Анотація
Автоклавний газобетон з'явився в Індії у 1970-х роках. Проте до 2008 року було лише три заводи, які виробляли менше 1 мільйона м3/рік. Після 2009 року популярність блоків АНБ стрімко зросла завдяки його численним перевагам, включаючи високу міцність, чудові теплоізоляційні властивості, вогнестійкість, звукопоглинання та економічні переваги перед альтернативними стіновими матеріалами. Використанню блоків АНБ також сприяв уряд Індії, підртимуючи впровадження принципів сталого розвитку та застосування екологічно чистих будівельних матеріалів. Обсяги виробництва швидко зросли до понад 25 млн м3/рік на 150 заводах у 2022 році (зростання у 25 разів за майже 15 років). Незважаючи на стрімкий темп зростання, частка АНБ серед стінових матеріалів в Індії все ще знаходиться в діапазоні 5%–6%, що відкриває галузі багато можливостей для розвитку. Армована АНБ продукція нещодавно повторно з'явилася в Індії, хоча її частка все ще знаходиться на дуже низькому рівні, і серед продукції АНБ вцілому становить менше 1%.
Більше 95% виробників АНБ в Індії використовують золу-винесення як основний компонент, і на початку зіткнулася з проблемами стабілізації суміші через відмінності в характеристиках сировини. Швидке зростання також призвело до неналежного впровадження стандартів і процесів, під час виробництва та застосування. Основними наслідками недоліків на виробництві були нижча від нормативної міцність на стиск і вищий кутовий відкол. У застосуванні були неправильні методи, такі як невикористання армованих перемичок та незастосування фібросітки, що призводило згодом до утворення тріщин у кладці. Тепер АНБ виробники працюють разом з дослідниками, щоб подолати ці проблеми та закріпити досягнення, продовжуючи швидку траєкторію зростання до набуття лідерства серед стінових матеріалів.
1. ВВЕДЕННЯ
Згідно зі звітом Центрального управління електроенергетики Індії (CEA), за 2021–2022 роки Індія генерує майже 69% електроенергії від ТЕС, які працюють на кам'яному та бурому вугіллі. Індійське вугілля має високу зольність 30%−60%, що призводить до утворення великої кількості відходів. Всього в Індії налічується 200 ТЕС, які створили майже 270 мільйонів тонн золи-винесення у 2021–2022 роках. Міністерство навколишнього середовища, лісів та зміни клімату (MoEF&CC), Уряд Індії розпочали місію з використання золи-винесення видавши низку директив з 1999 року про її використання, внаслідок чого утилізація золи-винесення поступово зросла. Виробники автоклавного газобетону усвідомили можливість долучитися до формування циркулярної економіки, в результаті чого майже 95% заводів АНБ в Індії використовують золу-винесення як основну сировину.
Автоклавний газобетон з'явився в Індії у 1970-х роках. Проте до 2008 року було лише три заводи, які виробляли менше 1 мільйона м3/рік. Після 2009 року популярність блоків АНБ стрімко зросла завдяки численним перевагам, включаючи високу міцність, чудові теплоізоляційні властивості, вогнестійкість, звукопоглинання та економічні переваги перед альтернативними стіновими матеріалами. Використанню блоків АНБ також сприяв уряд Індії, підртимуючи впровадження принципів сталого розвитку та застосування екологічно чистих будівельних матеріалів, а також директив MoEF&CC щодо зведення будівель з матеріалів створених на основі золи-винесення.
За даними Міністерства торгівлі і промисловості уряду Індії, сектор нерухомості швидко зростає, і очікується, що він зросте з 200 мільярдів доларів США у 2021 році до 1 трильйона доларів США у 2030 році. Індія швидко урбанізується, і дефіцит вже складає 10 мільйонів одиниць житла в містах. Додатково 25 мільйон одиниць доступного житла необхідно створити до 2030 року, щоб задовольнити попит від збільшення міського населення країни. Будівельна галузь потребує екологічних і економічно ефективних будівельних матеріалів. Ці обставини грають на користь виробників АНБ.
Кількість заводів стрімко збільшувалася, від 3 у 2008 році до понад 150 заводів із сукупною потужністю понад 25 мільйонів м3/рік у 2022 році. В Індії спостерігалося значне зростання, майже у 25 разів у виробничих потужностях АНБ за короткий період 15 років, як показано на Мал. 1. Очікується, що зростання продовжиться протягом наступного десятиліття, оскільки існуючі/нові гравці в галузі АНБ нарощують виробничі потужності для задоволення зростаючого попиту.
МАЛЮНОК 1 Встановлена потужність АНБ в Індії (млн м3/рік)
Джерело: Індійська асоціація виробників АНБ (IAACPA).
2. ПРОБЛЕМИ ПРИ ВИРОБНИЦТВІ
Коли АНБ почав набирати популярність в Індії в 2008 році, оскільки місцеві знання та технічні ноу-хау були обмеженими, більшість виробників імпортували техніку з Китаю чи Європи. Галузь зіткнулася з багатьма викликами. Наприклад, багато виробників стикалися з проблемою неправильної обробки верхньої поверхні, як зображено на Мал. 2. У перші роки розвитку індустрії надходило багато скарг від клієнтів на якість продукції. Проте, невдовзі було винайдено рішення, наприклад, встановлення всмоктуючого вентилятора над вертикальним різальним верстатом. Хоча ці повітродувки були досить поширені в Європі чи Китаї, відсутність таких машин у попередніх установках призводила до неналежної обробки. На Мал. 3 показана установка всмоктуючого вентилятора над різальним верстатом на фабриці Magicrete в Індії.
Іншою поширеною проблемою була мінливість характеристик золи-винесення, насамперед включеннями неспаленого вуглецю. Це призводило до проблем з деформаціями заготовок на початковій стадії. З часом, з більшим досвідом і усвідомленням, промисловість змогла подолати і цю проблему за допомогою поверхнево-активних речовин, миючих засобів або інших подібних хімікатів. Також бракувало автоматизації на перших індійських заводах. Згодом виробники еволюціонували і впровадили передовий досвід.
Ще однією серйозною проблемою заводів АНБ в Індії стала генерація відходів АНБ, яка зазвичай коливається в діапазоні 3%−5%. Це пов’язано з мінливістю якості золи, а також проблемами з якістю/встановленням обладнання. Відходи створюють проблеми з управлінням простором, що негативно впливає на господарювання на заводах. Однією з термінових потреб є утилізація та переробка відходів у виробництві АНБ. Вирішення цієї проблеми сприятиме економії виробничих витрат і захисту навколишнього середовища [1].
МАЛЮНОК 2 Проблеми з обробкою на попередніх заводах в Індії.
МАЛЮНОК 3 Установка витяжок над різальним верстатом.
3. ПРОБЛЕМИ ЗАСТОСУВАННЯ
Існує індійський стандарт — IS:6041-1985 (переглянутий 2020 р.) «Код з практики будівництва кладки з автоклавного ніздрюватого бетону», який містить вказівки щодо кладки блоків АНБ. Стандарт передбачає включення сталевої арматури для влаштування армопоясів, перемичок для віконних прорізів або армування горизонтальних з’єднань, щоб уникнути тріщин у кладці. До впровадження АНБ, в Індії домінувала цегла з обпаленої глини. Муляри та підрядники, які використовували глиняну цеглу, не застосовували армувальні пояси. Коли ці муляри/підрядники перейшли на використання блоків АНБ, вони продовжили ту саму практику. Оскільки в Індії високі температури влітку, спостерігається значна усадка АНБ при висиханні. Відсутність армування нижнього ряду призводила до появи тріщин у кладці з газобетону на початкових етапах будівництва.
Існує нагальна потреба впровадження методів, зазначених в Кодексі IS, а також потреба у включенні нових практик. П'єкарчик [2] у своїй дослідницькій роботі «Міцність на вигин кладки АНБ з горизонтальним армуванням» показав збільшення міцності на згин кладки з AНБ за рахунок використання сталевого дроту/скловолокна/базальтових волокон у горизонтальних швах. Було продемонстровано, що це зменшує розтріскування в кладці АНБ.
Міцність на вигин кладки з армуванням значно вища, ніж неармованої кладки; нормативна міцність на вигин армованої кладки, визначена відповідно до стандарту EN 1052-2, була принаймні вдвічі більшою за нормативну міцність кладки без армування. Останніми роками в Індії проводилися випробування з використання скловолоконних сіток для армування горизонтальних швів, яке показало помітне зміцнення кладки з AНБ. Очікується, що в майбутньому рівень обізнаності та використання скловолоконних сіток зросте, що призведе до покращення якості кладки.
Інша серйозна проблема полягала в тому, що монтаж АНБ блоків найкраще виконувати з використанням тонкошарового клейового розчину з належним складом. У перші роки індійські будівельники застосовували традиційний піщано-цементний розчин, як для керамічної цегли. З часом промисловість усвідомила важливість тонкошарового розчину з правильним дозуванням полімерів, що утримують воду, для забезпечення кладки без тріщин.
Іншою проблемою у застосуванні були диференціальні швидкості теплового розширення на стиках інших матеріалів з блоками АНБ. В ідеалі має застосовуватись на стиках волокниста сітка, щоб запобігти розтріскуванню кладки. Провідні виробники діляться з користувачами найкращими практиками застосування AНБ для уникнення помилок та досягнення найкращих результатів.
4. ВИСНОВОК
Індустрія АНБ в Індії є однією з найбільш швидкозростаючих у світі. Незважаючи на швидке зростання галузі, частка АНБ серед стінових матеріалів все ще знаходиться в діапазоні 5%−6%.
Є кілька очевидних проблем у зростанні, серед яких досі низька обізнаність про продукт, з якими стикаються під час виготовлення та при застосуванні АНБ блоків. Тепер виробники працюють разом з дослідниками, щоб подолати ці проблеми та закріпити досягнення, продовжуючи швидку траєкторію зростання до набуття лідерства серед стінових матеріалів. Є виклики, які необхідно вирішити всім зацікавленим сторонам:
1. Виробники - шляхом подальшого покращення якості продукції і надання навчальних модулів для правильної методики застосування АНБ.
2. Підрядники - перевірити, що кладка виконана відповідно до Кодексу IS та відповідає найкращим світовим практикам.
3. Уряд - переглянути Кодекс IS, щоб включити останні глобальні практики, такі як армування горизонтальних швів.
Індія надзвичайно різноманітна, але все ж переважна більшість населення мешкає у сільській місцевості. Продукти АНБ широко поширені у великих мегаполісах та містах 1 рівня, особливо у висотних будинках, за рахунок їх економії через меншу густину, вагу та низку інших переваг. З іншого боку, сільському ринку бракує проникнення, оскільки сільське будівництво є малоповерховим і тут немає переваг у констукційних витратах. Щоб впоратися з цим, державні органи намагаються просувати продукт через суворі вказівки, закриваючи печі для випалювання глиняної цегли поблизу міських районів. Є позитивні зміни та зростання в галузі АНБ, і темпи зростання можна збільшити зусиллями всіх зацікавлених сторін.
ПОДЯКА
Ми хотіли б подякувати членам Індійської асоціації виробників АНБ (IAACPA) за внесок у цю статтю.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Lam N. Recycling of AAC waste in the manufacture of autoclaved aerated concrete in Vietnam. Int J Geomate. 2021;20(78):128-134.
2. Piekarczyk A. Flexural strength of AAC masonry with bed joint reinforcement. CE Papers. 2018;2:389–396.