на Китай, Центральную Азию, Индию и Ближний Восток, что отражает динамичный рост и спрос в этих регионах. [14]
Как и другие кладочные материалы, продукт Aircrete продается под разными торговыми марками. Ytong и Hebel — бренды международной операционной компании Xella со штаб-квартирой в Дуйсбурге. Другими более всемирно известными торговыми марками в Европе являются H+H Celcon (Дания) и Solbet (Польша). [ нужна цитата ]
AAC — это материал на основе бетона, используемый как для наружного, так и для внутреннего строительства. Одним из его преимуществ является быстрая и простая установка, поскольку материал можно фрезеровать , шлифовать или разрезать по размеру на месте с помощью ручной пилы и стандартных электроинструментов с резаками из углеродистой стали. [2]
AAC хорошо подходит для высотных зданий и зданий с высокими перепадами температур. Из-за более низкой плотности высотные здания, построенные с использованием газобетона, требуют меньше стали и бетона для конструктивных элементов. Расход раствора, необходимого для укладки блоков AAC, сокращается за счет меньшего количества швов. Аналогично, для рендеринга требуется меньше материала, поскольку AAC можно точно придать форму перед установкой. Повышенная тепловая эффективность газобетона делает его пригодным для использования в районах с экстремальными температурами, поскольку устраняет необходимость в отдельных материалах для строительства и изоляции, что приводит к ускорению строительства и экономии средств. [ оригинальное исследование? ]
Несмотря на то, что можно использовать обычный цементный раствор, в большинстве зданий, в которых используются материалы AAC, используется тонкослойный раствор толщиной около 3,2 миллиметра ( 1 ⁄ 8 дюйма), в зависимости от национальных строительных норм и правил. Материалы AAC могут быть покрыты штукатуркой или штукатурным составом для защиты от непогоды или покрыты сайдинговыми материалами, такими как кирпич или винил. [ оригинальное исследование? ]
В отличие от большинства других видов бетона , AAC производится без использования заполнителей крупнее песка. В качестве связующего агента используют кварцевый песок (SiO 2 ), обожженный гипс, известь (минеральную) и/или цемент и воду. Алюминиевый порошок используется в количестве 0,05–0,08% по объему (в зависимости от заданной плотности). В некоторых странах, таких как Индия и Китай, в качестве заполнителя используется летучая зола , образующаяся на угольных электростанциях и имеющая содержание кремнезема 50–65%. [ нужна цитата ]
Когда AAC смешивают и отливают в формы, алюминиевый порошок реагирует с гидроксидом кальция и водой с образованием водорода . Газообразный водород вспенивается и удваивает объем сырьевой смеси, создавая пузырьки газа диаметром до 3 миллиметров ( 1 ⁄ 8 дюйма). По описаниям, внутри него есть пузырьки, как в « шоколадном батончике Aero ». [16] В конце процесса вспенивания водород уходит в атмосферу и заменяется воздухом, в результате чего вес продукта составляет 20% от веса обычного бетона. [ нужна цитата ]
Когда формы удаляются из материала, он становится твердым, но все еще мягким. Затем его разрезают на блоки или панели и помещают в автоклав на 12 часов. Во время процесса закалки паром, когда температура достигает 190 ° C (374 ° F), а давление достигает 800–1200 кПа (8,0–12,0 бар; 120–170 фунтов на квадратный дюйм), кварцевый песок реагирует с гидроксидом кальция с образованием гидрата силиката кальция. , что придает AAC его высокую прочность и другие уникальные свойства. Из-за относительно низкой температуры блоки газобетона считаются не обожженным кирпичом , а каменной кладкой из легкого бетона . После автоклавирования материал складируется и отправляется на строительные площадки для использования. В зависимости от плотности до 80% объема блока газобетона составляет воздух. Низкая плотность газобетона также объясняет его низкую структурную прочность на сжатие. Он может выдерживать нагрузку до 8000 кПа (1200 фунтов на квадратный дюйм), что составляет примерно 50% прочности на сжатие обычного бетона. [ нужна цитата ]
В 1978 году в государстве Персидского залива Саудовской Аравии был открыт первый завод по производству газобетона — LCC Siporex-Lightweight Construction Company , поставляющий газобетонные блоки и панели в страны Совета сотрудничества стран Персидского залива . С 1980 года во всем мире наблюдается рост использования материалов AAC. Новые производственные предприятия строятся в Австралии, Бахрейне , Китае, Восточной Европе , Индии и США. AAC все чаще используется разработчиками во всем мире. [ нужна цитата ]
Армированный автоклавный газобетон (RAAC) — это армированная версия автоклавного газобетона, обычно используемая в кровельном и стеновом строительстве. Первые структурные армированные панели крыши и пола были изготовлены в Швеции, вскоре после того, как в 1929 году там был запущен первый завод по производству автоклавных газобетонных блоков, но после Второй мировой войны бельгийские и немецкие технологии стали лидерами рынка элементов RAAC. В Европе он приобрел популярность в середине 1950-х годов как более дешевая и легкая альтернатива обычному железобетону, получив документально широкое распространение в ряде европейских стран, а также в Японии и на бывших территориях Британской империи. [17] [18]
RAAC использовался при строительстве крыш, полов и стен из-за его меньшего веса и более низкой стоимости по сравнению с традиционным бетоном [19] , а также из-за его хороших свойств огнестойкости; для достижения хорошей огнестойкости не требуется штукатурка, а огонь не вызывает сколов . [20] RAAC использовался в строительстве в Европе, в зданиях, построенных после середины 1950-х годов. [21] [22] Элементы RAAC также использовались в Японии в качестве ограждающих конструкций из-за их хорошего поведения в сейсмических условиях.
Было показано, что RAAC имеет ограниченную целостность структурных арматурных стержней ( арматуры ) в панелях крыши RAAC возрастом от 40 до 50 лет, что начало наблюдаться в 1990-х годах. [22] [23] [24] [25] [26] Материал может выйти из строя без видимого ухудшения или предупреждения. [22] [26] Это часто вызвано высокой восприимчивостью RAAC к проникновению воды из-за его пористой природы, которая вызывает коррозию внутренней арматуры, которую трудно обнаружить. Это создает повышенную растягивающую нагрузку на связь между арматурой и бетоном, снижая срок службы материала. Подробный анализ рисков необходим для каждой структуры, чтобы выявить области, нуждающиеся в обслуживании, и снизить вероятность катастрофического отказа. [27]
Обеспокоенность профессиональных инженеров по поводу конструктивных характеристик RAAC впервые была публично высказана в Соединенном Королевстве в 1995 году после проверки трещин на крышах британских школ [28] и впоследствии усилилась в 2022 году, когда Агентство государственного имущества объявило этот материал безопасным для жизни. истек срок действия, [29] и в 2023 году , когда после частичного или полного закрытия 174 школ, подвергавшихся риску обрушения кровли, [30] [31] были обнаружены проблемы с конструкцией RAAC в других зданиях, [32] [33] [34] причем выяснилось, что некоторые из них были изготовлены RAAC только во время кризиса. [35] [36] [37] Во время кризиса 2023 года было замечено, что у RAAC в других странах могут возникнуть проблемы, аналогичные тем, которые обнаружены в Соединенном Королевстве. [18]
Первоначальное место расположения Научного центра Онтарио в Торонто, Канада, крупного музея с аналогичной конструкцией крыши, было приказано навсегда закрыть 21 июня 2024 года из-за сильного повреждения панелей крыши, датированных его открытием в 1969 году. Хотя были предложены варианты ремонта, окончательный вариант центра Владелец, правительство провинции Онтарио , ранее объявило о планах переместить центр и поэтому потребовало немедленно закрыть объект, а не платить за ремонт. Предполагается, что примерно 400 других общественных зданий в Онтарио содержат этот материал и находятся на рассмотрении, но на момент закрытия Научного центра других закрытий не предполагалось. [38]
Высокая ресурсоэффективность автоклавного газобетона способствует меньшему воздействию на окружающую среду, чем обычный бетон, начиная от переработки сырья и заканчивая утилизацией отходов газобетона. Благодаря постоянному повышению эффективности производство газобетонных блоков требует относительно небольшого количества сырья на м 3 продукции и в пять раз меньше, чем производство других строительных материалов. [39] В процессе производства не происходит потерь сырья, а все производственные отходы возвращаются в производственный цикл. Производство пенобетона требует меньше энергии, чем производство всех других каменных изделий, тем самым сокращая использование ископаемого топлива и связанные с ним выбросы углекислого газа (CO 2 ). [40] Процесс отверждения также экономит энергию, поскольку отверждение паром происходит при относительно низких температурах, а горячий пар, образующийся в автоклавах, повторно используется для последующих партий. [41] [42]
Газобетон производится более 70 лет и имеет ряд преимуществ перед другими цементными строительными материалами, одним из наиболее важных из которых является его меньшее воздействие на окружающую среду.
AAC производится уже более 70 лет. Однако, когда он был представлен в Великобритании (где двухстворчатая кладка, также известная как пустотелые стены , является нормой), были обнаружены некоторые недостатки.
LGA советует своим членам в срочном порядке проверить, есть ли в каких-либо зданиях в их поместьях крыши, полы, облицовка или стены из железобетона из автоклавного газобетона (RAAC).
СМИ, связанные с автоклавным газобетоном, на Викискладе?