CC BY
96
Рязанова Т.Н., Камбург В.Г СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОЭФФЕКТИВНЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ В НЕСЪЁМНОЙ ОПАЛУБКЕ
К одной из важнейших задач возведения качественных и надёжных ограждающих конструкций в несъёмной опалубке является обеспечение их теплоэффективных свойств, определяемых теплотехническими показателями, структурой исходных материалов и технологией их производства.
В настоящее время на российском строительном рынке в области возведения монолитных конструкций в несъемной опалубке свою продукцию предлагают западные фирмы «Пластбау», «Дока», «Дюрисол», «Велокс» и др. Основным теплоизоляционным материаломте в ограждающих конструкциях вышеперечисленных фирм является пенополистирол, который при всех своих достоинствах имеет ряд существенных ограничений по экологичности и пожаробезопасности.
В данной работе рассматривается конструкция ограждения, представляющая систему из объемного блока из цементно-стружечной плиты с заполнением его крупнопористым керамзитобетоном, выполняемая в построечных условиях. Конструкция обладает достаточным сопротивлением теплопередаче, обеспечивая при этом высокую долговечность, экологичность и повышенную пожаростойкость [1-3].
Наиболее значимым преимуществом является небольшая стоимость конструкции и низкая трудоёмкость возведения, так как стена, включая наружную отделку, возводится за один технологический цикл, сокращая при этом сроки возведения, а это немаловажный фактор при строительстве так называемого «социального» жилья. С учётом рыночной стоимости материалов крупнопористого керамзитобетона и ЦСП с учётом прочих затрат и заработной платы исполнителей, себестоимость составляет около 900 руб/м3, что на 152 0% ниже стоимости стен из пенобетонных блоков и на 50 % стен из кирпича. Трудозатраты на возведение 1 м3 стен составляет 9-10 чел-час.
Сокращение сроков строительства по сравнению с аналогами не вызывает сомнения, т.к. технология возведения стен в несъёмной опалубке из ЦСП с заполнением крупнопористым керамзитобетоном включает в себя два основных процесса: возведение опалубки из ЦСП и заполнением её крупнопористым керамзитобетоном, что позволяет уменьшить продолжительность производства работ на 20-30% по сравнению с другими монолитными стенами.
Однако существуют особенности, связанные со свойствами крупнопористого керамзитобетона, усложняющие процесс возведения монолитной конструкции (увеличивается время перемешивания, количество воды и цемента)[2].
Для разработки оптимальной технологии возведения ограждающей конструкции в несъемной опалубке из ЦСП с заполнением крупнопористым керамзитобетоном рассматриваются задачи моделирования технологических режимов, связанных с ее устройством. Условно их можно разделить на два этапа: 1-приготовление
керамзитобетонной смеси; 2-укладка ее в блок несъемной опалубки.
В качестве заполнителя керамзитобетонной смеси предполагается крупнопористый керамзит в форме приблизительно одинаковых шариков характерного радиуса R со среднестатистическим отклонением sR и известной удельной пористостью Ек.
1. Этап приготовления крупнопористого керамзитобетона. Необходимо организовать процесс перемешивания таким образом, чтобы при минимальных затратах обеспечивались такие необходимые свойства, как проектная прочность, минимальная теплопроводность; минимальная объемная масса; минимальный расход цементного клея.
Рассмотрена математическая модель в виде уравнения вынужденной диффузии раствора [4-5] клея в равнодоступное пористое зерно элемента заполнителя в предположении постоянства раствора клея по времени перемешивания и заданной глубине проникновения клея к центру зерна dR . Из качественного анализа решения краевой задачи одномерного дифференциального уравнения в сферических координатах показано влияние основных факторов, определяющих процесс насыщения клеем тела зерна заполнителя. Обсуждены пути интенсификации этого процесса с целью оптимизации времени перемешивания [6] и учетом возможного наложения возмущающих воздействий на бетонную смесь в это время.
2. Этап укладки в блок несъёмной опалубки.
В предположении характерных размеров и формы заполнителя, технологических требований попарного соприкосновения его зерен, заполнения несъемной опалубки и получаемой вынужденной плотности упаковки зерен под действием вибратора при укладке, оценены ожидаемые объемы расхода цементного клея Уцк в зависимости от объема опалубки Von, объема скелета заполнителя Vck и его удельной пористости
Рис.1- Фрагменты структур «скелета» заполнителя .
Для других типов структур, следует ожидать ECk ^ ECK < ECk •
С учетом среднестатистического отклонения sR от характерных размеров зерен в инженерных расчётах можно использовать следующие формулы:
dR sR
УЦк = Von • (0,259 + 2,222• Ek —)!13,332-Von • Ek • — (3)
dR sR
VK = Von • (0,476 + 1,571 • Ek —^9,426•Von • Ek • — (4)
Оценку теплотехнических свойств ограждающих конструкций далее можно легко получить по известным методикам расчёта [7].
Таким образом, развитие моделей технологических процессов, их численные и содержательные исследования позволят оптимизировать процесс подготовки и возведения ограждающих конструкций из крупнопористого керамзитобетона в несъемной опалубке с заданными теплотехническими свойствами.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бужевич Г.А. Легкие бетоны на пористых заполнителях.-М.:Стройиздат,197 0.-27 2с.
2. Иванов И.А. Технология легких бетонов на искусственных пористых заполнителях. Учеб. Пособие
для вузов.М.:Стройиздат,1974.-287с.
3. Наназашвили И.Х. Строительные материалы из древесно-цементной композиции.-2-е изд., перераб. и доп.-Л.:Стройиздат,1990.-415с.:ил.
4. А.В. Лыков. Тепломассообмен ( Справочник) М.," Энергия, 1971, 558 с.
5. Ю.Ш. Матрос, В.А. Кириллов, М.Г. Слинько. Общие принципы построения модели нестационарных процессов в неподвижном слое катализатора. - В кн.: Моделирование химических процессов и реакторов.
Т.3. Новосибирск: изд. Ин-та катализа Сиб. отд. АН СССР, 1972.,- С. 62-75.
6. Камбург В.Г., Шепталин Н.В. О новом подходе в моделировании процессов, протекающих в динамических термодиффузионных камерах различных типов. Интегральные преобразования и их использование в краевых задачах . Сборникнаучных тр, Ин-т математики НАН Украины, Киев, 1996.,-С.68-7 6.
7. Строительные нормы и правила Российской Федерации СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий. М.: Госкомитет РФ по строительству и жилищно-коммунальному комплексу, 2004.
