CC BY
69
АРХИТЕКТУРА
ИССЛЕДОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЛИСТЕРОЛБЕТОНА
В КАЧЕСТВЕ КОНСТРУКЦИОННОГО СТРОИТЕЛЬНОГО
МАТЕРИАЛА В КАЗАХСТАНЕ 1 2 Отарбаев Ч.Т. , Атчабаров Н.Н.
Email: [email protected]
1Отарбаев Чал Туруспекович - доктор технических наук, доцент;
2Атчабаров Нургельды Нурланович - магистрант, кафедра промышленного и гражданского строительства,
архитектурно-строительный факультет, Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева, г. Астана, Республика Казахстан
Аннотация: в данной статье описаны теория и особенности технологии получения, адаптации к конкретным технологическим потребностям путем изменения свойств некоторых компонентов полистиролбетона с улучшенными водостойкими и термофильными характеристиками. Исследовано влияние химических добавок на функциональность полистиролбетона в качестве конструкционного материала, его прочностные, плотностные, теплоизоляционные и энергопоглощающие свойства, энергоэффективность, применение в промышленном и гражданском строительстве. Ключевые слова: полистиролбетон, гранулы полистирола.
RESEARCH OF THE USE OF POLYSTYRENE CONCRETE AS A CONSTRUCTIONAL CONSTRUCTION MATERIAL IN KAZAKHSTAN Otarbayev Ch.T.1, Atchabarov N.N.2
1Otarbaev Chal Turuspekovich - PhD in Technical Sciences, Associate Professor;
2Atchabarov Nurgel'dy Nurlanovich - Undergraduated, INDUSTRIAL AND CIVIL ENGINEERING DEPARTMENT, FACULTY OF ARCHITECTURE AND CIVIL ENGINEERING, L.N. GUMILYOVEURASIAN NATIONAL UNIVERSITY, ASTANA, REPUBLIC OF KAZAKHSTAN
Abstract: this article describes the theory and features of the technology of production, adaptation to specific technological needs by changing the properties of some components of polystyrene concrete with improved waterproof and thermophilic characteristics. The influence of chemical additives on the functionality of polystyrene concrete, as a structural material, its strength, density, thermal insulation and energy-absorbing properties, energy efficiency, application in industrial and civil construction. Keywords: polystyrene concrete, polystyrene granules.
УДК 666.973.2
На данный момент, учитывая активное развитие казахстанской промышленности, все стремления направлены на продвижение отечественной продукции, привлечение зарубежных инвесторов и экспортирование готовой конкурентоспособной продукции на рынки других стран. Основным показателем качества любой производственной работы являются условия производства продукта. В связи с резко континентальным климатом в Республике Казахстан, высокими требованиями к сопротивлению теплопередаче ограждающих конструкций, основными показателями качества
изделий из полистиролбетона являются устойчивость к понижению температуры и водоотталкивающие свойства. Чтобы избежать побочных действий и решить эту проблему, необходимо производить полистиролбетон с улучшенными водостойкими, гидрофильными характеристиками. Потребность в легких бетонах имеет быстрорастущую тенденцию во всем мире благодаря их особым преимуществам -меньшему собственному весу и более низкой стоимости обработки в сравнении с обычными бетонами. Среди различных типов предлагаемых легких бетонов конструкционный полистиролбетон интересен тем, что он может быть адаптирован к конкретным потребностям путем изменения свойств некоторых их компонентов, таких как размер гранул заполнителя и объемная доля полистирола. Кроме того, этот бетон может быть изготовлен непосредственно на строительных площадках, что является огромным преимуществом по сравнению с такими материалами, как автоклавный ячеистый бетон. Полистиролбетон - эффективный теплоизоляционный материал, который может использоваться, как конструкционный, однако достаточно широких исследований его, именно в качестве конструкционного материала, в Казахстане не проводилось. Тем не менее, применение полистиролбетона увеличенной прочности, как одного из самых эффективных в строительстве с точки зрения экономики и принципов энергосбережения востребовано на сегодняшний день и является перспективным направлением в будущем. Полистиролбетон представляет собой легкий бетон с широким диапазоном плотностей, который может быть получен путем частичной замены крупного заполнителя в эталонных (нормальных) бетонных смесях равным объемом химически покрытых полистирольных шариков. Легкий вес, хорошие термические свойства, отличная звукоизоляция, повышенная долговечность и экологичность данного материала (полистирольный заполнитель может быть получен из переработанного материала) - вот некоторые преимущества полистиролбетонов, которые делают их хорошим выбором для конструкционного применения в зависимости от количества используемого вспененного полистирольного заполнителя.
Целью исследования являлось производство материала, обладающего относительной плотностью, малой теплопроводностью. Процесс изготовления сопровождался применением химических примесей. Согласно результатам разработок была определена высокая функциональность полистеролбетона в сфере промышленного строительства, в качестве перегородочных, ограждающих конструкций. В сравнении со стандартной разновидностью бетона, полистеролбетон обладает рядом преимуществ, среди которых ультранизкая плотность материала, теплоизоляционные и энергопоглощающие свойства. В то же время был проведен ряд исследований тепловых характеристик для выявления энергоэффективности сооружений. В ходе исследования, путем серий научно-экспериментального опыта, производилось моделирование соотношения воды, цемента в составе материала, что меняло соответствующие показательные характеристики исходного вещества. Это влияло конкретным образом на теплопроводность и изоляционные функции бетона. В эксперименте использовался стандартный портландцемент. Смесь изготавливалась путем добавления в бетон различных объемов пенобетона, также менялся состав и объем воды и цемента.
На первоначальной стадии разработок были исследованы различные химические примеси, такие как суперпластификаторы, каустическая сода, эпоксидная смола и поливиниламин. Следует отметить, что необходимо использовать химические примеси, способные заменить исходный заряд на противоположный, для увеличения гидрофильности наружной поверхности гранулы. Главной особенностью сжимающих свойств полистирола в расчетах является стойкость призматической конструкции.
Экспериментальные испытания проводились на основе бетона из полистирола. Частицы полистирола существенно влияют на свойства бетона, улучшая его
технологичность. Полученное значение механической прочности достаточно высокое, имеет прочность при проверке испытанием под нагрузкой и давлением [1].
Способ производства полистиролбетона стандартен, соответственно схож с моделью производства, замешивания обычного бетона. Отличается технология тем, что применяются мелкие шарообразные элементы из пенополистирола, иногда пены. В то время как в состав традиционного бетона включают гравий, и иные каменные наполнители, обеспечивающие высокую плотность и прочность материала. Поэтому применительно к ненесущим блокам для перегородок используется данная технология производства бетона. Раствор с пенополистиролом вливают в подготовленную форму и отправляют в камеру, для ускоренного затвердевания. Согласно исследованиям, жилые здания из полистиролбетона являются надежными и обеспечивают высокую теплоизоляцию, не смотря на то, что толщина стен можен составлять даже 30 см. В особенности, полистиролбетон следует применять в северных регионах страны как строительный элемент, из-за высоких показателей теплосбережения, энергоэффективности и низкого обхвата территории конструкцией.
Полистиролбетон зачастую используется для изготовления цельных трехслойных теплоизоляционных панелей, блоков и в строительстве стеновых конструкций. Кроме того, в зависимости от требуемой номинальной прочности материал состав примесей регулируется, в зависимости от назначения и выполняемой нагрузки материала. Высокая морозостойкость данного материала позволяет использовать его в строительстве промышленных зданий в северных регионах Казахстана. Так как устойчивость к низким температурам выявляет потерю прочности полистиролбетона, составляющую 1,5-1,8%, что является результатом низкого абсорбирующего свойства полистиролбетона, поэтому этот вид бетона имеет гораздо более высокий показатель морозостойкости, чем пенобетон той же плотности;
Использование бетона с полистирольными гранулами в качестве строительного материала снижает уровень загрязненности окружающей среды, поддерживая стабильность экосистемы, и представляет собой надежное решение для снижения затрат на строительство.
Список литературы /References
1. Баженов Ю.М. Технология бетона. М.: Издательство АСВ, 2002.
2. Садович М.А. Пенополистирольные композиции в строительных материалах.
Результаты исследований и внедрения в строительство. Братск, 2002. С. 63-69.
3. Ратинов В.Б. Классификация добавок по механизму их воздействия на цемент.
Шестой междунар. конгресс по химии цемента в Москве. 1974. М: Стройиздат,
1976. Т.2. С. 36-39.
