Введение к работе
Актуальность работы. В едином нзроцохозяйственном комплексе рационального использования топливно-энергетических и сырьевых ресурсов большое значение имеет сокращение потерь тепла в зданиях жилищно-гражданского и промышленного назначения. По данным Московского научно-исследовательского института экспериментального проектирования 20-30$ добычи топлива в стране расходуется на отопление и вентиляцию жилых, общественных и промышленных зданий, причем половина этого количества идет на отопление жилых домов. Установлено также, что из общего количества тешгопотерь жилых домов, возводимых по действующим типовым проектам, 45$ теряется через стены, 35 - через окна, 20 - через крышу и перекрытия над техническим подпольем.
Приведенные данные свидетельствуют о том, что одним из основных путей экономии топлива является повышение уровня тепловой защиты зданий, что может быть достигнуто повышением теплозащитных характеристик материалов, применяемых для изготовления ограждающих конструкций. В этой связи, применение новых видов легких бетонов на основе высокопрочных и низкой насыпной плотности пористых заполнителях с аморфизированной структурой, например, вспученного туфоаргиллитового гравия (ВТГ), промышленное производство которого освоено в г.Норильске - исключительно актуальная и важная задача.
Диссертационная работа выполнена в лаборатории легких бетонов и конструкций НИИЖБ Госстроя СССР в развитие госбюджетной темы И 05-0053 "Провести исследования по технологии бетонных смесей на пористых заполнителях новых видов, изучить основные прочностные, деформативные и теплофизические характеристики конструкционно-теплоизоляционных бетонов на этих заполнителях; разработать технические условия и предложения к СНиП П-З^Э** по нормированию теплотехнических свойств бетонов" под руководством доктора
технических наук, профессора Путляева И.Е. при научном консультировании с.н.с., к.т.н. ДавидюкаАН,
Дель и задачи исследований. Целью работы является разработка эффективных легких бетонов с притленением ВТГ - азерита, изучение их основных физико-механических, физико-химических и теплотехнических «свойств.
В соответствии с поставленной пельго в работе решались следующие частные задачи:
изучить состояние вопроса в области производства ограждающих конструкций из легких бетонов, обобщить литературу по получению новых стекловидных пористых заполнителей на их основе;
выбрать исходные материалы, изучить опыт производства ВТГ в регионе г.Норильска и исследовать его основные физико-механические свойства, а также другие компоненты легкого бетона;
разработать технологию производства конструкционно-теплоизоляционного легкого бетона на ВТГ классов по прочности на сжатие
В 3,5; В 5,0; В 7,5 (М50, М75, MIO0) пониженной средней плотности? исследовать факторы, влияющие на его свойства;
исследовать основные деформативно-прочностные характеристики легкого бетона на ВТГ;
разработать новые методики исследований контактной зоны ВТГ -цементно-песчаный раствор;
исследовать теплопроводность, сорбцию, паропроницаемость, воздухопроницаемость, водопоглощение, водостойкость, водонепроницаемость, морозостойкость, а также коррозийную стойкость стальной арматуры в легком бетоне на ВТГ;
, - исследовать особенности новообразований макро- и микроструктуры бетонов;
- разработагь, оптимизировать и внедрить заводскую технологию
* производства однослойных стеновых панелей серии III-II2 из легкого
бетона на основе ВТГ;
- провести теплотехнические расчеты конструкций и технико-
экономические расчеты внедрения предлагаемой технологии в заводс
ких условиях завода КПД-П ПСМО "Норильскетроя".
Научная новизна работы:
- Т/ОТЯНОТиТРНЯ ГТР.ТГРПГЮгіПЯЯСТППП'Т. ППТТГПГР.!5ГтЯіга(І TjrvnriTin 0"НОТМТГЇ_
видного пористого искусственного заполнителя - вспученного туфоар-гиллитового гравия (ВТГ) для конструкционно-теплоизоляционного бетона пониженной средней плотности;
установлена корреляционная зависимость прочности ВТГ и бетона на его основе от содержания стеклофазы в шихте для производства нового заполнителя;
предложен способ повышения отпускной прочности легкого оего-на на ВТГ введением тонкодисперсных сорбентов состава:
С S ; С л Мг О і *п L«. О ; -п. = {Г-J, -Г/ т --# -^3; ~f,f-fr. за счет нейтрализации отрицательного влияния химических добавок;
- получены новые данные физико-механических, теплотехнических,
гидрофизических и физико-химических характеристик легкого бетона
на ВТГ я исследованы зависимости свойств его компонентов и техно
логических режимов приготовления.
Практическое значение работы. Освоение выпуска нового вида искусственного пористого заполнителя с аморфизированной структурой - ВТГ в г.Норильске средней насыпной плотности 250...400 кг/мЗ позволило:
получить конструкционно-теплоизоляпионные бетоны средней плотности 750...900 кг/мЗ и марками по прочности на сжатие M50...HIC0 с поризованной цементно-песчаной матрицей (в.в.ц.);
снизить теплопроводность легкого бетона на ВТГ на 1Ъ% по сравнению с керамзитобетоном (согласно соответствующим значенням по СПИЛ ІІ-3-79*);
- разработать и освоить выпуск однослойной наружной стеновой
панели из легкого бетона на БТГ взамен трехслойной шунгизитобетон-
нор с эффективным утеплителем. '
Автор з"ащишяет:
результаты изучения основных физико-механических и физико-химических свойств БТГ, производимого в г.Норильске;
разработанные технологию и составы легкого бетона на БТГ с расходом вяжущего на 20$ меньше нормируемых требованиями СНиП 5.01.23-83;
результаты исследования о влиянии сорбентов на бетонную смесь, поризованную и пластифицированную различными высокомолекулярными добавками;
результаты исследований основных деформативнс-прочностных характеристик легкого бетона на БТГ;
результаты теплотехнических и гидрофизических свойств низкомарочных легких бетонов на БТГ;
результаты исследований структуры легкого бетона на ВГГ;
методику и способ оценки прочности сцепления ВТГ с цементной матрицей;
корреляционную зависимость прочности ВТГ и легкого бетона на его основе от содержания стеклофазн в шихте заполнителя;
разработки заводской технологии производства однослойных панелей серии ІІІ-П2Н на ЗКЦЦ-2 в условиях г.Яорильска.
Внещтеше тгезудьтатов работа. Результаты работы внедрены на заводе КПД-2 ДСК ПСМО "Норильскстрой" для жилищного домостроения в г.Норильске, Талках, Кайеркан, Дудинка.
Бетон на ВТГ используется также для производства ограждающих конструкций домов серии Ш-84 завода КПД-І и промышленных ограждающих конструкций.
Технико-экономический эффект от внедрения результатов исслвдо-
- 7 -ваний и разработанной заводской технологии производства однослоіі-ных панеле?; из легкого бетона нэ ВТГ в сравнении с трехслойными се-риг: ІІІ-ІІ2 для ДСК мощностью 80 тыс.м2 полезной площади в год прп объеме производства панелей ІІ250 мЗ в год составляет 1,2 шли руб. Результаты исследований были использованы при:
разраоотке 17 4С 0101-тЛ7/0-87 "Панели наружные азеритобе-тонные для жилых зданий. Ошино-промышленная партия в объеме 100 тыс.мЗ;
разработке ТУ "Азеритобетон для наружных ограждающих конструкций зданий и сооружений";
разработке "Технологического регламента на производство наружных стеновых панелей с повышенными теплозащитными свойствами".
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались: на республиканской научно-практической конференции "Влияние региональных природно-климатических факторов на организационные и технико-экономические особенности строительства в Киргизской СССР" 25-26 мая 1989 г.Фрунзе; на ХХП Международной конференции молодых ученых и специалистов - Иркутск, 1990 г.
На ВДНХ СССР экспонировался азеритовый гравий и макет однослойной панели. Работа отмечена серебряной медалью (Постановление 22/7П-88Г., . 550Н, Москва, удостоверение Мироненко СП. й 19368).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 4 печатных работы и получено авторское свидетельство на изобретение.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав текста, общих выводов, библиографического списка из 150 наименований и приложения. Содержание изложено на 231 страницах машинописного текста, в том числе тлеет 80 рисунков и 56 таблиц.
СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА Трудами советских и зарубежных ученых разработаны теоретические основы и обеспечено повсеместное производство и применение
легких бетонов на пористых заполнителях.
Массовое строительство крупнопанельных жилых, общественных и промышленных зданп!': виявило ряд научно-технических проблем, среди которых наибольшее значение имеет снижение теплопотерь и расхода тепла на отопление.
При увеличении сопротивления теплопередачи нарунных стеновых панелей на 10$ расход тепловой энергии на отопление жилых и производственных зданий снижается на 5,3$, что при современном уровне производства обеспечивает экономию 4,0...6,0 млн.тонн условного топлива. Однако легкие бетоны на традиционных пористых заполнителях, как правило, не удовлетворяют требованиям норм по теплофизике для наружных ограждающих конструкций.
Разработанные в последние годы новые эффективные искусственные пористые заполнители с аморфизированной (стекловидной) структурой, гекне как, стеялогранулят, стеклогравий, баротелит, диалвт и др. открывают большие возможности улучшения всего комплекса свойств легких бетонов и конструкций из них. По этим материалам ведутся большие исследовательские работы в МИСИ, Минском НИИСИ, НЙИКС, Магаданском отделении ДСПСНШП, НИИСМ иы.Дадашева и др. НИИСМ им.Двдашева разработан и в опытных условиях опробирован новый способ получения особого легкого пористого заполнителя "азери-тэ" с насыпной плотностью 200...400 кг/мЗ. Выпуск азеритового гравия предусматривался освоить в городах: Баку, Норильске, Сургуте, Сумгаите. Однако промышленное производство азерита освоено только на НШК юл. А.Н.Завенягина в городе Норильске. Но с участием автора здесь решались вопросы оптимизации отдельных технологических режимов производства ВТГ (температурные режимы, фазовый состав) и исследовались его Физико-механические свойства.
