Содержание к диссертации
Введение
Глава I Природа теплопроводности твердых тел. Постановка цели и задачи работы. Методы и объекты исследования . 9
1.1. Природа теплопроводности твердых неметаллических тел . 9
1.2. Постановка, цели и задач работы 27
1.3. Методы и объекты исследования. 29
1.4. Достоверность результатов исследования, математическое обоснование работы. 31
Глава II Параметры веществ, снижающих теплопроводность композиции на основе цемента . 35
2.1. Анализ параметров твердых тел влияющих на теплопроводность цементного камня.
2.2. Исследование теплопроводности цементного камня в зависимости от вида цемента, а также природы вводимых добавок . 45
2.3. Выводы по главе. 51
Глава III Исследование гидратации цементов в присутствии теплозащитных добавок 52
3.1. Исследование влияния Ab(S 04)з18Н20 на гидратацию щуровского белого цемента . 52
3.2. Исследование влияния А1(ОН)3 на гидратацию щуровского белого цемента. 55
3.3. Исследование влияния А^БО 18Н20 и А1(ОН)з на гидратацию цементов других видов. 61
3.4. Выводы по главе. 68
Глава IV Разработка теплозащитных сухих строительных смесей 69
4.1. Исследование заполнителей для теплозащитных сухих строительных смесей 69
4.2. Выбор теплозащитных добавок для теплозащитных сухих строительных смесей 73
4.3. Оценки качественных показателей разработанных строительных растворов. 77
4.4. Исследование корозионно-защитных свойств цементной основы с теплозащитными добавками. 89
4.5. В ыводы по главе. 91
Глава V Опыт использования теплозащитных строительных смесей на строительных объектах 92
5.1. Опыт использование теплозащитных строительных смесей на строительных объектах 92
5.2. Расчет сопротивления теплопередаче 96
5.3. Выводы по главе 97
Общие выводы по работе 98
Список литературы 101
- Природа теплопроводности твердых неметаллических тел
- Исследование теплопроводности цементного камня в зависимости от вида цемента, а также природы вводимых добавок
- Исследование влияния Ab(S 04)з18Н20 на гидратацию щуровского белого цемента
- Исследование заполнителей для теплозащитных сухих строительных смесей
Введение к работе
Актуальность работы
В настоящее время в связи с необходимостью экономии топлива и тепла, обостряется проблема теплозащиты стен, через которые, по разным данным, теряется от 40 до 60 процентов тепла и изолирование одного квадратного метра поверхности экономит, по данным Гришмана Р.П., до двух килограммов условного топлива в год.
Как правило, улучшение теплофизических свойств строительных растворов носит опытный характер и обеспечивается введением в качестве заполнителей или пористых материалов, таких как вермикулитовый, перлитовый или керамзитовый песок или таких веществ, как асбест. И первая и вторая группы веществ имеют экологические ограничения, в том числе и концерогенность. Однако современный уровень естественнонаучных знаний дает основание полагать, что могут быть и другие решения, основанные на резервах цементных самотвердеющих систем и такие резервы могут базироваться на учете особенностей строения неорганических твердых тел, из которых состоит строительная смесь, при условии, что вводимые неорганические твердые фазы экологически безопасны, доступны в регионах России и имеют пониженную стоимость.
Исследованию резервов сухих строительных смесей, позволяющих улучшать их теплофизические свойства и таким образом способствовать теплозащите зданий и сооружений, с одновременной экологической пользой, посвящена данная работа.
Цель работы состояла в разработке сухих строительных смесей на цементной основе с улучшенными теплозащитными свойствами.
Для достижения поставленной цели надо было решить следующие задачи:
обозначить признаки составляющих строительную смесь веществ, способствующих снижению теплопроводности затвердевших строительных смесей;
определить теплопроводность затвердевших строительных смесей на цементной основе в зависимости от марок цементов, добавок и заполнителей,
исследовать фазообразование затвердевших теплозащитных цементных строительных смесей и их физико-механические свойства;
разработать и осуществить выпуск опытных теплозащитных сухих строительных смесей на цементной основе для штукатурки, кладки и клеев.
Научная новизна
1. Установлено, что для улучшения теплозащитных свойств затвердевших сухих строительных смесей при прочих равных условиях следует рассматривать отношение радиуса катиона, гк, к радиусу аниона, ra, (rk/ra) составляющих смесь веществ как отражающих способность к образованию кристаллических или гелевых гидратов, слоистых структур с конституционной водой, а также фаз, реализующих гель - процесс. При этом прогнозируется наибольшее снижение теплопроводности строительных растворов если отношение rk/ra < 0,3.
2. Определено при прочих равных условиях (в/ц, время твердения), что
минимальной теплопроводностью обладает цементный камень на основе
щуровского белого цемента М400, X = 0,50 Вт/(м-С), пикалевского ПІД М400 X =
0,58 Вт/(м-С), алюминатного М500 X = 0,67 Вт/(м-С) и датского белого цемента
М700 X = 0,78 Вт/(м-С);
3. Впервые показано в концентрационном интервале до 15 % от массы цемента,
что наибольшее снижение теплопроводности затвердевшего строительного
раствора (в пределах равнозначной плотности), наблюдается, если в ее составе или присутствуют вещества неорганических полимеров с конституционной водой, отличающихся слоистой решеткой, гидраргиллитового типа, (А1(ОН)3, rk/ra = 0,28)
или вводятся вещества с Гк/га = 0,17, например АЫ^Ю^з-^НгО, образующее эттрингит - фазы с высоким содержанием химически связанной воды, или вводится кремнезоль rk/ra =0,10, переходящий в системе в гидрогель. Наилучшим заполнителем является молотый ячеистый бетон, как содержащий, преимущественно, ксонотлит и тоберморит - гидраты соответствующей кристаллической или аморфной структуры с rk/ra < 0,30.
4. Выявлено впервые методами инструментальных исследований, что падение теплопроводности затвердевшей цементной смеси с труднорастворимыми веществами - дисперсиями или растворимыми ионными веществами с отношением rk/ra < 0,30 сопровождается ростом количества химически связанной воды в кристаллических или гелеобразных гидратах. Предлагаются схемы снижения теплопроводности затвердевших строительных смесей.
Практическая ценность
L. Выявленные взаимосвязи теплопроводности затвердевшей сухой строительной смеси на цементной основе от природы составляющих позволили производить рациональный выбор цементов, добавок и заполнителей для получения теплозащитных сухих строительных смесей. 2. Разработаны составы штукатурных теплозащитных сухих строительных смесей для внутренних и наружных работ. Материалы на стадии приготовления имеют следующие свойства: водоудерживающая способность - 0,92 и 0,95, подвижность - 8 - 12 см по осадке конуса (Пк3), затвердевшие соответственно: коэффициент теплопроводности X = 0.25 и 0,29 Вт/(м-С), М25 и М 50, морозостойкость F15 и F25, адгезионная прочность 0,5 и 0,6 МПа,.
Разработаны составы теплозащитных сухих строительных смесей для кладки на базе щуровского белого цемента М400 - декоративный и на базе пикалевского ПЦМ 400 - рядовой. Составы имеют следующие характеристики: на стадии приготовления - водоудерживающая способность - 0,98 и 0,92, подвижность - 7 - 8 см по осадке конуса (Пк2), время схватывания не менее 30 мин; затвердевшие: теплопроводность К = 0,32 и 0,39 Вт/(м-С), М 50, морозостойкость F100, адгезионная прочность 1,1 МПа, для декоративного и рядового соответственно.
Разработан состав теплозащитной сухой строительной смеси клея для ячеистых блоков (пено- и газобетонов), для которого определены следующие характеристики: на стадии приготовления - водоудерживающая способность -0,94, подвижность - 6 - 8 см по осадке конуса (Пк2), время схватывания не менее 30 мин, затвердевший: теплопроводность X = 0.3 Вт/(м-С), Ml 00, морозостойкость F25, адгезионная прочность 0,9 МПа,.
5. На все разработанные составы составлены проекты ТУ и ТР. Теплозащитные сухие смеси на цементной основе, предложенные в диссертации прошли опытную проверку в испытательном лицензированном центре «Сократ» и использованы в опытной партии в качестве штукатурок при строительстве жилого дома по адресу: СПб, Приморский р-он, 3-я линия 2-я половина корпус №17, в качестве клея для ячеистых материалов при реконструкции бизнес центра по адресу: Ленинский пр. 153 к. З, в качестве теплозащитных кладочных растворов при строительстве жилых домов по адресу: СПб, Красносельский р-он кв.5 севернее пос. Володарского дом № 9; опытные партии подтверждаются соответствующими актами. Материалы диссертации использованы в учебном процессе кафедры «Инженерная химия и естествознание» для строительных специальностей.
На защиту выносятся: - группы веществ, составляющих сухую строительную смесь, отличающихся значением параметра rk/ra < 0,3 и прогнозирующих при этом параметре понижение теплопроводности затвердевших строительных растворов
присутствием кристалло - или гелевых гидратов; веществ со слоистыми решетками и конституционной водой, а также фаз, реализующих золь-гель процесс.
теплопроводность цементного камня и строительного раствора в зависимости от марок цементов, вводимых наполнителей, добавок и заполнителей;
фазообразование цементного камня при твердении теплозащитных сухих строительных смесей и их физико-механические свойства;
новые теплозащитные сухие строительные смеси на цементной основе для штукатурки, кладки и клеи, а также их опытное использование в строительной практике.
Природа теплопроводности твердых неметаллических тел
Выявить характер носителей тепла в случае, когда нет свободных электронов достаточно сложно. Так как атомы в твердом теле сильно связана друг с другом, увеличение энергии колебаний в одной части кристалла (проявляемое в возрастании температуры) передается в другие его части. Дебай Л обратил внимание на то, что при передаче тепла колебаниями решетки образуются волны, и определил эффективную длину свободного пробега как расстояние, на котором интенсивность волны ослабляется в 1/е раз вследствие рассеяния. В современной теории предполагается, что тепло переносится фононами, которые являются квантами энергии каждой моды колебаний; длина свободного пробега определяет скорость обмена энергией между фононами различных мод. Для теплопроводности можно воспользоваться выражением где v - средняя скорость фононов, приблизительно равная скорости звука в кристалле, С — теплоемкость решетки.
При нормальных и высоких температурах длина / ограничивается непосредственным взаимодействием между фононами, и при достаточно высоких температурах она обратно пропорциональна Т. С понижением температуры взаимодействие между фононами становится менее эффективным и длина / возрастает быстрее, чем предсказывает закон 1/Т. Для достаточно идеальных кристаллов возрастание / лучше всего представить экспоненциальной зависимостью где Т - характерная для каждого кристалла температура, которую можно оценить по темпбературе Дебая. При низких температурах (от 1 до 100 К в зависимости от вещества) длина свободного пробега / может достичь нескольких миллиметров и стать сравнимой с наименьшим размером большинства изучаемых образцов. Она тогда стремится к постоянному значению, зависящему от формы и размера образца.
Чтобы по зависимости длины свободного пробега от температуры Т судить о поведении теплопроводности, необходимо знать температурную зависимость теплоемкости (среднюю скорость можно считать не зависящей от температуры). При достаточно высоких температурах, когда справедлива зависимость / 1/Т, теплоемкость С почти постоянна, так что X 1/Т. С понижением температуры теплоемкость С начинает падать с температурой по известному закону Т , однако экспоненциальная зависимость / от Т является преобладающей, так что теплопроводность в основном меняется по экспоненте. Наконец, когда длина свободного пробега становится постоянной, температурная зависимость теплопроводности обусловливается зависимостью теплоемкости от температуры по закону Т3.
Рассмотрим решеточную теплопроводность, поскольку она существенна в той или иной мере для всех твердых тел. Для (неметаллов это — единственный или по крайней мере доминирующий тип теплопроводности в широкой области температур. В рамках квантовой теории наличие теплового потока означает, что распределение фононов отличается от равновесного, соответствующего нулевому потоку тепла. Теплопроводность определяется величиной отклонения распределения фононов от равновесного при заданном градиенте температуры. В теории, наиболее часто используемой для объяснения экспериментальных результатов, отклонение от равновесия выражается через времена релаксации или длины свободного пробега, которые, вообще говоря, зависят от температуры, а также от частоты и поляризации фононной моды. Времена релаксации определяются многими процессами, присущими как веществу, так и заданному образцу.
Для достаточно совершенных кристаллов теплопроводность при высоких температурах определяется главным образом процессами фонон-фононного взаимодействия, а при низких - рассеянием на границах. Поэтому дефекты сильнее всего влияют на теплопроводность в области ее максимума, где эти процессы вносят малый вклад. Если, однако, кристаллы выращены не очень тщательно и не из очень чистых веществ, то дефекты могут сильно влиять на теплопроводность в широкой области температур. Для интерпретации зависимости теплопроводности от дефектов необходимо знать, как различные типы дефектов рассеивают фононы и как отделить вклад этого рассеяния от вклада собственных механизмов рассеяния в выражении для теплопроводности. Рассеяние фононов дефектами решетки рассматривалось многими учеными например, Клеменсом, Займаном, Каррузерсом, сделавшим ряд существенных работС«3,С иб7Л.П1]. Рассеяние фононов дефектами Точечные дефекты Дефект, линейные размеры которого много меньше длины волны фопона, можно рассматривать как точечный дефект. При температуре Т существенные для теплопроводности длины волн фононов составляют примерно 0/Т часть межатомных расстояний (точное значение зависит от закона рассеяния). Если температура Т намного меньше величины 0, то дефект, объем которого составляет несколько атомных объемов, достаточно мал и его можно рассматривать как точечный для существенных фононов. Дефектом, удовлетворяющим этому условию, может быть чужеродный атом, находящийся в узле решетки вместо собственного атома, вакансия, атом внедрения или комбинация дефектов перечисленных типов. Рассеяние в таком случае обусловлено различием в массе и в величине связи между атомами. Кроме того, могут быть существенны искажения решетки вокруг примесей, вызываемые разными объемами собственного и чужого атомов.
Хотя для получения точных выражений для скорости рассеяния фононов различными дефектами необходимо использовать квантовомеханические методы, применяемые к дискретной решетке, в ряде случаев для длинноволновых фононов можно найти хорошее приближение к точным выражениям с помощью классических методов механики сплошных сред.
Рэлей вычислил рассеяние звуковых волн на неоднородностях, все размеры которых малы по сравнению с длиной волны и которые имеют плотность и жесткость, отличные от соответствующих величин для окружающей среды. Он[4 получил результаты для двух разных случаев: І) для рассеяния областью произвольной формы, когда ее плотность и сжимаемость мало отличаются от тех же свойств окружающей среды; 2) для рассеяния областью сферической формы, когда ее свойства произвольно отличаются от свойств окружающей среды. В первом случае получается выражение для эффективной площади рассеяния, весьма близкое к выражению, получаемому для дискретной решетки методами теории возмущений.
Исследование теплопроводности цементного камня в зависимости от вида цемента, а также природы вводимых добавок
Во многих структурах молекулы воды координируются вокруг небольших по размеру катионов, создавая гидратную оболочку, значительно превышающую по размерам катион. Комплексы этого типа называются аквокатионами. По своим размерам они приближаются к анионам и способны образовывать сравнительно простые структуры. Если же размеры катиона и аниона значительно различаются и структура, не содержит кристаллизационной воды, имеется тенденция к образованию менее симметричных структур (слоистых или молекулярных). Вода, связанная в стехиометрических количествах с ионами и занимающая определенную позицию в кристаллической структуре, называется координационной.
Гидраты - соединения, содержащие координационную воду, - образуются в солях с малыми катионами. Например, соли натрия проявляют более ощутимую тенденцию к образованию гидратов, чем аналогичные соли калия, рубидия и цезия. Координационные числа, определяющие число молекул воды, окружающих катион, неодинаковы для разных катионов и типов структур. Для Ве2+ и Li+ к. ч. = 4. Наиболее распространены гексагидраты Mg2+, Mn2+, Ni2+ и т. д.). Для Sr2+ известно к. ч. = 8, а для Nb3+ максимальное значение координационного числа равно 9. Ионы переходных металлов имеют большую склонность к образованию гидратов, чем катионы с электронной оболочкой типа благородных газов . Молекулы воды образуют определенные координационные многогранники, обращенные к центральному катиону своими отрицательными полюсами.
Координационная вода не выделяется из кристалла без разрушения кристаллической структуры. Безводные соли и их гидраты имеют совершенно разные структуры. Примерам солей содержащих координационную воду, связанную с катионом, могут служить-А1С13-6Н20, NiS04-6H2O, BeS04-4H2O, Li2S04-H20, МпС12-6Н20.
Известны соединения, где с водой координируются анионы. Геп-тагидраты сульфатов NiS047H20 и ZnS04-7H20 содержат по одному молю воды, связанному с анионом.
Особый случай — «решетчатая» вода, находящаяся в кристалле в стехиометрических количествах и занимающая строго определенные структурные позиции. Часто она не связана ни с катионом, ни с анионом, например, ВаС12-2Н20. Решетчатая вода присутствует в кристаллогидратах с большим количеством молекул воды, таких как квасцы Me1MeIII(S04)2-12H20 (здесь Me1 — К+, Na+, NH/, Me111 - Al3+, Cr3+, Fe3+), где только шесть молекул связаны октаэдрически с катионами.
Поликислоты (в частности, изополикислоты) и их соли также содержат решетчатую воду, например полихромовые кислоты, Н2ОуСг203, где у 1. Существует другой вид воды в ионных кристаллических структурах, резко отличающийся от описанных выше. Эта вода носит название свободно связанной или цеолитной. Молекулы свободно связанной воды занимают более или менее случайные позиции в пустотах структуры или располагаются между слоями в слоистых структурах. Дегидратация в этом случае не влечет за собой появления новой кристаллической фазы. Примером структур, имеющих воду только в пустотах, являются цеолиты — гидратированные алюмосиликаты натрия и преимущественно силикаты кальция и натрия. В больших пустотах между соприкасающимися, по вершинам тетраэдрами (SiQ ) размещаются свободные молекулы воды, количество которых зависит от влажности окружающей среды и изменяется постоянно с изменением среды. Молекулы такой цеолитной воды могут быть легко удалены из кристалла при нагревании либо при помещении в эксикатор. Также легко вода или другие жидкости и газы с небольшими размерами молекул (С2Н5ОН, NH3, С02) могут быть введены в кристаллическую структуру цеолита. Структура цеолитов не изменяется при потере воды или введении молекул других соединений. Свободно связанная вода присутствует в некоторых других силикатах (монтмориллонит) и гидратах [Cr2(SO4)3-15H20]. В структуре CuS04-5H20 каждый ион окружен по тетраэдру четырьмя молекулами воды, т. е. 4/5 всех молекул воды являются координационными (аквокатион), а 1/5 — свободно связанными. Последние находятся в структурных пустотах и каждая из них имеет в ближайшем соседстве два аниона SO42" и две молекулы воды из внутренней координационной сферы. Существует также конституционная вода, находящаяся в кристаллах в виде гидроксильных групп. Примерами таких структур являются Са(ОН)2,, брусит Mg(OH)2, гидраргиллит А1 (ОН)3, основные соли [HgOHCl, Bi(OH)2N03] и Рис. 2.4. Структура графита кислородосодержащие кислоты (НзВОз).В структурах этого типа нельзя выделить изолированных молекул воды. Прокаливание приводит к потере конституционной воды и полному изменению структуры. В зависимости от характера координации кристаллы делятся на три группы: Кристаллы с трехмерной пространственной координацией типа NaCt, CsCl, ZnS, NiAs, Й H CaF2, Cu02 и другие. В этих кристаллах нельзя выделить слоев или цепей. Слоистые кристаллы, в которых между плоскими сетками имеются, значительные расстояния (см. структуру графита — рис. 2.4.). Существуют и более сложные слои, образованные, например, из тетраэдров S104 структурах слюды и талька - 2.5.).Поскольку между слоями действуют межмолекулярные силы,
Исследование влияния Ab(S 04)з18Н20 на гидратацию щуровского белого цемента
На все разработанные составы составлены проекты ТУ и ТР. Теплозащитные сухие смеси на цементной основе, предложенные в диссертации, прошли опытную проверку в испытательном лицензированном центре «Сократ» 3. Разработанные смеси были использованы в опытной партии в качестве штукатурок при строительстве жилого дома по адресу: СПб, Приморский р-он, 3-я линия 2-я половина корпус №17, в качестве кле для ячеистых материалов при реконструкции бизнес - центра по адресу: Ленинский пр. 153 к. З, в качестве теплозащитных кладочных растворов при строительстве жилых домов по адресу: СПб, Красносельский р-он кв.5 севернее пос. Володарского дом № 9; опытные партии подтверждаются соответствующими актами. Материалы диссертации использованы в учебном процессе кафедры «Инженерная химия и естествознание» для строительных специальностей. 1. . Установлено, что для улучшения теплозащитных свойств затвердевших сухих строительных смесей при прочих равных условиях следует рассматривать отношение радиуса катиона, гк, к радиусу аниона, ra, (rk/ra) составляющих смесь веществ как отражающих способность к образованию кристаллических или гелевых гидратов, слоистых структур с конституционной водой, а также фаз, реализующих гель - процесс. При этом прогнозируется наибольшее снижение теплопроводности строительных растворов если отношение rk/ra 0,3. Выявленные взаимосвязи теплопроводности затвердевшей сухой строительной смеси на цементной основе от природы составляющих позволили производить рациональный выбор цементов, добавок и заполнителей для получения теплозащитных сухих строительных смесей 2. Определено при прочих равных условиях (в/ц, время твердения), что минимальной теплопроводностью обладает цементный камень на основе щуровского белого цемента М400, X = 0,50 Вт/(м-С), пикалевского ПЦ М400 X = 0,58 Вт/(м-С), алюминатного М500 X = 0,67 Вт/(м-С) и датского белого цемента М700 X = 0,78 Вт/(м-С); 3. Впервые показано в концентрационном интервале до 15 % от массы цемента, что наибольшее снижение теплопроводности затвердевшего строительного раствора (в пределах равнозначной плотности), наблюдается, если в ее составе или присутствуют вещества неорганических полимеров с конституционной водой, отличающихся слоистой решеткой, гидраргиллитового типа, (А1(ОН)3, rk/ra = 0,28) или вводятся вещества с rk/ra = 0,17, например АІ2(804)з-18Н20, образующее эттрингит - фазы с высоким содержанием химически связанной воды, или вводится кремнезоль rk/ra = 0,30, переходящий в системе в гидрогель. Наилучшим заполнителем является молотый ячеистый бетон, как содержащий, преимущественно, ксонотлит и тоберморит - гидраты соответствующей кристаллической или аморфной структуры. 4. Выявлено впервые методами инструментальных исследований, что падение теплопроводности затвердевшей цементной смеси с труднорастворимыми веществами - дисперсиями или растворимыми ионными веществами с отношением rk/ra 0,30 сопровождается ростом количества химически связанной воды в кристаллических или гелеобразных гидратах. Предлагаются схемы снижения теплопроводности затвердевших строительных смесей. 5. Разработаны составы штукатурных теплозащитных сухих строительных смесей для внутренних и наружных работ. Материалы на стадии приготовления имеют следующие свойства: водоудерживающая способность - 0,92 и 0,95, подвижность - 8 - 12 см по осадке конуса (Пк3), затвердевшие соответственно: коэффициент теплопроводности X — 0.25 и 0,29 Вт/(м- С), М25 и М 50, морозостойкость F15 и F25, адгезионная прочность 0,5 и 0,6 МПа,. 1. Разработаны составы теплозащитных сухих строительных смесей для кладки на базе щуровского белого цемента М400 - декоративный и на базе пикалевского ПЦ М 400 - рядовой. Составы имеют следующие характеристики: на стадии приготовления - водоудерживающая способность - 0,98 и 0,92, подвижность - 7 - 8 см по осадке конуса (Пк2), время схватывания не менее 30 мин; затвердевшие: теплопроводность X = 0,32 и 0,39 Вт/(м-С), М 50, морозостойкость F100, адгезионная прочность 1,1 МПа, для декоративного и рядового соответственно. 2. Разработан состав теплозащитной сухой строительной смеси клея для ячеистых блоков (пено- и газобетонов), для которого определены следующие характеристики: на стадии приготовления - водоудерживающая способность - 0,94, подвижность - 6 - 8 см по осадке конуса (Пк2), время схватывания не менее 30 мин, затвердевший: теплопроводность X 0.3 Вт/(м-С), Ml00, морозостойкость F25, адгезионная прочность 0,9 МПа,. 3. На все разработанные составы составлены проекты ТУ и ТР. Теплозащитные сухие смеси на цементной основе, предложенные в диссертации прошли опытную проверку в испытательном лицензированном центре «Сократ» и использованы в опытной партии в качестве штукатурок при строительстве жилого дома по адресу: СПб, Приморский р-он, 3-я линия 2-я половина корпус №17, в качестве клея для ячеистых материалов при реконструкции бизнес центра по адресу: Ленинский пр. 153 к. З, в качестве теплозащитных кладочных растворов при строительстве жилых домов по адресу: СПб, Красносельский р-он кв.5 севернее пос. Володарского дом № 9; опытные партии подтверждаются соответствующими актами. Материалы диссертации использованы в учебном процессе кафедры «Инженерная химия и естествознание» для строительных специальностей.
Исследование заполнителей для теплозащитных сухих строительных смесей
Строительные растворы — материалы, получаемые из затвердевшей смеси минеральных вяжущих, мелкого заполнителя и воды (а в ряде случаев специальных добавок) и применяемые для каменной кладки и монтажа строительных конструкций, крепления облицовочных изделий и оштукатуривания. До затвердевания такая смесь называется растворной. Основные свойства растворов и растворных смесей регламентированы ГОСТ 28013-98.
По назначению различают растворы кладочные, облицовочные и штукатурные. По средней плотности растворы могут быть: тяжелые (обычные) рт 1500 кг/мЗ и легкие рт 1500 кг/мЗ.
По виду применяемого вяжушего растворы могут быть: простые (на одном вяжущем), например, цементные, гипсовые, известковые; сложные (на смешанных вяжущих), например, цементно-извест ковые, известково-гипсовые. Основная характеристика растворов — марка по прочности при сжатии, определяемая в проектном возрасте; предусмотрены с дующие марки растворов: 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150 и 200 (кг/см2). По морозостойкости растворы могут быть следующих марок: F10, F F25, F35, F50, F74, F100, F150 и F200. Растворная смесь должна обладать хорошей удобоукладываемостью, чтобы легко распределяться по поверхности, и высокой водоудерживающей способностью, чтобы не расслаиваться и не давать пористому основания отсасывать воду, необходимую для твердения раствора. Подвижность растворной смеси. Удобообрабатываемость свежеприготовленной растворной смеси характеризуется маркой по подвижности (Пк), определяемой по глубине погружения в эту смесь эталонного конуса под действием собственного веса. Среднюю пробу растворной смеси объемом не менее 3 л перед испытанием интенсивно перемешивали в течение 30с и переносили в стальной сосуд в форме усеченного конуса высотой 180 мм, диаметром верхнего основания 250мм, нижнего— 150мм. Сосуд наполняли смесью на 1 см ниже его краев. Смесь в сосуде штыковали 25 раз стальным стержнем диаметром 12 мм, длиной 300 мм и встряхивали сосуд 5...6 раз легким постукиванием о стол. Поверхность конуса очищали от загрязнений и протирали влажной тканью.
Далее сосуд с растворной смесью устанавливали на плиту прибора так, чтобы острие конуса попало в центр верхнего основания сосуда. Затем конус опускали до соприкосновения с растворной смесью, закрепляли опорный винт и снимали первый отсчет по шкале. После этого быстро отпускали опорный винт и дали конусу свободно погружаться в раствор. По окончании погружения снимали второй отсчет по шкале.
Глубину погружения конуса определяли как разность между вторым первым отсчетами. Подвижность растворной смеси вычисляли среднее арифметическое значение результатов двух определений глубины погружения конуса на разных пробах растворной смеси, в показаниях при этом не должна превышать 20 мм. По результатам испытаний определили марку по подвижности Пк.
Водоудерживающая способность растворной смеси. Этот показатель растворной смеси оценивают по количеству воды, отсасываемой из пробы растворной смеси промокательной (фильтровальной) бумагой на специальном приборе.
Перед испытанием (ГОСТ 6246-82) 10 листов промокательной бумаги размером 150x150 мм взвешивали (т{) с погрешностью до ОД г, уложили на стеклянную пластину такого же размера и накрыли марлевой тканью размером 250x350 мм. Сверху на ткань устанавили стальное кольцо и все устройство взвесили (шз)-Далее тщательно перемешанную растворную смесь уложили в металлическое кольцо вровень с краями и взвесили (пц). Через 10 мин металлическое кольцо с растворной смесью вместе с тканью 2 осторожно сняли с промокательной бумаги 3. Бумагу взвесили (т2) с погрешностью до 0,1 г.
