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, огнестойкость и устойчивость к 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 можно использовать практически во всех видах строительства, например, в промышленных зданиях, жилых домах, многоквартирных домах и таунхаусах. Легкий бетон используется, например, для наружных и внутренних стен, противопожарных перегородок, стен влажных помещений, плит диффузионной теплоизоляции, промежуточных этажей, верхних этажей, лестниц, проемов переходов, балок и колонн. Наружная конструкция требует определенного типа отделки, например, модифицированной полимером штукатурки или штукатурного состава для защиты от непогоды или покрытия сайдинговыми материалами, такими как натуральный или искусственный камень, облицованный кирпичом , металлический или виниловый сайдинг . [2] Помимо быстрой и простой установки, 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 усовершенствован в середине 1920-х годов шведским архитектором и изобретателем доктором Йоханом Акселем Эрикссоном (1888–1961), [12] [13] работавшим 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: 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. Второй крупный международный бренд ячеистого бетона, Hebel, восходит к основателю компании и технику Йозефу Хебелю из Меммингена . В 1943 году в Германии был открыт первый завод Hebel.
Первоначально автоклавный газобетон Ytong в Швеции производился с использованием сланцевых квасцов , содержание горючего углерода в которых было полезно в производственном процессе. К сожалению, залежи сланца, используемые для строительства Итонга в Швеции, также содержат очень низкий уровень природного урана , из-за чего материал выделяет радиоактивный газ радон в здании. В 1972 году Шведское управление радиационной безопасности указало на непригодность радонизлучающего строительного материала, и в 1975 году использование алюминиевого сланца в производстве Ytong было прекращено. За счет использования новых рецептур, содержащих только кварцевый песок, обожженный гипс, известь (минерал ), цемента, воды и алюминиевого порошка, компания Ytong произвела новый тип газобетона, который больше не содержит квасцового сланца и, таким образом, устранил проблему воздействия радона из этого сырья. Производство этого белого автоклавного газобетона в настоящее время находится на современном уровне, и подобные рецептуры используются всеми производителями по всему миру.
В 1978 году компания Siporex Швеция открыла завод Siporex в Саудовской Аравии , основав компанию по легкому строительству - Siporex - LCC SIPOREX. Это предприятие в основном поставляло продукцию на Ближний Восток, в Африку и Японию, удовлетворяя значительную часть их спроса. Завод LCC Siporex работает уже более четырех десятилетий.
Сегодня производство пенобетона, легкого сборного пенобетонного строительного материала, широко распространено, особенно в Европе и Азии, при этом некоторые предприятия расположены в Америке. В Египте находится единственное производственное предприятие в Африке. Хотя на европейском рынке газобетона (автоклавного газобетона) наблюдается снижение темпов роста, в Азии наблюдается быстрый рост отрасли. Этот всплеск вызван растущей потребностью в жилых и коммерческих помещениях. В настоящее время Китай занимает позицию крупнейшего рынка газобетона в мире, имея 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).
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 газобетона, сокращается за счет меньшего количества швов. Аналогично, для рендеринга требуется меньше материала благодаря точности размеров AAC. 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, возведенных из газобетонных материалов, 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 смешивается и отливается в формы, происходит несколько химических реакций, которые придают AAC его легкий вес (20% от веса бетона) и тепловые свойства. 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 описанию, внутри него есть пузырьки, как в « шоколадном батончике Aero ». [16] В конце процесса вспенивания водород уходит в атмосферу и заменяется воздухом.
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 AAC считаются не обожженным кирпичом , а каменной кладкой из легкого бетона . После автоклавирования материал готов к немедленному использованию на строительной площадке. 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 ( Саудовская Аравия) был открыт первый завод по производству газобетонных материалов — 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, с документально подтвержденным широким распространением 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] Материал не является основной причиной, а скорее неадекватное обслуживание крыши, которое допускает проникновение воды, и решения владельцев зданий о ремонте или замене существующих крыш, что является частью анализа затрат и выгод. [27]
Профессиональная инженерная обеспокоенность была публично высказана в Соединенном Королевстве в 1995 году по поводу структурных характеристик RAAC после проверки треснувших элементов на крышах британских школ, [28] при этом было замечено, что вполне вероятно, что RAAC в других странах может демонстрировать проблемы, аналогичные тем, которые найден в Великобритании. [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 разрушения панелей крыши, датированных моментом его открытия в 1969 году. Хотя были предложены варианты ремонта, окончательный вариант центра Владелец, правительство провинции Онтарио , ранее объявил о планах переместить центр и поэтому потребовал 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. [29]
Высокая ресурсоэффективность автоклавного газобетона обеспечивает его низкое воздействие на окружающую среду на всех этапах жизненного цикла: от переработки сырья до утилизации 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. [30] 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 ). [31] Процесс отверждения также экономит энергию, поскольку отверждение паром происходит при относительно низких температурах, а горячий пар, образующийся в автоклавах, повторно используется для последующих партий. [32] [33]
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 некоторые недостатки были обнаружены, когда он был введен в Великобритании (где двухстворчатая кладка, также известная как пустотелые стены , является нормой).
LGA советует своим членам в срочном порядке проверить, есть ли в каких-либо зданиях в их поместьях крыши, полы, облицовка или стены из железобетона автоклавного газобетона (RAAC).
СМИ, связанные с автоклавным газобетоном, на Викискладе?