Asosiy kontentga o'tish
Ilmiy maqola Русский Open Access

Сравнительный анализ некоторых характеристик пористого заполнителя из дробленого автоклавного газобетона

МУХАМЕДБАЕВ А.А., БАХРИТДИНОВА С.Б.

Nashr
5-son
Sahifalar
462–468
Nashr etildi
09.10.2025
Ko'rishlar
2 5

Annotatsiyalar

Maqolada maydalash jarayoni orqali respublikamizda faoliyat olib borayotgan 3 ta korxonaning avtoklav gazbetonlaridan olingan g‘ovak to‘ldiruvchilarning ba'zi xususiyatlarini qiyosiy tahlil qilish natijalari keltirilgan. O‘rtacha zichligi D500 bo‘lgan yacheykali beton bloklarni maydalash laboratoriya sharoitida qo‘lda amalga oshirildi.

Maqola Mazmuni

Введение. Легкому бетону на пористом заполнителе принадлежит важная роль в решении технической задачи по снижению массы возводимых конструкций и уменьшению за счет них материалоемкости строительства. Конструкции стен и покрытий из легких бетонов с низкой теплопроводностью сберегают тепло в помещениях и тем самым позволяют тратить меньше топливные и энергетические ресурсы на отопление зданий, при этом учитываются возросшие технические требования к стеновым материалам, в частности увеличения термического сопротивления ограждающих конструкций. В настоящее время большой популярностью у строителей и технологов имеет керамзит, что объясняется высокими качествами последнего как заполнителя легких бетонов [1-4]. Согласно многочисленным экспериментальным данным [5-8], на основе керамзитового заполнителя можно получать легкие бетоны, обладающие широким диапазоном основных строительных свойств. Для производства керамзита пригодными считаются легкоплавкие глинистые породы: сланцы, глины и суглинки. Но, современные разработки дают возможность использования в качестве сырьевых компонентов различные отходы промышленности, в том числе доменные шлаки, золошлаковые отходы тепловых электростанций, отходы угледобычи и углеобогащения. Это позволяет не только улучшить экологическую обстановку путем утилизации отходов производства и сокращения земельных угодий на разработку карьеров и складирование отходов, но в ряде случаев существенно повысить эффективность производства пористого заполнителя за счет сокращения расхода топлива. Немаловажен и тот факт, что керамзит получают обжигом при температуре 1100-1200 оС во вращающихся печах. “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №5/2025 459 Аниқ ва ижтимоий-иқтисодий фанлар К искусственным легким пористым заполнителям, кроме керамзита, относятся также аглопорит, шлаковая пемза, вспученный перлит, вспученный вермикулит, пенополистирол, пеностекло и т.д. [9,10]. Они применяются и при получении бетонных растворов, сухих строительных смесей различного назначения. Автоклавный газобетон был изобретён в 1923 году и широко используется по всему миру. В зависимости от механизма образования пор, используемых вяжущих материалов и, что наиболее важно, способа затвердевания, газобетон можно разделить на автоклавный и неавтоклавный газобетон. Автоклавный газобетон можно производить химическим способом. В результате реакции взаимодействия алюминия и гидроксида кальция образуется газообразный водород, который обеспечивает бетону пористую структуру и легкий вес. Некоторые исследователи предлагают получать пористые заполнители посредством дробления ячеистых бетонов и использовать их для получения легких бетонов, штукатурных смесей, изготовления тёплых половых стяжек и т.д [11-13]. Дробленый материал имеет пористую структуру, что обеспечивает низкую теплопроводность (0,07 - 0,14 Вт/м°C в зависимости от плотности). Кроме того, она абсолютно безопасна для человека и обладает отличной морозостойкостью (F35). Средняя насыпная плотность газобетонной крошки — 200–500 кг/м³, прочность при сдавливании в цилиндре не менее 0,5 МПа, влажность в естественном состоянии не более 25% и удельная эффективная активность естественных радионуклидов не превышает 370 Бк/кг. Она может поставляться в виде фракций размером до 40 мм. Газобетонную крошку отгружают навалом или в биг-бэгах по 1 м3. В газобетонной крошке имеется пылевидная фракция (3-5% по объему). Обладает самым низким классом экологической опасности — 5-й (не опасный отход). Коэффициент паропроницаемости – в среднем в пределах 0,16-0,23 мг/(м·ч·Па) [14-17]. Научные исследования в области легких бетонов на основе газобетонной дробленки активно развиваются, особенно в контексте переработки строительных отходов и улучшения эксплуатационных характеристик строительных материалов. Газобетонная дробленка, получаемая из обрезков и отходов газобетонных блоков, представляет собой перспективный компонент для разработки экологически чистых и энергоэффективных строительных материалов. Ежегодно на современных предприятиях по производству изделий из газобетона образуются от 5000 до 10000 м3 твердых отходов производства [18]. Их объем в среднем составляет от 1,6 до 15,4% от общего количества выпускаемой продукции. Одним из перспективных и малоисследованных направлений строительного материаловедения является практическое применение твердых отходов с пористым строением в конструкционно-теплоизоляционных легких бетонах. В результатах данного исследования дана положительная оценка возможности использования дробленого газобетона в качестве крупного заполнителя в легких бетонах конструкционно-теплоизоляционного назначения и установлены оптимальные условия для получения изделий с наилучшими характеристиками. Также определены качественные показатели дробленого газобетона, проанализированы факторы, влияющие на сохранение свойств бетона во времени, подобран состав заполнителя из дробленого бетона, изучены структура и свойства полученных образцов и возможности применения пластификатора для обеспечения реологических свойств бетонной смеси. Установлено, что для получения эффективных конструктивно-теплоизоляционных легких бетонов с использованием в качестве заполнителя отходов производства газобетона возможна за счет фракционирования и предварительной обработки заполнителя водной дисперсией акриловых сополимеров глубокого проникновения, введения в бетонную смесь избыточного количества воды затворения, в том числе оптимизация реологических свойств бетонной смеси за счет введения поликарбоксилатного гиперпластификатора. Установлено [19], что фракционированные отходы автоклавного ячеистого бетона могут быть использованы в качестве заполнителя для легких бетонов в технологии “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №5/2025 460 Точные и гуманитарно-экономические науки производства стеновых блоков, декоративных и облицовочных плит, сухих строительных смесей. В технологии производства изделий - блоков стеновых, перемычек брусковых, плит облицовочных дробленный ячеистый бетон предлагается использовать в качестве пористого заполнителя. Сырьевая смесь бетона на 70-80% состоит из фракционированного заполнителя на основе автоклавного ячеистого бетона, 20-25% цемента и до 5% функциональных добавок (гидрофобизатор, пластификатор). Расход цемента на 1 м3 бетона составляет 260-320 кг/м3. Из полученных результатов следует, что теплопроводность блоков стеновых из отходов производства автоклавного ячеистого бетона плотностью 760-800 кг/м3 составляет 0,1930,199 Вт/(м·оС), при этом плотность теплового потока через испытываемые блоки составила со стороны теплого отсека камеры 19,5-20,1 Вт/м2. В процессе выполнения исследований по рациональному использованию отходов производства автоклавного ячеистого бетона разработаны составы кладочных и штукатурных смесей, где в качестве заполнителя используются фракционированный ячеистый бетон. В последние годы при строительстве мало- и многоэтажных зданий в Республике Узбекистан уделяют большое внимание применению ячеистых бетонов, в частности автоклавному газобетону вместо традиционного строительного керамического кирпича. На сегодняшний день выпуском автоклавного газобетона занимаются такие предприятия, как например, “Arton”, “Ytong” и “BS gazobeton” (табл. 1). При производстве автоклавного газобетона основной тепловлажностный процесс осуществляется в автоклавах при давлении 8-12 бар и температуре 180-200 оС. На современных производствах автоклавного газобетона объем брака составляет 1,01,5% от общего объема производимой продукции. С понижением средней плотности производимого газобетона количество брака увеличивается. При этом ежегодная отбракованная продукция накапливается на территории предприятия или же подвергается дроблению и реализуется в виде насыпного утеплителя. Таблица 1 Производители автоклавного газобетона в Республике Узбекистан № Название предприятия и местонахождение Средняя плотность продукции, кг/м3 Объем брака, тыс. м3/год (1-1,5% от общего объема) Мощность предприятия, тыс. м3/год Год основания 1 Arton (Ташкентская область, город Ахангаран) 500 2019 D200-D600 5-7,5 2 Ytong (Ташкентская область, Кибрайский район) 450 2022 D400-D600 4,5-6,75 3 BS gazobeton (Сырдарьинская область, Сырдарьинский район) 450 2023 D400-D600 4,5-6,75 Газобетонная дробленка состоит из зёрен имеющие форму многогранника. Имеет развитую пористую поверхность, что также немаловажно с точки зрения ее максимального сцепления с другими составляющими компонентами лёгких бетонов различного класса прочности. Предыдущими исследованиями [20,21] нами были изучены некоторые свойства автоклавных газобетонов предприятий “Arton” и “Ecoton”. Был рассмотрен вопрос получения легкого пористого заполнителя из автоклавного газобетона предприятия “Arton” [22, 23] и исследованы некоторые свойства дробленки, полученных из автоклавных газобетонов. “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №5/2025 461 Аниқ ва ижтимоий-иқтисодий фанлар Цель исследования. Целью данной работы являлось определение и сравнительный анализ зернового состава, насыпной плотности и водопоглощения дробленки из автоклавного газобетона 3 предприятий Республики Узбекистан. Сырьевые материалы и методы исследования. В исследованиях были использованы газобетонные блоки автоклавного твердения со средней плотностью D 500 предприятий “Arton”, “Ytong” и “BS gazobeton”. Блоки в лабораторных условиях были предварительно раздроблены и высушены до постоянной массы при температуре 100 оС в сушильном шкафу. В ходе исследований были определены гранулометрический состав, насыпная плотность и водопоглощение дробленки газобетонов автоклавного твердения. Дробление образцов газобетона размером 10х10х10 см осуществляли подручными средствами (молоток весом 560 грамм). Некоторые свойства приведены в табл. 2. Таблица 2 Физико-механические характеристики газобетонов автоклавного твердения № Наименование производителя Количество ударов молотком для полного раздробления образцов в виде кубов 10х10х10 см, не менее 1 Arton 530 2,995 75 2 Ytong 516 3,082 75 3 BS gazobeton 530 3,075 55 Результаты исследований и их обсуждение. Просеивание дробленки 3 предприятий показали, что основная часть состоит из зерен крупностью 20-40 мм (рис. 1). Самые минимальные количества имела фракция 0,14-0,315 мм. Оказалось, что дробленка состоит не только из крупных фракций, но и мелких фракций крупностью менее 5 мм. Очень близкие значения частных остатков наблюдались в интервале фракций 0,63-10 мм. Лидером по количеству частного остатка на сите с размерами ячеек 20 мм оказалась дробленка “BS gazobeton”. Средняя плотность, кг/м3 Прочность на сжатие, МПа Рисунок 1. Гранулометрический состав дробленки автоклавного газобетона “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №5/2025 462 Точные и гуманитарно-экономические науки Рисунок 2. Долевые части дробленки автоклавного газобетона Условное разделение дробленки на крупный (˃ 5 мм), мелкий (5-0,14 мм) заполнитель и наполнитель (˂ 0,14 мм) показало (рис. 2), что крупный заполнитель составляет 69,86 – 85,1 %, мелкая песочная часть 12,48 – 22,15 % и высокодисперсная наполнительная (пылевидная) часть 2,38-7,98 %. Наличие различных фракций в дробленки дает возможность применения их в разных целях. Требуемую фракцию можно отделить из дробленой смеси посредством грохота с требуемыми размерами ячеек. Кроме того, дробленка, имеющая полифракционный состав, даёт возможность более плотную упаковку зерен во время приготовления легких бетонов на её основе. Результаты насыпной плотности в неуплотненном состоянии приведены на рис. 3. Как оказалось, самую высокую и низкую насыпную плотность имели дробленки автоклавного газобетона предприятий “Arton” и “BS gazobeton”. При этом показатель насыпной плотности дробленки находился в пределах 247329 кг/м3. В дальнейшем были рассмотрены водпоглощающие свойства смесей дробленки и их отдельных фракций. Водопоглощение смесей дробленки “Arton”, “Ytong” и “BS gazobeton” составили 76,66; 88,00 и 100 % по массе. Максимальные значения водопоглощения у образцов предприятий “Ytong” и “BS gazobeton” были у фракции ˃0,63 мм, а у образца “Arton” ˃ 1,25 мм. Так как при просеивании дробленки “BS gazobeton” не было фракции более чем ˃ 0,14 мм, не имелось возможность определения её водопоглощения. Показатели фракционного водопоглощения по массе варьировались в пределах 63,3 – 176,75 % (рис.4). Значительно высокие показатели водопоглощения говорят об необходимости её Рисунок 3. Насыпная плотность в неуплотненном состоянии дробленки автоклавного газобетона “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №5/2025 463 Аниқ ва ижтимоий-иқтисодий фанлар Рисунок 4. Водопоглощение дробленки автоклавного газобетона по фракциям учитывания во время приготовления смесей и растворов с их использованием. Фракции размерами менее 10 мм имели значения водопоглощения по массе больше 100%. Исключением была дробленка “Arton” имевшая водопоглощение более 100% уже при фракции менее 20 мм. Заключение. Таким образом, изучение фракционного состава дробленки автоклавного газобетона показали, что основная часть её состоит из зерен размером ˃ 20 мм. Показатель насыпной плотности дробленки находится в пределах 247 – 329 кг/м3. Водопоглощение смесей дробленки “Arton”, “Ytong” и “BS gazobeton” составили 76,66; 88,00 и 100 % по массе. Показатели фракционного водопоглощения по массе варьировались в пределах 63,3 – 176,75 %. Пористый заполнитель из дробленого автоклавного газобетона вполне может быть использован в качестве крупного заполнителя в легких бетонах конструкционнотеплоизоляционного назначения

Adabiyotlar (26)

  1. 1. Картушина Ю.Н., Шайхиев И.Г., Ананьев Д.С. Исследование прочностных характеристик керамзита, полученного с использованием отходов очистных сооружений и древесноугольного производства / Вестник технологического университета. Т.18. № 5, 2018. С.261-263.
  2. 2. Торопков Н.Е., Кутугин В.А. Влияние физико-химических характеристик и условий формования глинистого сырья в технологии керамзитов / Международный студенческий научный вестник № 3, 2015. С. 539-544.
  3. 3. Бондарь В.В. Конструкционный керамзитобетон в строительстве. Опыт и перспективы применения / Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F. № 8, 2018. С.112-120. https://cyberleninka.ru/article/n/konstruktsionnyy-keramzitobeton-v-stroitelstveopyt-i-perspektivy-primeneniya
  4. 4. Kamilov Kh.Kh., Shakirov T.T., Muminova N.A.Q., Abdazov D.R. Porous aggregate developed with the use of coal-containing clays of the Angren field. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assest Engineering, 2024, vol. 335, no. 11, pp. 87–103. DOI: 10.18799/24131830/2024/11/4476
  5. 5. Ложкин В.П. Разработка научных основ и технологий производства керамзитобетона, модифицированного вторичным поливинилхлоридом / Междунар. журнал экспериментального образования № 2, 2012. С. 68-70. “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №5/2025
  6. Точные и гуманитарно-экономические науки
  7. 6. Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Селютин Н.М. Самоуплотняющийся высокопрочный керамзитобетон классов В50–В65 – новое поколение легких бетонов для конструкций высотных зданий / Строительные материалы. 2023. №
  8. 4. С. 42–50.
  9. 7. Соколов П.Э., Нечай Д.В., Лукьяница С.В., Рыбушкин М.С. Повышение эффективности керамзитобетона при помощи мелкодисперсных добавок / Международный научноисследовательский журнал №3 (105). Часть
  10. 1. Март. С. 75-83.
  11. 8. Гилязидинова Н.В., Санталова Т.Н., Рудковская Н.Ю. Исследование составов керамзитобетона для монолитного домостроения / Альманах современной науки и образования, № 11 (78) 2013. С. 44-47.
  12. 9. Искусственные пористые заполнители и легкие бетоны на их основе: Справ. пособие/С. Г. Васильков, С. П. Онацкий, М. П. Элинзон и др.; под ред. Ю. П. Горлова, — М.: Стройиздат, 1987. - 304 с.
  13. 10. ГОСТ 32496-2013. Заполнители пористые для легких бетонов. Технические условия. Москва. Стандартинформ, 2014. - 10 с.
  14. 11. Леонтьев С.В., Смирнова Т.В. Оценка возможности использования дробленного фракционированного автоклавного газобетона в качестве заполнителя в легких бетонах / Современные технологии в строительстве. Теория и практика. Том 2, 2019. С. 360-365.
  15. 12. Федоров В.И., Абдимежитов М.К., Дьяконов А.А., Попов А.Л., Местников А.Е. Легкие бетоны из отходов производства автоклавного пенобетона / Современные наукоемкие технологии № 11, 2016. С.61-65.
  16. 13. Удодов С.А. Штукатурные и кладочные составы пониженной плотности для ячеистого бетона. Автореф. Дисс. на соис. учен. степ. канд. техн. наук. Ростов-на-Дону, 2006. 24 с.
  17. 14. Aeroc. Газобетонная крошка. Технические характеристики. https://aeroc.nt-rt.ru/images/ manuals/2.pdf?ysclid=m8cwjt9nif351312399.
  18. 15. Байкальский газобетон. https://bgazobeton.ru/upload/iblock/c25/ instrukciya_po_ primeneniyu_kroshki_gazobetona_v_kachestve_nasypnogo_uteplitelya.pdf
  19. 16. Газобетонная крошка Arton (Насыпной утеплитель). https://arton.uz/categories /gazobetonnaya-kroshka
  20. 17. ТУ 2661-003-82651425-2019. Крошка из дробленого ячеистого газобетона. Саратов, 2019. 4 с.
  21. 18. Leontev S.V., Kharitonov V.A. Development of structural-heat-insulating lightweight concrete composition using production of aerated concrete waste as a porous aggregate / Journal of Physics: Conference Series, Volume 2124, Advanced Trends in Civil Engineering 2021 (ATCE 2021) 13-14 September 2021, Belgorod, Russia. DOI: 10.1088/1742-6596/2124/1/012009
  22. 19. Белов И.А., Богданова Н.П., Власенко Ж.Н., Федосов Н.Н., Клинчук Е.С., Вербицкая Т.Л. Использование отходов автоклавного ячеистого бетона / Современные материалы. 2008. https://ais.by/story/1528?ysclid=mamavyndri759178596
  23. 20. Мухамедбаев А.А. Влажностные характеристики автоклавного газобетона / Научнотехнический журнал «Развитие науки и технологий» №1, 2025. С. 39-44.
  24. 21. Мухамедбаев Аг.А. Сравнительный анализ водопоглощения автоклавных газобетонов / “Arxitektura, qurilish va dizayn” ilmiy-amaliy jurnali № 3, 2024. С. 550-553.
  25. 22. Мухамедбаев А.А. Легкий пористый заполнитель на основе автоклавного газобетона / “Arxitektura, qurilish va dizayn” ilmiy-amaliy jurnali № 1, 2025. С. 199-205.
  26. 23. Мухамедбаев А.А., Бахритдинова С.Б. Заполнитель автоклавного твердения / Сб. матер. межд. науч.-техн. конф. «Инновационные разработки и перспективы развития химической технологии силикатных и высокотемпературных материалов» посвящ. 95летию лабор. Химии и химической технологии силикатов ИОНХ АН РУз и 70-летию д.х.н., проф. З.Р. Кадыровой. - Ташкент, 2025. С. 263-265. “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №5/2025 465