Введение к работе
Актуальность. Одной из главных задач экономического и соци-іьного развития СССР до 2000 года является всемерное развитии хропромышленного комплекса, пропорциональней и сбалансироввн-1Й рост сельского хозяйства, обслуживающих его отраслей промиш-;нности на основе ускорения научно-технического прогресса. В їстоящее время в нашей стране функционирует более 1 млн.живот-зводческих построек, наиболее подверженных и интенсивно равру-аемых объектов. Повышенная влажность, значительные перепады змператур,. активные коррозионные среды существенно влияют на эстояиие строительных конструкций животноводческих построек, кижая их срок служби, находящимся в пределах 10-15 лет, В то 8 время следует отметить, что сельскохозяйственное строитель-гво базируется в основном на использовании местных материалов сырьевых ресурсов, имеющих низкие показатели свойств. Поэтому адача сохранности и повышения долговечности здании и еоору&е-ий сельскохозяйственного назначения из'местного сырья весьма
ктуальна.
Наиболее перспективным направлением улучшения качественных оказателей конструкций из местных материалов является их модификация полимерами, позволяющая повысить коррозионную СТОЙКОСТЬ, олговечность и эксплуатационные параметры.
Работа выполнялась по плану отраслевой ведомственной прорабы 01.87.О.С01.00Е Госагропрома СССР, тема Х1У "Разработать
методы повышения долговечности и эффективности работы строите. ных конструкций сельскохозяйственных здании и сооружений" и в соотретствии с Еоданием 05.ОШ Программы 051.25 по Поствновле! ГКНТ СССР от 30.10.19 г. IF 55 "Усовершенствовать существует! и разработать новые типы сплошных полов с применением новых, местных материалов и вторичного сырья для мест отдиха крупной рогатого скота и свиней при их бесподстилочном содержании".
.'{ель и задачи работы. Целью работы является разработка и обоснование принципов и технологических приемов повышения ДОЛ! вечности конструкции сельскохозяйственных зданий из местных M! териалов за счет создания запаса качественных показателей пут; регулирования диффузионных параметров при модификации полимер!
С учетом поставленной цели и результатов анализа вьіполнеї ных по проблеме исследований решались следующие задачи работы
изучить и проанализировать ранее проведенные иселедоваї по долговечности строительных конструкций в агрессивных среда: механизму коррозионного разрушения и роли диффузионных нараме1 ров в обеспечении стойкости и повышении качества материалов;
экспериментально доказать справедливость рабочей гипот ны о возможности регулирования коррозионной стойкости и долго вечности материалов путем направленного изменения диффувионны параметров при модификации полимерами;
установить механизм взаимодействия исходного сырья с м дификаторами и определить интервалы рациональных составов и к позиций с учетом оптимальной полимероемкости материалов и г?зд лий;
разработать методологические основы проектирования и расчета конструкций из местного сырья с гарантированным сроко службы в условиях агрессивного воздействия сред сельскохозяйственного производства за счет, создания запаса качественных п казателей путем регулирования диффузионных характеристик мате риала при модификации полимерами;
-разработать и внедрить; новые коррозионностойкие теплые материалы для полов на основе пенополистиролкерамзитобетона и пенополистиролшлакобетона с аащитным покрытием из отходов асб тоцемектного производства с полимерными добавками; полимербет ные покрытия на основе местных органических отходов, модифиціґ ванных полимерными связующими; защитные полимерные покрытия v основе латексных и других композиций; модифицированную феноле
орыальдепидньши смолами древесину для устройств полон и столярых изделий; конструкционные материалы и изделия из грунта и от-одов-древесины с полимерными добавками для устройство несущих ограждающих конструкций здании;
- Осуществить Производственную проверку ПрООКТННХ И ТЄХНО-
огических решений и разработку нормативной документации и рекомендаций по повышению эффективности и долговечности функциониро-ания строительных конструкций сельскохозяйственных зданий и со-іружений из местного сырья путем комплексно го использования по-;имерных материалов и обеспечений ааданного срока эксплуатации.
Научная значимость и новизна,, выдвинуты рабочие гипотезы і связи коррозионной стойкости и долговечности материала с его _ (Иффузионной проницаемостью и. о необходимости создания запаса [ачественкых показателей для возможности регулирования стойкос-,'и конструкций к воздействию агрессивна -ред путем направлек-юго изменения диффузионных параметров. .Особую важность реализации- 'этих рабочих гипотез представляет для конструкций сельсио-соаяйственных зданий и сооружений, выполненных из местного сырья 1 отходов производства в силу наличия у них широкого разброса :войств, поэтому в качестве нивелирующего аппарата предложена едея создания запаса качественных показателей путем модификации :ырья и готовых изделий полимерами, Экспериментально подтверждена их справедливость, чїо является дополнительный вкладом в те-эрию долговечности искусственных конгломератов.
Обоснованы 'и экспериментально подтверждены принципа поны-иения долговечности конструкций сельскохозяйственных зданий на основе отходов производства и местного сырья за счет создания запаса качественных показателей путем регулирования диффузионных характеристик при модификации полимерами.
Определены условий оптимального использования полимерных материалов, установлены закономерности варьирования основных показателей работы полимеров в эксплуатационных средах сельскохозяйственного производства и на основе установленных механиз- ' мов взаимодействия- и процессоа в работе строительных конструк- ций даны рекомендации по рациональному, .применению различных технологий и композиций для- повышения долговечности изделия из местных сырьевых ресурсов..
Решены проблемы: создания адгезионноспосебной поверхности в материалах на.основе грунта и отходов; получения прочных лег-
' о ?
ких бетонов повышенной коррозионной стойкости на шлаковых и ; гих пористых заполнителях; защиты бетонов растворными составі с улучшенными гидрофобными и теплотехническими показателями.
Впервые теоретически обоснована и решена проблема исклго1 ния введения добавок для нейтрализации Сахаров в древесине и гих отходах растительного происхождения путем получения лигн< пластов и последующей их консервации, что позводило получить болит повышенной прочностл при низких расходах цемента.
Разработаны новые виды материалов и конструкций сельско зяйственных вданий и сооружений с использованием полимеров, обеспечивающие повышение срока службы в 2-3 раза и более, а ч же решены организационные вопросы пб созданию условий для ащ кого внедрения новых материалов в практику сельского строите/ ства.
Практическое значение работы. Использование разработанні методов повышения долговечности позволило:
продлить срок службы животноводческих построек В 2-3 за и более путем рационального использования полимерных мате]; алов и создания запаса качественных показателей на.стадиях nf ектирования, возведения объекта и его эксплуатации;
повысить качество местных материалов и изделий, а такл стойкость бетонных и железобетонных конструкций эксплуатируемых в условиях агрессивного воздействия сельскохозяйственной: производства;
использовать отходы производства, и вторичное сырье дл; устройства аффективных и долговечных конструкций зданий: поле ограждающих, несущих и прочих элементов;-.:.,
создать благоприятные условия для пребывания сельскохс зяйственных животных и обслуживающего персонала в животновод* ких помещениях, а также повысить продуктивность животноводства за счет улучшения микроклимата й качественных показателей конструкций;
снизить дефицит материалов, особенно таких, как цемент древесина, железобетон и др.;
использовать новые технологические приемы'.при .произвол стве строительно-монтажных работ, отличающиеся сокращением ме териально-техчических затрат и повышающих общую культуру прої водства.
Разработанные технологии использования местных материале
вторичши ресурсов в сельской строительстве отличаютag просто-й и надежностью, а применение полученных материалов обеспечи-ет долговечность конструкций в агрессивных средах животновод-ских помещений. Экономическая эффективность применения мате-алоа и изделий из местного и отходного сырья в конструкциях льскохоаяйственных зданий составляет свыше 4,5 млн.рублей, идаемый годовой экономический эффект составляет десятки милли-ов'рублей. .
Внедрение результатов. Основные практические результаты ра-ты внедрялись/в колхозах и совхозах региона Сибири и Дальнего стока, а также на предприятиях по переработке сельскохозяй-венной продукции. Теплые корроаионностойкиэ полы из пенополи-иролкерамзитобетона и пенополистиролшлакобетона внедрены в вхбзе "Крутишинекий" Черёпановскогб района Новосибирской об-сти, колхозе ш, С,ІІі.Кирова Убинского района, совхозе "Морском" восибирокого района, совхоза "Мочищенский" Новосибирского patter Новосибирской области, колхозе им. В,й.Ленина Тальменского иона Алтайского края, колхоза "Союз строителей" Мощковского иона КСО, в хозяйствах Омской, Кемеровской, Челябинской и дру-х областей» ЛолшербетоИныэ покрьтия полов и защитные антикор-зиотшз состави на осноав отходов химического производства и 2ЭКС03 нашли приуонеша на объектах Агропромышленного комби-?а "Уссурийск'' Приморского края, на Томском свинокомплексе в мской области, Кудряаевскоы свинокомплексе в Новосибирской об-сти, Пермском свннокоыплекса в Пермской области, на Приморском харном чомбинаяе и в других хозяйствах региона. Полы из моди-цированвой древесины внедрены в совхоза "Приобский" Ордынско-
района, совхозе "Еиткоэския" Сузунского района, учебно-опыт-м хозяйст-ае "Тулинское" .Новосибирского района Новосибирской ласти». Построена цехи модя^кации древесины на базе Сузунско-
И f/аслянинского лесхозов Новосибирской области; разработаны повые проекты цехов различной мощности. Элективные полимер-s компоаиции для, обработки и склеивания древесины-прошли ап-бацио в совхозе "Томский" Томской области и на Новосибирском ревообрабатыаающем комбинате. Новая технология получения грун-блоков'и эффективных стеновых материалов из грунта с полимер-й защитой переданы для внедрения в хозяйства Новосибирской и ской' областей; Использование отходов деревообработки и рас-тельного сырья сельскохозяйственного производства налаяивает-
ся на предприятиях Новосибирской и Иркутской областей и Приморского края.
Основные научные результаты и вытекающие из них предложен! производству к проектным организациям нашли реализацию в 5-ти республиканских Технических условиях и 6-ти рекомендациях по pi циинольным и новым конструкциям и применению полимерных материї лов для обеспечения долговечности и эффективности работы сельскохозяйственных зданий и сооружений, которые разработаны под руководством и при участии автора для региональных, республика) ских и союзных условий.
Результаты исследований используются в учебном процессе Н восибирского, Приморского и Пермского сельскохозяйственных инс тутов при чтении лекций студентам дневного и заочного обучения слушателям ФПК. На их основе выполнены реальные выпускные рабо и дипломные проенты, рекомендованные ГЭК к внедрению в произво ство.
Результаты исследований по повышению долговечности и эффе тивноми работы строительных конструкции сельскохозяйственных зданий и сооружений, а также применению полимерных материалов новых прогрессивных технологий в сельском строительстве одобре ны и рекомендованы к внедрению в колхозах и на предприятиях АП решениями научно-технических Советов Агропромышленных комитете областей, краев, ЗІЇГС зоны Западной Сибири ГОССТРОЯ РС7СР, Гос агропрома PCTCP.
Апробация работы. Диссертационная работа в целом и ее. отдельные разделы были заслушаны, обсуждены и одобрены на учено* Совете Новосибирского сельскохозяйственного института, где ош выполнялась, а также заседаниях кафедр Новосибирского, Приморского, Пермского, Кубанского, Омского СХИ; Московского, Новое! бирского, Ростовского, Казанского, Тюменского инженерно-строительных институтов; Дальневосточного и Хабаровского политехнических институтов в 1970-1991 гг. Результаты работы по. отдельным гталам и разделам доложены, обсуждены и получили одобрени' на заседаниях НТС Госагропрома РСЇСР в 1988 году, НТС АПК Нов сибирской-области (1986-1987 гг.), НТС АПК Приморского края (1985 г.), на зональных НЇС проектных и научно-исследовательс институтов зоны Сибири Госстроя РСФСР (1985-1990 гг.), на Все союзных,Республиканских, региональных и вуаовских научно-техн чесних конференциях, совещаниях и семинарах в 1970-1991 гг»
Кроме того, под руководством автора организованы и прове
;еиы Всесоюзные научно-технические конференции .."Повышение г.ффеи-ивности и. долговечности строительных-конструкций сельскохоэлй-твонных. зданий и сооружений" (198с г.), "Теория и практика по-ишеиия долговечности и эффективности работы строительных КОП-трукций сельскохозяйственных вданий и'сооружений" (1935 г,)( Новые и прогрессивные строительные конструкции для обеспечения ффективиости и долговечности сельскохозяйственных зданий и сооружений" (1986 г.), "Использование вторичных ресурсов и местннх-троительных материалов на предприятиях стройиндустрии" (1987г.), Применение- полимерных материалов о сельском строительстве" 1988 г,'), "Повышение.долговечности сельскохозяйственных аданиц
сооружений" (1990 г«),- "Использование вторичных ресурсов и веяных материалов в. сельском строительство" (1991 г.), Виполне-!іе экспериментальна рйбот и необходимость решения задач по по->-лііа(ша .долговечности сельскохоэлйствонньпг. зданий в соответствия
пазрабоїанШі'.'Лї п дисссртсшии полоїгєнкяїяї широко освещались не Г:-лв}іидс}п::!у и'и ;(с:;тральпой :> ивсччюЬ покати,
— ШйЛіІїїйИЇЇ'Ь '!о '-*?і",сГ:!іПлам ;\^с<лг}у:-:1.:ч.:рч опубликовано 30 г; с:-; d том .числ;.- их?-, .;;г:~ и- ^^.с^'дї;;:-.,>-ц;, і учебное пособие ,п:;<. узоа,.шесть coopnin-jc./; ;,;,.'!,.;: )п^'и:.';. l :; Республиканских технических уСЛС21$йЕ. 1.2 5ІІТГ 'Ui'ii:: ./. '^і ІЦП і.^у;- ні! іі-)00(л;'.-Г:ііиг;.
Объем rt.C'fpyii't'yi-ti .лиичаУ^а.чПц, ,;1ії(;сертацдоін.:а,ч работг. со ток1? из вв5деі:чл, восьми >'.."",. оспсши'ус ьь'водоп, ИЗБ наимено--М'нЛ списі'". t*c;"">*"-'j":.,"',r-<' ""'.;1ор-.тус:' " np"Tv-'-"""і лча иало---".->-
ГЛ 1S3 l/rDVlU Ч j > «о 'і < -. , о. ' -' V9 pjrc у! -
oil. 32 vriott'iiiij
. глава noc'j;1 .. . ,or,vo, ,\ ....ііін.,,11.. ііонструк-
.і j ^льечохозгйс.:"'ні- "' її с о ору " ~ч. ' /'"члостк ис~
ользоі.иГіз * лестны:-: ;..іг" > ,;). '. vr-ro.'.oi 1.1.414150^1 ч., а такке -повніші пуп,"" пом'Ч'ег'j '."."."'iCwhoci' 'очс.ру.чгіі'. путем моди-- чзщіи пол::г/грніД"ї скі... -'';ч, 'h іспоьи г.р .^(«денного анализа пайко-хішнчЄ'ЯШх процессов. чорргтпчі описань иээногииэ механиэ-u взаимодействия полкмегоп с генеральными и. органическими 00-тавллш'цшш и предлочеїш наиболее рациональные пути повышения-.олговечности.
Во 2-й и 3--Й главах на основе экспертных данных и штема-ических моделях рассмотрена общие принципы повышения долговеч-,осїи конструкций путем создания запаса качественных показатели. Определены наиболее эффективные направления резервирования апасов качественных покааателей и оценено их влияниэ на надаа-
ность и срок службы сельскохозяйственных зданий.
В 4-й главе изложена методология получения долговечных кок струкцкй из местных материалов па основе использования гипотез о возможном регулировании коррозионной стойкости путем напраь-ленного изменения диффузионных, параметров и создания запаса качественных показателей при модификации сырья и изделий полимере Ш. Подтверждена объективность существования рабочих гипотез v. сделаны практические рекомендации по проектированию и назначена составов.
Пятая глава посвящена разработке ^ффективных.норрозионно-стоііких материалов для полоз, изучению их свойсте, механизму взаимодействия в системе: полимер - минеральное вяжуьее - пехот: ное сырье.
Б 6-й главе изложены результаты исследований по получение и ^орнироракии конструкционных материалов ка основе дрэвесныг отходов и растительного сырьч для 'ограждающих конструкций. : такяе изделий из грунты,
В 7-й главе рассмотрены ноние эффективнее защитные компоті, ции и покрытия на основе и с применение*» отходов для защити сто ительных конструкций от агрессивных сред уироїноеодчєских помещений ,
Б восьмой главе даны описания технологических схем произве ственного внедрения различных материалов и технико-зкономическі' расчэть' эффективности использования модифицированных местных ик териалов и изделий для обеспечения долговечности строительных конструкций сельскохозяйственных зданий и сооружении.
Автор защищает;
рабочие гипотсаы о том, что материалы с различной диффу-аионной проницаемостью обладают, различной коррозионной стойкостью и пугеы направленного изменения диффузионно;: параметров можев быть осуществлено регулирование кх эксплуатационных свойств, а для получения изделий.и конструкций k.s отход'D и местного сырья необходимо создание запаса качественных показателе!; дле выравнивания разброса исходных свойств:
принципы повышения долговечности конструкций сельскохозяйственных объектов из местного сырья .и отходов за счет создания sanaca качественных показателей путем .модификации полимерными композициями;
уетоды получения из местных материалов конструкций с га-
рантнрованиыы сроком службы в условиях агрессивного воздействия сред сельскохозяйственного производства за счет создания запаса качественных показателей путем регулирования диффузионных характеристик при модификации полимерами;
-- установленные зависимости химической стойкости, адгезионной прочности, сгруі'.і'урнь/х превращений о системе "полиыер-напсл-нитель'1,' (|изино-механических и других свойств or вида и характера полимерных составов и технологии производства;
новые оригинальные приборы для диагностики полоз, технологические приемы и конструктивные решения по создания адгезионной способности для минеральных и органических материалов з условиях влб'кной среды, решении проблемы исключения зведеная добавок для нейтрализации сахароз в древесине и растительном сырье, снижении'расходов минеральных вяжущих в легких бетонах, повьгде-низо теплофизических характеристик и коррозионной стойкости материалов для полов, стен и защитных покрытий;
технологии получения и опыт использования эффективных материалов и изделий для полов, стен и других элементов зданий, позволиг^из увэличкчь долговечность конструкция из местных материалов :: отходов в 2-3 раза и более за счет рационального использования полимерных связующих и создания запаса качественных показателей.
