Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 6
I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА II
1.1. Асбестоцементные ограждающие конструкции, получаемые методом экструзии II
1.2. Пути повышения теплозащитных свойств асбестоцементных экструзионных панелей 16
1.3. Краткий обзор теплоизоляционных материалов и выбор наиболее, аффективного утеплителя для экструзионных панелей 19 Выводы 28
Основные направления работы 29
2. ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ МИНЕРАЛОВАТНЫХ УТЕПЛИТЕЛЕЙ С ЦЕЛЬЮ ПРИМЕНЕНИЯ ИХ ДЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ ПУСТОТ ЭКСТРУЗИОННЫХ ПАНЕЛЕЙ 30
2.1. Физико-механические свойства минераловатных плит 30
2.2. Исследование прочности и деформативности минераловатных плит при сжатии и растяжении 33
2.2.1. Методика исследования 33
2.2.2. Исследование прочности и деформативности минераловатных плит при сжатии 34
2.2.3. Исследование прочности и деформативности минераловатных плит при растяжении 38
2.2.4. Исследование влияния плотности на прочность и деформативность минераловатных плит 42
2.2.5. Исследование, влияния многократного нагружения на прочность и деформативность минераловатных плит при сжатии 47
2.3. Исследование прочности минераловатных плит при сдвиге. 51
2.3.1. Методика исследования
2.3.2. Исследование прочности минераловатных плит при сдвиге в разных сечениях по толщине в зависимости от их плотности и направления сдвига 54
Выводы 57
3. ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ ЗАПОЛНЕНИЯ КАНАЛОВ ПАНЕМШШЕРМОМТНШ. УТЕПЛИТЕЛЕМ 58
3.1. Изыскание способа заполнения каналов экструзионных панелей минераловатными плитами 58
3.1.1. Методика исследования 58
3.1.2. Исследование возможности заполнения каналов экструзионных. панелей. минераловатными. брусками с помощью поршня
3.2. Разработка приспособления для рассредоточения усилий заталкивания по объему минераловатных брусков 64
3.3. Исследование и разработка.рабочих.органов приспособления для заполнения
3.3.1. Методика исследования 66
3.3.2. Характер изменения структуры минераловатных плит в зоне механических воздействий 67
3.3.3. Исследование и разработка оптимальной конфигурации штырей, обеспечивающих качественное заполнение пустот панелей минераловатными плитами различной плотности 70
3.4. Экспериментальное исследование по заполнению каналов экструзионных панелей минераловатным утеплителем на лабораторной установке 74
3.4.1. Методика исследования 74
3.4.2. Исследование влияния брусков различной ширины и плотности на процесс заполнения каналов панели 79
3.4.3. Исследование влияния формы и размеров штырей на усилие извлечения их и деструкцию минераловатных брусков 91
3.5. Определение оптимальных параметров процесса заполнения 94 Определение оптимальных размеров минераловатных брусков для надежного заполнения каналов экструзионных пане
лей в зависимости от их плотности 94
Определение оптимальных параметров рабочих органов приспособления для заполнения 99
Выводы 106
ИССЛЕДОВАНИЕ НЕКОТОРЫХ СВОЙСТВ ЭКСТРУЗИОННЫХ ПАНЕЛЕЙ, ЗАПОЛНЕННЫХ МИНЕРАЛОВАТНЬМ УТЕПЛИТЕЛЕМ МЕХАНИЗИРОВАННЫМ СПОСОБОМ 107
Контроль качества заполнения экструзионных панелей минераловатным утеплителем 107
Разработка устройства контроля качества заполнения каналов экструзионных панелей 107
Методика контроля качества заполнения панелей 109
Исследование влияния механических воздействий на сохранность минераловатного утеплителя в экструзионных панелях.
Методика исследования III
Исследование влияния механических воздействий на прочность закрепления утеплителя и его целостность в каналах экструзионных панелей 118
Исследование теплотехнических свойств экструзионных панелей, заполненных различными минераловатными утеплителями 121
Методика исследования 121
Теплотехнические свойства асбестоцементных экструзионных панелей. 122
Исследование влияния циклических температурно-влажностных воздействий на прочность закрепления минераловатного утеплителя в экструзионных панелях. 125
Эксплуатационная долговечность минераловатного утепли
теля 125
4.4.2. Методика исследования 132
4.4.3. Влияние циклических знакопеременных температур и влаги на прочность закрепления минераловатного утеплителя в каналах экструзионных панелей 135
Выводы 144
5. ЭКСПЕРИМЕНТ ПО ЗАПОЛНЕНИЮ КАНАЛОВ АСБЕСТОЦШЕНТНЫХ ЭКСТРУЗИОННЫХ ПАНЕЛЕЙ МИНЕРАЛОВАТ НЫМ УТЕПЛИТЕЛЕМ МЕХАНИЗИРОВАННЫМ СПОСОБОМ ВНЩРЕНИЕ 145
5.1. Материалы и оборудование, применявшиеся при проведении промышленного эксперимента 145
5.1.1. Материалы 145
5.1.2. Оборудование
5.2. Проведение эксперимента 157
5.3. Результаты производственного эксперимента 162
5.4. Внедрение 166
Выводы 168
6. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ 169
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 176
ЛИТЕРАТУРА 180
ПРИЛОЖЕНИЙ
Введение к работе
В соответствии с решениями ХХУІ съезда КПСС резко увеличится производство строительных конструкций для сельскохозяйственного, промышленного, жилищного и культурно-бытового строительства Гі] . Государственным комитетом Совета Министров СССР поставлена задача рационально использовать местные строительные материалы, создавать и внедрять новые типы легких и облегченных строительных конструкций из эффективных материалов, а также технологию и оборудование для их изготовления на механизированных поточных линиях, обеспечивающих снижение материалоемкости, повышение производительности труда, уровня индустриализации и качества строительства [2І .
В настоящее время традиционные методы возведения ограждающих конструкций уступают место другим решениям, позволяющим проектным организациям создавать эффективные, легкие и транспортабельные конструкции, изготовляемые в заводских условиях. Преимущества легких конструкций становятся все более очевидными и внедрение их в практику строительства постоянно расширяется. Малый вес легкіїхограждающих конструкций делает их незаменимыми при проектировании многоэтажных сооружений, особенно в сейсмических районах. Вес I м2 панели с эффективным утеплителем составляет от 12 до 90 кг, а вес I м2 кирпичной кладки толщиной 0,51 м -920 кг; панели того же назначения с применением легкого бетона весят от 320 кг до 350 кг Г126 J .
Для строительства утепленных конструкций стен и совмещенных кровель асбестоцемент является эффективным конструкционным материалом, обладающим высокой прочностью и долговечностью. В Советском Союзе и за рубежом ежегодно увеличивается рост производства асбестоцементных изделий и конструкций.
В СССР разработаны различные виды трехслойных конструкций из асбестоцементных листов и каркаса на основе асбестоцемента, древесины, железобетона и металла. В основном, эти панели и плиты имеют размеры 3000x1500 мм при различной толщине, зависящей от климатических условий района. Данные конструкции применяются в сельскохозяйственных производственных зданиях. Имеется также опыт применения асбестоцементных стеновых ограждающих конструкций в жилищном, культурно-бытовом, промышленном и других видах строительства.
В практике строительства СССР и за рубежом применяется различные легкие ограждающие конструкции из асбестоцемента. До недавнего времени наиболее распространенной в СССР конструкцией являлись плиты АЛ (ЦНИИПС), которыми покрыты миллионы квадратных метров кровель промышленных зданий. Особенно широко в последнее время применяются асбестоцементные конструкции (плиты АКП-В и ІЩ-В, разработанные в ЦНИИСКе) для сельскохозяйствеенного строительства. Небольшая масса и индустриальность изготовления конструкции позволяют сократить трудоемкость и, следовательно, стоимость возведения сельскохозяйственных объектов.
В Минске с 1962г. эксплуатируется четырехэтажный жилой дом с наружными навесными стеновыми панелями из асбестоцемента. В Воскресенске в 1967г. построен пятиэтажный жилой дом из асбестоцементных клееных панелей на асбестоцементном каркасе. В Москве с применением асбестоцементных панелей построены здания гостиницы "Россия", института Гидропроект и здание СЭВ. В период восстановительного строительства Ташкента были применены асбестоцементные панели лоджий на деревянном каркасе в 43-х девятиэтажных домах. В Караганде построено экспериментальное трехэтажное здание, в котором использованы панели с каркасом из клееных зет-образных элементов. В г.Череповце построен 80-квартирный .пятиэтажный дом. Большое количество одноэтажных домов из асбестоцемента было построено в разное время в различных климатических зонах Советского Союза. По своим теплозащитным свойствам они удовлетворяют предъявляемым требованиям.
За рубежом асбестоцемент занимает одно из ведущих мест в . современном строительстве. Наиболее широко асбестоцементные конструкции применяют в Скандинавских странах, ФРГ, Австрии, Англии, Франции, США, Японии, Италии и др.
Распространенными являются панели типа "сэндвич". Область их применения очень широка, начиная от дачных домиков, школ, больниц и кончая многоэтажными административными зданиями. Для трехслойных панелей с жестким утеплителем наиболее часто применяют асбестоцементные листы толщиной 3-4 мм. В Англии выпускаются наружные стеновые панели из асбестоцементннх листов на деревянном каркасе с минераловатным утеплителем. В Глазго построена серия каркасных жилых домов высотой в 31 этаж, наружные стены которых выполнены из этих панелей.
В ГДР (Бланкенбург)изготавливают панели типа "Лейпциг". Они состоят из стального каркаса, который со стороны, обращенной к фасаду, обшивают асбестоцементным листом, а с внутренней - материалом "Сокалит" толщиной 20 мм. Ячейки каркаса между листами заполняют несгораемым утеплителем. Между листом "Сокалит" и утеплителем для пароизоляции прокладывают поливинилхлоридную пленку.
В ГДР панели "сэндвич" или AZ PUFrA 2 применяют, как правило, для одноэтажных жилых, административных и общественных зданий. Такие панели широко используют и во всех видах сельскохозяйственного строительства.
Трехслойные панели рекомендуют фирмы "Ганс Гюнтер Меллер" и "Дельменхорст" (ФРГ), "Этернит" (Бельгия), "Соба" (Франция) и др. В США производство и применение асбестоцементннх панелей с легкими утеплителями организовано достаточно давно. Фирмы "Кери", "Прем-Пан","Хаскелит" выпускают трехслойные, в основном, клееные панели с эффективными утеплителями [44І НПО "Асбестоцемент" при участии ВНЙИСТРСМа им.П.П.Будникова, ОКБ "Асбоцеммаш" ,Могилевского завода "Строммашина" и др. организаций разработаны и созданы впервые в нашей стране опытно-промышленные линии по производству асбестоцементных многопустотных панелей способом экструзии. Такой способ дает возможность получить стеновые панели и перегородки, а также кровельные плиты в широком ассортимен-те:шириной 600 мм,толщиной 60,120,140,160,180 мм и длиной до 6 метрої
Первые три экспериментальные линии по производству экструзион-ннх панелей действуют на 0ПП и на комбинате "Красный Строитель" НПО "Асбестоцемент" в г.Воскресенске. Производительность этих линий на 0ШІ 200, а на комбинате "Красный Строитель" 500 тыс.кв.м в год плит и панелей каждая. В настоящее время экструзионные панели и плиты покрытия находят применение в сельскохозяйственном и промышленном строительстве. Экструзионные панели без теплоизоляции применяются для ограждения неотапливаемых помещений и для перегородок. В ограждениях отапливаемых помещений они должны быть использованы с необходимой теплоизоляцией. Поэтому в настоящее время актуальной проблемой для производства асбестоцементных экструзионных ограждающих конструкций является улучшение теплотехнических свойств с целью расширения области их применения.
Перспективность экструзиояяой технологии производства определяет ее широкое развитие в XII пятилетке. Намечено строительство 13 технологических линий мощностью 500 тыс.м2 панелей в год каждая. Производство экструзионных панелей осуществляется на высокомеханизированных и автоматизированных линиях.Однако один из важнейших технолс гических переделов - заполнение панелей теплоизоляционным материалом-- до недавнего времени производился вручнуют при этом использовался минераловатный утеплитель повышенной жесткости. Применение ручного труда и утеплителя повышенной жесткости (дорогостоящего, дефицитного теплоизоляционного материала) снижало эффективность экструзионных панелей.
Цель работы заключается в разработке технологических приемов, исключающих применение ручного труда и позволяющих использовать не-дефицитный эффективный утеплитель при производстве асбестоцементных экструзионных панелей, снижении себестоимости, повышении теплозащитных и эксплуатационных свойств панелей.
Основные задачи работы. Исследовать физико-механические свойств? минераловатных утеплителей применительно к механизированному способу заполнения пустот экструзионных панелей.
Разработать способ и устройство для механизированого заполнения каналов панелей, обеспечивающие сохранность структуры и свойств минераловатных утеплителей.
Провести производственное опробование механизированного способа заполнения каналов экструзионных панелей минераловатным утеплителем и внедрить его на комбинате "Красный Строитель".
Исследовать теплотехнические свойства панелей, заполненных минераловатным утеплителем различными способами.
Исследовать сохранность целостности утеплителя в каналах панелей при транспортировке и в экстремальных температурно-влажностных условиях.
Разработать метод контроля качества заполнения панелей утеплителем.
Научная новизна.Выявлены новые физико-механические свойства минераловатных утеплителей, связанные со спецификой заполнения ими узких каналов большой протяженности, с применением специально разработанных методик.
Исследованы устройства, обеспечивающие равномерное распределение нагрузок на минераловатный утеплитель при заполнении ими пустот и предложены оптимальные варианты этих устройств.
Разработаны новые технологические процессы заполнения экструзионных панелей минераловатным утеплителем, не нарушающие структуру и свойства материала.
Исследованы теплозащитные свойства панелей, заполненных минераловатным утеплителем механизированным способом.
Разработана методика исследования сохранности и стабильности минераловатного утеплителя в панелях при транспортных нагрузках в условиях перевозок по железной дороге.
Разработана методика и исследовано влияние знакопеременной температуры и влаги на прочность закрепления утеплителя в каналах панелей»
Разработаны методика и устройство для определения качества заполнения панелей утеплителем.
Практическая ценность. Разработаны технология и оборудование для механизированного заполнения пустот строительных конструкций, в частности, каналов экструзионных панелей широкораспространенным и дешевым минераловатным утеплителем. Экономический эффект от применения механизированной технологии заполнения панелей утеплителем на комбинате "Красный Строитель"составляет 481,6 тыс.руб.в год на одну технологическую линию.
