Газоблок автоклавный и неавтоклавный разница: плюсы, минусы   Строительство домов и конструкций из пеноблоков

Чем отличается автоклавный газобетон от неавтоклавного?

Автоклавирование газобетона

В последнее время в связи с ростом популярности строительных блоков из ячеистых бетонов часто возникает вопрос: в чем отличие автоклавного газобетона от неавтоклавных материалов (пенобетона и неавтоклавного газобетона)? Постараемся ответить на данный вопрос в этой статье.

Распространены несколько терминов, обозначающих строительные материалы из ячеистого бетона – газобетон, пенобетон, кроме того есть такие характеристики, как автоклавный и неавтоклавный. Разберемся в определениях. Ячеистый бетон – это общее наименование всех легких бетонов, которые характеризуются наличием множества пор (ячеек) в своей структуре, которые придают улучшенные физико-механические свойства материалу.

По способу порообразования ячеистые бетоны делятся на пенобетоны и газобетоны. Как следует из названия, в одном материале для создания ячеистой структуры применяется химическая пена, а в другом газ.

Пенобетон –  застывший в поризованном состоянии цементно-песчаный раствор. Ячеистая структура в нем формируется за счет введения и «взбивания» химических пенообразователей. Как правило, цех по производству пенобетона («заводом» назвать эту фабрику крайне сложно), небольшой по площади с преобладанием ручного труда и неквалифицированного персонала. Объем производства крайне мал, оборачиваемость средств низкая, поэтому экономить в таком производстве приходится буквально на всем, что явно не способствует повышению качества готового продукта.

Насыщения бетона газом, выделяющимся при реакции извести и алюминиевой пасты – процесс достаточно сложный и требующий тщательного контроля за дозировкой этих компонентов. Обеспечить это возможно только на крупных заводах с качественным автоматизированным оборудованием, и еще недавно термин «газобетон» уже по умолчанию означал наличие автоклавной обработки. Так постепенно в сознании потребителя сформировалось устойчивое и вполне объективное мнение: пенобетон – это дешево и с посредственными характеристиками; газобетон – немного дороже, но значительно лучше качество и стабильные свойства.

В конкурентной борьбе за покупателя, производители пенобетона вместо снижения цены или улучшения качества своих изделий, решили просто уйти от полностью дискредитированного термина «пенобетон», заменив его более благозвучным – НЕавтоклавный газобетон. В сути своей материал не изменился, теперь в ту же химическую пену добавляется немного газообразователя, затем все также разливается в опалубку и раствор набирает прочность под открытым небом. Для конечного потребителя, кроме увеличения цены продукта, это переименование ничего не несет.

Что такое автоклавирование и для чего оно нужно?

Автоклавная обработка – пропаривание в металлических капсулах (автоклавах) при высоком давлении (12 атм.) и высокой температуре (191^оС) – позволяет получить материал с такими свойствами, какие невозможно получить в обычных условиях. Автоклавирование газобетона производится не только для того, чтобы ускорить процесс твердения смеси. Основной смысл состоит в том, что в автоклаве в структуре газобетона происходят изменения на молекулярном уровне, и образуется новый минерал с уникальными эксплуатационными характеристиками — тоберморит. Поэтому автоклавный газобетон – это искусственно синтезированный камень, а неавтоклавные бетоны – фактически застывший в поризованном состоянии цементно-песчаный раствор.

Автоклавный  газобетон и неавтоклавные материалы принципиально различаются по целому ряду параметров, начиная от состава и заканчивая физико-техническими и эксплуатационными характеристиками.  А если быть точнее, автоклавный газобетон превосходит их по всем показателям.

Рассмотрим основные показатели:

1. Стабильность качества автоклавного газобетона

Автоклавный газобетон изготавливается только на крупном производстве и на стройплощадку попадает в виде готовых блоков. Производство автоклавного газобетона в кустарных условиях невозможно, так как при изготовлении необходимо контролировать одновременно несколько десятков процессов и параметров. Современные заводы автоклавного газобетона имеют высокую степень автоматизации (около 95%) и практически исключают влияние человеческого фактора на производственный процесс.

Автоклавный газобетон производится согласно современному ГОСТу 2007 года, что подтверждается протоколами испытаний, продукция имеет сертификат качества, и клиент может быть уверен в надлежащем качестве.

Для производства пенобетона и неавтоклавного газобетона не требуется большого завода и огромных капиталовложений, что обеспечивает низкий порог входа в этот бизнес. На практике это означает, что имея небольшую бетонно-растворную установку, опалубку и пару низкоквалифицированных рабочих, можно организовать кустарное производство с нестабильными показателями качества, гордо назвав это заводом или фабрикой по производству стройматериалов. Обеспечить в таких условиях стабильность характеристик продукта практически невозможно, поскольку дозирование компонентов производится вручную и, как правило «на глаз», а старый ГОСТ, которому уже больше четверти века, допускает производство таких изделий.

2. Прочность

Ячеистые бетоны изготавливают различной плотности: от 400 до 800 кг/м3 классом прочности на сжатие от В1,5 до В7,5. Самыми ходовыми являются плотности D500 и D600, при этом автоклавный газобетон на этих плотностях имеет класс по прочности на сжатие B2,5 и B3,5 соответственно.

Неавтоклавные же материалы значительно проигрывают автоклавному газобетону по физическим свойствам и прочности при одинаковой плотности. Например, при плотности D600 они имеют прочность на сжатие в два раза ниже, чем у автоклавного газобетона! Кроме того, производители неавтоклавных материалов просто не могут выпускать строительные блоки с плотностью ниже D600, т.к. эти блоки не имеют прочности вообще, а применять их в строительстве недопустимо.

 3. Возможность крепления

Автоклавирование значительно повышает прочностные характеристики газобетона. В основание из автоклавного газобетона можно закрепить не только шкафы и полки, но и бойлеры, кондиционеры, вентилируемые фасады. Причем навесные фасады могут быть как из легкого композита так и из тяжелого керамогранита. Для этого применяются анкера с полиамидными распираемыми элементами. Например, один анкер 10х100 выдерживает нагрузку на вырыв по оси до 700кг, что вполне сравнимо с показателями полнотелого кирпича или тяжелого бетона.

Говорить о креплении в пенобетон или НЕавтоклавный газобетон просто не приходится. Гвоздь или шуруп просто вдавливается в стену руками, поэтому применение обычного механического крепежа здесь невозможно. Можно использовать для крепления НЕтяжелых предметов, например, зеркал или крючков для одежды, дорогостоящий двухкомпонентный химический анкер, что дает хоть какую-то иллюзию надежности. Но при навешивании на стену кухонного гарнитура даже использование «химии» не поможет, т.к. под весом шкафа с посудой произойдет разрушение неавтоклавного материала в месте крепления и из стены просто выпадет кусок блока.

4. Однородность

При производстве автоклавного газобетона газообразование происходит одновременно во всем объеме материала. Параллельно с газообразованием происходит отверждение. По мере роста массива на опалубку от закрепленных на ней специальных вибраторов периодически  подается импульс, который «встряхивает» массив, выгоняя из него крупные пузыри газа и исключая наличие раковин и воздушных мешков в готовых блоках. В результате поры одного размера и равномерно распределены по всему объему материала. Строительные блоки из автоклавного газобетона получают в результате разрезания большого массива, что гарантирует идеальное и одинаковое качество всех блоков.

Неавтоклавный газобетон и пенобетон получают введением в бетонную массу пены, газообразователей и перемешивая ее. В итоге часто случается, что пузырьки, как более легкие компоненты смеси, всплывают вверх, а более тяжелые наполнители оседают вниз. Получается неравномерное распределение пор в блоке, и за счет этого нет возможности добиться единых характеристик на разных блоках. Технология производства неавтоклавного газобетона исключает возможность встряхивания массива, поэтому наличие пузырей диаметром 50-70 мм – обычное дело. В таком материале часто возникают более холодные участки стены с выпадением конденсата на поверхности, а также трещины – в местах ослабления кладки крупными пузырями воздуха.

5. Усадка при высыхании

Набор прочности неавтоклавным ячеистым бетоном сопровождается значительной его усадкой, которая, в свою очередь, приводит к растрескиванию готовой кладки. Очень часто приходится видеть, как на недавно построенном и отделанном здании появляются множественные трещины, отслаивается отделочный слой, отваливается штукатурка. Эти процессы могут протекать в течение нескольких лет  –  того самого периода, пока идет «набор прочности».

Более того, трещинами испещрены блоки еще до того, как они уложены в кладку. Избавиться от усадки и трещин можно только автоклавированием, но в условиях кустарного производства это невозможно. Поэтому продавцы пенобетона и неавтоклавного газобетона идут на маркетинговые уловки, добавляя фибру (бумагу, пропитанную раствором серной кислоты и роданидом кальция) и называя это «армированным пенобетоном», устойчивым к растрескиванию. Для конечного потребителя, опять же кроме увеличения стоимости, фибра ничего не дает, ведь любой человек, даже не связанный со строительной индустрией, понимает, что если добавить бумагу в бетон, то никаких чудодейственных свойств, обещанных продавцами пенобетона, у материала не появится.

Нужно отметить, что чем легче (а как следствие, и теплее) материал, тем больше усадка. Опыт строительства показывает, что стены из неавтоклавных ячеистых бетонов  нельзя просто зашпаклевать и покрасить – внутри их приходится закрывать гипсокартоном, а для внешней отделки применять навесные фасады с креплением в перекрытие или кирпич.

Автоклавный газобетон полностью набрал прочность уже в процессе производства и автоклавирования, поэтому усадочные деформации ему не грозят.

К примеру, для автоклавного газобетона показатель усадки не превышает 0,4 мм/м, тогда как для неавтоклавных материалов он составляет в 10 раз больше — до 5 мм/м.

6. Экологичность

Автоклавный газобетон является абсолютно экологичным и аэропроницаемым материалом. Поэтому в доме из автоклавного газобетона всегда благоприятный микроклимат для проживания, сходный с климатом деревянного дома. Газобетон производится из минерального сырья, поэтому совершенно не подвержен гниению, а благодаря способности к регулированию влажности воздуха в помещении, полностью исключается вероятность появления на нем грибков и плесени.

Пенобетон может изготавливают из самого дешевого местного сырья: песка, отходов щебеночного производства, кроме того, в качестве пенообразователей применяются химические добавки, что, несомненно, снижает показатели экологичности дома из пенобетона. Также химические компоненты вносятся в блок с фиброй, пропитанной кислотами, хлоридами и роданидами. Даже присутствующие в небольших количествах, эти вещества способны выделяться и накапливаться в воздухе жилых помещений.

7. Геометрия

Точность геометрических размеров блоков из автоклавного газобетона регулируется современным ГОСТом, допустимые отклонения – по длине до 3 мм, по ширине до 2 мм, по толщине – до 1 мм. Блоки получаются путем резки струнами большого массива автоклавного газобетона и нарезать неровно на таком оборудовании просто нельзя.

Неавтоклавный газобетон и пенобетон разливают в опалубку с ограниченными циклами использования. Ввиду все той же экономии, опалубка используется в несколько раз дольше ее нормативного срока службы, а поскольку опалубка разборная, то в силу ее деформаций и износа собрать ее правильно с каждым разом становится все сложнее и сложнее – отсюда и отклонения по геометрии блоков. Для неавтоклавных газобетона и пенобетона отклонения геометрических размеров допускаются значительно больше — по толщине могут достигать 5 мм (старый ГОСТ 1989 года).

Большой разбег в геометрических размерах блоков из неавтоклавных материалов влечет ухудшение всех показателей кладки:

• — увеличивается толщина слоя раствора, приводя к увеличению стоимости кладки
• — увеличивается усадка кладки, т.к. помимо блоков усаживаются и толстые растворные швы
• — образуются мостики холода из-за толстых растворных швов
• — требуется трудоемкое выравнивание вертикальной поверхности стен
• — расход цементно-песчаного раствора в 5-6 раз выше, чем кладочного клея
• — увеличивается толщина и трудоемкость отделочных работ
• — снижается прочность кладки

8. Теплоизоляционные свойства

Плотность пенобетона или газобетона напрямую влияет на их теплоизоляционные свойства и, чем материал плотнее,  тем теплоизоляция ниже. Пенобетон или неавтоклавный газобетон с низкой плотностью – это отличный теплоизоляционный материал, но прочность у него крайне низкая и применять его для кладки стен нельзя. В качестве конструктивного, особенно для несущих стен, требуется плотность выше, а значит, материал будет «холоднее». К примеру, для Иркутской области при использовании неавтоклавных материалов плотность ячеистого бетона должна быть минимум 700 кг/куб. метр. И без того невыдающиеся теплоизоляционные свойства значительно ухудшаются ведением кладки на цементно-песчаном растворе с толстыми швами. Это значит, что толщина стены из пенобетона или неавтоклавного газобетона с плотностью D700 для нормальной теплоизоляции без применения утеплителя должна быть около 65-70 см.

Стена из автоклавного газобетона обеспечивает такие же показатели теплозащиты и прочности при толщине всего 40 см, при этом достаточно плотности D400-D500. Объективно автоклавный газобетон обладает лучшими, чем неавтоклавные материалы, показателями прочности и теплоизоляции при меньшем весе.

Подведем итоги

• — Автоклавный газобетон превосходит неавтоклавные материалы по физико-техническим свойствам благодаря автоклавной обработке.
• — Автоклавный газобетон производится только на современных заводах со стабильным гарантированным качеством на уровне мировых стандартов.
• — Автоклавный газобетон отличается от неавтоклавных материалов более высокой прочностью при меньшем весе.
• — Автоклавный газобетон не дает усадки в процессе эксплуатации.
• — Блоки из автоклавного газобетона отличаются точными размерами и равномерной плотностью массива.
• — Автоклавный газобетон является искусственным природным минералом, что обуславливает высочайший уровень его экологичности.
• — Применение автоклавного газобетона позволяет возвести теплоэффективный дом с однородной стеной 400 мм, не требующей утепления.

Строительство домов из неавтоклавных материалов дешевле только на первый взгляд. Если учесть плохую геометрию неавтоклавных материалов, худшие показатели теплоизоляции и прочности по сравнению с автоклавным газобетоном, необходимость в большем расходе кладочных и выравнивающих материалов, то выгода строительства из неавтоклавных  материалов отсутствует. 

Чем отличается автоклавный газобетон от неавтоклавного?

Автоклавирование газобетона

В последнее время в связи с ростом популярности строительных блоков из ячеистых бетонов часто возникает вопрос: в чем отличие автоклавного газобетона от неавтоклавных материалов (пенобетона и неавтоклавного газобетона)? Постараемся ответить на данный вопрос в этой статье.

Распространены несколько терминов, обозначающих строительные материалы из ячеистого бетона – газобетон, пенобетон, кроме того есть такие характеристики, как автоклавный и неавтоклавный. Разберемся в определениях. Ячеистый бетон – это общее наименование всех легких бетонов, которые характеризуются наличием множества пор (ячеек) в своей структуре, которые придают улучшенные физико-механические свойства материалу.

По способу порообразования ячеистые бетоны делятся на пенобетоны и газобетоны. Как следует из названия, в одном материале для создания ячеистой структуры применяется химическая пена, а в другом газ.

Пенобетон –  застывший в поризованном состоянии цементно-песчаный раствор. Ячеистая структура в нем формируется за счет введения и «взбивания» химических пенообразователей. Как правило, цех по производству пенобетона («заводом» назвать эту фабрику крайне сложно), небольшой по площади с преобладанием ручного труда и неквалифицированного персонала. Объем производства крайне мал, оборачиваемость средств низкая, поэтому экономить в таком производстве приходится буквально на всем, что явно не способствует повышению качества готового продукта.

Насыщения бетона газом, выделяющимся при реакции извести и алюминиевой пасты – процесс достаточно сложный и требующий тщательного контроля за дозировкой этих компонентов. Обеспечить это возможно только на крупных заводах с качественным автоматизированным оборудованием, и еще недавно термин «газобетон» уже по умолчанию означал наличие автоклавной обработки. Так постепенно в сознании потребителя сформировалось устойчивое и вполне объективное мнение: пенобетон – это дешево и с посредственными характеристиками; газобетон – немного дороже, но значительно лучше качество и стабильные свойства.

В конкурентной борьбе за покупателя, производители пенобетона вместо снижения цены или улучшения качества своих изделий, решили просто уйти от полностью дискредитированного термина «пенобетон», заменив его более благозвучным – НЕавтоклавный газобетон. В сути своей материал не изменился, теперь в ту же химическую пену добавляется немного газообразователя, затем все также разливается в опалубку и раствор набирает прочность под открытым небом. Для конечного потребителя, кроме увеличения цены продукта, это переименование ничего не несет.

Что такое автоклавирование и для чего оно нужно?

Автоклавная обработка – пропаривание в металлических капсулах (автоклавах) при высоком давлении (12 атм.) и высокой температуре (191^оС) – позволяет получить материал с такими свойствами, какие невозможно получить в обычных условиях. Автоклавирование газобетона производится не только для того, чтобы ускорить процесс твердения смеси. Основной смысл состоит в том, что в автоклаве в структуре газобетона происходят изменения на молекулярном уровне, и образуется новый минерал с уникальными эксплуатационными характеристиками — тоберморит. Поэтому автоклавный газобетон – это искусственно синтезированный камень, а неавтоклавные бетоны – фактически застывший в поризованном состоянии цементно-песчаный раствор.

Автоклавный  газобетон и неавтоклавные материалы принципиально различаются по целому ряду параметров, начиная от состава и заканчивая физико-техническими и эксплуатационными характеристиками.  А если быть точнее, автоклавный газобетон превосходит их по всем показателям.

Рассмотрим основные показатели:

1. Стабильность качества автоклавного газобетона

Автоклавный газобетон изготавливается только на крупном производстве и на стройплощадку попадает в виде готовых блоков. Производство автоклавного газобетона в кустарных условиях невозможно, так как при изготовлении необходимо контролировать одновременно несколько десятков процессов и параметров. Современные заводы автоклавного газобетона имеют высокую степень автоматизации (около 95%) и практически исключают влияние человеческого фактора на производственный процесс.

Автоклавный газобетон производится согласно современному ГОСТу 2007 года, что подтверждается протоколами испытаний, продукция имеет сертификат качества, и клиент может быть уверен в надлежащем качестве.

Для производства пенобетона и неавтоклавного газобетона не требуется большого завода и огромных капиталовложений, что обеспечивает низкий порог входа в этот бизнес. На практике это означает, что имея небольшую бетонно-растворную установку, опалубку и пару низкоквалифицированных рабочих, можно организовать кустарное производство с нестабильными показателями качества, гордо назвав это заводом или фабрикой по производству стройматериалов. Обеспечить в таких условиях стабильность характеристик продукта практически невозможно, поскольку дозирование компонентов производится вручную и, как правило «на глаз», а старый ГОСТ, которому уже больше четверти века, допускает производство таких изделий.

2. Прочность

Ячеистые бетоны изготавливают различной плотности: от 400 до 800 кг/м3 классом прочности на сжатие от В1,5 до В7,5. Самыми ходовыми являются плотности D500 и D600, при этом автоклавный газобетон на этих плотностях имеет класс по прочности на сжатие B2,5 и B3,5 соответственно.

Неавтоклавные же материалы значительно проигрывают автоклавному газобетону по физическим свойствам и прочности при одинаковой плотности. Например, при плотности D600 они имеют прочность на сжатие в два раза ниже, чем у автоклавного газобетона! Кроме того, производители неавтоклавных материалов просто не могут выпускать строительные блоки с плотностью ниже D600, т.к. эти блоки не имеют прочности вообще, а применять их в строительстве недопустимо.

 3. Возможность крепления

Автоклавирование значительно повышает прочностные характеристики газобетона. В основание из автоклавного газобетона можно закрепить не только шкафы и полки, но и бойлеры, кондиционеры, вентилируемые фасады. Причем навесные фасады могут быть как из легкого композита так и из тяжелого керамогранита. Для этого применяются анкера с полиамидными распираемыми элементами. Например, один анкер 10х100 выдерживает нагрузку на вырыв по оси до 700кг, что вполне сравнимо с показателями полнотелого кирпича или тяжелого бетона.

Говорить о креплении в пенобетон или НЕавтоклавный газобетон просто не приходится. Гвоздь или шуруп просто вдавливается в стену руками, поэтому применение обычного механического крепежа здесь невозможно. Можно использовать для крепления НЕтяжелых предметов, например, зеркал или крючков для одежды, дорогостоящий двухкомпонентный химический анкер, что дает хоть какую-то иллюзию надежности. Но при навешивании на стену кухонного гарнитура даже использование «химии» не поможет, т.к. под весом шкафа с посудой произойдет разрушение неавтоклавного материала в месте крепления и из стены просто выпадет кусок блока.

4. Однородность

При производстве автоклавного газобетона газообразование происходит одновременно во всем объеме материала. Параллельно с газообразованием происходит отверждение. По мере роста массива на опалубку от закрепленных на ней специальных вибраторов периодически  подается импульс, который «встряхивает» массив, выгоняя из него крупные пузыри газа и исключая наличие раковин и воздушных мешков в готовых блоках. В результате поры одного размера и равномерно распределены по всему объему материала. Строительные блоки из автоклавного газобетона получают в результате разрезания большого массива, что гарантирует идеальное и одинаковое качество всех блоков.

Неавтоклавный газобетон и пенобетон получают введением в бетонную массу пены, газообразователей и перемешивая ее. В итоге часто случается, что пузырьки, как более легкие компоненты смеси, всплывают вверх, а более тяжелые наполнители оседают вниз. Получается неравномерное распределение пор в блоке, и за счет этого нет возможности добиться единых характеристик на разных блоках. Технология производства неавтоклавного газобетона исключает возможность встряхивания массива, поэтому наличие пузырей диаметром 50-70 мм – обычное дело. В таком материале часто возникают более холодные участки стены с выпадением конденсата на поверхности, а также трещины – в местах ослабления кладки крупными пузырями воздуха.

5. Усадка при высыхании

Набор прочности неавтоклавным ячеистым бетоном сопровождается значительной его усадкой, которая, в свою очередь, приводит к растрескиванию готовой кладки. Очень часто приходится видеть, как на недавно построенном и отделанном здании появляются множественные трещины, отслаивается отделочный слой, отваливается штукатурка. Эти процессы могут протекать в течение нескольких лет  –  того самого периода, пока идет «набор прочности».

Более того, трещинами испещрены блоки еще до того, как они уложены в кладку. Избавиться от усадки и трещин можно только автоклавированием, но в условиях кустарного производства это невозможно. Поэтому продавцы пенобетона и неавтоклавного газобетона идут на маркетинговые уловки, добавляя фибру (бумагу, пропитанную раствором серной кислоты и роданидом кальция) и называя это «армированным пенобетоном», устойчивым к растрескиванию. Для конечного потребителя, опять же кроме увеличения стоимости, фибра ничего не дает, ведь любой человек, даже не связанный со строительной индустрией, понимает, что если добавить бумагу в бетон, то никаких чудодейственных свойств, обещанных продавцами пенобетона, у материала не появится.

Нужно отметить, что чем легче (а как следствие, и теплее) материал, тем больше усадка. Опыт строительства показывает, что стены из неавтоклавных ячеистых бетонов  нельзя просто зашпаклевать и покрасить – внутри их приходится закрывать гипсокартоном, а для внешней отделки применять навесные фасады с креплением в перекрытие или кирпич.

Автоклавный газобетон полностью набрал прочность уже в процессе производства и автоклавирования, поэтому усадочные деформации ему не грозят.

К примеру, для автоклавного газобетона показатель усадки не превышает 0,4 мм/м, тогда как для неавтоклавных материалов он составляет в 10 раз больше — до 5 мм/м.

6. Экологичность

Автоклавный газобетон является абсолютно экологичным и аэропроницаемым материалом. Поэтому в доме из автоклавного газобетона всегда благоприятный микроклимат для проживания, сходный с климатом деревянного дома. Газобетон производится из минерального сырья, поэтому совершенно не подвержен гниению, а благодаря способности к регулированию влажности воздуха в помещении, полностью исключается вероятность появления на нем грибков и плесени.

Пенобетон может изготавливают из самого дешевого местного сырья: песка, отходов щебеночного производства, кроме того, в качестве пенообразователей применяются химические добавки, что, несомненно, снижает показатели экологичности дома из пенобетона. Также химические компоненты вносятся в блок с фиброй, пропитанной кислотами, хлоридами и роданидами. Даже присутствующие в небольших количествах, эти вещества способны выделяться и накапливаться в воздухе жилых помещений.

7. Геометрия

Точность геометрических размеров блоков из автоклавного газобетона регулируется современным ГОСТом, допустимые отклонения – по длине до 3 мм, по ширине до 2 мм, по толщине – до 1 мм. Блоки получаются путем резки струнами большого массива автоклавного газобетона и нарезать неровно на таком оборудовании просто нельзя.

Неавтоклавный газобетон и пенобетон разливают в опалубку с ограниченными циклами использования. Ввиду все той же экономии, опалубка используется в несколько раз дольше ее нормативного срока службы, а поскольку опалубка разборная, то в силу ее деформаций и износа собрать ее правильно с каждым разом становится все сложнее и сложнее – отсюда и отклонения по геометрии блоков. Для неавтоклавных газобетона и пенобетона отклонения геометрических размеров допускаются значительно больше — по толщине могут достигать 5 мм (старый ГОСТ 1989 года).

Большой разбег в геометрических размерах блоков из неавтоклавных материалов влечет ухудшение всех показателей кладки:

• — увеличивается толщина слоя раствора, приводя к увеличению стоимости кладки
• — увеличивается усадка кладки, т.к. помимо блоков усаживаются и толстые растворные швы
• — образуются мостики холода из-за толстых растворных швов
• — требуется трудоемкое выравнивание вертикальной поверхности стен
• — расход цементно-песчаного раствора в 5-6 раз выше, чем кладочного клея
• — увеличивается толщина и трудоемкость отделочных работ
• — снижается прочность кладки

8. Теплоизоляционные свойства

Плотность пенобетона или газобетона напрямую влияет на их теплоизоляционные свойства и, чем материал плотнее,  тем теплоизоляция ниже. Пенобетон или неавтоклавный газобетон с низкой плотностью – это отличный теплоизоляционный материал, но прочность у него крайне низкая и применять его для кладки стен нельзя. В качестве конструктивного, особенно для несущих стен, требуется плотность выше, а значит, материал будет «холоднее». К примеру, для Иркутской области при использовании неавтоклавных материалов плотность ячеистого бетона должна быть минимум 700 кг/куб. метр. И без того невыдающиеся теплоизоляционные свойства значительно ухудшаются ведением кладки на цементно-песчаном растворе с толстыми швами. Это значит, что толщина стены из пенобетона или неавтоклавного газобетона с плотностью D700 для нормальной теплоизоляции без применения утеплителя должна быть около 65-70 см.

Стена из автоклавного газобетона обеспечивает такие же показатели теплозащиты и прочности при толщине всего 40 см, при этом достаточно плотности D400-D500. Объективно автоклавный газобетон обладает лучшими, чем неавтоклавные материалы, показателями прочности и теплоизоляции при меньшем весе.

Подведем итоги

• — Автоклавный газобетон превосходит неавтоклавные материалы по физико-техническим свойствам благодаря автоклавной обработке.
• — Автоклавный газобетон производится только на современных заводах со стабильным гарантированным качеством на уровне мировых стандартов.
• — Автоклавный газобетон отличается от неавтоклавных материалов более высокой прочностью при меньшем весе.
• — Автоклавный газобетон не дает усадки в процессе эксплуатации.
• — Блоки из автоклавного газобетона отличаются точными размерами и равномерной плотностью массива.
• — Автоклавный газобетон является искусственным природным минералом, что обуславливает высочайший уровень его экологичности.
• — Применение автоклавного газобетона позволяет возвести теплоэффективный дом с однородной стеной 400 мм, не требующей утепления.

Строительство домов из неавтоклавных материалов дешевле только на первый взгляд. Если учесть плохую геометрию неавтоклавных материалов, худшие показатели теплоизоляции и прочности по сравнению с автоклавным газобетоном, необходимость в большем расходе кладочных и выравнивающих материалов, то выгода строительства из неавтоклавных  материалов отсутствует. 

Чем отличается автоклавный газобетон от неавтоклавного?

Автоклавирование газобетона

В последнее время в связи с ростом популярности строительных блоков из ячеистых бетонов часто возникает вопрос: в чем отличие автоклавного газобетона от неавтоклавных материалов (пенобетона и неавтоклавного газобетона)? Постараемся ответить на данный вопрос в этой статье.

Распространены несколько терминов, обозначающих строительные материалы из ячеистого бетона – газобетон, пенобетон, кроме того есть такие характеристики, как автоклавный и неавтоклавный. Разберемся в определениях. Ячеистый бетон – это общее наименование всех легких бетонов, которые характеризуются наличием множества пор (ячеек) в своей структуре, которые придают улучшенные физико-механические свойства материалу.

По способу порообразования ячеистые бетоны делятся на пенобетоны и газобетоны. Как следует из названия, в одном материале для создания ячеистой структуры применяется химическая пена, а в другом газ.

Пенобетон –  застывший в поризованном состоянии цементно-песчаный раствор. Ячеистая структура в нем формируется за счет введения и «взбивания» химических пенообразователей. Как правило, цех по производству пенобетона («заводом» назвать эту фабрику крайне сложно), небольшой по площади с преобладанием ручного труда и неквалифицированного персонала. Объем производства крайне мал, оборачиваемость средств низкая, поэтому экономить в таком производстве приходится буквально на всем, что явно не способствует повышению качества готового продукта.

Насыщения бетона газом, выделяющимся при реакции извести и алюминиевой пасты – процесс достаточно сложный и требующий тщательного контроля за дозировкой этих компонентов. Обеспечить это возможно только на крупных заводах с качественным автоматизированным оборудованием, и еще недавно термин «газобетон» уже по умолчанию означал наличие автоклавной обработки. Так постепенно в сознании потребителя сформировалось устойчивое и вполне объективное мнение: пенобетон – это дешево и с посредственными характеристиками; газобетон – немного дороже, но значительно лучше качество и стабильные свойства.

В конкурентной борьбе за покупателя, производители пенобетона вместо снижения цены или улучшения качества своих изделий, решили просто уйти от полностью дискредитированного термина «пенобетон», заменив его более благозвучным – НЕавтоклавный газобетон. В сути своей материал не изменился, теперь в ту же химическую пену добавляется немного газообразователя, затем все также разливается в опалубку и раствор набирает прочность под открытым небом. Для конечного потребителя, кроме увеличения цены продукта, это переименование ничего не несет.

Что такое автоклавирование и для чего оно нужно?

Автоклавная обработка – пропаривание в металлических капсулах (автоклавах) при высоком давлении (12 атм.) и высокой температуре (191^оС) – позволяет получить материал с такими свойствами, какие невозможно получить в обычных условиях. Автоклавирование газобетона производится не только для того, чтобы ускорить процесс твердения смеси. Основной смысл состоит в том, что в автоклаве в структуре газобетона происходят изменения на молекулярном уровне, и образуется новый минерал с уникальными эксплуатационными характеристиками — тоберморит. Поэтому автоклавный газобетон – это искусственно синтезированный камень, а неавтоклавные бетоны – фактически застывший в поризованном состоянии цементно-песчаный раствор.

Автоклавный  газобетон и неавтоклавные материалы принципиально различаются по целому ряду параметров, начиная от состава и заканчивая физико-техническими и эксплуатационными характеристиками.  А если быть точнее, автоклавный газобетон превосходит их по всем показателям.

Рассмотрим основные показатели:

1. Стабильность качества автоклавного газобетона

Автоклавный газобетон изготавливается только на крупном производстве и на стройплощадку попадает в виде готовых блоков. Производство автоклавного газобетона в кустарных условиях невозможно, так как при изготовлении необходимо контролировать одновременно несколько десятков процессов и параметров. Современные заводы автоклавного газобетона имеют высокую степень автоматизации (около 95%) и практически исключают влияние человеческого фактора на производственный процесс.

Автоклавный газобетон производится согласно современному ГОСТу 2007 года, что подтверждается протоколами испытаний, продукция имеет сертификат качества, и клиент может быть уверен в надлежащем качестве.

Для производства пенобетона и неавтоклавного газобетона не требуется большого завода и огромных капиталовложений, что обеспечивает низкий порог входа в этот бизнес. На практике это означает, что имея небольшую бетонно-растворную установку, опалубку и пару низкоквалифицированных рабочих, можно организовать кустарное производство с нестабильными показателями качества, гордо назвав это заводом или фабрикой по производству стройматериалов. Обеспечить в таких условиях стабильность характеристик продукта практически невозможно, поскольку дозирование компонентов производится вручную и, как правило «на глаз», а старый ГОСТ, которому уже больше четверти века, допускает производство таких изделий.

2. Прочность

Ячеистые бетоны изготавливают различной плотности: от 400 до 800 кг/м3 классом прочности на сжатие от В1,5 до В7,5. Самыми ходовыми являются плотности D500 и D600, при этом автоклавный газобетон на этих плотностях имеет класс по прочности на сжатие B2,5 и B3,5 соответственно.

Неавтоклавные же материалы значительно проигрывают автоклавному газобетону по физическим свойствам и прочности при одинаковой плотности. Например, при плотности D600 они имеют прочность на сжатие в два раза ниже, чем у автоклавного газобетона! Кроме того, производители неавтоклавных материалов просто не могут выпускать строительные блоки с плотностью ниже D600, т.к. эти блоки не имеют прочности вообще, а применять их в строительстве недопустимо.

 3. Возможность крепления

Автоклавирование значительно повышает прочностные характеристики газобетона. В основание из автоклавного газобетона можно закрепить не только шкафы и полки, но и бойлеры, кондиционеры, вентилируемые фасады. Причем навесные фасады могут быть как из легкого композита так и из тяжелого керамогранита. Для этого применяются анкера с полиамидными распираемыми элементами. Например, один анкер 10х100 выдерживает нагрузку на вырыв по оси до 700кг, что вполне сравнимо с показателями полнотелого кирпича или тяжелого бетона.

Говорить о креплении в пенобетон или НЕавтоклавный газобетон просто не приходится. Гвоздь или шуруп просто вдавливается в стену руками, поэтому применение обычного механического крепежа здесь невозможно. Можно использовать для крепления НЕтяжелых предметов, например, зеркал или крючков для одежды, дорогостоящий двухкомпонентный химический анкер, что дает хоть какую-то иллюзию надежности. Но при навешивании на стену кухонного гарнитура даже использование «химии» не поможет, т.к. под весом шкафа с посудой произойдет разрушение неавтоклавного материала в месте крепления и из стены просто выпадет кусок блока.

4. Однородность

При производстве автоклавного газобетона газообразование происходит одновременно во всем объеме материала. Параллельно с газообразованием происходит отверждение. По мере роста массива на опалубку от закрепленных на ней специальных вибраторов периодически  подается импульс, который «встряхивает» массив, выгоняя из него крупные пузыри газа и исключая наличие раковин и воздушных мешков в готовых блоках. В результате поры одного размера и равномерно распределены по всему объему материала. Строительные блоки из автоклавного газобетона получают в результате разрезания большого массива, что гарантирует идеальное и одинаковое качество всех блоков.

Неавтоклавный газобетон и пенобетон получают введением в бетонную массу пены, газообразователей и перемешивая ее. В итоге часто случается, что пузырьки, как более легкие компоненты смеси, всплывают вверх, а более тяжелые наполнители оседают вниз. Получается неравномерное распределение пор в блоке, и за счет этого нет возможности добиться единых характеристик на разных блоках. Технология производства неавтоклавного газобетона исключает возможность встряхивания массива, поэтому наличие пузырей диаметром 50-70 мм – обычное дело. В таком материале часто возникают более холодные участки стены с выпадением конденсата на поверхности, а также трещины – в местах ослабления кладки крупными пузырями воздуха.

5. Усадка при высыхании

Набор прочности неавтоклавным ячеистым бетоном сопровождается значительной его усадкой, которая, в свою очередь, приводит к растрескиванию готовой кладки. Очень часто приходится видеть, как на недавно построенном и отделанном здании появляются множественные трещины, отслаивается отделочный слой, отваливается штукатурка. Эти процессы могут протекать в течение нескольких лет  –  того самого периода, пока идет «набор прочности».

Более того, трещинами испещрены блоки еще до того, как они уложены в кладку. Избавиться от усадки и трещин можно только автоклавированием, но в условиях кустарного производства это невозможно. Поэтому продавцы пенобетона и неавтоклавного газобетона идут на маркетинговые уловки, добавляя фибру (бумагу, пропитанную раствором серной кислоты и роданидом кальция) и называя это «армированным пенобетоном», устойчивым к растрескиванию. Для конечного потребителя, опять же кроме увеличения стоимости, фибра ничего не дает, ведь любой человек, даже не связанный со строительной индустрией, понимает, что если добавить бумагу в бетон, то никаких чудодейственных свойств, обещанных продавцами пенобетона, у материала не появится.

Нужно отметить, что чем легче (а как следствие, и теплее) материал, тем больше усадка. Опыт строительства показывает, что стены из неавтоклавных ячеистых бетонов  нельзя просто зашпаклевать и покрасить – внутри их приходится закрывать гипсокартоном, а для внешней отделки применять навесные фасады с креплением в перекрытие или кирпич.

Автоклавный газобетон полностью набрал прочность уже в процессе производства и автоклавирования, поэтому усадочные деформации ему не грозят.

К примеру, для автоклавного газобетона показатель усадки не превышает 0,4 мм/м, тогда как для неавтоклавных материалов он составляет в 10 раз больше — до 5 мм/м.

6. Экологичность

Автоклавный газобетон является абсолютно экологичным и аэропроницаемым материалом. Поэтому в доме из автоклавного газобетона всегда благоприятный микроклимат для проживания, сходный с климатом деревянного дома. Газобетон производится из минерального сырья, поэтому совершенно не подвержен гниению, а благодаря способности к регулированию влажности воздуха в помещении, полностью исключается вероятность появления на нем грибков и плесени.

Пенобетон может изготавливают из самого дешевого местного сырья: песка, отходов щебеночного производства, кроме того, в качестве пенообразователей применяются химические добавки, что, несомненно, снижает показатели экологичности дома из пенобетона. Также химические компоненты вносятся в блок с фиброй, пропитанной кислотами, хлоридами и роданидами. Даже присутствующие в небольших количествах, эти вещества способны выделяться и накапливаться в воздухе жилых помещений.

7. Геометрия

Точность геометрических размеров блоков из автоклавного газобетона регулируется современным ГОСТом, допустимые отклонения – по длине до 3 мм, по ширине до 2 мм, по толщине – до 1 мм. Блоки получаются путем резки струнами большого массива автоклавного газобетона и нарезать неровно на таком оборудовании просто нельзя.

Неавтоклавный газобетон и пенобетон разливают в опалубку с ограниченными циклами использования. Ввиду все той же экономии, опалубка используется в несколько раз дольше ее нормативного срока службы, а поскольку опалубка разборная, то в силу ее деформаций и износа собрать ее правильно с каждым разом становится все сложнее и сложнее – отсюда и отклонения по геометрии блоков. Для неавтоклавных газобетона и пенобетона отклонения геометрических размеров допускаются значительно больше — по толщине могут достигать 5 мм (старый ГОСТ 1989 года).

Большой разбег в геометрических размерах блоков из неавтоклавных материалов влечет ухудшение всех показателей кладки:

• — увеличивается толщина слоя раствора, приводя к увеличению стоимости кладки
• — увеличивается усадка кладки, т.к. помимо блоков усаживаются и толстые растворные швы
• — образуются мостики холода из-за толстых растворных швов
• — требуется трудоемкое выравнивание вертикальной поверхности стен
• — расход цементно-песчаного раствора в 5-6 раз выше, чем кладочного клея
• — увеличивается толщина и трудоемкость отделочных работ
• — снижается прочность кладки

8. Теплоизоляционные свойства

Плотность пенобетона или газобетона напрямую влияет на их теплоизоляционные свойства и, чем материал плотнее,  тем теплоизоляция ниже. Пенобетон или неавтоклавный газобетон с низкой плотностью – это отличный теплоизоляционный материал, но прочность у него крайне низкая и применять его для кладки стен нельзя. В качестве конструктивного, особенно для несущих стен, требуется плотность выше, а значит, материал будет «холоднее». К примеру, для Иркутской области при использовании неавтоклавных материалов плотность ячеистого бетона должна быть минимум 700 кг/куб. метр. И без того невыдающиеся теплоизоляционные свойства значительно ухудшаются ведением кладки на цементно-песчаном растворе с толстыми швами. Это значит, что толщина стены из пенобетона или неавтоклавного газобетона с плотностью D700 для нормальной теплоизоляции без применения утеплителя должна быть около 65-70 см.

Стена из автоклавного газобетона обеспечивает такие же показатели теплозащиты и прочности при толщине всего 40 см, при этом достаточно плотности D400-D500. Объективно автоклавный газобетон обладает лучшими, чем неавтоклавные материалы, показателями прочности и теплоизоляции при меньшем весе.

Подведем итоги

• — Автоклавный газобетон превосходит неавтоклавные материалы по физико-техническим свойствам благодаря автоклавной обработке.
• — Автоклавный газобетон производится только на современных заводах со стабильным гарантированным качеством на уровне мировых стандартов.
• — Автоклавный газобетон отличается от неавтоклавных материалов более высокой прочностью при меньшем весе.
• — Автоклавный газобетон не дает усадки в процессе эксплуатации.
• — Блоки из автоклавного газобетона отличаются точными размерами и равномерной плотностью массива.
• — Автоклавный газобетон является искусственным природным минералом, что обуславливает высочайший уровень его экологичности.
• — Применение автоклавного газобетона позволяет возвести теплоэффективный дом с однородной стеной 400 мм, не требующей утепления.

Строительство домов из неавтоклавных материалов дешевле только на первый взгляд. Если учесть плохую геометрию неавтоклавных материалов, худшие показатели теплоизоляции и прочности по сравнению с автоклавным газобетоном, необходимость в большем расходе кладочных и выравнивающих материалов, то выгода строительства из неавтоклавных  материалов отсутствует. 

Отличие неавтоклавного газобетона от автоклавного

Именно здесь кроется главное различие материалов.
Автоклавный газобетон в отличие от неавтоклавного подвергается обработке в специальной печи, в автоклаве при температуре +180 °С и давлении до 14 бар. В газобетоне при этом образуется новый минерал — доберморит. Несомненным плюсом является то, что благодаря ему повышается прочность материала. За счет своих характеристик автоклавный бетон больше способов применения. Он может использоваться, например, в армированных конструкциях — перемычках, панелях. Автоклавный газобетон готов к использованию сразу после обработки в автоклаве. У автоклавной обработки имеются и недостатки: дорогостоящее оборудование, специфика его эксплуатации, требующая высококвалифицированного обслуживающего персонала, высокая металлоемкость автоклавов, низкий коэффициент использования внутреннего объема автоклава. Именно поэтому стоимость таких блоков на порядок выше стоимости неавтоклавного газобетона.

Производство неавтоклавного газобетона отличается от автоклавного отсутствием обработки в автоклаве. Газоблок, изготовленный по разной технологии, существенно отличается и по своим свойствам. При неавтоклавном производстве смесь для получения газобетона оставляют твердеть в обычных условиях. Это относительно дешевый способ: минимальны затраты электроэнергии, нет нужды применять специальное оборудование. Однако он не позволяет добиться высоких характеристик по прочности.

Сегодня неавтоклавный газобетон изготавливается также с применением современного технологического оборудования (например, пропарочной камеры), новых видов тепловлажностной обработки. Именно такой способ применяется на нашем заводе газобетона, что существенно улучшает характеристики газоблока. При этом позволяет сохранить низкую цену, за которую он и полюбился индивидуальным застройщикам.

Автоклавный и неавтоклавный газоблок: в чем разница?

В настоящее время блоки из легкого бетона с усовершенствованными физико-механическими характеристиками становятся все популярнее. Этот строительный материал содержит в своей основе большое количество ячеек. В зависимости от метода порообразования различают газобетон и пенобетон.

Кроме того, бетоны отличаются и по условиям твердения, т.е. они бывают автоклавными и неавтоклавными. Так, газоблок автоклавный – это строительная смесь, которая застывает в среде концентрированного пара при давлении, превышающем атмосферное. Неавтоклавный затвердевает при электрическом прогреве или с помощью насыщенного пара при обычном атмосферном давлении. Автоклавный и неавтоклавный бетоны существенно отличаются друг от друга:

• автоклавный газоблок изготавливают на крупных комбинатах с высоким уровнем автоматизации и сертификатом качества, подтвержденным многочисленными испытаниями и проверками;
• автоклавный газоблок прочнее неавтоклавного и имеет меньший вес;
• в процессе длительного использования автоклавный газоблок не дает усадки;
• автоклавному газоблоку свойственны точные размеры и равномерная плотность;
• автоклавный газобетон – новый искусственный минерал с высокой степенью экологичности. 

Автоклавирование газобетона позволяет закреплять в его основании крупногабаритные устройства и различное оборудование, применяя для этого анкера с полиамидными распираемыми частями. С помощью автоклавных газоблоков можно построить теплоэффективный дом с однородной стенкой толщиной около 400 мм без дополнительного утепления. Конечно, строительство зданий из автоклавных газоблоков обойдется немного дороже. Но если посчитать, что они имеют намного лучшие показатели теплоизоляции, прочности и точные геометрические размеры, то выгода очевидна.

Пенобетон как разновидность легких бетонов

Пенобетон получают путем введения в раствор из цемента и песка технической пены с определенными характеристиками и с последующим перемешиванием. Производство можно наладить не только в оборудованных цехах, но и на открытых площадках в непосредственной близости от объекта строительства. Процесс получения неавтоклавного пенобетона значительно дешевле, чем автоклавного. Автоклавный способ производства пенобетонных блоков дает возможность создать материал повышенной прочности и с небольшими усадочными деформациями. 

По сравнению с пенобетоном газоблоки более прочные, они лучше штукатурятся. По другим показателям газобетон уступает пенобетону. Оборудование для производства газобетона намного дороже. Пенобетонные блоки в отличие от газоблоков имеют низкую гигроскопичность, высокую степень огнестойкости, хорошие теплозащитные и морозостойкие показатели. Благодаря таким качествам автоклавный пенобетон можно применять в районах с повышенной влажностью и там, где использование газобетона невозможно.

Неавтоклавный и автоклавный газобетон: плюсы и минусы

Прежде, чем разобрать плюсы и минусы газобетона, необходимо уточнить, что газобетон бывает двух видов — неавтоклавного и автоклавного твердения. Рассмотрим отличия автоклавного и неавтоклавного газобетона.

Неавтоклавный газобетон твердеет в стандартных условиях (в камерах термической обработки). Такая технология производства обеспечивает минимальные расходы на оборудование и электроэнергию. 

Сырьем для производства являются цемент, минеральный заполнитель (песок, зола-уноса, доломитовая пыль), вода, газообразующая добавка (на основе алюминиевой пудры) и модифицирующие добавки.

Автоклавный газобетон получают в результате твердения газобетона в автоклавах, при температуре 120-200^оС и давлении P=1,4 МПа. Сырьем для производства газобетона являются: известь, цемент, минеральный заполнитель, вода, газообразующая добавка (на основе алюминиевой пудры) и модифицирующие добавки. За счет использования извести, значительно сокращается расход цемента, соответственно, себестоимость по сырью у автоклавного газобетона ниже, чем у неавтоклавного. Автоклавное твердение обеспечивает газобетону более высокую прочность в отличие от неавтоклавного.

Можно выделить следующие плюсы автоклавного и неавтоклавного газобетона в строительстве:

1. Экономичность строительства. Невысокая стоимость материала, а также большие размеры блоков при малом весе обеспечивают снижение расходов на строительство.

2. Низкая плотность, низкая теплопроводность. Газобетонные блоки имеют плотность от 400 до 800 кг/м³ и коэффициент теплопроводности от 0,1 до 0,21 Вт/(м*^оС), поэтому являются легкими и теплыми.

3. Хорошая звукоизоляция. За счет пористой структуры газобетон обеспечивает изоляцию шума в 10 раз лучше, чем кирпичная стена такой же толщины.

4. Пожаробезопасность. Газобетон является негорючим материалом, устойчив к воздействию огня, имеет первую степень огнестойкости, тем самым превосходя обычный бетон.

5. Паропроницаемость. За счет открытопористой структуры, газобетон имеет хорошую паропроницаемость. Коэффициент паропроницаемости составляет от 0,23 до 0,4 мг/(м*ч*Па). Дома из газобетона «дышат», в них комфортный микроклимат.

6. Экологичность. В состав газобетона входят природные, экологически чистые компоненты. Материал не выделяет вредных веществ, не стареет и не подвержен гниению. Радиационный фон составляет около 9-11 мкР/ч. Для сравнения, уровень радиационного фона в Москве составляет в среднем 13-15 мкР/ч.

Теперь рассмотрим минусы газобетона:

Для производства автоклавного газобетона требуется очень дорогое оборудование, большие энергозатраты и производственные площади. Поэтому мелкосерийный выпуск блоков становится невыгоден. И это главный минус автоклавного газобетона. В этом плане производство неавтоклавного газобетона становится наиболее привлекательным для малого бизнеса. 

У автоклавного газобетона имеется еще один недостаток – из-за повышенного водопоглощения, необходимо исключать воздействие окружающей среды на материал, т. е. обязательно закрывать автоклавный газобетон штукатуркой, декоративными фасадами и т. д.

Обзор автоклава

Последнее обновление: 31 октября 2016 г., 9:45:31 AM PDT

Узнайте о назначении и ограничениях автоклавов, типах циклов и процедурах безопасного и эффективного автоклавирования.

Назначение

Автоклавирование, иногда называемое стерилизацией паром, представляет собой использование пара под давлением для уничтожения инфекционных агентов и денатурирования белков. Этот вид «влажного тепла» считается наиболее надежным методом стерилизации лабораторного оборудования и обеззараживания биологически опасных отходов.

Другие методы обеззараживания — сухое тепло, ультрафиолетовое или ионизирующее излучение, а также дезинфекция жидкостью, газом или паром — не являются надлежащей заменой автоклавирования или сжигания перед утилизацией биологически опасных материалов.Автоклавы не удаляют химические загрязнения.

Рабочие процедуры

При правильном использовании автоклавы безопасны и очень эффективны. В автоклавах используется насыщенный пар под давлением примерно 15 фунтов на квадратный дюйм для достижения температуры камеры не менее 250 ° F (121 ° C) в течение заданного времени — обычно 30–60 минут.

Помимо правильной температуры и времени, предотвращение захвата воздуха имеет решающее значение для достижения стерильности. Стерилизуемый материал должен контактировать с паром и теплом.

Использование автоклава требует осторожности и соблюдения строгих нормативных и эксплуатационных требований. Для рабочих процедур читать:

Циклы автоклава

Есть 2 основных цикла автоклавирования:

• Гравитация или «быстрый выхлоп»
• Жидкость или «медленный выхлоп»

Оба цикла и материалы, подходящие для каждого цикла, описаны ниже.

Мониторинг стерильности

Химический индикатор (например, автоклавная лента) должен использоваться с каждой загрузкой, помещенной в автоклав. Однако использование только автоклавной ленты не является адекватным средством контроля эффективности. Мониторинг стерильности в автоклаве должен проводиться не реже одного раза в месяц с использованием соответствующих биологических индикаторов (полоски спор Bacillus stearothermophilus), размещенных в разных местах автоклава.

Споры, которые могут выжить при 250 ° F в течение 5 минут, но погибают при 250 ° F за 13 минут, более устойчивы к нагреванию, чем большинство из них, тем самым обеспечивая достаточный запас безопасности при валидации процедур дезактивации.Каждый тип используемого контейнера должен быть протестирован на споры, поскольку его эффективность зависит от загрузки, объема жидкости и т. Д.

Помогите UCSD выйти вперед!

Индикаторная лента для автоклавов некоторых марок может содержать свинец. Узнайте больше о возможных высоких уровнях содержания свинца в автоклавной ленте, о том, как правильно утилизировать его, и о бессвинцовых альтернативах.

Уведомление: Удаление опасных отходов через раковины, преднамеренное испарение или как обычный мусор является нарушением закона.Лаборатории кампуса должны соблюдать строгие государственные и федеральные требования по утилизации отходов. Вы можете быть привлечены к ответственности за нарушение действующего законодательства.

.

Автоклавы для аэрокосмического применения: проблемы и проблемы

Совет научных и промышленных исследований Национальных аэрокосмических лабораторий (CSIR-NAL), Бангалор, Индия, занимался исследованиями автоклавов в течение последних трех десятилетий и был пионером в их разработке и использовании в Индии для аэрокосмических / авиационных конструкций. Автоклавы CSIR-NAL сыграли важную роль во всех основных национальных авиационных / аэрокосмических программах. Самый большой аэрокосмический автоклав в Индии (рабочий размер 4.4 м диаметром и длиной 9,0 м) успешно введены в эксплуатацию на ЦСИР-НАЛ. В этой статье описываются технологические проблемы и инновационные концепции, внедренные в этих автоклавах.

1. Введение

Автоклавы стали незаменимыми инструментами / оборудованием для обработки высококачественных полимерных композитных компонентов аэрокосмической / авиационной конструкции [1]. Сегодня в авиастроении инвестиции в это оборудование считаются стратегически важными. Автоклавы сейчас используются для производства очень крупных компонентов самолетов, таких как крыло и фюзеляж.Они могут обрабатывать самые разные материалы, включая термореактивные [2] и термопластические [3] композитные детали самолетов с различными контурами и сложной формой. Термореактивные материалы широко используются, поскольку они менее дороги по сравнению с термопластами.

Требования к качеству современной авиационной промышленности действительно самые строгие. Кроме того, существует острая необходимость в повышении эффективности и рентабельности структурных систем самолета, помимо обеспечения надежных и последовательных методов обработки.В таком сценарии крайне важно, чтобы проектировщик автоклава должным образом принял во внимание различные руководящие критерии, связанные с обработкой и разработкой современных автоклавных систем, которые удовлетворительно отвечают разнообразным и сложным требованиям, изложенным выше. Типичная схема вакуумной упаковки, используемая в технологии формования в автоклаве для композитного компонента вместе с несколькими обрабатываемыми расходными материалами, показана на рисунке 1, а типичный цикл отверждения термореактивной эпоксидной смолы показан на рисунке 2.В дополнение к работе с широким спектром расходных материалов современные автоклавы должны иметь соответствующие меры безопасности [4] и обеспечивать минимальные затраты на техническое обслуживание.

Проектирование этих сложных систем по своей природе является междисциплинарным и включает в себя механику, управление технологическими процессами и приборостроение. Неизменно современные автоклавные системы полностью автоматизированы с помощью надежных компьютерных систем управления.

Компьютер этих современных автоклавов необходим для выполнения выбранного цикла отверждения путем последовательного запуска различных подсистем, загрузки заданных значений через регулярные интервалы времени на внешние контроллеры, сбора, хранения и архивирования данных, мониторинга состояния отверждения и отказов, генерировать сигналы тревоги и выполнять функции последовательного отключения и составления отчетов [5].Простота обслуживания, безотказная работа и надежность являются одними из ключевых факторов современных автоклавов. Низкую стоимость владения также необходимо учитывать в сегодняшнем контексте.

В ситуациях, когда на одном объекте установлено больше автоклавов, нынешняя тенденция состоит в том, чтобы соединить эти системы через локальные сети (ЛВС), так что общая эффективность сети / группы автоклавов повышается, а использование автоклавы оптимизированы. Системное проектирование этих сложных систем требует правильного решения нескольких связанных с ними проблем.При этом естественно, что проектирование и проектирование этих систем создают бесчисленные проблемы. Рабочие параметры автоклава, такие как температура и давление, зависят от используемых систем смол. Обычно эпоксидные смолы требуют температуры в пределах 200 ° C и давления 7 бар (изб.). Рабочие температуры этих структурных компонентов на основе эпоксидной смолы ограничены примерно 120 ° C. Доступна обширная литература, в которой подробно описана обработка термореактивных композитов с использованием автоклавов [1, 6].Авторы данной статьи обсудили различные вопросы, связанные с развитием автоклавных технологий [7]. Как уже упоминалось, большой размер этих структурных компонентов (крыла и фюзеляжа) создал потребность в автоклавах очень большого размера (обычно от 6 до 10 метров в длину и от 3 до 5 метров в диаметре) в промышленности. На рисунке 3 показан очень большой современный аэрокосмический автоклав с компьютерным управлением. Рисунок 4 показывает имитацию панели управления этого автоклава.

В настоящее время, в процессе замены все большего количества металлических деталей композитными (в зонах самолетов, которые сталкиваются с более высокими температурами, таких как обводные каналы и пластины капота военных самолетов), растет потребность в улучшении обслуживания температура структурных компонентов полимерного композита примерно до 200 ° C от нынешних 100 ° C или около того.Это означает более высокую температуру и давление отверждения, порядка 300–350 ° C и до 15 бар (изб.), Соответственно. Под эту категорию попадают системы смол, такие как фенольные смолы, бисмальдегиды и другие термопласты. Это требует разработки автоклавных систем с высокой температурой / высоким давлением. Разработка больших автоклавных систем сопряжена с одним набором проблем, таких как обращение с массивной дверью, система быстрого запирания дверцы, равномерность температуры, закупка специальных материалов для дверных фланцев и кожухов, изготовление, транспортировка и т. Д.С другой стороны, разработка автоклавов высокого давления и высоких температур (особые рабочие условия) сталкивается с совершенно другим набором проблем, таких как герметизация при высоких температурах, термические напряжения, системы уплотнения вала нагнетателя, надежные системы датчиков и измерения. которые могут выдерживать более высокие условия эксплуатации и т. д. Вопросы и проблемы, связанные с анализом, проектированием, изготовлением, испытанием, сборкой и транспортировкой больших и специальных автоклавов, представлены здесь с точки зрения системы.

2. Главный кожух автоклава с дверцей Quick-Lock

Главный кожух представляет собой герметичный контейнер и обеспечивает рабочее пространство для компонентов, обрабатываемых под давлением, температурой и вакуумом. Дверца с быстрым запиранием является особенностью всех современных автоклавов. Дверца с быстрозажимным замком состоит из зубчатых фланцев и запорных механизмов. Для больших автоклавов разработка системы перемещения дверей представляет собой сложную задачу. Хорошая конструкция должна занимать минимум места для движения двери и иметь гибкость, позволяющую совмещать дверь с корпусом.Материал корпуса — сталь котельного качества, такая как SA516 Gr. 70. Эти стали обладают высоким пределом текучести даже при повышенных температурах (до 350 ° C). Материалом для фланцев больших автоклавов обычно является кованая сталь, такая как SA266 Gr. 2. Поковки обладают однородной структурой зерна, превосходными прочностными и ударными свойствами, а также улучшенными характеристиками обрабатываемости. Очень немногие компании в мире могут производить поковки диаметром до 5 метров в одной детали. Если ковка крупногабаритной цельной детали сама по себе является сложной задачей, обработка поковки для нарезания требуемых зубьев на фланцах с жесткими допусками для обеспечения фиксации является не менее сложной задачей.Плавающие стопорные кольца, которые использовались в большом количестве автоклавов, состоят из сопрягаемых зубцов и вместе с зубьями фланца дверцы обеспечивают блокировку автоклава. Зубья нарезаются на горизонтальных или вертикальных обрабатывающих центрах. В наши дни фланец обечайки вместе со стопорным кольцом является обычным явлением, приваренным к основному корпусу, даже для больших сосудов. Это существенно снижает вес системы блокировки двери, поскольку он не только устраняет массивное стопорное кольцо, но и связанную с ними вспомогательной системой, чтобы сохранить стопорное кольцо с плавающим.Такая конструкция снизит вес дверной системы на 30%. Двери больших автоклавов необходимо повернуть примерно на 90 ° для загрузки компонента или формы для отверждения. Большие дверцы автоклавов из-за их большой массы необходимо вращать с особой осторожностью, чтобы минимизировать инерционные нагрузки. Кроме того, хорошая конструкция автоклава обеспечивает минимальное использование драгоценного пространства для открывания и парковки двери [7]. Дверь должна открываться вначале вдоль продольной оси автоклава, чтобы избежать столкновения с стопорным кольцом, а затем ее следует направлять / направлять по заданному пути, чтобы она проходила на минимально возможное расстояние и занимала минимально возможное пространство как в перед автоклавом, а также когда он отведен в сторону для парковки.Для работы с большими дверями обычно используются рычаги под давлением. Хорошая конструкция механизма поворота дверей обязательно будет использовать моделирование САПР для проведения имитационных исследований. Запирание двери на герметичность под давлением происходит путем вращения стопорного кольца с плавающим как уже было сказано. Однако во многих крупных автоклавах блокировка также обеспечивается поворотом дверцы во фланце с неподвижной оболочкой. Такой тип конструкции обеспечивает более точное совмещение корпуса и двери и улучшает герметичность.Согласно нормам ASME для сосудов под давлением, сосуды под давлением с быстро закрывающимися дверцами обязательно должны иметь защитное устройство с принудительной блокировкой дверцы, которое должно предотвращать срабатывание дверцы, когда корпус находится под давлением. Современные автоклавы имеют надежное предохранительное устройство дверного замка, которое делает практически невозможным управление дверцей, когда кожух находится под давлением.

Во время отверждения композитов заказчик обычно оговаривает, что температура внешней оболочки автоклава не должна превышать температуру окружающей среды на 25 ° C.Это требует обеспечения надлежащей изоляционной облицовки внутри емкости. Обычно предпочтительным материалом является минеральная вата.

Уплотнение сосуда высокого давления — еще одна проблема для больших автоклавов. Используется либо надувное уплотнение, либо манжетное уплотнение. Надувное уплотнение расширяется и плотно прилегает к дверному фланцу, тогда как манжетное уплотнение деформируется и прижимается к дверному фланцу, герметизируя давление. Надувные уплотнения имеют кольцевую канавку, в которой давление обычно выше рабочего давления автоклава.Концентричность и размерная точность канавки, общая размерная точность уплотнения и кольцевая металлическая посадка во фланце являются ключевыми параметрами, обеспечивающими герметичное уплотнение автоклава. Надувное уплотнение не требует очень точной центровки между фланцами, поскольку оно может расширяться под давлением и заполнять неравномерные зазоры. Мощность, необходимая для запирания двери, также меньше, поскольку во время запирания уплотнитель не контактирует с фланцем. Это наиболее предпочтительный выбор для больших автоклавов.С другой стороны, манжетное уплотнение требует точной центровки и равномерного зазора, и при фиксации на него нужно нажимать. Это требует большей мощности для блокировки.

3. Система циркуляции воздуха

Системы принудительной циркуляции газа (азота или воздуха) обычно используются в автоклавах. Схема показана на рисунке 5. Циркуляционная система состоит из центробежного вентилятора и воздуховода. Нагреватели размещены вокруг рабочего колеса. Центробежный нагнетатель всасывает газ в осевом направлении и выпускает его в радиальном направлении.Газ, выходящий из рабочего колеса, проходит через нагревательные элементы. Размер нагнетательного вентилятора соответствует размеру, чтобы обеспечить скорость движения компонента 1-2 м / с в условиях окружающей среды. Блок циркуляции газа также выполняет задачу ускорения процесса охлаждения за счет более быстрого удаления газа с внешней поверхности охлаждающих трубок. Современные автоклавы имеют электродвигатель вентилятора с фланцевым креплением, который заключен в герметичный кожух и присоединен к задней части автоклава. Таким образом, ротор двигателя, статор и механические компоненты, такие как подшипники, непосредственно сталкиваются с давлением автоклава.Такие нагнетательные устройства обычно имеют водяное охлаждение, чтобы обмотки и подшипники двигателя не подвергались воздействию более высоких температур. Номинальная мощность двигателя вентилятора большого автоклава может находиться в диапазоне от 100 до 150 кВт.

4. Система нагрева

Автоклавы нагреваются либо электрически, либо косвенным сжиганием газа (циркуляция теплоносителя с внешним обогревом или охлаждением). Электрический обогреватель, который обеспечивает точный контроль температуры окружающей среды автоклава, чище и удобнее для современного компьютерного управления.В современных автоклавах используются приводы SCR, которые являются частью замкнутых систем управления нагревом и могут обеспечивать очень точное управление нагревателями. Мощность электрического нагрева зависит от заряда и требований к системе смолы для цикла отверждения. Обычно для автоклава диаметром 4,5 м и длиной 9 м требуется установленный нагреватель мощностью около мегаватта. Обычно несколько нагревательных элементов (обычно мощностью в диапазоне 5–10 кВт) сгруппированы в группы и соединены по схеме звезды или треугольника.Нагревательные элементы изготовлены из нихрома / канталовой нити, изолятора из оксида магния с внешней оболочкой из инколоя или стали.

5. Co

.