WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 |

Легкий бетон: настоящее и будущее

 

Аннотация

Представляем вниманию читателей обзор данных по производству и применению пористых заполнителей и легких бетонов в различных странах мира. Обзор составлен авторами по состоянию на 1 июня 2005 г. на основании данных литературных источников, а также результатов опроса специалистов крупных строительных компаний.

  Номер издания:

20 (207 / 2005)   Текст Ознакомление со строительством в Древнем Риме показывает, что природные пористые заполнители вулканического происхождения (пемза, туф, шлак) почти повсеместно использовались при возведении величественных зданий и акведуков того времени. И хотя на морском побережье в изобилии можно было брать природные плотные песок и гравий, римляне выбирали пористые заполнители.

Для возведения бетонной пристани в морском порту Коса в 273 г. до н.э. римские строители в 40 км от берега разрабатывали залежи вулканической породы и на мулах перевозили пористый заполнитель на стройку. В 300 км от Везувия римляне добывали и доставляли на кораблях вулканический пепел, который смешивали с известковым раствором, чтобы построить это морское бетонное сооружение. Оно прослужило более 2000 лет, служит и по сей день.

Римский Колизей и многие здания в древней Армении строились с использованием пористых пород вулканического происхождения, как и большинство ранних сооружений из бетона, возводимых в Греции и на о. Крит. Легкий бетон с природным пористым заполнителем (или, как называют его европейцы, бетон низкой плотности) сослужил хорошую службу древним, его используют и сейчас на восточных средиземноморских островах, на восточном побережье России и в Австралии.

В других регионах мира сейчас широко применяют искусственные пористые заполнители из сланца, глины, металлургических шлаков и золыуноса тепловых электростанций и продуктов переработки техногенных отходов других видов. Они используются в производстве легких бетонов, изделий и конструкций различных видов для зданий и инженерных сооружений.

Представляем вниманию читателей обзор данных по производству и применению пористых заполнителей и легких бетонов в различных странах мира. Обзор составлен авторами по состоянию на 1 июня 2005 г. на основании данных литературных источников, а также результатов опроса специалистов крупных строительных компаний.

США Институт вспученного сланца, глины и кремнистого сланца (ESCSI) был создан в 1952 г. и ведет всестороннюю отчетную документацию по производству пористых заполнителей в США и Канаде. В 1955 г. в этих странах, по данным FIP и ESCSI, производилось пористых заполнителей на базе переработки вспученных глин и глинистых сланцев 1,7 млн. м3, а в 2003 г. 5,6 млн. м3.

Из объема 2003 г. 36% продукции использовалось в производстве штучного стенового материала, 16% товарного бетона, 23% сборного преднапряженного железобетона, 7% асфальтобетона, 3% в геотехническом строительстве и 15% на другие нужды. Это соотношение оставалось практически неизменным последние десятилетия, что указывает на важность области производства стеновых элементов из легких бетонов для строительства в США и Канаде. Следует отметить, что крупный пористый заполнитель имеет довольно высокую насыпную плотность гn = 500700 кг/ м3, поэтому его используют в основном для конструкционных легких бетонов.

Для производства зольного гравия в США построили 10 заводов. Однако на сегодняшний день ни один из них не работает, производство прекращено через несколько месяцев после пуска в эксплуатацию изза существенных финансовых потерь.

На установках нескольких металлургических предприятий в США и Канаде производят заполнитель из вспученных и диспергированных доменных шлаков по технологии, разработанной фирмой National Slag (г. Хамилтон, пров. Онтарио). Объем производства такого заполнителя, называемого «pelletized slag», в США и Канаде составляет менее 1 млн. м3. При этом большая часть продукции используется для производства штучных стеновых материалов. Кроме того, бетон на основе этого вида заполнителя используется последние два десятилетия в несущих стенах и преднапряженных перекрытиях при строительстве высотных зданий, а также в пролетных строениях мостов.

В США несколько заводов производят заполнитель на основе холодносвязанной золыуноса (безобжиговый зольный гравий). Однако объемы производства ограничены в связи с расширяющимся применением золыуноса в качестве компонента вяжущего для цемента.



Европа В странах Европы пористые заполнители производят в основном из глин и глинистых сланцев. Диапазон насыпной плотности заполнителей довольно значителен (у„ = = 300800 кг/ м). На заполнителе с плотностью близкой к нижней границе этого диапазона получают и применяют бетон для наружных стен с требуемыми для данных климатических условий теплозащитными свойствами; на заполнителе с плотностью близкой к верхнему диапазону получают высокопрочный легкий бетон.

Обычно используют глины юрского периода, содержащие морские микроорганизмы. При нагреве до 1200 °С выделяется двуокись углерода, образуя пористую структуру материала. Поризованная структура сохраняется после охлаждения частиц заполнителя. Методом рассчитанного нагрева до требуемой температуры за определенный период времени и при возможном внесении различных добавок достигается нужная плотность гранул заполнителя.

Эта технология была впервые разработана фирмой LECA® в Дании в 1939 г. В настоящее время в странах Бенилюкса, Дании, Финляндии, Италии, Норвегии, Португалии и Швеции производится несколько миллионов кубометров такого заполнителя в год. Последние два десятилетия производится высококачественный пористый заполнитель типа керамзита в Испании. Этот заполнитель (торговая марка «Arlit») с гn = 300350 кг/ м3 высококонкурентоспособен не только на испанском, но и на общем рынке стран ЕЭС.

В Германии отрасль производства керамзита быстро развивалась в течение нескольких десятилетий. При этом диапазон плотности заполнителя был намного больше, чем в Северной Америке и Англии. Такой результат был достигнут за счет деятельности одной компании, которая, разработав керамзит с таким широким диапазоном плотности, продемонстрировала, как эту продукцию можно эффективно инкорпорировать в строительные системы, где используются и крупноразмерные несущие конструкции, и очень легкие штучные стеновые элементы.

Первая коммерческая фирма по производству заполнителя из вспученной глины была основана в Германии в 1935 г. С 1967 г. крупная немецкая фирма Rhobach Technologies производит заполнитель этого вида с гn = 325800 кг/м3. Этот продукт продается под торговой маркой LIAPOR®.

К 1975 г. шесть заводов в Европе по производству заполнителя LIAPOR® имели производительность более 1,5 млн. м3.

Для полного использования плотности заполнителя в нижней части спектра фирма Rhobach Technologies разработала специальные бетонные блоки и сборные строительные элементы более крупного размера. В 2004 г. мощности заводов фирмы в Германии, Австрии и Чешской Республике составили 1,5 млн. м3 пористого заполнителя в год. В плане конечного использования различной продукции этой фирмы в 2004 г. 55% пошло на штучные стеновые материалы, 20% на Производство сборных армированных элементов, 5% на производство товарного бетона, 15% на геотехническое строительство и 5% на прочие нужды, например на загрузку фильтров, устройство озеленения на крышах домов и гидропонику.

В последние десять лет отрасль легкого бетона активно развивается в странах Скандинавии, особенно в Норвегии. Крупномасштабное промышленное производство пористых заполнителей из вспученных глин и сланцев работает с 1953 г. Последние два десятилетия такие заполнители, выпускаемые фирмой Norsk Leca, успешно используются в высокопрочных легких бетонах классов по прочности на сжатие В30В60, применяемых в строительстве мостов и морских гидротехнических сооружений.

В настоящее время в Швеции, Норвегии, Финляндии резко возрос спрос на высококачественный мелкофракционный (фракций 48 мм) керамзит для производства щелевых стеновых блоков методом полусухого вибропрессования.

Объемы производства таких блоков составляют соответственно 800, 600 и 400 тыс. м в год, что довольно значительно для населения этих стран (8 млн. человек, 5 млн. человек и 5 млн. человек соответственно). Планируется в перспективе увеличение объемов производства блоков данного вида. Недостаток в заполнителях в этих странах намерены покрывать экспортом керамзита из Белоруссии и России. Ранее керамзит в Скандинавию экспортировался только из США.





В странах Западной Европы явно обозначилась тенденция к увеличению доли производства пористых заполнителей на базе переработки техногенных отходов. В настоящее время, по приближенным данным, эта доля составляет не менее 15%, достигая в отдельных странах 2530%.

Так, в отличие от США в странах Европы изготовляется обжиговый зольный гравий. При относительно высоких значениях ун = 700800 кг/м3 он используется в основном для конструкционного легкого бетона. Производство зольного гравия началось в Англии в 1960 г., в Германии в 1973 г. и в Нидерландах в 1973 г.

Во Франции с 1985 г. производится пористый гравиеподобный заполнитель из доменных шлаков по технологии, близкой к канадской технологии производства «pelletized slag». Торговая марка заполнителя «GALLEX». Объем производства достиг, по данным fib, 300 тыс. м3/год.

В Англии несколько фирм пытались организовать производство пористых заполнителей из глины, глинистого и кремнистого сланцев по технологии, близкой к той, что используется фирмами Leca, Aglite в Европе. Однако в финансовом плане фирмы потерпели неудачу. Лишь зольный гравий (торговая марка LITAG®), получаемый из спекшейся летучей золы, производится уже длительное время в объеме 550 тыс. м3/год.

Легкий бетон на основе LITAG® классов по прочности на сжатие В15В60 и даже выше при плотности от 1600 до 2000 кг/м3 высокоэффективно применяется в обычных железобетонных и предварительно напряженных конструкциях различных видов. Результаты испытаний бетонов показывают существенно более высокую водо и газонепроницаемость, стойкость к проникновению хлоридов в сравнении с равнопрочным тяжелым бетоном. В последнее время на основе LITAG® получены легкие бетоны прочностью на сжатие до 100 МПа.

На основании успешного опыта применения легких бетонов на основе LITAG® в пролетных строениях мостов, в строительстве высотных зданий, в различного рода инженерных сооружениях сделаны выводы о перспективах существенного расширения производства этого эффективного вида заполнителя.

Предприятия по переработке золыуноса в заполнители типа L1TAG® действуют в настоящее время в Германии, Польше, Болгарии, Чешской Республике.

В странах континентальной Европы расширяется производство пористого заполнителя из вспученного стекла. Считается, что это самая рациональная утилизация стеклобоя. Так, в Германии в 2004 г. создана так называемая система стеновой кладки с высокими теплозащитными свойствами («Poraform wall system») с использованием в блоках легкого бетона на основе гранулированного пористого стекла. Плотность бетона в блоках гo = 500 кг/м3 при ло = 0,11 Вт/м°С и очень низком водопоглощении (всего 2% по объему). При таких характеристиках стеновая кладка толщиной 37,5 см вполне удовлетворяет теплотехническим требованиям, действующим в Германии.

Россия и страны СНГ Максимальный выпуск пористых заполнителей в странах бывшего СССР был достигнут в 1989 г. 52,25 млн. м3 заполнителей в год, из них в России 27,7 млн. м3, в т.ч. 24 млн. м3 керамзита. В СССР работали более 400 предприятий по производству керамзита, в основном с вращающимися печами.

Вяжущие для теплоизоляционных и конструкционно теплоизоляционных бетонов Вид и марка вяжущего лоцк в сухом состоянии, Вт/м°С Портландцемент Вольский М 0,6550, Портландцемент Белогородский М 0,5700, Портландцемент СтароОскольский М 0,5450, Портландцемент Пикалевский М 0,5750, Шлакопортландцемент Липецкий М 0,4900, Шлакопортландцемент СтароОскольский активированный пластифицированный Rа = 50,0 МПа 0,4500, Малоклинкерное композиционное вяжущее на доменном граншлаке Vцк = 30%+СЗ, Rа = 40,0 МПа на доменном граншлаке Vцк= 50%+СЗ, Rа = 50,0 МПа на вулканическом туфе Vцк = 60%+СЗ, Rа = 50,0 МПа на бокситовом шламе Vцк= 60%, Rа = 40,0 МПа 0,3900, 0,4200, 0,4200, 0,4400, Шлакощелочное вяжущее на жидком стекле 0,3950, В 1994 г. в России было изготовлено только 70% пористых заполнителей для легких бетонов (в основном керамзит и шлаковая пемза) от выпуска 1989 г. Следующие 1995 и 1996 годы стали переломными в строительстве, особенно в жилищном и гражданском, в связи с выходом постановления Минстроя России, направленного на повышение уровня тепловой защиты зданий с целью экономии энергии на их отопление.

Pages:     || 2 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.