В.Н.КУЗИН, М.В.МЛАДОВА, кандидаты техн. наук (НИИЖБ); В.А.РОСТОВ, инж. ("Стройтехника”), Оборудование для решения актуальных градостроительных проблем
Принятая в 1993 г. в Москве программа энергосбережения предусматривает как снижение затрат при производстве строительных материалов, машин и оборудования, так и повышение теплотехнических свойств ограждающих конструкций. Современные многоэтажные жилые здания у нас потребляют и теряют тепла через ограждающие конструкции в 6...8 раз больше, чем в странах Европы. Сегодня в России на отопление существующих зданий ежегодно расходуется 240 млн.т условного топлива, перерасходуется 20...25% энергоресурсов. Измененные требования СНиП диктуют повышение теплозащиты в 3...4 раза, что заставляет поневоле отказаться от традиционных материалов и способов возведения стен зданий.
Второй, не менее важной остается проблема повышения архитектурной выразительности как самих зданий, так и входящих в жилой комплекс территорий, что требует принципиального изменения архитектурно-планировочных решений. Вторая проблема непосредственно сопряжена с третьей — обеспечением экологической чистоты как за счет использования “чистых” материалов, так и путем улучшения микроклимата с помощью комплексного максимального озеленения.
Решение названных проблем, ориентируясь на традиционное крупнопанельное строительство, представляется делом весьма сомнительным. Необходимо искать новые подходы. Нельзя не учитывать также и то, что в настоящее время увеличивается объем индивидуального и коттеджного строительства. В увязке с этим необходимо вести и реконструкцию существующих заводов сборного железобетона.
Известно, что как у нас в стране, так и за рубежом существует большой параметрический ряд оборудования (вибрационного, безвибрационного) для формования различных строительных изделий. В странах Западной Европы широко распространены высокопроизводительные полностью автоматические технологические линии по изготовлению мелкоштучных изделий широкой номенклатуры: стеновые и перегородочные блоки, блоки перекрытия, тротуарные плиты и камни для мощения, элементы благоустройства и декоративно-художественного оформления зданий и территорий. Широкая номенклатура и цветовая гамма выпускаемых изделий позволяют удовлетворить все запросы архитектора- проектировщика и решить в комплексе все задачи.
В то же время следует иметь в виду, что в России также имеется и многие годы успешно работает несколько типов вибропрессующего оборудования для изготовления мелкоштучных изделий всей перечисленной выше номенклатуры. Разработаны и широко распространены целые технологические линии; и хотя уровень автоматизации на них несколько ниже, чем на зарубежных, они в десятки раз дешевле последних и со всем не хуже по надежности и качеству как оборудования, так и изготовляемых изделий.
Самой высокой оценки заслуживают линии серии “Рифей”, выпускаемые предприятием “Стройтехника” (г.Златоуст Челябинской обл.). Например, линия “Рифей-универсал” (см. рисунок) — высокопроизводительная компактная механизированная линия для изготовления строительных изделий методом полусухого вибропрессования, награжденная дипломами пяти международных выставок и золотыми медалями ВВЦ. В ее состав входят объемный дозатор для вяжущего, заполнителя и воды, смеситель объемом 300 л, транспортер для подачи смеси в бункер вибропресса, вибропресс с набором сменных матриц для разных изделий, штабелер, приборы управления. Оборудование размещается на площади 14 м2 (без складских помещений). Наличие сменных матриц позволяет выпускать более 30 различных видов изделий высотой от 65 до 250 мм. Часовая производительность такой линии 2.5...3.5 м3 стеновых материалов, или 33...42 м2 элементов мощения дорог и площадок.
Среди преимущества линии можно назвать:
простое управление и обслуживание, не требующие высокой квалификации персонала;
хорошую ремонтопригодность вследствие удобного доступа и простоты разборки каждого агрегата, применения однотипных и недефицитных комплектующих;
механизированную загрузку поддонов;
высокую компактность; возможность быстрой (до 1 ч) переналадки линии на другой вид изделия путем смены матриц.
Кроме того, линия позволяет изготовлять широкую номенклатуру изделий высокой точности и красивого внешнего вида, а также использовать практически любые местные материалы — песок, золы, шлаки, керамзит или другой пористый заполнитель, отсевы щебня, опилки, солому при достижении на основе цементов и других вяжущих прочности от 5 до 60 МПа.
Линия может быть введена в эксплуатацию всего за несколько суток с минимальными затратами и окупится в течение полугода. Стоимость такой линии составляет 50...60 тыс.долл. При изготовлении достигается оптимальный расход исходных материалов вследствие рациональной пустотнос- ти изделий, использования полусухих смесей с минимальным водоцементным отношением, что позволяет максимально использовать тепловыделение твердеющего материала и, как правило, обходиться без затрат тепла на термообработку.
Рассмотрим теперь, как выпускаемая номенклатура изделий обеспечивает решение трех названных в начале статьи проблем.
Тротуарная плитка различного размера, формы и цвета в сочетании с разнообразными бордюрными камнями позволяет получать огромное количество вариантов оформления прилегающих к зданиям территорий, скверов, полисадников. Решетки для укрепления газонов, тротуарная плитка, уложенная с пространством для травы, позволяют сохранить природную растительность в наиболее удобной для человека форме. Интересно применение вазонов, рамок, решеток для укрепления стен и откосов, для создания простых цветников и клумб, для возведения опорных, ветро- и шумозащитных стен. Все это повышает архитектурную выразительность и поддерживает экологическую чистоту. Не случайно на Западе давно заменили асфальтовые покрытия бетонными— не приходится дышать нефтяными испарениями, а доля цемента в составе бетона, как правило, незначительна, да и находится он в неактивной форме.
Использование принципиально нового стенового материала, совмещающего высокую несущую способность с максимальными теплоизоляционными свойствами, будет способствовать решению проблемы повышения теплозащитных параметров стен. Такая задача может иметь многовариантное решение при использовании метода полусухого вибропрессования:
изготовление пустотных блоков из бетона, в том числе поризованного, с различного рода легким заполнителем (природным или искусственным);
получение тех же блоков из разнообразных отходов (органических и минеральных) местных производств. Здесь могут пойти в дело опилки, солома, гузопая, подсолнечная шелуха, дробленая древесина, магнезитовая, доломитовая и другая минеральная мука, отходы камнепиления, золы, шлаки и их смеси и т.п.;
формование комплексных несущетеплоизоляционных блоков (термоблоков) с каркасом из плотного, вплоть до высокопрочного, бетона с заполнением пустот в них эффективным утеплителем — пенополистиролом.
Последний вариант наиболее пригоден как для многоэтажного строительства, так и для изготовления не только стеновых блоков, но и блоков перекрытий. В этом направлении в НИИЖбе ведется работа по созданию конструкций для возведения стен с “сухим стыком”, т.е. сборка дома из блоков путем их пристыковки друг к другу, как в детских игрушках. Для этого блоки должны иметь соответствующие выступы, которые фиксируются в пазах последовательно устанавливаемых изделий. Наиболее эффективным утеплителем здесь следует считать блочный пенополистирол, который закладывают в отдельный блок. Это позволяет исключить дополнительный мокрый процесс, обычно неизбежный при заливке блоков каким- либо теплоизоляционным бетоном. Сегодня плитный пенополистирол не является дефицитным материалом: в Москве и Санкт-Петербурге ряд фирм уже широко его выпускает с плотностью от 10 до 50 кг/м3.
В Европе 68% производимого полистирола используется в качестве теплоизоляционного материала, в Финляндии этот процент еще выше. При этом расчеты показывают, что по эффективности вложения в тепловую изоляцию в 4...5 раз выше, чем в разработку новых месторождений топливно-энергетических ресурсов. Пенополистирол как утеплитель и гидроизолятор для стен, потолков и крыш не только обладает теплоизоляционными свойствами, но и не плесневеет, имеет высокую прочность на сжатие. При коэффициенте теплопроводности пенополистирола, равном 0,041 Вт/(м °С), комбинированный стеновой блок при толщине 380 мм позволит обеспечить требования СНиП по теплоизоляции стены, что соответствует толщине стены в 3,5 кирпича (875 мм).
Прессование каркаса блока из мелкозернистого бетона позволяет повысить архитектурную выразительность зданий, так как при этом может быть создана поверхность с разным рельефом, путем скола части стенки получать поверхность “под колотый гранит”, используя одновременно широкую цветовую гамму.
Обширная номенклатура изделий, изготовляемых методом полусухого вибропрессования, требует использования материалов с самыми разными прочностными, тепло- и гидроизоляционными свойствами. Для покрытия дорог требуется материал с высокой морозо- и солестойкостью, хорошо противостоящий истиранию. Для стеновых материалов эти требования существенно снижаются. Все это может быть достигнуто путем создания разной структуры материала — от сверхплотной до максимально пористой. И здесь чрезвычайно плодотворным оказалось сотрудничество предприятия “Стройтехника”, выпускающего оборудование, и НИИЖБа — головного института РФ в области бетона и железобетонных конструкций.
В настоящее время одна из последних модификаций линии “Рифей- универсал” установлена в производственном цехе НИИЖБа. На ней отрабатываются новые технологические решения по созданию перспективных дорожных и стеновых материалов, а также совершенствуются отдельные узлы оборудования. Налажен выпуск серийной продукции. В то же время НИИЖБ обеспечивает заказчиков требуемой нормативно-технической документацией по всей номенклатуре выпускаемых изделий, решает бетоноведческие задачи.
Часто говорят о возможном удорожании строительных работ при использовании мелкоштучных изделий. Здесь следует дать некоторые пояснения. Во-первых, возведение стены из блоков существенно менее трудоемко, чем из кирпича. Современные же крупные панели станет невозможным применять из-за несоответствия их новым требованиям теплотехники. Во- вторых, для мощения широких дорог и площадок изделиями из мелких фигурных камней или брусчатки уже созданы машины, позволяющие укладывать одновременно почти квадратный метр плитки. Нельзя забывать и о том, что мощение дорог тротуарной плиткой требует освоения технологии укладки. Только правильно подготовленная поверхность и заполнение швов связующим материалом обеспечивает равномерное распределение нагрузки по поверхности плит, когда каждая отдельная плитка получает опору и поддержку со стороны соседних. Прочность основы определяется характером предполагаемых нагрузок.
Бетон и железобетон, 1998 №5