СТРОИТЕЛЬСТВО ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ДОМОВ ПО ТЕХНОЛОГИИ КАПСИМЭТ

В строительной индустрии и ЖКХ ежегодно расходуется более 500 млн.т условного топлива, из которых 400 млн.т идет на отопление, горячее водоснабжение и освещение зданий.

      На эксплуатацию 1 кв.м помещений в России затрачивается около 90 кг условного топлива в год, что превышает аналогичные затраты, например, в Швеции в 3 раза. В общих потерях тепла при эксплуатации зданий 45% его теряется через стены домов, при этом потери тепла в индивидуальных, малоэтажных домах в связи с большей площадью теплообмена с окружающей средой в 2,5 – 4 раза выше, чем в квартирах многоэтажных домов.       

      Рынок России наводнен дорогими и недолговечными  полимерными и волокнистыми «эффективными» утеплителями, которые используют в конструкциях двух – и трехслойных наружных стен сборных и монолитных многоэтажных зданий. Срок годности таких утеплителей составляет 10 – 15 лет, после чего их теплозащитные свойства в результате старения снижаются в 1,5-2 раза. Срок службы зданий 50 – 100 лет, поэтому через 10 – 15 лет потребуется дополнительное утепление многослойных стен или полная замена «эффективных»  утеплителей. В результате вместо запланированной экономии  за счет снижения затрат на отопление зданий следует ожидать значительных дополнительных затрат на ремонт и утепление стен.

      Принципиально новой возможностью   создания ограждающих конструкций  стала  разрабо-танные впервые в мире академиком  РАЕН М.Я.Бикбау в ОАО «Московский ИМЭТ» технологий и оборудования для капсуляции  дисперсий, в том числе получения крупнопористых бетонов капсимэт с высокими строительно-техническими свойствами, долговечностью при низкой себестоимости(1-4).

      Крупный легкий или тяжелый заполнитель (фракции от 5 до 40 мм) в течение нескольких минут за счет интенсивного центробежного воздействия покрывается оболочкой (капсулой) вяжущего вещества, последующее твердение которого соединяет частички крупного заполнителя в монолитную структуру - легкий крупнопористый бетон. В зависимости от выбираемого крупного заполнителя и вяжущего объемная масса получаемых крупнопористых бетонов изменяется в пределах от 200 до 1600 кг/м3. Разработанная технология капсуляции позволяет в течение одной- двух минут сформировать на поверхности гранул заполнителя сплошную тонкую и прочную оболочка – капсулу вяжущего вещества (цементного молока) толщиной 0,1-0,3 мм. При подаче капсулированных гранул в закрытый объем происходит их отвердевание в монолитную ячеистую структуру либо стены, либо утеплителя крыши, пола, либо стенового блока или панели.

      Так, в частности, разработано и более десяти лет эффективно применяется в строительстве новое оборудование в виде капсуляторов-смесителей  цикличного действия производительностью от 2-х до 5-ти м3/час (рис 1). Оно позволяет непрерывно или циклично подавать керамзит и цементное молоко для капсуляции и последующей укладки по технологии монолита в межпалубное пространство, на любых этажах здания.

      Марочная прочность капсимэта после отвердевания в ограждающих конструкциях при монолитном строительстве  от 1,5 до 3,5 Мпа в зависимости от объмной массы керамзитового гравия и расхода цемента. Разработанные капсуляторы - смесители, позволяют снизить удельные затраты цемента в капсимэте с любым видом крупных заполнителей (керамзитовый  или пеностекольный  гравий, различные виды щебней, пенополистирольный гравий )  до уровня 80 – 120 кг/м3  изделий. Помимо усовершенствования мобильных капсуляторов смесителей ( рис 1) с нашим участием разработаны стационарные установки для производства различных видов  изделий из капсимэта в заводских условиях с производительностью 10—15 м3 в час.

      Реализация новой технологии и оборудования   ведется институтом и ЗАО «ИМЭТСТРОЙ» уже более 20 лет  в малоэтажном строительстве, в строительстве более 100 зданий в Москве и Подмосковье. Технология отличается минимальным расходом цемента: он составляет 80-120 кг/м3 при монолитном строительстве  для возведения теплоизолирующих стен при капсуляции керамзитового гравия  и  расходом  120-140 кг цемента на 1 м3   несущей стены при капсуляции например , доломитового щебня.

Фото. Бетономешалка

 Новые ограждающие конструкции опираются на перекрытия. На рис.2 приведен вид сечения стен на основе материала и технологии капсимэт возведенных по технологии монолита в нресъемной опалубке, толщина стен для климатических условий Москвы составляет  400 мм при объемной массе 450 – 550 кг/м3 и термическом сопротивлении (R0) в пределах 3,5 – 3,7м2 0С/Вт, что  удовлетворяет существующим требованиям по теплозащите наружных стен зданий.

       Наиболее важные достоинства капсимэт - максимально эффективное использование легкого заполнителя непосредственно в ограждающей конструкции и низкая сорбционная способность (материал поглощает не более 1-1,5% влаги), хорошая паропроницаемость.Так капсимэт на основе керамзитового гравия имеет коэффициент паропроницаемости 0,14-0,20 мг/м х ч х Па. Значения коэффициента паропроницаемости для наиболее распространенных материалов: пенополистирол – 0,03-0,05, железобетон – 0,03, керамзитобетон – 0,09-0,14, кирпич обыкновенный глиняный – 0,11, кирпич керамический пустотелый – 0,14, бетон ячеистый (М 300) – 0,14-0,25 единиц.

Морозостойкость материала не менее 100 циклов, огнестойкость не менее 4 часов, он не горит и экологически абсолютно чист, с течением времени наблюдается карбонизация цементной оболочки материала стен, повышающая их прочность.

       Одним из главнейших свойств материала для 

строительства стен домов является воздухопроницаемость, определяющая комфортность жизни в помещениях. Если бетон имеет сопротивление воздухопроницанию около 20000 м2чПа/кг, то «КАПСИМЭТ» по этому параметру соответствует известняку-ракушечнику с Rи~6-10 м²чПа/кг. Этим объясняется тот факт, что в домах со стенами из «КАПСИМЭТа» прекрасно дышится, сохраняется сухой микроклимат, дерево в домах не гниет, такие стены – решение проблемы недостатка кислорода в жилье за счет воздухообмена через стены, которые  в таких домах «дышат».

        Согласно разработанной им архитектурно-строительной системе ИМЭТ, М.Я.Бикбау  рекомендует строить по технологии  монолита несущие стены малоэтажных зданий и ,прежде всего, таун-хаузов  с капсимэт на различных щебнях, марочная прочность таких стен достигает 12 – 15 Мпа  и на них можно опирать перекрытия, а ограждающие конструкции – наружные стены из капсимэта на кермазитовом гравии.

Фото. Стена из крупноформатных блоков с облицовкой кирпичом
Фото. Вид стены под конек крыши
Фото. Оконный проем

а) стена с облицовкой кирпичом:1 – лицевой кирпич; 2 – «КАПСИМЭТ»; 3 – деревянный брус несъемной опалубки из ЦСП; 4 – плита ЦСП

Однослойные стены «КАПСИМЭТ»,дом в деревне Никифорово – технология монолитного строительства с несъемной опалубкой:

б) вид стены под конек крыши

        В последние годы  получает все большее распространение  технология строительства ограждающих и несущих конструкций из крупногабаритных ( до 120Х40Х40) блоков капсимэт заводского изготовления, позволяющих в рекордные сроки и с минимальной стоимостью  строить малоэтажные и в отдельных случаях многоэтажные  каркасные здания. Применение таких блоков особенно масштабно  в  Самарской  области, где они производятся  на заводе керамзитового гравия в г,Октябрьском  и используются в постройке десятков зданий ежегодно (5). Объемная масса таких изделий варьируется от 500 до 900 кг/м3 при удельном расходе портландцемента 150-170 кг/м3 ,с увеличением объемной массы таких блоков возрастает и их несущая способность. Возможное уменьшение объемной массы изделий связано с плотностью применяемого керамзитового гравия и количества цемента в растворе, омоноличивающего  керамзитовый гравий.

          В частности, ЗАО «ИМЭТСТРОЙ» с применением крупногабаритных блоков из капсимэта уже построено несколько энергосберегающих зданий с высокой   теплоизолирующими характеристиками ограждающих конструкций. По результатам испытаний строительно-технических свойств крупногабаритных блоков  капсимэт, проведенных в испытательной лабораторией ГУП «НИИМОСстрой»,  были подтверждены высокие строительно-технические и теплозащитные  характеристики  изделий свойства (табл.1)

Результаты сертификационных испытаний  крупногабаритных (120Х40Х40) промышленных  блоков крупнопористого керамзитобетона    КАПСИМЭТ    в  ГУП  «НИИМОСстрой», 2012 г.

       Применение крупногабаритных блоков  капсимэт позволяет возводить  коробки малоэтажных зданий за несколько недель  с применением  малоподъемной строительной техники (рис 3-5).

Фото. Стеновая кладка из крупногабаритных строительных блоков капсимэт
Фото.  Подъем крупногабаритного блока капсимэт для укладки в стену.
Фото. Фрагмент строительства жилого дома в г. Зубцове по технологии капсимэт

Рис 3. Стеновая кладка из крупногабаритных строительных блоков капсимэт (120Х40Х40) с декоративной поверхностью

Рис 5. Фрагмент строительства жилого дома в г.Зубцове по технологии капсимэт

Рис 4. Подъем крупногабаритного блока капсимэтдля укладки в стену.

       Применение «КАПСИМЭТа» исключает и проблемы паропроницаемости. Коэффициент комфортности наружных стен, построенных по технологии «КАПСИМЭТ» составляет 1,4. Следует обратить внимание на тот факт, что использование капсуляции легких заполнителей, выступающих в «КАПСИМЭТ» не пассивными, а сотообразующими, т.е. основными элементами структуры, позволяет эффективно решать не только проблему утепления но и звукоизоляции зданий, индекс звукоизоляции «КАПСИМЭТ» Rw>60 Дб.

        Из крупногабаритных блоков  Капсимэт был построен в 2012 году дом в Зубцове Тверской области (рис 6), площадью 1050 метров квадратных.

       Срок строительства теплового контура составил два месяца. Количество рабочих на монтаже было восемь человек. Логистика доставки стройматериалов дала дополнительную экономию за счёт меньшего объёмного веса стенового материала. Внутренние несущие стены, межквартирные и межкомнатные перегородки, также исполнены из керамзитобетона.

Фото. Трехэтажный дом общей площадью 1050 м.кв. в г.Зубцов, Тверская область

Рис 6 .Трехэтажный дом общей площадью 1050 м.кв. в г.Зубцов, Тверская область 2012г.Стены и перегородки - крупногабаритные блоки капсимэт.Ограждающие конструкции Капсимэт позволили вдвое  снизить подачу тепла в  сезон 2012/2013 г.г.

в) оконный проём

       Приведенные примеры строительства энергосберегающих домов с применением ограждающих конструкций Капсимэт  может решить проблемы России по массовому строительству малоэтажных домов в различных ее регионах с исключением  всех видов так называемых «эффективных», но вредных, пожароопасных и недолговечных утеплителей применение которых удорожает строительство, делает жилье недоступным для россиян среднего достатка.

        Подводя краткие итоги из всего выше изложенного, можно сделать вывод, что уникальные свойства строительного материала Капсимэт, позволяют добиться существенного снижения стоимости не только строительства в целом, но и получить ощутимую экономию в дальнейшей эксплуатации, не говоря уже об очевидных экологических свойствах и пожаробезопастности.

       В частности все эти факты подтверждены на многолетней практике, в том числе на многоквартирном доме в г.Зубцов, Тверской области, где расход тепла на 1 м.кв. отапливаемой площади составил 80 кДж, а если перевести этот показатель в общепонятные термины, то это позволило для жильцов более чем в два раза сократить стоимость затрат на отопление. 

 

А.А.МАТКИН, инж., ЗАО «ИМЭТСТРОЙ»