Введение к работе
Актуальность работы. Для Крайнего Севера (Северная строительно-климатическая зона по СНиП 2.01.01-82, далее Север) среди множества специфических "северных" признаков главными остаются природно-климатические условия. Слабые транспортные связи, редкие населенные пункты, повышенные затраты труда и материальных ресурсов являются их следствием. В этих условиях особенность современного развития строительного производства на Севере состоит в снижении сметной стоимости и сроков выполняемых работ.
При возведении промышленных и гражданских объектов одним из видов специализированных работ является монтаж тепловой изоляции. В связи с переходом на повышенные требования по тепловой защите зданий и сооружений (изм. № 3 к СНиП П-3-79**) для эксплуатируемых объектов требуется устройство дополнительной теплоизоляции ограждающих конструкций, а также срочные теплоизоляционные работы необходимы при ликвидации последствий аварий систем тепловодообеспечения в зимнее время.
Как показывают расчеты, в условиях рыночной экономики ввозить сырье для производства пенореактопластов (полиуретановых, фенольных и карбамидньгх пенопластов) значительно дешевле, чем любые готовые теплоизоляционные материалы или конструкции на их основе, вследствие их малой плотности. Многолетний опыт применения отечественных (ППУ-17Н, Рипор-бТН) и импортных (Сиспур Н-4055, Германия) промышленных марок пенополиуретанов на стройках Севера выявил их основные недостатки, как экологическая опасность (содержание фреона) и малый срок хранения конфекционированных смесей, что не гарантирует получения высококачественной теплоизоляции в отдаленных районах, при высоких отпускных ценах. Поэтому первоочередной и наиболее актуальной становится проблема разработки технологии выполнения теплоизоляционных работ с использованием пенореактопластов, направленного на улучшение их технологических и эксплуатационных показателей применительно к условиям Севера, с последующей организацией приготовления исходных смесей и производства готовой продукции на месте применения.
Работа выполнялась в соответствии с государственными программами "Основные направления энергетической политики России на период до 2010 г." (Указ Президента РФ от 07.05.1995 г.) и "Стройпрогресс-2000".
Цель и задачи работы. Основная цель работы заключается в повышении эффективности производства теплоизоляционных работ с исполь-
зованием пенореактопластов при проведении аварийно-восстановительных мероприятий в строительстве, обеспечивающее высокое качество и снижение себестоимости СМР за счет разработки технологий устройства теплоизоляции с применением жидких реакционноспособных композиций для местных условий Якутии. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
проанализировать и установить тенденции современного развития производства теплоизоляционных работ в промышленном и гражданском строительстве с постановкой рабочей гипотезы и задач исследования;
разработать методику проведения ремонтно-восстановительных работ в строительстве с составлением технологической карты на основе современных способов диагностики, исследовать свойства исходных компонентов и подобрать составы реакционноспособных композиций;
разработать технологии производства теплоизоляционных работ напылением и инъецированием реакционноспособных композиций с учетом местных условий и климатических особенностей Якутии;
разработать рациональные способы доставки исходных компонентов и технологическое оборудование для выполнения теплоизоляционных работ в труднодоступных районах Севера при обычных и экстремальных условиях;
- внедрить полученные результаты и выполнить анализ технико-
экономической эффективности.
Научная новизна работы:
- установлены зависимости кинетических параметров вспенивания
(индукционного периода и времени вспенивания, скоростей подъема пены
и температур, кратности вспенивания), свойств напыляемых пенополиуре
танов от технологических (состава, температуры и способа нанесения ком
позиции, температуры подложки и окружающего воздуха) и конструктив
ных факторов (материала обрабатываемой поверхности, требуемой толщи
ны и плотности пенопласта), которые явились научным обоснованием
технологии производства теплоизоляционных работ с применением бес-
фреонных составов полиуретановых композиций;
- обосновано повышение реакционной способности композиций на ос
нове фенолоформальдегидных олигомеров путем введения в их состав
хлористого олова, что позволило разработать технологию производства
теплоизоляционных работ напылением активированных фенольных ком
позиций;
установлены зависимости теплотехнических и физико-механических свойств пенополиуретанов и пенофенопластов от их структуры, влажности и температуры, которые необходимы для прогнозирования долговечности слоистых конструкций на их основе в реальных условиях эксплуатации;
установлены влияние и взаимосвязь способов доставки и сроков хранения используемых исходных компонентов на возможность производства теплоизоляционных работ.
Практическая значимость работы заключается в использовании результатов исследования при производстве теплоизоляционных работ в промышленном и гражданском строительстве, при организации строительного производства для устройства и восстановления теплоизоляции эксплуатируемых зданий и сооружений, по ликвидации последствий аварий систем теплообеспечения в зимнее время; при выборе оптимальных способов доставки теплоизоляционных материалов и технологического оборудования в труднодоступные районы Севера в обычных и экстремальных условиях.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается достаточным объемом экспериментальных данных и их сходимостью с результатами независимых испытаний лицензированных лабораторий и других исследователей; практическим внедрением результатов исследований при проведении ремонтно-восстановительных работ в строительстве в условиях Якутии.
Внедрение результатов работы. Разработанные технологии и изготовленные мобильные комплексы для производства теплоизоляционных работ напылением и инъецированием модифицированных пенополиуретанов и пенофенопластов внедрены в ряде предприятий РС(Я). За 1996-1999 гг. в осенне-зимние периоды для срочного ввода объектов и ликвидации последствий аварий отопительных систем с использованием разработанных технологий и мобильных комплексов произведено теплоизоляционных работ при отрицательных температурах -5 -т—55С общим объемом более 790 тыс. м2.
На основании результатов исследований и практических работ разработаны "Рекомендации по проведению ремонтно-восстановительных работ в строительстве с применением современных методов диагностики и пено-реактопластов на Крайнем Севере", которые одобрены и приняты к внедрению Министерством ЖКХ РС(Я).
Апробация работы. Основные результаты работы были доложены и получили положительную оценку на III Всесоюзном симпозиуме по механике разрушения (Киев, 1990); Республиканской научно-технической конференции "Проблемы градосферы и риск техногенных и стихийных катастроф" (Якутск, 1997); Международных научно-технических конференциях "Стихия. Строительство. Безопасность." (Владивосток, 1997), "Экология средних и малых городов: Проблемы и решения" (Великий Устюг, 1998) и "Критические технологии в строительстве" (Москва, 1998).
Публикации. Материалы диссертации отражены в 5 печатных трудах.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложений. Она содержит 116 страниц машинописного текста, 17 таблиц, 24 рисунка, список литературы из 142 наименований.
На защиту выносятся:
зависимости кинетических параметров вспенивания и свойств пенополиуретанов от технологических и конструктивных факторов, явившихся основой для новой технологии производства теплоизоляционных работ напылением безфреонных жидких полиуретановых композиций;
зависимости повышения каталитической активности композиций на основе фенолоформальдегидных олигомеров и прочностных показателей пенофенопластов от количества вводимых в их состав хлористого олова, позволивших разработать технологию производства теплоизоляционных работ напылением активированных фенольных композиций;
зависимости теплотехнических и физико-механических свойств пенополиуретанов и пенофенопластов от их структуры, влажности и температуры;
данные по влиянию и взаимосвязи способов доставки и сроков хранения используемых исходных компонентов на производство и качество теплоизоляционных работ в труднодоступных районах Севера;
- результаты опытно-промышленного внедрения и технико-
экономические показатели.