Применение вспученного перлита на стройках Минпромстроя СССР
Как известно, вспученный перлит — это искусственный пористый материал в виде песка и щебня, получаемый при термической обработке дробленых кислых водосодержащих вулканических стекол — перлитов. Он обладает исключительно высокими теплоизоляционными, звукоизоляционными и огнезащитными свойствами. Объемная масса материала в зависимости от качества сырья и условий процесса вспучивания составляет от 80 до 500—600 кг/м® а прочность при сжатии колеблется от 5 35 кгс/см2. Зерна вспученного перлита достаточно морозостойки и водостойки. Все это предопределяет возможность широкого использования его в строительстве.
В нашей стране имеется достаточное количество разведанных запасов перлитовой породы. Благодаря большому коэффициенту вспучивания транспортирование сырья в виде фракционированного щебня к местам производства вспученного перлита экономически выгодно на далекие расстояния — до 3 тыс. км, поэтому целесообразно снабжать предприятия, перерабатывающие перлит, сырьем из крупных механизированных карьеров.
В настоящее время в системе Минпромстроя СССР имеется 21 предприятие по выпуску вспученного перлитового щебня и песка общей мощностью 650 тыс. ма, все они работают на сырье Арагацкого (АрмССР), Береговского (УССР) и Мухор-Талинского (Бурятская АССР) месторождений. В десятой пятилетке намечается ввести в эксплуатацию дополнительные мощности в объеме 550 тыс. ма, в результате чего к 1980 г. общая мощность предприятий по производству вспученного перлита должна составить 11200 тыс. м3.
В настоящее время вспученный перлит применяется в различных сферах строительства в четырех подразделениях министерства: Минпромстрое УССР, Главвостоксибстрое, Главкавминкурортстрое и Минпромстрое БССР.
Главкам министерства установлены задания по внедрению в 1976—1980 гг. важнейших мероприятий, повышающих технический уровень, эффективностьи качество строительства. В этих мероприятиях предусматривается также использование вспученного перлита при производстве различных строительных, материалов и конструкций.
В соответствии с установленным заданием, вспученный перлит в текущей пятилетке будет применяться при производстве плит на фосфатной связке; при выпуске пластоперлитобетона; как мелкий заполнитель в керамзито-, аглопорито- и перлитобетонах для наружных стеновых панелей; как наполнитель в перлитобитумной изоляции.
За годы девятой пятилетки в системе Минпромстроя УССР были созданы производственные мощности по выпуску пористых заполнителей: керамзитового гравия и вспученного перлитового песка, объемы производства которых за 1976 г. соответственно составили 366 н il 12 тыс. м3. Сырьем для производства вспученного перлитового песка являет перлит Береговского месторождения Закарпатской области.
Одновременно с созданием производственных мощностей велись работы по технологии приготовления легких бетонных смесей с использованием перлитового песка, разрабатывалась технология производства конструкций из ке- рамзитоперлитобетона. Активное участие в выполнении научных, конструкторско-технологических разработок
принимали НИИСК, НИИЖБ, Киевский НИИСМ, Львовский филиал Укрнистромпроект (б. Львовский филиал НИИСМ), ЦНИИПромзданий, Киев- ЗНИИЗП и др. (рис. 1).
В настоящее время организовано промышленное производство ряда ограждающих конструкций с применением ке- рамзитоперлитобетона, в том числе с предварительным напряжением арматуры. Наружные стеновые панели из керамзитоперлитобетона имеют объемную массу в сухом состоянии 950—1000 кг/м3. Применение керамзитоперлитобетона позволило уменьшить толщину наружных панелей с 35 до 30 см, что в свою очередь снизило их массу на 18%. Керамзитоперлитобетонные стеновые панели находят широкое применение в промышленном строительстве.
Разработана конструкция, технология производства и организован промышленный выпуск преднапряженцых стеновых панелей для зданий с шагом колонн 12 м. Чертежи стеновой панели длиной 12 м утверждены в качестве типовых серии 1.432-11, Они предназначены для отапливаемых промышленных зданий с относительной влажностью воздуха в помещениях до 60%. Конструкции подразделяются на рядовые, перемычечные и парапетные. Однослойная панель из керамзитоперлитобетона марки М 150 технологична в изготовлении. Объемная масса во влажном состоянии— до 1200 кг/м3. Состав керамзитоперлитобетона (на 1 м3 смеси): цемент М 500—320 кг, керамзитовый гравий объемной массой 500—600 кг/м3—1,2 м3, вспученный перлитовый песок объемной массой 180 кг/м3—0,6 м3, воды — 200 л, СДБ (в сухом состоянии от массы цемента)—0,2%. Наружный и внутренний фактурные слои выполняются из песчано-цементного раствора М 100. Панели армируют стержнями из стали класса А-Шв. Напряжение осуществляется электротермическим способом натяжением на силовую форму. Последняя изготовлена на максимальный размер панели, а кратные ее размеры получаются за счет установки разделительного вкладыша.
Промышленное производство таких панелей на Броварском ЗСК Минпромстроя УССР (Киевская обл.). Технологическая линия на этом заводе оборудована двумя мостовыми кранами грузоподъемностью 15 и 20 т, самоходным двухбункерным бетоноукладчиком, двумя виброплощадками грузоподъемностью 20 т, затирочной машиной, конвейером подготовки форм, четырьмя пропарочными камерами ямного типа и самоходной тележкой для вывоза изделий на склад готовой продукции. Линию обслуживает бригада из семи человек. На рис. 2 показан пост распалубки этой технологической линии. В 1976 г. выпущено (15,3 тыс. мэ указанных панелей. На рис. 3 показан фрагмент фасада главного корпуса завода алюминиевых конструкций, смонтированного из конструкций Броварского зек.
Установка по выпуску вспученного перлитового песка построена по разработкам Киевского филиала НИИСМИ. Мощность ее 50 тыс. м3 песка в год, подача песка со склада в бункера бетоносмесительной установки осуществляется пневмотранспортом.
Производство преднапряженных стеновых панелек длиной 112 м организовано также в производственном объединении «Николаевжелезобетон». Технико-экономические показатели стеновых панелей длиной 12 м (на 1 м2)
Экономический эффект при применении преднапряженных керамзитоперлитобетонных стеновых панелей длиной 12 м составляет около 350 тыс. р. расход стали сокращается на 6000 т, трудозатраты уменьшаются на 5300 чел.- дней.
Броварский ЗСК освоил также производство однослойных керамзитобетонных стеновых панелей для зданий с шагом колонн 6 м. Панели длиной 6 м изготовляются из керамзитоперлитобетона марки М 50, объемной массой до 1000 кг/м3. Состав легкого бетона на 1 м3: цемент— 220 кг; керамзитовый гравий объемной массой 500—600 кг/м3— 1,1 м3; вспученный перлитовый песок объемной массой 1180 кг/м3—0,45 м3; вода—180 л; СДБ — 0,2%. Объем производства керамзитоперлитобетонных панелей длиной 6 м составил в 1976 г. 5,6 тыс. м3.
В 1975—1976 гг. проделана подготовительная работа по производству плоских преднапряженных плит покрытия размером 3X6X0,16 м из керамзитоперлитобетона. Технология изготовления плит освоена на Львовском ЗСК комбината Львовпромстрой. Экономическая эффективность от замены ребристых типовых плит покрытия, утепляемых в построечных условиях, плоскими керамзитоперлитобетонными составила 1 р. 68 к. на 1 м2 покрытия. Мин- промстроем УССР утверждены технические условия на эти плиты (ТУ 65-УССР-83-75) для применения их в экспериментальном строительстве. На рис. 4 показано применение таких плит из керамзитоперлитобетона марок М 100—150 в опытно-экспериментальном строительстве склада базы Львовского горисполкома.
При участии Львовского филиала Укрнистромпроекта разработаны и испытаны конструкции полигонального свода пролетом il8 м из унифицированных сборных круглопустотных плит из керамзитоперлитобетона марок М. 100 и 150, армированных обычной и преднапряженной арматурой, применение которых возможно в районах с различной снеговой нагрузкой. Своды предназначены для покрытия промышленных и общественных зданий пролетом 18 м, эксплуатируемых в нормальных температурно-влажностных условиях.
Для промышленных и гражданских зданий с гладкой поверхностью потолков пролетами 112 м разработаны и исследованы конструкции круглопустотных плит покрытия размерами 1,5X12 и ЗХ2 м из керамзитоперлитобетона марки М 150, армированных преднапря- женной стержневой арматурой класса A-IV. Плиты изготавливали и испытывали на Калушском заводе железобетонных изделий и конструкций и применяли при строительстве административного здания в Ивано-Франковске. Рабочие чертежи плит рекомендованы для применения в экспериментальном строительстве (ТУ 65-УССР-109-76).
В десятой пятилетке в Минпромстрое УССР продолжается работа по внедрению в практику строительства новых конструкций из легких бетонов — главным образом из керамзитобетона и керамзитоперлитобетона. В тесном сотрудничестве с научно-исследовательскими и конструкторско-технологическими институтами осуществляются разработки и испытания конструкций, их технологии производства, а также систематически увеличиваются мощности по выпуску легких заполнителей.
Опыт заводского производства и применения в строительстве конструкций из керамзитоперлитобетона, накопленный в Минпромстрое УССР, показывает, что использование вспученного перлитового песка по сравнению с керамзитоперлитобетоном на кварцевом песке снижает массу конструкций на 115—20%. (При этом повышаются теплотехнические показатели, особенна важные для ограждающих конструкций. Практика показала также, что возможно производство конструкций из керамзитоперлитобетона марок М 200, М 100 и М 50, объемной массой соответственно 1200, 1000 и 1000 кг/м3. Прочностные и деформатив- ные свойства ограждающих конструкций из таких бетонов удовлетворяют требованиям СНиП и ГОСТа.
На многих стройках Минпромстроя УССР в качестве утеплителя кровли применяется перлитобитум. Перлитобитумная масса на плите покрытия уплотняется катком, сверху укладывается слой рубероида; перлитобитум является также и пароизоляцией. Для приготовления перлитобитумной массы в 1977 г. использовано 77 тыс. м3 вспученного перлита.
В настоящее время при бссканалыюй прокладке труб все чаще применяется перлитобитумная изоляция. В отличие от других теплоизоляционных материалов, перлитобитум обладает хорошими гидрофобными свойствами, повышенным электросопротивлением, способствует надежной защите труб от коррозии.
Технология изготовления перлитобитумной изоляции такова. Разогретый до температуры 70—180°С битум марки БН-IV подается в растворомешалку закрытого типа, куда засыпан перлитовый песок объемной массой от 80 до 120 кг/м3. Соотношение объемов битума и перлита составляет 1 : 4—1 : 6. Из перемешанной горячей битумоперлитовой массы могут быть изготовлены скорлупы, сегменты или монолитная теплоизоляция трубопроводов. В 1976 г. при бесканальной прокладке труб было израсходовано 11 тыс. м3 вспученного перлита.
В течение ряда лет на предприятиях Главвостоксибстроя вспученный перлитовый песок и щебень применяют как заполнитель при производстве легких бетонов. Перлитобетонные стеновые панели для зданий промышленного культурно-бытового назначения (серии 1.432-5), а также преднапряженные плиты покрытия из тяжелого бетона с утеплителем из перлитобетона выпускают на заводах ЖБИ в Шелсховс и Улан Удэ.
На заводе крупнопанельного домостроения (КПД) в Улан-Удэ изготовляют панели из перлитобетона для жилых домов серии 1-335КС, на Усольском заводе КПД — стеновые панели из керамзитоперлитобетона для домов серии I-335AC, а на Мсльниковском заводе КПД — для домов серии I-464AC.
В 1976 г. предприятиями Главвостоксибстроя с применением вспученного перлита (песка и щебня) было выпущено 150 тыс. м3 легкобетонных конструкций, а в 11977 г. объем их выпуска составил П 70 тыс. м3.
Вспученный перлит применяется также при изготовлении теплоизоляционных изделий. Перлитобетонные плитки на цементной связке размерами 700Х Х300 мм и толщиной 120—140 мм, объемной массой не более 500 кг/м и пределом прочности при сжатии 10 кгс/см2 используют для теплоизоляции покрытий промышленных и жилых зданий. Для производства таких плит в 1977 г. использовано 1,6 тыс. м.
В Минпромстрое БССР и Главказминкурортстрое вспученный перлитовый песок используется только при приготовлении перлитобитумной и перлитобетонной изоляции для бесканальной прокладки труб.
Нужно отметить, что Минпромстрой СССР при внедрении вспученного перлита испытывает большие трудности, связанные с необходимостью переработки получаемого сырья и установкой специального технологического оборудования. Дело в том, что потребителям должно отгружаться фракционированное сырье. Однако предприятия по производству вспученного перлита получают его нефракционированным, загрязненным, с большим количеством слабо- вспучивающихся примесей. Переработка некондиционного сырья требует организации дробильно-сортировочных и сушильных отделений на предприятиях по производству вспученного перлита, что экономически неоправдано.
Минстройдормаш не обеспечивает выполнение заданий по изготовлению технологического оборудования в необходимых количествах. Госснабом СССР не осуществляется комплектная поставка технологического оборудования для предприятий по производству вспученного перлита, что вынуждает эти предприятия самостоятельно решать вопросы изготовления оборудования, а это, как правило, приводит к снижению качества и удорожанию стоимости продукции.
Необходимо широко распространять подготавливаемые научно-исследовательскими организациями инструктивные и нормативные документы по технологии производства и применения вспученного перлита.