Строительная индустрия современного мира располагает широким спектром разнообразных материалов ограждающих конструкций зданий. Прежде всего, эти конструкции должны отвечать следующим требованиям: долговечность, капитальность, пожаробезопасность, огнеупорность, экологичность и тепловой комфорт. Сегодня одним из самых востребованных строительных материалов, отвечающий всем вышеуказанным требованиям, является газобетон. Его широкое применение обосновано сокращением массы изделия, снижением стоимости строительства и повышением теплоизоляционных качеств. Несмотря на то, что его массовое использование в строительстве началось относительно недавно, история производства этого материала берет свое начало еще в 19 веке.
Создателем газобетона считается чешский ученый Гофман, который получил этот материал в ходе экспериментов, добавляя в цементные и гипсовые растворы хлористые и углекислые соли. Взаимодействуя с растворами, соли выделяли газ, который и образовывал пористую структуру бетона. Запатентованный в 1889 году газобетон не нашел практического применения.
1914 год стал отправной точкой технологии изготовления газобетона. Продолжили дело Гофмана и внесли свой вклад в развитие материала американцы Аулсворт и Дайер. В роли газообразователя они предложили использовать порошки алюминия и цинка, которые при взаимодействии с гашенной известью выделяли водород, образующий в затвердевших растворах пористую структуру.
Следующим этапом развития этого материала стал период с 1917 по 1921 год, когда шведский архитектор и ученый Эрикссон предложил вспучивать раствор извести, тонкодисперсного кремнеземистого компонента и цемента с помощью алюминиевого порошка. Благодаря этому изобретению в 1929 году фирмой «Итонг» было начато производство газосиликата — газобетона, полученного таким способом.
В 1934 году шведская фирма «Сипорекс» внедрила метод производства газобетона без добавления негашёной извести. Авторами этого метода, Леннартом Форсэном и Иваром Эклундом, было предложено применение смеси, в состав которой входили только портландцемент и кремнеземистый компонент.
В 1911 году датский инженер Е. С. Байер предложил несколько иной способ получения ячеистых бетонов. Он получал бетонную смесь путем перемешивания раствора сырьевых материалов и предварительно приготовленной пены. В последствии материалы, приготовленные таким способом, получили следующие названия: пенобетон, пеносиликат, пеношлак и т. д. в зависимости от вида вяжущего вещества и кремнеземистого наполнителя. В 1924 году Байер получает патент, после чего начинается активное производство пенобетона не только в Дании, но и в других странах. С того времени было изобретено множество различных способов получения этого материала, тем не менее в настоящее время газобетон пользуется большой популярностью, чем пенобетон.
Исследование свойств и технологии производства ячеистых бетонов в нашей стране стало активно развиваться в 30-е годы прошлого столетия. В тот период времени советскими учеными П. А. Ребиндер, А. А. Брюшков, Б. Н. Кауфман была разработана технология изготовления пенобетона, в естественных условиях набирающего свою проектную прочность. Так как в то время влияние температурных и усадочных деформаций на долговечность бетона еще не было достаточно изучено, материал быстро разрушался, теряя свои прочностные свойства. Поэтому широкое производство в СССР получили автоклавные пенобетонные изделия, превосходившие неавтоклавные по всем показателям. Преимуществами автоклавного бетона считаются: сравнительно небольшой расход вяжущего компонента, снижение времени набора проектной прочности, улучшение прочностных характеристик и сокращение влияния усадочных деформаций. Масштабное производство автоклавных пенобетонных изделий берет свое начало в Новосибирске в 1939 году. В начале 40-х годов И. Т. Кудряшов разработал технологию изготовления изделий из автоклавного пеносиликата с применением негашеной извести и молотого песка.
Лишь в послевоенное время работы по исследованию ячеистых бетонов вновь возобновились. Они в основном были направлены на изучение различного сырья, возможности применения отходов промышленности, разработку технологических параметров изготовления изделий, изучения режимов тепловой обработки. В этих исследованиях приняло участие большое количество советских ученых. Так, И. Т. Кудряшовым, Л. М. Розенфельдом и А. Г. Нейманом и другими были произведены обширные исследования различных технологий производства и режимов автоклавной обработки ячеистобетонных изделий. Е. С. Силоенков изучил вопрос долговечности конструкций из ячеистого бетона. Исследование теплотехнических свойств таких бетонов провели К. Ф. Фокин, А. Ф. Чудновский и др. В ходе изыскательных работ новых поризаторов П. Д. Кевешем, Э. Я. Эршлером был исследован газообразователь пергидроль. В поисках альтернативного сырья, ученые П. И. Боженов и М. С. Сатин разработали технологию автоклавного пенобетона на нефелиновом цементе, а А. Т. Барановым, Г.А Бужевичем и многими другими было предложено использование для производства ячеистого бетона золы-уноса. Колоссальный труд этих ученых сыграл огромную роль в развитие производства и применения легких бетонов в строительстве.
К 60-м годам прошлого столетия советские научные разработки в этой области во многом опережают европейские и производство автоклавных газобетонов в СССР становится автономным, перспективным научным направлением. К концу 80-х годов из ячеистых бетонов было построено более 250 млн м2 площади промышленных, гражданских и сельскохозяйственных зданий. Однако под влиянием особенностей советской экономики производство автоклавных изделий значительно сократилось, а последующий рост приходится лишь на начало 2000-х годов.
Дальнейшее развитие производства газобетона в России тесно связано с тенденциями роста экономики нашей страны. В последние десятилетия доля применения газобетона в строительстве значительно возросла, поскольку он является одним из самых энергоэффективных материалов ограждающих конструкций. При этом следует отметить относительно невысокую стоимость. Вместе с тем строительная индустрия нашего времени нуждается в более рациональных технологиях производства этого материала. Прежде всего это связано с низким уровнем однородности изготавливаемых изделий. Для улучшения качества газобетона существует множество методов. Наиболее рациональные из них: преобразование бетонной смеси добавками, воздействие на нее с помощью вибраций и электрической энергии, использование армирующих волокон.
Литература:
- Рыбьев И. А. Строительное материаловедение: учебник. М., 2002. С. 701
- Баженов Ю. М. Учеб. пособие для технол. спец. строит. вузов. 2-е изд., перераб. М., 1987. С. 415
- Гринфельд Г. И. Производство автоклавного газобетона в России: история, современность,перспективы // Технологии бетонов. 2011. № 7–8. С. 10–12
- Вишневский А. А., Гринфельд Г. И., Смирнова А. С. Производство автоклавного газобетона в России // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2015. № 5/6. С. 10–12
