Введение к работе
Актуальность В современном строительстве для фасадов и кровель зданий широко применяются изделия из минеральной ваты Однако существующие минераловатные изделия обладают высокой прочностью только при высокой плотности и большом расходе связующих веществ Снижение средней плотности обычно приводит к снижению физико-механических характеристик и не позволяет применять продукцию в системах наружного утепления фасадов и плоских кровлях
Решение задачи повышения эффективности минераловатных изделий заключается в создании двухслойной плиты с упрочненным верхним слоем
Работа выполнена в соответствии с планом НИР ЗАО «Минеральная вата» и ООО «Роквул Север» на 2005 2007 гг
Цели и задачи. Целью настоящей диссертационной работы является разработка эффективных минераловатных изделий с упрочненным верхним слоем
Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи
обосновать возможность получения двухслойных минераловатных изделий, обладающих повышенными теплотехническими и физико-механическими свойствами,
исследовать влияние состава и структуры материала на свойства готовых изделий,
выявить возможные технологические пути оптимизации строения материала,
оптимизировать состав и структуру двухслойного материала,
разработать и внедрить методики испытаний минераловатных изделий, отражающие реальные условия работы материала,
изучить теплофизические и физико-механические свойства полученных изделий,
произвести проверку результатов исследования в опытно-промышленных условиях
Научная новизна работы:
Обоснована возможность повышения прочностных свойств минераловатных изделий с низкой теплопроводностью путем формирования в одном изделии двух слоев различной плотности, работающих как структурно целостный элемент,
разработана математическая модель двухслойных минераловатных изделий, учитывающая плотность, толщину, физико-механические характеристики и теплопроводность, и позволяющая прогнозировать эксплуатационные свойства готовых изделий,
разработан коэффициент конструктивной эффективности
представляющий собой отношение приведенной прочности материала к плотности и теплопроводности, и позволяющий оценивать качество и эффективность двухслойных изделий и сравнивать различные теплоизоляционные материалы,
установлена зависимость прочности на сжатие при 10% деформации готового двухслойного изделия от толщины и плотности упрочненного верхнего слоя,
установлена зависимость прочности при локальном сжатии готового двухслойного изделия от толщины и плотности упрочненного верхнего слоя,
установлена зависимость теплопроводности готового двухслойного изделия от толщины и плотности упрочненного верхнего слоя,
установлена многофакторная зависимость между физико-механическими параметрами отдельных слоев и прочностными показателями готового двухслойного минераловатного изделия,
установлена зависимость физико-механических и теплотехнических свойств готового двухслойного минераловатного изделия от плотностей верхнего и нижнего слоев и их соотношения,
установлена зависимость прочностных показателей изделий из минеральной ваты от содержания связующих веществ,
установлена зависимость водопоглощения минераловатных изделий от содержания гидрофобизирующих веществ
Практическая значимость работы:
Разработаны двухслойные минераловатные изделия, обладающие повышенными теплотехническими и физико-механическими свойствами прочностью при локальном сжатии до 800 Н, прочностью при 10% деформации до 70 кПа, при сохранении значений теплопроводности на уровне менее 0,04 Вт/(м К),
разработана технология производства двухслойных минераловатных изделий для существующей технологической линии,
разработаны принципы методики исследования механических свойств двухслойных теплоизоляционных систем из минеральной ваты, основанные на теории упругости
Внедрение результатов исследований. Разработаны рекомендации по подбору технологических параметров для изготовления двухслойных минераловатных плит для существующего производства, позволяющие снизить среднюю плотность изделий и расход связующих веществ на 15-20% при сохранении эксплуатационных свойств По результатам работы была выпущена опытно-промышленная партия двухслойных минераловатных плит на заводе теплоизоляционных материалов ООО «Роквул Север»
Подтверждена технико-экономическая эффективность применения двухслойных минераловатных изделий в строительстве, связанная со снижением материалоемкости изделий, материальных затрат на проведение монтажных работ и экономии тепловой энергии, обеспечивающее сокращение расходов более чем на 20%
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы исследований доложены на Четвертой Международной (IX межвузовской) (20-21 апреля 2006 г, Москва, МГСУ) и Юбилейной Десятой международной межвузовской (25-26 апреля 2007 г, Москва, МГСУ) научно-практических
конференциях молодых ученых, аспирантов и докторантов (доклады отмечены почетными грамотами) и на международной научно-практической конференции «Эффективные тепло- и звукоизоляционные материалы в современном строительстве и ЖКХ» (8-Ю ноября 2006 г, Москва, МГСУ), отражены в 8 публикациях
На защиту выносятся:
теоретические положения получения двухслойных минераловатных изделий, обладающих повышенными теплотехническими и физико-механическими свойствами,
методика исследования механических и теплофизических свойств двухслойных теплоизоляционных систем на основе изделий из минеральной ваты,
зависимости физико-механических свойств двухслойных
минераловатных изделий от главных факторов,
математическая модель двухслойного теплоизоляционного изделия из минеральной ваты,
оптимальные технологические параметры производства двухслойных плит для существующей технологической линии,
результаты опытно-промышленной проверки лабораторных исследований
Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, библиографического списка и приложений Работа содержит 141 страницу машинописного текста, 44 рисунка, 22 таблицы, библиографический список, включающий 77 наименований и 2 приложения
