Размышления об эффективности стеновых материалов, применяемых в современном строительстве
Аннотация
Дан сравнительный анализ эксплуатационных свойств некоторых материалов, применяемых для устройства стен.
Ключевые слова: пенополистирол, минеральная вата, фибропенобетонКлючевые слова:
РГСУ, Ростов-на-Дону
Качество и уровень развития стройиндустрии предопределяют функционирование строительного комплекса в целом. Поэтому актуальнейшей задачей современности является обеспечение строительного комплекса энергоэффективными и экологически дружественными материалами, позволяющими гражданам с минимальными затратами обеспечивать себя доступным жильем. Решение задачи зависит от номенклатуры, объема и качества строительных материалов, выпускаемых промышленностью.
Для иллюстрации тесной взаимосвязи между стройиндустрией и строительным комплексом вспомним об опыте 50-х 60-х годов ХХ века, который характеризовался огромным размахом жилищного строительства. В большинстве областей и краев РФ ежегодно вводилось в эксплуатацию от 1 до 2 млн. м2 жилья. Удовлетворение спроса на материалы осуществлялось за счет введения в строй крупных предприятий по производству эффективных материалов, в том числе автоклавных ячеистых бетонов. Все вновь построенные предприятия опирались на последние достижения науки того времени. Их производственная деятельность способствовала успешному решению задач благоприятного развития экономики страны.
В последней четверти ХХ века в РФ практически не появлялось предприятий на основе новых технологий. Рыночные преобразования, начавшиеся после кризиса 1991 года, показали, что стройиндустрия страны находится на уровне недостаточном для успешной работы строительного комплекса. Начало ХХ1 века ознаменовалось изменением инвестиционной политики, которая инициировала в стране развитие жилищного строительства. Вступили в действие новые теплотехнические требования к ограждающим конструкциям зданий. Материалы, выпускаемые архаичной стройиндустрией России, не могли соответствовать новым требованиям. Поэтому в страну широким потоком потекли вначале импортные материалы, а затем и технологии. К сожалению, пришедшие к нам технологии производства стеновых материалов опираются на научные достижения полувековой давности.
Переориентация строительного комплекса на возведение зданий, ограждающие конструкции которых должны соответствовать новым теплотехническим требованиям, способствовала повышению потребности в эффективных теплоизоляционных материалах. Не буду касаться всех проблем, возникающих при возведении и эксплуатации 3-х слойных ограждающих конструкций, отмечу лишь важнейшие. К ним относятся несогласованные параметры паропроницаемости и долговечности контактирующих слоев.
Недостаточно проницаемые для воздуха и влаги строительные конструкции создают у человека ощущение дискомфорта и способствуют развитию аллергических и сердечно-сосудистых заболеваний. Причиной появления негативных ощущений является тот факт, что между организмом человека и окружающей средой всегда имеют место массообменные процессы. Каждый человек потребляет в час 25…30 м3 воздуха и выделяет до 30 литров углекислого газа [1]. Поэтому эффективные строительные конструкции должны обеспечивать достаточный воздухообмен помещений с окружающей средой без потерь или притока тепла. Для этого стены предпочтительно должны быть однослойными и обладать достаточной паропроницаемостью. Если же стены многослойные, то слои материалов их составляющих должны располагаться от внутренней части стены к наружной последовательно по мере повышения их паропроницаемости. Если последовательность укладки слоев нарушается, то потребитель через несколько лет эксплуатации здания обязательно столкнется с существенным ухудшением теплотехнических свойств ограждающих конструкций. В чем это выразится? Вначале, за счет конденсации влаги в материале с минимальной плотностью, начнет скапливаться пар, который всегда движется от «теплого» к «холодному» и не может преодолеть барьер, состоящий из мало паропроницаемого слоя. Увлажнение этого слоя вначале приведет к повышению его теплопроводности (в разы). По мере дальнейшего увлажнения можно столкнуться с тем, что стены станут выглядеть влажными и на их поверхности появится плесень.
Очень важна вещественная природа материалов, предлагаемых в качестве эффективных теплоизоляторов. Широко рекламируемые системы утепления с применением пенополистирола, минеральной ваты, стекловаты, пенопластов и т.п. теоретически способны улучшить энергоэффективность ограждающих конструкций зданий. А что получаем на практике? Пенополистирол практически паронепроницаем, в условиях пожара выделяет токсичные вещества [2]. Даже в безопасных стационарных условиях эксплуатации этот материал выделяет в окружающую среду такие компоненты как хлороформ, изопропилбензол, этилбензол, бензол, ксилол, триметилбензол, нафталин. Как показали замеры Научного центра экологической токсикологии в Москве, содержание токсичных веществ в стенах жилых домов, включающих пенополистирол в качестве утеплителя, превышают предельно допустимые концентрации (ПДК) в 10 и даже 100 раз. Эти же самые токсичные вещества, превышающие ПДК в несколько раз, присутствовали и в воздухе жилых помещений [2]. По показателям долговечности этот материал в 2…5 раз уступает традиционным стеновым материалам бетону и кирпичу. Если в качестве эффективного утеплителя применять минеральную или стекловату, то опасаться токсинов практически не приходится. Однако исключить такой её недостаток, как способность к слеживанию в невозможно. Указанные различия в течение 5-8 лет эксплуатации строительных объектов приводят к резкому ухудшению эксплуатационных свойств стен зданий.
Решение стратегических задач, поставленных Президентом и Правительством перед исполнителями федеральной целевой программы «Жилище», невозможно без интенсивного развития базы стройиндустрии, которая должна обеспечивать строительный комплекс экологически дружественными, эффективными и долговечными материалами. При этом следует учитывать, что максимальный эколого-экономический эффект достигается в строительстве и жилищно-коммунальном хозяйстве при снижении энергозависимости за счет внедрения энергосбрегающих технологий. Именно здания могут дать максимум экономии энергии - за счет повышения эффективности их ограждающих конструкций.
И здесь на первый план должны выйти современные технологии ячеистых бетонов. В настоящее время рост стоимости энергоресурсов носит лавинообразный характер. Поэтому технология ячеистых бетонов естественного твердения чрезвычайно привлекательна. С помощью дисперсного армирования волокнами можно управлять параметрами усадочной деформативности таких бетонов в диапазоне достижения ими безусадочности или нормируемого расширения. Поэтому впервые в истории их применения появляются акустически эффективные и ремонтопригодные ограждающие конструкции.
Дисперсное армирование пенобетонов волокнами повышает их прочность на растяжение в 5..8 раз, что влечет за собой довольно значительный перечень преимуществ, проявление которых особенно важно при укладке изделий в конструкцию и при эксплуатации законченных строительных объектов. Дисперсно армированный пенобетон называют фибропенобетоном (ФПБ).
ФПБ состоит в основном из компонентов, которые более 100 лет успешно используются в строительстве, это цемент и песок. Но по структуре он похож на пористую древесину, то есть легкий, прочный не только на сжатие, но и на растяжение при изгибе. Такие свойства он имеет благодаря запатентованной технологии. Материал не горит, «дышит» как кирпичная стена, не бьется и не трескается, но хорошо пилится. Морозостойкость – 100 и более циклов. Для сравнения – требования к лицевому кирпичу по морозостойкости не превышают 50 циклов. А вот теплопроводность у него в 3…8 раз меньше, чем у кирпича, и это свойство позволяет стены делать тонкими и теплыми. За 5 лет работы на рынке стройиндустрии эффективность применения фибропенобетона смогли оценить не только строители-профессионалы Ростова-на-Дону (строительные компании «МИС», «Вант», «Генстой», «РотЯг», «Руслан», «Южная строительная компания» и др.), но и многие индивидуальные застройщики. В престижном офисном центре «Купеческий двор» стены, перегородки и карнизы выполнены из фибропенобетона.
. 
Фото 1. Применение стеновых блоков из фибропенобетона при возведении здания каркасного типа
Изделия из ФПБ в ЮФО изготавливаются с июля 2002 года по настоящее время. Промышленно освоена следующая номенклатура изделий:
- блоки стеновые и теплоизоляционные плотностью от 250 до 900 кг/м3;
- галтели плотностью 400 и 500 кг/м3;
- перемычки брусковые и арочные;
- карнизные изделия.
По требованию заказчиков могут выпускаться плиты утепления фасадов, способные обеспечивать не только требуемые параметры теплоэффективности и безопасности, но и долговечности.
 |
|
|
Фото 2. Фасад частного дома из фибропенобетона |
Фото3. Крепление системы отопления к стенам из фибропенобетона |
Фото 4. Объект из фибропенобетона с криволинейным фасадом
Фибропенобетон отличается от существующих видов ячеистых бетонов:
- повышенными прочностью при растяжении и вязкостью разрушения;
- пониженными теплопроводностью и усадочной деформативностью.
Перечисленные свойства обеспечивают инновационной технологии фибропенобетона высокую эффективность применения в строительстве и создание благоприятных условий для реализации ЦФП «Жилище».
Литература
1. Рязанова Г.Н., Баранова Т.И., Ткаченко А.Н. Инвестиционно привлекательные технологии возведения теплоэффективной ограждающей конструкции в несъемной опалубке//Научный Вестник Воронежского ГАСУ. Вып. №2(10), 2008. – С.86-93.
2. Маркевич А.И. Для тех, кто заработал возможность выбирать//Теория и практика производства и применения ячеистого бетона в строительстве. Сб.науч.трудов. Вып. 3. – Днепропетровск: ПГАСА, 2007. – С. 236-248.