Цель проекта
Актуальность
Дефекты фасада
Дефекты фасада
Дефекты фасада
Дефекты фасада
Проблема
Проблема
Проблема
Проблема
Актуальность
Аналоги и прототипы
Клинкер Hagemeister в Германии
Свойства фасадного клинкера HAGEMEISTER
Свойства мостового клинкера HAGEMEISTER
Особенности технологии
Клинкер « Керамейя » (Украина)
«Голицинский кирпич»
Информация о проекте
Достоинства и недостатки клинкера
Достоинства клинкера
Недостатки производства клинкера
Особенности технологии
Нормативные документы
Критика ТУ 5741-001-34854050-08
Выбор глин для производства клинкера
Глины Украины
Свойства глин РТ
Свойства глин РТ
Результаты НИОКР
Свойства глин РТ
Структура клинкера
Структура клинкера
Объем необходимого финансирования
Образцы, выставки
Изготовление клинкерного кирпича нормального формата 1 NF
Выставки
Выставки
Общие выводы

Клинкерный кирпич на основе легкоплавких глин

1.

Казанский 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

2. Цель 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.

3. Актуальность

*
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.

4. Дефекты фасада

* Обнажение пустот лицевого
пустотелого кирпича по
причине разрушения его
внешней
грани
при
попеременном
замораживании
и
оттаивании

5. Дефекты 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.

6. Дефекты фасада

Здание сдано в эксплуатацию
менее 3 лет назад.
Ограждающие стены кирпичные
несущие трехслойные (с утеплителем
и облицовкой в полкирпича до уровня
второго этажа, далее вентилируемый
фасад).
В кирпичной облицовке ограждающих
стен многочисленные трещины,
протяженностью до 1,5 этажей из-за
температурных напряжений при
большой протяженности стен,
перенапряжения стен

7. Дефекты 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

8. Проблема

*
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,
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.
застройщикам, проектным и подрядным организациям было

9. Проблема

*
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
принято
решение
рекомендовать временно приостановить в Москве
проектирование
многослойных
ограждающих
конструкций с облицовкой кирпичом.
высказанных
*
замечаний
было

10. Проблема

*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.

11. Проблема

*
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.

12. Актуальность

* Одним
из путей устранения в будущем таких
дефектов многослойных облегченных кирпичных
фасадов
современных
зданий
является
использование высококачественного кирпича.

связи с этим, разработка составов и технологии
производства высокопрочного, морозостойкого,
полнотелого фасадного клинкерного кирпича на
основе местных легкоплавких полиминеральных
глин РТ – актуальная задача.

13. Аналоги и прототипы

14. Клинкер Hagemeister в Германии

* Наилучшие зарубежные аналоги:
ABCKlinkergruppe, Feldhaus Klinker, EngelsHelden, A.D.W. Klinker, Hagemeister.

качестве аналога в наших исследованиях
принят фасадный клинкерный кирпич,
выпускаемый известной немецкой фирмой
HAGEMEISTER (Хагемайстер), технические
характеристики которого регламентированы
DIN V 105-1.

15. Свойства фасадного клинкера HAGEMEISTER

ПАРАМЕТРЫ
ТРЕБОВАНИЕ
СОГЛАСНО
DIN V 105-1
КЛИНКЕР HAGEMEISTER
0 мм
2 мм
1 мм
Диапазон отклонения размеров
Длина ≤ 6 мм Ширина ≤ 4
мм Высота ≤ 3 мм
Морозостойкость
50 циклов замораживания> 50 циклов изменений нет
оттаивания
Кислотостойкость
Средняя плотность
Предел прочности на сжатие
Водопоглощение
Содержание солей
≤6%
1,20 %
≥ 1800 кг/м3
2300 кг/м3
≥ 28,0 МПа
125,8 МПа
≤7%
2,97 %
(Na+ + K+)
Mg2+
0,00 %
0,00 %

16. Свойства мостового клинкера HAGEMEISTER

ПАРАМЕТРЫ
ТРЕБОВАНИЕ
СОГЛАСНО DIN
1344 и DIN 18503
КЛИНКЕР
HAGEMEISTER
Диапазон отклонения размеров
Длина ≤ 8 мм
2 мм
Ширина ≤ 6 мм Высота 1 мм
≤ 5 мм
1 мм
Морозостойкость
100 циклов
замораживанияоттаивания
> 100 циклов
изменений нет
Кислотостойкость
≤7%
0,5 %
Средняя плотность
≥ 1900 кг/м3
2460 кг/м3
Предел прочности на изгиб
≥ 80 МПа
212,0 МПа
Сопротивление истиранию
≤ 450 мм2
94 мм2
Водопоглощение
≤6%
0,3 %

17. Особенности 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.

18. Клинкер « 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.

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.

20. Информация о проекте

21.

ИНФОРМАЦИЯ О ПРОЕКТЕ
Предлагается создание производства клинкерного кирпича на основе
легкоплавких глин Республики Татарстан
Суть проекта и область применения
• 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
Патентная защита
• 1. Имеется патент № 2425817 .
• 2. Положительное
выдаче
патента
2011102272.
решение о
заявка

• 3. Оформляется патент на способ

22.

ИННОВАЦИЯ
Планируемый клинкерный кирпич будет конкурентоспособен с
аналогами и при этом значительно дешевле
Морозостойкость
F200
F150
F150
F200
F150
F50
Количество
оттенков, шт
>50
>50
>20
5
10
3
F150200
20

23.

МАРКЕТИНГ
ПРОБЛЕМЫ
Рост строительного рынка на 5-7% в год, а также возможности
импортзамещения предоставляют хорошие рыночные возможности
Характеристики рынка
Область использования
Внешние фасады
Внутренние отделочные работы
Ландшафтный дизайн
Декоративные элементы
Тротуары и мостовые.
Кислотоупорные материалы
Промышленные полы
Вид строительного материала
Стеновые материалы, млрд.
усл. кирпичей
Кирпич строительный, млрд.
усл. кирпичей
• Рост ВВП стимулирует промышленное и
гражданское строительство в России на
5-7% в год
• Клинкерный кирпич практически не
производится в России, а завозится изза рубежа – существенный потенциал
импортозамещения
2002
2003
2004
2005
2006
2007
13,9
14,1
14,8
15,2
15,9
18,5
11,0
11,0
11,4
11,3
11,4
12,8

24. Достоинства и недостатки клинкера

25. Достоинства 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 .
*
*
Полная огнестойкость.
Низкое водопоглощение (2-3%).
Морозостойкость - более 300 циклов.
Полная биологическая устойчивость.
Химическая устойчивость. Рекомендуется применение в
промышленных и городских центрах.
Широкая цветовая гамма - свыше 300.

26. Недостатки 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.

27. Особенности 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.

28. Нормативные 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.

29. Критика 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.

30. Выбор глин для производства клинкера

31. Глины 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 спеканияплавления: 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, новорайские глины.
*

32. Свойства 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 кирпичночерепичными легкоплавкими глинами, отличающимися
неоднородностью химического, минералогического и
гранулометрического составов.
*
* Этими глинами богата Украина, поэтому там неплохо
налажено производство клинкерного кирпича.

33. Свойства 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.

34. Результаты НИОКР

35. Свойства 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.

36. Структура клинкера

Дифрактограммы обожженных при 1100 ºС образцов
черепка, полученного из различных составов шихт
на основе Калининской и Нижне-Увельской глин
*
*
Нижне-Увельская 25%
*
*
Нижне-Увельская 50%
*
*
*
Нижне-Увельская 50%,
*
*
Нижне-Увельская 75%
*
 
Калининская 75%
Калининская 50%
Калининская 50%,
Нанопаста 0,2%,
Калининская 25%

37. Структура клинкера

а
в
б

38.

39. Объем необходимого финансирования


этапа
Содержание работ по
этапу
Длительность
этапа
Стоимость
реализации
этапа, руб.
Исполнители,
соисполнители и
организации ведущие
проект
КГАСУ ( каф.
строительные
материалы);
ОАО «АСПК»
1.
Лабораторная апробация
составов и технологии.
6 мес.
600 000
2.
Опытно-промышленная
апробация и оценка
возможности получения
клинкерного кирпича
6 мес.
1 200 000
КГАСУ ( каф.
строительные
материалы);
ОАО «АСПК»
3.
Разработка Технического
задания на
проектирование,
выполнение проектных
работ. Приобретение и
монтаж дополнительного
оборудования. Авторский
надзор и сопровождение.
Комплектация
дополнительным
оборудованием
12 мес.
20 000 000
КГАСУ ( каф.
строительные
материалы);
ОАО «АСПК»
Будет
уточняться
после
выполнения
работ п.1-3
Будет
уточняться
после
выполнения
работ п.1-3
КГАСУ ( каф.
строительные
материалы);
ОАО «АСПК»
4.

40. Образцы, выставки

41. Изготовление клинкерного кирпича нормального формата 1 NF

1
2
3
4
Образцы клинкерного
кирпича «ТатКлинкер»
формата 1NF,
полученные в
лабораторных условиях:
1 – «шагрень»,
2 – «классический»,
3 – «персик»,
4 – «под старину».

42. Выставки

* Образцы клинкерного
кирпича на стенде V
Казанской Венчурной
ярмарки («Корстон»,
апрель, 2011 г.)

43. Выставки

*
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

44. Общие выводы

*
*
Лабораторно-технологическими испытаниями :
*
-доказано, что кирпич марок «600», «800» и «1000» можно получить при
соотношении указанных в шихте глин (Калининская : Нижне-Увельская
*
*
 
*
Расчетная цена кирпича – 16-18 руб./шт.
- 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.
- 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/см 2 или марки «500» и
«600».
English     Русский Правила