Характеристики керамзитобетонных блоков таблица: Сравнительные таблицы и преимущества керамзитобетонных блоков

Содержание

состав, виды, характеристики плюсы и минусы блоков из керамзитобетона

1. Состав керамзитоблока.

Представим состав керамзитобетонной смеси с удельным весом 1500 кг/м 3 в виде таблицы*.

Таблица 1: Состав керамзитобетонной смеси

Наименование материала Масса, кг % от массы
Цемент М400 430 26,7
Керамзит 510 34
Песок 420 28
Вода 140 9,3

*Данные приведены для 1м3 керамзитобетонной смеси.

При снижении % содержания цемента и песка удельный вес керамзитобетонной смеси будет уменьшаться.

В составе легких смесей с удельным весом до 1000 кг/м 3 песок может отсутствовать, содержание цемента уменьшается, а керамзита — растёт.

1.1. Цемент (ГОСТ 10178-85).

Для производства блоков необходим цемент марки не ниже М-400.

1.2. Керамзит (ГОСТ 9757-90).

Керамзит – легкий пористый материал в виде гравия, получаемый в результате обжига легкоплавких глинистых пород. Чаще всего для производства керамзитоблоков используют фракции 5-10 мм.

1.3. Песок (ГОСТ 8736-93).

В качестве наполнителя используется песок крупной или средней фракций, который создаёт скелет блока.

1.4. Вода (ГОСТ 23732-79).

Предпочтительно применение воды без загрязняющих примесей.

2. Классификация.

Керамзитоблоки являются стеновыми бетонными камнями и должны соответствовать ГОСТ 6133-99. Они классифицируются по следующим параметрам:

2.1. По назначению.

  • Теплоизоляционные (удельный вес 350-600 кг/м 3) — применяют для утепления зданий.
  • Конструктивно-теплоизоляционные (удельный вес 600-1400 кг/м 3) — используют преимущественно для возведения однослойных стеновых панелей.
  • Конструктивные (удельный вес 1400-1800 кг/м 3) — используются для несущих конструкций домов и инженерных сооружений (мосты, эстакады).

2.2. По применению.

  • Стеновые блоки – для строительства стен (как наружных, так и внутренних).
  • Перегородочные блоки – для возведения перегородок.

2.3. Размеры.

  • ГОСТ 6133-99 предусматривает следующие размеры блоков для стен: 90х190х188мм, 190х190х188мм, 290х190х188мм, 390х190х188мм, 288х138х138мм, 288х288х138мм.
  • Размеры перегородочных блоков — 190х90х188мм, 390х90х188мм, 590х90х188мм.

По согласованию с заказчиком размеры блоков могут меняться.

2.4. По форме.

  • Полнотелые – сплошные блоки без пустот.
  • Пустотелые – блоки как с глухими, так и со сквозными пустотами, формируемыми в процессе изготовления для придания блоку необходимых эксплуатационных характеристик.

3. Характеристики.

3.1. Прочность.

Значения прочности керамзитоблоков:

  • теплоизоляционных — 5-25 кг/см2;
  • конструктивно-теплоизоляционных – 35 — 100 кг/см2;
  • конструктивных — 100 — 500 кг/см2.

3.2. Объёмный вес.

Объёмный вес керамзитоблоков:  

  • теплоизоляционных — 350-600 кг/м 3;
  • конструктивно-теплоизоляционных – 600 — 1400 кг/м 3;
  • конструктивных — 1400 — 1800 кг/м 3.

3.3. Теплопроводность.

Теплопроводность керамзитоблоков – 0,14-0,66 Вт/(м*К). Теплопроводность растёт с увеличением содержания цемента. По этому показателю теплоизоляционные блоки находятся на уровне дерева. Даже конструктивные предпочтительнее бетона и кирпича. Применение в строительстве пустотелых блоков уменьшает теплопроводность стен и делает дом теплее.

3.4. Морозостойкость.

Морозостойкость увеличивается с уменьшением пористости. Минимальные значения (15 — 50 циклов) — у теплоизоляционных керамзитоблоков. У конструктивно-теплоизоляционных — до 150 циклов, у конструктивных — до 500.

3.5. Усадка.

Усадка  керамзитоблоков находится на уровне тяжелых бетонов — 0,3-0,5 мм/м.

3.6. Водопоглощение.

Водопоглощение керамзитоблоков – 5 — 10% по массе. Значение может быть снижено путём добавления в керамзитобетонную смесь комплексных добавок и пластификаторов.

3.7. Паропроницаемость.

Паропроницаемость керамзитоблоков — 0,3-0,9 мг/(м*ч*Па). Значение увеличивается с увеличением пористости и степени пустотелости. Для теплоизоляционных блоков значения максимальны, для конструктивных – минимальны.

3.8. Огнестойкость.

Предел огнестойкости керамзитоблоков – 180 минут при температуре 1050 С.

3.9. Стоимость.

Стоимость керамзитоблоков зависит от степени пустотелости, от прочности, определяющейся содержанием цемента, и находится в пределах 2200-3500 руб/м3.

3.10. Звукоизоляция.

Звукоизоляционные свойства керамзитоблоков улучшаются с увеличением пористости. Перегородка из теплоизоляционных блоков размерами 590х90х188 мм обеспечивает звукоизоляцию на уровне 45-50 Дб.

3.11. Максимальная этажность строения.

Конструктивные керамзитоблоки позволяют осуществлять высотное строительство. Возможно возведение 12-этажных домов

Таблица 2: Характеристики керамзитоблоков

Наименование показателя Значение Комментарий
Прочность, кг/см2 5-500 Минимальные значения прочности — у легких теплоизоляционных блоков, максимальные —  у самых тяжелых конструктивных
Объемный вес, кг/м3 350 -1800 При увеличении % содержания цемента в керамзитобетонной смеси увеличится объемный вес и прочность
Теплопроводность, Вт/м*К 0,14 – 0,66 Показатель лучше, чем у кирпича и бетона; ухудшается с ростом % содержания цемента.
Морозостойкость, циклы 15-500 Минимальные значения — у легких теплоизоляционных блоков, максимальные —  у самых тяжелых конструктивных
Усадка, мм/м 0,3 — 0,5 Хороший показатель на уровне тяжелых бетонов
Водопоглощение, % 5-10 Хороший показатель, который может быть улучшен применением комплексных добавок и пластификаторов
Паропроницаемость, мг/(м*ч*Па) 0,3-. 0,9 Высокое значение в сравнении с другими стройматериалами; увеличивается с ростом пористости и степени пустотелости блоков
Огнестойкость, мин. при температуре 1050 С 180 Значение выше, чем у других легких бетонов
Стоимость руб/м3 2200-3500 Зависит от содержания цемента в смеси и степени пустотелости
Звукоизоляция, Дб 45-50 Значение для перегородки из теплоизоляционных блоков размерами 590х90х188 мм; показатель растёт с увеличением содержания керамзита
Максимальная этажность строения, этажей 12 Достигается при использовании конструктивных блоков

4. Преимущества керамзитоблоков в сравнении с альтернативными материалами.

  • Экологическая безопасность. Керамзитобетон производится из натуральных материалов (цемент, песок, глина), что обеспечивает его высокую экологичность. Материалу присвоен первый класс радиационной безопасности. Он полностью соответствует современным санитарно-гигиеническим требованиям по показателям звукоизоляции и паропроницаемости.
  • Теплопроводность керамзитобетона и использование в строительстве пустотелых блоков делает дома из этого материала теплыми.
  • Низкий удельный вес керамзитоблоков позволяет сэкономить на устройстве фундамента и транспортировке.
  • азмеры и вес блоков снижают затраты рабочей силы и цементного раствора при возведении стен, ускоряют строительство.
  • Низкая гидроскопичность и, как следствие, высокая морозоустойчивость повышают срок службы сооружений из керамзитоблоков, дают возможность экономии на защите стен.
  • Применение блоков со сквозными пустотами позволяет сооружать внутри стен силовые каркасы, повышающие несущую способность конструкций.
  • Низкие значения усадки обеспечивают экономию на косметических ремонтах.

5. Минусы строительства из керамзитоблоков.

  • Керамзитобетон уступает в прочности тяжелым бетонам. Нежелательно использование керамзитоблоков при устройстве фундаментов.
  • Неидеальная геометрия блоков.
  • При многоэтажном строительстве необходимо использовать блоки с повышенным содержанием цемента. Следствием этого является необходимость устройства более мощного фундамента, ухудшение теплоизоляционных качеств сооружения и общее удорожание проекта.

6. Область применения.

В зависимости от назначения керамзитоблоки могут использоваться для утепления домов, строительства зданий (в том числе многоэтажных), возведения инженерных сооружений (мостов, эстакад).

7. Способы транспортировки.

Перевозка керамзитоблоков осуществляется любым транспортом на поддонах. Высота пакета с поддоном не должна превышать 1,3 м. Камни с глухими отверстиями укладывают пустотами вниз. Сформированные транспортные пакеты складируются в один ярус. Не допускается проведение разгрузочно-погрузочных работ вручную.

вес, теплопроводность, размеры, отзывы, плюсы и минусы

Рейтинг материала

20 out of 5

Экологичность

20 out of 5

Практичность

12 out of 5

Внешний вид

20 out of 5

Легкость укладки

Итоговая оценка

Использование керамзитоблоков в строительстве позволяет снизить затраты на возведение зданий и общий вес конструкции. Это возможно благодаря наличию в их составе заполнителя в виде крупных фракций. Дома из керамзитобетона соответствуют всем архитектурным, эстетическим требованиям и правилам пожарной безопасности. Они отличаются долговечностью, прекрасной теплоизоляцией, устойчивостью к влиянию агрессивной среды.

Характеристики и свойства керамзитоблоков

По своим свойствам керамзитобетон отвечает требованиям технических условий к бетонным стеновым камням.

Характеристики керамзитоблоков:

  • вес варьируется в рамках 5-15 кг;
  • отличаются хорошими прочностными качествами. Использовать их можно не только в малоэтажном строительстве, но и при возведении высоких строений. Благодаря пустотам в материале, можно выполнить скрытый каркас, чтобы несущая способность кладки была выше;
  • плотность составляет 700-1500 кг/м3;
  • имеют невысокую теплопроводность. Поэтому их применение возможно и в теплом, и в холодном климате.

Средние размеры блоков составляют:

  • длина – примерно 240-450 мм;
  • ширина – примерно 190-450 мм;
  • высота – примерно 188-240 мм;

Свойства готовых изделий определяются содержанием керамзита и размером фракций. Чем выше процент керамзита в материале, тем ниже его прочность и теплопроводность. Все характеристики керамзитоблоков определяются ГОСТом и должны иметь соответствующий сертификат соответствия.

Сколько весит керамзитоблок и его стандартные размеры расскажет видео:

Плюсы и минусы керамзитоблоков

Керамзитобетон популярен в строительстве благодаря доступной цене и хорошим качествам. В отличие от древесины, он не подвергается горению и гниению. Преимуществом материала перед металлом является то, что он не ржавеет. При этом керамзитобетон комбинирует лучшие свойства таких материалов, как камень и дерево.

Достоинства керамзитоблоков:

  • имеют теплопроводность на порядок выше, чем обычный бетон;
  • керамзит имеет рельефную поверхность, поэтому обеспечивается качественное сцепление материала с раствором;
  • благодаря особой структуре позволяют существенно повысить звукоизоляцию конструкции;
  • по сравнению с цементным бетоном, имеют более высокий уровень химической стойкости и устойчивости к воздействию влаги. Керамзитобетон не разрушается под действием раствором сульфатов, мягкой воды, углекислот, щелочей и других веществ;
  • не горят, под действием огня не выделяют вредных веществ;
  • обладают хорошей паропроницаемостью;
  • стеновые и фундаментные блоки характеризуются повышенной морозоустойчивостью;
  • кладка керамзитоблоков такая же, как и при работе с керамическим кирпичом, но намного удобнее и легче. Один блок эквивалентен примерно 7 кирпичам;
  • легко укладываются вручную, без использования специальной техники;
  • стоимость кладки ниже, чем у обычного бетона;
  • могут применяться как в жилищном, так и промышленном или гражданском строительстве;
  • могут комбинироваться с различными видами железобетонных изделий, стройматериалов, оконных и дверных проемов;
  • сохраняют свои свойства около 50-75 лет.

Вместе с тем, керамзитобетону присущи и определенные недостатки по сравнению с иными подобными материалами. Из-за высокой пористости физико-механические качества материала (морозоустойчивость, прочность, плотность) несколько снижаются. Если планируется возводить массивное сооружение, необходимо выполнять точный расчет, учитывая прочность материала.

Керамзитоблоки более хрупкие, чем обычные бетонные блоки. Они отлично держат статичные нагрузки, но боятся динамичных деформаций. Гранулы в крупнопористых изделиях легко выковырять вручную. Их не следует ронять, потому что они могут расколоться. При раскрое они образуют неровные края с трещинами, которые легко осыпаются.

Такие особенности материала обусловливают наличие ограничений в его использовании. Допустим, для закладки фундамента рациональнее использовать обычный бетон, поскольку керамзитоблоки могут попросту рассыпаться.

В следующей таблице представлены основные характеристики керамзитобетона в сравнении с характеристиками других популярных строительных материалов.

Технические свойства керамзитобетона и других материалов

Характеристики Керамзитобетон Пенобетон Газобетон Кирпич
Теплопроводность, Вт/м2 0,15-0,45 0,08-0,38 0,12-0,28 0,3-0,8
Плотность, кг/м3 700-1500 450-900 200-600 1000-2000
Водопроницаемость, % 50 95 100 40
Масса, 1м2 стены 500-900 70-900 200-300 1450-2000
Морозоустойчивость, циклов 50-200 25-50 10-30 50-200
Прочность, кг/см2 25-150 10-50 5-20 50-150

 

 Отзывы о керамзитоблоках

Керамзитоблоки удобны в использовании и имеют достаточно простой процесс производства. Однако, многие изготовители добавляют меньше цемента, чем положено по нормам. Поэтому материал получается хрупким, и плиты на него монтировать сложно. При покупке обязательно нужно проверять внешний вид блока на скол.

Керамзитобетон имеет очень много отличных качеств. Это и стоимость, и небольшой расход раствора для кладки, и быстрый монтаж. Но при этом у него можно найти и недостатки. Его прочность не такая высокая, как, например, у кирпича. Поэтому устройство загруженных балок в перекрытии в таком доме невозможно. Кроме того, перевязать основную стену из керамзитоблоков с облицовочным рядом довольно сложно. В этом случае удобнее использовать кирпич.

Подробнее про особенности и мнения людей о керамзитобетонных блоках можно узнать из видео:

 


Понравилась статья?
Поделитесь с друзьями в социальных сетях:

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

И подписывайтесь на обновления сайта в Контакте,
Одноклассниках,
Facebook,
Google Plus или
Twitter.

Технология производства керамзитобетонных блоков

Титов Борис Андреевич
Поволжский государственный технологический университет
студент

Библиографическая ссылка на статью:
Титов Б.А. Технология производства керамзитобетонных блоков // Современные научные исследования и инновации. 2017. № 1 [Электронный ресурс]. URL: https://web.snauka.ru/issues/2017/01/77376 (дата обращения: 28.01.2022).

Керамзитобетонные блоки – это строительный материал для возведения стен, часто применяется для строительства малоэтажных зданий. Такие блоки состоят из керамзита, песка и цемента. Имеют ряд положительный сторон, благодаря которым выбирая материал для стен, выбор останавливается именно на таких блоках. Такие блоки имеют малый вес, низкую теплопроводность и позволяют сильно сэкономить на материале для стен. В Европе данный материал имеет большую популярность и применяется в многих отраслях строительства.

Рис. 1 Керамзитобетонный блок

Благодаря современным технологиям, блоки имеют сложную форму. Внутри находиться множество щелевых пустот, как в эффективном кирпиче. Это улучшает теплосберегающие свойства и уменьшает количество раствора на каждый блок. А также имеют несколько пазов и гребней, позволяющие фиксировать блоки между собой.

Самые стандартные размеры блока 190*190*390 (мм)

Существует несколько классов прочности для блоков, при выборе необходимо учесть для каких целей они будуи использоваться.

Существуют такие блоки как

1)               Конструкционные

2)               Теплоизоляционные

3)               Конструкционно-теплоизоляционные

Сравнивая конструкционные и изоляционные блоки, главное их отличие состоит в том, что в конструкционных больше песка и цемента в процентах, в отличие от иных, так как это придает большую прочность, но тепло сохраняющие свойства сильно теряются.

Стена, выложенная из керамзитобетонных блоков может быть в 2 раза тоньше чем их кирпича, но при этом иметь точно такие же тепло сохраняющие свойства. В малоэтажном строительстве большая несущая прочность блоков не нужна, более важны именно теплоизоляционные качества данного материала.

Таблица 1. Сравнение характеристик разный видов материалов для стен

Характеристики Керамзитобетонные плоки Пеноблоки Кирпич Газо силикатные блоки Опилко бетонные блоки Керамо блоки Дерево Панели SIP
Прочность (кг/см2) 35-150 10-50 50-150 5-20 20-50 10-50 15-60 5-10
Плотность (кг/м3) 700-1500 450-900 1000-2000 200-600 500-900 600-800 400-700 30-50
Теплопроводность (ВТ/мГрад) 0,15-0,45 0,10-0,40 0,30-0,80 0,10-0,30 0,20-0,30 0,20-0,50 0,09-0,18 0,03-0,09
Морозостойкость (циклов) 50-200 25-50 50-200 10-30 25-100 20-50 35-100 20-50
Усадка (% мм/м) 0 0,6-1,2 0 1,5 0,5-1 0 1,5-3 0,5-1
Водопоглащение (%) 50 95 40 100 60-80 15-30 70-90 5-10

1)                Керамзит фракции 5-10. Важно, чтобы именно такая фракция была, так как при заполнении в формы раствором хорошо проваливался материал, потому что толщина стенки 40-50 мм. Если использовать керамзит более крупной фракции (10-20 или 20-40) в блоке могут оставаться пустоты, дающие брак блока. Если же блок с такими пустотами нагрузить, разрушение пойдет именно в этом месте.

2)                Цемент марки М500 Д0. При выборе цемента предпочтение отдается именно этой марки. С экономической точки зрения по цене цемент М500 намного дешевле, чем М600 и не на много дороже чем М400. В процентном содержании цемента в блоке М400 придется класть больше на 20% больше и все равно не даст такой эффект как при использовании М500. Д0 – означает что количество примесей в цементе нулевое количество, а это значит, что М500 Д0 имеет лучшие характеристики чем М500 Д20. Так же М500 обладает прочими важными функциональными возможностями чем М400 цемент

3)                Песок. Он должен быть крупным и чистым, без глины. Такой песок добывается в речных карьерах. При выборе песка необходимо узнать точные характеристики у добывающей организации. При использовании мелкого, пылеватого песка сильно страдают прочностные характеристики блоков.

4)                Вода. Должна быть теплой порядка 60 градусов.

В блоки могут добавляться различные вещества, ускоряющие твердение или улучшающие прочностные характеристики. Например, кальций хлор. Если же производство находиться в мало отапливаемом помещении, то в раствор добавляют вещества повышающие текучие свойства и что бы процесс первоначального твердения замедлялся.

Существует новая технология повышения прочностных свойств бетонных растворов фиброволокно микро-армирование. Данная добавка разработана для предотвращения образования трещин в бетоне при усадке. Фибрин является экономичной и качественной альтернативе стальной сетке, контролирующей образование трещин.

В производстве необходимо что бы раствор был тщательно перемешан и не было мест, где чистый песок без цемента. Для этого надо использовать бетономешалки непринудительного типа хорошего качества. Что бы было достаточное количество лопастей и хорошая скорость вращения.

Формирование блоков бывает нескольких типов. Вибрацией – когда раствор проникает в формы благодаря вибрации. Вдавливанием – когда раствор помещается в формы принудительным вдавливанием. Это может быть ручной способом или гидравликой. Лучший способ для формирования блоков является смешанный тип, когда сперва вибрацией раствор помешается в форму, а после хорошо придавливается, тогда блок получается очень крепким, без пустых мест.

В России существует несколько поставщиков оборудования. В среднем стоимость обойдется в 1500000 с производительностью 1000 блоков за смену. Это примерно гараж или пол одноэтажного дома.

Можно сделать вывод что в России перспективы использования данного материала очень велики, потому что с каждым годом все больше строятся частных малоэтажных домов. Использование данного материала позволяет сильно сэкономить на самом материале и на рабочей силе, ведь дом из таких блоков строить на много быстрее и проще, чем из кирпича.

Библиографический список

  1. Баженов Ю.М. Технология бетона: Учеб. пособие для техн. спец. строит. вузов. 3-е изд., перераб.-М.:Высш. шк., 2002.-500 с.
  2. ГОСТ 19010 – 82 «Блоки стеновые бетонные и железобетонные для зданий. Общие технические условия»
  3. ГОСТ10178-76 «Цемент для строительных работ. Технические условия»
  4. ГОСТ 25820-83 «Бетоны легкие. Технические условия»
  5. ГОСТ 23732-79 « Вода для бетонов и растворов. Технические условия»
  6. ГОСТ 9759 – 76 «Пористые заполнители для бетона. Технические условия»
  7. Ильющенко А.С. «Определение состава различных видов бетона». Методические указания к КР по курсу “Бетоноведение”
  8. Ицкович С.М. Заполнители для бетона: 2-е издание, переработанное и дополненное. -Минск.: Вышэйшая школа,1983.-215с.


Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Титов Борис Андреевич»

Керамзитобетонные блоки: минусы, характеристики, плюсы

На строительном рынке керамзитобетонные блоки впервые появились в конце 50-х годов прошлого столетия. Они применяются для возведения различных хозяйственных построек, гаражей, коттеджей и даже многоэтажных домов. Материал пригоден для постройки несущих стен, а также внутренних перегородок. Но прежде чем решить использовать для строительства стройматериалы этой разновидности, необходимо внимательно изучить технические характеристики, особенности использования, плюсы и минусы.

Что собой представляют: описание

Блоки из керамзитобетона — популярные строительные материалы, которые могут иметь разнообразные формы, текстуры, твердость, цвет. Один блок имеет большие габариты, нежели обычный кирпич, поэтому, если важно сэкономить на стройматериалах, вариант с применением керамзитобетонных блочных элементов будет самым подходящим. В основе сырья — цемент, керамзит и вода. Керамзит — это круглые гранулы, полученные путем высокотемпературного обжига тугоплавкой глины. Такой гранулированный камень имеет высокую прочность, соответственно из такой смеси получается качественный блок.

Благодаря повышенной прочности и надежности, бетонные блочные элементы с примесью керамзита используются для строительства таких конструкций:

Из такого материала можно строить цоколь дома.

  • фундамент;
  • цоколь;
  • несущие стены и перегородки в частных домах, многоэтажках, хозпостройках, гаражах, банях и т. д.;
  • ограждения, бордюры, альпийские горки.

Состав материала

У производителя, занимающегося изготовлением этого материала, должны быть соответствующие документы, в том числе и сертификат качества и безопасности. Согласно требованиям ГОСТа 25820, раствор для изготовления керамзитобетонных блоков должен включать такие компоненты:

Посмотреть «ГОСТ 25820-2014» или cкачать в PDF (1.8 MB)

  • Основные:
    • керамзит;
    • песок;
    • цемент;
    • вода.
  • Дополнительные:
    • щебень;
    • пемзовый гравий;
    • аглопорит шлаковый;
    • песок шлаковый, горных пород, перлитовый;
    • золошлаковая смесь;
    • красители.

Активность радионуклидов контролируется с помощью ГОСТа 30108.

Посмотреть «ГОСТ 30108-94» или cкачать в PDF (540.7 KB)

Как производят?

Пескоцементные и керамзитобетонные блоки изготавливаются по похожей технологии, однако в раствор для последних добавляют гранулы керамзита. Оборудование, применяемое для изготовления блоков из керамзита — бетономешалка и станок, на котором материалу придают нужную форму. Бетонный раствор готовится с соблюдением пропорций, которые содержит таблица:

Компонент Порция
Цемент 1
Песок 3
Вода 0,8
Керамзит 6

Для качественного высыхания изделиям необходимо двое суток.

Все компоненты тщательно смешиваются и разливаются в специальные формы. Для удаления из блока лишнего воздуха проводится вибропрессование. После манипуляции готовый кирпич вынимается из формы и отправляется в сушильную камеру, где под определенной температурой досушивается на протяжении 2 суток. Высохшие стеновые блочные элементы укладывают на поддоны и хранят в сухом складе.

Свойства и характеристики

В зависимости от предназначения, блок из керамзита может быть:

  • Полнотелый. У материала высокая плотность, из-за чего его масса больше, однако и прочность выше. Полнотелый керамзитобетонный кирпич используется для строительства сложных конструкций, многоэтажных зданий.
  • Пустотелый. Используется для теплоизоляции, внутри имеет пустоты. Щелевой блок имеет низкую прочность, поэтому из него строят только одноэтажные постройки или используют для формирования перегородки.
  • Конструктивно-теплоизоляционный. Используется для теплоизоляции и возведения стен.

Материал выделен в три группы, каждая из которых имеет свое назначение.

Чтобы правильно положить ряд и рассчитать количество материала, например, сколько штук входит в куб, немаловажно знать размеры керамзитобетонных блоков, которые строго регулируются ГОСТом. В таблице представлены все размеры блоков разных видов:

Разновидность Параметры, см
Длина Высота Ширина
Стеновой 39 19 18,8
28,8 28,8 13,8
28,8 13,8 13,8
19 19 18,8
9 19 18,8
Перегородочный 59 19 18,8
39 9 18,8
19 19 18,8
Облицовочный 6 3 4

Материал способен хорошо переносить морозы.

По прочности стеновые и перегородочные блочные элементы из керамзита бывают от М-75 до М-100. Морозостойкость маркируется буквой F. Цифра рядом показывает допустимое количество замерзаний и размерзаний, например, F100. Немаловажной является марка, характеризующая теплопроводность керамзитобетона, потому что именно от нее зависит вид кладки несущих стен, а также необходимость в дополнительном утеплении. Стандартный коэффициент теплопроводности керамзитобетонных блоков — 0,21, однако цифра колеблется между показателями 0,15 и 0,45.

Плюсы и минусы керамзитобетона

СКЦ блоки из керамзита обладают рядом неоспоримых достоинств, вот главные из них:

Одно из весомых достоинств такого материала — огнеупорность.

  • Небольшой вес. Немаловажен для быстрой и удобной кладки керамзитобетонных блоков, но, кроме этого, поможет избежать больших затрат при заливке надежного фундамента.
  • Экологичность. Неоспоримое преимущество. При изготовлении материала используются только природные компоненты.
  • Высокая звукоизоляция. Дополнительная защита помещения от шума не требуется.
  • Высокий коэффициент теплопроводности. Дома, построенные из керамзитобетонных блоков, теплые, уютные зимой и прохладные летом. Поэтому дополнительные затраты для утепления не понадобятся.
  • Не требуют особого ухода. Срок службы керамзитобетонных блоков в среднем составляет около 50 лет, при этом затраты на дополнительное обслуживание, в том числе и ремонт, отсутствуют.
  • Огнеупорность. Блок обладает высокой сопротивляемостью огню, повышая уровень безопасности постройки.
  • Свободный воздухообмен. Стены, возведенные из этого материала, свободно пропускают воздух, благодаря чему влага в помещении не накапливается.

Среди большого количества преимуществ есть и недостатки, основные из которых такие:

Материал не обладает достаточной прочностью, чтобы можно было возвести из него сложную и тяжелую конструкцию.

  • Пористость. Пористый материал имеет меньшую плотность, уровень морозостойкости значительно ниже, чем у тяжелого бетона.
  • Хрупкость. Из-за недостаточной прочности строительство сложных конструкций из этого материала невозможно. Кроме этого, блочные элементы плохо переносят ударную и динамическую нагрузку.
  • Отсутствие единой инструкции по изготовлению материала. Недобросовестные производители на свое усмотрение могут изменить состав раствора для изготовления блоков. В результате получится некачественный стройматериал, который не отвечает заявленным характеристикам.

Где используются?

Прежде чем решиться строить какое-либо сооружение, следует внимательно изучить характеристики керамзитобетонных блоков, взвесить достоинства и недостатки, провести необходимые расчеты, посчитать затраты. Если полученный результат удовлетворительный, можно приступать к возведению задуманной конструкции. Кирпич из керамзита применяется для возведения хозяйственных построек, коттеджей, частных домов. Из него получится надежный, крепкий фундамент. Кроме этого, с помощью материала возводятся несущие стены, внутрикомнатные перегородки. Блочные элементы бывшие в употреблении (бу) нередко используют для строительства бань, еще с их помощью оформляют бордюры, альпийские горки, ограждения.

Прочность на сжатие легкого бетона

Одной из основных причин, побудивших к внедрению новых или улучшенных технологий очистки сточных вод, является законодательство и огромные штрафы, которые начисляются, когда удаление сточных вод не соответствует установленным ограничениям сброса. Это влияние на финансовое благополучие фабрик и отраслей способствовало появлению новых или улучшенных технологий очистки.

Анаэробные и аэробные технологии в последнее время пользуются популярностью при очистке органических сточных вод из-за их безвредности для окружающей среды и экономической эффективности.Однако анаэробные технологии на голову выше других технологий из-за низкого потребления энергии.

Природа сточных вод в первую очередь диктует выбор технологии, поэтому крайне важно характеризовать потоки для определения ключевых характеристик сточных вод, таких как ХПК, TS, VS и содержание соли, среди прочего. Основное внимание в этой главе уделяется трем новым технологиям, а именно мембранным, микроводорослевым и микробным топливным элементам (МТЭ).Эти технологии могут применяться независимо или последовательно в качестве лечебного механизма.

3.1 Мембранная технология

Мембранная технология (МТ) включает соответствующие инженерные и научные подходы к транспорту компонентов, видов или веществ через мембраны или посредством мембран [44]. Этот метод обычно используется для объяснения механических процессов разделения газовых или жидких потоков. Мембраны классифицируются как тонкослойные барьеры для дифференциального разделения по размерам, которые обычно интегрируются с химическими и биологическими очистками, или как самостоятельные системы вторичной очистки сточных вод [44, 45].Для типичного мембранного механизма обычно существует движущая сила, такая как полупроницаемый барьер, который контролирует скорость движения компонентов за счет частичного проникновения и отторжения через поры разных размеров, как показано на рисунке 1. Проникновение и селективное отторжение функция размера пор мембраны и химического сродства позволяет получить поток продукта, лишенный целевых компонентов. Некоторые преимущества и недостатки представлены на рисунке 2.

Рисунок 1.

Селективное проникновение через мембрану для различных растворенных веществ, адаптированное из Tetteh et al., 2019 [45].

Рисунок 2.

Некоторые преимущества и недостатки мембранной технологии. Адаптировано из Burggraaf 1996 [46].

3.1.1 Классификация мембран
3.1.1.1 Микрофильтрация

В микрофильтрации (МФ) используется механизм просеивания для удержания макромолекул или частиц размером более 0,1 мкм или, более конкретно, в диапазоне 0,1–10 мкм [45]. В отличие от ультрафильтрации (UF), обратного осмоса (RO) и нанофильтрации (NF), трансмембранное давление (TMP) по обеим сторонам мембраны низкое в результате задержания более мелких частиц.Таким образом, для МП требуется относительно небольшое ТДМ, то есть ниже 2 бар, но оно может варьироваться от 0,1 до 2 бар [47]. Большие размеры пор мембран МФ ограничивают удаление взвешенных веществ, бактерий, вирусов, цист простейших и, в меньшей степени, органических коллоидов в пределах области [48].

3.1.1.2 Ультрафильтрация

Эффективность процессов ультрафильтрации (УФ) в настоящее время получает все большее признание в качестве предварительной обработки для опреснения и применения в мембранных биореакторах.UF, как и MF, использует физическое просеивание в качестве механизма разделения. Размер пор, отсечка по молекулярной массе (MWCO) и давление для мембранной фильтрации УФ находятся в диапазоне от 0,05 мкм до 1 нм, 1–500 кДа и рабочее давление 1–7 бар [47]. В действительности УФ с определенной MWCO непроницаемы для соединений с молекулярной массой, превышающей MWCO, и продемонстрировали 3–6-кратное удаление устойчивых к хлору цист простейших, коллоидов, вирусов и колиформных бактерий. Использование MF и UF в качестве предварительной обработки для обратного осмоса (RO) постепенно возникло в промышленных масштабах.Оба могут служить в качестве стратегий предварительной обработки для процессов NF и RO для уменьшения загрязнения мембраны, которая применяется в качестве последующей обработки для химического осаждения для удаления органических химических веществ, регулирования pH, а также фосфора, жесткости и удаления металлов. Загрязнение особенно заметно при применении УФ из-за высокой молекулярной массы фракций, удерживаемых в связи с небольшими перепадами осмотического давления, и коэффициентом диффузии жидкой фазы. Однако это не оказывает негативного влияния на спрос на УФ, так как любой дизайн, конфигурация и применение будут загрязнены [49, 50].Конфигурация для применения может зависеть от механической стабильности, гидродинамических требований и финансовых последствий.

3.1.1.3 Ионообменные мембраны

Мембраны классифицируются как анионообменные мембраны (АЕМ), если в полимерную матрицу встроены группы с фиксированным положительным зарядом, и наоборот, катионообменные мембраны (СЕМ) [51], что включает проникновение анионов/катионов и отторжение катионов/анионов в сточных водах. Электродиализ (ED), обратный электродиализ (RED), диффузионный диализ (DD) и мембранный процесс Доннана (DMP) являются примерами таких процессов, которые обычно включают обмен ионами между растворами через мембрану, как показано на рисунке 3.Применение этих процессов обычно основано на типе сточных вод, о котором обычно сообщается как об энергоемком механизме разделения по градиенту потенциала.

Рис. 3.

Принципиальная схема ЭД адаптирована из Оботей 2020 [47].

3.1.1.4 Обратный и прямой осмос

Обратный осмос (RO) часто называют герметичной мембраной, и он широко используется в солоноватой воде и ОСВ. Было обнаружено, что его эффективность в опреснении выше, чем у обычного термического многоступенчатого мгновенного испарения [49].Высокое внешнее давление от 15 до 150 бар является результатом гипертонической подачи и обычно превышает осмотическое давление, которое применяется для удержания растворенного вещества, а также для предотвращения и обеспечения проникновения растворителя при MWCO около 100 Да посредством диффузионного механизма [47]. . Некоторые преимущества системы обратного осмоса, о которых сообщалось в предыдущих исследованиях, включают низкое энергопотребление, простую конфигурацию и эксплуатацию, низкую склонность к загрязнению мембраны и высокую степень отторжения широкого спектра загрязняющих веществ.При градиенте концентрации в качестве движущей силы разделение и концентрирование при прямом осмосе (FO) происходит по мере того, как концентрированный раствор (например, соли, такие как NaCl) извлекает воду из менее концентрированного исходного раствора. Использование FO работает в условиях окружающей среды, поэтому необратимое загрязнение мало. Однако для достижения желаемого технологического процесса и оптимальной конфигурации RO располагаются поэтапно и проходами. Последовательность стадий включает поток концентрата первой ступени в качестве подачи сырья на вторую стадию.Кроме того, потоки пермеата с обеих ступеней направляются в один выпускной канал.

3.1.1.5 Электродиализ (ЭД) и реверсивный электродиализ (ЭДР)

Эти процессы сочетают в себе принципы выработки электроэнергии и ионопроницаемых мембран при отделении растворенных ионов от воды [45]. Разность электрических потенциалов приводит к переносу ионов из разбавленного раствора в концентрированный раствор через ионопроницаемую мембрану. Во время электродиализа используются два типа ионообменных мембран, как показано на рисунке 3.Один проницаем для анионов и отталкивает катионы, а другой проницаем для катионов и отталкивает анионы. Есть также два потока: концентрат и разбавленный (подача). При пропускании через систему электрического тока ионы из дилуата мигрируют в концентрат через противоположно заряженные мембраны (катионы мигрируют к катоду, анионы — к аноду). Затем катионы удерживаются положительно заряженной анионообменной мембраной (АЕМ). Точно так же анионы удерживаются катионообменной мембраной (CEM).Результатом этого является исходный поток, обедненный ионами, в то время как поток концентрата обогащается ионами [44].

3.1.2 Применение мембранной технологии (МТ)

Более широкий спектр промышленного и экологического применения МТ основан на его преимуществах, таких как (1) чистая технология, (2) энергосбережение (в большинстве случаев) и (3 ) возможность замены обычных процессов; такие как системы фильтрации, дистилляции, ионного обмена и химической очистки [52]. Схематическое представление приложений МТ изображено на рисунке 4.Другими преимуществами являются (4) способность производить высококачественную продукцию и (5) гибкость конструкции системы. Из-за многопрофильного применения этот метод применяется в нескольких отраслях, включая водоподготовку для бытового и промышленного водоснабжения, химическую, фармацевтическую, биотехнологическую, производство напитков, пищевую промышленность, металлургию и различные процессы разделения.

Рис. 4.

Применение мембранных процессов адаптировано из Оботей 2020 [47].

3.2 Очистка сточных вод микроводорослями (МОСВ)

Водная безопасность – это перспектива, которая определяет надежное наличие воды приемлемого качества и количества для здоровья, средств к существованию и производства; в сочетании с приемлемым уровнем связанных с водой рисков [53, 54]. Однако динамика населения и распространение промышленных предприятий вызвали дисбаланс в уравнении водных ресурсов. Бытовое использование воды и спрос на воду в производственном секторе экономики вкупе с коммерческими услугами и аграрным сектором превзошли возможности снабжения источников питьевой воды [54]. Неэтичный сброс сточных вод из некоторых из этих источников приводит к серьезным социальным, медицинским и экологическим проблемам. Кроме того, в странах с дефицитом пресной воды растет потребность в поощрении стратегий повторного использования воды из-за недостаточного количества осадков и отсутствия возможностей для сбора дождевой воды, что, в свою очередь, направлено на сокращение сброса сточных вод.Функциональные очистные сооружения сточных вод (СОСВ) для муниципалитетов по всему миру оказались очень требовательными к эксплуатации с точки зрения ввода химических веществ и энергии. Хотя основными этапами очистки являются первичный, вторичный и третичный, сточные воды этих заводов способствуют вторичному загрязнению, поскольку они не могут соответствовать руководящим принципам «зеленой капли» [54]. Фиторемедиация — это зеленая стратегия, которая изолирует остаточные загрязняющие вещества из сточных вод и делает их пригодными для повторного введения в систему водоснабжения.Использование систем очистки сточных вод на основе микроводорослей подверглось серьезному анализу в исследовательском сообществе; и в синергии с промышленностью были разработаны различные технологии и стратегии очистки сточных вод для удовлетворения конкретных потребностей в этом секторе [55].

3.2.1 Вмешательство в микроводоросли

Стандартные питательные среды были оптимизированы для определенных штаммов микроводорослей и впоследствии модифицированы для культивирования многих других штаммов. Затем они используются в качестве шаблонов для определения характеристик сточных вод и выбора штамма микроводорослей или консорциума микроводорослей, которые лучше всего подходят для очистки данного источника сточных вод.Протокол вмешательства в отношении микроводорослей (MAIP) в основном предназначен для очистки сточных вод КОС от остаточных загрязняющих веществ и одновременного производства ценных продуктов, тем самым отвечая требованиям «зеленой капли» [2, 3]. Таким образом, MAIP интегрируется в обычные очистные сооружения и обновляет его до усовершенствованных очистных сооружений (AWWTP). Это, в свою очередь, придает способность улавливать нитраты и ортофосфаты, что, в случае неудачи, приведет к индуцированию и распространению эвтрофикации в принимающих водах [3].Необходимость регулирования сброса азота и фосфора в окружающую среду обусловлена ​​следующим: (i) аммиачный азот в виде свободного аммиака вреден для рыб и другой водной биоты, (ii) аммиак потребляет растворенный кислород (DO) и, следовательно, представляет потенциал истощения DO, (iii) как фосфор, так и азот являются питательными веществами для растений и, следовательно, способствуют эвтрофикации, (iv) это NO 3 — ион, нитрат-азот реагирует и соединяется с гемоглобином, что способствует детской смертности.Кроме того, нитратный азот может восстанавливаться до мутагенных нитрозаминов в желудочно-кишечном тракте, что представляет большую опасность для младенцев [56]. Различные исследовательские коллективы [57, 58, 59, 60] сообщали о наличии эмерджентных загрязнителей (ЭЗ) в СВ и возможном нежелательном воздействии многих из них на окружающую среду и живые организмы. Эти EP включают, среди прочего, пестициды, фармацевтические препараты и средства личной гигиены; и были предложены некоторые технологии для их удаления; такие как стратегии физико-химической и биологической очистки.Эффективность удаления ЭП с использованием чистых штаммов микроводорослей доказана. Однако технологии удаления ЭП на основе микроводорослей не получили заметного внимания в мировом исследовательском сообществе.

Поддержка использования микроводорослей для связывания питательных веществ сточных вод в качестве варианта очистки получила всеобщее признание. Однако использование сточных вод для выращивания микроводорослей с целью производства биомассы и биопродуктов вызывает скептицизм. В первую очередь это связано с тем фактом, что сточные воды имеют самые разные источники и, следовательно, обладают широким спектром свойств, стабильность которых находится под вопросом.Таким образом, предварительная обработка является необходимой стадией ОСВ с микроводорослями, что влияет на экономичность процесса. Это приводит к необходимости принятия интегрированного протокола WWT микроводорослей [61, 62, 63, 64].

3.2.2 Стратегии очистки сточных вод микроводорослями

Помимо способности микроводорослей улавливать Nh4-N, NO3- -N и PO43-, микроводоросли также удаляют тяжелые металлы, а также органический углерод из сточных вод, предотвращая при этом вторичное загрязнение. Однако предыдущие исследования показали, что микроводоросли редко могут расти в неразбавленных сточных водах из-за высоких концентраций аммония и других соединений, часто присутствующих в сточных водах.Различные виды микроводорослей демонстрируют разные индексы роста в каждом случае очистки сточных вод. Поэтому крайне важно выбрать подходящий штамм микроводорослей для очистки данного источника сточных вод. Унгуряну и его коллеги [63, 65] сообщили, что микроводоросль C. mexicana показала самое высокое удаление N, P и C из сточных вод свинарников по сравнению с пятью другими видами ( C. vulgaris , M. reisseri , Nitzschia cf.pusilla , O. multisporus и S.косая ). При культивировании микроводоросли C. zofiniensis со сточными водами свинокомплексов в различных степенях разбавления было удалено 79,84 % ХПК, 82,70 % общего азота и 98,17 % общего фосфора [63]. В другом исследовании с V. vulgaris 60–70% ХПК и 40–90% Nh5 +  -N были удалены из разбавленных сточных вод свинарников [65]. Самый высокий процент удаления был получен с 20-кратно разбавленными сточными водами. В то время как третичная очистка городских сточных вод и рекультивация потоков отходов животноводства являются дополнительным технологическим и экономическим давлением на муниципалитеты и фермы, что угрожает их экономической устойчивости, но в то же время предоставляет возможности [63].Тем не менее, есть несколько проблем с современными системами выращивания микроводорослей. Например, водоросли, выращенные в открытом водоеме или системе каналов, взвешены в воде в присутствии растворимых и взвешенных отходов, и их может быть чрезвычайно трудно собрать, поскольку маслянистые микроводоросли имеют диаметр примерно 5–10 микрометров. Многие из высокопродуктивных микроводорослей не могут быть легко отфильтрованы и собраны с помощью центрифугирования, что является дорогостоящей единичной операцией. Водоросли можно собирать осаждением; однако это медленный процесс, требующий значительных площадей.Соли металлов можно использовать в качестве флокулянтов для облегчения осаждения; однако это приводит к загрязнению воды. Системы прудов с водорослями также подвержены вымыванию, когда водоросли покидают систему и попадают в поверхностные воды [63, 65]. Интегрированные системы очистки сточных вод с использованием микроводорослей являются примерами зеленой технологии, которая включает в себя как обычную систему очистки сточных вод, так и протокол очистки сточных вод с использованием микроводорослей, который в первую очередь предназначен для решения насущных проблем, таких как глобальное потепление и изменение климата. Биомасса микроводорослей, образующаяся при очистке сточных вод, представляет собой поглотитель углерода и, таким образом, смягчает негативное влияние CO 2 за счет фотосинтетической секвестрации этого парникового газа [66].

3.2.2.1 Открытые пруды

Открытые пруды подразделяются на естественные системы, искусственные пруды и контейнеры. Природные системы включают озера и лагуны; искусственные пруды, которые представляют собой открытые пруды без смешивания, круглые открытые пруды, смешанные с центральным смесителем, или пруды с лотками; и контейнеры. Обычно используемые формы включают пруды с лотками, круглые пруды и резервуары, из которых пруды с лотками получили наибольшее внимание [64].

Стабилизаторы сточных вод используются для очистки сточных вод десятками тысяч небольших населенных пунктов по всему миру.Эти пруды недороги, просты в эксплуатации и обеспечивают эффективную очистку сточных вод с точки зрения удаления органического углерода и патогенов. Однако удаление фосфора в стабилизационных прудах часто бывает низким, обычно от 15 до 50% [62, 64]. Из-за этого регулирующие органы усиливают давление с целью модернизации систем прудов для предотвращения эвтрофикации принимающих водоемов. Проблема заключается в том, что текущие варианты модернизации часто включают использование дозирования химикатов, что способствует вторичному загрязнению, что делает восстановление и повторное использование фосфора очень трудным, а в некоторых случаях почти невозможным.Что необходимо, так это устойчивое недорогое решение для удаления фосфора из сточных вод и, в идеале, для восстановления и повторного использования фосфора. Была идентифицирована потенциально новая технология экологических процессов, при которой микроводоросли в системах прудов для стабилизации отходов могут чрезмерно накапливать фосфор в своих клетках. В то время как микроводоросли в озерах могут накапливать полифосфаты, существует возможность использования этого природного явления для оптимизации удаления фосфора в водоемах для очистки сточных вод [62, 63].

Рис. 5(A) Это водоем, в котором используется моторизованное лопастное колесо (PW) для инициирования и поддержания движения и перемешивания клеток микроводорослей (MC), тем самым предотвращая их оседание на дно реактора. Он увеличивает экспозицию МЦ к свету и питательным веществам и способствует межфазному массопереносу. Однако в то время как потребность в энергии смешивания PW относительно невелика, эффективность переноса газа также низка. В некоторых случаях аэраторы используются в дополнение к CO 2 для улучшения роста микроводорослей и, следовательно, для секвестрации питательных веществ из бульона.Пруд работает при преобладающей температуре, а интенсивность освещения зависит от поступающей солнечной инсоляции [68]. Рисунок 5(B) представляет собой прямоугольный открытый бассейн без перемешивания (ROP). МС здесь не имеют привилегии равного воздействия света. ТК, которые находятся ближе к дну, защищены от света теми, что находятся выше, тем самым создавая слепые зоны для фотосинтетической активности, что приводит к снижению плотности клеток (CD) и продуктивности. На рис. 5(C) показаны открытые круглые контейнеры (OCC), которые не перемешаны. На рис. 5(D) показаны системы круглого открытого пруда (COPS), оборудованные мешалками [15, 16].

Рис. 5.

Системы открытого пруда с микроводорослями [66, 67, 68].

3.2.2.2 Закрытые биореакторные (CBR) системы

Закрытые фотобиореакторные системы характеризуются (i) эффективной фотосинтетической активностью, связанной с адекватным контролем операционных переменных, (ii) более низким риском загрязнения и (iii) минимизацией потерь воды за счет испарение, что является серьезной проблемой в открытых системах. Однако закрытые системы более дороги, поскольку они должны быть построены из прозрачных материалов, а также более сложны в эксплуатации и масштабировании.Закрытые фотобиореакторы различаются по конфигурации, и основными типами являются барботажные колонны, эрлифтные реакторы, трубчатые (петлевые) реакторы и реакторы с мешалкой. Фотобиореакторы, использующие микроводоросли для очистки сточных вод и производства биомолекул, имеют (i) повышенную эффективность использования световой энергии, (ii) адекватную систему смешивания, (iii) простоту контроля условий реакции, (iv) сниженную гидродинамическую нагрузку на клетки [69, 70, 71].

На рис. 6 в графическом виде представлены сценарии фотобиореактора для барботажной колонны, эрлифта и кольцевой конфигурации.Реактор с барботажной колонной в основном представляет собой цилиндрический сосуд с распределителем газа на дне. Газ барботируется в виде пузырьков либо в жидкую фазу, либо в жидко-твердую суспензию без механического перемешивания. В процессе работы перемешивание и массообмен СО 2 осуществляются за счет действия барботеров с внешним подводом света. Конфигурация газораспределителя важна, поскольку она определяет свойства пузырьков; такие как размер пузырьков, который, в свою очередь, влияет на задержку газа и другие гидродинамические параметры, связанные с пузырьковыми колоннами.Эффективность фотосинтеза зависит от скорости потока газа, которая, в свою очередь, зависит от фотопериода, поскольку жидкость регулярно циркулирует из центральных темных зон во внешние световые зоны. Это подвергает большее количество МС воздействию питательных веществ в среде, которая в контексте этой главы является сточными водами. Эффективность фотосинтеза можно повысить за счет увеличения скорости потока газа (≥ 0,05 м/с), что, в свою очередь, приводит к укорочению фотопериодов [69, 70]. Этот тип реактора имеет преимущества более высокой скорости массопереноса; и низкие эксплуатационные расходы и затраты на техническое обслуживание из-за меньшего количества движущихся частей.Однако обратное смешение и коалесценция были определены как основные проблемы для этих реакторов. Существует верхний предел увеличения скорости потока, выше которого образующийся гетерогенный поток в конечном итоге вызовет обратное смешение компонентов газа. Масштабируемость и экономичность культивирования микроводорослей с использованием фотобиореакторов остаются проблемами, которые необходимо решить для крупномасштабного производства микроводорослей.

Рисунок 6.

Барботажные колонные реакторы Płaczek et al. , 2017 [47].

Hom-Diaz и соавт. [57] в открытом пилотном фотобиореакторе с микроводорослями объемом 1200 л (PBR) использовали туалетные сточные воды (WW) и оценили способность PBR удалять фармацевтически активные соединения (PhAC).Питательные вещества (аммиачный азот, нитратный азот и общий фосфор) были удалены, а химическая потребность в кислороде (ХПК) была эффективно снижена на 80%, в то время как было удалено до 48% фармацевтических остатков, тем самым удовлетворяя экологическим требованиям. требование сброса.

Воздушные фотобиореакторы состоят из двух взаимосвязанных зон, называемых стояком и нисходящим, в кольцевой конфигурации. Как правило, существует два типа эрлифтных фотобиореакторов: (i) с внутренним контуром и (ii) с внешним контуром [19].Для эрлифтного реактора с внутренним контуром две зоны разделены либо отсасывающей трубой, либо раздельным цилиндром, в то время как для эрлифтного реактора с внешним контуром стояк и нисходящий стакан физически разделены двумя разными трубами. Смешивание осуществляется барботированием газа через барботер в вертикальной трубке без механического перемешивания. Стояк является синонимом барботажной колонны, в которой барботируемый газ движется вверх беспорядочно и бессистемно и уменьшает плотность стояка, заставляя жидкость двигаться вверх.Задержка газа в нижнем стакане существенно влияет на гидродинамику эрлифтного реактора, заставляя жидкость двигаться вниз. Внешний контур, представляющий собой отсасывающую трубу, дает определенные преимущества эрлифтному биореактору, а именно предотвращение слияния пузырьков за счет направления их в одном направлении. ; более равномерное распределение касательных напряжений по всему реактору. Это подвергает больше MC воздействию питательных веществ, минералов, летучих органических соединений и множества других загрязнителей для связывания и роста клеток; усиливая циклическое движение жидкости, тем самым увеличивая массо- и теплоперенос [71, 72, 73].

Полностью закрытые трубчатые фотобиореакторы потенциально привлекательны для крупномасштабного аксенического культивирования микроводорослей и являются одним из наиболее подходящих типов для массовой культуры на открытом воздухе. Трубчатые фотобиореакторы состоят из множества прямых, спиральных или петлевых прозрачных трубок, которые обычно изготавливаются из прозрачного пластика или стекла. Водоросли циркулируют по трубам с помощью насоса или эрлифта [21].

Многие факторы способствуют неспособности микроводорослей удалять питательные вещества и производить биомассу.Некоторые минералы, такие как кальций, железо, кремнезем, магний, марганец, калий, медь, сера, кобальт и цинк, также влияют на развитие микроводорослей в сточных водах, наряду с рН, температурой, светом, перемешиванием и растворенным кислородом, которые влияют на развитие. скорости и химического состава микроводорослей в системах очистки сточных вод [74, 75].

3.2.3 Преимущества систем очистки сточных вод с использованием микроводорослей

Molinuevo-Salces и его коллеги [76] указали на преимущества систем очистки сточных вод с использованием микроводорослей, которые включают:

  1. очистку различных видов сточных вод, включая бытовые, И промышленные сточные воды

  2. снижение загрязняющих веществ и патогенов

  3. 0

    7

    смягчающие CO 2 выбросы газа

  4. Восстановление метаболитов и

  5. Экономия энергии

сточные воды на текстильной основе (TDW) обрабатывали микроводорослями Scenedesmus sp . для удаления органического углерода с помощью лабораторных реакторов, которые обеспечили удаление цвета на 92,4%, снижение химической потребности в кислороде (ХПК) на 89,5%, углеводов на 97,4% и органических кислот на 94,7% [22]. Phasey и коллеги [23] утверждали, что культивирование микроводорослей с использованием муниципальных и сельскохозяйственных сточных вод в водорослевых водоемах с высокой производительностью (HRAP) разделяет питательные вещества на биомассу микроводорослей, которую можно восстановить и использовать повторно.

3.2.4 Проблемы ОСВ с микроводорослями

Несмотря на все преимущества, перед применением протокола ОСВ с микроводорослями необходимо решить некоторые проблемы.Проблемы включают (1) потребность в земле, (2) влияние характеристик сточных вод, (3) влияние на окружающую среду и условия эксплуатации и (4) сбор и повышение ценности биомассы [14]. Однако такие ограничения, как отделение биомассы водорослей от воды, эффективность процесса в холодном климате и ограниченная способность биомассы водорослей снижать содержание микрозагрязнителей в сточных водах, препятствуют полномасштабному использованию [77].

3.3 Микробные топливные элементы для очистки сточных вод

Для того чтобы построить устойчивую платформу для будущего, обществу необходимо существенно сократить свою зависимость от ископаемого топлива.Это сокращение может затем свести к минимуму глобальные масштабы загрязнения. Как обсуждалось в этой главе, эти две глобальные проблемы можно было бы решать одновременно путем применения технологий очистки сточных вод, которые уменьшают загрязнение и обеспечивают исходные блоки для биотоплива. В последние годы произошел сдвиг парадигмы, когда сточные воды, которые также можно назвать отходами, используются в промышленности для производства электроэнергии. В частности, исследования показали, что ряд методов биологической обработки можно использовать для производства биоэнергии или биохимических веществ при очистке промышленных сточных вод.В частности, при очистке сточных вод пивоваренных заводов было выделено применение микробных топливных элементов (МТЭ) [78]. Одним из таких примеров этого метода является использование МТЭ для одновременной очистки сточных вод и производства биоэнергии, которую чаще всего называют биоэлектричеством. Производство этих биопродуктов происходит путем простого преобразования органической и химической энергии, содержащейся в сточных водах, в электрическую энергию. Для дальнейшего изучения этих возможностей в этом разделе сначала описывается МТЭ, затем обсуждается применение МТЭ для очистки сточных вод, а в-третьих, рассматриваются различные методы и операции, в которых МТЭ используются для очистки сточных вод с одновременным производством электроэнергии.Кроме того, в нем также описаны другие применения и продукты биоэнергетики этой технологии, ее преимущества и недостатки, а также дальнейшие перспективные применения технологии MFC для очистки сточных вод. МТЭ — это устройство, которое преобразует органические вещества в электричество, используя микроорганизмы в качестве биокатализатора. Типичные МТЭ состоят из трех основных компонентов: электродов, сепаратора и электрогенов. Все МТЭ содержат два электрода, которые в зависимости от конструкции могут быть разделены на одну или две камеры. Эти камеры работают как полностью смешанные реакторы. Как показано на рис. 7 ниже, каждый электрод размещается с каждой стороны мембраны, которая может быть либо протонообменной мембраной (PEM), либо катионообменной мембраной (CEM). Анод обращен к камере, содержащей жидкую фазу, а катод обращен к камере, содержащей только воздух [79].

Рисунок 7.

Схематическая диаграмма и изображения типичного двухкамерного микробного топливного элемента (МТЭ), взятые из Logan et., 2006 [78].

В вышеупомянутой литературе предлагалось использовать в качестве электродов углерод, графит и материалы на основе металлов. Например, в качестве электродов подходят материалы из углеродной ткани, копировальной бумаги, углеродного войлока [80], графитовых гранул, углеродной сетки [81], платины, платиновой черни и активированного угля с одно-, трубчатыми или многоэлектродными конфигурациями [82]. . Эти электроды должны обладать свойствами, делающими их биосовместимыми и стабильными. Кроме того, рекомендуется высокая электропроводность и большая площадь поверхности [83, 84].Катод может подвергаться воздействию воздуха или других дополнительных акцепторов электронов, таких как перманганат, гексацианоферрат хрома, азокраситель и т. д. [85]. Сепаратор представляет собой либо катионообменную мембрану [86], либо солевой мостик [87], который используется для удержания камеры. Разность потенциалов, генерируемая между двумя камерами, заставляет электроны двигаться по цепи, в то время как микробное разложение сточных вод действует как субстрат для выработки биоэлектричества [88]. Впервые использование МФУ для очистки сточных вод было рассмотрено еще в 1991 г. [89].Муниципальные сточные воды содержат множество органических соединений, которые могут служить топливом для МТЭ. Количество энергии, вырабатываемой МТЭ в процессе очистки сточных вод, потенциально может вдвое снизить потребность в электроэнергии в традиционном процессе очистки, который потребляет значительное количество электроэнергии для аэрации активного ила. МФУ дают на 50–90 % меньше твердых частиц, подлежащих удалению, чем традиционные методы очистки с активным илом. Анаэробные метантенки иногда интегрируют с реакторами периодического действия с аэробной последовательностью, чтобы решить проблемы удаления осадка [90].Кроме того, органические молекулы, такие как ацетат, пропионат и бутират, могут быть полностью расщеплены до CO2 и H3O. Гибридные MFC, включающие как электрофилы, так и анодофилы, особенно подходят для очистки сточных вод, поскольку различные органические вещества могут подвергать биологическому разложению большее количество органических веществ. МФУ, использующие определенные микробы, проявляют особую способность удалять сульфиды, необходимые при очистке сточных вод [91]. МФЦ могут усиливать рост биоэлектрохимически активных микробов во время очистки сточных вод, тем самым обеспечивая стабильность работы.МТЭ с непрерывным потоком, однокамерные МТЭ и безмембранные МТЭ предпочтительны для очистки сточных вод на фоне проблем, связанных с расширением масштабов других технологий [92, 93, 94]. Санитарно-технические отходы, сточные воды пищевой промышленности, сточные воды свиней и кукурузная солома — все это благоприятные источники биомассы для МФУ, поскольку они богаты органическими веществами [95, 96, 97]. В некоторых случаях может быть снижено до 80% химической потребности в кислороде (ХПК) [96, 98], а эффективность Колумба достигает 80%, полученная Kim et al. [99].

Технологии MFC являются многообещающей, но новой стратегией очистки сточных вод, поскольку сам процесс очистки становится методом получения энергии в виде электричества или газообразного водорода, а не чистым потребителем электроэнергии.В начале 1990-х годов Ким и его коллеги продемонстрировали, что бактерии можно использовать в биотопливных элементах в качестве индикатора концентрации лактата в воде [80], что, в свою очередь, способствует выработке электроэнергии [81]. Хотя производство электроэнергии было низким, не было очевидно, окажет ли эта технология большое влияние на снижение концентрации сточных вод. В 2004 г. это изменилось, и связь между производством электроэнергии с помощью МТЭ и очисткой сточных вод была четко установлена, когда было доказано, что бытовые сточные воды можно очищать до практического уровня, одновременно производя электроэнергию [82].Количество электроэнергии, произведенной в этом исследовании, хотя и низкое (26 мВт/м2), было значительно выше, чем ранее полученное с другими типами сточных вод. Исследования, проведенные до 2004 г., показали, что органические и неорганические вещества в морских отложениях можно использовать в конструкции МТЭ нового типа [83], что делает очевидным возможность использования широкого спектра субстратов, материалов и архитектур систем для выработки электроэнергии из органических содержание бактериальной биомассы. Тем не менее, уровни мощности во всех этих приложениях были относительно низкими.Последняя разработка, поднявшая текущий интерес к МТЭ, достигла своего пика, когда в МТЭ с добавлением глюкозы была получена плотность мощности на два порядка выше [84]. Это приложение не нуждалось в экзогенных химических посредниках или катализаторах, что гарантировало, что эта операция была чисто биологической.

После этих демонстраций началось соревнование по продвижению довольно практичного подхода к приложениям MFC. Первой задачей является разработка масштабируемого подхода и проектирование МТЭ для различных типов очистки сточных вод [78].Хотя энергии, которую можно было бы использовать из сточных вод, может быть недостаточно для питания типичного города, сообщалось, что значительное количество энергии может использоваться для питания очистных сооружений. Как видно из нескольких рассмотренных выше исследований по технологии MFC, удельная стоимость энергии не является особенно существенной и впечатляющей. Также можно отметить, что наиболее значительная экономия энергии, связанная с использованием МФЦ для очистки сточных вод, помимо выработки электроэнергии и удаления высокоактивных загрязняющих веществ из этих неподатливых субстратов, это экономия затрат на аэрацию и обращение с твердыми частицами в типичных очистных сооружениях. Основными эксплуатационными затратами на очистку сточных вод являются аэрация, обработка осадка и откачка. Утверждалось, что одна только аэрация может составлять половину эксплуатационных расходов на типичной очистной станции [85]. Снижение этих затрат может также гарантировать, что очистные сооружения станут чистыми производителями энергии, если МТЭ будут интегрированы с другими технологиями очистки.

3.3.1 Применение микробных топливных элементов в очистке сточных вод

Применение МФУ в очистке сточных вод включает ряд преимуществ, таких как долгосрочная устойчивость, использование возобновляемых ресурсов, разложение органических и неорганических отходов, производство биоводорода и удаление таких соединений, как нитраты и т. д.[86]. Сообщество электрохимически активных микробов требует глубокого понимания химии растворов, чтобы участвовать в полномасштабном внедрении и эксплуатации технологии MFC для производства электроэнергии. [9]. В идеальных лабораторных условиях эти системы давали плотность мощности от 2 до 20 мВт/м 2 [87]. Однако количество энергии на основе биомассы, производимой микробными процессами, очень мало. Ему еще предстоит полностью раскрыть свой потенциал для работы в экспериментальных установках. Также было отмечено, что успех конкретных применений МФУ в очистке сточных вод будет зависеть от концентрации и биоразлагаемости органических веществ в сточных водах, температуры сточных вод и отсутствия токсичных химических веществ [78].Одним из первых применений может быть разработка пилотного реактора в промышленных зонах, где имеется высококачественный и надежный поток. Сточные воды пищевой промышленности и стоки варочных котлов являются хорошими кандидатами. Более того, снижение образования шлама может существенно сократить время окупаемости. В долгосрочной перспективе разбавленные субстраты, такие как бытовые сточные воды, можно будет обрабатывать с помощью МФУ, что снизит потребность общества вкладывать значительные объемы энергии в их очистку. Также может появиться множество альтернативных приложений, начиная от разработки биосенсоров и устойчивого производства энергии на морском дне и заканчивая биобатареями, работающими на различных биоразлагаемых видах топлива. Хотя полномасштабные и высокоэффективные МТЭ еще не доступны, технология имеет большие перспективы, и в ближайшем будущем инженеры и ученые, несомненно, преодолеют серьезные препятствия [88]. Растущее давление на нашу окружающую среду и потребность в возобновляемых источниках энергии будут способствовать дальнейшему развитию этой технологии для полномасштабной работы завода. В рамках вышеупомянутых применений MFC в очистке сточных вод потенциал для применения этой технологии в качестве типичного датчика для анализа концентрации загрязняющих веществ для мониторинга и контроля процесса на месте [89].Пропорциональная коррекция между колумбической эффективностью МФЦ и крепостью сточных вод может предложить МФЦ в качестве потенциальных датчиков биологической потребности в кислороде (БПК) [80]. Точный метод измерения значения БПК жидкости состоит в том, чтобы рассчитать ее колумбический выход. В ряде работ, а именно [80, 90], показана сильная линейная зависимость между выходом Колумба и крепостью сточных вод в диапазоне концентраций БПК. Преимущество датчиков БПК типа MFC состоит в том, что они обладают превосходной стабильностью работы, хорошей воспроизводимостью и точностью.Датчик БПК типа MFC, созданный из микробов, может работать более пяти лет без дополнительного обслуживания [80]. Эти биологические датчики обещают более длительный срок службы, чем обычные версии датчиков БПК, о которых сообщается в литературе.

3.3.2 Перспективные методы использования МТЭ в очистке сточных вод и валоризации электроэнергии

Биомасса отходов является дешевым и относительно распространенным источником электронов для микробов, способных производить электрический ток вне клетки [85].Быстро развивающиеся микробные электрохимические технологии, такие как микробные топливные элементы, являются частью разнообразной платформы будущих технологий производства существенной энергии и химического производства. В этом разделе мы обсудим ключевые достижения, которые позволят использовать экзоэлектрогенные микроорганизмы для производства биотоплива, газообразного водорода, метана и других ценных неорганических и органических химических веществ. Кроме того, в этом разделе будут рассмотрены основные проблемы, связанные с внедрением этих систем, и проведено их сравнение с аналогичными технологиями использования возобновляемых источников энергии.Хотя коммерческое развитие уже ведется в нескольких различных приложениях, от очистки сточных вод до промышленного химического производства, все еще требуются дальнейшие исследования эффективности, масштабируемости, срока службы системы и надежности МТЭ в области очистки сточных вод и производства биоэнергии [85].

Производство электроэнергии с использованием бытовых сточных вод в плоской системе было разработано, и было обнаружено, что оно способно непрерывно вырабатывать электроэнергию из органических веществ в сточных водах во время их очистки [82].После периода акклиматизации, продолжавшегося примерно 1 месяц, с помощью микробного топливного элемента Flat Plat (FPMFC) в течение пяти месяцев была обеспечена постоянная выработка электроэнергии из сточных вод. Для сточных вод, содержащих 2463 мг ХПК/л, была получена средняя плотность мощности 560 мВт/м 2 при гидравлическом времени удерживания (HRT) 2,0 ч (скорость потока 0,22 мл/мин; логарифмическое среднее ХПК 164 мг/л). и скорость потока воздуха 2 мл/мин с резистором 470 Ом . В этих условиях эксплуатации скорость удаления ХПК равнялась 1.2 мг/л мин (удаление ХПК 58%), а максимальная удельная мощность была достигнута при скорости потока 0,22 мл/мин. Эта плотность мощности была примерно на 10 % выше, чем полученная в типичных условиях работы с резистором 470 Ом .

Непрерывная очистка сточных вод и выработка электроэнергии с использованием однокамерного микробного топливного элемента (SCMFC) были успешно опробованы с реальными результатами [82, 91]. Было обнаружено, что система может генерировать 26 мВт/м 2 при максимальной плотности мощности при снижении ХПК на 80%.В специально разработанной системе с небольшими партиями Liu et al. [92] показали, что до 28 мВт/м 2 электроэнергии можно получить из бытовых сточных вод. Далее было продемонстрировано, что при удалении протонообменной мембраны (PEM) они могли генерировать максимум 146 мВт/м 2 мощности. В этих системах анод был отделен от ФЭУ/катода или простого катода в большой камере, но анодная камера не смешивалась, за исключением потока жидкости в систему. В других МТЭ анодная камера часто была смешанной [93, 94, 95].В водородных топливных элементах электроды обычно объединены в единую полосу, разделенную ФЭУ. Это необходимо, чтобы держать два электрода рядом, чтобы улучшить протонную проводимость между двумя электродами. Однако ПОМ, такие как нафион, проницаемы для кислорода, что приводит к переносу небольшого количества кислорода из катодной камеры в анодную камеру.

Очистка хозяйственно-бытовых сточных вод была исследована при двух различных температурных градиентах (23 ± 3 °C и 30 ± 1 °C) и проточных режимах (периодический и непрерывный) с использованием однокамерных микробных топливных элементов с воздушным катодом (МТЭ) ввиду влияния рабочих параметров, влияющих на производство электроэнергии [94].Температура была важным параметром, который влиял на эффективность и выработку электроэнергии. Самая высокая удельная мощность 422 мВт/м 2 (12,8 Вт/м 3 ) была достигнута в непрерывном потоке и мезофильных условиях при скорости органической загрузки 54 г ХПК/л-сутки со снижением ХПК на 25,8%. Было обнаружено, что рекуперация энергии в значительной степени зависит от условий эксплуатации (режим потока, температура, скорость органической нагрузки и время гидравлического удержания (HRT)), а также от архитектуры реактора.Результаты показывают, что основными преимуществами использования температурных градиентов в серийных конфигурациях MFC для очистки бытовых сточных вод являются экономия электроэнергии, низкое образование твердых частиц и более высокая эффективность очистки.

Исследование МТЭ, используемых для производства электроэнергии из различных источников соединений, включая ацетат, лактат и глюкозу, доказало его высокую эффективность и универсальность в применении для очистки сточных вод [96]. Очевидно, подчеркивалась возможность производства электроэнергии в МТЭ из бытовых сточных вод, в то же время выполняя биологическую очистку сточных вод (снижение ХПК). Испытания проводились на СКМТЭ, содержащем восемь графитовых электродов (анодов) и один воздушный катод. Система работала в условиях непрерывного потока с первичным отстойником, полученным с местной станции очистки сточных вод. Прототип реактора SCMFC вырабатывал электроэнергию (максимум 26 мВт/м 2 ) при снижении ХПК примерно на 80%. Выходная мощность была пропорциональна времени гидравлического удерживания в диапазоне от 3 до 33 часов и концентрации поступающих сточных вод в диапазоне 50–220 мг/л для ХПК.Генерация тока контролировалась прежде всего эффективностью катода. Оптимальная производительность катода была достигнута за счет обеспечения пассивного потока воздуха, а не принудительного потока воздуха (4,5–5,5 л/мин). Колумбовая эффективность системы, основанная на снижении ХПК и генерации тока, составила <12%, что указывает на то, что значительная часть органического вещества недоступна для микроорганизмов, что ограничивает генерацию тока. Биореакторы, основанные на выработке электроэнергии в МТЭ, могут представлять собой совершенно новый подход к очистке сточных вод. Если выработка электроэнергии в этих системах может быть увеличена, технология MFC может предоставить новый метод компенсации эксплуатационных расходов на очистные сооружения, в то же время сделав усовершенствованную очистку сточных вод более доступной как для развивающихся, так и для промышленно развитых стран.

Выработка электроэнергии из МТЭ первоначально исследовалась на предмет ее потенциального вклада в применение в космических исследованиях [97]. Обсуждалось, что одним из определяющих факторов в технологии МТЭ является использование прикладных микробных культур, отвечающих за преобразование электрической энергии из химических связей в субстратах.В последнее десятилетие, несмотря на интенсивное развитие, существует пробел в знаниях о производстве электроэнергии из микробов и проверке производства электроэнергии. Метод быстрого скрининга основан на восстановлении микробного железа (III) и не требует какой-либо инфраструктуры MFC. Метод подходит для одновременной оценки множества видов или штаммов микробов; и, таким образом, есть возможность расширить диапазон потенциальных биокатализаторов MFC и иметь возможность прогнозировать выработку электроэнергии из выбранных культур. Знания, полученные в результате этого исследования, касающиеся роста – восстановления железа (III), использования субстрата, свойств адгезии и образования биопленки, внеклеточных проводящих белков и измерений продукции окислительно-восстановительных медиаторов, необходимы для использования G.toluenoxydans и S. .xiamenensis видов для различных применений MFC (очистка сточных вод и/или производство энергии). Эта информация жизненно важна для дальнейшего улучшения деформации и создания эффективной конструкции МТЭ для производства электроэнергии.Виды S.xiamenensis DSMZ 22215 могут эффективно катализировать мальтозу или мальтодекстрин . Эта способность делает микробы доступными для использования в системах MFC для очистки сточных вод на основе крахмала (например, сточных вод пивоваренного завода, сточных вод с крахмалом и целлюлозно-бумажной промышленности).

В этом исследовании была доказана одновременная очистка сточных вод для производства биологической электроэнергии с помощью мембранно-электродной сборки воздух-катод MFC в сточных водах производства крахмала (SPW) в качестве субстрата [82]. За все время эксперимента было установлено, что оптимальное выходное напряжение 490,8 мВ и плотность мощности 293,4 мВт/м 2 были установлены при плотности тока 893,3 мА/м 2 . Внутреннее сопротивление 120 Ом также было зарегистрировано в третьем цикле экспериментов. Эффективность удаления для ХПК и Nh5+-N увеличивалась со временем, достигая максимума 98,0% и 90,6% соответственно. Это было выше, чем в большинстве сообщаемых работ по операциям MFC. Высокие значения удаления нитратов могли быть результатом как биологических, так и физико-химических процессов.Колумбийская эффективность (КЭ) была невысокой (максимум 8,0%) и в основном была обусловлена ​​другими акцепторами электронов в СПВ, а также диффузией кислорода при длительных периодах эксплуатации. СЭМ выявила наличие биопленки на аноде, в которой короткая палочковидная палочка могла быть доминирующей бактерией, ответственной за работу МТЭ. Это исследование продемонстрировало возможность использования технологии МТЭ для выработки электроэнергии и одновременной обработки ТБО с высоким удалением ХПК и Nh5+-N, что обеспечивает привлекательную альтернативу для снижения затрат на очистку сточных вод при производстве электроэнергии из возобновляемых источников.

3.3.3 Преимущества и недостатки

(Ограничения) МТЭ в КОС

МТЭ имеют ряд преимуществ и недостатков (Таблица 2), как эксплуатационных, так и функциональных по сравнению с применяемыми в настоящее время технологиями очистки сточных вод как для удаления высоких органических загрязнителей в форме ХПК и для повышения ценности биоэнергии в виде электричества [98]. Производство биоэнергии в результате очистки сточных вод в основном считается аспектом «зеленой» или «голубой» энергии МТЭ [92].Электричество вырабатывается прямым путем из биомассы и органических веществ, поэтому химическая энергия напрямую преобразуется в электрическую энергию. Также сообщается, что прямое преобразование субстратов сточных вод в биоэнергию составляет треть входа во время термического сжигания биогаза [85]. Из-за сбора электрической энергии выход бактерий в МТЭ значительно ниже, чем выход ила аэробного процесса [85, 99]. Как правило, отходящие газы анаэробного процесса имеют высокое содержание азотистых газов вместе с целевыми водородом и метаном [78]. Отходящие газы МТЭ имеют меньшую экономическую целесообразность, так как энергия, содержащаяся в подложке, ранее направлялась в сторону анодной камеры МТЭ при обработке [78]. Газ, образующийся в анодной камере МТЭ, можно буквально выпустить, учитывая отсутствие больших количеств или других пахучих соединений, и, кроме того, в окружающую среду не выделяются аэрозоли с вредным или нежелательным бактериальным содержанием. Выработка электроэнергии с помощью MFC значительно улучшилась и достигла уровня основной мощности, по крайней мере, в небольших системах, но увеличение масштаба по-прежнему является большой проблемой и серьезным ограничением применения технологий MFC.Высокая стоимость катионообменных мембран, возможность биообрастания и связанное с этим высокое внутреннее сопротивление ограничивают выработку электроэнергии и ограничивают практичность и коммерческое применение этого метода [100].

Преимущества недостатки (ограничения)

Таблица 2.

Список преимуществ и недостатков МФЦ из Quach-Cu et al., 2018 [61].

Бытовые сточные воды представляют собой органические вещества с содержанием встроенной энергии, почти в 10 раз превышающей энергию, необходимую для очистки [101]. Хотя новые методы являются многообещающими, ни один из доступных сегодня процессов не может полностью извлечь всю энергию, доступную в сточных водах, без дополнительных инвестиций в их исследования и разработки [100]. Основной недостаток приложений MFC связан со временем запуска процесса и последовательностью, которая может составлять от 4 до 103 дней в зависимости от инокулята, материалов электродов, конструкции реактора и условий эксплуатации (температура, скорость внешней загрузки и т. д.).), но на него в значительной степени влияет тип субстрата, подаваемого в систему МТЭ [96]. Еще одним существенным препятствием для масштабирования использования МТЭ для очистки сточных вод является нехватка буферной емкости электролитов. Для этого могут потребоваться некоторые внешние посредники или химическое вещество для поддержания и стабилизации водородного потенциала анодной и катодной камер. Это должно улучшить процесс очистки сточных вод, но при этом способствовать повышению ценности биоэнергии в системе МФЦ.

Физико-механические и теплофизические свойства легкого конструкционного бетона с легким керамзитобетонным заполнителем для энергоэффективных зданий

‘)

переменная голова = документ.getElementsByTagName(«голова»)[0]
var script = document.createElement(«сценарий»)
script.type = «текст/javascript»
script.src = «https://buy.springer.com/assets/js/buybox-bundle-52d08dec1e.js»
script.id = «ecommerce-scripts-» ​​+ метка времени
head.appendChild (скрипт)

var buybox = document.querySelector(«[data-id=id_»+ метка времени +»]»).parentNode

;[]. slice.call(buybox.querySelectorAll(«.вариант-покупки»)).forEach(initCollapsibles)

функция initCollapsibles(подписка, индекс) {
var toggle = подписка.querySelector(«.цена-варианта-покупки»)
подписка.classList.remove(«расширенный»)
var form = подписка.querySelector(«.форма-варианта-покупки»)

если (форма) {
вар formAction = form.getAttribute(«действие»)
документ.querySelector(«#ecommerce-scripts-» ​​+ timestamp).addEventListener(«load», bindModal(form, formAction, timestamp, index), false)
}

var priceInfo = подписка.querySelector(«.Информация о цене»)
var PurchaseOption = toggle.parentElement

если (переключить && форма && priceInfo) {
toggle.setAttribute(«роль», «кнопка»)
toggle. setAttribute(«tabindex», «0»)

переключать.addEventListener(«щелчок», функция (событие) {
var expand = toggle.getAttribute(«aria-expanded») === «true» || ложный
toggle.setAttribute(«aria-expanded», !expanded)
form.hidden = расширенный
если (! расширено) {
покупкаOption.classList.add(«расширенный»)
} еще {
покупкаOption.classList.удалить («расширить»)
}
priceInfo.hidden = расширенный
}, ложный)
}
}

функция bindModal (форма, formAction, метка времени, индекс) {
var weHasBrowserSupport = window.fetch && Array.from

функция возврата () {
var Buybox = EcommScripts ? EcommScripts. Buybox : ноль
var Modal = EcommScripts ? EcommScripts.Модальный: ноль

if (weHasBrowserSupport && Buybox && Modal) {
var modalID = «ecomm-modal_» + метка времени + «_» + индекс

var modal = новый модальный (modalID)
modal.domEl.addEventListener («закрыть», закрыть)
функция закрыть () {
form.querySelector(«кнопка[тип=отправить]»).фокус()
}

вар корзинаURL = «/корзина»
var cartModalURL = «/cart?messageOnly=1»

форма.установить атрибут (
«действие»,
formAction.replace(cartURL, cartModalURL)
)

var formSubmit = Buybox. interceptFormSubmit(
Buybox.fetchFormAction(окно.fetch),
Buybox.triggerModalAfterAddToCartSuccess(модальный),
функция () {
форма.removeEventListener («отправить», formSubmit, false)
форма.setAttribute(
«действие»,
formAction.replace(cartModalURL, cartURL)
)
форма.отправить()
}
)

form.addEventListener («отправить», formSubmit, ложь)

документ.body.appendChild(modal.domEl)
}
}
}

функция initKeyControls() {
document. addEventListener («нажатие клавиши», функция (событие) {
if (document.activeElement.classList.contains(«цена-варианта-покупки») && (event.code === «Пробел» || event.code === «Enter»)) {
если (document.activeElement) {
мероприятие.предотвратить по умолчанию ()
документ.activeElement.click()
}
}
}, ложный)
}

функция InitialStateOpen() {
вар buyboxWidth = buybox.offsetWidth
;[].slice.call(buybox.querySelectorAll(«.опция покупки»)).forEach(функция (опция, индекс) {
var toggle = option.querySelector(«.цена-варианта-покупки»)
вар форма = вариант.querySelector(«.форма-варианта-покупки»)
var priceInfo = option.querySelector(«. Информация о цене»)
если (buyboxWidth > 480) {
переключить.щелчок()
} еще {
если (индекс === 0) {
переключить.щелчок()
} еще {
toggle.setAttribute («ария-расширенная», «ложь»)
форма.скрытый = «скрытый»
priceInfo.hidden = «скрытый»
}
}
})
}

начальное состояниеОткрыть()

если (window.buyboxInitialized) вернуть
window.buyboxInitialized = истина

initKeyControls()
})()

Экспериментальное исследование свойств современного кирпича из голубой глины для Народного конференц-зала Кайфэна

Фазовый анализ

Мы объединили инструменты рисования, чтобы нарисовать диаграмму минерального состава (как показано на рис. 11, 12). На рисунке 11 показано, что основным минеральным составом обычного спеченного красного кирпича является кварц, но он также содержит альбит, цеолит, кальцит и гипс. Точно так же аннотированный рисунок 12 (для синего глиняного кирпича) показывает, что дифракционные пики кварца составляли 20,8 °, 26,6 °, 36,5 °, 39,4 °, 40,3 °, 42,4 °, 47,5 °, 50,1 °, 55,3 °, 60,9 °, 64,0 °, 68,1°, 68,3°, 73,5°, 77,6°, 81,2°, 81,5° и 84,972°. Дифракционные пики альбита составили 22,1°, 23,5°, 27,9°, 28,7° и 29,4°. Дифракционные пики для анортита составили 31.2° и 45,4°. Дифракционные пики для слюды составили 8,8° и 24,1°. Следовательно, основным минеральным составом кирпича из голубой глины также был кварц. Помимо кварца в нем также содержались альбит, слюда и анортит. Отсутствуют продукты высокотемпературного спекания муллита и кристобалита; следовательно, температура спекания не превышала 1000 °С 44,45,46,47,48,49,50,51 .

Рисунок 11

Рентгенограмма обычного спеченного красного кирпича.

Рисунок 12

Рентгенограмма образца синего глиняного кирпича.

Характеристики пор

Характеристики пор образца представлены в виде электронных микрофотографий на рис. 13 при увеличении в 500, 2000 и 5000 раз. Эти увеличенные изображения образца голубой глины показывают, что внутренние поры имеют заметные характеристики, в основном структуры частиц, а поры между структурами значительны, как показано красными контурами. Кроме того, мы наблюдали множество мелких отверстий между частицами в теле кирпича, которые являются основными внутренними факторами, обусловливающими плохую морозостойкость и стойкость к сульфатной эрозии синих кирпичей.В то же время было отмечено, что внутренние частицы образца были разного размера, с меньшим количеством крупных частиц, значительно большим количеством мелких частиц и большей плотностью. Поэтому, основываясь на приведенном выше анализе, мы увидели доказательства того, что кирпичи из голубой глины для стены Народного конференц-зала Кайфэн были высокого качества.

Рисунок 13

Результаты электронной микроскопии препарата.

Результаты испытаний и анализа плотности, влажности и водопоглощения

Плотность образца рассчитывается следующим образом:

$${p}_{0}=\frac{{m}_{1}}{ L\раз B\раз H}.$$

(1)

Содержание влаги в образце рассчитывается по следующей формуле с точностью до 0,1%:

$${W}_{1}=\frac{{m}_{0}-{m}_{1} }{{m}_{1}}\times 100.$$

(2)

Водопоглощение образца, выдержанного в воде комнатной температуры в течение 24 ч, рассчитывается по следующей формуле с точностью до 0,1 %:

$${W}_{24}=\frac{{m}_{24} -{м}_{1}}{{м}_{1}}\умножить на 100, $$

(3)

где L — длина образца в см, B — ширина образца в см, H — высота образца в см, p 0 — кажущаяся плотность с точностью до 0.1 г/см 3 , m 0 — качество образца, г, м 1 — сухая масса образца, г, м 24 — влажная масса образца после погружения в воду на 24 ч в г, W 1 — влажность образца при нормальных условиях, W 24 — водопоглощение образца, выдержанного в воде при комнатной температуре в течение 24 ч.

Расчетные результаты плотности, содержания влаги и водопоглощения за 24 часа для каждого образца показаны на гистограммах на рис.14; A1–A5 — пять номеров образцов.

Рисунок 14

Гистограммы плотности, содержания влаги и водопоглощения каждого образца.

Результаты испытаний на рис. 14 показывают, что плотность для пяти образцов варьировалась от 1,489 до 1,698 г/см 3 при среднем значении 1,573 г/см 3 . Плотность пяти образцов и средний результат были ниже значения плотности 1,70 г/см 3 стандартных глиняных кирпичей. Под действием природных сил окружающей среды на стене в течение почти 100 лет, подверженной выветриванию, в теле кирпича образовалось много пор, поэтому плотность образца несколько уменьшилась.Влагосодержание пяти образцов составляло 6,1–10,7 %, водопоглощение – 17,3–18,4 %. Водопоглощение пяти образцов было частично ниже среднего значения «Кирпич рядовой спеченный» (GB/T 5101-2017) (18%), но некоторые из них достигали более 18% при среднем значении 17,9%. Хотя он был близок к среднему значению (18%) для «Спеченного рядового кирпича» (GB/T 5101-2017), водопоглощение было несколько выше. Кроме того, из гистограмм видно, что чем выше плотность для одного и того же образца, тем ниже содержание воды и водопоглощение, что отражает то, что материал плотнее и меньше внутренняя пористость материала.

Плотность, влажность и водопоглощение зависели от размера кирпича и количества пор. Количество и размер внутренних пор являются одними из основных факторов, влияющих на долговечность стены и вызывающих ухудшение состояния стены. Летом в Кайфэне дождливо, и синие кирпичи на стене поглощают воду относительно хорошо. После пропитки стеновых кирпичей водой они легко подвергаются воздействию температуры 52,53,54 . Из-за теплового расширения и холодного сжатия при высоких температурах кирпич из голубой глины будет трескаться и отслаиваться от поверхности стены.Для глиняных кирпичей с низкой плотностью, высоким водопоглощением и высокой пористостью для ремонта и армирования может быть выбрана бесцветная, прозрачная, хорошо проницаемая кремнийорганическая арматура 55 .

Результаты испытаний и анализа коэффициента пустотности

Коэффициент пустотности образца рассчитывается следующим образом:

$$H=\frac{{S}_{1+}{S}_{2}}{{S} _{0}}\times 100,$$

(4)

, где H — коэффициент пустотности с точностью до 0.1%, S 1 — сумма площадей вырванного отверстия в мм 2 , S 2 — сумма площадей канавки поперечного сечения в мм 2 , S 0 площадь поперечного сечения образца в мм 2 .

Результаты измерений были суммированы (как показано в таблице 1). Кроме того, внутренняя диаграмма пор образца (как показано на рис. 15) соответствует соответственно образцам K 1 – K 5 . Результат расчета коэффициента пустотности для каждого образца был представлен в виде гистограммы (как показано на рис.16).

Таблица 1. Результат измерения коэффициента пустотности. Рисунок 15 Рисунок 16

Из-за ограничений испытательного инструмента мы использовали штангенциркуль для измерения размера отверстия. С точностью до мм. Результаты в таблице 1 показали, что доля пустот в образце кирпича составляет от 3,59 до 3,75% и ниже, чем доля пустот в стандартных полнотелых глиняных кирпичах (25%). В сочетании с местными условиями окружающей среды Кайфэн и длительной миграцией грунтовых вод, эрозией солей, циклами замерзания и оттаивания, а также чередованием холода и жары в кирпичах из голубой глины здания Народного конференц-зала Кайфэн образовались внутренние поры, невидимые невооруженным глазом. глаз 56,57,58,59,60 .Этот вид голубого кирпича с относительно большим содержанием песка легко подвергается воздействию окружающей среды. В Кайфэне, расположенном на берегу реки Хуанхэ, зимой холодно, а летом идут дожди, поэтому его культурные реликвии более уязвимы к повреждениям, вызванным циклами заморозков и оттепелей. В процессе многократного замораживания и плавления фазовое состояние воды между порами синего кирпича в стене постоянно меняется, в результате чего внутренние поры постоянно находятся в микроскопической силе расширения, что в конечном итоге приводит к расширению пористой структуры. .Расширение внутренних пор не только приводит к уменьшению плотности синего кирпича на стене, но и увеличивает водопоглощение, а также медленно расширяет отверстие, видимое невооруженным глазом, так что количество отверстий на поверхности кирпича в исходном кирпичи вызвали дыры.

Внутренние поры привели к уменьшению плотности кирпичей из голубой глины, увеличению водопоглощения и медленному расширению в отверстия, видимые невооруженным глазом. Постепенное увеличение количества отверстий и постепенное расширение отверстий ускорили выветривание стены, что привело к более серьезным дефектам, таким как отслаивание, трещины и солончаки на стене.Хотя коэффициент пустотности кирпичей из голубой глины на стене был небольшим, мы не могли его игнорировать. Количественные изменения повлекли за собой качественные изменения. Выветривание и потеря синих кирпичей неизбежно вызывали ослабление и неустойчивость всей конструкции. Поэтому нужно было вовремя принять соответствующие материалы и принять разумные меры по укреплению стен. Армирование должно соответствовать принципу «заменить старое на новое» при восстановлении исторических зданий 61,62 , , а первоначальная планировка и стиль здания не должны быть изменены или повреждены.

На первом рисунке показана поверхность образца кирпича на рис. 15a–e. Чтобы читатели могли более четко видеть отверстия на поверхности кирпича, на втором рисунке обрисована поверхность кирпича, выделены положение и форма отверстий белым цветом.

Результаты испытаний на замораживание и анализ

Процесс испытания на замораживание и образцы для испытаний показаны на рис. 17 и 18. В соответствии с «Методом испытаний стеновых кирпичей» (GB/T2542-2012), стандартом оценки степени обледенения, в сочетании с результатами испытаний мы заметили, что на поверхности образца появилась небольшая, но все же заметная морозная пленка. , но поверхность образца все еще была видна; следовательно, обледенение образца было оценено как «слегка обледеневшее».

Рисунок 17 Рисунок 18

Свидетельство обледенения образца.

Степень обледенения кирпичей из голубой глины была связана с внутренним составом материала и характеристиками пор, а также с миграцией грунтовых вод с растворением соли, также играющей ключевую роль 63,64,65 . Из-за пористой природы кирпича поверхностные и грунтовые воды проникают в стену через капиллярные поры, одновременно способствуя миграции солей. Соль, растворенная в кирпичной стене, проникла в стену, образовавшуюся после испарения воды.Кажущаяся соль ускорит рассыпание стены при взаимодействии с влажным воздухом. При длительном воздействии окружающей среды меление усиливалось и вторгалось во внутреннюю часть стены. Если это продолжится, это вызовет нестабильность фундамента. Кроме того, почва Кайфэн относительно щелочная, а уровень грунтовых вод относительно высокий. Основываясь на результатах экспериментов, нельзя игнорировать влияние местных условий в Кайфэне на кирпичные стены. Учитывая эту ситуацию, необходимо поощрять традиционное опреснение.Растворимую соль на поверхности стенки промывали дистиллированной водой и удаляли, а нерастворимую соль удаляли промывкой 2% разбавленной соляной кислотой. Это было очень необходимо для научной защиты места собрания людей.

Результаты испытаний прочности на сжатие и анализ

Экспериментальное явление

В начале нагрузки на краях и углах испытуемых образцов появились небольшие косметические трещины. Первоначальное направление трещины было в основном вертикальным или слегка наклонным.При дальнейшем увеличении вертикальной нагрузки одновременно увеличивались внутренние напряжения в образце, увеличивалась ширина микротрещин, образовавшихся на начальном этапе нагружения, трещины продолжали распространяться вдоль направления первоначальных трещин и одновременно возникали новые. постепенно образовались трещины. Когда нагрузка приближалась к предельной, вертикальные поверхности образца начинали локально отваливаться. Когда нагрузка достигает предельной нагрузки, ширина трещины образца еще больше увеличивается, поверхность образца местами отслаивается, несущая способность быстро падает, и образец разрушается.Испытательное оборудование показано на рис. 19 и 20. В процессе нагружения был слышен звук дробления образца.

Рисунок 19

Испытательная машина, управляемая микрокомпьютером.

Рисунок 20

Разрушение образца формируется при предельной нагрузке.

Результаты испытаний и анализ

Рассчитайте значения прочности на сжатие пяти образцов по следующей формуле с точностью до 0,01 МПа:

$${f}_{c}=\frac{F}{LB}.$$

(5)

Коэффициент вариации введен для анализа дискретного типа выборки.{2}},$$

(6)

$$\updelta =\frac{s}{\overline{f} },$$

(7)

где \({\mathrm{f}}_{\mathrm{c}}\) — прочность на сжатие в МПа, \(\mathrm{F}\) — максимальная разрушающая нагрузка в Н, \(\mathrm {L}\) — длина поверхности давления в мм, \(\mathrm{B}\) — ширина поверхности давления в мм, \(\mathrm{S}\) — стандартное отклонение, δ коэффициент вариации, \(\overline{\mathrm{f}}\) — среднее значение прочности образца в МПа, \({\mathrm{f}}_{\mathrm{i}}\) — прочность одного образца в МПа.

Результаты испытаний на сжатие представлены в таблице 2 и дополнительно проиллюстрированы в виде гистограммы на рис. 21. Напряжение σ материала из голубого кирпича представляло собой значение нагрузки, деленное на площадь поперечного сечения образца. Это принуждение на единицу площади. Деформация ε материала голубого кирпича была получена путем пропускания тензорезистора по стороне голубого кирпича. Тензорезистор был подключен к тестируемой деформации полумостовым соединением, и микродеформация может быть получена посредством сбора сигнала и обработки данных тестируемой деформации.Конкретный метод заключался в том, что датчик деформации материала был соответственно расположен в боковой центральной точке образца одноосного сжатия. В процессе испытания образца на нагрузку связь между силой и деформацией материала кирпича была получена путем мониторинга в реальном времени. Кривая конкретных результатов испытаний показана на рис. 22.

Таблица 2. Результаты испытаний на сжатие. Рисунок 21

Гистограмма прочности на сжатие каждого образца.

Рис. 22

Кривые деформации испытательных образцов.

Используя наклон двух точек на графике, соответствующий 0,6-кратному пределу прочности и 0,3-кратному пределу прочности на кривой напряжение-деформация, модуль упругости образца был рассчитан как 789,8 МПа. Результаты испытаний на рис. 21 показывают, что класс прочности синего глиняного кирпича был ниже MU10 для стандартного спеченного кирпича, а прочность не соответствовала соответствующим требованиям, указанным в действующих правилах кладки, а также не соответствовала критериям в кладке. сейсмический код.Текущее значение прочности на сжатие не указывало на исходные механические показатели кирпича из голубой глины. Технология изготовления кирпича сто лет назад была известна своей изысканностью, но испытанный кирпич из голубой глины сильно выветрился из-за долговременного воздействия окружающей среды. Длительное выветривание привело к ухудшению механических свойств древних кирпичей. Согласно опыту исследований, для ремонта кирпичей из синей глины в стене подойдет реагент для ремонта поверхности из высокомолекулярных полимеров.Ссылаясь на наблюдения других ученых о прочности на сжатие стандартных спеченных кирпичей, коэффициент вариации прочности на сжатие стандартных спеченных кирпичей составлял от 0,07 до 0,13, а коэффициент вариации прочности на сжатие кладки из бетонных пустотелых блоков, о котором сообщают Чжэн и др. . 66 был между 0,09 и 0,16. По сравнению с другими кирпичами или блоками коэффициент вариации этого образца кирпича из голубой глины меньше. Следовательно, дискретный тип образца кирпича меньше, а однородность лучше.

Результаты испытаний и анализ коэффициента размягчения

Результаты определения коэффициента размягчения образцов синего глиняного кирпича приведены в таблице 3. Результаты определения коэффициента размягчения каждого испытательного образца представлены в виде гистограммы на рис. 23. Это Из результатов испытаний видно, что средний коэффициент размягчения образца кирпича из голубой глины составляет 0,80, а результаты колеблются от 0,70 до 0,85. Следовательно, водостойкость кирпича из голубой глины была хорошей. Кайфэн расположен на Центральных равнинах с дождливым летом и холодной зимой.После почти ста лет ветровой и дождевой эрозии водостойкость синего глиняного кирпича оставалась хорошей. Хотя текущие результаты испытаний не смогли точно подтвердить водонепроницаемость исходного кирпича из голубой глины, было приятно узнать, что кирпич из голубой глины сохранил высокое качество спекания.

Таблица 3 Результаты коэффициента размягчения. Рисунок 23

Гистограмма коэффициента размягчения каждого образца.

Разница между современным синим кирпичом и красным кирпичом и кирпичом в античном стиле

Процесс обжига синего кирпича был сложным, стоимость была высокой, а выход был небольшим, было трудно реализовать автоматизацию и механизацию производства, и большая часть это было сделано чистой рукой. Соответственно, интенсивность синего кирпича была намного выше, чем у красного кирпича. Синий кирпич обладал высокой плотностью, прочностью и сильной устойчивостью к атмосферным воздействиям. «Циньские (синие) кирпичи и ханьские плитки» древнего Китая хорошо сохранились на протяжении тысячелетий. Это было лучшим доказательством отличной работы голубого кирпича. Минеральный состав красного кирпича и синего кирпича был разным, но основным компонентом был кварц. Результаты испытаний на плотность, содержание влаги и водопоглощение показали, что плотность для пяти образцов варьировалась от 1.489 до 1,698 г/см 3 , со средним значением 1,573 г/см 3 . Плотность пяти образцов и средний результат были ниже значения плотности 1,70 г/см 3 стандартного красного кирпича. Влагосодержание пяти образцов составляло 6,1–10,7 %, водопоглощение – 17,3–18,4 %. Водопоглощение пяти образцов было частично ниже среднего значения «Кирпич рядовой спеченный» (GB/T 5101-2017) (18%), но некоторые из них достигали более 18% при среднем значении 17. 9%. Хотя он был близок к среднему значению (18%) для «Спеченного рядового кирпича» (GB/T 5101-2017), водопоглощение было несколько выше. Результаты испытаний на коэффициент пустоты показали, что коэффициент пустотности образца кирпича составляет от 3,59% до 3,75% и ниже, чем показатель пустотности стандартных полнотелых глиняных кирпичей (25%). Результаты испытаний на прочность при сжатии показали, что класс прочности синего глиняного кирпича был ниже MU10 для стандартного спеченного кирпича, а прочность не соответствовала соответствующим требованиям, указанным в действующих нормах по кладке, а также не соответствовала критериям в нормах по кладке сейсмостойкости. .Из результатов испытаний видно, что свойства современного кирпича ухудшились под воздействием атмосферных воздействий почти за сто лет.

При реконструкции старинных зданий было установлено, что качество кирпича современного обжига в античном стиле значительно хуже, чем у современного кирпича. Многие старинные каменные постройки из голубого кирпича сохранились на сотни лет, а кирпичи в античном стиле, произведенные в современности, скоро устареют. Следовательно, древние здания не могут быть эффективно отремонтированы и сохранены с помощью современного обожженного кирпича.Поэтому было очень необходимо и целесообразно провести материально-экспериментальные исследования современных и традиционных архитектурных материалов из синего кирпича и научно оценить их свойства. По результатам испытаний мы собрали необходимые базовые свойства. При ремонте строительной конструкции этого периода материалы должны были быть одинаковыми, чтобы сохранить совместимость с историческими строительными материалами и добиться «совместимого ремонта».

Исследования некоторых свойств материалов для структурного анализа кирпичной кладки LECA

Аннотация

Кирпичная кладка из бетонных блоков из легкого керамзитобетона (LECA) на сегодняшний день является самой популярной кирпичной кладкой в ​​Норвегии.LECA — легкий заполнитель (LWA).
Основная цель этого исследования — расширить знания о свойствах материала кладки LECA, чтобы обеспечить более точный структурный анализ и проектирование такой кладки. Диссертация состоит в основном из экспериментальных исследований поведения материала кладки LECA. Из-за относительно ограниченных знаний о свойствах материала кладки LECA по сравнению со свойствами бетона, в этой диссертации был изучен широкий спектр свойств кладки LECA.Поскольку растрескивание при ограниченной усадке является основной причиной повреждения кладки LECA, в качестве примера выбрано картирование поведения кладки с затрудненной усадкой. Чтобы иметь возможность определить процесс деформации защемленной кладки LECA, была проведена идентификация свойств материала, представляющих особый интерес. Идентификация была основана на примере ограниченного усадочного растрескивания. Сводная информация о свойствах материалов, изученных в данной дипломной работе, представлена ​​в таблице 1. Для сравнения расчетные значения Еврокода 6 также включены в таблицу 1.Определив относительно широкий спектр важных свойств материала, это исследование сыграло важную роль в расширении знаний о поведении материала кладки LECA. Хотя также задокументированы состав и свойства сырья для блоков LECA, исследование может стать важной основой для дальнейшего структурного анализа характеристик и дальнейшего развития такой кладки.
Несмотря на то, что в качестве основы для выявления интересных свойств материала был взят пример усадки с ограничением, экспериментально полученные свойства актуальны и для применения в других структурных задачах.Однако достоверность свойств ограничена только качеством блока LECA «3/770».
Чтобы проложить путь для анализа конечных элементов и проектирования каменных конструкций LECA, в этом дипломном исследовании было проведено экспериментальное определение соответствующих параметров материала / модели. Микромоделирование может быть ограничено для учета поведения квазихрупкого материала LECA и средних свойств нанесенного раствора на месте. Путем применения общих моделей материалов в DIANA, текущем испытании кирпичной кладки LECA на одноосное растяжение и сжатие/сдвиг, этот подход дал удовлетворительные результаты (см. Høiseth and Kvande (2000) и Høiseth (2000b)).Хотя средняя жесткость и прочность смертного обычно несколько выше, чем для блоков LECA, макромоделирование, основанное на свойствах блока LECA, в целом должно давать достаточно точные результаты при глобальном анализе реальных конструкций. Однако следует подчеркнуть, что открытый вертикальный шов кладки LECA делает поведение смеси очень анизотропным. Эта аномалия представляет собой плоскости разрыва, которые могут быть объяснены элементами интерфейса, представляющими предопределенные дискретные трещины.

Серия

д-р инженероравхэндлинг, 0809-103X; 2001:9

Типы кирпичей, используемых в строительстве

Кирпич — универсальный строительный материал, который имеет долгую историю использования, насчитывающую тысячи лет. Это прочный материал с высокой прочностью на сжатие, что делает его пригодным для использования в строительных и гражданских проектах в качестве структурного элемента для проекта, включая здания, туннели, мосты, стены, полы, арки, дымоходы, камины, внутренние дворики или тротуары. .Помимо механических свойств кирпича, у материала есть и эстетические преимущества, которые способствуют его использованию в архитектуре.

Многие из самых ранних форм кирпича представляли собой необожженные кирпичи, которые высушиваются естественным путем с использованием солнечного света и также известны как высушенные на солнце кирпичи. Они, как правило, имеют меньшую прочность и поэтому не используются в современном строительстве и гражданском строительстве.

В этой статье будет представлен обзор распространенных типов кирпича с учетом их состава материала, метода изготовления и предполагаемого использования.Кроме того, в статье обсуждаются преимущества кирпича по сравнению с альтернативными материалами и освещаются некоторые физические свойства материала.

Характеристики кирпича

Кирпич

может использоваться в качестве облицовочного кирпича, также называемого лицевым кирпичом, что означает, что лицевая сторона (лицевая поверхность кирпича) открыта и видна. В случае лицевого кирпича необходимо учитывать внешний вид поверхности кирпича, что может диктовать использование более дорогого класса кирпича, который имеет мало дефектов или вообще не имеет их и демонстрирует желаемую текстуру или стиль дизайна.Опорный кирпич не имеет видимой лицевой стороны и используется в качестве системы поддержки.

В то время как многие кирпичи являются полнотелыми, существуют пустотелые кирпичи и пустотелые кирпичи (также называемые пустотелыми кирпичами). Перфорированный кирпич и пустотелый кирпич легче по весу, требуют меньше сырья для изготовления и часто используются для ненесущих конструкций.

Преимущества кирпичей

В строительстве кирпичи имеют ряд преимуществ по сравнению с альтернативными материалами, которые служат той же цели.

  • Кирпич — прочный материал, который может прослужить сотни или тысячи лет
  • Кирпич огнестойкий и выдерживает воздействие высоких температур
  • Brick обеспечивает хорошее шумоподавление и звукоизоляцию
  • Кирпич не требует нанесения красок или другой отделки для защиты от окружающей среды
  • В качестве компонента модульного здания проблемы с отдельными кирпичами можно решать без необходимости сносить и перестраивать всю конструкцию.
  • Поскольку глина доступна практически везде, кирпичи можно производить на месте, исключая затраты, связанные с их доставкой. Это может означать, что строительство с использованием кирпича в качестве материала может быть дешевле, чем с использованием камня, бетона или стали.
  • С кирпичом проще работать из-за его однородности по размеру, в отличие от камня, который необходимо калибровать и обрабатывать.
  • С кирпичом легко обращаться, и существует множество квалифицированных мастеров, которые могут строить из кирпича.

Типы кирпича по материалу

Существует несколько способов классификации или характеристики кирпича. в разделах ниже кирпичи характеризуются материалом, из которого они изготовлены.

Обожженный глиняный кирпич

Наиболее распространенные типы кирпича, используемые в строительстве, основаны на глине в качестве материала. К ним относятся обожженный глиняный кирпич и огнеупорный глиняный кирпич. Их обычно называют обычным кирпичом.

Обожженный глиняный кирпич изготавливается из глины, которую формуют, прессуют всухую или экструдируют, а затем сушат и обжигают в печи.Кроме того, этот тип кирпича дополнительно характеризуется классом — первый, второй, третий и четвертый, что касается не только внешнего вида, но также пористости и прочности. В таблице 1 ниже приведены характеристики различных классов обожженного глиняного кирпича.

Таблица 1 – Классы обожженного глиняного кирпича и их свойства

Примечания:

*Поглощение измерено после погружения в воду на 24 часа

Данные получены из справочного источника 6 ниже

Класс

Внешний вид

Прочность на сжатие

Поглощение*

Использование

Первый

Тщательно обожженные, с прямыми краями, параллельными гранями, без сколов, трещин и дефектов

> 1990 фунтов на кв. дюйм (140 кг/см 2 )

<20%

Наружные стены.напольное покрытие

Второй

Небольшие отклонения в форме, цвете или размере

>996 psi (70 кг/см 2 )

<22%

Наружное применение со штукатуркой

Третий

Неполное обгорание, дефекты формы или однородности

498–996 фунтов на кв. дюйм (35–70 кг/см 2 )

22% – 25%

Временная конструкция в сухих условиях

Четвертый

Неправильная форма, темный цвет из-за обгорания.

Очень хрупкий, поэтому не подходит для использования в строительстве в виде целых кирпичей

>2134 psi (150 кг/см 2 )

низкий

Используется в разобранном виде в качестве заполнителя при строительстве дорог, фундаментов

 

Кирпич из летучей золы

Кирпич с летучей золой, также называемый глиняным кирпичом с летучей золой, создается из смеси летучей золы и глины, обожженной при чрезвычайно высокой температуре. Летучая зола представляет собой стекловидные частицы, которые накапливаются в результате сжигания пылевидного угля на объектах электроэнергетики.Добавление летучей золы создает кирпич с более высокой концентрацией оксида кальция, менее пористый, что означает более низкий уровень проникновения воды и самоцементирующийся. Они также имеют более высокую плотность, лучше выдерживают циклы замораживания-оттаивания, чем глиняный кирпич, и обладают высокими характеристиками огнезащиты.

Огнеупорный кирпич

Огнеупорный кирпич, также называемый огнеупорным кирпичом, представляет собой разновидность кирпича, изготавливаемого из огнеупорной глины. Огнеупорная глина имеет очень высокую температуру плавления (~1600 o С) в результате высокого содержания в ней глинозема, которое может колебаться в пределах 24-34%.Эти кирпичи рассчитаны на устойчивость к высоким температурам, низкую теплопроводность и могут выдерживать термические циклы и быстрые изменения температуры. Огнеупорный кирпич используется в печах, печах, дымоходах, каминах, котлах и других подобных устройствах, где есть прямое воздействие высокотемпературных условий. Они также используются для облицовки дровяных печей и для обеспечения теплоизоляции для повышения общей энергоэффективности высокотемпературных устройств. Магнезитовый кирпич является одним из примеров огнеупорного кирпича, который состоит более чем на 90% из оксида магния.

Силикатный кирпич

Силикатный кирпич, также называемый известково-силикатным кирпичом или кремневым известковым кирпичом, изготавливается из смеси песка, извести и воды. В смесь часто добавляют пигмент, чтобы придать кирпичу разные цвета, которые в противном случае были бы серо-белыми или почти белыми. Общие пигменты и соответствующие им цвета показаны ниже в таблице 2:

Таблица 2 – Обычные пигменты для силикатного кирпича

 

Пигмент

Цвет

Технический углерод

Черный, серый

Оксид хрома

Зеленый

Оксид железа

Красный, Коричневый

Охра

Желтый

 

В отличие от обожженного кирпича, эти кирпичи являются химически закрепленными кирпичами, что означает, что процесс отверждения осуществляется за счет использования тепла и давления в автоклаве для ускорения химической реакции, связанной с процессом отверждения.

Силикатный кирпич имеет ряд преимуществ по сравнению с обожженным глиняным кирпичом:

  • Обладают превосходной несущей способностью благодаря очень высокой прочности на сжатие (1450 фунтов на кв. дюйм или 10 Н/мм 2 )
  • Кирпичи имеют однородный цвет и текстуру к ним
  • Гладкая отделка требует меньшего количества штукатурки при использовании на видимой поверхности
  • Обеспечивают хорошую звукоизоляцию
  • Имеют хорошую огнестойкость

Проблемы, отмеченные при использовании силикатного кирпича по сравнению с глиняным кирпичом, связаны с тепловым движением и тенденцией силикатного кирпича к начальной усадке после укладки на место, в отличие от глиняного кирпича, который имеет тенденцию к расширению со временем.Этот факт может привести к растрескиванию поверхности конструкции, если усадка не учтена при проектировании. Они также имеют низкую стойкость к истиранию, что делает их непригодными для использования в дорожном покрытии.

Бетонные кирпичи

Ингредиенты для бетона включают портландцемент, воду и заполнитель.

Бетонные кирпичи создаются путем заливки бетона в форму для отливки и получения кирпича одинакового размера. Форма может быть разработана для получения различных видов отделки лицевой кромки кирпича в соответствии с архитектурными деталями и желаемой эстетикой.Отделка может быть гладкой или, например, имитировать внешний вид натурального камня. Во время производства в бетон могут добавляться различные пигменты для придания кирпичу различных цветов. Пигменты, такие как оксид железа, могут быть добавлены на поверхность или смешаны с бетоном, чтобы придать кирпичу другой внешний вид. Внешний вид также можно изменить, используя заполнители различной текстуры от натурального камня до песка.

Сравнивая бетонные кирпичи с глиняными кирпичами, глиняные кирпичи имеют около 2.В 5-3 раза прочнее бетонных кирпичей. Средняя прочность на сжатие бетонных кирпичей составляет около 3000–4000 фунтов на квадратный дюйм, в то время как хорошо обожженные (твердые) глиняные кирпичи имеют среднюю прочность на сжатие 8000–10 000 фунтов на квадратный дюйм. Бетонные кирпичи также более абсорбирующие, чем глиняные кирпичи. Начальная скорость поглощения (IRA) для глиняного кирпича составляет около 15-35 граммов влаги в минуту через площадь поверхности 30 квадратных дюймов. Бетонный кирпич, с другой стороны, имеет впитывающую способность примерно в 2-3 раза выше и составляет примерно 40-80 граммов в минуту на той же площади поверхности.

В некоторых случаях термин бетонный кирпич представляет собой продукт, отличный от того, что называется бетонными блоками или бетонными кладочными элементами, как они также известны. Основное различие, по-видимому, заключается в размере: бетонные кирпичи обычно меньше (и обычно сплошные), а бетонные блоки или монолитные блоки больше и часто имеют полые полости. Однако не существует абсолютного определения, которое используется последовательно, поэтому эти два термина могут использоваться разными поставщиками взаимозаменяемо для обозначения одного и того же продукта.

Инженерные кирпичи

Инженерные кирпичи

специально изготовлены для обеспечения как высокой прочности на сжатие, так и низкой пористости. Они часто используются в строительстве, где важны общая прочность материала, а также его устойчивость к воде и морозу.

Существует два класса технического кирпича, каждый из которых отличается прочностью и пористостью. В таблице 3 ниже приведены свойства для каждого из этих классов:

Таблица 3 – Свойства технического кирпича

Класс кирпича

Прочность на сжатие

Пористость

Класс А

125 Н/мм2 (18 130 фунтов на кв. дюйм)

<4.5%

Класс В

75 Н/мм2 (10 878 фунтов на кв. дюйм)

<7%

 

Из-за своих характеристик инженерный кирпич используется при строительстве объектов, требующих прочности, но где внешний вид не обязательно учитывается, например, в проектах туннелей или для подземных применений, где необходимы влагостойкие материалы, например, в канализации и люках.

Соответствующие спецификации ASTM для кирпича

Существует несколько спецификаций ASTM, относящихся к кирпичу, которые указаны ниже:

  • Стандартные технические условия ASTM C62 — 17 – S для строительного кирпича (полнотой кладки из глины или сланца)
  • ASTM C216 – Спецификация облицовочного кирпича (полнотой кладки из глины или сланца)
  • ASTM C67 – Методы отбора проб и испытаний кирпича и конструкционной глиняной плитки.

ASTM C62 — 17 охватывает конструкционный и неконструкционный кирпич для применений, где внешний вид кирпича не является обязательным требованием. В случаях, когда материал используется в качестве облицовочного материала, такого как фасад, применяется ASTM C216. Наконец, ASTM C67 специально рассматривает тесты, которые включают модуль разрыва, прочность на сжатие, абсорбцию, коэффициент насыщения, эффект замораживания и оттаивания, выцветание, начальную скорость абсорбции и определение веса, размера, коробления, изменения длины и пустот. площадь.(Дополнительные методы испытаний, относящиеся к керамическим глазурям, включают непроницаемость, химическую стойкость, непрозрачность и устойчивость к растрескиванию.)

Их можно приобрести на сайте https://www.astm.org/.

Резюме

В этой статье представлен краткий обзор типов кирпича, используемых в строительстве и гражданском строительстве. Для получения информации о других продуктах обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите Thomas Supplier Discovery Platform , чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть сведения о конкретных продуктах.

Источники:
  1. https://turnbullmasonry.com/4-reasons-brick-remains-best-construction-material/
  2. https://engineeringinsider.org/types-of-bricks/
  3. https://www.djroberts.com.au/index.php/blog/502-5-common-brick-types-used-in-construction
  4. https://theconstructor.org/building/types-of-bricks-identification-properties-uses/12730/
  5. https://www.championbrick.com/guide-different-types-bricks-uses/
  6. https://civilseek.com/типы-классификация-кирпичей/
  7. https://civiltoday.com/civil-engineering-materials/brick
  8. https://www.concreteconstruction.net
  9. https://theconstructor.org/building/fire-bricks-properties-types-uses/29377/
  10. https://civilseek.com/properties-of-bricks/
  11. https://theconstructor.org/building/calcium-silicate-bricks-masonry-construction/17256/
  12. http://buildingdefectanalysis.co.uk/masonry-defects/an-introduction-to-calcium-silicate-bricks/
  13. https://en. wikipedia.org/wiki/Брик#Типы
  14. http://www.gobrick.com/read-research/technical-notes
  15. https://generalshale.com/resources/file/54638107-31be-4bf5-9a6d-ebc42523cefd.pdf
  16. https://www.engineeringtoolbox.com
  17. https://likestone.ie/2018/08/23/цель-и-спецификация-инженерного-кирпича/

Другие изделия из кирпича

Прочие «Типы» изделий

Больше из Заводского и производственного оборудования

Изготовление керамзитобетонных блоков своими руками.Как сделать керамзитоблоки своими руками

Простота изготовления и дешевизна комплектующих позволяют освоить производство керамзитобетонных блоков самостоятельно. В состав керамзитобетона входит глиняный гранулированный керамзит, который после обжига становится очень легким и прочным. Кроме того, гранулы керамзита обладают низкой способностью впитывать влагу, поэтому этот строительный материал идеально подходит для возведения стен и полов в плохо отапливаемых помещениях. Высокие и звукоизоляционные свойства делают его популярным материалом для строительства жилых домов и хозяйственных построек. Цена монтажных блоков из керамзитобетона примерно на треть ниже стоимости кирпича (при равных условиях строительства определенного типа здания).

Как приготовить смесь для производства блоков

Чтобы приготовить керамзитобетонные блоки своими руками, необходимо знать, как составляются пропорции состава.Этот материал считается абсолютно безопасным для человека, так как в состав керамзитобетона входят только натуральные компоненты. Для изготовления рекомендуется использовать гранулы керамзита, не превышающие 1 см в диаметре. Этот строительный материал используется для подготовки пола в качестве утеплителя.

Простота изготовления керамзитобетонных строительных блоков открывает возможность крупносерийного кустарного производства, поэтому блоки можно изготовить самостоятельно. Это связано с тем, что несоблюдение пропорций компонентов и их экономия приводит к низкому качеству готового продукта (цена не соответствует качеству блоков). Кроме того, необходимо использовать песок с улучшенной зернистостью (обогащенный), так как использование речного песка может повлиять на прочность материала.

Технология приготовления рабочей смеси заключается в смешивании всех ее компонентов в определенной последовательности и с соблюдением точных пропорций. Для этого нужно взять:

  • портландцемент (рекомендуемая марка М-400), выполняющий по технологии роль вяжущего компонента — 1 часть;
  • вода — 1 часть;
  • керамзит мелкофракционный — в пропорции 8 частей;
  • песок (обогащенный) — 3 части.

Для изготовления керамзитобетонных блоков своими руками необходимо знать, что из 100-килограммовой приготовленной смеси можно изготовить 10 блоков. По ГОСТу составляет 190*390*188 мм. может варьироваться от 7 до 20 кг в зависимости от объема пустот. В состав керамзитобетона по технологии вводят омыленную древесную смолу, позволяющую повысить устойчивость материала к низким температурам, а также лигносульфонат для лучшего связывания компонентов состава.

Совет мастера : для улучшения пластических характеристик керамзитобетонных блоков в рабочий состав можно добавить 1 ст. ложка обычного стирального порошка.

Какое оборудование требуется

Для самостоятельного изготовления монтажных блоков из керамзитобетона потребуется использование определенного оборудования. Его цена невысока, поэтому вибрационный станок можно приобрести для личного пользования. Вы также можете воспользоваться арендованными машинами и оборудованием, цена которых оговаривается на определенный срок.Машина позволяет в специальной форме равномерно распределить массу рабочего состава, чтобы готовое изделие было максимально прочным. Есть модели, которые оснащены пустотообразователями, благодаря которым можно заготавливать пустотелые блоки (полнотелые получаются без них).

Вам также понадобится электрическая бетономешалка, в которую необходимо поместить все компоненты в определенных пропорциях, где они тщательно перемешаются (бетономешалка должна быть неподвижно установлена ​​на полу). Для получения блоков вам понадобятся специальные формы, которые можно приобрести. Их цена невысока, к тому же можно выбрать модели с разной конфигурацией полостей. Формы можно изготовить самостоятельно, для чего используются деревянные доски и жесть.

Совет мастера A: Можно не покупать оборудование. Для этого осуществляется ручное перемешивание рабочей смеси с обязательным соблюдением пропорций. Можно обойтись и без вибромашины, для чего залитый состав тщательно утрамбовывается, а затем разравнивается по границе формы.Подробнее о ручном изготовлении блоков смотрите в видео.

Особенности технологии самостоятельного приготовления керамзитобетона

Наверняка вы не раз задумывались над тем, для чего нужны пустоты внутри керамзитобетонных монтажных блоков. Несложно догадаться, что в первую очередь они необходимы для значительного снижения веса изделия. Кроме того, пустоты при кладке образуют так называемые воздушные колодцы, снижающие теплопроводность.

Раствор рекомендуется тщательно перемешать до получения мягкой пластичной массы. После его приготовления можно приступать к заполнению форм, в которых раствор будет застывать в течение суток. Общее время отверждения блоков составляет 3 недели (28 дней). Через сутки после застывания блоки укладывают на поддоны на поверхность пола.

Нельзя допускать прямого попадания лучей солнечного света на готовые изделия. Поэтому в период полного застывания сложенные на полу блоки рекомендуется периодически поливать водой, а затем накрывать полиэтиленовой пленкой.Использовать готовые изделия можно будет через месяц, когда цемент полностью наберет свою прочность.

Видео

Приступая к строительству небольшого строения, например, загородного дома или хозяйственной постройки на приусадебном участке, в качестве материала для возведения стен часто выбирают блоки из керамзитобетона. Причиной такого выбора являются отличные эксплуатационные характеристики этого материала, а также возможность изготовления керамзитобетонных блоков своими руками.

Технические характеристики керамзитобетона

Этот строительный материал отличается высокой прочностью.Испытания показывают, что керамзитобетон выдерживает нагрузку до 20 МН/м². В зависимости от прочностных характеристик различают марки 100, 150, 200.

При этом вес отдельных блоков относительно небольшой, что облегчает погрузочно-разгрузочные работы и кладку.

Керамзитобетон является хорошим теплоизолятором, не боится огня, воды (водопоглощение — не более 7%), обладает морозостойкостью и обеспечивает звукоизоляцию.Это экологически чистый материал, безопасный для здоровья.

Покупка строительных материалов – самое простое решение, но оно требует больших денег. Чтобы сэкономить, можно наладить производство керамзитобетонных блоков своими руками. Это возможно прямо на участке, где планируется строительство. Помимо экономии, самостоятельное производство оправдано еще и тем, что позволяет оставаться уверенным в качестве продукции.

Состав керамзитобетонной смеси

Керамзитовые блоки

производятся из смеси цемента, песка, воды, керамзита и различных добавок.Первые три ингредиента – вяжущие, а основной материал, определяющий основные параметры, – керамзит. Кроме того, используются полезные добавки: омыленная древесная смола — для повышения морозостойкости, и лигносульфонат технический — для повышения сцепления раствора.

Изготовление: подготовительный этап

Для приготовления раствора необходим шлакопортландцемент или портландцемент М400, который используется в качестве вяжущего и для создания фактурного слоя. При этом его количество в пропорции берется равным одной части.Также необходим керамзитовый гравий – 8 частей, чистый мелкий песок (без иловых примесей) – 2 части (плюс 3 части на фактурный слой), вода – из расчета 225 литров на кубометр смеси. В процессе приготовления смеси в воду можно добавить стиральный порошок (около чайной ложки) – это придаст бетону пластичность. Раствор перемешивается с помощью бетономешалки: сначала смешиваются сухие компоненты, а затем к ним подмешивается вода. Консистенция полученной смеси должна напоминать пластилин.

Для формирования блоков необходим поддон и две Г-образные половинки досок толщиной 20 мм, обитые изнутри жестью и соединенные защелками из стальных полос. Стандартные размеры керамзитобетонных блоков составляют 390×190×140 и 190×190×140 мм, но при желании размеры можно изменить.

Вес одного стандартного блока в пределах 16 — 17 кг.

Формовка и отделка

Опалубка устанавливается на твердую и ровную поверхность, желательно с навесом, защищающим блоки от дождя и яркого солнечного света.Стенки опалубки (формы) обильно смазывают изнутри машинным маслом, а основание присыпают песком. Для блоков с фактурным слоем необходимо использовать поддон из досок.

Опалубка заполняется керамзитобетоном, который необходимо уплотнить деревянным бруском. Трамбовку проводят до образования цементного «молочка». После этого поверхность выравнивается кельмой. Опалубку снимают через сутки, но блоки не сдвигаются с места: они должны полностью затвердеть. Процесс отверждения обычно длится 28 дней. Крайне нежелательно, чтобы процесс сушки проходил при высокой температуре: быстрая потеря жидкости за счет испарения приведет к растрескиванию раствора и неправильному отверждению. Чтобы этого избежать, форму необходимо поставить в тень, под навес и накрыть полиэтиленовой пленкой.

Керамзитобетонные блоки, изготовленные таким способом, будут не хуже, чем полученные промышленным способом.

Видео, на котором показана работа установки по производству керамзитобетонных блоков.

Стремительное развитие передовых технологий привело к появлению уникальных строительных материалов, в том числе керамзитобетона. Этот вид бетона соответствует всем нормам ГОСТ 6133-99 и является незаменимым решением для строительства любых зданий. Пропорции керамзитобетона для блоков подразумевают введение керамзита, а не щебня.

Описание и характеристики

Материал отличается малым весом и отличными эксплуатационными характеристиками, которые свойственны бетонным конструкциям. Благодаря низкой теплопроводности его можно использовать для обустройства стеновых конструкций и потолков.

Характеристики керамзитобетонных блоков следующие:

  1. Прочность — 35-150 кг на кубический сантиметр.
  2. Плотность — 700-1500 кг на куб.м.
  3. Теплопроводность — 0,15−0,45 Вт/мГрад.
  4. Морозостойкость — 50-200 циклов.
  5. Усадка — 0% мм/м.
  6. Влагопоглощение — 50%.

При изготовлении керамзитобетона своими руками пропорции подбираются с учетом необходимой консистенции и особенностей строения.Для создания блоков различной плотности необходимо правильно рассчитать соотношение пластификатора, придающего композиции эластичные свойства, а также других компонентов, определяющих ряд основных характеристик керамзитобетона.

Внешне керамзитобетон характеризуется ячеистой структурой с разным размером пор (определяется режимом обжига основного заполнителя). В зависимости от пористости можно выделить три типа материала: крупнопористый, пористый, а также плотный.

Что касается эксплуатационных свойств и преимуществ, то они напрямую зависят от однородности структуры бетонной смеси. Нормативно-прочностные показатели определяются правильно подобранным соотношением керамзитового гравия с мелкой и крупной фракциями. Если материал будет использоваться в качестве основы для возведения конструкций, его необходимо дополнительно оснастить армированием, что повысит прочность.

Керамзитобетон в большинстве случаев применяется для формирования ограждающих и теплоизоляционных слоев в многослойных строительных опалубках.От выбранных пропорций и правильного соотношения компонентов зависят характеристики и пригодность конечного состава. Важно понимать, что рецепт керамзитобетона для перекрытий и строительных блоков существенно различается.

При укладке стяжки необходимо учитывать тип поверхности, так как он определяет состав смеси. Оптимальная пропорция для изготовления стяжки высотой 30 мм на 1 м² следующая: 40 кг смеси пескобетона марки М300 и 35 кг керамзитобетона.

Преимущества и недостатки стяжки

Керамзитобетонная стяжка гарантирует высокую надежность основания пола, а также его устойчивость к влаге, воздуху и отрицательным температурам. Среди ключевых достоинств конструкции следует выделить следующие моменты:

Но, помимо достоинств, керамзитобетонная стяжка имеет и недостатки. В первую очередь это значительный подъем высоты пола, а также необходимость шлифовки поверхности пола после высыхания состава.

Технология производства

Технология производства керамзитобетонных блоков отличается особой простотой и доступностью, что делает ее особенно популярной среди широкого круга строителей. Такой материал можно использовать для строительства небольшой жилой или хозяйственной постройки на даче или участка возле дома, строительства помещений на недостаточно хорошем грунте и многих других бытовых задач.

Высокая популярность технологии обусловлена ​​отличными свойствами материала и доступной стоимостью производства. Его можно сделать без особых сложностей прямо на частном участке, без использования сложного оборудования и помощи специалистов.

Блоки керамзитобетонные могут быть как пустотелыми, так и полнотелыми. При этом, вне зависимости от формы, в их состав входит основной наполнитель – керамзитовый гравий. Полнотелые конструкции востребованы для устройства фундамента и облицовки наружных стен, тогда как пустотелые конструкции играют роль звукоизоляционных и теплоизоляционных перегородок между внутренними и наружными стенами здания.

При использовании пористой технологии возможно увеличение несущей способности фундаментных и стеновых конструкций помещения. При этом основным преимуществом использования такого бетона является значительное удешевление строительных работ, длительный срок службы изделия и малый вес керамзитобетона.

Состав и пропорции

Без сомнения, керамзитобетон в настоящее время является одним из самых популярных строительных материалов. В состав на 1 м³ должны входить следующие компоненты:

  1. цементная смесь.
  2. Песок.
  3. Тонкозернистый керамзит, который создан на основе природного сырья.
  4. Вода без всяких примесей и химикатов. Следует отметить, что ни в коем случае нельзя использовать для разбавления смеси воду с кислотностью ниже pH 4. Также нельзя использовать морскую воду, так как она может привести к появлению белого налета.

Также в состав керамзитобетона (пропорции на 1 м³ рассчитываются заранее на стройплощадке) может входить несколько дополнительных добавок, таких как опилки, древесная зола и пластификаторы.

Чтобы будущая строительная смесь соответствовала всем требованиям, Необходимо придерживаться следующих указаний и правил:

  1. Повысить упругие свойства можно с помощью кварцевого песка.
  2. Чтобы будущий блок был влагостойким, в его состав необходимо добавить керамзитовый гравий (без песка).
  3. Портландцемент марки от М400 отличается прекрасными вяжущими свойствами, поэтому предпочтение лучше отдать именно этой модели.
  4. Цементная смесь положительно влияет на прочностные характеристики конструкции, однако в присутствии этого компонента значительно увеличивается вес изделия.
  5. При условии, что будущий блок будет подвергаться термообработке, лучше использовать алитовый цемент.

Что касается плотности сырья, то она напрямую зависит от компонентов, которые вводятся в состав керамзитобетонных блоков. Пропорции для материала с нормальной плотностью подразумевают введение крупнофракционного керамзита.В большинстве случаев такие блоки используются для обустройства теплоизоляционных перегородок.

Если речь идет о строительстве несущих стеновых конструкций, то целесообразно использовать мелкозернистый керамзит. Слишком большое количество мелких частиц сделает блок довольно тяжелым, поэтому специалисты рекомендуют искать «золотую середину», смешивая крупные и мелкие «камни» для керамзитобетона. Пропорции на 1 м³ определяются тем видом работ, который планируется.

Прежде чем приступить к созданию смеси, необходимо внимательно изучить рецепт и обратить внимание на несколько рекомендаций. Это позволит избежать многих сложностей на разных этапах производства, а также получить продукт высокого качества с лучшими характеристиками:

Убедиться в готовности смеси несложно: для этого нужно зачерпнуть лопатой размять однородную массу и посмотреть, растекается она или нет. Если горка начинает растекаться по лопате, это говорит о том, что керамзитобетон слишком жидкий. Если консистенция стабильная и не рыхлая, то необходимое соотношение компонентов достигнуто.

В зависимости от конструктивных особенностей для изготовления керамзитоблоков применяют разные марки бетона:

  1. М50 — подходит для возведения перегородок.
  2. М75 – незаменимый элемент для возведения несущих стен промышленных и жилых объектов.
  3. М100 — применяются при строительстве помещений небольшой этажности, утеплении ограждающих конструкций и устройстве монолитных плит перекрытий и стяжек.
  4. М150-200 — данная марка бетона применяется для возведения несущих конструкций и при создании стеновых блоков или панелей. Материал отличается способностью выдерживать сильные перепады температур и химическое воздействие.
  5. М200 – популярный состав для создания легких блоков и полов. Преимуществом материала является устойчивость к влаге и химическим веществам.

Смеси керамзитоблоков

Как было сказано выше, пропорции и рецептура керамзитобетонной смеси зависят от особенностей проекта, для которого они предназначены.Например, если нужно сделать качественные блоки, то лучше следовать такому рецепту:

  1. Для начала смешивается одна часть цемента и 2-3 части песка.
  2. После получения однородной массы до консистенции добавляют 0,9-1 часть воды.
  3. Затем состав снова перемешивают, и в него добавляют 5-6 частей керамзита.

Если наполнитель недостаточно влажный, то лучше увеличить объем воды. При отсутствии хорошего песка можно использовать Пескобетон.При изготовлении керамзитобетона для пола смешивают одну часть цемента и одну часть воды, три части песка и две части керамзита. Для мокрой стяжки ЦБ принято использовать керамзитовый гравий в пропорции 0,5–0,6 м3 керамзита на 1,4–1,5 т песчано-цементного состава.

Если стоит задача подготовить материалы для стеновых конструкций, то оптимальные пропорции будут выглядеть так:

  1. 1 часть цемента.
  2. 1,5 части керамзитового песка фракцией до 5 мм.
  3. 1 часть мелкого керамзита.

Если вы хотите создать керамзитобетон для полов, то лучше использовать такой замес: 1 часть цемента, 3 части песка, 1,5 части воды, 4-5 частей керамзита.

Типы заполнителей

В качестве наполнителей для керамзитобетона можно использовать различные компоненты. Кроме керамзита или керамзитового песка можно использовать кварцевый песок или более крупную добавку, в том числе гравий. В этом случае роль основания будет играть керамзит.

Среди основных разновидностей наполнителей:

  1. Щебень угловатой или округлой формы.
  2. Щебень неправильной угловатой формы с шероховатой поверхностью.

В зависимости от насыпного веса различают 12 марок керамзита, по прочности применяют два вида (А и Б). Приготовить керамзитобетонные блоки в домашних условиях намного проще, чем может показаться сначала. Главное соблюдать вышеперечисленные рекомендации, следовать пошаговой инструкции и не отступать от установленного рецепта.В этом случае конечное сырье будет максимально качественным, надежным и долговечным.

Производство керамзитобетонных блоков можно организовать в домашних условиях. Чтобы получить готовое изделие, мастеру придется закупить соответствующее оборудование и качественное сырье. Если вы готовите керамзитобетон своими руками, пропорции необходимо соблюдать с максимальной точностью.

Для производства материала мастеру понадобится бетономешалка и вибромашина.

Ручные вибраторы

Малогабаритный прибор оптимально подходит для выполнения работ в непрофессиональных условиях.

Основные характеристики:

  • вибратор закреплен на корпусе и производит умеренные колебания, что обеспечивает равномерное распределение рабочей массы в форме;
  • изделие комплектуется стационарными и съемными пустотообразователями. В первом случае возможно изготовление полнотелых и пустотелых модулей;
  • в зависимости от производителя и дополнительных опций стоимость вибратора достигает 10 т.р.

Использование спецтехники обеспечит высокое качество готового блока, но может быть затратным для частного строительства

Передвижные механизированные машины

Основные характеристики:

  • оборудование комплектуется несущим корпусом и рычажным приводом для автоматического снятия формы с корпуса;
  • машина оснащена колесами, позволяющими организовать легкое передвижение по участку;
  • в зависимости от потребностей можно подобрать модель с различными надстройками, например, трамбовочный пресс;
  • вибратор закрепляется на устройстве и подает импульс на форму;
  • устройство может комплектоваться 4-мя матрицами, что ускоряет производственный процесс;
  • стоимость достигает 16 т.р.

вибростол

Основные характеристики:

  • основание устройства оснащено встроенным вибратором, сюда помещается металлический поддон, толщиной до 3 мм;
  • Формы

  • размещают на поддоне, который трамбуют вибрациями;
  • затем поддон выносят в проветриваемое сухое место, где происходит окончательная сушка материала;
  • все манипуляции выполняются вручную;
  • одновременно можно приготовить до 6 форм, которые удобно транспортировать на поддоне к месту сушки;
  • нижнее размещение вибраторов позволяет получить полное и оптимальное распределение вибраций по всему столу;
  • стоимость оборудования колеблется в районе 20 т. р.;
  • вибростол маломобильный, крупногабаритный и требует много ручного труда.

вибропресс

Оборудование данного класса используется на крупных заводах и предприятиях. На всех этапах изготовления блоков ручной труд практически исключен. Устройство отличается высокой производительностью и позволяет получать модули отличного качества.

Для перемешивания смеси используют бетономешалку объемом не менее 130 л

Подготовка формы

Формы можно сделать самому из простой деревянной доски 20мм.Конструкция формируется на основе поддона и двух Г-образных элементов, которые в собранном виде образуют доски или 4 стандартные доски.

Изделие может быть предназначено для изготовления полых или сплошных модулей:

  • формы без пустот;
  • формы со сквозными пустотами;
  • формы с глухими пустотами.

Параметры изделия должны обеспечивать изготовление необходимых размеров керамзитобетонного блока. Внутри форма обшита металлом.Альтернативой было бы изготовление форм полностью из металла. Это обеспечит легкое извлечение готового блока.

Керамзитобетон — состав

Ниже приведены несколько рецептов, по которым можно приготовить рабочую смесь.

Рекомендуемый состав на 1 м³ бетона для изготовления стеновых камней:

  • Портландцемент М400 — 230 кг;
  • керамзитовый гравий, фракция 5,0-10,0 мм, плотность 700-800 мг/м³ — 600-760 кг;
  • кварцевый песок, 2.0-2,5 мм — 600 кг;
  • вода — 190 кг.

При использовании указанной рецептуры можно получить бетон марки М150, с объемной плотностью сухого бетона 1430-1590 кг/м³.

Для повышения стойкости керамзитобетона к действию воды, некоторых агрессивных сред и замерзанию можно использовать указанную рецептуру на 1 м3:

цемент

  • — 250 кг;
  • керамзитобетонная смесь

  • – 460 кг;
  • керамзитобетонный песок

  • – 277 кг;
  • В/Ц — соотношение цемента и воды — принимается за 0. 9;
  • Битумная эмульсия — 10% от объема воды затворения.

Перед работой дно формы посыпают песком, бока обрабатывают машинным маслом

Как приготовить керамзитобетон своими руками из расчета 100 кг рабочей смеси:

  • керамзит — 54,5 кг;
  • песок

  • – 27,2 кг;
  • цемент

  • — 9,21;
  • вода

  • — 9,09 кг.

Из указанного количества компонентов можно изготовить 9-10 полых модулей.

Как сделать керамзитобетон без дозатора? Если принять за единицу объема ведро, то допустимо использовать следующие пропорции:

  • цемент М400 — 1 шт.;
  • песок очищенный 5 мм — 2 шт.;
  • керамзит, плотностью 350-500 кг/м³ — 8 шт.;
  • вода — 1,5 ед. – конечное содержание жидкости определяется на месте в зависимости от консистенции полученного раствора.

Приготовление смеси

Как сделать керамзитобетон, пропорции которого подобраны и готовы к замесу? Для работы используется смеситель принудительного перемешивания, не допускающий изменения гранулометрического состава зерен керамзита и их разрушения.

Продолжительность замеса зависит от вибропомещения раствора и составляет 3-6 минут . В связи с тем, что керамзитобетон быстро теряет удобоукладываемость, выдерживать его в форме после приготовления до уплотнения допустимо не более 30 секунд.

Последовательность укладки компонентов в бетономешалку:

  • вода;
  • пластификатор — если используется;
  • песка, после чего массу тщательно перемешивают;
  • постепенно вводится весь объем керамзита;
  • цемент

  • .

При замесе гравий должен быть покрыт цементным раствором. Масса должна быть однородной.

Материал удобно дозировать объемными дозаторами, что обеспечит оптимальный гранулометрический состав.

При более длительной выдержке может теряться прочность керамзитобетона, что опасно при производстве материала, предназначенного для стеновых конструкций.

Как самому сделать керамзитоблоки, видео

Работы могут выполняться как со специальным оборудованием, так и без него, что влияет на качество готового модуля.

При необходимости изготовления керамзитобетонных блоков своими руками формуют готовую рабочую смесь:

  • пластина из нержавеющей стали укладывается на вибромашину в специальное углубление;
  • На плиту заливается керамзитобетон

  • ;
  • вибрация

  • плотно распределяет и уплотняет смесь;
  • излишки

  • удаляются кельмой;
  • плита со сформированной массой перемещается в сушилку.
  • сушка является заключительным этапом.Блоки, находящиеся в стальных пластинах, сохнут 48 часов. После этого пластины снимают и процесс продолжается на открытом воздухе до полного созревания.

Если у мастера нет соответствующего оборудования Есть еще один способ изготовления блоков:

  • форма устанавливается на ровную металлическую поверхность;
  • опалубка заполняется раствором;
  • смесь утрамбовывается деревянным или металлическим бруском, но лучше всего этот процесс осуществлять на вибростоле;
  • при выходе цементного молочка верх модуля выравнивается кельмой;
  • форму снимают через 24-48 часов, блоки оставляют до полного созревания.

Керамзитобетон, состав для пола

Подбор пропорций керамзитобетона для пола зависит от эксплуатационной нагрузки покрытия. Если предполагается устройство полов бытового назначения, целесообразно использовать указанный рецепт:

  • цемент М500 — 263 кг;
  • вода

  • — 186 л;
  • песок

  • — 1068 кг;
  • керамзит — 0,9 м³.

Для приготовления рабочей массы используется стандартная бетономешалка.Ручное перемешивание затруднено для достижения однородности рабочей массы

Для керамзитобетона пропорции для стяжки могут отличаться. Не менее эффективным считается следующий рецепт:

  • смесь цементно-песчаная — 60 кг;
  • керамзит — 50 кг.

Для приготовления цементно-песчаной смеси соотношение компонентов принимается 1:3, например, на 45 кг песка потребуется 15 кг цемента.

Пропорции керамзитобетона для пола позволяют выбрать марку прочности материала. Пропорции по содержанию керамзита, песка, цемента следующие:

  • 7/3,5/1,0 — М150;
  • 7/1,9/1,0 – М300;
  • 7/1,2/1,0 — М400.

Как сделать керамзит в домашних условиях

Принцип технологического процесса — обжиг глинистого сырья по оптимальному режиму. Наиболее экономичным способом производства является сухой способ. Его целесообразно использовать при наличии глинистого камнеподобного сырья — глинистых сланцев или сухих глинистых пород.

По технологии сырье измельчается и перенаправляется во вращающуюся печь . Если материал содержит слишком мелкие или крупные куски, они отсеиваются. Последние можно дополнительно измельчить и запустить в производственный процесс.

Мастеру необходимо понимать, что организация процесса потребует приобретения оборудования и способ себя оправдывает, если исходная порода однородна, имеет высокий коэффициент набухания и не содержит посторонних включений.

Основное оборудование:

  • вальцы для тонкого и глубокого измельчения, вальцы для удаления камней;
  • сушильный барабан;
  • печь для обжига;
  • Формовочный узел

  • .

Производство керамзита очень энергоемкое, поэтому его можно развернуть в домашних условиях только при наличии бесплатного топлива.

Вопрос, как самому сделать керамзитоблоки, волнует многих начинающих и опытных строителей. Предоставленные рекомендации помогут вам понять ход работы.

Как самому сделать керамзитоблоки показано на видео:

Керамзитобетонные блоки

– это легкий строительный материал, который используется для кладки стен. Представленная на рынке продукция, как правило, производится тем или иным заводом керамзитобетонных изделий (в частности, Алексинским). Вы также можете приобрести продукцию и блоки Eurocam, произведенные на керамзитобетонно-гравийном заводе (Винзили). Несмотря на то, что керамзитобетон имеет сравнительно небольшой вес, он обладает достаточной прочностью.Кроме того, керамзитобетонная поверхность не наносит вреда окружающей среде, и такой блок можно изготовить в домашних условиях. Технология производства продукции позволяет значительно снизить финансовые затраты. Качество будет высоким, если в их производстве используются хорошие материалы.

Технология изготовления

При строительстве малоэтажных домов специалисты часто возводят стены из керамзитобетонных блоков. Использование этих строительных материалов сулит большую выгоду, чем покупка кирпича, так как блоки имеют ряд преимуществ.Во-первых, укладка керамзитоблоков потребует меньше времени и меньше цементной смеси. Кроме того, теплопроводность блоков считается низкой, благодаря чему изделия обладают высокой теплоизоляцией. В то же время производство керамзитобетонных блоков – простой процесс. Технология создания керамзитобетонной смеси Еврокам аналогична технологии изготовления аналогичных строительных материалов. Если есть такая необходимость, то можно сделать раствор своими руками или приобрести материалы, изготовленные на заводах Алексина или керамзитовый гравий (Винзили).Завод керамзитобетонных изделий выпускает качественную продукцию. Для этого нужно только соблюдать технологию и пропорции компонентов. Перед началом работ важно заранее узнать о преимуществах и недостатках керамзитобетона. Процесс делится на несколько этапов:

Кладка

Заполнять смесью отверстия внутри керамзитоблоков нельзя — блоки потеряют свои теплоизоляционные характеристики.

Так как первая линия кладки является фундаментом здания, блоки нужно распределять особенно тщательно и аккуратно. После укладки каждых двух-трех керамзитоблоков нужно проверить, насколько ровна кладка. Для этого понадобится строительный уровень. Затем щели следует замазать цементным раствором. Таким же образом укладывается каждый последующий слой. Также важно помнить, что швы не должны слишком выделяться. Однако необходимо, чтобы они надежно удерживали остальные блоки.Так, ширина швов может быть около полутора сантиметров.

Специалисты отмечают, что заполнять смесью отверстия внутри керамзитоблоков нельзя. Во-первых, вы будете использовать для этого большое количество цемента, во-вторых, блоки потеряют свои теплоизоляционные характеристики. Кроме того, стоит учитывать, как вы будете отделывать стену. Например, если вы планируете облицовывать керамзитоблоки кирпичом, то можно не заниматься дополнительной отделкой стен. А если вы не собираетесь облицовывать поверхности, то делайте «стык».

Толщина несущей стены из керамзитобетонных блоков. Какой толщины стены из керамзитоблоков? Как рассчитать толщину стен из керамзитобетонных блоков

© 2014-2016 сайт

При строительстве собственного дома часто приходится сталкиваться с ситуацией, когда строительного материала либо не хватает, либо его слишком много. Керамзитобетонные блоки не являются исключением. И, несмотря на их относительную дешевизну, лишние затраты всегда не очень приятны.

Бывают даже ситуации, когда человек, экономя свое драгоценное время, пытается произвести быстрый расчет с помощью строительных калькуляторов, обещающих точно рассчитать необходимое ему количество керамзитобетонных блоков. Но в итоге остается еще много излишков, или, что иногда гораздо хуже, их не хватает.


Почему расчет блоков «строительными калькуляторами» не всегда точен

Ввиду своей примитивности большинство строительных калькуляторов в первую очередь предназначены для приблизительного или предварительного расчета строительного материала и в большинстве случаев не годятся для точного окончательного расчета.

Как правило калькуляторы работают по очень простому принципу — вычисляют площадь всех стен, вычитают площадь всех окон и дверей (некоторые даже этого не учитывают) , а затем рассчитать количество необходимых блоков, не учитывая многих факторов, таких как наличие фронтонов, необходимость армопоясов, внутренних несущих стен, кратность высоты стен к высоте блоков и т.д.

Что необходимо учитывать для точного расчета керамзитобетонных блоков

  1. Самая распространенная ошибка при расчете керамзитобетонных блоков (КББ) для дома заключается в том, что многие забывают о фронтонах и не учитывают их.Кстати, большинство онлайн-калькуляторов делают ту же ошибку.
  2. Очень часто кроме наружных несущих стен в доме есть и внутренние несущие стены, которые также будут выкладываться из обычных блоков.
  3. Если ваш дом снаружи облицован кирпичом, то это необходимо учитывать, т.к. в этом случае длина стены из керамзитобетонных блоков будет немного меньше наружной стены дома.
  4. Если над стенами устраивается армопояс, то при расчете блоков его высоту необходимо вычесть из общей высоты стены.
  5. Высота стены из керамзитобетонных блоков, как правило, должна быть кратна высоте самих блоков вместе со швом. Так как высота блока со швом около 0,2 м, то высота стены без армопояса должна быть кратна этому значению (например, 2,4, 2,6, 2,8, 3,0 и т. д.).
  6. Длина стены не всегда будет кратна целому количеству блоков, т.е. в большинстве случаев в стене будут не только целые блоки, но и различные вставки, например, полблока, четверть, и т.п.Из-за своей хрупкости распилить или расколоть керамзитобетонный блок без отходов удается не всегда.
  7. Часто бывает, что при распаковке поддона с блоками там уже обнаруживаются битые блоки, которые для кладки будут непригодны.
  8. Если перемычки будут монтироваться над окнами и дверями, то их также необходимо вычесть из общей площади стен, хотя если площадь всех окон не очень большая, то это обычно пренебрегают.

На первый взгляд расчет будет очень сложным и без высшей математики не обойтись, но это только на первый взгляд. На самом деле здесь нет ничего сложного, и я сейчас докажу это на небольшом примере.

Пример расчета блоков для частного дома

Для примера возьмем небольшой одноэтажный дом с двумя фронтонами и одной внутренней несущей стеной. Толщина наружных стен 19 см (0,5 блока), толщина внутренней несущей стены 39 см (1 блок).Снаружи дом будет облицован кирпичом. Схему этого дома можно увидеть ниже.

На размерах блоков из керамзитобетона останавливаться не буду, об этом я уже подробно писал ранее.

Следует отметить, что на схеме указаны размеры наружных стен с учетом облицовочного кирпича в метрах. Часть стены будет занята кирпичом и утеплителем, поэтому каждая из наружных блочных стен будет меньше примерно на 15 сантиметров с каждой стороны.

Расчет керамзитобетонных блоков для стен без фронтонов

Расчет начинают, как правило, с определения периметра стен из керамзитобетонных блоков. При расчете следует учитывать все – все карнизы, прихожие (если есть), балконы и т.д.

В нашем случае каждая стена будет на 0,3 метра меньше, чем на схеме (как было сказано выше, за счет того, что часть стены будет занята облицовочным кирпичом и стеновым утеплителем).

Периметр всех стен: 9,7 х 4 = 38,8 м.

1. Необходимо определить, сколько блоков будет в одном ряду по всему периметру:

38,8/0,4 = 97 шт. (0,4 — длина одного блока вместе со швом).

2. Полученное значение умножается на количество рядов, которое зависит от высоты стен (2,4 м = 12 рядов, 2,6 м = 13 рядов, 2,8 м = 14 рядов и т. д.). В нашем случае высоту стен принимаем равной 2. 8 м, что соответствует 14 рядам укладки керамзитобетонных блоков:

97 х 14 = 1358 шт.

3. Теперь нужно вычесть окна. У нас 2 окна размером 1,6х1,4 м. Подсчитаем, сколько блоков заменят наши окна. Длина: 1,6/0,4 = 4 шт., высота: 1,4/0,2 = 7 шт., всего:

7 x 4 = 28 шт. в каждой коробке.

Два окна — 28 х 2 = 56 шт.

4. Наши входные двери размером 2 х 1 м.По аналогичной схеме:

(1/0,4) x (2/0,2) = 25 шт.

5. Из общего количества блоков вычесть двери и окна:

1358 — 56 — 25 = 1277 шт.

Таким образом, мы рассчитали керамзитобетонные блоки только для наружных стен, теперь необходимо рассчитать внутреннюю несущую стену, учитывая, что ее толщина в два раза больше, т.е. в длину одного блока (39 см).

Расчет внутренней несущей стены из керамзитобетонных блоков

Необходимое количество керамзитобетонных блоков для внутренней стены рассчитываем по той же схеме, только теперь берем один блок, а не 0. 4 м, как и в предыдущем расчете, но 0,2 м вместе со швом, разница хорошо видна на фото.

Если у вас внутренняя стена (стены) толщиной 19 см, а не 39 см, как в примере, то ее расчет нужно вести аналогично наружным.

1. Длина стены 9,2м. Подсчитаем количество блоков в одном ряду:

9,2 / 0,2 = 46 шт.

2. Умножить на количество строк:

46 х 14 = 644 шт.

3. Дверь (2м х 1м):

(1/0,2) x (2/0,2) = 50 шт.

4. Вычесть дверь:

644 — 50 = 594 шт.

5. Теперь простым сложением определяем количество керамзитобетонных блоков, которое нам необходимо для постройки дома:

594 + 1277 = 1871 шт.

Хочу добавить, что если у вас получилось нецелое число при расчете дверей или окон, то его лучше округлить до целого числа в меньшую сторону.

Расчет фронтонов

Кто помнит школьный курс геометрии, расчет блоков для фронтонов будет очень простой задачей. Для этого достаточно знать высоту будущего фронтона, в нашем случае это будет 2 метра. Ширина фронтона будет равна ширине стены, в нашем случае – 9,7 м.

Площадь двух фронтонов равна площади одной прямоугольной стены, у которой длины стен равны ширине фронтона и его высоте.

Другими словами, нам нужно найти количество блоков для стены высотой 2м и длиной 9,7м:

(9,7/0,4) х (2/0,2) = 242,5 шт.

Необходимо учитывать, что кладку фронтона, как правило, начинают с целого ряда, а уже со второго ряда блоки начинают распиливать. Следовательно, к полученному числу нужно добавить целых два ряда

.

242,5 + 48,5 = 291 шт.

Учитывая большое количество распиленных блоков при кладке фронтона, можно смело добавить небольшое количество «под распил».И таким образом, на фронтонах лучше было бы сварить штук 300.

Итак, мы подсчитали необходимое количество керамзитобетонных блоков на дом с двумя одинаковыми фронтонами:

1871 + 300 = 2171 шт.

Стоит отметить, что для более точного расчета необходимо считать каждую стену отдельно, так как даже в нашем случае получилось, что на каждую стену нужно 24 целых блока + 1/4 блока. А при резке или колке из одного блока редко выйдет 4 четвертинки, из-за хрупкости самих блоков.А учитывая вышеизложенное, нужно брать небольшой запас в 5-7%.

Как правило, на складе берется «до целого поддона», и можно уточнить у производителя. А затем посчитайте, сколько паллет вам нужно.

Если вдруг у Вас наружные стены толщиной не 19 см (в перекрытии из блока), а 39 см (в блоке), то их расчет необходимо вести аналогично внутренней несущей стене из нашего примера, или в так же, как в примере, затем умножая их количество на 2.

Сколько керамзитобетонных блоков в поддоне

Честно говоря, однозначного ответа на этот вопрос нет. «Сколько блоков на поддон укладывает производитель?» — Нигде не найдёшь. Разные производители, разные поддоны, можно даже сказать разные размеры, хотя керамзитобетонные блоки не отличаются этим разнообразием.

В основном количество керамзитобетонных блоков в поддоне полностью зависит от нескольких факторов:

  1. От производителя, ведь нет строгих стандартов, и каждый комплектует свою продукцию так, как ему больше всего подходит.
  2. От размеров поддонов, чем больше поддон, тем соответственно больше блоков поместится на нем.
  3. От веса керамзитобетонного блока, так как это влияет на общий вес поддона, а слишком большой вес, во-первых, сам поддон может не выдержать, во-вторых, погрузка-разгрузка, да и сама доставка блоков может быть трудным.

Несмотря на это, все же есть некоторые цифры, характерные для керамзитобетонных блоков, некий неофициальный стандарт, которого многие придерживаются и комплектуют свою продукцию по 72, 84, 90, 105 штук.

Кроме обычных блоков толщиной 19 см выпускаются блоки толщиной 12 см и 9 см. Такие блоки называются разделами или полублоками.

Блоки толщиной 12 см укладывают примерно по 120 штук на поддон, в свою очередь блоки толщиной 9 см, как правило, укладывают на один поддон в два раза больше, чем рядовых, т. е. 144, 168 и т. д.

Одним из важнейших назначений наружных стен любого дома является защита его от внешних природных воздействий, погодных явлений и создание прочности несущих конструкций.

Строительный материал

керамзитобетон стоит недорого и довольно прост в установке.

Что это за материал?

Керамзитобетон

содержит керамзит в массе — его вспенивают и обжигают специальной глиной с цементом и водой.

При достаточно высоком уровне прочности этот материал имеет сравнительно небольшой вес. Стены из керамзитобетона, в отличие от железобетонных конструкций , обладают хорошими тепло- и звукоизоляционными свойствами и значительно легче, что позволяет строить дом на более легком фундаменте.

Срок сохранения эксплуатационных свойств таких стен можно приблизить к годам к 75 годам.

Какой должна быть толщина стены из керамзитобетонных блоков?

Толщина стен из керамзитобетона зависит от нескольких факторов:

Если учитывать природные условия, то для центрального района достаточно построить однослойные блочные стены толщиной от 400 мм до 600 мм. Для регионов с более холодным климатом стены утепляют теплоизоляционными материалами.

Разновидности дизайна

По назначению стены делятся на внутренние и внешние. По распределению нагрузки — несущие и ненесущие. Несущей стеной является стена, которая испытывает большое давление и служит опорой для перекрытий и крыш.

Читайте также о технических характеристиках и марках керамзитобетонных блоков.

Несущие Разделить помещение на отдельные комнаты. От назначения стен зависит тип конструкции. Внешние в основном несущие. Внутренние стены тоже могут быть несущими, но утеплять их не так сильно, как внешние.

Варианты кладки

Зависит от размеров керамзитобетонных блоков, как производить кладку для жилых помещений:

  1. Если блоки имеют размер 590:290:200 мм, то ширина стены должна быть 600 мм .В этом случае утепляются только пустоты в блоках.
  2. Если блоки имеют размер 390:190:200 мм, то кладка должна быть толщиной 400 мм без наружных отделочных слоев и утеплителя.
  3. Если блоки имеют размер 235:500:200 мм, то толщина стены 500 мм плюс наружная и внутренняя штукатурка.

Кладка стен из керамзитобетонных блоков зависит от назначения самой конструкции:

  1. При строительстве складские, подсобные помещения не требуют специального утепления.Стена укладывается в один слой по ширине блока (200 мм). Внутренняя поверхность стены оштукатуривается, а внешняя поверхность укрывается утеплителем (минеральной ватой, пенополистиролом или пенополистиролом) слоем 100 мм.
  2. Если возводить небольшое строение, например, баню, то принцип кладки аналогичен варианту кладки подсобных помещений, только слой теплоизоляции будет 50 мм.
  3. Кладка трехслойная выполняется преимущественно в жилых домах .Оставьте небольшой зазор между блоками. Общая толщина стены 60 см. Его внутренняя часть покрыта слоем штукатурки, а в промежутках между блоками уложен утеплитель.
  4. Укладка керамзитобетонных блоков для регионов с холодным климатом . При монтаже наружной стены строят параллельно друг другу две перегородки, которые соединяют арматурой. Затем между перегородками укладывается утеплитель, после чего они оштукатуриваются с двух сторон.

Керамзитовые блоки бывают полнотелыми и пустотелыми. полнотелые прочнее и больше подходят для несущих конструкций.

Как рассчитать?

Для того, чтобы понять, какая оптимальная толщина должна быть для стен из керамзитоблоков, надо понимать, что толщина стены напрямую зависит от ее функции .

Если придерживаться норм строительных норм и правил, то перекрытия и стены, возводимые из керамзитобетонных блоков, должны быть толщиной, обязательно вместе с утеплителем, не менее 64 см.

Стены такой толщины подходят для жилых помещений. Для правильного расчета расхода необходимого количества стройматериала на возведение стен из керамзитобетона необходимо знать общую длину всех стен возводимого здания вместе со всеми перегородками и высоту пол.

Эти цифры перемножаются. Однако необходимо учитывать примерную толщину цементной массы для цементных стяжек и швов (примерно 15 см).

Число которое получилось в результате необходимо умножить на толщину стены и разделить на объем керамзитобетонного блока.

В итоге получаем необходимое количество блоков, которые необходимы для строительных работ. Чтобы узнать примерную стоимость возводимой стены из керамзитобетона, необходимо количество блоков умножить на цену одного блока плюс стоимость закупки материалов для теплоизоляции.

Керамзитобетон

имеет ряд преимуществ, легкость, простота монтажа (площадь одного блока равна площади примерно семи кирпичей), высокие эксплуатационные свойства все это делает его Возможно, этот материал будет более востребован.

Смотрите в следующем видео — кладка керамзитобетонных блоков:

Рост числа застройщиков и стремление найти экономичный, прочный, долговечный и теплый материал для строительства дома привели к увеличению популярности легких бетонных блоков. Наряду с широко применяемыми сталекерамзитобетонными блоками, обладающими отличными теплоизоляционными качествами, безопасными, легкими и относительно недорогими. Многие частные строители называют этот материал одним из лучших решений для или дачи. Это действительно так? Разбираемся с вопросом правильного выбора керамзитобетона, плюсами и минусами материала, его видами и производителями.

№1. Как изготавливают керамзитобетон

Керамзитобетон начали производить в середине прошлого века, потом о нем благополучно забыли, а сегодня он переживает новую эпоху популярности.В состав материала, как и любого легкого бетонного блока, входят цемент , вода и песок , а в качестве наполнителя используется керамзит — гранулы разных размеров, получаемые при обжиге легкоплавких марок глины. Гранулы легкие за счет большого количества пор внутри, но прочные, так как имеют крепкую обожженную оболочку. Для производства керамзитобетона используют гранулы размером 5-40 мм. Блоки могут быть сплошными или пустотелыми. Кроме того, керамзитобетонный раствор может быть использован для монолитного возведения стен дома .

Большое значение для работоспособности блока имеет соотношение керамзита и цемента. Чем больше керамзита, тем легче, теплее и дороже будет блок. Качество цемента определяет класс прочности материала. Благодаря наполнителю из керамзита материал приобретает уникальные теплоизоляционные свойства, за которые его так любят современные застройщики.

Недобросовестные производители добавляют в смесь клеящие добавки для повышения прочности материала, но это негативно сказывается на экологической безопасности.Блоки в производстве формируются под воздействием вибрации , сушатся в специальных камерах , где осуществляется нагрев потоками горячего воздуха или инфракрасными лучами.

Сегодня из керамзитобетона строят частные и загородные дома, дачи, его применяют для монолитного возведения зданий.

№2. Керамзитовые блоки: плюсы и минусы

Состав керамзитобетона определяет его многочисленные положительные стороны, которые обеспечивают популярность материала. Среди основных достоинств керамзитобетонных блоков:

  • отличные теплоизоляционные качества , поэтому материал облюбовали жители скандинавских стран. Для суровых климатических условий нашей страны такие блоки незаменимы. Коэффициент теплопроводности керамзитобетона марки Д500 составляет 0,17-0,23 Вт/м*К, марки Д1000 — 0,33-0,41 Вт/м*К;
  • неплохо звукоизоляция ;
  • низкая стоимость строительства .Цена на керамзитобетон сравнима со стоимостью других легкобетонных блоков, но значительно ниже цены на . Если учесть удешевление обустройства фундамента, меньшее количество швов, то можно сказать, что дом из керамзитобетона будет стоить примерно на треть дешевле, чем дом из кирпича;
  • быстрые сроки строительства , что связано с большими размерами блоков и их относительно небольшим весом;
  • достаточная прочность;
  • паропроницаемость позволяет стенам дома дышать и отводит лишнюю влагу;
  • влагостойкость и морозостойкость, огнестойкость (блоки не плавятся и не горят), а;
  • долговечность, которая достигается за счет влаго- и морозостойкости и составляет не менее 75-100 лет;
  • экологичность, ведь в состав входят только натуральные материалы;
  • без усадки;
  • возможность использования как традиционного раствора, так и клея для кладки.

Керамзитобетонные блоки также имеют недостатки:

  • трудности в работе с материалом. Если многие блоки (например, ) можно распилить ножовкой и легко придать им необходимую форму, то керамзитобетон придется пилить с зубьями от «Победит» – обратная сторона прочности;
  • сложность монтажа нельзя отрицать, но и переоценивать эту проблему тоже не стоит. Например, анкерные болты и дюбели обычно остаются в стенах из керамзитобетона;
  • материал хоть и обладает паропроницаемостью, но она менее выражена, чем у кирпича, поэтому в доме лучше предусмотреть качественную;
  • часто называют еще один недостаток — образование мостиков холода, но он довольно надуманный, так как абсолютно всегда имеет место при возведении стен из отдельных элементов.Избавиться от мостиков холода можно, если возводить стены из керамзитобетона по монолитной технологии;
  • если планируется строительство многоэтажного массивного здания из керамзитобетона, то без тщательных профессиональных расчетов не обойтись;
  • еще одним сомнительным недостатком является необходимость облицовки блоков из керамзитобетона, так как они выглядят не очень эстетично. Да, красоты в них мало, но сегодня почти все дома готовы, за исключением деревянных.Но можно использовать что угодно: , штукатурку, декоративный кирпич.

№ 3. Виды керамзитобетонных блоков по назначению

По наличию или отсутствию пустот керамзитобетонные блоки можно разделить на две принципиально разные группы:

Блоки полнотелые Является конструкционным материал с высокой плотностью и относительно большим весом. Из него возводят несущие и ненесущие стены, можно строить даже многоэтажные дома.

Блоки пустотелые благодаря отверстиям внутри отличаются улучшенными теплоизоляционными качествами, подходят для возведения перегородок и несущих стен одноэтажных зданий.

№ 4. Размер керамзитобетонных блоков

По размерам керамзитобетонные блоки принято делить на:

Понятно, что первые используются для кладки наружных стен. Они должны иметь определенные показатели прочности и плотности, о которых пойдет речь далее. Они могут быть размером 288*138*138, 288*288*138, 290*190*188, 390*190*188, 190*190*188, 90*190*188 мм. По полноте они бывают полнотелыми и полыми.

Перегородочные блоки , как следует из названия, используются для кладки внутренних перегородок. Они имеют меньший вес, что снижает нагрузку на фундамент. По размерам, как правило, перегородочные блоки выпускаются 590*90*188, 390*90*188, 190*90*188 мм.

Некоторые фирмы выпускают блоки , не соответствующие указанным выше размерам — они выполняются не по ГОСТу, а по ТУ, которые сам производитель может определить для себя.Как правило, крупноформатные блоки изготавливаются по спецификациям.

Отдельно стоит отметить облицовочные блоки , которые производятся некоторыми компаниями. Имеют размеры 600*300*400 мм, производятся путем добавления в раствор красителей и имеют рельефную декоративную поверхность.

№5. Марка прочности керамзитобетонных блоков

При выборе керамзитобетона для строительства дома, гаража, перегородок, подсобных помещений и других построек необходимо учитывать массу эксплуатационных показателей материала: прочность , плотность, морозостойкость и теплопроводность . Все они взаимосвязаны. Начнем с силы.

прочностью называют способность материала выдерживать нагрузки и сопротивляться разрушению. Обычно прочность керамзитобетона обозначают буквой М и следующей за ней цифрой. от 25 до 100 , что означает, сколько килограмм выдерживает каждый см 2 поверхности блока. Блок М25 выдерживает 25 кг/см 2 , а М100 – 100 кг/см 2 . В частном строительстве, как правило, блоки прочностью выше М100 не применяют: блоки М75-М100 используют для возведения стены, и М35-М50 для перегородок.В промышленном и многоэтажном строительстве могут применяться блоки большей прочности.

Стоит отметить, что блок М75 выдерживает как 65 кг/см 2 , так и 75 или 80 кг/см 2 . Несмотря на неточности, этот метод классификации керамзитобетона до сих пор продолжает применяться. Гораздо более точный вариант — классов прочности , которые маркируются буквой В. Это прочность с гарантированной безопасностью. Числовой показатель от 2,5 до 40: чем он выше, тем прочнее будет блок.M100, например, соответствует B7.5.

№6. Плотность керамзитобетона

Еще одним важным показателем является плотность. Чем ниже плотность, тем выше теплоизоляционные качества. С другой стороны, чем выше плотность, тем выше прочность и устойчивость к влаге. Плотность блока обозначается буквой D, за которой следует коэффициент от 350 до 1800 . Коэффициент равен плотности, выраженной в кг/м 3 .

Область применения материала зависит от плотности:

№7. Морозостойкость и теплопроводность керамзитобетона

Морозостойкостью называют способность материала выдерживать резкие перепады температур. Этот показатель определяется числом шокового замораживания и оттаивания, обозначаемым буквой Ф. Для керамзитобетона этот показатель может варьироваться от 25 до 300, но в частном строительстве применяют материал Ф15- Ф100 . Для северных регионов лучше брать материал с морозостойкостью F50-F75.Блоки с низкой морозостойкостью подходят только для внутренних работ.

Теплопроводность материала напрямую зависит от плотности. Для блока Д1000 он составляет 0,33-0,41, Д1400 — 0,56-0,65 и т. д. (см. таблицу). В зависимости от того, какой блок выбран для строительства и в каком районе будет располагаться дом, проводят расчет толщины керамзитобетона и анализ необходимости применения утеплителя: №9. Лучшие производители керамзитобетона бетон

Сегодня очень много заводов, занимающихся производством столь перспективного стройматериала, и велик риск наткнуться на некачественный товар, произведенный в неподходящих условиях.Нормальный производитель не боится показать производственный процесс и пригласить покупателя на завод, может предоставить все необходимые сертификаты качества и результаты испытаний. Остановимся на крупнейших производителях керамзитобетонных блоков:

№10. Блоки керамзитобетонные своими руками

Самостоятельное производство керамзитобетона позволяет значительно удешевить строительство дома. Как правило, небольшие партии материала изготавливают своими руками для возведения простых небольших построек, иначе трудоемкость работы будет просто неоправданной.

Помимо уже известных ингредиентов, вам понадобится специальное снаряжение , его можно арендовать. Он будет необходим объемом не менее 130 литров. Также вам понадобится вибромашина, в ней уже есть формовочные контейнеры, так что вам не придется заморачиваться с их изготовлением. В противном случае вам придется делать их из металла или дерева.

Процесс изготовления керамзитобетонных блоков своими руками выглядит так:

  • смешивание компонентов в бетономешалке.Сначала смешивают 3 части песка и 1 часть, затем добавляют 1-1,2 части воды, а затем еще 6 частей керамзита. Все тщательно перемешивается, возможно, потребуется добавить небольшое количество воды, если смесь слишком сухая. Некоторые добавляют немного жидкого мыла для лучшей вязкости;
  • смесь порциями залить в форму машину и включить вибрацию, лишний раствор удалить;
  • плита с готовым блоком поднимается, заготовки сушатся 2 дня, затем стальные плиты снимаются;
  • без использования станка процесс несколько сложнее и дольше.Потребуется залить раствор в заранее подготовленные и смазанные формы и тщательно утрамбовать. Использовать блоки лучше не ранее, чем через 28 дней.

Если нет уверенности в себе, то лучше купить готовый материал с известными эксплуатационными качествами. При соблюдении технологии производства (известным производителям можно доверять) и технологии кладки дом из керамзитобетона простоит очень долго.

Керамзитобетон – одна из разновидностей бетона.В последнее время этот материал все чаще стали применять для различных работ: строительство дач, хозяйственных построек, гаражей и т. д.

эл. Также керамзитобетон применяют для заливки каркаса многоэтажных домов, построенных из железобетона. Керамзитобетон настолько популярен, что его используют практически во всех странах мира, а точнее используют уже изготовленные блоки из керамзитобетона.

Заказать керамзитоблоки на выгодных условиях можно по телефону:

или оставить заявку через форму на сайте.

Те, кто еще не успел оценить все преимущества керамзитобетона, уже начинают их отмечать. Тем, кто решил начать строительство дома из этого материала, следует внимательно изучить вопрос относительно толщины стен из керамзитобетонных блоков.

Давайте разберемся, почему этот нюанс так важен.

Толщина стены, возводимой керамзитобетонными блоками, в первую очередь зависит от выбора вида кладки.В свою очередь, каждый тип зависит от погоды и климата.

Также необходимо учитывать, сколько будет использоваться здание. В капитальном строительстве могут применяться и другие строительные материалы: кирпич, шлакоблоки или пеноблоки. Толщина стен будущего здания также будет зависеть от того, какая теплоизоляция помещения будет необходима.

Кроме того, необходимо учитывать теплопроводность и влагоотталкивающие характеристики используемого материала.В зависимости от того, какой вариант кладки выбран, будет рассчитываться и толщина стен. При этом также учитываются как внутренние, так и внешние слои штукатурки, которые используются для отделки стен.

Варианты кладки:

Первый вариант: несущая стена строится из блоков размером 390/190/200 мм.

При этом блоки укладывают толщиной 400 мм, без учета при этом внутренних слоев штукатурки.Второй вариант: несущую стену кладут блоками размером 590 на 290 на 200 мм. В такой ситуации размер стены должен быть 600 мм, а образовавшиеся пустоты в блоках заполняются утеплителем. Третий вариант: при использовании блоков из керамзитобетона размером 235 на 500 и 200 мм в результате получится стена 500 мм. Кроме того, в расчеты добавляются слои штукатурки с обеих сторон стены.

Влияние теплопроводности

Схема блока из керамзитобетона.

Перед началом любых строительных работ необходимо рассчитать коэффициент теплопроводности, так как он имеет большое значение для долговечности конструкции. Полученный коэффициент необходим для расчета толщины стен из керамзитобетонных блоков. Теплопроводность – характеристика материала, указывающая на способность передавать тепло от теплых предметов к холодным.

В расчетах эта характеристика материала проявляется через определенный коэффициент, учитывающий параметры объектов, между которыми происходит теплообмен, а также время и количество теплоты.

Из коэффициента можно узнать, какое количество теплоты может быть передано за один час от одного объекта к другому, при этом размер объектов 1м2 (площадь) на 1м2 (толщина). Различные характеристики по-разному влияют на теплопроводность того или иного материала. К таким характеристикам относятся: размер, состав, тип и наличие пустот в материале. На теплопроводность также влияют температура и влажность воздуха. Например, пористые материалы имеют низкую теплопроводность.

Рекомендуемая толщина для строительства жилого дома

При строительстве каждого конкретного дома измеряется своя толщина будущих стен. Она может варьироваться в зависимости от назначения здания.

Для строительства жилого дома толщина стен должна быть ровно 64 см, что прописано в специальных нормах и правилах строительных работ. Но, некоторые считают иначе, и я делаю несущую стену толщиной всего 39см.На самом деле такие расчеты годятся только если для дачи, гаража или загородного коттеджа.

Пример расчета толщины стенки

Расчет должен быть произведен очень точно. Необходимо учитывать наилучшую толщину стен, возводимых из керамзитобетонного материала. Для того чтобы произвести точный расчет, нужно воспользоваться специальной формулой.

Для этого нужно знать всего две величины: коэффициент теплопроводности и коэффициент сопротивления теплопередаче.Первое значение обозначается символом «λ», а второе — «Rreg». На значение коэффициента сопротивления влияет такой фактор, как погодные условия местности, где будут проводиться строительные работы.

Этот коэффициент можно определить в соответствии со строительными нормами и правилами. Толщина будущей стены обозначается значком «δ». А формула его расчета будет выглядеть так:

Например, вы можете рассчитать необходимую толщину стен для строительства дома в Москве или Московской области.Коэффициент сопротивления теплопередаче для этого участка уже рассчитан и составляет примерно 3-3,1. Толщина самого блока может быть любой, например, взять 0,19 Вт. После расчета по вышеприведенной формуле получаем следующее:

δ = 3 х 0,19 = 0,57 м.

То есть толщина стен должна быть 57 см. Большинство опытных строителей советуют строить стены толщиной от 40 до 60 см при условии, что здание находится в центральных районах России.

Таким образом, рассчитав по простой формуле, можно построить стены, которые обеспечат не только безопасность конструкции, но и ее прочность и долговечность. Выполнив такое простое действие, вы сможете построить действительно крепкий и надежный дом.

Стены частных домов, коттеджей и других малоэтажных зданий обычно выполняются двух-трехслойными с утепляющим слоем. Слой утеплителя располагается на несущей части стены из кирпича или мелких блоков.Застройщики часто задают вопросы: «Можно ли сэкономить на толщине стены?» «Но почему бы не сделать несущую часть стены дома тоньше, чем у соседа или чем предусмотрено проектом?

На стройках и в проектах можно увидеть несущую стену из кирпича толщиной 250 мм., а из блоков — даже 200 мм. стало обыденным.

Стена слишком тонкая для этого дома.

Прочность стены дома определяется расчетом

Нормы проектирования (СНиП II-22-81 «Каменные и армированные кладочные конструкции») независимо от результатов расчета ограничивают минимальную толщину несущих каменных стен для кладки в пределах от 1/20 до 1/25 от высоты пола.

Так, при высоте этажа до 3 м толщина стен в любом случае должна быть более 120 — 150 мм.

Несущая стена испытывает вертикальную сжимающую нагрузку за счет веса самой стены и вышележащих конструкций (стен, перекрытий, крыш, снега, эксплуатационной нагрузки). Расчетная прочность на сжатие кладки из кирпича и блоков зависит от марки кирпича или класса блоков по прочности на сжатие и марки раствора.

Для малоэтажных зданий, как показывают расчеты, прочность на сжатие кирпичной стены толщиной 200-250 мм обеспечивается с большим запасом.Для блочной стены при соответствующем выборе класса блока проблем обычно тоже не возникает.

Кроме вертикальных нагрузок на стену (участок стены) действуют горизонтальные нагрузки, вызванные, например, ветровым давлением или передачей распора от стропильной системы крыши.

Кроме того, на стену действуют крутящие моменты, стремящиеся повернуть участок стены. Эти моменты обусловлены тем, что нагрузка на стену, например, от плит перекрытия или вентилируемого фасада, прикладывается не в центре стены, а смещается на боковые грани.Сами стены имеют отклонения от вертикали и прямолинейности кладки, что также приводит к дополнительным напряжениям в материале стены.

Горизонтальные нагрузки и крутящие моменты создают изгибающую нагрузку в материале на каждом участке несущей стены.

Прочность, устойчивость стен толщиной 200-250 мм и менее не имеет большого запаса по этим изгибающим нагрузкам. Поэтому устойчивость стен заданной толщины для конкретного здания должна быть подтверждена расчетом.

Для постройки дома со стенами такой толщины необходимо выбрать готовый проект с соответствующей толщиной стен и материалом. Корректировку проекта с другими параметрами под выбранную толщину и материал стен необходимо доверить специалистам.

Практика проектирования и строительства жилых малоэтажных зданий показала, что несущие стены выполняются из кирпича или блоков толщиной более 350 — 400 мм. имеют хороший запас прочности и устойчивости, как к сжимающим, так и к изгибающим нагрузкам, в подавляющем большинстве строительных конструкций.

Стены дома наружные и внутренние, опирающиеся на фундамент, образуют вместе с фундаментом и перекрытием единую пространственную конструкцию (каркас), совместно противодействующую нагрузкам и ударам.

Создание прочного и экономичного каркаса здания – инженерная задача, требующая от участников строительства высокой квалификации, педантичности и культуры.

Дом с тонкими стенами более чувствителен к отклонениям от проекта, от норм и правил строительства.

Застройщику необходимо понимать, что прочность, устойчивость стен снижается, если:

    толщина стенки уменьшается; увеличивается высота стены; увеличивается площадь проемов в стене; уменьшается ширина стены между проемами; увеличивается длина свободного участка стены, не имеющей опоры, сопрягающейся с поперечной стеной; в стене устраивают каналы или ниши;

Прочность, устойчивость стен изменяется в ту или иную сторону, если:

    изменить материал стен; изменить тип пола; изменить тип, размеры фундамента;

Дефекты, снижающие прочность, устойчивость стен

Нарушения и отступления от требований проекта, норм и правил строительства, допускаемые строителями (при отсутствии надлежащего контроля со стороны застройщика), снижающие прочность, устойчивость стен:

Применяется стеновой материал

(кирпич, блоки, раствор) с пониженной прочностью по сравнению с требованиями проекта.

металлические связи перекрытия (балки) со стенами не анкерованные по проекту; отклонения кладки от вертикали, смещения оси стены превышают установленные технологические нормы; отклонения прямолинейности поверхности кладки превышают установленные технологические нормы; кладочные швы недостаточно заполнены раствором. Толщина швов превышает установленные нормы. в кладке используется чрезмерно много половинок кирпича, блоков со сколами; недостаточная перевязка кладки внутренних стен наружными; зазоры в сетчатой ​​арматуре кладки;

Во всех вышеперечисленных случаях изменения размеров или материалов стен и потолков застройщику необходимо обращаться к профессиональным проектировщикам для внесения изменений в проектную документацию.Изменения в проекте должны быть заверены их подписью.

Ваши предложения прораба типа «давайте упростим» должны быть согласованы с профессиональным проектировщиком. Контролировать качество строительных работ, выполняемых подрядными организациями. При выполнении работ своими силами не допускайте вышеперечисленных дефектов конструкции.

Нормы правил производства и приемки работ (СНиП 3.03.01-87) допускают: отклонения стен по смещению осей (10 мм), по отклонению одного этажа от вертикали (10 мм ), смещением опор плит перекрытия в плане (6… 8 мм) и т. д.

Чем тоньше стенки, чем больше они нагружены, тем меньше у них запас прочности. Нагрузка на стену, помноженная на «ошибки» проектировщиков и строителей, может оказаться чрезмерной (на фото).

Процессы разрушения стены не всегда проявляются сразу, это происходит спустя годы после завершения строительства.

Толщину стен из кирпича или блоков, безусловно, целесообразно выбирать 200-250 мм для одноэтажного дома или для верхнего этажа многоэтажного дома.

Дом в два-три этажа с толщиной стен 200-250 мм. Стройте, если в вашем распоряжении есть готовый проект, привязка к грунтовым условиям строительной площадки, квалифицированные строители и независимый технический надзор за строительством.

В остальных условиях для нижних этажей двух-трехэтажных домов более надежны стены толщиной не менее 350 мм.

О том, как сделать несущие стены толщиной всего 190 мм, читайте здесь.

Следующая статья:

Предыдущая статья:

Керамзитобетон — одна из разновидностей бетона. В последнее время стал довольно часто применяться в строительных работах: возведении коттеджей, хозяйственных построек, гаражей.

Также используется для заполнения каркаса многоэтажных домов, построенных из железобетона. Этот материал стал настолько популярен, что уже сложно представить страну, в которой его не использовали бы строители.Точнее, используются сборные стеновые блоки из керамзитобетона.

Многие, кто еще не успел оценить преимущества этого материала, начинают их замечать. Тем, кто решил использовать его для своего строительства, стоит внимательно подойти к такой характеристике, как толщина стены из керамзитобетонных блоков. Это все неспроста, ведь изучив все нюансы, вы сможете получить максимум от этого утеплителя.

Зависимость толщины от типа кладки

Толщина поверхности, отделанной керамзитобетонным блоком, в основном зависит от того, какой вариант кладки вы выберете.

Каждый вариант, в свою очередь, зависит от погодных и климатических условий. Также учитывается, насколько сильно эксплуатируется здание. Когда строительство капитальное, то часто можно использовать не один блок керамзитобетона.

Кроме того, применяют кирпич, пено- и шлакоблоки. Толщина будущей кладки будет зависеть от того, какая теплоизоляция требуется для конкретного здания. Также будут учитываться различные теплопроводные и влагоотталкивающие характеристики утеплителя.

В зависимости от выбора кладки вы рассчитаете толщину стен, которые выполнены из керамоблоков. При этом будет учитываться наружный и внутренний слой финишной штукатурки, нанесенной на стену:

    Первый вариант: если несущая стена выкладывается блоками 390:190:200 миллиметров, то кладку необходимо класть толщиной 400 миллиметров, не считая слоев внутренней штукатурки и утеплителя, что снаружи. Второй вариант: если конструкция несущей стены состоит из блоков 590:290:200 миллиметров, то стена должна быть ровно 600 миллиметров.В этом случае стоит заполнить утеплителем специальные пустоты в блоках между стенами. Третий вариант: если вы решили использовать керамзитобетонный блок размерами 235:500:200 миллиметров, то толщина стенки будет 500 миллиметров. Плюс к расчетам добавить слои штукатурки с обеих сторон стены.

Вернуться к индексу

Влияние теплопроводности

Схема керамзитобетонного блока.

В строительных работах важно рассчитать коэффициент теплопроводности, так как он влияет на долговечность всей конструкции.Коэффициент важен при расчете толщины стен, которые состоят из керамзитобетонных блоков. Теплопроводность – это такое свойство материала, которое характеризует процесс передачи тепла от теплых предметов к холодным. Это всем известно с уроков физики.

Теплопроводность в расчетах выражается через специальный коэффициент. Учитываются параметры тел, между которыми передается теплота, количество теплоты и время.Этот коэффициент показывает, какое количество теплоты может быть передано за один час от одного тела к другому, имеющим размеры один метр толщины и один квадратный метр площади.

Различные характеристики по-своему влияют на теплопроводность каждого материала.

К ним относятся размер, тип, наличие пустот материала или вещества, его химический состав. Влажность и температура воздуха также влияют на этот процесс. Например, низкая теплопроводность наблюдается у пористых материалов и веществ.

Вернуться к индексу

Для каждого конкретного здания измеряется своя толщина стен. Она варьируется в зависимости от назначения здания. Для жилого дома норма толщины будет ровно 64 сантиметра. Это все прописано в специальных строительных нормах и правилах.

Правда, некоторые думают иначе: что несущая стена жилого дома может быть толщиной 39 сантиметров. На самом деле такие расчеты больше подходят для дачи, загородного дома, гаража, построек хозяйственного назначения.Со стеной такой толщины можно строить внутреннюю отделку.

Вернуться к индексу

Пример расчета

Таблица приведенного сопротивления теплопередаче для различных конструкций стен.

Очень важно произвести точный расчет. Необходимо учитывать оптимальную толщину стен, которые выполнены из керамзитобетонных блоков. Для достижения результата используйте очень простую формулу, состоящую из одного действия.

Строители, чтобы решить эту формулу, должны знать две величины.Первое, что нужно знать, это коэффициент теплопроводности, о котором говорилось ранее.

В формуле пишется через знак «λ». Второй величиной, которую необходимо учитывать, является коэффициент сопротивления теплопередаче. Это значение зависит от многих факторов, например, от погодных условий местности, где находится здание.

Немаловажным фактором является и площадь, в которой впоследствии будет использоваться здание. Это значение в формуле будет иметь вид «Rreg».Его можно определить по нормам и правилам строительства.

Значение в формуле, которое нам нужно найти, а именно толщину строящейся стены, обозначим значком «δ». В итоге формула будет выглядеть так:

Для примера можно рассчитать толщину строящейся стены в городе Москве и области. Величина Rreg для этого региона страны уже рассчитана, официально закреплена в специальных правилах и строительных нормах.Таким образом, это 3-3,1.

А размер стен можно взять для примера любой, так как свой уже рассчитаешь на месте. Толщина блока может быть совершенно разной. Например, можно будет взять 0,19 Вт/(м*⁰С).

В итоге после решения этой формулы:

δ = 3 х 0,19 = 0,57 м.

понимаем, что толщина стен должна быть 57 сантиметров.

Итак, рассчитав по простой формуле, можно построить такие стены возле дома, чтобы обеспечить безопасность постройки, ее устойчивость и долговечность.Всего лишь выполнив нехитрое действие, вы построите действительно хороший и надежный дом.

Одним из важнейших назначений наружных стен любого дома является его защита от внешних природных воздействий, погодных явлений и создание прочности несущих конструкций.

Строительный материал керамзитобетон недорогой и достаточно простой в монтаже.

Что это за материал?

Керамзитобетон содержит в основном керамзит — это вспененная и обожженная специальная глина с цементом и водой.

При достаточно высоком уровне прочности этот материал имеет сравнительно небольшой вес. Стены из керамзитобетона, в отличие от бетонных конструкций, обладают хорошими тепло- и звукоизоляционными свойствами и значительно легче, что позволяет строить дом на более легком фундаменте.

Срок сохранения эксплуатационных свойств таких стен может приближаться к 75 годам.

Какой должна быть толщина стены из керамзитобетонных блоков?

Толщина стен из керамзитобетона зависит от нескольких факторов:

Во-первых, необходимо понять, какие функции будет нести здание: жилой дом или промышленный объект.Исходя из этого, важно определить степень эксплуатации здания. Не менее важно учитывать климатические условия.

Большое значение имеет выбор кладочных блоков, от которого зависит функциональное значение здания. Толщина также зависит от влагостойких и теплопроводных свойств утеплителя. Слой финишной штукатурки с обеих сторон также увеличит толщину возводимой стены из керамзитобетона.

Если учитывать природные условия, то для центрального района достаточно возведения однослойных блочных стен толщиной от 400 мм до 600 мм. Для регионов с более холодным климатом стены утепляют теплоизоляционными материалами.

Разновидности дизайна

По назначению стены делятся на внутренние и внешние. По распределению нагрузки — несущие и ненесущие. Несущей стеной называют стену, находящуюся под большой нагрузкой и служащую опорой для перекрытий и крыш.

Керамзитобетон — одна из разновидностей бетона. В последнее время стал довольно часто применяться в строительных работах: возведении коттеджей, хозяйственных построек, гаражей. Он также используется для заполнения каркаса многоэтажных домов, построенных из железобетона.
Этот материал стал настолько популярен, что уже сложно представить страну, в которой бы он не использовался строителями. Точнее, используются сборные стеновые блоки из керамзитобетона.
Толщина поверхности, отделанной керамзитобетонным блоком, в основном зависит от того, какой вариант кладки вы выберете.Каждый вариант, в свою очередь, зависит от погодных и климатических условий. Также учитывается, насколько сильно эксплуатируется здание. Когда строительство капитальное, то часто можно использовать не один блок керамзитобетона. Кроме того, применяют кирпич, пено- и шлакоблоки. Толщина будущей кладки будет зависеть от того, какая теплоизоляция требуется для конкретного здания. Также будут учитываться различные теплопроводные и влагоотталкивающие характеристики утеплителя.
В зависимости от выбора кладки вы рассчитаете толщину стен, которые выполнены из керамоблоков. При этом будет учитываться наружный и внутренний слой наносимой на стену финишной штукатурки:
Первый вариант: если несущая стена выкладывается блоками 390:190:200 миллиметров, то кладку необходимо класть с толщиной 400 миллиметров, не считая слоев внутренней штукатурки и утеплителя, что снаружи.
Второй вариант: если конструкция несущей стены состоит из блоков размером 590:290:200 миллиметров, то стена должна быть ровно 600 миллиметров.Утепление в этом случае заключается в заполнении специальных пустот в блоках между стенами.
Третий вариант: если вы решили использовать керамзитобетонный блок размером 235:500:200 миллиметров, то толщина стенки будет 500 миллиметров. Плюс к расчетам добавить слои штукатурки с обеих сторон стены.
Теплопроводность – свойство материала, характеризующее процесс передачи тепла от теплых предметов к холодным. Это всем известно из уроков физики.
Теплопроводность в расчетах выражается через специальный коэффициент.Учитываются параметры тел, между которыми передается теплота, количество теплоты и время. Этот коэффициент показывает, какое количество теплоты может быть передано за один час от одного тела к другому, имеющим размеры один метр толщины и один квадратный метр площади.
Различные характеристики по-своему влияют на теплопроводность каждого материала. К ним относятся размер, тип, наличие пустот материала или вещества, его химический состав.Влажность и температура воздуха также влияют на этот процесс. Например, низкая теплопроводность наблюдается у пористых материалов и веществ.
Для каждого конкретного здания измеряется своя толщина стен. Она варьируется в зависимости от назначения здания. Для жилого дома норма толщины будет ровно 64 сантиметра. Это все прописано в специальных строительных нормах и правилах. Правда, некоторые считают иначе: что несущая стена жилого дома может быть толщиной 39 сантиметров.На самом деле такие расчеты больше подходят для дачи, загородного дома, гаража, построек хозяйственного назначения. Со стеной такой толщины можно строить внутреннюю отделку.
Пример расчета
Очень важно произвести точный расчет. Необходимо учитывать оптимальную толщину стен, которые выполнены из керамзитобетонных блоков. Для достижения результата используйте очень простую формулу, состоящую из одного действия.
Строители, чтобы решить эту формулу, должны знать две величины.Первое, что нужно знать, это коэффициент теплопроводности, о котором говорилось ранее. В формуле он пишется через знак «λ». Второй величиной, которую необходимо учитывать, является коэффициент сопротивления теплопередаче. Это значение зависит от многих факторов, например, от погодных условий местности, где находится здание. Немаловажным фактором является и площадь, в которой впоследствии будет использоваться здание. Это значение в формуле будет иметь вид «Rreg».Его можно определить по нормам и правилам строительства.
Значение в формуле, которое нам нужно найти, а именно толщину строящейся стены, обозначим значком «δ». В итоге формула будет иметь вид:
В итоге после решения этой формулы:
δ = 3 х 0,19 = 0,57 м.
понимаем, что толщина стен должна быть 57 сантиметров.
δ = Rreg x λ
Для примера можно рассчитать толщину строящейся стены в городе Москве и Московской области.Величина Rreg для этого региона страны уже рассчитана и официально закреплена в специальных правилах и строительных нормах.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*

*

*