Дома из газосиликатных блоков,строительство одноэтажных зданий, как построить?

Газосиликатный блок – это белый пористый материал, изготавливаемый из бетона, куда добавляется алюминиевая пудра в качестве газообразователя. Это надежный материал, являющийся весьма востребованным при строительстве домов. Изготовление этих материалов предусматривает обработку в автоклаве с формированием уникальной кристаллической структуры, характеризующейся уникальными характеристиками. Высокая популярность газосиликатных блоков в строительстве домов обусловлена наличием таких качеств, как небольшая масса и огнестойкость. Дома из газобетона экологичны, имеют превосходный микроклимат и невысокую цену постройки.

Строительство домов из газосиликатных блоков

Дома из газосиликатных блоков обладают следующими преимуществами.

Небольшая масса. Поскольку газобетон является легким стройматериалом, нагрузка на фундамент значительно ниже, чем при использовании других материалов. Это дает возможность строить дома из газосиликатных блоков даже на болотистой почве.

Таким образом, здание можно построить на облегченном фундаменте для обеспечения понижения цены.

Морозостойкость. Если будут соблюдены все основные требования технологии влагоизоляции, резерв морозостойкости может достигать 200 циклов. Следовательно, дома из газосиликатных блоков можно возводить даже в условиях севера.

Легкость в обработке газобетона. Его можно резать, пилить, колоть, сверлить и т.д. Газобетон может быть использован также как декоративный материал для лепнины, колонн, различных декоративных элементов.

Экологичность и безопасность. Применение в производственном процессе природных материалов обеспечивает исключительную экологическую чистоту. Такой дом из газосиликатных блоков отвечает всем требованиям пожаробезопасности. Данный материал имеет в своем составе неорганические, природные и негорючие материалы.

Умеренная стоимость строительства из газосиликатных блоков. По сравнению с деревянными, каркасными или кирпичными, такие здания стоят гораздо дешевле.

Это важно людям, которые хотят жить в красивом и уютном коттедже и не имеют денег для строительства более дорогих домов.

Из недостатков следует отметить низкую прочность к сжатию и изгибам, что может вести к деформациям газосиликатных блоков.

Как построить дом из газосиликатных блоков?

При строительстве домов из газосиликатных блоков следует учитывать некоторые особенности.

Хотя стены из газобетона гораздо легче кирпичных, для них необходимо возвести фундамент глубиной около 70 см. Основная причина – низкая прочность блоков из газобетона на изгиб. Таким образом, даже в случае незначительных подвижек фундамента могут появиться трещины. Оптимальным вариантом фундамента будет железобетонная плита, гарантирующая равномерность деформации при усадке. Также можно использовать столбчатый фундамент, укрепленный поясом из железобетона.

Далее нужно обеспечить определенное расстояние между первым рядом газоблоков и землей (примерно 0,5 м) в результате значительной гигроскопичности.

Таким образом, при заливке фундамента опалубка должна возвышаться над землёй на 0,5 м, либо, при наличии обычного фундамента, на нем нужно построить кирпичный цоколь требуемой высоты.

Необходимо добавить, что первый ряд нужно уложить на специальную гидроизоляцию цементно-песчаным раствором, далее используется специальный минеральный клей. Это делается для того, чтобы уменьшить толщину соединительного слоя. Так обеспечивается утепление стены. Если будет осуществляться штукатурка стен, то требуется выполнить армирование. Как правило, выполняется армирование первого ряда газосиликатных блоков и каждых следующих 4 рядов. С этой целью в штробу, которая вырезается штроборезом и заливается клеем, укладываются два арматурных прута диаметром 8 мм.

Одноэтажные дома из газосиликатных блоков

Дома из газобетона характеризуются превосходной эстетичностью: используются строгие формы и четкие линии, оригинальная планировка, детали и элементы из разных материалов.

После подписания всей проектно-сметной документации и выбора места под строительство дома выполняется планировка стройплощадки. На ней выполняют установку ограждения, подготовку лесов, монтаж освещения. Далее осуществляются геодезические замеры, после чего к месту строительства одноэтажного дома из газосиликатных блоков подводят все внешние коммуникации.

При возведении экстерьера применяются своеобразные архитектурные приемы и комбинации материалов. В таких домах нередко предусматривается большое количество окон с различной формой и размерами. Как правило, в современных одноэтажных домах из газосиликатных блоков имеется автомобильный гараж. Что касается внутренней планировки, то нередко совмещаются столовая и кухня. Стоит отметить отсутствие простенков между гостиной и кухней, что позволяет в полной мере ощутить свободу. Цена одноэтажного газобетонного дома связана с его размерами.

Фасад дома из газосиликатных блоков

Стоит отметить, что фасад дома из газосиликатных блоков нуждается в качественной наружной отделке. Если фасад будет оставлен без наружной отделки, то пылевые частицы будут оседать на пористой поверхности, а в результате прямого попадания атмосферных осадков наружные слои будут намокать.

Как правило, дождевая вода и пыль имеют кислотное происхождение. При длительном нахождении в слабокислой среде начнется неравномерное потемнение поверхности блоков, в результате чего стена будет выглядеть неопрятно. Кроме того, увлажнение стены приводит к понижению теплоизоляционных характеристик.

Отделка фасада газосиликатных блоков штукатурным составом происходит следующим образом:

• Перед началом работ по отделке сколы и вмятины на поверхности кладки заполняются специальным раствором.
• Мелкие неровности на поверхности затираются теркой.
• Выполняется удаление пыли щеткой.
• Металлическим полутерком осуществляется нанесение на стену нижнего слоя штукатурки.
• Производится выкладывание по нижнему слою штукатурной сетки, вдавливаемой полутерком в раствор.
• Осуществляется нанесение на сетку и выравнивание второго грунтовочного слоя штукатурки.
• Требуется подождать, пока штукатурка высохнет.
• На поверхность выполняется нанесение тонкого слоя покрытия, которое затем выравнивается.
• Выполняется окончательная обработка поверхности теркой.

Выполнив названные процедуры, можно защитить фасад от вредоносного внешнего воздействия.

Компания «Проект» занимается строительством из газосиликатных блоков в Москве и Подмосковье. Мы выполняем работу очень качественно, быстро и по умеренной цене. Поэтому если вам нужен прочный, красивый и уютный дом из газобетона, обращайтесь к нам.

 

Газосиликат | Статья | Дом из газосиликата

При строительстве дома необходимо учитывать множество нюансов, даже самых мелких. В число этих тонкостей входит выбор материала для несущих конструкций. Один из этих материалов – газосиликатные блоки. Вы хотите использовать этот материал, но не можете разобраться, в чем состоят его основные преимущества и в чем он выигрывает по сравнению с другими популярными материалами? Данная статья должна вам помочь.

Газосиликатные блоки

Газосиликат – особый материал с ячеистой структурой. Основные вещества, используемые при изготовлении – известь или песок, плюс вода со специальными добавками и алюминиевая паста.

Блоки разделяют на несколько видов в зависимости от назначения:

1. блоки прочностью от D700 – это значит, что такие блоки можно использовать для возведения стеновых конструкций;
2. D500-D700 – такой материал считается теплоизоляционным в легкой степени, поэтому используется для постройки стен максимум в три этажа;
3. D400 – плотный материал, предназначен исключительно для уплотнения и улучшения теплоизоляционных качеств стен и остальных построек.

Блоки из силиката активно используются в строительстве, и конкретно в этой сфере их характеристики следующие:

1. достаточно невысокая теплопроводность – за счет воздушных пор в структуре материала;
2. прочность и легкость;
3. газосиликат – экологичный материал;
4. простота в работе.

Газосиликат очень дружелюбен к любым манипуляциям, его легко нарезать, пилить и так далее;

• огне-, морозостойкость;
• благодаря уже упомянутым порам газосиликат – «дышащий» материал, это способствует тому, что в комнатах и домах с такими конструкциями не будет жарко и душно. При желании можно снизить это свойство, уплотнив постройку из силиката;
• высокая звукоизоляция;
• невысокая цена.

Она иногда бывает решающим фактором при выборе строительного материала, однако не стоит относиться так легкомысленно к такой покупке — нужно тщательно изучить все возможные варианты. Но экономия при выборе именно газосиликатных блоков все же существенная.

Причем экономия совершается не только за счет выбора самого материала, который весьма недорог, но и тем, что сопутствующие при работе материалы с такими блоками также не ударят своей ценой по кошельку. А работа с ними сильно уменьшает количество затраченного времени.

Итак, если сравнивать с одним из самых популярных выборов для строительных работ – кирпичом, то по размерам силикатные блоки гораздо более стабильны. Поэтому при укладке этих блоков необходим клей, а не цементный раствор. Во-первых, клей выходит явно дешевле, чем цемент, во-вторых, он крайне экономичен (толщина шва 1-3 мм) – и это тоже сокращает расходы.

Во-вторых, как мы уже упомянули, силикатные блоки достаточно стабильны в размерах, их формы ровные и линейные. Это значит, что вам, скорее всего, не придется переделывать или корректировать проделанную работу, выравнивать, шпатлевать. Материал также облегчает последующие работы с внутренней отделкой, а это сохраняет не только вес вашего кошелька более тяжелым, но и ваши нервные клетки — целыми.

Легкость веса — еще одно достоинство. Для транспортировки блоков не нужно будет использовать специальную технику для погрузки и переноски блоков, как это приходится делать, например, с кирпичами.

За счет того, что блоки просты в эксплуатации, отпадает необходимость дополнительного переделывания работы (при необходимости). Экономия времени и средств очевидна.

Выводы

Благодаря своей легкости в переноске, работе и последующей эксплуатации блоки экономят вам время и деньги тем, что вам не придется многократно проверять и переделывать проделанную работу, потому что в 99% вы с первого раза все сделаете правильно и красиво.

За счет того, что материал имеет высокую звукоизоляцию, плюс к этому — прочность и низкий вес, вы обеспечиваете свое жилище очень удобной и практичной конструкцией. Она, к тому же, при своей цене, значительно выигрывает у более дорогостоящих материалов. В итоге проведенных работ вы гарантированно получаете около 30-40% экономии ваших средств.

Выходит, что газосиликатные блоки — наилучший выбор для проведения строительных работ, который прост в эксплуатации и достаточно недорог по цене.

Новости | durisol

Не для кого не секрет, что газосиликатные блоки стали самым популярным материалом в коттеджном строительстве в Республике Беларусь. Кроме того, газосиликатные блоки используются в качестве заполнителя монолитного каркаса в высотных зданиях. Но так ли хороши газосиликатные блоки для строительства Вашего дома? Нам бы хотелось указать на минусы при использовании газосиликатных блоков, которые могут повлиять на качество строительства, свойства Вашего дома и здоровье Вашей семьи.

Для начала остановимся на составе газосиликатного блока.

Газобетонная смесь, согласно СН 277-80 «Инструкция по изготовлению изделий из ячеистого бетона» состоит:

· Портландцемент, изготовленный по ГОСТ 10178-76, с содержанием силиката кальция не менее 50%., трёхкальциевого алюмината не более 6%. Не допускается добавка трепела.

· Песок должен отвечать требованиям ГОСТ 8736-77, глинистых и илистых включений не более 2%, содержание кварца не менее 85%.

· Вода с техническими требованиями по ГОСТ 23732-79.

· Известь-кипелка кальциевая должна соответствовать ГОСТ 9179—77, и быть не ниже 3-го сорта. Дополнительные характеристики: скорость гашения 5-15мин., «пережог» – не более 2%, содержание СаО+МgО – не менее 70%.

· Используется газообразователь – алюминиевая пудра ПАП- 1 или ПАП-2

· Поверхностно-активное вещество (ПАВ) – сульфонол С.

Влияние состава газосиликатных блоков на Ваше здоровье:

Газосиликатный блок состоит из негашеной извести, которая вступает в реакцию с алюминиевой пудрой и выделяет газ, образующий в блоке пузырьки. Известь негашеная остается в блоке и после строительства дома. Когда попадает влага, известь при этом реагирует и начинает выделять опасные вещества в самом помещении. Большинство людей особенно на это не реагируют, но есть и такие, у кого начинают появляться разные симптомы заболеваний органов дыхания, возникает головная боль, появляется вялость.По некоторым данным, такие испарения могут являться причиной онкологических заболеваний у жильцов дома.

Если Вы все еще намерены строить дом из газосиликата, далее приведены свойства газосиликатных блоков, которые отражаются на качестве строительства и использовании дома:

— Дома из газосиликатных блоков необходимо каждый этаж опоясывать железобетонным кольцом, так как этот материал подвержен деформации под действием определенных нагрузок.

— Невозможность перехода к этапу отделки сразу после возведения стен до крыши. Эта проблема связана с усадкой, которая свойственна ячеистому бетону. Таким образом, сроки сдачи дома под ключ несколько увеличиваются.

— Низкие показатели прочности и усточивости к морозам.

— Трудности с использованием дюбелей (пластиковый элемент меняет цвет окружающей ткани)

— Поглощаемость влаги. Так как данный материал способен полностью пропитываться водой, необходимо изолировать его от влаги. Данный аспект важен также при соблюдении условйи хранения газосиликатных блоков на складе продавца, т.к. известны случаи, корда блоки привозят уже полуразрушенными из-за того, что они набрали влагу при хранении.

— Склонность к появлению грибка из-за пористой структуры. Образовывается он тогда, когда материал намокает. Соответственно, если газосиликатные блоки привезли Вам уже намокшими, то скорее всего, в них уже есть грибок.

— Возведение дома из этого стенового материала требует рабочих с высокой квалификацией, имеющих опыт работы с газосиликатом:

— Если мы не хотим получить стену в трещинах, необходимо качественное выполнение фундамента. Важно, чтобы у основания (или цоколя), отклонения по горизонтали были не более 3 мм на длину в 2 м.

— Кладка на клеях должна вестись с особой тщательностью: разрыв в клеевом шве недопустим, иначе мы получим естественную вентиляцию через стены, и, вопреки ожиданиям, дом будет холодным. Не следует делать швы толщиной менее 3-5 мм.

— Дорогая внутренняя отделка. Штукатурка в обязательном порядке по сетке (стеклохолст), что бы не проявлялись трещины. Штукатурный слой должен быть не более 4-5 мм

— Необходимость отделки фасада не только из-за неприглядности кладки, но и из-за того, что газосиликат хорошо впитывает влагу. В связи с такой особенностью, не рекомендуют применять его в районах, где влажность составляет больше 60%.

— Стена из газобетона плохо удерживает тяжёлые навесные предметы.

А теперь подробнее на конкретных примерах:

Паропроницаемостьгазобетона на деле оборачивается сильными абсорбирующими качествами дома из газосиликатных блоков, а это приводит к усадке и растрескиванию штукатурки и отделки. Причем растрескивание происходит именно по швам кладки. А гипсовая штукатурка, нанесенная при температуре ниже +10° С полностью покроется сеткой трещин.

 

Поэтому, учитывая такую высокую паропроницаемость, газобетон нельзя применять для кладки стен и перестенков во влажных санитарных помещения – уборных, ванных, душевых, на кухнях.

Морозостойкость газобетона — чистой воды рекламщина. Она не только существенно завышена, но вводит в заблуждение покупателей относительно оптимальной толщины стен при постройке.

Плотностьгазосиликатных блоков намного меньше требуемых ГОСТом для теплозащиты и не способна противостоять в должной мере нашим морозам.

Дом, в случае перебоев с отоплением, остывает очень быстро. А для его отопления будет требоваться значительно больше энергии, чем для кирпичного или деревянного. Также в обязательном порядке потребуется утепление стен, наружных торцов плит и бетонных перемычек минераловатными или пенопластовыми утеплителями, а это еще одна дополнительная статья расходов.

Низкая стоимость газосиликатных блоков недостатком, на первый взгляд, не может являться. Но учитывая тот факт, что для монтажа конструкции из газобетона требуется прочный ленточный фундамент из бетона и армированный пояс, который выльется застройщику в приличную сумму, то экономия тут весьма сомнительная.

Без массивного фундамента неэластичный и хрупкий газобетон может деформироваться и давать трещины. А для крепежа конструкционных элементов требуются специальные дюбели, которые в несколько раз дороже обычных.

Долговечность, о которой говорят производители газобетона, тоже сомнительна. Ведь массовая застройка из газосиликатных блоков началась относительно недавно и все прогнозы относительно фундаментальности таких построек пока только на бумаге. А так как в кладке присутствует известь, то коррозийные процессы в металлических элементах перемычек, арматуры, трубопроводов или каркаса здания из газобетона – дело времени.

Экологичность этого материала тоже ставится некоторыми специалистами под сомнение. В большинстве случаев происходит это в силу того, что некоторые нечистоплотные фирмы для производства газобетона используют материалы сомнительного происхождения, что становится для всех газосиликатных блоков существенным недостатком. Ведь неизвестно, где добывали песок для изготовления газобетона или откуда родом алюминиевая пудра. Возможно, разговоры о радиоактивности — всего лишь разговоры, им можно верить, а можно нет, но, как говориться, дыма без огня не бывает.

Подробнее о теплопроводности газосиликатных блоков:

Уменьшение теплопроводности строительных материалов особенно важно сейчас, когда стоимость энергоносителей постоянно растет. Но есть и обратная сторона медали. Чем ниже теплопроводность и плотность, тем ниже несущая способность материала.

Несущая способность бетона, как известно, очень высока, особенно при работе на сжатие, поэтому этот материал давно используют в строительстве. Однако стены из такого материала холодные, поэтому тяжелый бетон обязательно требует утепления снаружи и изнутри!

В материалах продавцов и производителей вспененных бетонов заявляется о чудесных свойствах этого материала. Говорится, что стена толщиной в 30-40 см из пенобетона заменяет собой метровую стену из кирпича. Говорится, что за счет высокой паропроницаемости дом из пеноблоков не требует вентиляции, в нем отлично «дышится». Говорится, что пенобетон регулирует влажность в помещении. При этом упоминается вскользь о том, что для пенобетона нужен специальный крепеж. Утверждается также, что самые обыкновенные саморезы и гвозди можно вкручивать и вбивать как в дерево. Что здесь правда, а что не очень? И о чем не говорится совсем?

При использовании блоков толщиной 300 мм, изготавливаемых по технологии Hebel, требуется специальный клей. Снаружи блоки можно облицевывать кирпичом. Вентиляционный зазор между кладкой и блоками должен быть 20 мм. Такой вентиляционный зазор рекомендует сам производитель, чтобы избежать скопления влаги и конденсата, который в слоистых кладках никогда нельзя исключать. Перевязка облицовочной кирпичной кладки и блоков осуществлялась тычковым рядом кирпича, через несколько рядов блоков. Перед тем, как смонтировать железобетонные плиты перекрытий, выполненяется армирующий пояс из тяжелого бетона с арматурой.

Еще одной интересной особенностью штукатурки стен из газобетонных блоков является их высокая впитывающая способность. Не об этом ли говорили в рекламе? Грунтовать такие стены следует два раза. Первый раз грунтовку нужно обильно разбавлять водой. Но если в теплое время года штукатурные работы проходят без особенностей, то при температуре ниже +10 гипсовая штукатурка сразу начинает активную усадку и вся сплошь покрывается трещинами. Стена, видимо, начинает резко поглащать влагу и нарушает процесс схватывания гипса. Этот эффект был экспериментально неоднократно подтвержден. Газосиликатные блоки нельзя штукатурить гипсовой шткатуркой при температуре ниже +10.

 

Пришла зима. Первое, что выясняется, кладка из пенобетона продувается! Практически из всех щелей дует ветер. При отделке помещения обязательно! нужно штукатурить стены, иначе и правда вентиляция не нужна. По этой причине делать отделку стены из пеноблоков гипсокартоном по каркасу без предварительной расшивки кладки недопустимо. Еще лучше— штукатурка, причем желательно с двух сторон. Вообще говоря, облицовка пенобетонов кирпичной кладкой— не лучший вариант наружной отделки. Наиболее оптимально оштукатурить.

Что касается затрат, то учитывать нужно не только стоимость основного материала— кирпича или блоков. Нужно учитывать также стоимость других используемых в процессе возведения материалов. Кирпич может стоить даже дешевле, чем хорошие блоки, но для кирпичной кладки нужны в большом количестве песок и цемент, а цена последнего в последнее время сильно выросла.

Любое сооружение подвержено процессу усадки. Кирпичная кладка переносит этот процесс, если он, конечно, не в тяжелой форме, без каких-либо серьезных последствий, в то время как газобетонные блоки активно начинают трескаться. Через два года после возведения стены из газобетонных блоков, такие трещины появляются на 15-20% блоков. Микротрещины появляются не сразу, а спустя какое-то время.

И в завершении хотелось бы привести следующий отзыв:

«Только что смотрела ролик китайской компании о строительстве домика из газобетона. Было ощущение, что это строят из песка. А когда показали момент штробления канала под проводку, то окончательно убедилась, что газобетон — туфта. Как мужчины могут это не понимать?

Я не хочу, чтобы стену моего дома можно было спокойно проковырять детской лопаткой или крысиными когтями! Газобетон нельзя применять не только для ванной комнаты, но и на кухне. Там тоже бывает очень много влажных испарений! Ну и зачем тогда он вообще нужен?»

Безусловно, строить дома из газосиликатных блоков можно, но с учетом всех его характеристик, в том числе и тех, о которых не распространяются его производителями. Стоит задуматься, почему акулы строительного бизнеса не освоили в полной мере такой современный и высокоэффективный материал, коим его рисуют продавцы строительных материалов?

Выбирая газосиликатные блоки для строительства Вашего дома, учитывайте недостатки этого стройматериала и задумайтесь и последствиях его использования. Как говорится: «Дорого да мило, дешево да гнило».

По всем вопросам обращайтесь по телефонам: +375 29 -635-33-33,  + 375 17-281-72-30

 

Проекты домов из газосиликата | Липецкая торгово-строительная компания

Газосиликатные блоки – универсальный материал для индивидуального строительства: частных домов, гаражей, промышленных зданий, построек хозяйственного назначения. Дом из газосиликатных блоков будет надежным и прочным, так как этот строительный материал имеет следующие положительные характеристики:

• Прочность. Стойкость к сжатию делает газоблоки практически незаменимыми при строительстве частных и малоэтажных домов. Свойства материала дают возможность использовать его для возведения несущих конструкций, перегородок и перемычек, наружных и внутренних стен.
• Вес. Газоблоки – легкий материал, в 5 раз легче бетона. Небольшой вес материала позволяет сэкономить на перевозке материала и монтаже, возвести дома из газосиликата в короткие сроки. Уменьшается общий вес конструкции, благодаря этому есть возможность во время проектирования дома спланировать более легкий фундамент.
• Теплоизоляция. Дом из газосиликатных блоков не обязательно утеплять дополнительно. Пористая структура создает качественное термическое сопротивление. Материал используется для внешнего утепления жилых частных домов.
• Аккумуляция тепла. Газоблоки не только удерживают тепло внутри здания, но и аккумулируют его от солнца и домашнего отопления. Зимой материал удерживает тепло в доме, а жарким летом – поддерживает температуру комфорта.
• Звукоизоляция. Ячеистая структура газосиликатных блоков обеспечивает качественную защиту от шума.
• Экологичность. Газоблоки не выделяют токсины, в составе нет опасных, токсичных веществ, агрессивных химических реагентов.
• Форма. Материал изготовлен в виде правильных параллелепипедов – это облегчает работу с ним. Монтаж и укладка блоков быстрее и проще, швы минимальные.
• Морозостойкость. Газоблоки зарекомендовали себя как материал, подходящий для суровых климатических условий.
• Огнеупорность. Газосиликатные блоки не подвержены воздействию огня до 7 часов. Это свойство не позволяет огню распространяться.
• Паропроницаемость. Ячеистая структура материала позволяет создать комфортный микроклимат в доме из газосиликата.
• Стойкость к органическим влияниям – насекомых, грибка.
• Экономичность. Газоблоки – доступный строительный материал с прекрасным соотношением «цена – качество».

В строительстве применяют стеновые и лотковые газоблоки. В зависимости от формы, стеновые могут быть обычными или пазогребневыми – их форма характеризуется наличием пазов и углублений. Размеры газоблоков разнообразны и зависят от производителя материала.

В зависимости от сферы применения выделяют:

1. Газоблоки теплоизоляционные. Применяют непосредственно для утепления наружных стен. Газосиликат этого вида наделен повышенной морозостойкостью и теплоизоляцией. Прочность – не самая сильная его сторона. Не подходит для монтажа несущих конструкций. Пример: газоблок серии D400.
2. Газоблоки теплоизоляционно-конструкционные. Прочность выше, чем у предыдущего типа. Могут стать главным строительным материалом при возведении дома. Подойдут для несущих стен частных и одноэтажных домов. Используется как утеплитель. Важно: для домов, высотой более одного этажа прочности материала не хватит. Пример – марка D500.
3. Газоблоки конструкционные. Главное предназначение – строительство. Из конструкционных блоков монтируют несущие, ненесущие стены. Назначение: жилой дом или промышленное учреждение высотой до 3 этажей. Обладают повышенной морозостойкостью. Пример: марки D600, D700, D800.

Дома из блоков | строительство дома из газосиликатных блоков

---

 Вы решили построить тёплый и надёжный дом из газосиликатного блока. Но пока не определились какого производителя выбрать. И так начнём краткий обзор домов построенных из газосиликатных блоков производства КСМ Старый Оскол. Дом с мансардой построен из газосиликатных блоков с линии Универсал производства Старооскольского КСМ. Немного забегая вперёд скажем что стеновой блок Старооскольского комбината применяется не только для строительства частных домов, но и в строительстве многоэтажных торговых и деловых центров. Выбрав для своего строительства Старооскольский газосиликат вы получаете качественный и недорогой пеноблок от крупнейшего производителя в России

---

На Старооскольском заводе налажен выпуск газосиликатного блока с немецкой линии Wehrhahn (Верхан) 1 категории с идеальной геометрией для кладки на клей. Из газосиликата марки D-600 допускается строительство трёхэтажных домов. Так что приобретая для строительства Старооскольские блоки вы получаете высокую прочность материала, которой может похвастаться далеко не каждый производитель

---

Старооскольский газосиликатный блок с линии Wehrhahn имеет очень точную геометрию и подходит для кладки на клей. Холод не сможет проникнуть в помещение через тонкий слой клея и быстро рассеется внутрь пеноблока, который имеет высокую степень энергоэффективности. Благодаря тонкому шву, толщиной 2 мм. стены дома из газосиликатного блока будут лучше хранить тепло вашего домашнего очага

---

Применив для строительства Старооскольские газосиликатные блоки вы выполните любые архитектурные решения, они идеально подойдут для строительства стен любой, даже самой причудливой формы. Простота резки, монтажа и любой другой обработки газосиликатного блока дадут широкий простор для воплощения самых смелых дизайнерских идей при постройке вашего дома

---

На Старооскольском заводе производят действительно прочный газосиликатный блок. Прочность материала важна не только при строительстве многоэтажных домов и монтаже навесного вентилируемого фасада, но и при произведении дальнейших внутренних работ, например вам будет нужно повесить тяжёлые мебельные шкафы на стены из газосиликата, а хрупкость блоков Аэробел не позволяет этого сделать

---

Газосиликатный блок производства КСМ Старый Оскол марки D-500 является более тепло эффективным чем блок D-600 и больше подходит для строительства дома фасад которого будет облицовываться керамическим лицевым кирпичом. Блок D-500 вполне пригоден для строительства двухэтажного коттеджа, так как является конструкционно-теплоизоляционным

---

Газосиликатные блоки производства Старый Оскол можно использовать для несущих конструкций жилых зданий, высотой до трех этажей. В зависимости от климатической зоны строительства, такие здания или не утепляются вовсе, или дополнительно утепляются любым видом теплоизоляции. Благодаря своим высоким характеристикам и приемлемой стоимостью Старооскольский блок применяется в строительстве высотных каркасных жилых зданий, а также современных торгово-развлекательных комплексов и деловых центров Москвы и других крупных мегаполисов. Так что при выборе качественного газосиликатного блока для вашего строительства у вас не должно быть сомнений, ведь нас выбирают самые крупные застройщики

---

И в завершении представляем вам современный многоэтажный жилой комплекс построенный из газосиликатного блока производства Старооскольского комбината строительных материалов и облицовочного керамического кирпича производства ОСМиБТ Старый Оскол. Вы решили построить уютный коттедж из газосиликатного блока? Или же являетесь представителем строительной компании, которая ищет качественные строительные материалы по приемлемым ценам? Думаю у вас не должно остаться сомнений при выборе производителя газосиликатного блока. Оформить заказ вы можете в официальном интернет-магазине Старооскольского завода

Стройка: Дом из газосиликата. Грамотно строим и утепляем дом из газосиликатных блоков (видео+текст): athunder — LiveJournal

В двух программах из цикла Строй!ка (Стройка) эксперт Андрей Курышев поделился информацией о строительстве домов из газосиликатных блоков. Данный материал окажется очень полезным, особенно если вы планируете строить стены из газосиликата своими руками. Андрей Курышев рассказывает о следующем:

• Планировка дома из газосиликатных блоков. Нужно ли утеплять дом из газосиликата.


• Постройка дома из газосиликата. Кладка газосиликата. Клей для газосиликата.


• Утепление дома из газосиликата


• Межкомнатные перегородки в доме из газосиликатных блоков


• Крыша в доме из газосиликатных блоков


• Штукатурка стен из газосиликатных блоков. Вентилируемый фасад.


• Использование плит перекрытия в доме из газосиликатных блоков


• Газосиликат и влага


• Характеристики газосиликата

Строй!ка: Стройка перед зимой

Стройка: Дом из газосиликата. Грамотно строим и утепляем дом из газосиликатных блоков.
Дом из газосиликата, уложенного на клей. Внутренние стены из кирпича. Дом со смещением уровней. Утепление фундамента, фундаментной плиты, отмостки плитами экструдированного пенополистирола. Как и зачем отделять дерево в кровле от камня.

Строй!ка: Правда о газосиликате

Что такое газосиликат. Каковы его свойства. Чем покрывать стену из газосиликата снаружи и внутри, чтобы избежать появления влаги и связанных с ней проблем. Стоит ли использовать газосиликат совместно с утеплителем.

Планировка дома из газосиликатных блоков. Нужно ли утеплять дом из газосиликата.
Большой многоуровневый дом. Ограждающие конструкции выполнены из газосиликатных блоков YTONG, а внутренние стены — из обычного силикатного кирпича. На первый взгляд здание не кажется большим. Трудно поверить, что здесь 4 уровня. Этот тип архитектуры позволяет наиболее эргономично использовать жилое пространство.

Четыре уровня — это очень хорошо. Один пролет прошел и уже комната. А в обычном доме нужно два марша проходить или кривые лестницы.

В подвале цокольный этаж жилой. Он утеплен экструдированным пенополистиролом по периметру. Стены фундамента сделаны из блоков ФБС. Сюда проведено отопление. Прорублены небольшие окна. Все работы на данном участке ведутся всего тремя строителями.

Постройка дома из газосиликата. Кладка газосиликата. Клей для газосиликата.
Как проводились работы: Разметили участок, привязали котлован к участку, вырыли котлован, залили плиту, блоками ФБС выложили фундамент, выложили стены газосиликатом (технология YTONG — бесшовное соединение на клеевой основе), положили плиты перекрытия, крышу.

Строить такой дом не было сложно. Данные строители работали с газосиликатными блоками и вообще газосиликатом в первый раз. Укладывали газосиликатные блоки на клей. Положительно отношусь к данной технологии. Раньше размеры так точно не выдерживались, прыгали до 5-10 мм, поэтому ровно уложить на клей возможности не было. А сейчас кладка газосиликатных блоков на клей получается экономичной и быстрой. На дом ушло 80 мешков клея. С учетом песка и цемента, бетон обошёлся бы дороже (Примечание: Остается вопрос об экологичности клея!) Кроме того, я думаю, что мостики холода исключены (в отличии от бетонного раствора).

Газосиликатные блоки используются двух размеров. Обычные блоки высотой 25 см, а над оконным проемом высотой 10 см.

Утепление дома из газосиликата
Стена из газосиликата 50 см, дополнительного утепления не будет. Газосиликат здесь выполняет несущую функцию и теплоизоляционную. Если это перевести на кирпич, то по теплоизоляционным свойствам наверное будет даже больше метра. Фундамент и плита внизу утеплялись экструзионным пенополистиролом. Отмостка 120 мм также будет пенополистиролом. Отмостка служит утеплением, а также позволяет дому смотреться более гармонично (дом без отмостки смотрится неуклюже). Теоретически термоотмостку нужно делать везде, чтобы до фундамента холод не добирался. На пучинистых грунтах это точно нужно. А на песочных возможно и не надо.

Стены из газосиликата помимо непаропрозрачных штукатурок боятся непаропрозрачных утеплителей, таких, в частности, как экструзионный пенополистирол (ЭППС, ЭПС, XPS). Оборачивая им дом, вы как-будто заворачиваете его в полиэтиленовую пленку. Если штукатурки обладают хоть какой-то паропрозрачностью, то ЭППС лишен этих свойств напрочь.
Если утеплить газосиликатную стену экструзионным пенополистиролом, то начнет происходить еще более катастрофическая ситуация. Если штукатурка и краска еще имеют хоть какую-то паропрозрачность, хотя и недостаточную, то экструзионный полистирол (ЭППС) вообще не имеет никакой паропрозрачности. В определенное время зимой на стыке пенополистирола и газосиликата непременно образуется влага, конденсат.

У меня на форуме писали, что утепляют в Сибири пенопластом дома, через 5 лет снимают его, а вся стена черная от плесени и черная жижа. Протравливают хлором и другими дорогостоящими средствами от плесени, а затем штукатурят заново.

Дома из газосиликатных блоков нужно строить только из них! Никакого утеплителя. Немножко можно заложиться на толщину блока. Если производитель рекомендует блок 40 см для нашего климата, постройте из 50 см. Тогда вы заложитесь на дополнительное увлажнение, которое может быть при эксплуатации.

Для крыши применяется гидроизоляция и пароизоляция. Пароизоляция не пропускает пар. Затем идет утеплитель между стропилами, а сверху — гидроизоляция. Последняя пропускает пар из себя, но сверху влагу с крыши не пропускает. Это позволяет влаге скатываться с крыши. В качестве утеплителя используется минеральная базальтовая вата (Примечание: Крыша может протекать, поэтому использование минеральной ваты в подкровельном пространстве не имеет смысла. Ведь минеральная вата при попадании влаги значительно теряет свои свойства).

Межкомнатные перегородки в доме из газосиликатных блоков
Межкомнатные перегородки выложены из белого силикатного кирпича. Звукоизоляция между комнатами намного лучше, чем, допустим, из того же пенопласта или пеноблока. По такому кирпичу стучишь, звук глухой. А когда стучишь по пенобетону, то на весь дом слышно. Стены в основном несущие, не несущих мало. Кроме того, вытяжные шахты выложены из того же кирпича (Примечание: Плюс высокая теплоемкость таких стен позволяет запасать тепло зимой, холод летом).

Крыша в доме из газосиликатных блоков
Уплотнение конька (показывает ленту, похожую на поролон). Крыша будет проветриваться на конек. Чтобы не летела мошкара, используется данный материал. Он будет прилегать хорошо и являться фильтром. Возле стропил также будет сеточка (для вентилируемого зазора).

В качестве гидроизоляции использовали обычный рубероид. Металлические детали к дереву гидроизолировали. Раньше наши деды из дуба делали деревянные гвозди. Сверлили и забивали их.

Балки деревянные для крыши. Доски для обрешетки, стропильной системы. Используется обычное дерево (сосна, ель). Дерево пропитано огне-биозащитным составом. Порошок растворяется в воде. Дерево можно замачивать, можно хорошо обрабатывать кистью, пульверизатором.

Крыша в этом доме делается по классической технологии кровельного строительства. Дерево здесь отделено от каменного основания рубероидом. В программе «Пенополистирол. Плюсы и минусы» Андрей Курышев объяснял зачем и как правильно отделять дерево от камня.

Штукатурка стен из газосиликатных блоков. Вентилируемый фасад.
Строительная штукатурка СТ 29, чтобы проходить швы (законопатить). Этим ремонтным составом после укладки проходят.

Для шпаклевки фасада используется сетка. До окна будет декоративная плитка.

Как и положено газосиликату, он уложен на тонкий клеевой шов, оштукатурен изнутри. Тепловые свойства газосиликата неплохие, но они очень зависят от влажности. Имеем стену из газосиликатных блоков. Основная опасность в доме из таких блоков — изменение влажностного режима в доме зимой. Дома в этот период тепло, допустим +20 градусов. В теплом воздухе дома на 1 м3 воздуха при влажности 50-60% содержится примерно 20 грамм пара. На улице при -20 градусах и влажности 50-60% пара воды в 1 м3 воздуха содержится около 2 грамм. При этом пар пытается переместиться оттуда, где его много, туда, где его мало. Это называется давление паропроницания. Стоит задача создать барьер внутри помещения, чтобы этот пар как можно меньше входил в стену. Для этого помещение внутри штукатурится. Видим влажные пятна на стенах. Только что грунтовали стены. Грунт связывает пыль на стене. Без грунта стена очень пыльная, поэтому шпаклевка может отваливаться. Также грунт улучшает свойства по паропроницанию. Грунт — клеевой раствор, который препятствует прониканию влаги. Потом эту стену отшпаклюют, покрасят краской или поклеят обои. Лучше делать внутреннюю стену как можно менее паропроницаемой. Для этого можно поклеить виниловые обои, покрасить краской, которая плохо проводит влагу. Сан.узлы и туалеты облицовывают плиткой. Т.е. как можно больше препятствий создаем для влаги. Нормальный дом должен иметь вентиляцию, с помощью которой влага будут уходить.

Если пар зашел в стену, а он все равно зайдет, то с внешней стороны должна быть обеспечена возможность беспрепятственного выхода наружу. Если же внешний слой будет менее паронепроницаемый, чем внутренний, то пар будет заходить внутрь, доходить до наружной стены. Последняя зимой холодная, в этой стене есть точка, называемая точкой росы. Она зависит от температуры внутри стены и от влажности воздуха в ней. Большой ошибкой является оштукатурить дом из газосиликата снаружи цементной жесткой штукатуркой и покрасить его какой-нибудь паронепроницаемой краской. Тогда мы запрем стену от влаги.

Видел сауну, которая не была пароизолирована изнутри, а была просто утеплена. Дом был оштукатурен жесткой штукатуркой и покрашен хорошей краской, которая была видно, что связана с поверхностью. За несколько лет под слоем штукатурки газосиликат растрескался. Около внешней стороны стены скапливалась влага. Она замерзала и расширяла газосиликат. Постучав по штукатурке, можно было определить, что она обрушится.

Вообще дома из газосиликата требует вентилируемого фасада.

[Справка: Вентилируемый фасад — это…]Вентилируемый фасад — это система стального или алюминиевого каркаса, монтируемого непосредственно на фасаде здания и облицованная с наружной сторону декоративными панелями.

Газосиликат снаружи остается не закрытым. По наружным стенам набиваются какие-то рейки, на которые навешивается фасад (доски, сайдинг, керамические пластины, пластиковые,…). Под фасадом должен свободно гулять воздух. Влага должна свободно и беспрепятственно выходить их незакрытой стены и выходила, выветривалась.

Использование плит перекрытия в доме из газосиликатных блоков
Многие боятся, что газосиликат непрочный. Из газосиликата строят уже давно. Но раньше пол делали деревянный, а в данном случае пол из плит перекрытий. На кубик стороной 10х10х10 мм становился сам, никаких вмятин нет. Страшно и самому, что гвоздь забивается свободно. Но расчеты показывают, что все нормально.

Газосиликат и влага
Боятся, что газосиликат, газобетон напитается влаги с внутренней стороны. Сама поверхность влагу не берет. Она как вошла, так и вышла. Если же распилить блок, то внутренняя сторона уже хорошо влагу берет. Но с внутренней стороны будет штукатурка. Снаружи будет тоже легкая штукатурка, так что если попадет дождь, влага выйдет.

Характеристики газосиликата
Газосиликат при низкой объемной массе 500 кг/м3 имеет прочность на сжатие от 20 до 40 кг/см2 за счет автоклавной обработке, перемола компонентов и механического упрочнения. Усадка газосиликата составляет до 0,47 мм на метр, пенобетона — до 5 мм. Газосиликат используется для кладки несущих стен коттеджей до 4 этажей, стенового заполнения каркасных высотных зданий. Допустимая нагрузка на 1 метр стены толщиной 40 см составляет 112 тонн.
Заключенный в равномерно образующихся пустотах ячейках диаметром 1-3 мм воздух дает исключительные теплоизоляционный и теплоаккумулирующий эффект, превосходящий кирпич в 3-5 раз. Высокие теплофизические качества газосиликата позволяют домам хорошо удерживать тепло, делают теплой на ощупь поверхность стен, не требуют дополнительного теплоизоляционного материала. За счет большого количества разделенных пустот, очень хорошая теплоаккумулирующая способность дома остывать медленно.

Другим предприятием, которое производит блоки высокого качества в Липецке, является Липецкий завод изделий домостроения (ЛЗИД). На ЛЗИДе организовано производство блоков из газобетона всемирно известной марки Hebel. Предприятие выпускает мелкие стеновые газоблоки с 1995 г. В 2004 г. производственная линия была доукомплектована оборудованием по герметичной упаковке блоков – готовая продукция упаковывается в специальную термоусадочную пленку, которая позволяет хранить газобетонные блоки на открытом воздухе намного дольше, чем неупакованные.

Текстовые заметки по материалам программы «Стройка (Строй!ка)»

Смотрите также:

• Стройка: Из чего строить стены: Клееный брус, кирпич, газосиликат. Термодом.


• Строить, не перестроить. Выпуск 35: Появление трещин в доме. Недостатки пенобетона. Световой фонарь.


• Стройка: Из чего строить дом: Однослойная стена из кирпича или двухслойная из кирпича и утеплителя


• Стройка: Маленькие хитрости большого кирпичного дома


• Строить, не перестроить. Выпуск 6: Как правильно возводить кирпичные стены


• Строить, не перестроить. Выпуск 48: Строительство бассейна. Утепление кирпичного дома.


• Строить, не перестроить. Выпуск 29: Крупноформатные поризованные блоки. Боремся с мостиками холода.


• Строить, не перестроить. Выпуск 25: Типичные ошибки строителей 2. Намокание кирпичной стены.


• Строить, не перестроить. Выпуск 34: Появление влаги в стенах, кровле, на потолке. Борьба с влагой.


• Строить, не перестроить. Выпуск 5: Самый популярный материал — кирпич


• Строить, не перестроить. Выпуск 3: Как построить хороший дом на небольшом участке (газобетон)

цены и проекты в Москве и Подмосковье

Просчитывая доступные варианты строительства домов, будущий собственник (при грамотном подходе) проводит анализ по нескольким параметрам:

срок эксплуатации; обеспечение максимально комфорта проживания; безопасность.

Наши проекты домов из газосиликатных блоков

Каталог готовых проектов из газосиликатных блоков>>

Стадии строительства

Какие этапы строительства дома из газосиликатных блоков придется проходить подрядчику?

Планировка земельного участка и снятие плодородного грунта. Разметка участка, нанесение осей здания. Подготовка траншей под фундамент. Прокладка коммуникаций (выполнение скрытых работ). Устройство фундамента. Устройство перекрытия. Кладка стен с установкой перемычек окон и дверей. Кладка внутренних перегородок. Установка потолочного перекрытия. Устройство кровли. Установка окон и дверей. Монтаж вертикальных коммуникаций. Внутренняя и наружная отделка.

Все чаще при выборе материала для строительства дома предпочтение отдается газосиликатным блокам, которые привлекают своими многочисленными достоинствами, не последнее из которых вполне доступная стоимость. Среди основных достоинств, которыми обладает этот материал можно выделить:

• долговечность, которая позволяет зданию простоять не менее 150 лет;
• быстрое возведение стен, благодаря большим размерам блоков и простоте работы с ними;
• высокая прочность, не уступающая кирпичу, при том, что сам материал намного более легкий по весу;
• высокие свойства по теплоизоляции благодаря пористой структуре блоков;
• хорошие показатели звукоизоляции и устойчивость к огню;
• возможность использовать различные отделочные материалы для внешней облицовки и внутренних работ.

Быстрое и качественное строительство

Строительство дома из газосиликатных блоков под ключ цена на которое гораздо ниже, чем на здания из кирпича, возможно, произвести действительно в самые короткие сроки. Для возведения стен даже большого по размерам дома требуется в среднем несколько месяцев, что позволяет уложиться не только со строительными, но и отделочными работами в теплый сезон и к холодам получить готовый для заселения дом.

Преимущества работы с нами

Наша компания предлагает строительство домов из газосиликатных блоков под ключ, беря на себя решение всех вопросов, связанных с:

• разработкой индивидуального или адаптацией типового проекта дома под конкретные пожелания заказчика;
• подготовкой участка под застройку, создание фундамента для дома;
• возведение наружных и внутренних стен, перегородок;
• проведение всех кровельных работ;
• проведение и подключение инженерных коммуникаций;
• установка лестниц, окон, дверей, настилка пола;
• облицовка фасада;
• выполнение внутренних отделочных работ согласно проекту дизайна интерьеров, который разработают наши специалисты.

При доступной стоимости дома из газосиликатных блоков имеют высокие эксплуатационные характеристики, но в полной мере они проявляются только тогда, когда работа выполнена качественно и с учетом всех технических нюансов и деталей, которые предусмотрены для работы с этим материалом. Заказ дома под ключ позволяет избежать ошибок и сэкономить на процессе строительства, а также в дальнейшем, благодаря отсутствию затрат на исправления ошибок, которые не редко допускают непрофессионалы.

Дом под ключ – доступное решение

Строительство дома из газосиликатных блоков относится к доступным вариантам получить собственное жилье, а заказывая такой дом у нас, клиенты имеют еще и дополнительные возможности сэкономить. Благодаря обширной галереи готовых проектов не придется тратить время и деньги на создание нового проекта, тем более, что наши специалисты могут быстро внести изменения в представлены проекты, адаптировав их под требования заказчика. Заказывая выполнение всех работ в одной копании, не придется беспокоиться о закупке материалов и расчете их количества, поиске строительных бригад и техники, задержках в графике и превышении бюджета.

В составляемой в начале работы смете, мы отображаем все необходимые материалы для дома, начиная от строительных материалов для закладки фундамента и заканчивая материалами для внутренней и внешней отделки, поэтому клиенты сразу же знают точную стоимость реализации проекта, и она остается неизменной до окончания работ. Дом из газосиликатных блоков под ключ от нашей компании – это реальная возможность вложиться в минимальный бюджет на строительство и въехать в надежный и уютный дом точно в запланированные сроки.

Сертификаты и благодарности

Посмотреть все Сертификаты >>

Рассчитать стоимость Вашего дома

Дополнительные материалы

ГАЗ-СИЛИКАТ Стоковые фотографии и изображения

Бесплатные профессиональные стоковые фотографии GAS-SILICATE и изображения для редакционных новостей из Shutterstock

Показать детали изображения Домостроение из керамзитоблоков. Строительная площадка застройки загородного дома. Концепция строительства пригородного дома. Строительные работы по кладке кирпича, газосиликатных блоков и кровли. Роялти-фри фото Показать детали изображения Рабочий процесс, Дачное строительство из силикатных и газосиликатных блоков и дерева.Каркас одноэтажного дома с крышей. Роялти-фри фото Показать детали изображения Рабочий процесс, Дачное строительство из силикатных и газосиликатных блоков и дерева. Каркас одноэтажного дома с крышей. Роялти-фри фото Показать детали изображения Рабочий процесс, Дачное строительство из силикатных и газосиликатных блоков и дерева. Каркас одноэтажного дома с крышей. Роялти-фри фото Показать детали изображения Рабочий процесс, Дачное строительство из силикатных и газосиликатных блоков и дерева.Каркас одноэтажного дома с крышей. Роялти-фри фото Показать детали изображения Рабочий процесс, Дачное строительство из силикатных и газосиликатных блоков и дерева. Каркас одноэтажного дома с крышей. Роялти-фри фото Показать детали изображения Рабочий процесс, Дачное строительство из силикатных и газосиликатных блоков и дерева. Каркас одноэтажного дома с крышей. Роялти-фри фото Показать детали изображения Процесс строительства дома из газосиликатного кирпича. Показать детали изображения строительство небольших многоквартирных домов, зимний солнечный яркий день, голубое небо, недостроенные дома из пеноблоков, зима, снег, строительная площадка, замороженная строительная площадка, россия, горизонтальное фото. Показать детали изображения пористый материал газосиликатных блоков для строительства зданий и сооружений, крупный план дешевых строительных материалов на строительных площадках. Показать детали изображения Два опытных мастера строят новый дом из газосиликатного блока.Зрелый человек держит в руках большой кирпич и делает новую стену внутри яркой светлой комнаты, используя энергоэффективный материал. Показать детали изображения новые недорогие строительные материалы, которые не используются и не складываются вместе, блокируют пористую структуру, чтобы снизить стоимость строительства. Показать детали изображения Строительство многоквартирного многоэтажного дома из газобетона. Вид на построенную квартиру внутри многоэтажки. Пустые стены новостройки из газового блока.Роялти-фри фото Показать детали изображения Строительство многоквартирного многоэтажного дома из газобетона. Вид на построенную квартиру внутри многоэтажки. Пустые стены новостройки из газового блока. Роялти-фри фото Показать детали изображения соединены между собой несколько газосиликатных блоков — часть стены здания, расположенная снаружи. фото крупным планом. поверхность ярко освещена Стоковое фото RF Показать детали изображения Строительство многоквартирного многоэтажного дома из газобетона.Вид на построенную квартиру внутри многоэтажки. Пустые стены новостройки из газового блока. Роялти-фри фото Показать детали изображения Загородное домостроение, вид с высоты птичьего полета. Домостроение из керамзитоблоков. Строительная площадка строительства загородного дома. Строительные работы по кладке кирпича, газосиликатных блоков и кровли. Роялти-фри фото Показать детали изображения Загородное домостроение, вид с высоты птичьего полета. Домостроение из керамзитоблоков. Строительная площадка строительства загородного дома.Строительные работы по кладке кирпича, газосиликатных блоков и кровли. Роялти-фри фото Показать детали изображения Загородное домостроение, вид с высоты птичьего полета. Домостроение из керамзитоблоков. Строительная площадка строительства загородного дома. Строительные работы по кладке кирпича, газосиликатных блоков и кровли. Роялти-фри фото Показать детали изображения Загородное домостроение, вид с высоты птичьего полета. Домостроение из керамзитоблоков. Строительная площадка строительства загородного дома. Строительные работы по кладке кирпича, газосиликатных блоков и кровли.Роялти-фри фото Показать детали изображения Загородное домостроение, вид с высоты птичьего полета. Домостроение из керамзитоблоков. Строительная площадка строительства загородного дома. Строительные работы по кладке кирпича, газосиликатных блоков и кровли. Роялти-фри фото Показать детали изображения Загородное домостроение, вид с высоты птичьего полета. Домостроение из керамзитоблоков. Строительная площадка строительства загородного дома. Строительные работы по кладке кирпича, газосиликатных блоков и кровли. Роялти-фри фото Показать детали изображения Домостроение из керамзитоблоков.Строительная площадка застройки загородного дома. Концепция строительства пригородного дома. Строительные работы по кладке кирпича, газосиликатных блоков и кровли. Роялти-фри фото Показать детали изображения Домостроение из керамзитоблоков. Строительная площадка застройки загородного дома. Концепция строительства пригородного дома. Строительные работы по кладке кирпича, газосиликатных блоков и кровли. Роялти-фри фото Показать детали изображения Домостроение из керамзитоблоков. Строительная площадка застройки загородного дома.Концепция строительства пригородного дома. Строительные работы по кладке кирпича, газосиликатных блоков и кровли. Роялти-фри фото Показать детали изображения Домостроение из керамзитоблоков. Строительная площадка застройки загородного дома. Концепция строительства пригородного дома. Строительные работы по кладке кирпича, газосиликатных блоков и кровли. Роялти-фри фото Показать детали изображения Домостроение из керамзитоблоков. Строительная площадка застройки загородного дома. Концепция строительства пригородного дома.Строительные работы по кладке кирпича, газосиликатных блоков и кровли. Роялти-фри фото Показать детали изображения Домостроение из керамзитоблоков. Строительная площадка застройки загородного дома. Концепция строительства пригородного дома. Строительные работы по кладке кирпича, газосиликатных блоков и кровли. Роялти-фри фото Показать детали изображения Домостроение из керамзитоблоков. Строительная площадка застройки загородного дома. Концепция строительства пригородного дома. Строительные работы по кладке кирпича, газосиликатных блоков и кровли.Роялти-фри фото Показать детали изображения Домостроение из керамзитоблоков. Строительная площадка застройки загородного дома. Концепция строительства пригородного дома. Строительные работы по кладке кирпича, газосиликатных блоков и кровли. Роялти-фри фото Газосиликатный кирпич

: характеристики газосиликатного блока

Силикатный кирпич

появился на рынке стройматериалов сравнительно недавно, но уже успел завоевать огромную популярность у наших соотечественников. Его технические характеристики позволяют возводить здания и сооружения, отвечающие всем современным критериям качества.А если рассматривать материал с точки зрения цена / качество, то газосиликатные изделия обязательно займут одно из лидирующих мест.

ImageImage

Что это такое?

Проще говоря, газосиликатный кирпич — одна из разновидностей ячеистого бетона. На выходе материал получается достаточно пористым, но при этом его прочностные характеристики полностью соответствуют параметрам бетона. Основное отличие — вес. Газосиликатные блоки менее тяжелые — снижение параметра достигается за счет пустот внутри пор.

В XVIII веке строители часто добавляли в бетон кровь быка или свиньи и получали своеобразный прототип современного газобетона: при смешивании компонентов белок крови вступал в химическую реакцию с другими веществами, и как В результате появилась пена, которая при застывании превратилась в прочный строительный материал.

ImageImage

Один из самых известных инженеров Советского Союза М.Н. Брюшков еще в 30-х годах прошлого века отмечал, что когда в цемент добавляли растение под названием «мыльный корень», произрастающее в республиках Средней Азии, смесь сразу начала сильно пениться и увеличиваться в размерах.В процессе затвердевания пористость сохранялась, а прочность значительно увеличивалась. Однако наиболее значительную роль в создании газосиликата сыграл шведский технолог Альберт Эриксон, который создал уникальную технологию производства материала путем добавления в цемент газообразующих химических компонентов.

Image

Сегодня газосиликатный кирпич изготавливают из цемента с добавлением песка и гашеной извести. Затем смесь пропускают через автоклавы и подвергают вспениванию с добавлением специальной магниевой пыли и алюминиевой пудры.

Готовое вещество разливают в формы, подвергают сушке и отверждению, что достигается двумя основными способами:

• in vivo;
• в автоклаве при высокой температуре и сильном давлении.

Блоки более высокого качества получают автоклавированием. В этом случае они становятся более прочными и устойчивыми к внешним неблагоприятным условиям.

Таким образом, видно, что газосиликатный блок представляет собой достаточно незамысловатую композицию из недорогих и широко продаваемых комплектующих, поэтому материал достаточно выгоден для жилищного строительства.

Изображение

Характеристики и состав

Газосиликатный материал содержит следующие компоненты.

• Портландцемент высшего качества, выпускаемый в соответствии с действующими ГОСТами. В его состав входит силикат кальция (его доля не менее 50%), а также трикальций-алюминий (6%).
• Песок, соответствующий нормативным требованиям. Для этой марки характерно минимальное количество илистых и всевозможных глинистых включений, содержание которых должно быть не более 2%.Он также содержит кварц, примерно 7-8%.
• Техническая вода.

ImageImageImage

• Кальциевая известь, которую называют «кипящим котлом», для создания пористого бетона требует состава как минимум 3-й категории. Скорость тушения такого компонента составляет 10-15 минут, при этом доля выгорания не превышает 2%. В котле есть также оксиды кальция и магния, общая доля которых достигает 65-75% и более.
• Алюминиевый порошок — добавлен для увеличения газовыделения, используются такие материалы, как ПАП-1 и ПАП-2.
• Сульфонол С — поверхностно-активное вещество.

ImageImageImage

Состав и особенности технологии определяют свойства материала, среди которых отмечаются как положительные, так и отрицательные.

К преимуществам газосиликатного кирпича можно отнести следующие характеристики.

Пониженная теплопроводность. При производстве материала исходная смесь насыщается большим количеством пузырьков из-за содержания алюминиевой пудры; при застывании они трансформируются в поры, что существенно влияет на теплопроводность.То есть чем больше пор, тем лучше материал сохраняет тепло

Поясним на простых примерах. Если вы живете в северных регионах с суровыми зимами, то стены толщиной 50 см вполне хватит, чтобы удерживать тепло внутри жилого помещения. Можно и больше, но, как правило, достаточно полуметровой преграды. В местах с более теплым климатом толщина может составлять 35-40 см, в этом случае даже в прохладные ночи в комнатах сохранится благоприятный микроклимат и уютная атмосфера.

ImageImage

• Не менее важная особенность газобетона — хорошая паропроницаемость.Если уровень влажности в помещении выше, чем снаружи дома, то стены начинают впитывать лишнюю влагу из воздуха и отправлять ее наружу. Если ситуация обратная, то все происходит с точностью до наоборот: газосиликатные кирпичи поглощают влагу извне и переносят ее в комнату, особенно это актуально при включенном отоплении, когда воздух в отапливаемом помещении становится слишком сухим. .
• Для жилых домов принципиальное значение имеет огнестойкость материала.Газосиликатные стены выдерживают контакт с пламенем около 3 часов, как правило, этого времени вполне хватает для тушения пожара, поэтому в случае пожара шансы спасти дом довольно высоки.

ImageImage

• Малый вес кирпичей также является одним из несомненных преимуществ материала. Его легко транспортировать, поднимать на высоту, к тому же конструкция не создает большой нагрузки на фундамент, а это значительно увеличивает срок службы дома.
• Газосиликатные блоки производятся из натуральных компонентов, поэтому материал экологически чистый. Его вполне можно использовать при строительстве дошкольных и учебных заведений, поликлиник, жилых массивов и других построек, где принципиальное значение имеет отсутствие токсичных выбросов.
• Ну и приятным дополнением будет отличная звукоизоляция, которая возможна за счет все той же пористости газосиликата.

ImageImage

Чтобы получить наиболее полное представление о свойствах и характеристиках материала, не лишним будет упомянуть его недостатки

• Материал имеет довольно низкую стойкость к низким температурам.Без дополнительной обработки поверхности состав выдерживает не более 5 циклов замораживания-оттаивания, после чего довольно быстро начинает терять прочность.
• Газосиликат усложняет ремонтные работы, например, в такой материал невозможно вкрутить дюбель, он тут же начинает вываливаться обратно, соответственно даже повесить полку в доме с газосиликатными стенами становится сложной задачей.
• Кроме того, газосиликат не прилипает к песчано-цементной штукатурке, поэтому отделать стену таким материалом нереально, она за очень короткое время отвалится.
• Поры достаточно интенсивно впитывают влагу и удерживают ее внутри себя. Это приводит к постепенному разрушению материала изнутри, а также создает среду, благоприятную для роста грибков, плесени и других опасных для здоровья бактерий.

Изображение Изображение

Однако при правильной обработке материала многие недостатки можно нивелировать, поэтому газосиликат не теряет своей популярности у россиян. А невысокая цена по-прежнему становится решающим фактором при выборе стройматериала в наши непростые времена.

ImageImage

Масса и габариты

Одним из главных преимуществ строительных материалов из газобетона является их размер, который намного больше, чем у всех других видов кирпича. Благодаря таким размерам строительство зданий происходит намного быстрее. По некоторым оценкам, свинец может быть до 4 раз, при этом количество стыков и соединений минимально, а это, в свою очередь, значительно снижает все трудозатраты на строительство и расход анкерного раствора.

Типовой размер газосиликатного кирпича 600х200х300 мм. Также строители выделяют стеновой полублок с параметрами 600х100х300 мм.

У нас есть товары с разными параметрами от разных производителей:

• 500х200х300 мм;
• 600х250х250 мм;
• 600x250x75 мм и др.

ImageImage

В хозяйственных магазинах почти всегда можно найти товары именно того размера, который вам нужен.

Что касается веса, то здесь взаимосвязь очевидна: чем больше размер кирпича, тем больше его масса.Так, стандартный блок весит 21-29 кг, отличия можно определить по показателю плотности конкретного пеноблока. Вес — одно из основных преимуществ материала. Так, вес 1 м3 газосиликата составляет около 580 кг, а 1 м3 обычного красного кирпича — 2048 кг. Разница очевидна.

Изображение

Области использования

В зависимости от технических параметров газосиликатного кирпича также во многом определяется сфера его использования .

• Блоки плотностью до 300 кг / м3 чаще всего используются для утепления деревянных домов в качестве верхнего слоя.
• Блоки плотностью до 400 кг / м3 предназначены для устройства несущих стен и перегородок в одноэтажном строительстве. Это могут быть как жилые дома, так и хозяйственные постройки.
• Газоблоки плотностью 500 кг / м3 будут оптимальными для зданий и сооружений в 3 этажа.
• Для многоэтажного строительства берут блоки с показателем 700 кг / м3, при этом требуется тщательное армирование всей конструкции.

ImageImage

Использование газосиликатных блоков позволяет снизить общий уровень затрат, при этом конструкции достаточно неприхотливы в обслуживании и эксплуатации.Однако важно, чтобы все технологии полностью соблюдались. Любые отступления чреваты обрушением здания, поэтому отсутствие арматуры или неправильное использование отделочных материалов может привести к большой трагедии.

С учетом того, что газобетон имеет достаточно доступную цену, а его установка требует минимум времени, можно даже построить дом своими руками, не привлекая труда наемных дорогостоящих специалистов. Поэтому материал часто используют для строительства дачных участков, домиков и бань.Поясним на примере: дом из блоков строится как минимум в 4 раза быстрее, чем дом из кирпича. Кроме того, при работе с кирпичами требуются помощники, которые будут перемешивать раствор и приносить кирпичи, которые, кстати, намного больше блоков (размер одного блока составляет 16 кирпичей).

ImageImage

Таким образом, напрашивается вполне очевидный вывод — использование газосиликатных блоков выгодно и экономически оправдано, поэтому в последние годы многие девелоперы сделали свой выбор в пользу этого материала. Однако профессионалы рекомендуют придерживаться некоторых рекомендаций при использовании газобетона .

• При покупке необходимо лично проверить все купленные блоки. Различные производители допускают отклонения от ГОСТов, поэтому на дешевом кирпиче часто встречаются сколы, трещины и неровности покрытия.
• При возведении 2-х и более этажей необходимо установить арматурные опорные колонны.
• Потолки и стены из газобетона нельзя оставлять открытыми, они требуют обязательной облицовки, иначе с каждым годом эксплуатационные качества материала значительно снижаются.

Image

• Возведение конструкций из газобетона на грунтах со слабой несущей способностью категорически запрещено. При строительстве в обязательном порядке обустраивать ленточный фундамент, он оптимален для работы с использованием таких материалов. Учтите, что газосиликат — довольно хрупкий материал, поэтому при любом перемещении грунта он начинает трескаться, поэтому при строительстве дома важно правильно рассчитать все параметры фундамента и выбрать наиболее прочный. марка бетона.
• При формировании первого ряда кладки обязательно сделать качественную гидроизоляцию цоколя, чтобы полностью исключить попадание влаги в стены.
• Необходимый размер газосиликатных блоков следует рассчитать заранее, перекрытие швов не допускается, так как это может привести к значительному ослаблению кладки.

ImageImageImage

Особенности дома из газосиликатных блоков, достоинства и недостатки

Новые, по сравнению с деревом и кирпичом, стройматериалы вызывают массу вопросов у тех, кто решил возвести свое жилище.Подойдут ли газосиликатные блоки для жилищного строительства? Будет ли тепло и комфортно? Какие трудности ждут будущих хозяев при строительстве и дальнейшей эксплуатации дома? Вы можете ответить на эти вопросы, просмотрев ответы тех людей, которые уже живут в домах из газосиликата.

Неужели это так дешево?

Самая главная причина, по которой газосиликатные блоки выбраны в качестве основного строительного материала, — это их невысокая стоимость. Расчеты производятся согласно которым 1 кв.М стен из этого материала вдвое дешевле кирпичных. Однако, судя по отзывам владельцев, это не совсем так. Стоимость газосиликата напрямую зависит от его плотности: за куб материала плотностью 600 кг / м3, оптимальной для наружных стен, необходимо заплатить намного больше 300 кг за кубометр. При покупке материала нужно учитывать, что он очень хрупкий, и часть его может быть повреждена при транспортировке или разгрузке. Лучше заказывать газосиликат с небольшим запасом.

Те, кто уже построил дом, говорят, что стоимость возведения стен — это внешняя облицовка. Без него не обойтись, поскольку пористый газосиликат легко впитывает воду, начинает крошиться и приобретает неприятный запах. Облицовка дома из газосиликатных блоков должна удовлетворять нескольким требованиям:

• не пропускать воду,
• позволять стенам дышать,
• иметь вентиляционный зазор между облицовкой и стенами дома. ,
• не деформируется при усадке дома.

Дешевый пенополистирол и песчано-цементная штукатурка не подходят. Пенопласт препятствует газообмену и сводит на нет одно из главных достоинств газобетона, а штукатурка может просто не приставать к поверхности стен. Более дорогая гипсовая штукатурка держится лучше, но хозяева жалуются, что она покрыта сетью трещин, если внешние работы проводились до того, как дом дал полную усадку. В результате получается полый ремонт фасада, что неэкономично называть.

Сайдинг меньше всего страдает от хозяев: он отвечает всем требованиям и может монтироваться сразу после завершения строительных работ, не дожидаясь оседания стен. Также популярен облицовочный клинкерный кирпич, хотя его использование значительно увеличивает стоимость строительства. Выбирая любой способ сухой облицовки, необходимо помнить, что между ним и стеной должен быть вентиляционный зазор, иначе внутри дома может появиться плесень и запах сырости.

Можно сэкономить на отсутствии утеплителя: пористый газосиликат имеет низкую теплопроводность. Однако для хорошей теплоизоляции толщина стен должна быть достаточно большой — около 50 см в центральной полосе России. Если толщина стены рассчитана неправильно, ее все равно придется дополнительно утеплить, лучше — минеральную базальтовую вату, которая «дышит» и является экологически чистой.

Стоит ли верить рекламе?

Производители газосиликатных блоков заявляют, что дома из этого материала теплые, с оптимальным микроклиматом, сопоставимым с деревянным домом.Возведение такого жилья не займет много времени и не потребует высокой квалификации строителей. Это правда? В комментариях домовладельцев из газосиликатных блоков сказано, что это только частично.

Тепло- и воздухообмен в доме обеспечивается пористостью материала. Дом действительно получается теплым, но для сохранения этого тепла необходимо позаботиться о защите стен от влаги. Способность того же дома «дышать» легко разрушить, накрыв его пенопластом.Еще один важный момент, о котором говорят те, кто строил дом своими силами — швы между блоками должны быть минимальными, иначе они понесут значительные тепловые потери.

Легкость возведения зависит от геометрии блоков: если она безупречная (погрешность от 1мм до 600мм), то построить дом будет несложно. Однако такое качество могут обеспечить только солидные производители, а их продукция не самая дешевая. Также те, кто сталкивался со строительством дома из газосиликатных блоков, уверяют, что не стоит экономить на качественном клее для блоков и пытаться заменить его цементным раствором.Такая замена приведет к тому, что швы получатся слишком толстыми, пострадает теплопроводность и прочность стен. Еще одна деталь — блоки достаточно тяжелые, чтобы справиться со строительством в одиночку, особенно если строится двухэтажный дом. Но резать и штробятся блоки без проблем, подручный инструмент.

Подводные камни с использованием газосиликата

Если вы все же решили построить дом из газосиликатных блоков, то учитывайте ряд моментов, упомянутых в отзывах тех, кто уже стал владельцем такого дома.

• Дом из газосиликата лучше не строить выше 2 этажей, так как стены не выдерживают большой нагрузки.
• После возведения стен первого этажа необходимо сделать монолитный пояс обвязки, чтобы равномерно распределить вес второго этажа и кровли на нижние блоки. Через каждые 3 ряда кладка армируется металлической сеткой или специальными листами.
• Для дома из газосиликатных блоков необходим монолитный ленточный фундамент, на данном этапе сэкономить не удастся.
• В течение года стены из блоков дадут усадку. Об этом следует помнить, если вы планируете сразу приступить к отделке интерьера дома: штукатурка почти наверняка покрыта трещинами, поэтому стоит остановиться на обоях или гипсокартоне.

Стоит ли использовать этот материал

И все же, несмотря на некоторые особенности использования газосиликата, большинство владельцев домов из этого материала не жалеют о своем выборе. По их отзывам, если снаружи стены дома надежно защищены от влаги, то жить в таком доме вполне комфортно.Он «дышит», в отличие от каркасных домов из sip-панелей, которым обязательно нужна качественная система вентиляции. В таком доме не пускается плесень, стены не покрываются конденсатом изнутри.

Так как газосиликатные блоки легко поддаются обработке, ремонт в доме намного проще. Штробы для разводки, воздуховоды для водопровода и трубы отопления изготавливаются быстро и без особых усилий. Правда, есть эта гибкость и с обратной стороны: для крепления полок и другой пристенной мебели карнизы требуют специальных дюбелей, так как обычные могут просто выпасть из стены.

Газосиликат — хороший выбор, если вам нужен просторный и теплый дом в короткие сроки, а ваш бюджет ограничен. Для многих владельцев он стал реальной возможностью переехать в свой дом менее чем за год.

Целостность синтетического силиката магния в заряженных соединениях

1.

Добавки, B. Лапонит: улучшающие присадки (Wesel, 2014).

Google Scholar

2.

Cummins, H.З. Жидкость, стекло, гель: фазы коллоидного лапонита. J. Non-Cryst. Твердые тела 353 , 3891–3905 (2007).

ADS CAS Google Scholar

3.

Томас, Х., Алвес, С. и Родригес, Дж. Лапонит®: ключевая наноплатформа для биомедицинских приложений ?. Nanomedicine Nanotechnol. Биол. Med. 14 , 2407–2420 (2018).

Google Scholar

4.

Jang, T.-S. et al. 3D-печать гидрогелевых композитных систем: последние достижения в области тканевой инженерии. Внутр. J. Bioprinting 4 , 1-28 (2018).

5.

Dong, L. et al. Простая экструзия 3D-печать желатинметакрилата / лапонита нанокомпозитного гидрогеля с высокой концентрацией наноглины для регенерации костной ткани. Внутр. J. Biol. Макромол. 188 , 72–81 (2021).

CAS PubMed Google Scholar

6.

Гладман, А.С., Мацумото, Э.А., Нуццо, Р.Г., Махадеван, Л. и Льюис, Дж. А. Биомиметическая 4-мерная печать. Nat. Матер. 15 , 413–418 (2016).

ADS PubMed Google Scholar

7.

Ahlfeld, T. et al. Разработка биочернилы на основе глины для 3D-печати клеток для скелета. Биотехнология 9 , 034103 (2017).

ADS CAS PubMed Google Scholar

8.

Карретеро, М. И. Глиняные минералы и их благотворное влияние на здоровье человека. Обзор. Заявл. Clay Sci. 21 , 155–163. https://doi.org/10.1016/S0169-1317(01)00085-0 (2002).

CAS Статья Google Scholar

9.

Moraes, J. D. D. et al. Глиняные минералы: свойства и применение в дерматокосметических продуктах и ​​перспективы использования природного сырья для терапевтических целей — обзор. Внутр. J. Pharm. 534 , 213–219 (2017).

CAS PubMed Google Scholar

10.

Массаро М., Коллетти К. Г., Лаззара Г. и Риела С. Использование некоторых глинистых минералов в качестве природных ресурсов для применения в качестве носителей лекарственных средств. J. Funct. Биоматер. 9 , 58 (2018).

CAS PubMed Central Google Scholar

11.

Viseras, C. et al. Глиняные минералы в доставке лекарств через кожу. Clays Clay Miner. 67 , 59–71 (2019).

ADS CAS Google Scholar

12.

Брайан Т. Адсорбируя все это. Biodiesel Magazine , 40–43 (2005). http://www.biodieselmagazine.com/articles/239/adsorbing-it-all.

13.

Крыштафкевич А., Липска Л. К., Цесельчик Ф. и Йесионовски Т. Аморфный силикат магния — синтез, физико-химические свойства и морфология поверхности. Adv. Пудра Технол. 15 , 549–565 (2004).

CAS Google Scholar

14.

Цесельчик Ф., Крыштафкевич А. и Есионовски Т. Силикаты магния – адсорбенты органических соединений. Заявл. Прибой. Sci. 253 , 8435–8442 (2007).

ADS CAS Google Scholar

15.

Таспинар, О.О., Озгуль-Юджел, С.Адсорбционная способность силиката магния и активированного угля, полученных из одной рисовой шелухи, по адсорбции липидов. Eur. J. Lipid Sci. Technol. 110 , 742–746 (2008).

CAS Google Scholar

16.

Ciesielczyk, F., Krysztafkiewicz, A. & Jesionowski, T. Осаждение и смачиваемость синтетических силикатов магния. Physicochem. Пробл минерального процесса. 40 , 255–263 (2006).

CAS Google Scholar

17.

Маскан М. и Багджи Х. Влияние различных адсорбентов на очистку отработанного подсолнечного масла, используемого для жарки. Eur. Food Res. Technol. 217 , 215–218 (2003).

CAS Google Scholar

18.

Oey, SB, Van der Fels-Klerx, H., Fogliano, V. & van Leeuwen, SP Стратегии смягчения последствий для снижения содержания эфиров 2- и 3-MCPD и глицидиловых эфиров в промышленности по переработке растительного масла . Компр. Rev Food Sci. Food Saf. 18 , 349–361 (2019).

CAS PubMed Google Scholar

19.

Исмаила А., Саймон Н. Н., Джусох М. и Закария З. Ю. Адсорбция свободной жирной кислоты в биодизельном топливе из пальмового дистиллята жирных кислот с использованием КОН-активированного крахмала. Chem. Англ. Пер. 56 , 619–624 (2017).

Google Scholar

20.

Alves, M. J. et al. Улучшение удаления глицерина из сырого биодизельного топлива за счет применения сульфированного полимерного адсорбирующего материала. J. Appl. Polym. Sci. 134 , 45330 (2017).

Google Scholar

21.

Лин С., Ако К. и Эстес Рейнольдс А. Восстановление отработанных масел для жарки с помощью различных адсорбентов. J. Food Lipids 5 , 1–16. https://doi.org/10.1111 / j.1745-4522.1998.tb00103.x (1998).

CAS Статья Google Scholar

22.

Xu, N., Liu, Z., Bian, S., Dong, Y. & Li, W. Получение MnO ₂ –Al ₂ O ₃ адсорбент с большой удельной поверхностью участок для удаления фторида. Партикуология 27 , 66–71 (2016).

Google Scholar

23.

Янг Дж. et al. Простой синтез полых нанотрубок из магнитного силиката магния с высокой способностью удаления метиленового синего. J. Alloy. Compd. 721 , 772–778 (2017).

CAS Google Scholar

24.

Zhao, Z. et al. Синтез магнитных Fe3O4-мезопористого силиката магния композитов ядро-оболочка с помощью микроволн для удаления ионов тяжелых металлов. Микропористый мезопористый материал. 242 , 50–58 (2017).

CAS Google Scholar

25.

Tian, ​​Y. et al. Самосборный синтез полых двойных кремнеземов @ мезопористых магнитных иерархических нанотрубок силиката магния с превосходными характеристиками для быстрого удаления катионных красителей. Заявл. Прибой. Sci. 387 , 631–641 (2016).

ADS CAS Google Scholar

26.

Чжуан Ю., Янг Ю., Сян Г. и Ван X. Полые наноструктуры силиката магния как высокоэффективные абсорбенты для токсичных ионов металлов. J. Phys. Chem. С 113 , 10441–10445 (2009).

CAS Google Scholar

27.

Zheng, J. et al. Синтез магнитного силиката магния желток-оболочка с настраиваемой морфологией желтка для удаления метиленового синего в воде. J. Alloy. Compd. 596 , 5–9 (2014).

CAS Google Scholar

28.

Zhang, J., Dang, L., Zhang, M., Zhao, S. & Lu, Q. Микро / наноразмерный силикат магния с иерархической структурой для удаления красителей в воде. Mater. Lett. 196 , 194–197 (2017).

CAS Google Scholar

29.

Чен, Х., Гэн, Х., Янг, Д., Фанг, Х. и Мей, У. Определение гексахлорциклогексана и дихлордифенилтрихлорэтана в меде с помощью твердофазной экстракционной газовой хроматографии с использованием флорисила. J. Food Saf. Qual. 8 , 227–232 (2017).

Google Scholar

30.

Shin, Y., Lee, J. & Kim, J.-H. Одновременный анализ нескольких остатков 203 пестицидов в сое с использованием твердофазной экстракции флорисила и газовой хроматографии и тандемной масс-спектрометрии. Заявл. Биол. Chem. 61 , 543–548 (2018).

Google Scholar

31.

Ваксмундска-Хайнос М. Свойства флорисила и его использование в хроматографии. Chem. Анальный. (Варшава) 43 , 301–324 (1998).

CAS Google Scholar

32.

Кэрролл, К. Флорисил, обработанный кислотой, в качестве адсорбента для колоночной хроматографии. J. Am. Масло. Chem. Soc. 40 , 413–419 (1963).

Google Scholar

33.

Кэрролл, К.К. Разделение липидных классов хроматографией на флорисиле. J. Lipid Res. 2 , 135–141 (1961).

CAS PubMed Google Scholar

34.

Силикат магния или тальк. Смола пигментная Technol. 27 , https://doi.org/10.1108/prt.1998.12927baf.011 (1998).

35.

Буаун, И. , Хамми, Х., Айт-Мохтар, А., Хамами, А. Э. и М’ниф, А. Влияние температуры прокаливания силиката магния на свойства магниево-фосфатного цемента. J. Aust. Ceram. Soc. 53 , 351–359 (2017).

CAS Google Scholar

36.

Joncoux-Chabrol, K., Bonino, J.-P., Gressier, M., Menu, M.-J. И Пебер Н. Улучшение барьерных свойств гибридного золь-гелевого покрытия путем включения синтетических талькоподобных филлосиликатов для защиты от коррозии углеродистой стали. Surf. Пальто. Technol. 206 , 2884–2891 (2012).

CAS Google Scholar

37.

Ян, Л., Чой, С.-К., Шин, Х.-Дж. И Хан, Х.-К. Филосиликат магния, функционализированный 3-аминопропилом, в качестве носителя лекарственного средства на основе органоглины для улучшения биодоступности флурбипрофена. Внутр. J. Nanomed. 8 , 4147 (2013).

Google Scholar

38.

Ciesielczyk, F., Krysztafkiewicz, A., Bula, K. & Jesionowski, T. Оценка синтетического силиката магния как нового полимерного наполнителя. Compos.Интерфейсы 17 , 481–494 (2010).

CAS Google Scholar

39.

Fiorentino, B. et al. Пути химической модификации синтетического талька: влияние на его зародышеобразование и на его дисперсное состояние. Заявл. Clay Sci. 109 , 107–118 (2015).

Google Scholar

40.

Yousfi, M. et al. Применение нового синтетического талька в качестве усиливающих нанонаполнителей для систем полипропилена и полиамида 6: термические и механические свойства. J. Colloid Interface Sci. 403 , 29–42 (2013).

ADS CAS PubMed Google Scholar

41.

Yousfi, M. et al. Ионная совместимость смесей полипропилен / полиамид 6 с использованием комбинации ионные жидкости / нанотальк: морфология, термические и механические свойства. RSC Adv. 5 , 46197–46205 (2015).

ADS CAS Google Scholar

42.

Beuguel, Q., Ville, J., Crepin-Leblond, J., Mederic, P. & Aubry, T. Сравнительное исследование структурных и реологических свойств нанокомпозитов синтетического талька на основе PA6 и PA12. Полимер 62 , 109–117 (2015).

CAS Google Scholar

43.

Prado, M. A. et al. Синтетический никель-тальк в качестве наполнителя для получения полиуретановых нанокомпозитов. J. Appl. Polymer Sci. 132 , 1–8 (2015).

44.

Martin, F., Micoud, P., Dumas, A., Le Roux, C. & Gardes, E. Процесс получения композиции на основе магнитного талька и композиции на основе магнитного талька. Патент США (2017 г.).

45.

душ Сантуш, Л. М. et al. Новые магнитные нанокомпозиты: Полиуретан / Fe ₃ O ₄ -синтетический тальк. Eur. Полимер J. 69 , 38–49 (2015).

ADS Google Scholar

46.

Beuguel, Q., Ville, J., Crepin-Leblond, J., Mederic, P. & Aubry, T. Влияние рецептуры на морфологию и реологию смесей полипропилен / полиамид, наполненных наноглинистыми минеральными частицами. Заявл. Clay Sci. 147 , 168–175 (2017).

CAS Google Scholar

47.

Aysa-Martínez, Y. et al. Синтез аморфных силикатов магния с различными молярными отношениями SiO ₂ : MgO в лабораторных и экспериментальных масштабах. Микропористый мезопористый материал. 317 , 110946 (2021 г.).

Google Scholar

48.

Claverie, M. et al. Синтетический тальк и талькоподобные структуры: получение, особенности и применение. Chem. A Eur. J. 24 , 519–542 (2018).

CAS Google Scholar

49.

Dumas, A. et al. Достижения синтетического талька: приближение к природе, добавленная стоимость и промышленные требования. Заявл. Clay Sci. 85 , 8–18 (2013).

CAS Google Scholar

50.

Dietemann, M., Baillon, F., Espitalier, F., Calvet, R. & Greenhill-Hooper, M. Осаждение аморфного силиката магния с помощью ультразвука в системе смешивания: моделирование баланса населения и скорости кристаллизации идентификация. Порошок Технол. 356 , 83–96 (2019).

CAS Google Scholar

51.

Sun, Z., Srinivasakannan, C., Liang, J. & Duan, X. Получение иерархического силиката магния с превосходной адсорбционной способностью. Ceram. Int. 45 , 4590–4595 (2019).

CAS Google Scholar

52.

Уитни, Г. и Эберл, Д. Д. Минеральный парагенезис в экспериментальной гидротермальной системе тальк – вода. Am. Шахтер. 67 , 944–949 (1982).

CAS Google Scholar

53.

Брю, Д. Р. и Глассер, Ф. П. Синтез и характеристика гелей гидрата силиката магния. Cem. Concr. Res. 35 , 85–98. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2004.06.022 (2005).

CAS Статья Google Scholar

54.

Еганех-Хаэри, А. Синтез и повторное исследование упругих свойств монокристаллического перовскита силиката магния. Phys. Планета Земля. Интер. 87 , 111–121 (1994).

ADS CAS Google Scholar

55.

Xu, C. et al. Сравнительное исследование электропряденых керамических волокон из силиката магния, полученных двумя способами синтеза. Mater. Lett. 272 , 127837 (2020).

CAS Google Scholar

56.

структурные и термические характеристики. Прадо, Л. д. А., Картикеян К., Шульте К., Нунес, С. & Де Торриани, И. Л. Органическая модификация слоистых силикатов. J. Non-Cryst. Твердые вещества 351 , 970–975 (2005).

Google Scholar

57.

Крыштафкевич А., Вернер Р., Липска Л. К. и Йесионовски Т. Влияние силановых связующих агентов на свойства осажденных силикатов натрия и алюминия. Colloids Surf., A 182 , 65–81 (2001).

CAS Google Scholar

58.

Krysztafkiewicz, A., Rager, B., Maik, M. & Walkowiak, J. Модифицированный силикат натрия и алюминия — высокодисперсный полимерный наполнитель и пигмент. Colloids Surf., A 113 , 203–214 (1996).

CAS Google Scholar

59.

Вернер Р., Крыштафкевич А., Дек А. и Йесионовски Т. Влияние модификации поверхности на физико-химические свойства осажденного силиката натрия и алюминия, используемого в качестве пигмента в акриловых дисперсионных красках. Dyes Pigm. 50 , 41–54 (2001).

CAS Google Scholar

60.

Ciesielczyk, F., Krysztafkiewicz, A. & Jesionowski, T. Влияние модификации поверхности на морфологию и физико-химические параметры синтетического силиката магния. Физико-химические проблемы переработки полезных ископаемых 39 , 155–164 (2005).

CAS Google Scholar

61.

Ciesielczyk, F., Krysztafkiewicz, A. & Jesionowski, T. Адсорбционные свойства синтетических силикатов магния. Физико-химические проблемы переработки полезных ископаемых 41 , 185–193 (2007).

CAS Google Scholar

62.

Ciesielczyk, F., Krysztafkiewicz, A. & Jesionowski, T. Физико-химические исследования осажденных силикатов магния. J. Mater. Sci. 42 , 3831–3840 (2007).

ADS CAS Google Scholar

63.

Sun, Z., Duan, X., Srinivasakannan, C. & Liang, J. Приготовление композита силикат магния / углерод для адсорбции родамина B. RSC Adv. 8 , 7873–7882 (2018).

ADS CAS Google Scholar

64.

Rashid, I. et al. Силикат магния. В разделе Профили вспомогательных веществ лекарственных веществ и соответствующая методика Vol.36 (изд. Бриттен, Х. Г.) 241–285 (Academic Press, Кембридж, 2011).

Google Scholar

65.

Сазали Р., Сорби К. и Боак Л. Европейская конференция и выставка SPE по разрушению пластов. (OnePetro).

66.

Чжан, Б., Сюй, Б.-С., Сюй, Ю. и Чжан, Б.-С. Трибологические характеристики и самовосстанавливающееся действие силиката гидроксимагния на пары трения с различной шероховатостью поверхности. Дж.Cent. South Univ. Technol. 18 , 1326 (2011).

CAS Google Scholar

67.

Drouin, D. et al. КАЗИНО V2. 42 — быстрый и простой в использовании инструмент моделирования для пользователей сканирующей электронной микроскопии и микроанализа. Сканирование J. Scanning Microsc. 29 , 92–101 (2007).

CAS Google Scholar

68.

Castaing, R. к.т.н. Диссертация , Парижский университет (1951).

69.

Goldstein, J. I. et al. Количественный рентгеноструктурный анализ: основы. In Сканирующая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ: текст для биологов, материаловедов и геологов (ред. Голдштейн, Дж. И. и др. ) 395–416 (Springer, США, 1992).

Google Scholar

На главную | Cavitation Technologies, Inc.

Cavitation Technologies, Inc.

Cavitation Technologies, Inc. (CTi) — лидер в области инноваций в области обработки жидкостей, текучих смесей, эмульсий и взвешенных твердых частиц. Компания фокусируется на практическом внедрении собственных инноваций и достижений и видит свою главную миссию в удовлетворении текущих и будущих потребностей основных отраслей промышленности. Компания CTi, основанная в 2007 году, занимается разработкой и производством современных проточных, прочных гидродинамических устройств и систем на основе кавитации; Компания разрабатывает высокоэффективные технологии переработки для использования в рафинировании пищевого масла, добыче водорослевого масла и производстве возобновляемого топлива, биодизельного топлива, улучшения качества алкогольных напитков, водоподготовки и ускоренной переработки нефти.Компания стремится действовать ответственно, чтобы уменьшить свое воздействие на окружающую среду и внедрять новаторские технологии, которые сохраняют и защищают природные ресурсы.

Компания ввела в коммерческий оборот свой процесс CTi Nano Neutralization ^® , на который подана заявка на патент, предлагая переработчикам пищевых масел и жиров значительное повышение урожайности, существенную экономию затрат и экологические преимущества. В качестве дополнения к существующим системам нейтрализации запатентованный компанией Nano Reactor ^® позволяет нефтепереработчикам значительно снизить затраты на переработку, повысить выход и улучшить качество масла.Группа компаний Desmet Ballestra, ведущий мировой поставщик решений для индустрии пищевых масел, жиров и биодизеля, заключила партнерские отношения с CTi для продажи этой революционной технологии по всему миру на крупных предприятиях.

НАНОТЕХНОЛОГИИ СНИЖАЕТ ВЫБРОСЫ CO ₂ ВЫБРОСЫ

• Расход химикатов примерно на две трети меньше, чем при обычном процессе
• Выбросы парниковых газов на треть меньше
• Повышение экологичности при меньшем потреблении химикатов

Новости

Сегодня технология CTi используется на заводах по переработке пищевого масла по всему миру для переработки более 350 миллионов литров пищевого масла в год.

Требуются агенты и дистрибьюторы

Существующие / ожидающие установки

На протяжении многих лет CTi наладила плодотворное партнерство с мировым лидером масел и жиров Десметом Баллестрой, а в 2012 году CTi заключила деловое соглашение с GE Westfalia . ..

Партнеры

Обзор основных технологий

Основная технология

CTi основана на гидродинамической кавитации. Гидродинамическая кавитация включает зарождение, испарение и рост жидкости, пульсацию, если таковая имеется, и схлопывание пузырьков, которое происходит в текущей жидкости в результате уменьшения и последующего увеличения ее статического давления… подробнее »

Корпоративный обзор

Cavitation Technologies, Inc.владеет и продает запатентованные и ожидающие патентования устройства и технологии, которые были разработаны для снижения затрат на обработку, повышения урожайности и смягчения воздействия на окружающую среду крупномасштабных промышленных приложений по переработке жидкостей… подробнее »

Переработка пищевого масла

Экологические преимущества нано-нейтрализации ^®

• Увеличение доходности 0,2% — 0,8%
• На 90% меньше избытка фосфорной кислоты
• На 30-50% меньше каустической соды
• Низкое или нулевое потребление кремнезема
• Нижнее мыло при первичной сепарации
• CO ₂ уменьшилось на 33. 4%
• Запатентованная технология и заявка на патент

подробнее »

Очистка воды

Запатентованный процесс без химикатов

Одна из основных проблем, стоящих сегодня перед человечеством, — обеспечить чистой водой подавляющее большинство населения во всем мире. Очистка сточных вод перед сбросом и их повторное использование стали абсолютной необходимостью. CTi приложила значительные усилия для разработки запатентованной системы кавитации и электрокоагуляции для промышленной очистки воды…

читать дальше »

Переэтерификация биодизеля

Экологичное биодизельное топливо

Основным конкурентным преимуществом являются наши запатентованные многоступенчатые кавитационные реакторы и запатентованный процесс, который мы используем для переэтерификации при производстве биодизельного топлива.

• Уменьшение времени реакции (мгновенное).
• Увеличение выхода реакции.
• Снижение расхода катализатора до 30%

подробнее »

Из биомассы в биотопливо

БИОМАССА И БИОГАЗ
Технологии возобновляемых источников энергии

Более эффективный и более рентабельный процесс производства биотоплива, в частности биоспирта, с использованием гидродинамической проточной кавитации.

• Увеличение доходности до 35%
• Сокращает время удерживания
• Пониженное потребление энергии
• Запатентованная технология и заявка на патент

подробнее »

что лучше для строительства дома и гаража, для стен и перегородок? Стандартные размеры, таблица

Газосиликатный блок из силикатного бетона с пористой структурой, в наше время является одним из самых популярных строительных материалов.В его состав входят кварцевый песок и известь. Благодаря своей плотности и другим, не менее важным характеристикам газосиликатные блоки используются для большинства строительных работ.

Главный показатель, на который следует обратить внимание — это плотность, она показывает, почему блок будет рациональнее применять: несущие и серьезные конструкции или какие-то перегородки и стойки. Также немаловажным фактором является теплотехнический расчет блоков, определяющий, где блок лучше использовать: для наружных или внутренних работ.Сегодня мы рассмотрим не менее важные параметры — размеры газосиликатных блоков. Это позволит разобраться с вопросом, какие блоки размеров используются в зависимости от задачи.

Стандартные размеры

Газиликатные изделия могут быть разных размеров. Но даже при всем этом разнообразии сформировались некоторые стандарты, которые чаще всего используются при возведении тех или иных конструкций. Например, . У всевозможных столов на сайтах производителей преобладают следующие размеры: 600x200x300 мм, 600x100x300 мм, 500x300x200 мм, 250x400x600 мм, 250x250x600 мм. Также есть довольно массивные и габаритные сэмплы на перекрытия.

Блок представляет собой изделие прямоугольной формы, толщина которого немного меньше его ширины. Чаще всего это копии правильной прямоугольной или квадратной формы, имеющие в редких случаях дополнения в виде кроссовок и замков.

Особыми видами являются так называемые U-образные блоки, которые в основном служат для сборки перемычек.

Есть стандартизированные размеры, которые хрюкают, они зависят от того, где и как будут использоваться блоки, по какой технологии твердение бетона.Но, как правило, большинство производителей выпускают газосиликатные блоки по одному, за счет чего предоставляется широкий выбор размеров, форм и габаритов. Однако существует некий стандарт, не позволяющий изготавливать блоки меньше указанных размеров:

• Длина — от 600 или 625 мм;
• толщина — от 100 до 500 мм;
• Высота — от 200 до 300 мм.

Что еще есть?

Видов газосиликатных блоков множество, но четко выделяют три типа.

• Газобетон. Представляет собой искусственный камень, в котором отверстия в бетоне образуют замкнутые ячейки, которые не соприкасаются друг с другом.
• Пенобетон. Этот материал похож на газобетон, но здесь поры открыты и также распределены по объему.
• Газиликат. Чит строительный материал. В его состав входят: измельченный песок и известь, порошок из алюминия, обработанный автоклавом (необходим для ускорения затвердевания).Отличительные особенности рассматриваемого сырья — легкий вес и лучшая теплопроводность по сравнению с вышеперечисленным.

Мы описываем и другие разновидности газосиликатов.

• Прямоугольная с выемками для пальцев. Имеет небольшую массу и удобную форму, подходит для возведения высоких стен без привлечения вспомогательной техники. Еще углубления для рук служат местом дополнительной жесткости, ведь они, в свою очередь, залиты раствором.
• Перегородка. Для межкомнатных перегородок внутри объекта используются блоки прямоугольной формы, но меньшей толщины — 105-155 мм. Производители предлагают свои модификации, поэтому габариты могут быть в пределах 75-80 мм.
• Газобетон с пазом и коньком. Этот вид представляет собой замок, в котором спрятан сустав, в результате чего на него не действуют разрушительные факторы. Монолитная и прочная конструкция также имеет плюс в том, что благодаря такому покрытию швов исключаются мостики холода.
• П-образный или лоток. Блок создает полость внутри раствора и армированного каркаса арматуры. Получается некая опалубка, с помощью таких блоков проделываются всевозможные перемычки и проемы.

Какой размер выбрать?

Чаще всего для строительства малоэтажных домов снаружи используются блоки, у которых плотность варьируется от D300 до D600 (цифра показывает килограмм на кубический метр). Самый высокий вариант — блоки Д300, но они, по сравнению с другими, обладают меньшей прочностью и подходят только для одноэтажного строительства. Размеры в данном случае следующие:

• Ширина блока для возведения стен — 200, 250, 300, 350, 375, 400, 500 мм;
• Для перегородок — 100-150 мм;
• Длина — 600, 625 мм;
• Высота газиликата — 200, 250, 300 мм.

Для возведения стеновых перегородок и всевозможных ниш используются специальные блоки, имеющие меньшую толщину.В большинстве случаев их толщина не превышает 100-150 мм, ширина блока — 600, 625 мм, высота блока — 200, 250, 300 мм.

Ширина перемычки зависит от толщины стены. На помощь приходят сборные конструкции:

• На проем 300 мм — перемычка шириной 300 мм;
• На проем 400 мм — 2 перемычки 200 + 200 мм;
• На проем 500 мм — 2 перемычки 300 + 200 мм.

Для строительства гаража чаще всего используют блоки 600х300х200 мм. Этой толщины достаточно для неотапливаемой конструкции.

Газобетон настолько активно вошел в жизнь современности, что можно строить совершенно разные конструкции, даже уличные марки и печи барбекю. Подобный материал пожаробезопасен и безвреден для людей и окружающей среды.

Блоки газосиликатные — отличное сырье для строительства благодаря своим техническим характеристикам и гибкости. И не должны передавать их свойств, таких как морозостойкость, влагостойкость и простота в обработке.

Этот материал легко режется обычной ножовкой, что позволяет развернуть небольшой цех по производству и подгонке блоков таких размеров, которые вам нужны.

2021 Top article — Искусственный фотосинтез как возобновляемый источник энергии

Растут усилия по созданию высокотехнологичной системы выработки энергии, в основе которой лежит сама природа: искусственный фотосинтез.

2021 Top article — Искусственный фотосинтез как возобновляемый источник энергии

Д-р Радж Шах, г-жа Элиана Матсил, г-жа Габриэль Масуд | Koehler Instrument Company

Актуальность создания экологически чистой альтернативы источникам энергии из ископаемого топлива возрастает в геометрической прогрессии. Изучение искусственного фотосинтеза как возобновляемого источника энергии ведется десятилетиями.Этот подход использует биомиметические методы для воспроизведения процесса естественного фотосинтеза, при котором используются обильные ресурсы солнечного света, воды и углекислого газа для производства кислорода и богатых энергией углеводов. Повторяя эту операцию, исследователи могут создавать системы, которые используют эти природные ресурсы для преобразования солнечной энергии в химическую энергию и хранения ее в виде топлива. Топливо, которое может быть произведено путем искусственного фотосинтеза, включает углеводороды, такие как муравьиная кислота (HCOOH), метанол (Ch4OH), монооксид углерода (CO) и метан (Ch5), или чистое водородное топливо.Химические процессы, участвующие в искусственном фотосинтезе, включают расщепление воды на кислород и водород или восстановление углекислого газа на различные углеводороды. Эти процессы выполняются несколькими конструкциями устройств, включая фотоэлектрохимические ячейки или фотоэлектрические электролизеры. Каждая функция управляется энергией, извлекаемой из фотонов солнечного света, а также подходящими катализаторами. Существует также общий метод комбинирования полезных компонентов как естественного фотосинтеза, так и искусственного фотосинтеза для создания полуискусственной системы фотосинтеза, включающий включение ферментов или даже применение целых клеток в синтетические устройства.Однако есть несколько ограничений в развитии этой области, связанных с невозможностью создать систему, демонстрирующую важные характеристики рентабельности, долговечности и превосходной эффективности. Тем не менее, поиск подходящих материалов продолжается, поскольку исследователи стремятся создать жизнеспособное устройство, готовое для промышленного применения. Широкомасштабное использование искусственного фотосинтеза потенциально может обеспечить общество возобновляемой и хранимой энергией в виде ценного топлива.Произведенные углеводороды могут действовать как заменители ископаемого топлива, а чистый водород также можно использовать в качестве топлива или направлять в топливный элемент для выработки электроэнергии. Устройства для искусственного фотосинтеза также могут действовать как очистители атмосферы, извлекая избыток углекислого газа из окружающей среды и возвращая в нее кислород. Хотя впереди еще долгий путь, общество, основанное на энергии, генерируемой искусственным фотосинтезом, желательно, и усилия, предпринятые к этому моменту, показывают хорошие перспективы.

1. Введение

По мере развития общества потребность в разработке возобновляемых источников энергии, альтернативных нашим вредным стандартам, постоянно присутствует. Использование традиционных ископаемых видов топлива продолжает истощать природные ресурсы, а также выделять парниковые газы, которые снижают безопасность окружающей среды. На протяжении многих лет ученые исследовали множество заменителей, которые могли бы способствовать уменьшению нашей зависимости от ископаемого топлива, которое составляет около 80% мировых запасов энергии [1].Следовательно, усиливаются усилия по созданию высокотехнологичной системы производства энергии, в основе которой лежит сама природа. Эта концепция называется искусственным фотосинтезом; он разработан для имитации биологических реакций, происходящих в естественных растениях, водорослях и некоторых бактериях, для производства собственной энергии, которую они хранят в химических связях [2].

Солнце каждые тридцать минут обеспечивает достаточно энергии на поверхности земли, чтобы удовлетворить потребности человечества в энергии в течение всего года [3].В отличие от ископаемого топлива, которое неравномерно распределено по миру, часто вызывая политическую напряженность или проблемы с доступностью [1], солнечный свет чрезвычайно доступен и географически рассредоточен [4]. Многие утверждают, что единственным достаточно мощным источником энергии для общества в долгосрочной перспективе является солнечная энергия [5]. Другими словами, солнце — наша единственная надежда.

Естественный фотосинтез несет полную ответственность за всю энергию, сжигаемую в мире. Вся энергия циркулирует между корнями биологического сообщества в результате фотосинтеза, который происходит в организмах, находящихся на дне пищевой цепи.Несмотря на это, фотосинтез также является источником энергии, хранящейся в ископаемом топливе, таком как уголь и нефть. Имея это в виду, теоретически имеет смысл попытаться получить полезную энергию непосредственно из биомиметического подхода к этому естественному процессу.

Идея искусственного фотосинтеза аналогична концепции солнечных панелей, которые вы можете заметить на крышах или расположенных на полях. Однако фотоэлектрические элементы, используемые в солнечных панелях, предназначены для использования солнечной энергии и преобразования ее в электричество для непосредственного использования. Хотя это может быть полезно, электричество, производимое солнечными панелями, ограничено своей зависимостью от погоды и времени [2], что ограничивается тем фактом, что в этот момент оно не может быть надлежащим образом сохранено в батареях [6]. Напротив, хотя устройства для искусственного фотосинтеза также зависят от воздействия солнца, полупроводники могут поглощать солнечную энергию и хранить ее в химических связях топлива для дальнейшего использования [2, 7]. Таким образом, энергия сохраняется плотно и дешево в виде топлива, в отличие от дорогостоящего и неустойчивого варианта аккумуляторного хранения [4].Эта идея подчеркнута на рисунке 1, который наглядно демонстрирует разницу в емкости аккумуляторов и топлива.

Рисунок 1. Объемная и гравиметрическая плотность энергии различных систем хранения энергии. [4]

Помимо аспекта сохраняемости, искусственный фотосинтез также более привлекателен для окружающей среды, чем солнечные батареи, поскольку он потенциально может способствовать поглощению избыточного CO2 из атмосферы, а также высвобождению полезного кислорода обратно в окружающую среду [7]. Таким образом, эта система может стать революционной в мире солнечной энергетики.

В июле 2020 года Министерство энергетики США (DOE) объявило о пятилетнем плане финансирования в размере 100 миллионов долларов на исследования в области искусственного фотосинтеза. Организация надеется поставить Америку на передний план в этой области, которая, как известно, представляет собой серьезную проблему, но также имеет большие перспективы. Исследования будут сосредоточены на разработке недорогих, промышленно совместимых методов преобразования солнечного света в полезную энергию с максимальной эффективностью [8].При этом у ученых есть возможность продемонстрировать возобновляемую систему, из которой они могут получать необходимые продукты, такие как жидкое топливо [2]. Инвестиции в 100 миллионов долларов представляют собой приверженность страны исследованию искусственного фотосинтеза, поскольку эта технология может стать новаторским в облегчении нынешнего затруднительного положения с энергетикой в ​​мире.

2. Справочная информация

2.1. Естественный фотосинтез

Если говорить о нем, естественный фотосинтез происходит в двух основных частях, фотосистеме II и фотосистеме I.Фотосистема II отвечает за поглощение света и его преобразование в химическую энергию [11]. Поскольку CO2 поглощается устьицами, которые представляют собой отверстия, расположенные на листьях [9], совокупность молекул пигмента, таких как хлорофил, называемая антенной системой, поглощает и собирает солнечный свет и передает световую энергию так называемому реакционному центру во время светового воздействия. зависимая реакция, протекающая в тилакоиде хлоропласта [10]. Здесь энергия света возбуждает молекулы хлорофилла, заставляя их высвобождать электрон, который проходит через цепь переноса электронов, в которой генерируются АТФ (аденозинтрифосфат) и НАДФН (никотинамидадениндинуклеотидфосфат) [12].Электрон из воды заполняет «электронную дыру» в пигменте хлорофилла, высвобождая кислород, который часто называют самым ценным побочным продуктом в мире. Все это время движущей силой системы является сложный набор ферментов, таких как сами фотосистемы, а также гидрогеназы, которые взаимодействуют с водородом, полученным из молекул воды [13].

Электрон прибывает в Фотосистему I, где происходит независимая от света реакция, которую также называют реакцией темноты или циклом Кальвина.Это происходит в строме листа. Во время цикла Кальвина вода и катализаторы используются для запуска реакций, в которых используется химическая энергия, полученная в результате первой реакции, для преобразования атомов углерода из СО2 в органические молекулы [10]. При восстановлении CO2 до углеводов в конечном итоге образуется глюкоза, как видно из этой химической формулы:

6h3O + 6CO2 + (солнечный свет) → C6h22O6 + 6O2 [9]

Таким образом, естественный фотосинтез гениально разработан эволюцией, чтобы предоставить организмам сложные средства производства своей собственной пищи путем преобразования солнечной энергии в химическую энергию, хранящуюся в связях углеводов. Весь процесс схематически показан на рисунке 2.

Рис. 2. Схематическое изображение процесса кислородного фотосинтеза. [11]

2.2. Общая концепция искусственного фотосинтеза

Идея искусственного фотосинтеза состоит в том, чтобы имитировать этот фундаментальный процесс, происходящий в естественных организмах, и манипулировать им в соответствии с потребностями нашего общества. Этот термин может относиться к любой схеме, которая улавливает и хранит солнечную энергию в химических связях топлива.Следовательно, вместо производства глюкозы создаются такие ценные виды топлива, как водород или метанол [14]. Общая цель этих усилий — найти способ сделать энергию возобновляемой, надежной и хранимой без негативного воздействия на окружающую среду. Хотя это понятие не было реализовано в промышленном смысле, было много заметных успехов в лабораторном масштабе [15].

2.2.1 Водородное топливо

Искусственный фотосинтез может производить два типа топлива: углеводороды, такие как метанол и муравьиная кислота, или просто чистый водород. Водород появляется как вариант чистого топлива, который можно либо использовать в топливном элементе, либо использовать непосредственно как жидкое топливо [2]. Его можно использовать для транспорта (например, в некоторых автомобилях), для электроснабжения домов или других приложений для замены ископаемого топлива. При попадании в топливный элемент он также может вырабатывать электричество. Этот вид топлива производится несколькими способами, одним из которых является искусственный фотосинтез. Другие методы включают тепловые процессы, электролиз, биологические процессы или другие солнечные системы [16].

2.2.2 Основные компоненты

Устройство для искусственного фотосинтеза состоит из трех основных компонентов, которые необходимо разработать: улавливание света и перенос электронов, расщепление воды (на водород и кислород) и восстановление углекислого газа [6]. Исследователи создали несколько систем, способных выполнять эти важные процессы [2]. Компоненты этих систем синтетически разработаны для функционирования в качестве соответствующих элементов в реакционных центрах естественного фотосинтеза, таких как молекулы пигмента и цепи переноса электронов.

2.2.3 Ограничения и проблемы

При попытке воспроизвести функциональность автотрофов на практике исследователи столкнулись с рядом ограничений. Например, хотя естественный фотосинтез демонстрирует почти идеальную квантовую эффективность (эффективное разделение зарядов) [17], в большинстве случаев он не демонстрирует высокой общей эффективности химического преобразования. Фактически, большинство естественных растений могут производить только эффективность преобразования солнечной энергии в биомассу около 1% [17, 19, 20] из-за того, что они эволюционировали, чтобы быть способными выполнять преобразование энергии, достаточное для поддержания собственного выживания. [17].Однако было определено, что преобразование солнечной энергии в химическую энергию промышленно осуществимой системы искусственного фотосинтеза должно демонстрировать эффективность 10% или выше [12, 21]. Это стало проблемой для данной области, поскольку все изготовленные устройства, которые успешно достигли высокой эффективности преобразования, были изготовлены из редких и дорогих материалов, что лишает практичности масштабирования этих систем [2].

Кроме того, это связано с продолжающимся поиском материалов, способных действовать как подходящие катализаторы сложных реакций, которые влечет за собой искусственный фотосинтез.Поскольку процессы, связанные с искусственным фотосинтезом, включают разрыв и образование химических связей, катализаторы необходимы для запуска этой реакции. Однако одним из основных узких мест, связанных с этой областью исследований, является создание экономичного, эффективного и стабильного каталитического материала. Существенной проблемой среди изученных катализаторов, таких как катализаторы на органической основе, является их тенденция к нестабильности для многократного использования [2, 22]. Многие варианты имеют привычку разъедать или портить оборудование системы, в то время как некоторые теряют энергию после нескольких циклов.В то время как растения по своей природе выполняют механизмы самовосстановления, искусственные системы чаще всего не обладают этой характеристикой [19]. Альтернативные металлооксидные катализаторы выглядят многообещающе, но те, которые имеют достаточную скорость, не обладают изобилием и финансовой жизнеспособностью [2]. Между тем было определено, что применимое устройство должно демонстрировать стабильность не менее 10 лет [20]. Таким образом, поиск подходящего катализатора, который проявляет каждую из этих надлежащих функций, продолжается.

Еще одна заметная проблема в области имитации естественного процесса — это сложная молекулярная геометрия, обнаруженная у фотосинтезирующих организмов.Исследователям очень трудно воспроизвести уровень сложности, который это влечет за собой [2]. Однако с помощью супрамолекулярных стратегий и нанотехнологий ученые могут легко управлять работой своих устройств через структурный и молекулярный состав. Хотя трудно сопоставить детали, присутствующие в естественном фотосинтезе, эти методы позволяют области продвинуться к жизнеспособной системе [31].

2.3. История

Первое предложение об искусственном фотосинтезе было сделано в 1912 году итальянским химиком Джакомо Чамикиан, который признал неустойчивость ископаемого топлива. Он предложил идею воспроизвести природный способ производства и хранения энергии [7]. Тем не менее, никаких значительных исследований относительно этих усилий не было объявлено до 1972 года, когда Кеничи Хонда и его ученик Акира Фудзисима сообщили о первом успешном устройстве для разделения воды, работающем от света [20], которое было названо «эффектом Хонда-Фудзисима». Устройство представляло собой фотоэлектрохимическую ячейку, состоящую из фотоанода TiO2 и платинового (Pt) черного катода, полностью погруженного в воду [21, 22].Когда система подвергалась воздействию света, энергия возбуждала TiO2, высвобождая электрон. «Электронная дыра» или положительный заряд, оставшийся на атоме Ti, будет заполнен электроном молекулы воды, окисляя воду с образованием кислорода. Освободившийся электрон затем будет отдан протону, полученному из воды, таким образом восстанавливая протон до водорода [23]. Облучая фотоанод светом с длиной волны более 400 нм, устройство могло генерировать кислород на фотоаноде и водород на фотокатоде, тем самым выполняя разложение воды на кислород и водород [21], как показано на рисунке 3. Однако молекула TiO2 способна поглощать только ультрафиолетовые волны, поэтому извлечение большого количества энергии таким способом невозможно [23].

Рис. 3. Иллюстрация расщепления воды через фотоэлектрохимический элемент в «эффекте Хонда-Фудзисима» [24]

Позже, в 1983 году, Уильям Айерс из Energy Conversion Devices запатентовал первое устройство для разделения воды в видимом свете. Называемый «искусственным листом», устройство состояло из тонкопленочной многопереходной ячейки, сделанной из кремния, с мембраной Nafion для переноса ионов над ячейкой, полностью погруженной в воду [25].При освещении кислород образовывался на задней металлической подложке, а водород выделялся на поверхности кремния, тем самым осуществляя фотолиз воды на ее компоненты [14].

Снижение CO2 до углеводородов за счет солнечной энергии было впервые достигнуто в 1978 г. М. Халманном [26]. В данном исследовании в качестве фотокатода использовался фосфидный полупроводник p-типа из фосфида галлия. Устройство было подвешено в водном растворе. Под воздействием света система успешно вырабатывала муравьиную кислоту (HCOOH), формальдегид (Ch3O) и метанол (Ch4OH) [22].С тех пор ученые посвятили большое количество исследований изучению искусственного фотосинтеза.

3. Техника искусственного фотосинтеза

Искусственный фотосинтез — сложная задача, предполагающая множество необходимых соображений. В целом, необходимо выполнить две основные функции: сбор света и расщепление воды. Также возможно расширение фиксации углекислого газа для дальнейшего производства других видов топлива, помимо чистого водорода [2].Таким образом, в искусственном фотосинтезе есть три основных этапа, которые похожи на естественный фотосинтез: поглощение света для достижения возбужденного состояния, генерация и разделение заряда и химическое преобразование для производства топлива [4].

3.1. Светопоглощение

Первым шагом к искусственному фотосинтезу является поглощение фотонов света в качестве источника энергии для работы системы. Эта область исследований сосредоточена на поиске фотосенсибилизаторов, которые оптимально используют фотонное воздействие и способны агрегировать световую энергию.Одной из ограничивающих характеристик естественного фотосинтеза является тот факт, что большинство молекул пигментов в фотосинтезирующих организмах могут поглощать свет только с длинами волн в диапазоне примерно 400-700 нм [6], что составляет примерно 50% солнечного света, достигающего Земли [ 18], как показано на рисунке 4.

Рис. 4. Визуализация спектра солнечного света, доступного на Земле. Зеленая область представляет собой фотосинтетически активную радиацию, которая составляет только половину солнечного света, достигающего Земли.[18]

Таким образом, применяя материалы, которые могут использовать более широкий диапазон частот солнечного спектра, это создает возможность извлекать большее количество энергии с большей скоростью.

Многие системы, вдохновленные «эффектом Хонда-Фудзисима», используют фотоанод TiO2 в качестве поглотителя света и катализатора. Однако проблема этого материала заключается в том, что он способен поглощать только ультрафиолетовый свет, поэтому он не использует преимущества широкого спектра доступного света [23].Более того, как уже упоминалось ранее, популярным материалом для полупроводников является кремний. Кремний является привлекательным материалом для этой цели, поскольку он может поглощать более широкий спектр света, вплоть до 1100 нм [18], а также является распространенным и дешевым источником [12]. Другие материалы, которые были изучены для этой цели, включают оксиды других металлов, такие как ZnO, Fe2O3 и BiVO4, нитриды металлов, такие как Ta3N5, фосфиды металлов, такие как GaP, оксинитриды металлов, такие как TaON, и т. Д. [12]. В 2012 году компания Panasonic использовала полупроводник из нитрида галлия для производства муравьиной кислоты и этанола с использованием тонкопленочной технологии [42].

Область интересов в этой области поглощения света — использование научных методов для управления системой и ее функциями. В этом случае можно предпринять несколько небольших действий, чтобы вызвать соответствующее поглощение света. Например, элементарное легирование очень часто используется для добавления определенных примесей в полупроводники с целью изменения их свойств, таких как границы поглощения длины волны. Кроме того, функционализация поверхности и рациональное наноструктурирование дают возможность влиять на работу материала.Известно, что изменение структуры материала является мощным инструментом для точной настройки его назначения. Таким образом, эти стратегии помогают в этом. В рамках проекта Blue Sky в Мичиганском университете полупроводник из нитрида галлия с нанопроволокой из диоксида кремния, покрытой медью и железом, успешно произвел метан из CO2 и солнечного света [43].

3.2. Разделение воды

Расщепление воды влечет за собой разложение воды на кислород и водород посредством химической окислительно-восстановительной реакции. В одном из распространенных методов фотоэлектрохимическая ячейка включает мембрану для целей разделения. При облучении полупроводниковые нанопровода поглощают свет, и происходит окисление воды с образованием кислорода, а также электронов и протонов. Эти электроны проходят через провода к концу восстановления, в то время как протоны проходят туда через протонопроводящую мембрану, обычно сделанную из нафиона, где протоны восстанавливаются до водорода. Таким образом, фотолиз воды достигается за счет комбинации двух различных систем, адаптированных для их соответствующих целей [12].

Рисунок 5.Параллельная иллюстрация а) естественного фотосинтеза и б) метода расщепления воды посредством искусственного фотосинтеза фотоэлектрохимической ячейкой с разделительной мембраной. [12]

Уравнения окислительно-восстановительного потенциала, участвующие в расщеплении воды, могут быть представлены как:

Окисление: 2h3O → 4e- + 4H + + O2

Редукция: 4H + + 4e- → 2h3

Комбинированная реакция: 2h3O → 2h3 + O2

[21]

Поскольку для расщепления воды требуется около 2,5 В энергии, необходим катализатор для реакции с фотонами солнечного света, чтобы вызвать реакцию [2]. В качестве биомиметического подхода исследователи рассмотрели марганец как каталитический элемент, поскольку он содержится в фотосинтетическом ядре растений. Однако это приложение часто приводит к нестабильности в искусственной системе [14] из-за кратковременной и неэффективной работы [2]. Кроме того, как упоминалось ранее, оксиды металлов широко используются в качестве катализаторов. Например, недавно обнаруженный катализатор, оксид кобальта (CoO), оказался стабильным, эффективным и широко распространенным вариантом [2].В 2019 году был запатентован искусственный лист с использованием закиси меди для производства метанола и О2 из CO2 и солнечного света [41].

Примечательным признаком расщепления воды является то, что оно влечет за собой окисление воды с образованием кислорода, а также восстановление воды с образованием водорода. Многие катализаторы, которые лучше всего подходят для одной задачи, недостаточны для другой из-за их необходимого восстановительного или окислительного потенциалов [27]. Таким образом, также рассматриваются системы, которые объединяют материалы, адаптированные для их соответствующей деятельности.

Катализаторы молекулярного окисления воды предназначены для выделения кислорода. Как правило, они основаны на переходных металлах с ненасыщенными первыми координационными сферами и функционируют как активные центры для молекул воды, позволяя накоплению заряда с образованием промежуточного соединения металл-оксо с высоким валентным валентным веществом [28]. Например, катализаторы на основе рутения и иридия демонстрируют хорошие характеристики благодаря своей реакционной способности и стабильности. [12, 19, 28]. Однако недостатком этих элементов, как и многих других, является их дефицит и дороговизна [12].Таким образом, исследователи продолжают сосредотачиваться на более распространенных кандидатах из семейства переходных металлов, таких как на основе меди, никеля и железа [28]. Использование молекулярных методов для тонкой настройки соединений, содержащих большое количество металлов с богатым окислительно-восстановительным химическим составом, таких как железо, с целью улучшения каталитической функции остается жизненно важной задачей в этой области. Адам Хилл из Университета Святого Лаврентия создает комбинированный гетеробиметаллический двухъядерный блок из кобальта и циркония на основе пористого кремнезема, который передает энергию на связанный катализатор восстановления CO2.Это сочетается с разделительной мембраной для нанотрубок. [40].

Молекулярные катализаторы восстановления воды производят водород. Катализаторы обычно содержат комплекс металла с широко открытыми координационными центрами и электронной структурой для стабилизации металлогидридного промежуточного соединения. Обычные материалы включают благородные металлы, такие как комплексы на основе родия и платины. Однако исследования в основном сосредоточены на разработке катализаторов из металлов с большим содержанием земли, таких как кобальт, железо, молибден и никель.Сообщается, что комплексы никеля являются наиболее стабильными и эффективными катализаторами выделения водорода из перечисленных. Тем не менее, оптимизация функций материала с помощью различных химических методов все еще исследуется. [28]

3.3. Снижение выбросов CO2

Восстановление или фиксация углекислого газа — еще один жизненно важный процесс, связанный с искусственным фотосинтезом. Помимо производства кислорода и водорода из воды, существует интерес к производству других углеводородных топлив путем химического восстановления CO2 с использованием водорода.Поскольку атом углерода в СО2 занимает наивысшую валентность, можно создавать разные виды топлива в зависимости от степени восстановления [26]. Примерами топливных соединений, которые могут быть получены, являются муравьиная кислота (HCOOH), метанол (Ch4OH), монооксид углерода (CO) [29] и метан (Ch5) [22], для которых можно наблюдать реакции восстановления:

CO2 + 2H + + 2e– → HCOOH [22, 29]

CO2 + 2H + + 2e– → CO + h3O [22, 29]

CO2 + 6H + + 6e– → Ch4OH + h3O [22, 29]

CO2 + 8H + + 8e– → Ch5 + 2h3O [22]

В отличие от водородного топлива, жидкие углеводороды имеют то преимущество, что они легко интегрируются в нашу текущую энергетическую инфраструктуру и, следовательно, являются более желательным продуктом [1, 13, 19]. Однако создание такого углеводородного топлива представляет собой более серьезную научную проблему из-за многоэлектронной природы процесса, что создает дополнительную сложность [13, 19].

Хотя точный механизм еще не установлен, исследователи собрали воедино представление о процессе, который происходит во время восстановления СО2 светом, который похож на процесс расщепления воды. До сих пор считается, что CO2 первоначально взаимодействует с катализатором, образуя аддукт за счет электростатических взаимодействий, которые заставляют возбужденный фотосенсибилизатор высвободить по крайней мере один электрон.Электрон переносится на катализатор, активируя реакцию восстановления с последующим взаимодействием протонов. Электронная дырка в фотосенсибилизаторе сразу заполняется донором электронов, и процесс завершается [22].

Уровень уменьшения зависит от нескольких факторов. Физическая и химическая среда играет большую роль — это температура, давление, приложенная энергия и т. Д. [22]. Хотя наибольшее влияние остается выбор катализатора. Критерии идеального катализатора включают дешевизну, долговечность и селективность материала.Кандидатами на исследования являются комплексы на основе рения, а также более распространенные комплексы на основе кобальта, никеля, железа и цинка [22, 28].

Хотя блестяще подходящий катализатор еще не реализован, существует несколько стратегий, которые могут быть реализованы для улучшения характеристик химического превращения. Например, инженерия конструкций имеет большое влияние на работу катализатора / системы. С созданием иерархической пористой морфологии адсорбция промежуточных продуктов на поверхности электрода может быть значительно усилена [27].Кроме того, было обнаружено, что использование сокатализаторов, таких как серебро, золото и медь, является эффективным подходом к повышению эффективности преобразования [22]. Было продемонстрировано множество других нововведений для продвижения к практической системе.

4. Конструкции устройств

Есть два выдающихся устройства, которые были тщательно спроектированы с целью преобразования солнечной энергии в химическую энергию, хранящуюся в связях топлива. Первый из них — фотоэлектрохимический элемент, а второй — фотоэлектрический электролизер.Обе системы имеют сходства и различия друг с другом, а также преимущества и недостатки.

4.1. Фотоэлектрохимический элемент

Фотоэлектрохимические ячейки, основное направление исследований в этой области, состоят из двух электродов, фотоанода и фотокатода, контактирующих с электролитом, и внешнего провода [13, 22, 28, 30]. Некоторые варианты этой системы включают только один электрод с выделением кислорода и водорода как смеси. Однако эта версия влечет за собой проблемы загрязнения и разделения, что дополнительно усложняет работу, поэтому предпочтительна установка с двумя электродами [31].Фотоэлектроды могут состоять из молекулярного электрода или светопоглощающего полупроводника [28]. Как объясняется в описании «эффекта Хонда-Фудзисима» [23], во время фотоэлектрохимического расщепления воды вода окисляется с образованием кислорода на фотоаноде, тогда как она восстанавливается с образованием водорода на фотокатоде [32]. Когда элемент подвергается воздействию света, солнечная энергия вызывает возбуждение в фотоаноде, высвобождая электрон, который должен быть передан молекуле воды, тем самым восстанавливая его до молекулы водорода на фотокатоде.«Электронная дыра», оставшаяся на фотоаноде, будет немедленно заполнена электроном молекулы воды, окисляя воду с образованием кислорода на фотоаноде. Общая иллюстрация этого процесса показана на рисунке 6.

Рис. 6. Схематическое изображение работы обычного фотоэлектрохимического элемента. [32]

Некоторые конструкции фотоэлектрохимических ячеек также включают мембрану в качестве метода разделения. Мембрана чаще всего состоит из нафиона из-за его протонопроводящих свойств [12]. Этот метод расщепления воды также был описан ранее.

Эффективность водоразделительного устройства в основном зависит от материала фотоанода. Соответственно, подходящими критериями для фотоанода являются высокая стабильность в водном растворе, широкая запрещенная зона и способность поглощать видимый свет. Первоначально исследователи использовали полупроводниковые материалы, но возникли недостатки, такие как низкая эффективность, нестабильность и узкая запрещенная зона. Таким образом, акцент сместился в сторону углеродных, переходных металлов и наноструктурированных фотоанодов.Для материалов на основе углерода графен, углеродные нанотрубки, углеродные точки и углеродные квантовые точки демонстрируют хорошую стабильность и генерацию фототока. Переходные металлы, такие как гематит, легированный германием, сульфид кадмия, оксид цинка, сульфид меди и молибден, также демонстрируют отличные характеристики. Эти материалы демонстрируют выдающуюся эффективность благодаря своей высокой электропроводности и электрохимической стабильности. Аналогичным образом было доказано, что наноструктуры, такие как нанопроволоки, наностержни и наностержни, увеличивают выделение водорода на фотокатоде [32].

4.2. Фотоэлектрический электролизер

Электролизер с фотоэлектрической связью включает в себя работу как солнечного элемента, так и электрохимического элемента на отдельных этапах [13, 28, 31]. Во-первых, поглощение света и разделение зарядов осуществляется фотоэлектрическим элементом. Затем энергетический потенциал, генерируемый ячейкой, подается на электролизер, чтобы инициировать и запускать окислительно-восстановительную реакцию [28]. Таким образом, солнечное излучение сначала преобразуется в электричество, которое затем используется для окисления и восстановления воды или CO2 в ячейке электролизера [13].Этот тип системы считается более эффективным подходом, поскольку он может достигать эффективности преобразования солнечной энергии в водород на уровне 10-15% с рекордом 30% в 2016 году [31]. На рисунке 7 показано сравнение устройства с фотоэлектрохимическим элементом и устройством с фотоэлектрическим электролизером, а также их потенциальные практические применения.

Рис. 7. Визуальное представление а) устройства фотоэлектрохимического элемента и его потенциального применения, и б) фотоэлектрического электролизера и его потенциального применения.[28]

В ультраэффективной системе электролизера с фотоэлектрической связью 2016 года использовался коммерчески доступный солнечный элемент с тройным переходом. Три субэлемента состояли из фосфида индия-галлия (InGaP), арсенида галлия (GaAs) и антимонида галлия, индия, азота, мышьяка, GaInNA (Sb), соответственно. Солнечный элемент был соединен последовательно с двумя мембранами из полимерного электролита, которые состояли из мембран Nafion. Покрытие мембран представляло собой катализатор Pt-сажу на катоде и катализатор Ir-сажу на аноде.Чтобы начать процесс, питаемый током, генерируемым в ячейке с тройным переходом, вода закачивалась в анод первого электролизера. Это привело к попаданию воды и кислорода в анод второго электролизера, в то время как водород перетекал от катода первого электролизера к катоду второго электролизера. Водород и кислород собирались соответственно с катода и анода на втором электролизере. Рисунок 8 иллюстрирует эту модель. Кроме того, непрореагировавшая вода была отправлена ​​обратно в систему для повторного использования и повторного использования.Работа продолжалась без помех в течение 48 часов, и была достигнута замечательная эффективность преобразования солнечной энергии в водород 30%, что является наивысшим показателем эффективности на сегодняшний день. [33]

Рис. 8. Электролизная система с фотоэлектрической связью, состоящая из солнечного элемента с тройным переходом, соединенного последовательно с двумя мембранами из полимерного электролита. [33]

5. Полуискусственный фотосинтез

Система полуискусственного фотосинтеза активно объединяет уникальные преимущества, связанные как с естественным, так и с искусственным фотосинтезом. Например, естественный фотосинтез предлагает ценные преимущества высокой квантовой эффективности (близкой к 100%), отличной селективности и механизмов самовосстановления. С другой стороны, синтетические подходы предоставляют возможность создавать материалы с более широким спектром поглощения света, а также манипулировать химическим составом молекул для различных целей. Комбинируя аспекты с каждой стороны, исследователи получают возможность контролируемым образом проектировать отдельные компоненты системы для конкретных приложений, тем самым сводя к минимуму недостатки [17, 34].

5.1. Ферментные гибриды

Гибридные системы, которые включают синтетические поглотители света с биологически вдохновленными катализаторами, предлагают интересный подход. Управляя фототоками через электродные ферменты, эти катализаторы могут генерировать кинетически и термодинамически устойчивые продукты с почти 100% селективностью и с высокой скоростью [34].

Например, было изучено связывание фермента фотосистемы II с неорганическими полупроводниками. В одном из сценариев изолированные ферментные комплексы фотосистемы II были сопряжены с мезопористым электродом из инертного опалового оксида индия и олова (ITO).Иерархическая пористость электрода включает поры, длина которых соответствует размеру фермента. Наглядную демонстрацию этого можно увидеть на рисунке 9. В сочетании с катодом, нагруженным гидрогеназой, система продемонстрировала эффективность преобразования света в водород 5,4%. Таким образом, это стратегически соединило неорганический токоприемник с биологическим катализатором, чтобы создать выгодную систему [34].

Рис. 9. Ферментная гибридная система, в которой ферменты фотосистемы II соединены с синтетическим ITO-электродом.[34]

5.2. Клеточные гибриды

Биогибридные системы, в которых используются целые клетки, обладают способностью обеспечивать более сложные химические процессы по сравнению с одноферментными системами. Клеточные организмы, такие как определенные типы бактерий, могут работать с высокой степенью эффективности и специфичности благодаря своим метаболическим и ферментативным сетям. Таким образом, использование неорганических полупроводников или металлических наночастиц, сопряженных с клетками микроорганизмов, приобрело отдельную область исследований [17].

В одном случае ацетогенная бактерия Moorella thermoacetica подверглась воздействию водорастворимых нанокластеров золота AuNC (в основном Au22 (SG) 18), где AuNC действовали как межклеточный фотосинтезатор. Когда система освещалась светом с длиной волны 532 нм, фотогенерированные электроны проходили через посредников цитоплазмы, минуя клеточные мембраны и достигая бактерий. Между тем электронные дырки были заполнены цистеином, что привело к его окислению. Перенос заряда в конечном итоге позволил производить уксусную кислоту из CO2 с помощью клеток бактерий, включенных с биологически совместимыми неорганическими соединениями.Система продолжала фиксацию СО2 в течение шести дней. Таким образом, цельноклеточный подход к искусственному фотосинтезу был успешно осуществлен [35].

Другой подход, включающий анаэроб Methanosarcina barkeri, также сочетает биологическую функцию видов бактерий с материалами-катализаторами. Система возникла в фотоэлектрохимической ячейке, состоящей из электрода из наночастиц сульфида никеля, материала, вдохновленного природными никель-зависимыми гидрогеназами.На катод добавляли культуру бактерий. При воздействии видимого излучения восстанавливающие эквиваленты электрогенного водорода использовались для ускорения восстановления CO2 до Ch5. Схема этого устройства представлена ​​на рисунке 10. Долговременная стабильность была продемонстрирована в течение 7-дневного электролиза в течение недели. За это время не было зарегистрировано никаких потерь в производительности, и системе требовалось восстанавливать уровень CO2 только один раз в 24 часа. Таким образом, восстановление CO2 до Ch5 было выполнено с помощью биогибридной системы.[36]

Рис. 10. Фотоэлектрохимическая ячейка, включающая функцию Methanosarcina barkeri для образования Ch5 путем восстановления CO2. [36]

6. Стратегии улучшения

Ученые используют свои знания в области нанотехнологий и молекулярных манипуляций для реализации стратегий, которые могут помочь в различных целях. Например, элементарное легирование — это один из методов, используемых для добавления примесей в полупроводники, которые могут изменить их функцию.Желательные функции включают широкую светопоглощающую способность, эффективную работу катализатора и селективность [13].

Более того, супрамолекулярные стратегии обычно используются при создании устройств на основе молекулярных компонентов. Организация хромофоров может привести к воронке энергии и разделению зарядов более быстрыми темпами. В случае оптимизации катализатора, катализ может быть усилен супрамолекулярной предварительной организацией, а стабильность может быть усилена супрамолекулярными клетками, которые предотвращают разложение.Следовательно, способность управлять определенными функциями таким образом является значительным преимуществом молекулярных систем. [31]

Продолжаем, разработка различных конфигураций и структур ячеек играет важную роль в функциональности устройства. Например, одиночный фотоэлектрод по сравнению с тандемной установкой может определить большую дифференциацию. Точно так же фотоэлектрохимические элементы демонстрируют отдельные характеристики от фотоэлектрического электролизера [30]. Кроме того, рациональное наноструктурирование может дать возможность влиять на работу материала в зависимости от того, как функционирует поверхность.Незначительная настройка на структуру материала может сильно повлиять на его механизм [13].

Наконец, рабочие условия также помогают влиять на работу химической системы. В частности, температура, давление и концентрация ионов в окружающей среде имеют значительную свободу действий. Изменение этих условий может привести к совершенно разным результатам для одной и той же установки. Во многих случаях изменение температуры или давления в системе может привести к гораздо более оперативному эффекту [30].

7. Будущее влияние и заключительные замечания

Подобно тому, как изучение полета птиц повлияло на конструкцию самолетов, естественный фотосинтез служит для человечества руководством, имитирующим функции самодостаточного организма, чтобы, надеюсь, однажды создать самодостаточный мир. Поиск возобновляемых источников энергии, которые могут облегчить нынешнее кризисное состояние общества, является высшим приоритетом для многих ученых и инженеров. При быстро истощающемся ископаемом топливе в качестве нашего основного источника ожидается, что к середине 2000-х годов потребление энергии во всем мире увеличится более чем на 50% [28].Таким образом, необходимость смягчения этой проблемы является значительной, и мир научных исследований признает это.

Хотя в этой области были проведены новаторские исследования, разработка жизнеспособной системы все еще находится в зачаточном состоянии. На данный момент исследователи достигли множества успешных версий искусственного фотосинтеза. Однако все предложенные методы страдали недостатками либо недостаточной эффективности / скорости, долгосрочной нестабильности или финансовых затрат [6].На эволюцию естественного фотосинтеза потребовались миллиарды лет, и человечество пытается справиться с ним за десятилетия. Эксперты ожидают, что такой тип системы не будет готов к промышленному использованию еще как минимум десять лет [2].

Тем не менее, поиск экономичной, надежной и масштабируемой системы продолжается. Исследователи, работающие с The Liquid Sunlight Alliance (LiSA) и Центром гибридных подходов в солнечной энергии к жидкому топливу (CHASE), используют финансирование в размере 100 миллионов долларов, предоставленное Соединенным Королевством.Министерство энергетики США приняло решение этой проблемы и вскоре разработало технологию, готовую к крупномасштабному применению. Кроме того, США — не единственная страна, занимающаяся этой темой. Этот тип исследований широко изучается в различных частях мира, таких как Китай, Япония и Европейский Союз [4]. На рисунке 11 показано количество опубликованных статей по искусственному фотосинтезу в нескольких разных странах.

Рисунок 11.Представление количества публикаций по искусственному фотосинтезу в каждой стране на сегодняшний день в 2019 году. [4]

Искусственный фотосинтез может обеспечить эффективную и устойчивую систему производства, хранения и транспортировки энергии. Например, его можно использовать для производства углеводородного топлива, которое может действовать как полезный заменитель ископаемого топлива. Он также может производить водородное топливо, которое можно применять разными способами. Направление водорода, полученного в результате фотолиза, в топливный элемент можно использовать для выработки электроэнергии [18].На рисунке 12 показана предлагаемая концепция производства, хранения и применения солнечной энергии.

Рис. 12. Иллюстративное предложение будущих средств производства водорода в качестве хранимого солнечного топлива и его применения для производства электроэнергии. [18]

Более того, так же, как солнечные панели могут быть установлены на крышах, обеспечивая вторичный источник электричества, будущие устройства искусственного фотосинтеза также могут быть применены для электроснабжения домов. Вместо этого эта система предлагает способ хранения энергии для последующего использования.

Кроме того, автомобили с водородным двигателем стали одним из вариантов в мире транспорта. Более 60% мировых запасов нефти используется для транспорта [18]. Таким образом, электромобили становятся все более популярными, и такие модели, как Toyota Mirai [37], Hyundai Nexo [38] и Honda Clarity [39], теперь работают на водороде, который в достаточной степени может быть произведен путем искусственного фотосинтеза. Транспортные средства с приводом от двигателя заявляют о нескольких преимуществах в области производства электромобилей.Например, им требуется короткое время дозаправки, около трех минут, они могут продержаться на одном полном заряде на расстоянии, которое соответствует таковому у бензинового автомобиля, в отличие от большинства электромобилей, которые заряжаются часами и у них заканчивается топливо. быстро [44, 45]. Кроме того, с точки зрения экологической сознательности, автомобили с водородным двигателем не выделяют никаких вредных побочных продуктов, что больше, чем могут заявить автомобили с бензиновым двигателем [44].

Кроме того, гипотетически практичной является система, использующая искусственный фотосинтез для производства водорода для автомобильного топлива.Чтобы представить ситуацию в перспективе, четыре моля фотонов солнечного света необходимы для генерации одного моля водорода. Поверхность Земли подвергается воздействию в среднем 10-120 молей фотонов на каждый квадратный метр в течение одного дня. Это означает, что каждый день можно производить от 2,5 до 30 моль водорода на квадратный метр. Это составляет около 5-60 граммов водорода на квадратный метр в день, а Honda Clarity потребляет около 500 граммов водорода в день для работы. Таким образом, для заправки автомобиля потребуется всего 10-20 квадратных метров, что примерно равно площади крыши гаража.[18]

Искусственный фотосинтез — это ключ к имитации наиболее эффективного природного способа производства энергоемкого топлива из обильных возобновляемых источников. Обеспечение общества химически преобразованными природными ресурсами, такими как вода и углекислый газ, идеально подходит для нашего будущего. В оптимизированной системе устройство для искусственного фотосинтеза может быть разработано для извлечения избыточного CO2 из окружающей среды, при этом возвращая в него кислород. Следовательно, этот метод не только будет способом получения чистого топлива без вредных побочных продуктов, но также внесет вклад в обращение вспять глобального потепления [2].Несмотря на обременительные усилия, концепция возобновляемой энергии посредством искусственного фотосинтеза является ценным и многообещающим решением.

Об авторах:

Доктор Радж Шах — директор компании Koehler Instrument Company в Нью-Йорке, где он проработал последние 25 лет. Он избран научным сотрудником своих коллег в IChemE, CMI, STLE, AIC, NLGI, INSTMC, Энергетический институт и Королевское химическое общество. Лауреат награды ASTM Eagle, д-р.Шах недавно был соредактором бестселлера «Справочник по топливу и смазочным материалам», подробности которого доступны по адресу https://www. astm.org/DIGITAL_LIBRARY/MNL/SOURCE_PAGES/MNL372ND_foreword.pdf

Доктор наук в области химической инженерии Университета Пенсильвании и научный сотрудник Института дипломированного менеджмента, Лондон, доктор Шах также является дипломированным ученым в Научном совете, дипломированным инженером-нефтяником в Энергетическом институте и дипломированным инженером. с Инженерным советом Великобритании.Адъюнкт-профессор кафедры материаловедения и химической инженерии в Государственном университете Нью-Йорка, Стоуни-Брук, Радж имеет более 350 публикаций и активно работает в области альтернативной энергетики в течение 3 десятилетий.

Более подробную информацию о Радже можно найти по телефону

https://www.petro-online.com/news/fuel-for-oughtt/13/koehlerinstrument-company/dr-raj-shah-director-at-koehler-instrumentcompany-conferred-with-multifarious-accolades/ 53404

г-жаЭлиана Матсил является участником успешной программы стажировки в компании Koehler Instrument и студенткой Государственного университета Нью-Йорка в Стоуни-Брук, где доктор Шах в настоящее время возглавляет Внешний консультативный совет директоров Департамента химического машиностроения.

Г-жа Габриэль Масуд имеет степень бакалавра химической инженерии и степень магистра биомедицинской инженерии. она имеет более чем 20-летний опыт работы в энергетическом секторе и ранее работала в ExxonMobil и Soltex, inc.В последнее время она работает в области альтернативной энергетики, биополимеров и активно занимается поиском экологически безопасных решений для нашей планеты.

Каталожный номер

[1] Стайринг С. Искусственный фотосинтез солнечного топлива. Фарадей Обсуди. 2012; 155: 357–76.

[2] Лейтон Дж. Как работает искусственный фотосинтез [Интернет]. HowStuffWorks Science. Как это работает; 2020 [цитировано 31 января 2021]. Доступно по адресу: https: // science.howstuffworks.com/environmental/green-tech/energy-production/artificial-photosynthesis.htm

[3] Закупка Р., Де Вринд Х, Де Гроот Х., Хармсен П., Бос Х, редакторы. Искусственный фотосинтез Для преобразования солнечного света в топливо. 2015Dec;

[4] Даррант Дж. Искусственный фотосинтез — Заключительные замечания. Фарадеевские дискуссии. 2019Jun5;

[5] Bennett2009-04-28T14: 22: 16 + 01: 00 H. Искусственный лист [Интернет]. Мир химии.2009 [цитировано 31 января 2021 года]. Доступно по ссылке: https://www.chemistryworld.com/features/the-artificial-leaf/3004813.article

[6] Искусственный фотосинтез [Интернет]. TheGreenAge. 2017 [цитировано 31 января 2021 года]. Доступно по ссылке: https://www.thegreenage.co.uk/tech/artificial-photosynthesis/

[7] Дэйви Т. Искусственный фотосинтез: можем ли мы использовать энергию Солнца, а также растений? [Интернет]. Институт будущего жизни. Такер Дэйви https: // futureoflife.org / wp-content / uploads / 2015/10 / FLI_logo-1.png; 2018 [цитировано 31 января 2021]. Доступно по ссылке: https://futureoflife. org/2016/09/30/artificial-photosynthesis/

[8] Министерство энергетики объявляет о выделении 100 миллионов долларов на исследования в области искусственного фотосинтеза [Интернет]. Energy.gov. [цитировано 31 января 2021 г.]. Доступно по адресу: https://www.energy.gov/articles/department-energy-announces-100-million-artificial-photosynthesis-research

[9] Основы фотосинтеза | PRO-MIX Тепличное выращивание [Интернет].[цитировано 31 января 2021 г.]. Доступно по ссылке: https://www.pthorticulture.com/en/training-center/basics-of-photosynthesis/

[10] Видьясагар А. Что такое фотосинтез? [Интернет]. LiveScience. Purch; 2018 [цитировано 31 января 2021]. Доступно по ссылке: https://www.livescience.com/51720-photosynthesis.html

[11] Андрейадис Э.С., Чаваро-Керлиду М., Фонтекаве М., Артеро В. Искусственный фотосинтез: от молекулярных катализаторов расщепления воды под действием света до фотоэлектрохимических клеток. Фотохимия и фотобиология. 2011. 87 (5): 946–64.

[12] Поудьял Р.С., Тивари И., Коирала А.Р., Масукава Х., Иноуэ К., Томо Т. и др. Производство водорода фотобиологическими методами. Сборник водородной энергии. 2015;: 289–317.

[13] Barber J, Tran PD. От естественного фотосинтеза к искусственному. Журнал Королевского общества Интерфак

Содержание и мнения в этой статье принадлежат автору и не обязательно отражают точку зрения AltEnergyMag

---

Комментарии (0)

У этой записи нет комментариев.Будьте первым, кто оставит комментарий ниже.

---

Опубликовать комментарий

Вы должны войти в систему, прежде чем сможете оставлять комментарии. Авторизуйтесь сейчас.

Рекомендуемый продукт

S-5! ® PVKIT ™ 2.0 Солнечные решения на крышах

Идея комбинирования фотоэлектрических массивов с металлической кровлей со стоячим фальцем набирает обороты — и на то есть веские причины. Срок службы металлических крыш составляет более 40 лет. Разве система крепления не должна длиться так же долго? С С-5! технология крепления с нулевым проникновением и PVKIT 2.0, соляризованная металлическая крыша является наиболее устойчивой доступной системой без ущерба для гарантий на крышу! PVKIT 2.0 также является лучшим решением для крепления фотоэлектрических модулей непосредственно к любой металлической крыше с открытыми креплениями.

Спонсоры

Мероприятия и конференции

Intersolar, Северная Америка, 2021 г., и накопители энергии, Северная Америка,

13 янв | 15 2022, Лонг-Бич, Калифорния

Международная конференция по Ближнему Востоку

07 марта | 09 2022, Всемирный торговый центр Дубая

Межсолярная Европа

11 мая | 13 2022, Messe München, Messegelände, 81823 München

ees Europe

11 мая | 13 2022, Messe München, Messegelände, 81823 München

Power2Drive Европа

11 мая | 13 2022, Messe München, Messegelände, 81823 München

Не по теме

Робототехника и автоматизация

Производство и автоматизация

© 2010-2021 AltEnergyMag — Все права защищены
На основе BTH Management

.