CC BY
53
ВЕСТНИК
МГСУ
технология строительных процессов. механизмы и оборудование
УДК 666.9
Ю.В. Макаренкова
ФГБОУ ВПО «МГСУ»
ПРИМЕНЕНИЕ МИКРОДУРА В КЛАДОЧНЫХ СИСТЕМАХ
Рассмотрены проблема получения сверхлегкого кладочного раствора и способы ее решения, а также предпосылки для оптимизации структуры кладочных растворов. В настоящее время микродур широко применяется при строительстве и ремонте подземных сооружений, тоннелей, нефтяных и газовых скважин.
Ключевые слова: энергоэффективность, кладочный раствор, микросферы, микродур, теплотехническая однородность.
В настоящее время энергосбережение и энергоэффективность, в т.ч. зданий и сооружений, являются приоритетным направлением развития науки, технологии и техники в Российской Федерации. Один из индикаторов энергосбережения — среднее значение удельного расхода тепла на отопление единицы площади помещения. от него зависит сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, определенное в [1]. При этом в большинстве случаев влияние швов, являющихся теплопроводными включениями, не учитывается при проектировании. в результате фактические значения сопротивлений теплопередаче могут не совпадать с расчетными. Это сказывается на фактических параметрах энергоэффективности зданий. Поэтому актуальной становится проблема уменьшения дополнительных теплопотерь через швы.
Существующие облегченные кладочные растворы из сухих смесей частично решают проблему теплотехнической однородности, но снизить их среднюю плотность ниже 1000 кг/м3 и получить низкую теплопроводность не удается из-за высокой водо-потребности и расслаиваемости.
существующие кладочные растворы не позволяют создать теплотехнически однородную конструкцию стены из-за несоответствия по средней плотности мелкоштучных изделий, кладочного раствора. средняя плотность кладочных растворов по своему значению должна стремиться к значению плотности стеновых материалов. Этим самым коэффициент теплотехнической неоднородности стены можно довести до 0,98 и более [2]. Однако, поскольку современные кладочные растворы имеют среднюю плотность значительно выше, чем материал стен, они не позволяют повысить сопротивление теплопередаче однородной стены и тем самым уменьшить дополнительные теплопотери через растворные швы.
Данную проблему можно решить, если использовать в кладочном растворе в качестве наполнителя полые стеклянные микросферы (ПСМС).
ПСМС представляют собой мельчайшие (в несколько микрон) частицы шарообразной формы. Их использование в качестве облегчающего наполнителя в раствор началось в конце 1980-х гг. микросферы имеют тончайшую стенку, внутри они заполнены под небольшим давлением газом. размер каждой микросферы около 20.. .30 микрон, толщина стенки — 1.. .3 микрона, истинная плотность микросфер — 240...300 кг/м3.
Поскольку полые стеклянные микросферы в 10 раз легче чем цемент, то увеличение их доли в объеме цементной матрицы приведет к снижению средней плотности раствора.
© Макаренкова Ю.В., 2012
139
ВЕСТНИК
5/2012
Необходимо, чтобы микросферы в камне были максимально плотно упакованы, т.е. их объемная доля в объеме камня была максимальной. Этого можно добиться за счет уменьшения толщины прослоек цементной матрицы, что, в свою очередь, может быть достигнуто применением высокоэффективного минерального вяжущего — Mikrodur (Микродур).
Микродур — продукт воздушной сепарации пыли при помоле клинкерных цементов с марками до 600 — начал применяться с 1995 г. в Германии и относительно недавно в России при строительстве и ремонте подземных сооружений, тоннелей, а также нефтяных и газовых скважин [3—5]. Микродур отличается высокой степенью дисперсности и относится к особо тонкодисперсным вяжущим.
Авторами были проведены поисковые экспериментальные исследования. Исследованы строительные растворы, имеющие подвижность ПК = 8...10 см, определены физико-механические, реологические и теплофизические свойства строительного раствора и камня. Результаты исследований приведены в табл. 1 и 2. Облегченные и сверхлегкие цементные растворы удовлетворяют требованиям [6—8].
Табл. 1. Составы и свойства облегченного кладочного раствора (смесь)
№ п/п Состав, мас. % Составы на 1 м3, кг В/Ц Р , кг/м3
Цемент Вода ПСМС
1 ПЦ-100; ПСМС-0 1363,74 560,08 0,00 0,41 1923,82
2 ПЦ-100; ПСМС-10 819,29 462,61 81,93 0,56 1363,84
3 ПЦ-100; ПСМС-20 555,54 450,44 111,11 0,81 1117,08
4 ПЦ-100; ПСМС-30 418,50 447,41 125,28 1,07 991,19
5 ПЦ-100; ПСМС-4,7 1102,23 472,24 51,66 0,43 1626,13
6 МК-100; ПСМС-0 972,58 686,27 0,00 0,71 1658,84
7 МК-100; ПСМС-50 285,44 433,13 142,44 1,52 861,01
8 МК-100; ПСМС-36 367,23 442,12 131,83 1,20 941,17
Примечания. В/Ц — водоцементное отношение; рр — средняя плотность раствора; ПЦ — портландцемент; МК — микродур.
Табл. 2. Свойства облегченного кладочного раствора (камень)
№ п/п Состав, мас. % Я , изг' МПа Р , кН ср' Я , сж' МПа Р камня гр ' кг/м3 Мпж/ кг103 Мпа/ кг103 X, Вт/ м°С
1 ПЦ-100; ПСМС-0 19,50 125,63 50,25 1865,55 26,94 10,45 0,868
2 ПЦ-100; ПСМС-10 9,50 88,13 35,25 1058,42 33,30 8,98 0,403
3 ПЦ-100; ПСМС-20 4,75 39,38 15,75 774,49 20,34 6,13 0,295
4 ПЦ-100; ПСМС-30 3,25 26,25 10,50 657,65 15,97 4,94 0,250
5 ПЦ-100; ПСМС-4,7 15,25 114,38 45,75 1384,47 33,05 11,02 0,611
6 МК-100; ПСМС-0 14,25 107,50 43,00 1383,43 31,08 10,30 0,610
7 МК-100; ПСМС-50 5,75 45,00 18,00 467,71 38,49 12,29 0,142
8 МК-100; ПСМС-36 11,00 66,25 26,50 570,47 46,45 19,28 0,190
Примечания. Я — прочность на изгиб; Р — изгибающая нагрузка; Я — прочность на сжатие;
1Г изг * ' ср * ^ ' сж *
я — средняя плотность камня в высушенном состоянии; X — коэффициент теплопроводности.
Р
р
140
КБИ 1997-0935. Vestnik MGSU. 2012. № 5
Технология строительных процессов. Механизмы и оборудование
ВЕСТНИК
МГСУ
Вывод. С использованием микродура можно получить кладочный раствор с наилучшими свойствами (р = 941,17 кг/м3, Я = 11,00 МПа, Р = 66,25 кН, Я = 26,50 МПа,
^ ^Гр ' ' изг 7 7 ср 7 7 сж
р к™ = 570,47 кг/м3, Я = 46,45 МПа/кг103, Я = 19,28 МПа/кг103, I = 0,190 Вт/м°С).
' ' уд.сж ' ' уд.изг ' ' ' '
Коэффициент теплопроводности несущего и теплоизоляционного пеноблока равен 0,18.0,21 Вт/м°С. Таким образом, получаем теплотехнически однородную ограждающую конструкцию с коэффициентом теплотехнической однородности г = 0,98.
Библиографический список
1. СНиП 23-02—2003. Тепловая защита зданий. М. : Изд-во стандартов, 2004. 45 с.
2. Орешкин Д.В. По материалам Международной научной конференции «Технология строительства и реконструкции: проблемы и решения» — TCR-2004, состоявшейся 25—26 октября 2004 г. в Минске в БНТУ.
3. Веста-Инж. Режим обращение:т www.vestaing.ru. Дата обращения: 26.04.2012.
4. Байдаков О.С. Применение материалов М!кпЛг для инъекционных работ при укреплении грунтов и усилении конструкций // Метро и тоннели. 2005. № 6. С. 34—38.
5. Панченко А.И., Харченко И.Я. Особо тонкодисперсное минеральное вяжущее Микродур: свойства, технология и перспективы использования // Строительные материалы. 2005. № 10. С. 76—78.
6. ГОСТ 28013—98. Растворы строительные. Общие технические условия. М. : Изд-во стандартов, 1999. 22 с
7. ГОСТ 5802—78. Растворы строительные. Методы испытаний. М. : Изд-во стандартов, 1986. 16 с.
8. ГОСТ 7076—78. Материалы строительные. Метод определения теплопроводности. М. : Изд-во стандартов, 1987. 15 с.
Поступила в редакцию в апреле 2012 г.
Об авторе: Макаренкова Юлия Викторовна — ведущий инженер, ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет» (ФГБОУ ВПО «МГСУ»), 129337, г Москва, Ярославское шоссе, д. 26, [email protected], 8 (495) 287-49-14, доб. 13-58.
Для цитирования: Макаренкова Ю.В. Применение микродура в кладочных системах // Вестник МГСУ 2012. № 5. С. 139—142.
Yu.V. Makarenkova
APPLICATION OF MIKRODUR IN MASONRY SYSTEMS
The author describes the problem of production of the ultra lightweight masonry mortar and methods of its solution. Conditions of optimization of the masonry mortar structure are considered in the article. Presently, Microdur is widely used in construction and repair of subsurface structures, tunnels, oil and gas wells.
The use of Mikrodur may substantially improve the properties of the masonry mortar (p = 941.17 kg/m3, R = 11.00 MPa, P = 66.25 kN, R i = 26.50 MPa, p stone = 570.47 kg/m3, R P ,
° ' ' av ' compression ~P ° per unit
i = 46.45 PMa/kg103, R t = 19.28 PMa/kg103, A = 0.190 Wt/m°C).
compression per unit
The thermal conductivity of both bearing and thermal insulation porous concrete blocks is equal to 0.18...0.21 Wt/m°C. Thus, the new envelope structure of homogeneous thermal conductivity has a value of thermotechnical homogeneity ratio r = 0.98.
Key words: energy efficiency, masonry mortar, microspheres, Mikrodur, heat insulation homogeneity.
References
1. SNiP 23-02—2003. Teplovaya zashchita zdaniy [Building Norms and Rules 23-02-2003. Thermal Protection of Buildings]. Moscow, Standartov Publ., 2004, 45 p.
2. Oreshkin D.V. Tehnologiya stroitel'stva i rekonstruktsii [Construction and Restoration Technology]. Collected works of International Scientific Conference "Construction and Restoration Technology: Problems and Solutions". Minsk, 2004.
3. Vesta-Inzh. Available at: www.vestaing.ru. Date of access: 26.04.2012.
Technology of construction procedures. Mechanisms and equipment
141
BECTHMK 5/2Q12
4. Baydakov O.S. Primenenie materialov Mikrodur dlya in"ektsionnykh rabot pri ukreplenii gruntov i usilenii konstruktsiy [Application of "Microdur" Materials for Grout Works of Ground Stabilization and Enforcement of Structures]. Metro i tonneli [Subway and Tunnels]. 2005, no. 6, pp. 34—38.
5. Panchenko A.I., Kharchenko I.Ya. Osobo tonkodispersnoe mineral'noe vyazhushchee Mikrodur: svoystva, tekhnologiya i perspektivy ispol'zovaniya [Especially Finely Dispersed Mineral Binder "Microdur": Properties, Technologies and Prospects for Use]. Stroitel'nye materialy [Construction Materials]. 2005, no. 10, pp. 76—78.
6. GOST 28013—98. Rastvory stroitel'nye. Obshchie tekhnicheskie usloviya [State Standard 28013—98. Building Mortars. General Specifications]. Moscow, Standartov Publ., 1999, 22 p.
7. GOST 5802—78. Rastvory stroitel'nye. Metody ispytaniy [State Standard 5802—78. Building Mortars. Testing Methods]. Moscow, Standartov Publ., 1986. 16 p.
8. GOST 7076—78. Materialy stroitel'nye. Metod opredeleniya teploprovodnosti. [State Standard 7076—78. Building Materials. Method of Thermal Conductivity Identification]. Moscow, Standartov Publ., 1987, 15 p.
About the author: Makarenkova Yuliya Viktorovna — leading engineer, Moscow State
University of Civil Engineering (MSUCE), 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; [email protected], +7 (495) 287-49-14 (ext. 13-58).
For citation: Makarenkova Yu.V. Primenenie Mikrodura v kladochnykh sistemakh [Application of Mikrodur in Masonry Systems]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2012, no. 5, pp. 139—142.
142
ISSN 1997-0935. Vestnik MGSU. 2012. № 5
