ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРА

ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРА

Таблица 1 – Свойства различных утеплителей

В СибАДИ разработан и предложен состав ячеистого бетона – пеностеклобетон (ПСБ) плотностью 400-550 кг/м 3, в основу которого положена модель пористого тела с ячеистой

структурой (пенобетон) и пористым заполнителем сферической формы (пеностекло). Прове­ денные испытания показали, что введение в пенобетонную смесь гранулированного пеностекла позволяет добиться улучшения физико-механических (таблица 2) и теплоизоляционных свойств бетона [4,5].

Таблица 1 – Физико-механические свойства материалов и смесей для приготовления пено­ стеклобетона [4].

Фундаментальные и прикладные исследования молодых учёных: материалы Международной научно- практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных, 8-9 февраля 2017 г.

ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРА

Пеностеклобетон – материал для ограждающих конструкций, который относится к конструк­ тивно – теплоизоляционным и теплоизоляционным материалам и рекомендуется для строи­ тельства жилых и общественных зданий (рисунок 1) [3,6].

Рисунок 1 – Виды пеностекла

85

Выявлено значительное влияние ввода гранул на плотность пеностеклобетона, который стал легче исходного пенобетона на 7 –20 %, причем, чем выше была плотность пенобетона,

тем значительнее было относительное снижение плотности пеностеклобетона. При использо­ вании фракции 20 - 40 мм плотность снижалась на 16 – 25 %, а фракции 10 –20 мм – на 7 –

15%. Сравнение пенобетона и пеностеклобетона показало существенное (на 1/3) снижение те­ плопроводности: 0,19 Вт/(м 0С) при плотности пенобетона 600 кг/м3 и 0,10 - 0,12 Вт/(м 0С) при плотности пеностеклобетона 450 - 550 кг/м3 [7].

Известны различные сложные структурные модели, включающие поры разных размеров с закономерно уменьшающимся диаметром Д; 0,4Д; 0,22Д; 0,15Д; 0,12Д /1-3/. Однако предложен­

ные модели не нашли практической реализаций, так как невозможно их связать с реальной тех­ нологией получения материалов с ячеистой структурой и не разработана технология получения пор заданных размеров.

Предложенный автором состав пористого материала, состоящий из следующих компонен­ тов: портландцемент М 400, зола-унос ТЭС, жидкое натриевое стекло, пенообразователь, гра­

нулированное пеностекло, позволяет решить практически важные задачи снижения материа­ лоёмкости за счет использования отходов производств и повышения теплозащитных и прочно­ стных свойств за счет введения гранул пеностекла.

Следует отметить и то, что, доступность сырьевой базы (в большинстве составляющие компоненты местного производства) и простота технологии изготовления изделий из пеностек­ лобетона может быть доступна различным строительным организациям и производствам.

В основу практической реализации предложенного пористого материала (пеностеклобето­ на) положены два принципа получения ячеистой структуры бетона: принцип пенной поризации, основанный на методе раздельного получения сырьевой смеси и использование высокопорис­ того заполнителя сферической формы.

Принцип формирования ячеистого материала заключается в последовательном получении полуфабрикатов: цементное тесто → пенобетонная смесь→ пеностеклобетонная смесь → ко­ нечный продукт – пеностеклобетон [7].

Фундаментальные и прикладные исследования молодых учёных: материалы Международной научно- практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных, 8-9 февраля 2017 г.

ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРА

Этот способ предполагает сплошное заполнение пустотности между гранулами пеностекла связующей фазой - пенобетонной смесью. Омоноличивание гранул пеностекла пенобетонной смесью позволяет получать высокоэффективные теплоизоляционные и конструктивно- теплоизоляционные строительные материалы и изделия [5]. Важным фактором, определяющим

эффективность материала, является: высокая пористость матрицеобразующего материала (пенобетона) и заполнителя (пеностекла), которые имеют в основном замкнутые поры правиль­ ной (сферической) формы. Таким образом, физико-механические свойства рассматриваемых

материалов находятся в зависимости от следующих параметров: объёмного содержания ком­ понентов, прочностных и упругих свойств компонентов, прочности сцепления связующего с за­ полнителем.

Принцип подбора состава пеностеклобетона не отличается от подбора составов других бе­ тонов на пористых заполнителях, но вследствие большой разницы в плотности заполнителя и растворной части необходимо учитывать опасность расслаивания.

Кроме того, эффективность производства изделий из пеностеклобетона достигается ис­ пользованием отходов местных производств: золы-уноса ТЭС г. Омска; гранулированного пе­

ностекла, получаемое из отходов боя тарного и строительного стекла; пенообразователя, полу­ чаемого из отходов мясо- и птицефабрик. .Эффективность применения золы-уноса тепловых

электростанций, заключается в том, что она может частично или полностью заменить мелкий заполнитель других видов (кварцевый и керамзитовый песок, гранулированный доменный шлак и т.п.), улучшить теплофизические свойства и существенно снизить удельную энергоёмкость конструкции.

Следует отметить, что зола в легких бетонах выполняет две функции. Во-первых, являясь

дисперсным материалом, размер частиц которых близок к цементным, зола вместе с цементом образует смешанное золоцементное вяжущие. Во-вторых, мельчайшие фракции золы выпол­

няют роль мелкого заполнителя. Применение более грубодисперсных фракций зол не рекомен­ дуется в связи с тем, что они отрицательно влияют на прочность и долговечность легких бето­ нов.

В связи с этим в качестве мелкого заполнителя легких бетонов целесообразно применять наиболее тонкие золы. Такие золы характеризуются повышенным содержанием пористых час­ 86 тиц и пониженным содержанием несгоревшего (неактивного) углерода.

Практически установлено, что введение в состав бетона пылевидной золы улучшает техно­ логические свойства смеси (удобоукладываемость, нерасслаиваемость), повышает прочность и однородность структуры, облегчает бетон и позволяет существенно снизить расход цемента.

Гранулированное пеностекло – теплоизоляционный материал, в котором удачно сочетаются

прочность, огнестойкость, биостойкость, долговечность и экологическая чистота с хорошими теплофизическими характеристиками. Кроме того, гранулированное пеностекло имеет ряд зна­ чительных преимуществ перед блочным, главными из которых являются: более простая техно­ логия изготовления и значительное уменьшение количества брака. [3,6,7]

В качестве химической добавки применяется жидкое натриевое стекло. Этот материал яв­ ляется важной частью пенобетонной массы, так как способствует уменьшению сроков схваты­ вания, что способствует сохранению структуры бетона (предотвращает оседание массы).

Образование пористой структуры материала достигается раздельным приготовлением це­ ментозольного раствора и технической пены с требуемыми свойствам с дальнейшим их пере­ мешиванием до получения однородной пенобетонной смеси. Использование гранулированного пеностекла в качестве высокопористого заполнителя в пенобетонной смеси требует строгого соблюдения технологических операций. Возможно использование двух способов формования изделия: 1) раздельное формование, которое заключается в предварительной укладке в форму крупного заполнителя – гранул пеностекла с последующим заполнением межзернового про­

странства раствором (пенобетонной смесью); 2) подача гранул пеностекла в пенобетоносмеси­ тель принудительного действия с горизонтальным валом со специально подобранными лопа­ стями для уменьшения дробимости заполнителя и однородного распределения по объёму. Эти способы производства могут быть реализованы с минимальными капитальными затратами на существующих предприятиях и заводах, выпускающих ячеистые бетоны. Для изготовления штучных изделий заданной номенклатуры из крупных пеностеклобетонных блоков наиболее рационально использовать резательную технологию[6,7].

На основании изложенного можно сделать следующие выводы:

Фундаментальные и прикладные исследования молодых учёных: материалы Международной научно- практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных, 8-9 февраля 2017 г.

ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРА

1.Имеются достаточные предпосылки для широкого использования менее энергоемких технологий и более дешевых компонентов местного производства и отходов (гранулированное пеностекло, получаемое из боя тарного и строительного стекла, зола-унос ТЭС), которые су­

щественно влияют на стоимость изделий и экологическую обстановку в городе.

2.Пеностеклобетон, полученный путем омоноличивания гранул пеностекла неавтоклав­ ным пенобетоном, был на 7 –20 % легче исходного пенобетона, теплопроводность при этом снизилась с 0,19 до 0,10 –0,12 Вт/м 0С.

3.Омоноличивание гранул позволяет получать штучные изделия, что расширяет приме­ нение гранулированного пеностекла, однако, чтобы не понизить долговечность и стойкость ма­ териала, следует использовать неорганические связки – водостойкие минеральные вяжущие.

Роль последних наиболее эффективно с позиции оптимальных долговечности и технологично­ сти могут выполнять пено- и газобетоны.

4.В зависимости от состава и физико-механических свойств пеностеклобетоны и изделия

из них, могут иметь различную область применения в строительстве (мелкоштучные стеновые блоки, панели, перегородки и другие виды строительных деталей).

Научный руководитель – канд. техн. наук, доц. Аксёнова С.М.

Библиографический список

1. Аксенова, С.М. Технико-экономическое обоснование применения гранулированного пеностекла в бетонах / С.М. Аксенова // Ориентированные фундаментальные и прикладные исследования – основа мо­ дернизации и инновационного развития архитектурно-строительного и дорожно-транспортного комплексов России: материалы 65-й науч.-техн. конф.: в 3-х кн., кн.2 / СибАДИ. – Омск, 2011. – С. 131–134.

2. . Аксенова, С.М. Легкие бетоны на пористых заполнителях в современном строительстве / С.М. Ак­ сенова // Ориентированные фундаментальные и прикладные исследования – основа модернизации и ин­ новационного развития архитектурно-строительного и дорожно-транспортного комплексов России: мате­ риалы 66-й науч.-практ. конф., 2012 г. / СибАДИ. – Омск, 2012. – С. 150–154.

4.Иванова, С.М. Композиционный цементный пеностеклобетон : дис. … канд. техн. наук : 05.23.05 : защищена 29.09.2005 : утв. 03.03.2006 / Иванова С.М. ; научн. рук., проф. И.Л. Чулкова ; ЮУрГУ. – Челя­ бинск, 2005. – 254 с.

5.Погребинский, Г.М. Омоноличивание гранулированного пеностекла / Г.М. Погребинский, И.Л. Чул­ кова, С.М. Иванова // Проектирование и строительство в Сибири. – 2002. – № 5. – С. 29.

6.Иванова, С.М. Пеностеклобетон – модифицированный вид ячеистого бетона / С.М. Иванова // Про­ ектирование и строительство в Сибири. – 2004. – № 2. – С. 27.

7.Иванова, С.М. Формирование ячеистой структуры легкого бетона / С.М. Иванова // Межвузовский сборник трудов молодых ученых, аспирантов и студентов / СибАДИ. – Омск, 2004. – Вып.1, ч.1. – С. 57–61.

MODIFIED TYPE OF CELLULAR CONCRETE

Valery Y. Belova

Abstract. The paper studies the market of heat-insulating materials in modern construction. Presents the physical and mechanical properties of the new highly-efficient thermal insulation material - penosteklobetona. A method of obtaining of the cellular-concrete structure and defined the scope of the penosteklobetonnyh products and designs.

Keywords: cellular concrete, foam glass, insulation, insulation, porosity.

Белова Валерия Юрьевна, студентка группы Архб-12П1, СибАДИ-ИСИ (644090, г. Омск, пр. Мира, 5, e-mail: aks-svet@mail.ru).

Valery Y. Belova, student group Arhb-12P1, SibADI-ISI (644090,Omsk, 644090, Mira, 5, e-mail: akssvet@mail.ru)

Фундаментальные и прикладные исследования молодых учёных: материалы Международной научно- практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных, 8-9 февраля 2017 г.