Слайд 1Казанский государственный архитектурно-строительный университет
ООО «Наностройтех»
Клинкерный кирпич на основе легкоплавких глин
Научный консультант,
член-корр. РААСН, проф., д.т.н. Рахимов Равиль Зуфарович
Научный руководитель, проф., д.т.н. Габидуллин Махмуд Гарифович
Ответственный исполнитель, аспирант Миндубаев Алмаз Альбертович
Слайд 2Цель проекта
Целью настоящего проекта является организация производства в Республике Татарстан широкой
линейки полнотелого фасадного и мостового клинкерного кирпича марок от 300 до 1000 путем строительства завода мощностью 30 млн. шт. усл. кирпича в год на основе местных легкоплавких глин.
Слайд 3Актуальность
В последние годы в РТ и РФ широко применяются для утепления
стен зданий многослойные облегченные фасадные системы из кирпича, которые не всегда приспособлены к местным климатическим условиям и поэтому их эксплуатация даже за короткий период (5-10 лет) показала, что они имеют целый ряд недостатков:
- обнажение пустот лицевого пустотелого кирпича по причине разрушения его внешней грани при попеременном замораживании и оттаивании;
- образование протяженных трещин на фасаде, из-за отсутствия термоусадочных горизонтальных и вертикальных швов;
- образование «мостиков холода» из-за нарушения целостности теплоизоляции в виде минеральной ваты и т.д.
Слайд 4Дефекты фасада
Обнажение пустот лицевого пустотелого кирпича по причине разрушения его внешней
грани при попеременном замораживании и оттаивании
Слайд 5Дефекты фасада
Неудовлетворительное решение конструкций горизонтальных деформационных швов под опорным поясом (плитами
перекрытий или металлическими несущими уголками);
Распространенный дефект обусловлен попаданием в горизонтальный шов под перекрытием дождевых вод.
Слайд 7Дефекты фасада
Развитие трещин в кирпичной облицовке зданий, стены которых имеют многослойную
конструкцию, могут приводить к подобным обрушениям.
Это необходимо учитывать при эксплуатации зданий подобной конструкции, вести мониторинг за развитием трещин и своевременно выполнять необходимые ремонтные мероприятия
Слайд 8Проблема
В Московской области, где также имели место массовые дефекты кирпичных облицовок
многослойных стен, к вопросу подошли радикально.
Распоряжением Минмособлстроя от 23.05.2008 г. № 18 «О применении трехслойных стеновых ограждающих конструкций с внутренним слоем из плитного эффективного утеплителя и лицевым слоем из кирпичной кладки при строительстве гражданских зданий на территории Московской области» муниципальным образованиям области, застройщикам, проектным и подрядным организациям было запрещено применять при проектировании на территории Московской области для зданий и сооружений трехслойные стеновые ограждающие конструкции с внутренним слоем из плитного эффективного утеплителя и лицевым слоем из кирпичной кладки.
Слайд 9Проблема
В Москве не стали сразу рубить с плеча и 4 июля
2008 г. приняли «откорректированное» решение НТС Комплекса архитектуры, строительства, развития и реконструкции города Москвы, на котором в связи с серьезностью высказанных замечаний было принято решение рекомендовать временно приостановить в Москве проектирование многослойных ограждающих конструкций с облицовкой кирпичом.
Слайд 10Проблема
6 апреля 2009 г. вышло Распоряжение Правительства Москвы № 587-РП «О
запрете применения на объектах государственного заказа города Москвы многопустотного кирпича в качестве облицовки слоистых стеновых ограждающих конструкций зданий».
18 мая 2009 г. НТС Комплекса градостроительной политики и строительства города Москвы вновь собрался для рассмотрения откорректированных технических решений многослойных ограждающих конструкций зданий с облицовкой кирпичом.
Слайд 11Проблема
В итоге было сделано заключение, что сколь хорошее техническое решение не
примени, как хорошо дом не спроектируй, на стройке все равно все испортят.
А потому решено было остановиться на незатейливом, тяжелом и дорогом техническом решении конструкций энергоэффективных наружных стен с облицовкой кирпичом 250 мм (в один кирпич) с полным опиранием на железобетонные перекрытия.
Но это еще не все. Кирпич для облицовки должен быть полнотелым, в крайнем случае, с тремя технологическими отверстиями.
Применение кирпича с утолщенной до 20 мм внешней стенкой еще придется обсудить.
Слайд 12Актуальность
Одним из путей устранения в будущем таких дефектов многослойных облегченных кирпичных
фасадов современных зданий является использование высококачественного кирпича.
В связи с этим, разработка составов и технологии производства высокопрочного, морозостойкого, полнотелого фасадного клинкерного кирпича на основе местных легкоплавких полиминеральных глин РТ – актуальная задача.
Слайд 14Клинкер Hagemeister в Германии
Наилучшие зарубежные аналоги: ABC-Klinkergruppe, Feldhaus Klinker, Engels-Helden, A.D.W.
Klinker, Hagemeister.
В качестве аналога в наших исследованиях принят фасадный клинкерный кирпич, выпускаемый известной немецкой фирмой HAGEMEISTER (Хагемайстер), технические характеристики которого регламентированы DIN V 105-1.
Слайд 15Свойства фасадного клинкера HAGEMEISTER
Слайд 16Свойства мостового клинкера HAGEMEISTER
Слайд 17Особенности технологии
Клинкер HAGEMEISTER изготавливают путем обжига сланцевой глины при высоких температурах
(около 1200°С).
При дальнейшей обработке, для придания различных цветов, температура достигает и вовсе 2000°С.
Добывают глину в северо-западной Германии.
Слайд 18Клинкер « Керамейя » (Украина)
« Керамейя » (Украина) производит:
- клинкерный
кирпич под торговой маркой « Керамейя »,
- клинкер мостовой под торговой маркой « БрукКерам ».
ООО «Керамейя» создано в г. Сумы в 2007 году при поддержке американского инвестиционного венчурного фонда Horizon Capital.
Мощность линии по производству клинкерного кирпича - 30 млн. шт. в год и брусчатки - 10 млн. шт. в год.
Слайд 19 «Голицинский кирпич»
Сегодня строительные организации РФ закупают с доставкой клинкерный
кирпич из дальнего Зарубежья по цене 50-100 рублей, а из Украины по цене 25-35 руб./шт.
В России клинкерный кирпич производится только на одном предприятии в Голицыно (Подмосковье).
Лицевой кирпич, производимый группой компаний «Голицинский кирпич», хотя и не является фасадным клинкерным, но отличается высоким качеством: морозостойкость F100, марка до «175», толщина наружной стенки пустот 20 мм, широкая цветовая гамма.
Цена – от 10 до 35 рублей в зависимости от типоразмеров и наименования продукции.
Мостовой клинкер: марка по прочности 500-700, морозостойкость F200, водопоглощение 2-4%, размеры 200х100х55 мм, цена - 23,75 руб./шт. Высокая марка и отсутствие пустот на кирпиче повышает долговечность фасадов зданий из этого клинкера.
Слайд 21
ИНФОРМАЦИЯ О ПРОЕКТЕ
Предлагается создание производства клинкерного кирпича на основе легкоплавких глин
Республики Татарстан
1. Имеется патент № 2425817 .
2. Положительное решение о выдаче патента заявка № 2011102272.
3. Оформляется патент на способ
Суть проекта и область применения
Патентная защита
Разработка составов, технологических режимов и ресурсосберегающие технологии для производства клинкерного кирпича «ТатКлинкер».
Использование легкоплавких глин и модифицирующих добавок для создания красивых, долговечных теплоэффективных керамических стен жилых мало- и многоэтажных зданий
Слайд 22
ИННОВАЦИЯ
Планируемый клинкерный кирпич будет конкурентоспособен с аналогами и при этом значительно
Слайд 23
ПРОБЛЕМЫ
МАРКЕТИНГ
Рост строительного рынка на 5-7% в год, а также возможности импортзамещения
предоставляют хорошие рыночные возможности
Область использования
Внешние фасады
Внутренние отделочные работы
Ландшафтный дизайн
Декоративные элементы
Тротуары и мостовые.
Кислотоупорные материалы
Промышленные полы
Характеристики рынка
Рост ВВП стимулирует промышленное и гражданское строительство в России на 5-7% в год
Клинкерный кирпич практически не производится в России, а завозится из- за рубежа – существенный потенциал импортозамещения
Слайд 24Достоинства и недостатки клинкера
Слайд 25Достоинства клинкера
Затраты на облицовку клинкерным кирпичом, вместо облицовки штукатуркой, возвращаются через
10 лет. Экономим на окраске, мытье, а также повторном оштукатуривании.
Глина не содержит солей и мела, таким образом, отсутствуют высолы и другие проблемы, связанные с агрессивным действием влаги.
Высокая марка прочности обеспечивает долговечность материалов .
Низкое водопоглощение (2-3%).
Морозостойкость - более 300 циклов.
Полная биологическая устойчивость.
Химическая устойчивость. Рекомендуется применение в промышленных и городских центрах.
Полная огнестойкость.
Широкая цветовая гамма - свыше 300.
Слайд 26Недостатки производства клинкера
Затраты на производство клинкера значительно выше, чем на лицевой
кирпич — повышение температуры печи на 50°С приводит к увеличению расхода газа на 25%. Разница в обжиге - 200°С.
Высокая плотность – более 2000 кг/м3.
Ограниченная сырьевая база.
Требуется специальный раствор.
Низкая производительность кладки – 5-6 рядов в сутки.
Слайд 27Особенности технологии
Основа технологии Керамейя (Украина) - глина из которой изготавливается клинкерный
кирпич и плитка, добывается в собственном карьере, дополнительно армируется магматическими породами для придания продукту особой прочности и монолитности структуры.
Высококачественная керамическая масса смешивается с водой, формируется методом экструзии, высушивается и отправляется на обжиг.
При температуре около 1200 ° C изделие обжигается в одной из самых длинных в Европе туннельных печей - 212 м.
Используется низкая садка изделий на печные вагоны - 0,9 м.
Благодаря такой технологии и особенностей сырья изделие имеет очень высокую плотность, которая обеспечивает его необычайную прочность, низкое водопоглощение и морозостойкость.
Слайд 28Нормативные документы
1. В Европе - DIN 1344 и DIN 18503
2.
В Украине - ТУ У В.2.7-26.4-34327895-001: 2008 «Керамический клинкер для облицовки фасадов« Клинкерам »и дорожная брусчатка« БрукКерам »
3. В России - ТУ 5741-001-34854050-08.
Слайд 29Критика ТУ 5741-001-34854050-08
Анализируя изложенные выше данные из ТУ 5741-001-34854050-08, следует
отметить недостаточно высокое значение верхней границы морозостойкости, принятое F100.
Видимо, этот показатель следует увеличить до F300, а нижнее значение водопоглощения принять менее 5%.
Кроме того, считаем необходимым убрать нижнюю ступень марки по прочности, равную «250», так как этот показатель соответствует прочности типового кирпича и камня по основному стандарту ГОСТ 530-2007.
Слайд 30Выбор глин для производства клинкера
Слайд 31Глины Украины
Часов -Ярские глины: - лучшая глина в бывшем СССР. т.к.
ми в стране для производства тонкой керамики и др. бело-жгущихся изделий. Эти глины делятся на две группы: полукислые и основные.
Основная особенность: большой интервал спекания-плавления: от 300 до 700°, при низкой температуре начало спекания 1000-1250'С: огнеупорность их 1580-1730°С.
Это объясняется одновременным наличием в составе большого количества глинозема (30-40%) и щелочных окислов (до 3%).
Аналогичные глины - Дружковские, Веселовские, Артемовские, ново-райские глины.
Слайд 32Свойства глин РТ
Многие регионы России, в том числе и Республика Татарстан,
не имеют глин (тугоплавких и огнеупорных) пригодных для производства керамического клинкера.
Наши месторождения в основном представлены кирпично-черепичными легкоплавкими глинами, отличающимися неоднородностью химического, минералогического и гранулометрического составов.
Этими глинами богата Украина, поэтому там неплохо налажено производство клинкерного кирпича.
Слайд 33Свойства глин РТ
Их недостатки:
- они легкоплавкие,
- мало- или умеренно-пластичные,
-
имеют узкий интервал спекания (около 50оС),
- бедны содержанием оксида алюминия (содержание Al2O3 в среднем 8-13%),
- в основном представлены монтмориллонитом и только следами каолинита.
Слайд 35Свойства глин РТ
Предварительные стандартные испытания и анализ основных свойств этих глин
позволил выбрать для исследований:
- легкоплавкую калининскую,
- легкоплавкую тураевскую,
- легкоплавкую пестречинскую,
- тугоплавкую ново-орскую глину,
- огнеупорную нижне-увельскую.
Слайд 36Структура клинкера
Нижне-Увельская 25%
Калининская 75%
Нижне-Увельская 50%
Калининская 50%
Нижне-Увельская 50%,
Калининская 50%,
Нанопаста 0,2%,
Нижне-Увельская 75%
Калининская
25%
Дифрактограммы обожженных при 1100 ºС образцов черепка, полученного из различных составов шихт
на основе Калининской и Нижне-Увельской глин
Слайд 37Структура клинкера
а
б
в
а- клинкер без перлита (х1500),
б – 5% перлита (х1500),
в - 5% перлита (х3000)
Слайд 38а- перлита 10% (х150),
в- перлита 10% (х1500),
б- перлита 10%
(х600),
г- перлита 10% (х6000),
Слайд 39Объем необходимого финансирования
Слайд 41 Изготовление клинкерного кирпича нормального формата 1 NF
Образцы клинкерного кирпича
«ТатКлинкер» формата 1NF, полученные в лабораторных условиях:
1 – «шагрень»,
2 – «классический»,
3 – «персик»,
4 – «под старину».
1
2
3
4
Слайд 42Выставки
Образцы клинкерного кирпича на стенде V Казанской Венчурной ярмарки («Корстон», апрель,
2011 г.)
Слайд 43Выставки
Научный руководитель проекта, профессор кафедры строительных материалов КазГАСУ, д.т.н. Габидуллин М.Г.
рассказывает Президенту РТ Минниханову Р.Н. (слева крайний Велихов , спиной Кекконен ) об особенностях и экономической целесообразности получения клинкерного кирпича в Республике Татарстан на основе местного глинистого сырья на V Казанской Венчурной ярмарке
Слайд 44Общие выводы
Лабораторно-технологическими испытаниями :
- установлена возможность получения на основе 3-х компонентных
шихт, включающих в качестве основной глины легкоплавкую Калининскую, в виде добавочной глины огнеупорную Нижне-Увельскую и кремнеземсодержащей добавки в виде перлита, клинкерного кирпича марок по прочности от 600 до 1000.
-доказано, что кирпич марок «600», «800» и «1000» можно получить при соотношении указанных в шихте глин (Калининская : Нижне-Увельская
- доказана возможность получения на основе двухкомпонентной шихты: (50% легкоплавкая Калининская глина РТ и 50% огнеупорная Ново-Орская глина) получения клинкерного кирпича с прочностью 580-648 кг/см2 или марки «500» и «600».
Расчетная цена кирпича – 16-18 руб./шт.