CC BY
63
Вюник ПДАБА
До 80 ргччя Приднтровсъког державног академп будгвництва та архгтектури
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Математическая теория оптимальных процессов / Понтрягин Л. С., Болтянский В. Г., Гамкрелидзе Р. В., Мищенко Е. Ф. - [3-е изд.]. - М. : Наука, 1976. - 392 с.
2. Ту Ю. Современная теория управления / Ю. Ту. - М. : Машиностроение, 1971. - 472 с.
3. Лермит Р. Проблемы технологии бетона / Р. Лермит. - М. : Госстройиздат, 1959. - 294
с.
4. Иориш Ю. И. Виброметрия / Ю. И. Иориш. - М. : Машгиз, 1963. - 325 с.
5. Шмигальский В. Н. Формование изделий на виброплощадках / В. Н. Шмигальский. - М. : Стройиздат, 1968.
6. Руководство по технологии формования железобетонных изделий. - М. : Стройиздат, 1977. - 167 с.
7. Сторожук Н. А. Вибровакуумирование бетонных смесей и свойства вакуумбетона / Н. А. Сторожук. - Днепропетровск : Пороги, 2008. - 251 с.
8. Сторожук Н. А. К вопросу уплотнения бетонных смесей вибровакуумированием // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. - 1976. - № 2. - С. 110 - 115.
9. Сторожук Н. А. Исследование нового способа уплотнения бетонных смесей под действием вакуума // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура - 1982. - № 11. - С. 67 -71.
10. Сторожук Н. А. Задача оптимального управления уплотнением бетонных смесей /
Н. А. Сторожук, Т. Н. Дехта // Вюник Придншровсько! державно! академи буд1вництва та архгтектури. - 2001. - № 1. - С. 46 - 53.
УДК 691:699.86.002.3
ПОР1ВНЯЛЬНИЙ АНАЛ1З Ф1ЗИКО-МЕХАН1ЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ РОЗПОВСЮДЖЕНИХ ТЕПЛО1ЗОЛЯЦ1ЙНИХ МАТЕР1АЛ1В ТА ПЕРЕВАГИ
П1НОСКЛА
А. С. Щербак., асп. ДНУЗТ¡м. академЫа В. Лазаряна, м. Днтропетровсък
Ключовi слова: тепло1золяцШт матер1али, теплопров1дтстъ, паропроникмстъ, мщтстъ, морозосттюстъ.
Вступ. Пшоскло — сучасний тип ¡золяцшного матер1алу, який своею низькою об'емною вагою 1, тим самим, низькою теплопровщшстю повшстю екв1валентний старшим класичним природним ¡золяцшним матер1алам { перш за все пробщ. За шшими властивостями, наприклад, за малим водопоглинанням { високою мехашчною мщшстю, пшоскло набагато перевершуе пробку. Значною перевагою тноскла пор1внянно з деякими природними { нов1тшми штучними ¡золяцшними матер1алами е його неоргашчний склад. Як { всяке скло, пшоскло стшке до дп гнилизни, м1крооргашзм1в, комах { гризушв, не горить, характеризуемся постшнютю об'ему { стшюстю до ди води { вс1х х1м1чних реагенпв, за деякими винятками: плавикова кислота 1 гаряч1 концентроваш розчини пдроокишв лужних метал1в [1; 2].
Розглянемо детально основш переваги тноскла перед шшими поширеними тепло1золяцшними матер1алами.
Теплопровщшсть. Лабораторно визначуване значення теплопровщносп тноскла вище на 20—30 %, шж у мшераловатних плит схщного призначення { сфери застосування. Але при вибор1 матер1алу для тепло1золяци споруд, при пор1внянш таких матер1ал1в, як мшеральна вата { пшоскло, необхщно врахувати ще два чинники.
Теплопровщшсть мшерально! вати залежить вщ вологост пов1тря м1ж волокон, а оскшьки м1жволоконне пов1тряне середовище активно взаемод1е з атмосферою, теплопровщшсть мшерально! вати мае змшне значення. А ось газове середовище замкнутих осередюв тноскла не залежить вщ волопсних { температурних змш навколишнього середовища. Залежшсть значення теплопровщносп для мшерально! вати вщ вологосп пов1тря показана на рисунку 1. Видно, що чим вища волопсть повпря м1ж волокон мшерально! плити, тим вища теплопровщшсть волокнистого матер1алу. Для тноскла значення теплопровщност не залежить вщ вологосп пов1тря. Отже, для мшерально! вати юнуе значення вологост пов1тря м1ж
волокон, коли теплопровщшсть даного матерiалу дорiвнюe або вища за теплопровщшсть пiноскла.
За час експлуатаци теплоiзолювальноl конструкцп змiнюються (погiршуються) параметри застосованого теплоiзоляцiйного матерiалу. Як показуе досвiд виробництва, мiнеральна вата руйнуеться i повнiстю втрачае функцп, що покладаються на не!, протягом 50 роюв. Процес руйнування i втрати теплозахисних властивостей вiдбуваеться поступово протягом усього термiну експлуатаци. У цей же час гарантований термш експлуатаци шноскла складае понад 100 роюв. Змiна теплопровiдностi мшерально1 вати i пiноскла з часом показана на рисунку 2. Отже, на пiдставi вищевикладеного, з урахуванням усiх чинниюв, що впливають на термiчний отр конструкцп, перевага пiноскла як теплоiзоляцiйного матерiалу очевидна.
Тепрлопровiднiсть
Рис. 1. Залежтсть значения теплопровгдностг матергалгв вгд вологостг повгтря:
1 — тноскло,
2 — м1неральна вата, тнопол1стерол та гншг пол^мерш утеплювач1
Термiчний отр
теплоiзоляцiйноl
конструкцп
Рис. 2. Залежтсть значення теплопровгдностг тноскла г мгнерально! вати з часом:
1 — тноскло,2 — м1неральна вата, 3 — точка повного руйнування м1нераловатного
теплозахисного шару
Паропроникшсть. В основному вс матерiали ( винятком е метал i скло) пропускають водяний пар. В р^ коли пар проникае в шар якого-небудь матерiалу, при температурi утворення роси пар конденсуеться або, якщо температура нижча за температуру замерзання, перетворюеться на лщ. Це явище погiршуе коефщент корисно1 ди (ККД) теплоiзоляцiйних матерiалiв, оскiльки для того, щоб теплоiзоляцiя продовжувала виконувати сво! функцп, необидно, щоб вона залишалася сухою. На практищ важко зберiгати бiльшiсть застосованих теплоiзоляцiйних матерiалiв у сухому сташ, використовуючи паронепроникний шар, оскiльки цей шар достатньо тонкий i його легко пошкодити. Конденсацiя також вщбуваеться у випадках, коли робоча температура вища за температуру навколишнього середовища. Крiм того, конденсацiя може привести до корози, яка також е однiею з серйозних проблем. Унаслщок особливостей будови пiноскла, описаного вище, паропроникнiсть його близька до нуля.
Мщшсть. Пiноскло е наймiцнiшим серед шших ефективних теплоiзоляцiйних матерiалiв. Мщшсть пiноскла на стиск у кшька разiв вища, нiж у шнопласту i волокнистих матерiалiв.
Вюник ПДАБА
До 80 ргччя ПридтпровсъкоИ державно! академИ будгвництва та архгтектури
Розглянемо стутнь важливостi мщносп на стиск для теплоiзоляцiйних матерiалiв у будiвництвi. Стискання теплоiзоляцiйного матерiалу приводить до деформаци та збшьшення його теплопровiдностi i вiдповiдно зниженню теплозахисних властивостей конструкцп. Пiноскло ж не деформуеться пiд навантаженням. Бшьше того, теплоiзоляцiйнi матерiали з низькою мiцнiстю вимагають анкерного i штирьового крiплення до несучо1 конструкцп споруди, ^ чим менша мiцнiсть, тим бшьша кiлькiсть елементiв крiплення використовуеться для фшсацл теплоiзоляцil. Отже, збшьшуеться кiлькiсть високотеплопровiдних включень, якi створюють додатковi «мiстки холоду». У той же час теплоiзоляцiйний матерiал з вищими показниками мiцностi може нести частину навантаження за рахунок власних фiзичних властивостей, що дозволяе в деяких випадках i зовсiм не застосовувати додаткових кршлень, якi зменшують опiр теплопередачi теплоiзоляцiйного шару.
Повггропроникшсть. У випадку, якщо теплоiзоляцiйна конструкщя з використанням мшерально1 вати мае недостатнш опiр повiтропроникностi, тепло може просто «видуватися» дiею вiтру. Ця проблема стосуеться тiльки волокнистих матерiалiв. У той же час шноскло мае нульове значення повiтропроникностi завдяки тому, що даний матерiал складаеться з герметично замкнутих осередкiв. Тому навт за вiдсутностi додатково обладнано1 повiтроiзоляцil i будь-яко1 сили в^ру нiякого «видування» тепла з тноскла не буде. Отже, за повггропроникшстю пiноскло перевершуе будь-який тип волокнистих теплоiзоляцiйних матерiалiв.
Морозостiйкiсть. Як i в попереднiх випадках, пiноскло значно перевершуе за даним параметром будь-який волокнистий теплоiзоляцiйний матерiал i, зокрема, мшеральну вату. Суть у тому, що вода не може стати причиною руйнування матерiалу при замерзанш i розширеннi, оскiльки фiзично не може проникнути всередину тноскла. З волокнистими матерiалами все йде дiаметрально протилежно. Вода не тiльки проникае всередину волокнистого матерiалу за рахунок ефекту змочування, а i конденсуеться на волокнах ж мшерально1 вати при змiнi температури i вологостi. При замерзаннi вода, що кристашзуеться, поступово руйнуе внутрiшню структуру волокнистого матерiалу .
Висновок. Пщводячи пiдсумок порiвняння теплоiзоляцiйних матерiалiв, зробимо невеликий юторичний екскурс. В середин ХХ столiття в розвинених крашах почалося активне заселення мiст, унаслщок чого виникла необхiднiсть масового будiвництва мiського житла. У той час були достатньо вщладжеш технологи промислового виробництва таких неорганiчних теплоiзоляцiйних матерiалiв як скловата i пiноскло. Але висок темпи будiвництва вимагали здешевлення вшх типiв будiвельних матерiалiв, а технологи виробництва скловати i тноскла вимагали варки скляного натвфабрикату, i лише потiм вироблявся кiнцевий продукт. На т часи вартiсть даних теплоiзоляцiйних продуктiв була достатньо високою через недостатню розвинешсть енергетики. I ось саме унаслщок здешевлення (а не унаслщок пiдвищення якостi кшцевого продукту), почалася розробка технологи отримання шлаковати i кам'яно1 вати, яка полягала в переробщ шлакiв металурги (вiдходiв) i так званих "порожшх порiдм (базальт, вапняк, доломiт i т. i.), що отримуються у вiдвалi при видобутку корисних копалин. Але отримати у виробничому процес скiльки-небудь довгi волокна шлаковати i кам'яно1 вати методом тягнення (як при виробнищга скловати) не вдалося. Тому данi типи волокнистих матерiалiв отримують центробiжним способом або методом роздуву. Як наслщок виходять тоню кам'ят голки (довжина 1—2 мм), що зв'язуються в плити i мати за допомогою в'яжучого (як правило, фенолформальдепдно1 смоли), а не за рахунок сплетення (як скловата). Якщо провести аналопю, то дат продукти з кам'яно1 i шлаково1 вати можна порiвняти з деревостружковими плитами, якi виготовляються з тирси, зв'язано1 все пею ж фенолформальдегiдною смолою. Цi плити також були створеш i застосовуються замiсть чистого дерева для зниження собiвартостi виробництва меблiв.
В нашш державi iмпортна мiнеральна вата позицюнуеться як якнайкращий матерiал, що не мае собi рiвних, у той час коли в свт вш визнаний як масовий i недорогий утеплювач. Причина в тому, що виробляеться вона в кра1нах iз високими цiнами на енергоносil i значною цiною трудових ресурсiв, а без подiбноl реклами продати и у нас украй складно. Вартiсть iмпортноl мiнеральноl вати на територп нашо1 кра1ни така ж, як i вартiсть пiноскла. Для порiвняння: у СС в цiни на шноскло i кам'яну вату вiдрiзняються в 7 разiв. Але в той же час европейське шноскло продаеться в обсяг, близьких до обсяпв продажiв кам'яно1 вати.
У галузевш науково-дослiднiй лабораторil «Матерiали та будiвлi для залiзничного транспорту» Дшпропетровського нацiонального унiверситету залiзничного транспорту iменi
академша В. Лазаряна проводяться дослщження в галуз1 розробки модифшованого тноскла з полшшеними ф1зико-мехатчними властивостями.
В результат! дослщжень плануеться отримати модифшований тепло1золяцшний матер1ал з нижчими показниками середньо! щшьност1, коефщ1ента теплопровщносп, водопоглинання, горючост { токсичносп, шж у традицшного тноскла [3]. У найближчих статтях будуть висвплет основш результати наукових дослщжень у цьому напрямю.
ВИКОРИСТАНА Л1ТЕРАТУРА
1. Шилл Ф. Пеностекло. М. : Издательство литературы по строительству, 1965.— 4с.
2. Демидович Б. К. Пеностекло. Минск. : Наука и техника,1975.—178 с.
3. Пшшько О. М. та ш. Ефективтсть використання тноскла як тепло1золяцшного матер1алу в буд1внищга // В1сник Одесько! державно! академи буд1вництва та арх1тектури, 2009. — №34.-С.152.
УДК 666:913
ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ МАТЕРИАЛОВ
ИЗ ФОСФОГИПСА
В. Н. Деревянко д. т .н., проф., В. А. Телъянов, асп.
Ключевые слова: фосфогипс, дигидрат гипса, сушка, водостойкостъ.
Постановка проблемы. Современный научно-технический прогресс в мире связан с использованием природных ресурсов и накоплением техногенных отходов.
Средний уровень полезного использования промышленных отходов в хозяйственных целях составляет примерно 15 %. Наиболее высоким уровнем использования в качестве вторичного сырья характеризуются следующие виды отходов: лом и отходы черных и цветных металлов (86 и 100 % соответственно), щелоки сульфитные (68 %), макулатура (66 %), древесные отходы (50 %), шлаки доменного производства (39 %), огарки пиритные (около 30 %). Плохо используются золы и шлаки ТЭС - 10,4 %, полимерные отходы — 8,3 %, фосфогипс - 2,0 %.
Фосфогипс является крупнотоннажным отходом производств фосфорсодержащих удобрений и фосфорной кислоты. Его физико-механические свойства (способность схватываться с одновременным переходом в форму дигидрата сульфата кальция, нахождение в а-форме гипсовых вяжущих) делают фосфогипс перспективным материалом для прямого производства строительных изделий, гипсового камня и гипсовых вяжущих.
В настоящее время накоплено более 60 млн. в т. фосфогипса, который обычно утилизируется в отвалы, ежегодно пополняющиеся примерно на 2,3 млн. т. Необходимость транспортирования и хранения фосфогипса в отвалы усложняет эксплуатацию предприятий, ухудшает экологическую обстановку прилегающей к заводу территории. Фосфогипс отравляет почву и водоемы содержащимися в нем растворимыми примесями фтора и фосфорной кислоты. Для создания отвалов фосфогипса приходится постоянно отчуждать огромные участки земель. Исходя из этого, вопрос переработки фосфогипса является особенно актуальным [1].
Анализ публикаций. Используя основополагающие материалы, изложенные в трудах
П. П. Будникова, Ю. И. Бутта, А. В. Волженского, наиболее существенный вклад в развитие производства вяжущих из фоссогипса внесли П. В.Новосад, Н. М. Скляр, П. С. Боднар, Вл. И. Дворкин, М. А. Саницкий и другие. Ими были сформулированы научные концепции, исследованы закономерности получения высокачественных материалов, полученых из фосфогипса, способные обеспечить высокие функциональные свойства материалов.
Цель работы. Проанализировать существующие методы переработки фосфогипса в вяжущие вещества.
Основной материал. В настоящее время разработан и опробован в производственных условиях ряд технологий получения гипсовых вяжущих из фосфогипса.
Технологические процессы получения гипсовых вяжущих, основным компонентом которых служит полугидрат сульфата кальция или ангидрит, включают подготовку исходного продукта к обжигу и обжиг.
