Стены из керамзитобетона долговечны, имеют высокие санитарно-гигиенические характеристики. Расширение области применения керамзитового гравия

Российская Федерация является наиболее крупным производителем керамзита, выпускаемого в виде керамзитового гравия, в то время как во многих странах мира в основном производится керамзитовый щебень. Керамзит обладает высокими теплоизоляционными свойствами и используется преимущественно как пористый заполнитель для легких бетонов, не имеющий серьезной альтернативы. Стены из керамзитобетона долговечны, имеют высокие санитарно-гигиенические характеристики. Здания и сооружения из керамзитобетона, построенные более 50 лет назад, эксплуатируются и по сей день. Жилье, возводимое из сборного керамзитобетона, дешево и доступно для большинства российских граждан. Однако в связи с существенным сокращением в нашей стране с 1988 по 2001 г. выпуска сборного и монолитного керамзитобетона предприятия по производству керамзита испытывают серьезные трудности со сбытом продукции. Некоторые предприятия прекратили существование, многие сократили производство на 20—30% от проектной мощности в связи с невостребованностью продукции. В последние годы увеличиваются объемы строительства из сборного и монолитного керамзитобетона. Производительность сохранившихся керамзитовых заводов возросла до 30-60% от проектной мощности, наблюдается тенденция к увеличению спроса и потребления.

На наш взгляд, керамзит - это материал, возможности которого не могут ограничиваться только традиционным применением в качестве заполнителя в легких бетонах и засыпочного теплоизоляционного материала. ЗАО «НИИКерамзит» совместно с ОАО «Легкий керамзит» (Самара) проводят комплексные исследования рационального использования керамзитового гравия, песка, отходов керамзитового производства. В настоящее время в качестве стеновых материалов преимущественно используются штучные материалы -кирпич, мелкие блоки.

ЗАО «НИИКерамзит» произведен сравнительный анализ физико-технических свойств керамзитобетон ных стеновых блоков в сравнении с керамическим и силикатным кирпичом (см. таблицу). Материал Плотность, кг/мЗ Прочность при сжатии, МПа Прочность на растяжение при изгибе, МПа Морозостойкость, циклы Теплопроводность, Вт/(м°С) Масса, 1 м2 стены, кг Ориентировочная стоимость 1 м3 материала, включая НДС, Р Кирпич керамический полнотелый (250x120x65 мм) по ГОСТ 530-95 1750 10-20 0,9-1,9 35-50 0,7 1750 1400 Кирпич керамический пустотелый (250x12x65 мм) по ГОСТ 530-95 1240 10-20 0,9-1,8 35-50 0,58 1150 1300 Кирпич силикатный полнотелый (250x120x65 мм) по ГОСТ 379-95 1900 10-25 0,9-2,7 25-50 0,76 2310 1250 Полнотелый керамзитобетонный блок (400x200x200 мм) 1200 12,5 1-1,5 35-50 0,52 910-930 1078 Пустотелый керамзитобетонный блок (400x200x200 мм) 900 3,5-7,5 0,35-1 35-50 0,43 620 952 Керамзитопенобетонный блок (200x300x400 мм) 700 1,5-3,5 0,5-0,7 35-50 0,25-0,27 290-310 780 Анализ данных таблицы показывает, что при использовании керамзитобетонных блоков можно снизить теплопроводность на 10—67%, массу стены — на 25—59%, затраты на 1 м3 расходуемых стеновых материалов - на 35-45%. В условиях действующих заводов железобетонных изделий с использованием имеющихся мощностей и технологий можно получать штучные керамзитобетонные изделия различных размеров и форм, плотности, прочностных и теплозащитных характеристик, с разнообразной отделкой лицевых поверхностей. ЗАО «НИИКерамзит» совместно с ОАО «Легкий керамзит» провели исследования по использованию керамзита в качестве декоративноотделочного материала для наружных работ, в результате чего был получен способ изготовления окрашенного керамзитового гравия, а также разработаны различные виды и технологии отделки окрашенным или неокрашенным керамзитовым гравием и керамзитовым песком штучных и крупногабаритных бетонных, железобетонных изделий и конструкций: — орнамент; — мелкоточечная; — крупноточечная; — под шубу; — пиленая; — торкрет-посыпка. Для получения мелкоточечной фактуры лицевой поверхности изделия на лист крафт-бумаги наносят водорастворимый клей, затем высыпают окрашенный или неокрашенный керамзитовый гравий, из которого выкладывают одно- или многоцветный узор. После полного высыхания клея полученный декоративный ковер помещают на дно формы, затем укладывают арматуру и керамзитобетонную смесь. Керамзитобетонную смесь уплотняют. Тепловлажностную обработку осуществляют в формах, после чего изделия извлекают, бумагу с их лицевой поверхности смывают горячей водой. Для получения крупноточечной фактуры форму заполняют керамзитобетонной смесью, которую затем виброуплотняют.

После этого на поверхность бетонной смеси примерно в один слой насыпают керамзитовый гравий и механически утапливают его на 2/3 поперечного сечения гранул, после чего производят тепловлажностную обработку и распалубку изделий. Фактура под шубу формируется следующим образом. Форму на 20—30 мм ниже краев заполняют керамзитобетонной смесью и проводят виброуплотнение. Затем укладывают слой крупнопористого керамзитобетона и также виброуплотняют. В результате лицевая поверхность изделия получается неравномерно- груборел ьефной.

Пиленая фактура может быть получена спиливанием на толщину 5—15 мм верхнего лицевого слоя изделия или конструкции после набора бетоном марочной прочности. Образующиеся при этом отходы в виде мелкозернистой крошки используются в последующих замесах в качестве мелкого заполнителя. Для торкрет-посыпки используют керамзитовый обжиговый или дробленый песок, который наносят на лицевую поверхность отформованного изделия и легко утапливают. Кроме того, окрашенный керамзитовый гравий может применяться для декоративно-теплоизоляционных засыпок (витрин, кашпо и др.), а также в качестве декоративно-отделочного материала для стен, что существенно улучшает их воздухо- и паропроницаемость по сравнению с отделкой стеклянной или керамической плиткой. Промышленное внедрение разработанных способов отделки не требует значительных капиталовложений и может быть осуществлено в условиях действующих заводов ЖБИ, КПД, ДСК или на малых предприятиях. Эти технологии можно применять для отделки как крупноразмерных, так и мелкоштучных изделий. Использование окрашенного керамзитового гравия позволяет создавать достаточно сложные и выразительные композиции на фасадах зданий и других сооружений.

ЗАО «НИИКерамзит» разработана технология получения декоративно-отделочных керамических материалов. Согласно этой технологии кирпичная глина перерабатывается по пластическому методу. При необходимости в глиняную массу вводят обогащающие добавки в виде керамзитовой пыли, кварцевого песка или золы. На последней стадии в глиняную массу вводят керамзитовый гравий размером гранул 5—20 мм и смесь доводят до однородного состояния с формовочной влажностью 18-22%. Из глиняной массы формуют блоки размером 250x250x200 мм, затем производят их сушку, обжиг и охлаждение. Полученные блоки разрезают на плиты или фасонные изделия.

При использовании керамзитового гравия насыпной плотностью 300-400 кг/м3 плотность изделий составит не более 1000 кг/м3. Гранулы керамзита на разрезе имеют пористое строение и практически черную окраску, что придает изделиям оригинальный вид. Изделия обладают повышенной теплозащитой и могут быть использованы как декоративно-отделочный материал для наружных работ. Керамзитовый гравий различных фракций можно использовать в качестве фильтрующих засыпок в зернистых фильтрах для очистки воды, запыленного воздуха и газов. Керамзитовый гравий повышенной плотности и прочности можно применять в дорожных бетонах для нижних слоев двухслойных покрытий вместо карбонатного щебня и других строительных камней в регионах, где такие материалы отсутствуют. При производстве керамзитового гравия серьезную проблему представляет утилизация керамзитовой пыли, которая собирается в системах пылеочистки - пылеоса-дительных камерах, циклонах, фильтрах. На крупных керамзитовых заводах ежесуточно может образовываться до 7—8 т керамзитовой пыли.

В дальнейшем этот отход добавляют к сырой глине и возвращают в производство, но чаще вывозят в отвалы. Кроме того, нуждаются в утилизации образующиеся при обжиге свары - керамзитовый гравий с размером зерен более 40 мм. На наш взгляд, керамзитовая пыль — весьма ценный продукт, который с успехом может быть использован при производстве различных строительных материалов. По гранулометрическому составу она содержит 25—30% частиц размером менее 0,14 мм, 60-65% — 0,14-1,25 мм, 5—10% — 1,25—5 мм. Благодаря высокому содержанию аморфного химически активного кремнезема керамзитовая пыль обладает активностью связывания извести до 115 мг/г. Кроме того, в состав керамзитовой пыли может входить до 10-15% необожженной глины.Учитывая состав и свойства этого продукта, можно рекомендовать следующие пути его использования. Благодаря высокой активности связывания извести тонкодисперсную или домолотую керамзитовую пыль, а также молотые свары или некондиционный керамзитовый гравий можно использовать в качестве активной минеральной добавки к извести и цементу. Керамзитовую пыль, мелкий керамзитовый песок можно применять вместо кварцевого песка в силикатных материалах автоклавного твердения.

Поскольку керамзитовая пыль обладает насыпной плотностью 650-900 кг/м3, а кварцевый песок - около 1500 кг/м3, такая замена позволит получать, например, силикатный кирпич пониженной плотности (800—1200 кг/м3), снижая теплопроводность изделий до 0,35-0,55 Вт/(м°С). Перспективным направлением является использование керамзитовой пыли в пенобетонах как общестроительного, так и специального назначения. Исследованиями, проведенными ЗАО «НИИ-Керамзит» и Самарской государственной архитектурно-строительной академией, установлено, что введение в состав пенобетонной смеси керамзитовой пыли позволяет значительно снизить усадку пенобетон ных изделий, их плотность и теплопроводность.

В ячеистых бетонах керамзитовая пыль одновременно выполняет роль микронаполнителя и заполнителя. Эффективно использование керамзитовой пыли в жаростойких пенобетонах, в которых керамзитовая пыль способствует твердофазному спеканию компонентов при обжиге и значительному упрочнению материала. ЗАО «НИ И Керамзит» разработаны жаростойкие пенобетоны, в состав которых входит 20-24% керамзитовой пыли. По результатам работы подана заявка на получение патента. Кроме того, в ячеистых бетонах общестроительного назначения эффективно использовать керамзитовый гравий и щебень в качестве крупного заполнителя, что дополнительно улучшает физико-технические характеристики этих материалов. Перспективным направлением использования керамзитовой пыли, обжигового или дробленого песка является их применение как посыпочного материала лицевого слоя в рулонных кровельных материалах. В настоящее время для производства рубероида, стеклорубероида и других аналогичных материалов в основном используется крошка от дробления горных пород (гранита и других). Специалистами ЗАО «НИИкерамзит» исследовано использование обжигового и дробленого керамзитового песка, керамзитовой пыли в качестве посыпочного материала в рулонных кровельных материалах.

Полученные результаты позволяют утверждать, что керамзитовые песок и пыль могут заменить дорогостоящую каменную крошку. Качество полученных материалов при этом не ухудшается. Молотые керамзитовый гравий крупных фракций, свары, образовавшиеся при обжиге, керамзитовая пыль могут быть использованы в качестве наполнителя в битумных вяжущих, растворах, эмульсиях, мастиках, применяемых в дорожных, кровельных, гидроизоляционных материалах. Проведенные исследования позволяют утверждать, что керамзит как строительный материал не утратил своего значения. Без этого материала невозможно представить себе современное жилищное и промышленное строительство. Намеченные нетрадиционные пути использования этого материала и керамзитовых отходов позволят повысить его значимость, поддержать производство искусственных пористых заполнителей.