Введение к работе
Актуальность работы.
Эиерго- и ресурсосбережение является одним из основных направлений технического прогресса в области строительства. Основным способом снижения энергозатрат является повышение теплозащиты ограждающих конструкций зданий.
Потребляемая в России энергия на отопление зданий (38 %), на производство строительных материалов и изделий (примерно 4 %) и на строительство (0,8 %) в 2-2,5 раза превышает ее потребление в западно-европейских странах, в первую очередь, за счет меньшего термического сопротивления ограждающих конструкций и больших теплопотерь.
С целью снижения энергозатрат на отопление зданий утверждены и введены в действие новые нормативы по теплозащите зданий (изменение N3 к СНиП II-3-79** "Строительная теплотехника"). Они предусматривают поэтапное снижение энергопотребления на 20 и 40% за счет увеличения в 1,5 и 3,5 раза сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций.
Основным направлением повышения экергоэффективности ограждающих конструкций зданий является разработка легких и сверхлегких материалов и конструкций.
К числу таких материалов относятся ячеистые бетоны, которые наряду с повышенными теплозащитными свойствами, характеризуются достаточно высокими прочностными показателями и пожарной безопасностью, а здания, ограждающие конструкции которых выполнены из ячеистых бетонов, характеризуются высокой комфортностью проживания, благодаря высокой паро- и воздухопроницаемости ячеистых бетонов.
Основной задачей настоящей работы является разработка технологических параметров изготовления эффективной теплоизоляции из ячеистого бетона средней плотностью 250-350 кг/мЗ, предназначенной для
повышения теплозащитных и звукоизоляционных свойств зданий.
Поэтому тема диссертационной работы является очень актуальной.
Цель диссертационной работы - разработка энергосберегающей технологии получения эффективных ячеистых бетонов неавтоклавного твердения с применением немолотых кремнеземистых компонентов и отходов промышленности, по физико-механическим свойствам, приближающихся к автоклавным ячеистым бетонам.
Автор защищает:
разработанные оптимальные составы неавтоклавных газо- и пено-бетонов пониженной плотности с применением немолотых кремнеземистых компонентов и отходов промышленности;
разработанные технологические приемы для обеспечения устойчивости ячеистобетонной смеси за счет оптимизации основных технологических параметров, а также применения специальных химических добавок;
результаты определения основных физико-механических свойств ячеистых бетонов и области их применения;
результаты опытного внедрения в производство технологии изготовления неавтоклавного ячеистого бетона средней плотностью 250-350 кг/мЗ.
Научная новизна работы
Теоретически обоснована и экспериментально доказана возможность получение качественной макропористой структуры, обуславливающей повышенные прочностные и теплоизоляционные свойства ячеистых бетонов, за счет:
получения замкнутых пор сферической формы, путем оптимизации технологических параметров приготовления ячеистобетонной смеси;
равномерного распределения пор, исключающего концентрацию
напряжений в стенках пор;
- улучшения теплоизоляционных свойств межпоровых перегородок, путем использования низкотеплопроводных компонентов.
Практическое значение работы состоит в разработке энергосберегающей технологии получения теплоизоляционных ячеистых бетонов неавтоклавного твердения, по физико-техническим свойствам приближающихся к свойствам автоклавных ячеистых бетонов.
Результаты исследований использованы при разработке заводской технологии производства теплоизоляционных ячеистых бетонов пониженной средней плотности.
Из бетона плотностью 300-400 кг/мЗ рекомендуется изготавливать плитную теплоизоляцию. Бетон плотностью 200-300 кг/мЗ может быть применен для теплоизоляции чердачных перекрытий, полоа первых этажей.
Реализация работы. Опытно-промышленная партия теплоизоляционных плит из неавтоклавного ячеистого бетона со средней плотностью 35 0 кг/мЗ выпущена в опытно-экспериментальном цехе ТОО "Стройиндустрия М" в г.Железнодорожном Московской области. При этом установлено, что полученные изделия по основным физико-техническим свойствам удовлетворяют требованиям ГОСТ 5742.
Публикации. Основное содержание диссертационной работы изложено в 2 статьях и докладах. Принято участие в экспозициях выставок.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, б глав, общих выводов, библиографии и приложений, содержит 15І. страниц машинописного текста, в том числе ЪЬ таблиц и 2.«- рисунков.
Состояние вопроса и задачи исследования
Развитие промышленности теплоизоляционных материалов в связи с программой экономии топливно-энергетических ресурсов относится к
сфере высших народнохозяйственных приоритетов, экономия топлива за счет применения эффективной теплоизоляции обходится в 2-5 раз дешевле, чем добыча его дополнительной тонны.
В ближайший период важнейшей задачей остается увеличение выпуска продукции и удовлетворение потребностей строительства в эффективных теплоизоляционных материалах и изделиях высокого качества, к числу которых относятся изделия из теплоизоляционного ячеистого бетона.
В настоящее время наиболее актуальной является разработка энергосберегающей технологии, в результате реализации которой энергосбережение может быть достигнуто за счет:
исключения из технологического цикла таких энергоемких процессов, как автоклавная обработка, вибровспучивание, а в ряде случаев, процесса помола сырьевых компонентов;
замены традиционных обжиговых вяжущих и кремнеземистых компонентов отходами промышленных и химических производств.
При этом поставлена задача получения теплоизоляционных материалов по показателям физико-технических свойств, не уступающих соответствующим свойствам автоклавных ячеистых бетонов.
Начиная с 1938 года, большой вклад в развитие теории и практики производства ячеистых бетонов с применением различных сырьевых компонентов и способов тепловой обработки внесли следующие ученые: П.П. Будников, С.А.Миронов, А.Т. Баранов, П.И. Боженов, Ю.М. Боже-нов, В.Т. Батраков, И.Т.Кудряшов, К.Э.Горяйнов, Л.А. Калинина, А.В. Волженский, А.А. Федин, Х.С. воробьев, А.В. ферронская, Г.И. Горчаков, К.В. Гладких, М.Я. Кривицккй, А.П. Меркин, Г.П. Сахаров, К.И. Бахтияров, В.В. Макаричев, Е.С. Силаенков, Б.А. Новиков, Т.А. Ухо-ва, И.Б. Удачкин, Е.И. Чернышев, Л.М.Розенфельд, и другие.
Исследования ученых и результаты опытных работ передовых предприятий показывают перспективность получения эффективных теплоизоляционных изделий. Снижение средней плотности ячеистого бетона представляется перспективным, как с экономической, так и с технической точек зрения.
При изготовлении изделий из неавтоклавного теплоизоляционного ячеистого бетона со средней плотностью менее 300 кг/мЗ необходимо решить ряд задач, главными из которых являются следующие:
получение ячеистого бетона с низкой средней плотностью и прочностными характеристиками, достаточными для транспортирования и эксплуатации изделий;
повышение теплозащитных свойств ячеистых бетонов;
разработка энергосберегающих технологических параметров изготовления ячеистых бетонов пониженной плотности.
Для решения поставленных задач необходимо оптимизировать технологические параметры, обеспечивающие:
получение качественной макропористой структуры ячеистого бетона, характеризующейся мелкими замкнутыми порами;
однородное распределение пор в объеме бетона;
получение межпоровых перегородок, характеризующихся минимальным количеством капиллярных пор;
снижение количества дефектов в процессе формирования структуры и твердения бетона;
энергосбережение при изготовлении и применении теплоизоляционных изделий.
