Введение к работе
Актуальность исследований. Экономия тепловой и электрической энергии при производстве строительных материалов, конструкций и отоплении зданий - генеральное направление политики строительного комплекса России. Одним из путей сохранения тепловой энергии зданий в целях удовлетворения требованиям новых норм строительной теплотехники (СНиП 11-3-79% 1995 г.) является повышение теплозащитных свойств наружных стен.
Успешное решение этой проблемы неразрывно связано со снижением средней плотности и теплопроводности легких бетонов, а также с конструированием эффективных решений стен, позволяющих существенно сократить теплопотери через наружные стены, а также расходы на отопление зданий. При этом должна учитываться комплексная оценка тепловой эффективности указанных конструкций, включающая не только эксплуатационные затраты на отопление, но и энергоемкость производства компонентов бетона, а также затраты на изготовление изделий и конструкций.
Сокращение сырьевой базы для выпуска наиболее распространенного среди легких пористых заполнителей керамзита насыпной плотностью 200-400 кт/ж', требуемого для эффективных конструкционно-теплоизоляционных бетонов, высокая энергоемкость его производства, а также дефицит легких пористых песков предопределяют необходимость более широкого использования природных пористых заполнителей, в частности, вулканических туфов и шлако , запасы которых в ряде регионов Российской Федерации и СНГ весьма значительны.
Практическому осуществлению поставленных задач могут способствовать исследования по комплексному использованию вулканических туфов, как в качестве пористого заполнителя в легких бетонах, так и в качестве активной минеральной добавки в смешанных вяжущих (СВ) в сочетании с химическими модификаторами структурирующего действия.
Таким образом, исследование возможности совместного использования вулканических туфов в легких бетонах и смешанных вяжущих является актуальной задачей, решение которой открывает перспективы увеличения объемов производства легких бетонов с заданными
свойствами, а также значительно расширяет сырьевую базу цементной промышленности и промышленности домостроения.
Диссертационная работа и внедрение ее результатов выполнены в рамках Государственной научно-технической программы "Стройпрогресс-2000", проекта 1.4 "Новое поколение объемных блоков из легких бетонов на основе высокоэффективных вяжущих с полной заводской отделкой, изготовляемых на высокоавтоматизированных линиях", этап 1.4.1.2 "Разработать высокоподвижные легкобетонные смеси на основе смешанного вяжущего, исследовать их реологические свойства, изучить комплекс эксплуатационных характеристик легких бетонов из этих смесей классов В 3,5 - В 5,0 на смешанном вяжущем (физические, прочностные, дефармативные, защитные свойства по отношению к арматуре и др.) и разработать рекомендации по технологии, нормированию физико-механических свойств и областям применения исследованных видов бетонов."
Цель работы заключается в разработке составов и исследовании физико-технических свойств конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов с улучшенными тепло-физическими свойствами на эффективных многокомпонентных смешанных вяжущих и с использованием природных вулканических туфов как в качестве заполнителя, так и в качестве гидравлически активных компонентов вяжущих.
Автор выносит на Защиту:
- представления о природе и механизме поведения вулка
нических туфов в смешанных вяжущих и конструкционно-
теплоизоляционных легких бетонах (керамзитотуфобетоне и
туфобетоне) при его комплексном использовании;
составы и технологии производства СВ пониженной теплопроводности с учетом особенностей поведения вулканических туфов в твердеющих композициях;
составы, технологии и результаты исследований физико-механических и физико-технических свойств конструкционно-теплоизоляционных легких бетонов на СВ;
результаты опытно-промышленных проверок разработанных составов и технологию изготовления легких бетонов с комплексным использованием туфа.
Научную новизну диссертации составляют научно обоснованные предложения, позволившие создать новый вид легкого конструкционно-теплоизоляционного бетона на базе керамзитового гравия и комплексного использования туфа, отличающегося пониженными теплопроводностью и
сорбцией, повышенной морозостойкостью.
Элементами научной новизны также являются:
результаты комплексных исследований основных физико-механических и физико-технических свойств смешанных вяжущих на основе цементного клинкера или товарного портландцемента, туфа, суперпластификатора С-3 в зависимости от состава, способа приготовления, тонкости помола и других технологических факторов;
экспериментальные данные об особенностях твердения СВ на основе портландцемента, туфа и СП С-3;
сведения о показателях качества легких бетонов на СВ плотной и поризованной структуры классов В3,5 - В7,5 (теплопроводность, морозостойкость, усадка, сорбционная влажность, прочность на сжатие и растяжение, предельная сжимаемость и растяжимость, ползучесть, сцепление бетона с арматурой, защитные свойства бетона по отношению к арматуре и др.) для норм проектирования.
Практическая ценность работая. Установлены составы и технологические параметры приготовления многокомпонентных цементов с добавками вулканического туфа. Определены основные физико-механические характеристики легких бетонов на СВ, необходимые для проектирования конструкций. С учетом физико-механических свойств рекомендована наиболее целесообразная область применения легких бетонов на смешанных вяжущих.
Внедрение результатов работы. Легкие бетоны пониженной теплопроводности на СВ внедрены на домостроительном комбинате ППСО "Каббалкпроектстрой" (г.Нальчик) , а также освоены на предприятиях НПК "Монолит" (г.Улан-Удэ) при производстве мелких стеновых камней.
Результаты исследований легли в основу "Рекомендаций по нормированию физико-механических и физических свойств конструкционных легких бетонов на смешанном вяжущем", НИИЖБ Госстроя СССР,М:1991.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на региональном совещании: "Пути повышения эффективности и долговечности наружных стеновых панелей в условиях Дальневосточного региона" (Хабаровск, 1989 г.), на XXII международной конференции молодых ученых и специалистов в области бетона и железобетона (Иркутск, 1990 г.), на XXYI и XXIX научных конференциях преподавателей и сотрудников ВСГТУ (Улан-Удэ, 1987г. и 1990 г. ) .
Публикации. Основные положения диссертационной работы отражены в 10 печатных работах.
Объем диссертации. Диссертация изложена на 182 страницах машинописного текста, состоит из введения, 6 глав, основных выводов, библиографического списка 137 наименований, содержит 33 рисунка, 47 таблиц и 3 приложения.
Автор выражает признательность своему руководителю, а также доктору тех .наук, профессору Путляеву И.Е. за внимание, консультации и помощь в выполнении работы.
