Экзотические технологии

Экзотическими мы называем технологии, которые полезны и рентабельны, но не находят массового применения. Их малая востребованность может объясняться разными причинами: узким кругом потребителей, дефицитом сырья и др. Но тот, кто сумел втиснуться в эту нишу, всегда будет иметь небольшой кусок хлеба с маслом.

Круг экзотических технологий весьма широк, и мы коснемся лишь некоторых из них. Вашему вниманию предлагаются: изделия из вермикулита, полимербетон, пеностекло, песчано-пластиковая черепица, глинокрин, геокар и сборно-монолитные перекрытия. Выбор автора здесь субъективен, и всякий, кто располагает знаниями и свободным временем, может продолжить этот список.

Вермикулит

Вермикулит относится к слоистым породам типа слюд, но слюдой не является. Он представляет собой алюмосиликаты железа и магния. Этот сравнительно редкий минерал в нашей стране встречается преимущественно на Урале.

При нагревании до определенной температуры пластинки вермикулита расслаиваются и разделяются на тончайшие лепестки. В результате вермикулит увеличивается в объеме до 30 раз. Вспученный вермикулит упруг в направлении, перпендикулярном расслоению, и несжимаем в направлении, параллельном расслоению. Объемная масса вспученного вермикулита составляет 95-125 кг/м3 для фракции 1-2 мм и 50-60 кг/м3 для фракции 12-30 мм.

Вспученный вермикулит является прекрасным теплоизоляционным и звукоизоляционным материалом. Этому способствуют воздушные прослойки между его лепестками. Если вермикулит предназначается для огнезащитных целей при эксплуатационной температуре 1000-1200 градусов по Цельсию, его обжигают при температуре около 1350 градусов. В этом случае вермикулит можно применять в металлургии.

В качестве огнезащитного слоя можно использовать не только сам вермикулит, но и вермикулитовые штукатурки, которые также отличаются низкой удельной массой и низкой теплопроводностью.

Вермикулит обладает многими полезными свойствами. Он прекрасно абсорбирует попавшие в воду нефтепродукты и применяется для очистки воды. Садоводы заметили, что слой вермикулита значительно уменьшает испарение с поверхности почвы; это позволяет в несколько раз сократить затраты труда и расход воды при поливе.

Увлеченные авторы этой технологии утверждают, что, окружая себя вермикулитом и изделиями из него, человек улучшает свою репродуктивную функцию. Однако достоверные факты на этот счет отсутствуют.

В нашей стране наибольших успехов в производстве и внедрении строительных материалов из вермикулита достигло объединение «Атомстрой» в г.Железногорске Красноярского края.

Полимербетон

Полимербетон (полимерцементный бетон) — это бетон с синтетическими полимерными добавками. Они предназначены для повышения предельной растяжимости, прочности при растяжении, трещиностойкости бетона и снижения его хрупкости. Повышается плотность и водонепроницаемость бетона. Вместе с тем, несколько замедляется набор прочности.

Свойства полимербетона зависят от вида и количества полимерной добавки. Известно две группы полимерных добавок к бетону: водные дисперсии полимеров, обладающих высокой эластичностью (термопластов) и водорастворимые термореактивные смолы. Более распространены добавки первой группы. Наибольшая эффективность их применения достигается при твердении бетона в сухих условиях при относительной влажности среды до 40%. При полимерцементном отношении 0,2 (добавка составляет 20% от массы цемента) прочность бетона на растяжение при изгибе возрастает в 2-3 раза, а сопротивление удару в 5-10 раз.

Песчано-пластиковая черепица

Песчано-пластиковая черепица («полимерпесчаная», «полимернаполненная») — новый тип кровельного материала, сырьем для которого служит песок (80%), краситель (до 1%) и полиэтилен в гранулах или отходы полимерной продукции (полиэтиленовая пленка, бутылки, флаконы и т.п.). Таким образом, при производстве этого изделия утилизируются загрязняющие природу свалки полимерных отходов.

Эти отходы составляют 10-15% всего отечественного мусора. Его нельзя сжигать, поскольку в продуктах сгорания пластмасс содержатся яды и другие вещества, опасные для здоровья.

Отличительные особенности песчано-пластиковой черепицы: прочность (не менее 150 кг/см2), отсутствие боя при транспортировке, монтаже и эксплуатации, умеренный вес (до 30 кг/м2), морозостойкость (не менее 50 циклов), низкое водопоглощение (до 6%), долговечность (от 30 лет — расчетные данные), прекрасный внешний вид, возможность механической обработки при монтаже, низкая себестоимость. Благодаря этим свойствам песчано-пластиковая черепица уже сегодня составляет заметную конкуренцию сравнительно более хрупким, тяжелым и гидрофобным кровельным материалам из керамики и песчаного бетона, которые к тому же существенно дороже, не говоря уже о еще более дорогой черепице типа «Shingls» и металлопластике.

Песчано-пластиковая черепица имеет все необходимые сертификаты. Особый интерес представляют результаты испытаний на старение под воздействием ультрафиолетового излучения как части солнечной радиации. Лабораторные испытания показали, что за 30 лет эксплуатации прочность снизится не более чем на 25%.

Технологическая линия для производства песчано-пластиковой черепицы состоит из бункеров для хранения песка и полиэтилена, устройства измельчения полиэтилена, дозирующего устройства, бункера нагрева, обогреваемого смесителя, пресса, набора пресс-форм и блока аспирации. Производительность линии около 20000 м2 в год. При ее эксплуатации целесообразна трехсменная работа, поскольку подготовительный этап (доведение смеси до температуры 400- 450 градусов по Цельсию) занимает 3-4 часа, и потому перерывы в работе приводят к заметному снижению рентабельности.

Несколько лет назад в Пскове по утрам можно было видеть странную картину. На перекрестках улиц стояли неважно одетые, небритые мужчины с полными бумажными мешками в руках. Подъезжал грузовик, и два мешка обменивались на четвертинку водки. Так был организован сбор полиэтиленового вторсырья для песчано-пластиковой черепицы. В результате город становился чище.

Керамдор

Керамдор (глинокрин, дорзит) — щебень из обожженной глины. Применяется в дорожном строительстве при дефиците щебня из горных пород,

Керамдор производится путем дробления крупных глыб или кусков вспученной массы керамзита, обожженного во вращающейся печи или на спекательной решетке.

Для дорожного строительства нужен сравнительно тяжелый керамзитовый щебень со средней плотностью 1100-1300 кг/м3. Его получают при пониженных температурах обжига.

Как известно, все новое — это хорошо забытое старое. В семидесятые годы около 1000 км сибирских дорог было отсыпано керамдором. Сегодня интерес к этому материалу возрождается в связи с необходимостью прокладывать дороги к новым месторождениям нефти и газа в северных регионах.

Пеностекло

Пеностекло — высокопористый неорганический теплоизоляционный материал с диаметром ячеек 0,5-2,5 мм. Производится путем вспенивания тонко измельченного стекла и газообразователя при температуре 850-900°С, выдержки при этой температуре в течение 20-30 минут до полного вспенивания смеси, стабилизации полученного пеностекла резким охлаждением до 500°С, отжига и распиловки блоков.

В отличие от пенополистирола, пеностекло является экологически чистым негорючим материалом, ни при каких условиях не выделяющим токсичных веществ. Благодаря низкой плотности (от 60 до 200 кг/м3) и минимальному водопоглощению (до 2-4%), его теплозащитные показатели в 6-8 раз выше, чем у кирпича, и втрое выше, чем у ячеистого бетона с объемным весом 600 кг/м3. Теплопроводность пеностекла составляет от 0,04 до 0,07 Вт/м°С. Предел прочности при сжатии — от 0,8 до 2,0 МПа.

Свойства пеностекла весьма интересны:

температура применения от -300°С до +500°С;
полное отсутствие усадки;
стойкость к кислотам и другим агрессивным средам;
стойкость к воздействию микроорганизмов;
легкость обработки;
долговечность (по расчетам, больше ста лет).

Благодаря таким свойствам, пеностекло можно применять в различных областях — от жилищного строительства до химически агрессивных и пожароопасных производств. Значительные объемы пеностекла требуются в оборонной промышленности.

Экономические аспекты массового изготовления и применения пеностекла требуют изучения. Это дорогой материал (от 150 до 400 долларов за кубометр). В мировой практике пеностекло применяли при строительстве уникальных объектов: аэропорта в Париже, оперного театра в Пекине, железнодорожного вокзала в Минске и т.п.

Из отечественных производителей пеностекла высоким качеством выделяется Томский домостроительный комбинат.

Сборно-монолитное перекрытие

Сборно-монолитное перекрытие. Между балками укладывают специальные вставные элементы, формуемые методом вибропрессования. Поверх них кладут металлическую сетку, а затем делают бетонную стяжку. Такой вариант сборно-монолитного перекрытия особенно хорош при реконструкции исторических центров городов, в малоэтажном строительстве и т.п. Для монтажа не нужен башенный кран, и нередко можно обойтись вообще без крана.

Вставные элементы должны быть возможно менее тяжелыми и, стало быть, тонкостенными (желательная толщина стенки 10 мм). Такие изделия можно изготовить только на высококачественном вибропрессующем оборудовании. Дешевые станки для этой цели не годятся.

Геокар

Геокар — пример строительного материала, учитывающего специфические особенности России. Основным заполнителем и, вместе с тем, связующим здесь является торф, запасы которого у нас неисчерпаемы. В смесь добавляются отходы деревообработки — опилки и стружка.

Характеристики блоков из геокара: прочность М8-М12, теплопроводность 0,06-0,08 Вт/°см2, объемный вес 250-430 кг/м3, размеры 510x250x88 мм, масса 4 кг.

Поскольку блок из геокара состоит из торфа и древесных отходов, он является эффективным, экологически чистым утеплителем. Но при возведении построек до двух этажей блоки из геокара можно использовать и в качестве конструкционного материала. При этом стена из геокара в любом случае нуждается в облицовке.

Блоки из геокара паропроницаемы наравне с керамическим кирпичом. Кроме того, энтузиасты геокара подчеркивают его бактерицидные свойства, способность нейтрализовать вредные вещества и болезнетворные бактерии. Однако этот вопрос нуждается в дополнительном изучении. Оборудование для изготовления блоков из геокара производит Бежецкий опытно-экспериментальный завод. Цена комплекта — около 200 тысяч евро.

Зола

Утилизация «золы уноса» — отходов работы теплоцентралей. Попадая в отвал, зола становится бесполезной. Но, снятая с фильтров, она может применяться при производстве ячеистого бетона, а также железобетонных и керамзитобетонных изделий.

Будучи мелкодисперсным материалом, зола обладает слабо выраженными вяжущими свойствами и частично замещает цемент. Кроме того, добавление золы в железобетонные изделия делает их поверхность идеально гладкой.

В керамзитобетонных изделиях зола используется вместо песка, благодаря чему средняя плотность изделия снижается.

Общеизвестна возможность применения золы в «газозолобетонных» блоках (т.е. в ячеистом бетоне, содержащем золу в качестве одного из компонентов смеси) и в керамических строительных изделиях).

Не решена проблема гранулирования золы. Если это станет возможным, сфера ее применения значительно расширится подобно тому, как гранулирование доменного шлака сделало его прекрасным сырьем для производства шлакобетонных стеновых и дорожных изделий.

Источник: http://building.bk.kz