Введение к работе
з
Актуальность работы
Решение практических задач, связанных с повышением уровня тепловой защиты зданий, требует создания современных, малоэнергоемких, экологически чистых стеновых и теплоизоляционных материалов. К числу наиболее перспективных можно отнести неавтоклавные пенобетоны, которые могут успешно применяться в качестве утеплителей многослойных ограждающих конструкций.
В настоящее время накоплен опыт получения пенобетонов плотностью 300-1200 кг/м3 для малоэтажного и индивидуального строительства. Однако, во многом нерешены вопросы по прочности, деформативности, трещиностойкости высокопористых пенобетонов сдерживают применение их в конструкциях стен, покрытий и перекрытий многоэтажных зданий.
Большие потенциальные возможности повышения долговечности заложены в стабилизации вспененной структуры бетонов за счет введения микродисперсных минеральных наполнителей.
Актуальность диссертационной работы состоит в расширении области применения неавтоклавных пенобетонов за счет улучшения их структуры и свойств.
Цель исследований
Целью работы является изучение механизма стабилизации пеноструктур минеральными наполнителями различной природы, состава и свойств; исследование роли знака и величины электрокинетического потенциала на поверхности частиц в стабилизационных процессах; обоснование приоритетных направлений в выборе стабилизаторов с позиций их эффективности; разработка составов и технологии многослойных ограждающих конструкций с применением низкотеплопроводных пенобетонов в качестве утеплителей.
Научная новизна работы
Разработана научная концепция минерализации пены для получения равномерно диспергированной устойчивой структуры пенобетонов в присутствии микронаполнителей. Основными факторами стабилизации служат: уменьшение межфазового натяжения, вследствие создания адсорбционносольватного барьера на поверхности минеральных зерен; возникновение электростатических сил отталкивания, повышение степени структурированности стенок пор.
Исследован вклад адсорбционной способности и пористости минеральных стабилизаторов в создании развитой микроструктуры пеноматериалов. Усовершенствована методика определения электрокинетического потенциала и расширена область ее применения на пенобетоны различного назначения. На базе математической модели разработана система выбора критериев оценки минеральных стабилизаторов и наполнителей с позиций их назначения и участия в процессе вспенивания и структурообразования пенобетонов.
Стабилизированная структура является гарантией получения безусадочных и низкотеплопроводных пенобетонов, а также повышения теплотехнической однородности при использовании их в качестве утеплителя в многослойных конструкциях.
Новизна научного решения защищена патентом на изобретение, заявка № 99118666/03 (019935) «Формовочная смесь для приготовления неавтоклавных пенобетонов».
Практическая значимость работы
Основным практическим результатом является получение пенобетонов с пониженным водопоглощением, капиллярным увлажнением и сорбционной влажностью. Уменьшение объема капиллярной и открытой пористости позволило улучшить и стабилизировать теплофизические характеристики.
Расширена номенклатура минеральных стабилизаторов и наполнителей за счет применения распространенного малодефицитного
5 природного и техногенного сырья, отходов промышленности. Разработана технология монолитного и сборного изготовления двух и трехслойных стеновых панелей, покрытий полов с применением в качестве утеплителя пенобетона плотностью 300-400 кг/м3.
Результаты исследований автора внедрены при строительстве многоэтажных каркасных зданий в г. Тольятти.
На защиту выносятся
-
Результаты теоретических и экспериментальных исследований процессов пенообразования, стабилизации пен материалами различной природы, структуры и свойств.
-
Критерии оценки и принципы систематизации наполнителей.
-
Ингредиентные составы, технологические параметры, физико-механические свойства, схемы производства пенобетонов различной плотности и функционального назначения.
-
Композиционная многослойная конструкция, в которой в качестве утеплителя использован пенобетон плотностью 300...400 кг/м , а конструкционный слой выполнен на основе тяжелых и облегченных бетонов.
-
Результаты производственной апробации и внедрения, экономическая и техническая целесообразность изготовления наполненных пенобетонов и многослойных конструкций с их применением.
Апробация работы
Основные положения и результаты исследований изложены в материалах Всероссийской заочной конференции «Перспективы развития Волжского региона» (город Тверь, 1999), международной HVK «Современные проблемы строительного материаловедения» (.5 академические чтения РААСН, Воронеж, 1999), областной 56 и 57 НТК «Исследования в области архитектуры, строительства и охрани окружающей среды» (Самара, 1999, 2000 гг.).
Опубликовано 13 печатных работ.
Объем и структура работы
Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка использованной литературы из 170 наименований отечественных и зарубежных источников и 6 приложений. Содержит 171 страницу машинописного текста, 25 рисунков и 20 таблиц.
Автор выражает благодарность кандидату технических наук,
доценту кафедры «Строительные материалы» СамГАСА
В.Ю. Сухову за консультации при проведении экспериментов и полезные советы при подготовке диссертации.
