История появления автоклавного газобетона

Человечество пыталось применить легкие заполнители и пенообразователи для облегчения материалов для каменной кладки стен еще со времен Римской империи. Газобетон, в отличие от стеновых материалов из легких агрегатных смесей или вспененных материалов получается при реакции щелочного связующего (известь и цемент) с кислотой, в результате которой выделяются газы, пузырьки которых застывают в материале. Первый патент на производство газобетона, полученного в результате реакции между соляной кислотой и щелочной основой известняка, был получен Э. Гофманом в Чехии в 1889 году. В 1914 году в США Айлисворт и Дайер впервые использовали порошок алюминия и гидроксид кальция  в качестве аэрационных агентов при производстве ячеистого бетона. В 1917 году был зарегистрирован голландский патент на использование дрожжей в качестве разрыхлителя для ячеистых бетонов. Более поздние патенты на производство ячеистого бетона  использовали реакции между цинковой пылью и щелочью цементной смеси, перекиси водорода, натрия или гипохлорита кальция.  Использование металлических порошков в качестве водородобразующих агентов получило развитие в 1919 году в Берлине. Компания Гроза использовала алюминиевый порошок для управляемой аэрации бетона с образованием пузырьков водорода определенного размера.
Не смотря на то, что почти всем изобретателям удалось получить облегченную ячеистую структуру цементного камня,  большинство из полученных материалов отличались низкой прочностью на сжатие, повышенной ломкостью и, как правило, оказались непригодны для использования в качестве структурного материала.

Первый автоклавный газобетон был получен в результате экспериментов в 1924 году шведским архитектором Йоханом Акселем Эрикссоном (1888-1961), работавшим совместно с профессором Хенриком Крюгером на кафедре гражданского строительства Королевского технологического института в Стокгольме. Открытие нового материала было совершено почти случайно. Доцент Эрикссон работал над различными образцами ячеистых бетонов. Из-за недостатка  времени он решил ускорить процесс отверждения пористой массы из сланцевого известняка (шифера), воды и алюминиевой пудры, поместив образец в лабораторный автоклав. Когда наутро доцент Эрикссон достал образец ячеистого бетона из автоклава и подверг его исследованию,  оказалось, что полученный материал обладает высокой прочностью и имеет отличную от неавтоклавного пенобетона кристаллическую структуру. Под воздействием высокой температуры и высокого давления пара компоненты кремния и извести образовали силикогидрат кальция, подобный по структуре вулканической породе под названием тоберморит.   Этот минерал получил название по имени местечка Тобермори на шотландском острове Малл, где он был впервые обнаружен.

Дальнейшие исследования показали, что именно тоберморитовая структура определяет все высокие физические характеристики автоклавного газобетона. При современном производстве автоклавного газобетона стремятся производить материал  с кристаллическими пластинами тоберморита размером   11 ангстрем.    Эрикссон  запатентовал газобетон (пористый бетон) и к 1929 году, найдя инвестора для строительства завода в лице Карла Августа Карлена, наладил его промышленное производство в шведском городе Hällabrottet. Компания получила название Y-tong как аббревиатура от названия города Yxhult (города владельца компании и места ее регистрации) и шведского слова бетон:  YTONG (Итонг)– Y(XHULTS ÅNGEHÄRDADE GASBE)TONG – что значит «прочный автоклавный ячеистый бетон из Иксхульта».  Также автоклавный газобетон стали называть «теплыми камнями» из-за хороших показателей сопротивления материала теплопередаче. В 1940-х годах  название Итонг было зарегистрировано как товарный знак для автоклавного газобетона.  Автоклавный газобетон Итонг часто называли «голубым бетоном»  из-за специфического оттенка этого материала. Этот вариант газобетона Итонг получали из квасцов горючих сланцев с высоким содержанием углерода, что было выгодно при производстве (использование в качестве топлива при обжиге извести). Однако оказалось, что горючие сланцы содержат включения урана, который выделятся при распаде из газобетонных блоков в виде радиоактивного газа радона. В 1972 году комитет по радиационной безопасности Швеции указал на непригодность использования радоносодержащих строительных материалов на основе горючих сланцев. В 1975 году использование урансодержащих сланцев при производстве газобетона было прекращено.
С 1975 года при производстве газобетона используется только сырье без содержания урана. Еще в начале 1930-х  годов был подготовлен проект использования смеси бетона, цемента и песка в качестве исходного материала  для производства газобетона. (Этот метод применялся компанией Siporex). В послевоенные годы  дальнейшем состав смеси был усовершенствован в Германии:  немцы использовалась смесь извести и измельченного кварца с алюминиевым порошком для производства кальциево-силикатного автоклавного газобетона (бренды Hebel и Ytong). В Великобритании и в странах Восточной Европы в состав смеси для производства автоклавного газобетона стали вводить золу, что позволило добиться еще большей прочности получаемой тоберморитовой кристаллической структуры материала  (бренды H+H, Spirox, Celcon).

В 1939 году коммерческий выпуск автоклавного газобетона был налажен в континентальной  Европе.  В том же году были построены газобетонные дома в Риге (ул. Эльвирас,15 ) из блоков высокой плотности, сохранившиеся без какой либо отделки до наших дней.  В Германии в 1943 году в разгар Второй мировой войны Йозеф Хебель  приобрел технологию для изготовления автоклавного газобетона, который он стал производить на бывшем заводе для производства силикатного кирпича под Мюнхеном, уже  оборудованном большими автоклавами.  Йозеф Хебель впервые применил струнную резку для изготовления высокоточных газобетонных блоков. Также им был значительно механизировано производство газобетонных блоков с использованием машин для подъема, нарезки продукции и ее упаковки. В 1945 году головной офис компании Хебеля в городе Мюнхен был полностью разрушен в один из последних налетов авиации союзников. Возобновить производство газобетона Хебель удалось лишь в 1948 году.   После Второй мировой войны большая часть послевоенной Германии была восстановлена с использованием автоклавных газобетонных блоков Хебель.

В 1950-е годы в СССР было построено около 80 заводов по производству автоклавного газобетона (газосиликата). В 1960-х годах в СССР были развернуты газобетонные заводы польского производства. С 1959 года  в Ленинграде начали применять газобетон для массового жилищного строительства (плотностью 600 кг/м3 для наружных панелей и 1000 кг/м3 для внутренних панелей). Всего было построено более 15 млн.м2 жилых домов. Из газобетона построены многие «сталинские» дома, первые «хрущевки». Наружные панели многоквартирных «брежневок», «кораблей» (серия ЛГ-600, усовершенствованная серия 600.11),  домов 137-й «ГБ» серии также представляют собой газобетонные панели.   В настоящее время в Санкт Петербурге построено около  30 млн.м2 жилой площади из газобетона, что составляет 25% всего жилого фонда города.

В 1960-х газобетон появился в Азии, а в 1970-х в Северной Америке.  На сегодняшний день в Европейском союзе до 40% всех конструкций зданий строится из автоклавного газобетона. В Германии до 60% новых конструкций построены из газобетона. В Японии до 80% строений возводится из автоклавного газобетона.  Широко распространен автоклавный газобетон в Канаде и в Мексике. В США автоклавный газобетон широкого распространения не получил (как и другие виды ячеистых бетонов).