Ніздрюваті бетони: вчора, сьогодні, завтра

Проблема енергозбереження в будівництві набула загальнодержавного значення. Її вирішення вимагає застосування високоефективних, і бажано недорогих, будівельних матеріалів і технологій. Як свідчить вітчизняний та зарубіжний досвід, одними з найбільш перспективних теплоефективних матеріалів, яким притаманні високі фізико-технічні та теплоізоляційні властивості, є ніздрюваті бетони. Саме тому сьогодні питанням їх виробництв і застосування в Україні приділяється надзвичайно велика увага

Історичний екскурс

Ніздрюваті бетони вперше були отримані в 1889 році чеським ученим Гоффманом. Він додав до рухомих цементних і гіпсових розчинів хімічні речовини (кислоти, солі), що виділяли під час реакціїї газ. Цей газ створював ніздрювату структуру в твердіючих розчинах. На жаль, патент Гоффмана не отримав практичного застосування. Наступний крок в цьому напрямку був зроблений в 1914 році американцями Аулсвортом і Дайєром, які запропонували використати в якості газоутворювача порошки алюмінію, цинку і деяких інших металів, котрі при взаємодії з Са(ОН)2 виділяли водень і діяли як спучуючі добавки. Цей винахід можна вважати початком сучасної технології газобетону. В 1922 році німці Адольф і Поль використали перекис водню (пергідроль водню Н2О2) для спучування бетонної суміші, але в масовому виробництві пористих бетонів ця технологія не набула поширення.

Практичне значення для розвитку виробництва газобетону мали дослідження Ерікссона (Швеція ), започатковані в 1918-1920роках. Він запропонував спучувати рухому суміш вапна з тонкоподрібненими кремнеземистими компонентами і домішкою цементу (10% ) при взаємодії алюмінієвого порошку з розчиненим Са(ОН)2. При цьому в основу технології був покладений спосіб тепловологої обробки вапняно-кремнеземистих композицій в автоклавах.

В подальшому розвиток технології автоклавного газобетону по способу Ерікссона пішов двома шляхами. Один шлях започаткував у 1929 році виробництво газосилікату (із суміші вапна з кремнеземистими добавками, але без цементу) автоклавного тверднення фірмою “Ітонг” в шведському містечку Іксхульт на підприємстві з продуктивністю 15 тис. м3/рік. Ітонг”. Другий шлях привів в 1934 році до виробництва фірмою "Сіпорекс” іншого різновиду газобетону (на основі суміші з портландцементу і кремнеземистого компоненту, але без додавання вапна), запропонованого фіном Форсеном і шведом Екслундом. З середини 30-х років виробництво газобетону за цими двома способами почало розвиватися в багатьох країнах. Сьогодні заводи газобетону і газосилікату компаній “Верхан”, “Ітонг”, “Маза-Хенке”, “Сіпорекс”, “Хебель”, “Хесс”, “Хьоттен”, “Х+Х” та інших працюють по всьому світі.

Ще один напрям отримання ніздрюватого бетону передбачає змішування водного розчину сировинних компонентів з попередньо підготовленою піною. В залежності від виду в’яжучого і кремнеземистого компоненту матеріали отримали назву пінобетонів, піносилікатів, пінозолосилікатів, піношлаків, гіпсобетонів і таке інше. Вперше спосіб отримання пінобетону шляхом змішування розчинів в’яжучих речовин з піною запропонував датський інженер Байєр в 1911 році. Але практичне виготовлення пінобетону цим способом почалось лише в 1923-1925 роках. Відтоді було видано велику кількість патентів на способи отримання пінобетону з різних видів мінеральної сировини і з різними піноутворювачами.

Перші дослідження технології і властивостей ніздрюватих бетонів в СРСР почались в 30-ті роки. Радянські вчені Ребіндер, Брюшков, Кауфман та інші розробили технологію теплоізоляційного пінобетону природнього твердіння і вивчили його властивості. Роботи Гендлера, Кауфмана, Шульца та інших на початку 30-х років сприяли практичному втіленню в будівництво неавтоклавного монолітного пінобетону, отриманого в умовах будівельного майданчика.

Українські реалії

Якщо проаналізувати в цілому розвиток технології ніздрюватого бетону в СРСР, країнах СНД і в Україні, то можна виділити умовно чотири основні періоди:

розвиток технології неавтоклавного пінобетону (1926-1941 роки);

розвиток технології автоклавного пінобетону (1945-1960 роки);

виробництво автоклавного пінобетону (1960-1985 роки);

відродження технології неавтоклавного пінобетону (з 1985 року) при збереженні виробництва автоклавного ніздрюватого бетону і стрімке нарощування обсягів виробництва неавтоклавного пінобетону (з 1995 року) з використанням більш ефективних піноутворювачів і спеціальних повітрязалучуючих домішок.

Розвиток виробництва ніздрюватого бетону в Україні, пов’язаний з бетоном автоклавного тверднення. Цьому сприяла поставка Польщею в 1960-1962 роках технологічного обладнання для десяти заводів в СРСР по виготовленню виробів з ніздрюватого бетону автоклавного тверднення. Луганський комбінат ніздрюватобетонних конструкцій, побудований з використанням польського обладнання, став першим великим (потужність - 180 тис.м3/рік) виробником ніздрюватобетонних виробів в Україні.

Згодом на основі досвіду виготовлення ніздрюватобетонних виробів з використанням польського технологічного обладнання в Україні було побудовано ще чотири великих спеціалізованих підприємства по виготовленню виробів з ніздрюватого бетону:

Білгород-Дністровський експериментальний завод ніздрюватих бетонів і виробів потужністю 130 тис. м3/рік;

Миколаївський комбінат силікатних виробів потужністю 140 тис. м3/рік;

Славутський завод силікатних стінових матеріалів потужністю 180 тис. м3/рік;

Сумський завод силікатних стінових матеріалів потужністю 140 тис. м3/рік.

На сьогоднішній день найбільш відомими великими виробниками ніздрюватобетонних виробів в Україні є наступні підприємства:

ВАТ “Обухівський завод пористих виробів” (м. Обухів, Київська обл.);

ВАТ “Житомирський завод силікатних виробів”;

ВАТ “Білгород-Дністровський експериментальний завод пористих бетонів” (м. Білгород-Дністровський, Одеська обл.);

ТОВ “Силікатобетон” (м. Суми );

ВАТ “Купянський завод будівельних матеріалів”.

Газобетон чи пінобетон?

Крім вітчизняної продукції на ринку будівельних стінових матеріалів присутні пористобетонні блоки іноземних виробників, ціна яких, щоправда, на 50-70% вища за вартість виробів вітчизняного виробництва. Це засвідчує, що національний виробник неспроможний задовольнити внутрішній попит на блоки з ніздрюватого бетону, як якісно, так і кількісно. Такий стан справ у галузі виробництва ніздрюватобетонних виробів повинен зацікавити внутрішнього інвестора. Причому в теперішніх економічних умовах, за відсутності значних коштів на реконструкцію (будівництво ) великих профільних виробництв, найбільш доцільним підходом, на думку фахівців, може бути організація невеликих міні-виробництв, максимально наближених до районів забудови, що зменшує транспортні витрати і створює нові робочі місця для місцевого населення.

Особливо актуальним може бути створення виробництва пінобетонних виробів на базі вже існуючих виробництв шлакоблоків, тротуарної плитки (ФЕМів ), бетонних парканів, які у зв’язку із насиченням ринку різноманітними матеріалами і появою нових матеріалів відчувають зниження попиту на власну продукцію.

Існуючі передумови для організації виробництва пінобетонних виробів малими профільними виробниками виглядають наступним чином:

- специфіка роботи незмінна;

- робітники не потребують коштовної перепідготовки, зміни кваліфікації;

- існуючі дозволи відповідають вимогам до умов виробництва;

- наявність інфраструктури;

- під діюче виробництво легше отримати кредитні кошти, необхідні для реорганізації підприємства на базі існуючого;

- наявність постачальників сировини (цементу, піску);

- присутність на місцевому ринку.

Такі передумови дають відчутні конкурентні переваги перепрофільованим виробництвам перед новоствореними. Крім того, слід враховувати, що в той час, як енергетична складова собівартості інших будівельних стінових матеріалів (цегла, ніздрюватобетонні блоки автоклавного твердіння тощо) найближчим часом буде зростати пропорційно здорожчанню енергоресурсів, ніздрюватобетонні блоки неавтоклавного тверднення залишатимуться більш конкурентноздатними за рівнем цін. З теплотехнічної точки зору, ніздрюватобетонні блоки неавтоклавного тверднення з-поміж інших стінових теплоефективних матеріалів залишаться розумною альтернативою, особливо для малоповерхового котеджного і садибного житлового будівництва.

Наведені вище міркування не відкидають, однак, необхідності розвитку вітчизняного газобетонного виробництва, що, власне, в дійсності і відбувається. Так, за 2006 рік виробництво дрібноштучних виробів з автоклавного газобетону зросло в Україні приблизно на 125 тис. м3, що в 1,6 рази більше середньорічного приросту виробництва за попереднє п’ятиріччя. При цьому основна частка приросту досягнута за рахунок збільшення виробництва на 4-х діючих підприємствах: ВАТ «Обухівський ЗПВ», ВАТ «Житомирський ЗСВ», ВАТ «Білгород-Дністровський ЕЗПБ», ВАТ «Купянський ЗБМ», а також введення нової лінії на Дніпропетровському заводі стінових матеріалів.

До речі, нова лінія на ВАТ «ДЗСМ» - це перша реконструкція цеху силікатної цегли з метою виробництва газобетонних виробів автоклавного тверднення з використанням устаткування вітчизняного виробництва. Науково-технологічні і проектні роботи по реконструкції цеху виконані за участю лабораторії ніздрюватих бетонів ПДАБА. Досвід цієї реконструкції і основне технологічне формувально-різальне устаткування може бути використане і на інших подібних підприємствах для переоснащення ліній силікатної цегли.

Створюються в Україні і нові газобетонні потужності. Так, у жовтні 2007 року в м. Березань Київської обл. відбулася закладка першого каменя у спорудження заводу автоклавного газобетону холдингу Aeroc International AS. Технологічне устаткування буде поставлено німецько-голландською компанією Hess ААС Systems. Інвестиції в даний проект перевищують 30 млн. доларів. Планова потужність нового заводу - 400 тис. куб. м на рік, що дозволить підприємству стати найбільшим виробником газобетонних виробів в Україні. Очікується, що завод вийде зі своєю продукцією на український ринок вже в 2008 році.

Разом з тим, фахівці застерігають, що будівництво нових підприємств тільки з використанням дорогого устаткування провідних зарубіжних фірм може привести до значного зростання цін на вироби з газобетону. Тому вони пропонують для збільшення виробництва газобетонних виробів, окрім будівництва нових заводів, більше уваги приділяти реконструкції діючих вітчизняних заводів автоклавного газобетону із заміною формувально-різального устаткування. Таке технічне переоснащення дасть змогу підвищити економічність виробництва, поліпшити якість і розширити номенклатури виробів з газобетону.

Перспективи розвитку

Державна політика розвитку енергозбереження, складовою якої є підтримка і сприяння розвитку промислового виробництва енергоефективних, теплоефективних будівельних стінових матеріалів, спрямована, насамперед, на зменшення споживання енергоносіїв, зниження енергомісткості ВВП і підвищення конкурентоздатності національного виробника. Перспективність виробництва теплоефективних будівельних стінових матеріалів, зокрема таких, як пінобетонні та газобетонні блоки, підтверджується існуванням державної програми розвитку виробництва виробів з ніздрюватого бетону і їх використання у будівництві на період 2005-2011 років. Розробники державної програми стверджують, що до 2011 року цегла поступиться своїми домінуючими позиціями на ринку будівельних стінових матеріалів пористому бетону: з його застосуванням будуватиметься 30-50% висотних споруд і 60-80% малоповерхових. На жаль, з огляду на те, яким чином виконується ця програма, виникають великі сумніви щодо реальності подібних планів, у кожному разі, щодо відведених для цього термінів.

Юрій Червяков, заст. директора НДІБМВ:

- Ніздрюватий бетон – сьогодні найефективніший стіновий матеріал, який у великих обсягах виробляють та використовують в Європі. Наприклад, в 2005 році у Польщі випуск виробів з ніздрюватого бетону становив 120 куб. м на 1000 мешканців. В Республіці Білорусь у 2006 році на десяти заводах було виготовлено 250 куб. м виробів з ніздрюватого бетону на 1000 жителів. В Україні цей показник за 2007 рік становив 20 куб. м виробів, з яких половину виготовлено за неавтоклавною технологією. Блоки з ніздрюватого бетону в Україну імпортують з Польщі, Республіки Білорусь, Туреччини.

З огляду на досвід Польщі та Білорусії, виробничі потужності мають забезпечити щороку випуск не менше 100 куб. метрів на 1000 українців, що становить 4,6 млн. куб. метрів виробів на рік. А це вдвічі більше, ніж будуть спроможні випускати заводи, які сьогодні функціонують та будуються в Україні.

Стінові блоки з ніздрюватого бетону – місцевий матеріал, перевозити їх на відстані понад 200 км недоцільно через низьку щільність бетону (600 кг/куб.м.). Тому потрібно розробити програму розвитку виробництва ніздрюватобетонних блоків, реалізація якої дасть змогу забезпечити всі регіони України цим теплоефективним стіновим матеріалом.