Обоснование применения полимерцементных клеев для кладки стен из ячеистого бетона Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Рис.7. SITE. 5 Авеню. Всемирная выставка. Севилья. Испания. 1992

Рассмотренные выше примеры подтверждают авторскую гипотезу о том, что средовой подход архитектурного проектирования позволяет выявить и учесть содержательные характеристики среды, такие как со-цио-культурная, контекст или же природная составля-

ющая окружения. В зависимости от того, что является приоритетным для архитектора-проектировщика, в результате приводит к ясному проявлению этих характеристик в образных решениях новых архитектурных и градостроительных объектов.

Библиографический список

1. Нефедов В.А. Ландшафтный дизайн и устойчивость среды. СПб, 2002. 295с.

2. Саймондс Джон Ормсби. Ландшафт и архитектура / со-кращ. пер. с англ. А.И.Маныпавина. М.: Стройиздат, 1965. 194 с.

3. Яландина Н.М. Принципы сосуществования природы естественной и искусственной [Электронный ресурс]: Жур-

нал «Архитектон». 2008. №22. Режим доступа: http://archvuz.ru/numbers/2008_2/ta5 (15 мая 2012) 4. Семаган С.А. Ландшафтный дизайн и устойчивость городской среды [Электронный ресурс] - Режим доступа http://book.uraic.ru/project/conf/txt/005/archvuz22_pril/44/templa te_article-aRK41-60-k60.htm (11 апреля 2012)

УДК 624.01

ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛИМЕРЦЕМЕНТНЫХ КЛЕЕВ ДЛЯ КЛАДКИ СТЕН ИЗ ЯЧЕИСТОГО БЕТОНА

1 9 Я

А.А.Пономарёв1, Н.П.Коновалов2, В.М.Полонов3

1 ^Некоммерческое партнёрство строителей Иркутской области, 664075, г. Иркутск, ул. Байкальская, 180а, офис 411. 2Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермантова, 83.

Приводятся результаты исследования теплоизоляционных характеристик полимерцементных клеев и песчано-цементных растворов, применяемых для кладки стен из ячеистого бетона. Проведены промышленные испытания по эффективности применения полимерцементных клеев и песчано-цементных растворов. Ил. 2. Табл. 2. Библиогр. 2 назв.

Ключевые слова: ячеистый бетон; полимерцементный клей; песчано-цементный раствор; теплопроводность; сопротивление теплопередачи.

Пономарёв Алексей Владимирович, директор, тел.:(3952) 405177. Ponomaryov Aleksei, Director, tel.: (3952) 405177.

2Коновалов Николай Петрович, доктор технических наук,профессор,заведующий кафедрой физики, тел.:(3952) 405177. Konovalov Nikolai, Doctor of technical sciences, Professor, Head of the Department of Physics, tel.: (3952) 405177. 3Полонов Владимир Михайлович, главный технолог. Polonov Vladimir, Chief Technologist.

JUSTIFICATION FOR USING POLYMER CEMENT ADHESIVES FOR CELLULAR CONCRETE WALLING A.A. Ponomarev, N.P. Konovalov, V.M. Polonov

Non-commercial Partnership of Irkutsk Region Builders, 180a Baikalskaya St., office 411, Irkutsk, 664075. Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074.

The article presents the study results of heat-insulating characteristics of polymer cement adhesives and sand-cement grouts used for cellular concrete walling. The application efficiency of polymer cement adhesives and sand-cement grouts has been examined in industrial tests. 2 figures. 2 tables. 2 sources.

Key words: cellular (aerated) concrete; polymer cement adhesive; sand and cement grout; thermal conductivity; heat resistance.

При строительстве ограждающих конструкций предъявляются высокие требования не только к их механической прочности и атмосфероустойчивости, но и к низкой теплопроводности. Эти требования заложены в строительных нормах [1]. Сохранение климатических характеристик в жилых помещениях и промышленных зданиях позволит получить большую экономию энергоресурсов, что немаловажно в условиях рыночной экономики. Одно из возможных направлений в решении данной проблемы - это использование в строительстве ограждающих конструкций блоков из ячеистого бетона в качестве как конструкционно-теплоизоляционных, так и теплоизоляционных элементов. Однако потенциал ячеистого бетона используется не полностью. Проблема, препятствующая его широкому внедрению, заключается в значительном расхождении истинных значений теплофизических характеристик, получаемых в лабораторных условиях, с характеристиками, полученными на готовых конструкциях. По этой причине в СНиП 11-3-79* заложен расчетный коэффициент теплопроводности со значительным превышением - от 27% (при плотности ячеистого бетона 400 кг/м3, условии эксплуатации А) до 85% (при плотности ячеистого бетона 600 кг/м3, условии эксплуатации Б). Одна из возможных причин такого расхождения - влияние швов в кладке стен, которые создают мостики холода.

Для снижения потерь необходимо перейти от использования растворов, создающих «мостики холода» при возведении стен из материалов с низкой тепло-водностью, к использованию современных клеев на основе сухих строительных полимерцементных смесей. С учетом того что клеящие смеси имеют более высокую стоимость, чем цементно-песчаные, была поставлена задача: рассчитать сопротивление теплопередаче стены, сложенной из блоков марки Р500 и Р700 завода «Алит» с размерами по фасаду 200 х 400 мм на цементно-песчаном растворе толщиной 10 мм и на полимерцементном клее толщиной 2 мм; определить максимальную разность температур на наружной и внутренней поверхности стен. Толщина стены принята из условия обеспечения сопротивления теплопередаче Р0 = 3,79 м2 ■ 0С/Вт по требованиям СНиП 11-379 [1] по г. Иркутску к слоям и ячеистому бетону без швов:

I. > Я0'( 3,79 - 1/8,7 - 1/23 ) (1)

Коэффициенты теплопроводности полимерце-ментного клея и цементно-песчаного раствора намеренно приняли равными, чтобы исключить все другие эффекты, сосредоточив внимание только на толщине шва. По этой же причине не приводятся составы для сухих смесей полимерцементного клея и цементно-песчаного раствора.

Оценку влияния толщины шва на коэффициент теплопроводности вели по усреднённым значениям, учитывающим отношение площадей каждого исследуемого материала:

Хср = (Я.0,1'31 + Яю,^)/ (Э1 + Э2). (2)

Значения средних коэффициентов теплопроводности и оценочную величину сопротивления теплопередаче рассчитывали по формуле

Р0 = (1/8,7 + 1./ЯСР + 1/23). (3)

Данные для всех четырех вариантов кладки приведены в табл. 2.

Для подтверждения оценки и определения максимальной разницы температур поверхности стены применили стандартный метод расчета стационарного трехмерного температурного поля по алгоритму, описанному в [2]. Расчёт проводили по схеме, приведенной на рис. 1.

Расчеты производили методом последовательных приближений с критерием сходимости 0,0001 0С. Начальное приближение задавали из условия одномерного теплового потока:

ти = ^ + рв - У/(23(1/8,7 + 1/10 + 1/23), (4)

^в = 1в - Ов - У/(8,7(1/8,7 + 1_/Я + 1/23, (5)

т = ти + (тв - ти)2 / I (6)

где ти, тв, т - температура наружной и внутренней поверхности стены и температура 1-го слоя с координатой 21 внутри стены соответственно; Я0 - коэффициент теплопроводности ячеистого бетона.

Таблица 1

Характеристики материалов и размеры элементов

Материал Плотность, р0, кг/м3 Коэффициент теплопроводности Х0, Вт/(м' 0С) Толщина стены по (1), 1_, м Площадь блока по фасаду Б!, м2 Площадь шва по фасаду на 1 блок Б2, м2

Ячеистый бетон й500 524 0,12 0,45 0,08

Ячеистый бетон Р700 711 0,16 0,60 0,08

Цементно-песчаный раствор 1800* 0,58* 0,0061

Полимерцементный клей 0,58** 0,0012

*Данные из [1],[2]. "Параметры как для цементно-песчаного раствора.

Температура воздуха в помещении 1в = 20 0С. Температура наружного воздуха ^ = -36 0С.

Таблица 2

Результаты расчетов среднего коэффициента теплопроводности и сопротивления теплопередаче

Вариант кладки Хср по (2), Вт/(м-0С) Р по (3), м2 . 0С/Вт Р0* по (7), м2 . 0С/Вт ДтН тах, 0С ДтВ тах, 0С

1. Блоки Р500, раствор 0,153 3,108 3,111 0,80 1,37

2. Блоки Р500, клей 0,126 3,707 3,710 0,23 0,34

3. Блоки Р700, раствор 0,190 3,320 3,319 0,50 0,82

4. Блоки Р700, клей 0,166 3,768 3,774 0,13 0,175

5. Блоки Р500 300 х 600 мм, клей 0,124 3,771 3,773 0,23 0,34

Примечание. В скобках цифрами обозначены номера расчётных формул, приведённых в тексте.

Рис. 1. Схема температурного поля участка стены из блоков Ю700 с толщиной шва 10 мм

Расчет среднего сопротивления теплопередаче участка стены производили по формуле, приведённой

в [2]:

Р* = № - Щ23 (тср - У (7)

где тСР - средняя температура наружной поверхности стены.

Расчет температурного поля сводился к постепенному искривлению первоначально плоских изотемпе-

ратурных поверхностей, проходящих по осям швов в направлении середины стены. Максимальное изменение температуры наблюдалось в точке пересечения швов, а минимальное - в центре блока.

Как видно из табл.2, два независимых способа определения сопротивления теплопередаче дают совпадающие в пределах точности расчетов результаты во всех рассмотренных вариантах. Сами же ре-

зультаты позволяют сделать следующие выводы.

Во-первых, увеличение толщины шва в кладке с 2 до 10 мм вызывает снижение сопротивления теплопередаче от 3,6^5,2 до 15,0^20,4% по сравнению с гипотетической монолитной стеной из ячеистого бетона

2 0

такой же толщины = 3,91 м . С/Вт).

Во-вторых, эффект толщины шва тем выше, чем больше различие теплотехнических свойств основного материала и материала шва. В рассмотренных вариантах этот эффект для ячеистых бетонов марки D500 превышает для марки D700 на 40%. Поэтому для более легких марок ячеистого бетона целесообразно уменьшить общее отношение площади швов к площади блоков, используя блоки больших размеров.

Например, сопротивления теплопередаче стены толщиной 450 мм из блоков D500 с размерами по фасаду 300 х 600 мм и толщиной шва 2 мм и стены толщиной 600 мм из блоков D700 с размерами по фасаду 200 х 400 мм и толщиной шва 2 мм совпадают и превышают этот показатель для «монолитной» стены лишь на 3,6 % (табл. 2).

Таким образом, проведённые исследования поли-мерцементных клеев и песчано-цементных растворов показали, что наиболее эффективным материалом для укладки блоков из ячеистого бетона является по-лимерцементный клей

1. СНиП N-3-79*. Строительная теплотехника.

2. Фокин К.Ф. Строительная теплотехника

Библиографический список

частей зданий. М.: Стройиздат, 1973. 287 с. ограждающих 3. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий.