CC BY
36
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ицкович С. М. Крупнопористый бетон (технология и свойства). - М. : Стройиздат, 1977. - 117 с.
2. Патент РФ №98122779/03, 17.12.1998. Способ изготовления трёхслойной панели//Патент России №2154135.2002. Бюл. №28. / Соломатов
B. И., Ерофеев В. Т., Автаев П. И. [и др.].
3. Авторское свидетельство СССР №1234193, 06.07.1984. Способ изготовления бетонных изделий // Авторское свидетельство СССР №3766830.01.02.1986. Бюл.№20. / Максимов
C. В., Полонский Л. А., Полищук О. А.
Максимов Сергей Валентинович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Строительное производство и материалы» УлГТУ. Сфера научных интересов - монолитный бетон и керамика.
Шеймухова Яна Викторовна, инженер кафедры «Строительное производство и материалы» УлГТУ.
Самаркина Наиля Викторовна, инженер кафедры «Строительное производство и материалы» УлГТУ.
Поступила 10.10.2017 г.
УДК 691.32
С. В. МАКСИМОВ
СТЕНОВЫЕ ИЗДЕЛИЯ. НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИЙ
Рассмотрены изменения в конструировании стеновых ограждающих изделий. Показана целесообразность замены полимерных теплоизоляционных изделий в комплексных стеновых на крупнопористый бетон. Определено направление производства слоистых стеновых изделий с применением крупнопористого бетона.
Ключевые слова: стеновые изделия, теплоизоляция, пористые заполнители, крупнопористый бетон, расслоение.
Продвижение эффективных стеновых изделий на рынке основано на сочетании качества и стоимости. Через стеновые ограждающие конструкции зданий и оконное остекление теряется до 75% тепловой энергии. Появление искусственных пористых заполнителей в начале прошлого века сопровождалось как изменениями цен на энергоносители, так и строительством сооружений из пространственных конструкций, многоэтажных зданий.
Предложенный в 1928 г. Костырко Е. В. керамзит являлся и до сих пор является их основным представителем. Несмотря на стратегически ограниченную эффективность использования искусственных пористых заполнителей (высокая энергоёмкость производства) в советский период, базирующийся на плановой экономике, их применение было достаточно широким и объём-
© Максимов С. В., 2017
ным. Значительное место в использовании искусственных пористых заполнителей и прежде всего керамзита занимали стеновые ограждающие конструкции, изготовление которых в виде панелей производилось на заводах КПД, а в монолитном строительстве с применением опалубочных систем непосредственно на объектах строительства.
Переход к рыночной экономике сопровождался изменением экономического базиса, что привело к резкому изменению цен энергоносителей, потребовало изменения теплоизоляционных свойств панелей и монолитных конструкций стен в 2,5-3 раза для сохранения затрат на отопление зданий и сооружений.
Достигнуть увеличения эксплуатационных теплоизолирующих свойств с применением традиционных решений без снижения такого эксплуатационного показателя, как долговечность, в ограниченный период отечественная наука и практика не смогли. Была принята ориентация
на западный опыт использования комплексных конструкций с применением полимерных теплоизоляционных изделий из пенополистирола, пенополиуретана и минераловатных плит.
Пришлось прибегнуть к быстрому внесению изменений в нормативы применения изделий с использованием полимерных материалов. Возможные сроки применения конструкций с полимерными материалами были увеличены примерно в 2 раза. При этом обращалось внимание на ужесточение требований к их качеству.
Теплоизоляционные полимерные материалы стали устанавливаться внутри и снаружи изделий. Установка теплоизоляционных полимерных материалов внутри помещений в нашей стране ограничена невысоким нормативным показателем площади на одного человека, что затрудняет их проветривание.
В стремлении добиться высоких теплоизоляционных показателей наука и практика ориентированы на увеличение толщины применяемых полимерных теплоизоляционных изделий с 10 до 20 см, при использовании системы гибких связей между защитными слоями при максимальной толщине, нанесению их непосредственно на наружную поверхность предварительно изготовленных бетонных изделий, возведению каменных с устройством специальных защитных покрытий толщиной не более 4 см непосредственно на объектах строительства.
Невысокая долговечность полимерных теплоизоляционных изделий, трудности в обеспечении как их качества, так и контроля установки приводят к ограниченной эффективности применения.
Отечественные наука и практика имеют ещё значительный неиспользованный потенциал, который был накоплен в период плановой советской экономики в ряде направлений строительной индустрии, в том числе производстве и применении ограждающих изделий и конструкций. Отечественные разработки имеют потенциальные преимущества перед зарубежными. Они находятся в той или иной степени завершённости.
Настоящая кризисная ситуация вынуждает проведение быстрой доводки и внедрения эффективных разработок. Однако имеются трудности прохождения разработок через фонды инвестиций. Отсутствие опыта предприятий в совместной работе с разработчиками и разделения ответственности за невыполненные или неэффективно выполненные работы является тормозом к внедрению. В плане координации работ по завершению разработок, их внедрению с учётом интересов не только разработчиков и предприятий, на которых данные работы реализованы
впервые, но и региона в целом, значительна роль регионального руководства.
Доведённые до завершения разработки в области применения ограждающих изделий и конструкций с учётом местных особенностей и реалий сегодняшней кризисной ситуации при реализации позволят предприятиям получить устойчивое длительное превосходство. Суть решений, лежащих в основе ведущихся нами разработок, лежит в отказе от применения полимерных теплоизоляционных изделий за счёт использования комплексных изделий, включающих только минеральный материал.
Целесообразность возврата к этим подходам бесспорна, и примеры применения усовершенствованных решений имеются. Например, имеет место возврат к применению ранее известного решения по экономии мелкоштучных, в качестве которых выступают керамический и силикатный кирпич, посредством использования засыпок из сыпучих теплоизоляционных материалов. В настоящее время применение засыпок из искусственных пористых заполнителей наибольшим образом ориентировано на повышение теплоизолирующих свойств стеновых конструкций. На предприятии ООО «Керамзит» реализовано применение засыпок из керамзитового гравия пониженной объёмной массы 300^400 кг/м3 в самонесущих конструкциях стен многоэтажных зданий. В качестве ограждений стен с внутренней стороны использованы керамзитобетонные блоки, а с наружной облицовочный керамический и силикатный кирпич. Лабораторией строительных материалов и грунтов УлГТУ проводился контроль теплоизолирующих свойств стеновых конструкций этих зданий с помощью тепловизора РЫКЕ30. Термическое сопротивление составляло 4,20 м2'°С/Вт, что соответствует требованиям СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий».
Существенное повышение теплоизолирующих свойств однослойных керамзитобетонных конструкций, как было показано в работах Ицковича С. М., возможно при переходе с плотного бетона на крупнопористый. Испытания модели крупнопористого бетона, представленной на рисунке, показывают повышение теплоизолирующих свойств в 2-3 раза. Эти возможности объяснялись свойствами применяемых гранул керамзита; их межзерновой пустотностью (0,31-0,35), толщиной обмазки 0,187-0,32 мм.
Формирование структуры керамзитобетона протекает в условиях двух капиллярных систем: цементного теста (а затем цементного камня) и керамзита. Зерна пористых заполнителей в бето-
не играют роль как «микронасосов», так и «аккумуляторов» влаги. Первые отсасывают воду из цементного теста, благодаря чему оно уплотняется, и процессы структурообразования усиливаются, вторые отдают воду обратно цементному тесту, что способствует более полной и длительной гидратации вяжущего.
Наличие керамзита в бетоне приводит к усилению физико-химических реакций, особенно на контактном слое между заполнителями и цементным раствором.
Кристаллизационная структура может образоваться уже в начале гидратации цемента, что ведёт к увеличению начальной прочности по сравнению с тяжёлым бетоном, поэтому период предварительной выдержки на основании проведённых экспериментов можно сократить на 0,51,5 часа. Интенсивность роста начальной прочности керамзитобетона по сравнению с тяжёлым бетоном усиливается с увеличением объёмной концентрации керамзита, расхода цемента, уменьшением жёсткости бетонной смеси и прочности керамзита. Так как скорость структу-рообразования керамзитобетона преобладает над данной скоростью тяжёлого бетона, то это отличие должно усиливаться в процессе тепловой обработки, ускоряющей процессы твердения бетонов.
Испытания керамзитового гравия, выпускаемого ООО «Керамзит», проведённые в лаборатории УлГТУ, показали возможности достижения средней плотности 370 кг/м3, водопоглоще-ния не более 5-7%, толщины обмазки гранул после вибрационной обработки 0,187-0,32 мм.
Получение самого крупнопористого бетона имеет проблемы в технологиях приготовления и формования. В технологии приготовления проблема заключается в трудностях быстрого и равномерного распределения небольшого количества раствора по поверхности гранул заполните -лей. В технологии формования проблема связана с исключением перемещений раствора по высоте формуемых изделий. Эта проблема становится значимой при формовании вертикально устанавливаемых изделий.
На кафедре «Строительное производство и материалы» УлГТУ разработан способ изготовления трёхслойных изделий, позволяющий достигать требуемых эксплуатационных свойств без существенного увеличения затрат на их достижения. Расслоение предварительно приготовленной смеси керамзитобетона с использованием эффективного технологического приёма
Минимальное содержание раствора, только обмазка гранул заполнителя 44
позволяет достигать требуемых эксплуатационных показателей. Ограничения накладываются на время нахождения предварительно приготовленной смеси до расслоения в связи с изменением её реологических свойств, определяющих этот процесс. После проведения эффективного расслоения смеси на образованный в результате этого крупнопористый керамзитобетон укладывается состав керамзитобетона верхнего слоя, отличительной способностью которого является невозможность расслоения при применяемых параметрах и длительности их приложения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Максимов С. В. Индустриальное домостроение. - 2-е изд. - Ульяновск : УлГТУ, 2004. - 219 с.
2. Максимов С. В. Материаловедение. Технологии конструкционных материалов и их защиты : учебник. - Ульяновск : УлГТУ, 2004. - 285 с.
3. Ицкович С. М. Крупнопористый бетон (технология и свойства). - М. : Стройиздат, 1977. - 117 с.
4. Тепловлажностная обработка конструктивного керамзитобетона (информационный листок) / состав. Максимов С. В. - Ульяновск, 1980.
Максимов Сергей Валентинович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Строительное производство и материалы» УлГТУ. Сфера научных интересов - монолитный бетон и керамика.
Поступила 10.10.2017 г.
