автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Физико-механические свойства теплоизоляционных бетонов на пористых заполнителях для многослойных ограждающих конструкций

9 5 03

■ _ 1МИ

О г\

yJ ^I

ГОССТРОЙ СССР

ОРДЕНА ТР7ДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ, ПРОЖГНО-КОНСТРУКГОРСКЙ-! И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

(НИЖЕ)

На правах рукописи УДК 666.-973.2.017

ЕВДОКИМОВ Александр Алексеевич

ФИЗИК0-{£ЕХАНИЧЕ(ЖИЕ СВОЙСТВА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ БЕТОНОВ НА ПОРИСТЫХ ЗАПОЛНИТЕЛЯХ ДЛЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ОГРАХДАЩЯ КОНСТРУКЦИЙ

Специальность 05.23,05. - Строительные материалы и

изделия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1989

Райога выполнена в Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском, проектно-конструктореком и технологическом институте бетона и железобетона (НИШЕ) Госстроя СССР.

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ - докгор технических наук,профессор

И.Е.ПУТЛЯЕВ

ОФИЦИАЛЬНЫЕ СШ10НЕШЫ -Доктор технических наук .профессор

А.В.НЕХОРОШЕВ

- кандидат технических наук, старший научный сотрудник Т.А.УХОЗА

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ - ЦНШПсальсгрой Главного научно-

проектного управления по строительству

Защита состоится "Ж." Ыиилу 1990 г. в час. на заседании Специализированного совета К.033.03.02 по присуждению ученой степени кандидата технических наук в Ордена Тру-з дового Красного Знамени научно-исследовательском институте бетона и железобетона Госстроя СССР по адресу: 10338?, Москва, 2пя Институтская ул;, дом Л 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " И " 1930 г.

Ученый секретарь специализированного совета К.033.03.02, кандидат технических наук

КОРОЛЕВА Г.-П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОШ

Актуальность работы. Б основных направлениях экономического развития СССР на 1986-1990 годы и на период до 2000 года указывается на необходимость развития производства новых прогрессивных видов железобетонных конструкций и снижение энергозатрат при производстве строительных изделий и эксплуатации зданий.'

Повышенные требования к теплотехническим качествам строительных конструкций нашли отракение в СНиП П-З^Э5^. В соответствии с уточненными кормами, сопротивление теплопередаче ограадапщих конструкций следует повышать путем умножения на поправочные коэффициенты. Для наружных однослойных отеношх панелей из легких бетонов поправочный коэффициент составляет 1,1.-

Эффективным методом повышения теплозащитных свойств наружных стеноных панелей без увеличения их толщины является применение слоистых конструкций.

Анализ состояния вопроса в области многослойных огравдавдих стеновых панелей показывает, что наиболее предпочтительным по совокупности техняко-экономических показателей является вариант трехслойной монолитной наружной стеновой панели со средним слоем из теплоизоляционного полистиролбетона.

Отдельные свойства теплоизоляционного полистиролбетона изучались ранее, однако анализ опубликованных работ показал, что имеющихся данных недостаточно для нормирования физико-маха-нических характеристик, расчета и проектирования конструкций, а также для регламентации заводской технологии их производства в едином цикле.

Актуальность темы обусловлена прежде всего экономией топливно-энергетических ресурсов в процессе эксплуатации зданий, которая достигается за счет повышенного термического сопротив-

- 4 -

ления трехслойных конструкций;/

Целью работы является разработка, исследование и научное обоснование применения низкомарочного по листиролбетона в качестве теплоизоляционного материала в монолитных трехолойных панелях.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие частные задачи:

- разработка составов теплоизоляционного полистиролбетона и легкого бетона конструкционных слоев трехслойных наружных стеновых панелей;

- исследование физико-механических и Зизико-г ехническшс свойств этих батонов;

- определение оптимальных параметров технологических процессов изготовления трехслойных стеновых панелей;

- разработка рекомендательных и нормативно-технических документов на бетоны трехслойных наружных стеновых панелей со средним слоен из теплоизоляционного полистиролбетона и технологию их приготовления;

- обоснование технико-экономической эффективности применения трехслойных наружных стеновых панелей со средним слоем из теплоизоляционного полистиролбетона.

ДвГ9Е ЗШШГ

- составы и результаты исследований физико-механических и физико-технических свойств теплоизоляционного полистиролбетона, предназначенного для изготовления трехслойных наружных стеновых панелей;

- результаты экспериментально-теоретических исследований адгезии теплоизоляционного слоя с конструкционным;

- технологию изготовления трехслойных наружных стеновых панелей со средним слоем из теплоизоляционного полистиролбетона

и технико-экономическую эффективность их применения э строительстве.

Детчная ровизна работы:

- научно обоснована возможность совместной работы бетонных слоев монолитной слоистой конструкции, прочность которых отличается в 10-15 раз;

- комплексно изучены физико-механические и физико-технические свойства теплоизоляционного полистиролбетона и установлена их зависимость от состава и основных технологических факторов,

в том числе режимов тепловой обработки.

Практическое значение работы;

Применение трехслойных наружск стеновых панелей со средним слоем из теплоизоляционного полистиролбетона взамен однослойных стеновых панелей позволяет повысить теплозащитные свойства панелей без увеличения их толщины, материалоемкости и без изменения форм или с минимальной переделкой бортоснастки. Область применения таких конструкций практически не отличается от области применения однослойных панелей той ле толщины.

Применение теплоизоляционного полистиролбетона взамен по-листирольных плит позволяет экономить до 3055 полистирольный бисер и обеспечивать снижение трудоемкости изготовления изделий до за счет исключения ручных операций по раскрою, укладке и фиксации плитного утеплителя.

Реализация результатов работы. По результатам исследований:

- составлены "Рекомендации по технологии производства трехслойных наружных стенонсс панелей промзданий с теплоизоляционным слоем из полистиролбетона и с несущими слоями из шлако- и шлакопемз об етона".

- разработан технологический регламент на изготовление

трехслойных сгеновыз панелей с теплоизоляционным слоем из низкомарочного полистиролйетона, монолитно связанного с несущими слоями, обеспечивающих повышенное термическое сопротивление ограждений;

- результаты исследований использованы при разработка альбома рабочих чертежей опытных трехслойных стеновых панелей дня производственных зданий 03;ЛБ.161?2;'86.КЖИ и внесены в Пособие к СНаЛ 3.«9.'01-85;

- осуществлено опытное внедрение и изготовлена головная партия серийного шпусха трехслойных наружных стеновых панелей произданий со средним слоем из теплоизоляционного полистиролбе-тона и несущими слоями нз конструкционного шлаколеш обетона на Челябинском заводе НБИ Л 2 треста Я 42 Объединения "Ккуралстрой".

Апробапия работы: Результаты работы докладывались и обсуждались на Республиканской региональной научно-технической конференции "Применение и перспективы развития легких бетонов в строительстве" (Ашхабад, 1987 г.').

Объем работы. Диссертация изложена на 241 страницах. Состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка литературы из 105 наименований ж 12 приложений.' Содераиг 81 таблицу и 34 рисунка.

Диссертационная работа и внедрение ее результатов выполнялись в соответствии с Гос.заказом Л 05-0052-87 Госстроя СССР и заданием О2Л2 Программы по решению отраслевой научно-технической проблема Госстроя СССР Я 0;'35.4)32.234 при научном консультировании от.научн.сотрудников к.т.н.: Карликовой Л.И. и Ярма-ковского В.'Н.

СЦДШШШЕ РАБОТЫ

Сопоставление тёхнико«экономических и эксплуатационных особенностей трехслойных наружных отеновых панелей показывает, что

яалболео предпочтительным является вариант трехслойной монолитной панели со средний слоен из теплоизоляционного легкого бетона. Исследованию теплоизоляционных бетонов посвящены работы многих уче-ннх: Атапина А.Н., Брусковой Л.Н., Буг::евпча Г.Л., Вайсбурда А.'.!., Гейденса И.У., Давидами А.Н., Дейнеко О.С., Довжика В.Г., Думской К.С., Истомина A.C., Ицковича С.П., Карликовой Л.И., Майзеля И.Л., Марковой Е.И., Макеевой Л.А., Милых Т.И., Нациевского Ю.Д., Нехо-роиева A.B., Новгородского В.II., Орентлихер Л.П., Познянской В.П., Попова Н..А'., Постникова Ю.В., Путляева И.Е., Руда В.П., Савина В.И., Седаковой Ы.Г., Скрамтаева Б.Г., Сшзвака Н.Я., Стронгина И.С., Тимофеевой A.C., ХаЙмова И.О. и др.

гализ литературных данных свидетельствует о том, что наиболее эффективным теплоизоляционным бетоном является низкомарочный полистиролбетон, информация о свойствах которого недостаточна для расчета и конструирования трехслойных стеновых панелей.

В большинстве случаев свойства определялись выборочно и для отдельных классов. Не изучены прочность сцепления а совместная работа теплоизоляционного полистиролбетона с конструкционным легким бетоном, зависимость свойств от технологических факторов и режимов ТВО. Для восполнения отсутствующей информации было необходимо:

- подобрать составы низкомарочного полистиролбетона с вариациями расхода цемента и воздухововлекающих добавок, оптимизировать их свойства с помощью математико-статистического метода;

- выполнить комплексное исследование физико-механических характеристик полистиролбетона и их зависимости от основных технологических факторов;

- изучить влалноотные деформации бе тонов слоев трехслойных элементов, состоящих из теплоизоляционного полистиролбетона и

конструкционного ишакопемзобетона с целью изучения влияния деформаций на та совместную работу;

- исследовать прочность на срез слоев теплоизоляционного по-листиролбетона с конструкционным легким бетоном;

- изучить основные технологические процессы изготовления трехслойных стенишх панелей, в том числе тепловлажностную обра-боткуу

- выполнить технико-экономическое обоснование применения трехслойных наружных стеновых панелей со средним слоем из теплоизоляционного полистиролбетона;

- разработать технологический регламент по технологии изготовления трехслойных наружных стеновых панелей со средним слоем из теплоизоляционного полистиролбетона.

Экспериментальные исследования проводились в лаборатории легких бетонов и конструкций НИНБ Госстроя СССР;

Долистиролбетон приготовлялся на вспененном полистирольном бисере с крупностью зерен 0-10 мм и с насыпной плотностью 3040 кг/м3.-

Конструкционные легкие бетоны, использованные в исследовании прочности сцепления слоев, приготовлялись на шлаковой пемзе Челябинского металлургического комбината и керамзитовом гравии Бескудниковского завода;1

Состав теплоизоляционного полистиролбетона подбирали в два этапа. На первом этапе подбор осуществлялся дискретным методом с выявлением зависимостей прочности и плотности от расхода и марки цемента, расхода и вида воздухововлекащей добавки, и водоцемент-ного отношения.* На втором этапе составы теплоизоляционного полистиролбетона оптимизировали с помощью математического планироваг-ния. При этом в качестве влияющих технологических факторов были

приняты - расход цемента (Воскресенского завода марки 400), и воздухововлекающей добавки СДО (смола древесная омыленная).

Применений метод относится к центральному композиционному рототайельному униформ - планированию второго порядка.

Физико-механические характеристики бетонов определялись в соответствии с действующими нормативными документами и по методикам, принятым в НЮШЗ.

Результаты исследований показали, что прочность теплоизоляционного полистиролбетона марок по средней плотности Ф 200 и Ф 300 зависит, прежде всего, от степени слитности структуры (объема цементного теста, количества вовлеченного воздуха и расхода воды). Полистиролеетоны марок средней плотности свыше Ъ 300 со слитной структурой характеризуются четкой тенденцией влияния прочности цементного камня на прочность бетона.

й

£ Результата исследований показали, что наибольшая прочность

полистиролбетона с расходом цемента менее гООкг/м3 достигается при более высоких водоцзментных отношениях. С увеличением расхода цемента эта тенденция нарушается: более высокая прочность полистиролбетона достигается при более низких водоцементннх отношениях. При этом эффект увеличения прочности за счет применения воздухововлекающях добавок возрастав? с повышением расхода цемента. Экспериментально установлено, что лолистиролбегон, приготовленный на цементе повышенной активности, имеет большую прочность.

Данные исследований физико-механических и теплофизическях свойств теплоизоляционного полистиролбетона и их зависимости от расхода цемента - Xj, и воздухововлекающей добавски СДО - Xg (факторов варьирования) позволяли получить уравнения регрессии прочности, влажности, средней плотности, призменной прочности при сжатии и коэффициента теплопроводности полистиролбетона.

- 10 -

Теплопроводность теплоизоляционного долистиролбетона изучали совместно с НШф (асп.Черных H.H.').

Полученные уравнения имеют вид:

R"= 1,27+0,46XJ + O.OiXg - O.IOXf - 0,29х| - 0,02XJX2;

9e = 384,82+76,09X^16,5X2-24,72X^-19,25X1-60,5X^2;

w"= 13,59-1,12X^+0,66X2+0,40Xj-0,72x|-I, öljXg;

C= 1,07+0,42X2+0,01X2-0,04X|-0,25X|-0,I6XIX2;

\ = 0,1X9+0,0I3XJ-0,003X2-0,006^-0,005^-0,OlXjXg.

Изолинии расчетных значений, вычисленных по уравнениям регрессии, представлены на рис.1,2 и 3.

Уравнения показывают, что прочность полистиролбетона положительно зависит от расхода цемента и воздухововлекавдей добавки. При этом влияние расхода цемента более значимо, чем влияние добавки, а взаимодействие влдящих факторов, отраженное в последнем члене уравнения, придает зависимости экстремальный характер. Оптимальные расходы добавки по критерию наименьшего расхода цемента соответствуют нулевому уровню Xg, составляющему 0,15%.

Влияние варьируемых факторов на среднюю плотность имеет противоположный характер. При увеличении расхода цемента Xj- на интервал варьирования (75 кг) средняя плотность увеличивается на 51 кг; Изменение расхода добавки Xg в интервале варьирования (0,11$) вызывает уменьшение средней плотности на 36 кг. Большое влияние на уменьшение средней плотности оказывает парное воздействие принятых факторов. Изолинии средней плотности имеют параболический характер с изменяющимся оптимумом, направленным

под углом в сторону уменьшения расхода цемента и увеличения расхода добавки.

УЛ

Рио.1. Прочность теплоизоляционного полистиролбетона, средняя плотность в сухом состоянии и влажность в момент испытания, при принятых факторах варьирования (Х^ и ■ ■ прочность полистиролбетона в возрасте 28 сут. после пропаривания, МПа» — — средняя плотность в сухом

^ состоянии, кг/1л3;--влажность, %

'/МУУЛ 30на оптимальных составов для марок М 10 и М 15.

72 г /, < *

1 И. ' / ( / /

Ч / 1

\ ч\ \ \ Л

N ч \ N

Ю 1М «и 1М ИА 144 1Т1 \\yfi

Рис. 2. Прлэменная прочность теплоизоляционного полистиролбетона и кубиковая прочность в возрасте 28 сут. после пропаривания, при принятых факторах варьирования (Х^ и Х2)

---•призменная прочность, МПа;—— —— кубиковая

прочность, МПа.

Рис. 3. Коэффициент теплопроводности теплоизоляционного полис-тиролйегона, средняя плотность в сухом состоянии и прочность, при принятых факторах варьирования ÍXj и Xg)

• коэффициент теплопроводное ги при W =0%, Вт/м°С;

— —— -», средняя шготность в сухом состоянии, кг/м3;

--- прочность в возрасте 28 сут.после цропарива-

ния, 1Ша;

зона оптимальных составов для марок MIO и MI5

- 13 -

В области низких расходов цемента (до 209 кг) расход добавки почти не оказывает влияния на величину средней плотности. Это связано с тем, что поризованной массы цемента недостаточно для заполнения межзерновой пустотности заполнителя. При переходе в облаоть больших расходов цемента увеличивается количество удерживаемого воздуха, что приводит к существенному уменьшению средней плотности батона.

Влажность полистлролбетона в большой степени зависит от расхода цемента и в меньшей от расхода добавки. Причем зависимость эта обратная: при снижении расхода цемента влажность увеличивается.

При снижении расхода цемента с 265 до 160 кг/и3, влажность полистлролбетона через 28 сут. нормального хранения повышается с увеличением расхода добавки и достигает 165? по массе или 4-5$ по объему и более. Наименьшее значение влажности - находится в зоне расхода цемента 340-370 кг при расходе добавки 0,25-0,30$.

Зависимость призменной прочности от принятых факторов такая же, что и для кубиковой прочности. По абсолютному значению она составляла 0,12-1,9 МПа.

Взаиморасположение изолиний призменной и кубиковой прочности показывает, что отношение —увеличивается в бетонах с меньшей прочностью. При этом для полистлролбетона с прочностью 0,5 МПа (при расходе цемента 170-200кг и расходе добавки от 0,17

до 0,38$) призменная прочность превышает соответствующую кубико-

й"*

вую, а соотношение = 1,17.

Коэффициент теплопроводности изучаемого полистиролбетона составлял 0,09-0,13 Вг/м°С.'

При увеличении фактора Х^ на интервал варьирования, коэффициент теплопроводности увеличивается на 0,007 Вт/м°С.

Расход добавки (Х2) оказывает противоположное влияние. С увеличением Xg в интервале варьирования коэффициент теплопроводности уменьшается на 0,008 Вт/м°С.

При расходе цемента менее 228 кг коэффициент теплопроводности возрастает с увеличением содержания добавки, что связано с некоторым увеличением средней плотности полистиролбетона. При расходе цемента более 228 кг коэффициент теплопроводности снижается с увеличением содержания воздухововлекаэдей добавки.

На основании результатов исследований получена эшшраческая зависимость коэффициента теплопроводности от средней плотности в сухом состоянии и влажности, которая имеет вид:

Xw= [53300+179,6^ + (9,77 <?в - 307) w] ДО*"6 Вт/м°С.-Исследованиями установлено, что полистиролбетон марки М5 имеет среднюю плотность гОО-ЗООкг/м3 и влажность - 12-16$.- Бетон марки MIO при средней плотности 350-400 кг/ы3 имеет влажность Полистиролбетон марки MI5 при средаей плотности 400-600 кгД?3 имеет влажность 12-13$.-

Результаты лабораторных испытаний показывают, что по критериям минимальной средней плотности, влажности и коэффициенту теплопроводности зона оптимальных составов полистиролбетона марок MIO и MI5 находятся в заштрихованной области (см,рис.Зн1).При этом средняя плотность изменяется в пределах от 4Û0 до 300 кг/м3, влажность - от 10 до 14$, коэффициент таплопроводности - в диапазоне от 0,12 до 0,09 Вг/м°С.

По результатам исследований получены эмпирические зависимости физико-«еханических свойств теплоизоляционного полистирол-бетона от прочности при сжатии, основные из которых приведены в таблице 1»

Таблица I

Эмпирические зависимости физико-механических характеристик теплоизоляционного полистиролбетона от прочности при сжатии и их расчетные величины

о.„..п,,„й„,,„„ Кубиковая прочность при сжатии, Наименование характеристик ЙтР. --Ш-!-

0,35 0,5 0,75 1,0 1,5 2,0

Призманная прочность при е 0,024+

сжатии +0,834 - МПа 0,32 0,44 0,65 0,86 1,28 1,69

Модуль упругости при ^„=>79,48+ I

сжатии +530,08 Л»,« - МПа 265 345 477 610 875 1140

с*

Предельные деформации £„^»1,4412+

сжатия +0,3874 К«,* вд/м 1,58 1,64 1,73 1,83 2,02 2,22

сл I

- 15 -

Результаты исследования усадки теплоизоляционного долисти-ролбетона прочностью 0,35-2,0 Ша приведены в таблице 2.

Исследованы деформации набухания. Необходимость выполнения этих исследований обусловлена потребностью в этих данных дая расчетов и анализа напряжений среза, возникающих в трехслойных панелях вследствие различия влажности« деформаций бетонных слоев.

Результаты исследований приведены в табл.2.'

Таблица 2

Деформации усадки и набухания

Виды деформаций Кубикова«- точность - МПа

0,35 0,5 0,75 1,0 1,5 2,0

Деформации усадки, 1Ш/М 2,622 2,593 2,546 2,498 2,404 2,309

0,8354 0,8533 0,8832 0,9130 0,9727 1,0324

Исследована морозостойкость. По результатам этих исследований можно заключить, что низкомарочные полист^ролбетоны имеют морозостойкость выше Р 25."

Исследования однородности теплоизоляционного полистяродбе-

тона показали, что при изменения средней прочности от 0,5 МПа

/

до 1,5 Ша партионный коэффициент вариации прочности изменяется от 22,17 до 17,88$, а его среднее значение составляет 20, Партионный коэффициент вариации средней плотности при ее изменении от 250 до 450 кг/ы3 колеблется в пределах от 11,5 до 4,65?. При этом среднее значение равно 7%.

Изучены зависимости прочности теплоизоляционного полистирол-бетона при сжатии и прочности при срезе слоев полистиролбетона и конструкционного легкого бетона от режимов тепловланностной

- 17 -

обработки. Исследования показали, что оптимальными являются мягкие ступенчатые режимы тепловой обработки с числом ступеней не менее трех и температурой изотермического вдергивания на кавдой ступени 65, 75 и 85°С.

Для изготовления несущих слоев трехслойных панелей, фрагментов и опытных образцов в исследованиях был принят конструкционный шлакопемзобетон.

Подбор состава шлакопемзобетона был выполнен с помощью

математического планирования, представляющего собой полный фак~

р

торный эксперимент тала 2 .

Были получены следующие зависимости прочности и плотности от принятых факторов варьирования (расхода цемента - Xj=40Qfc50 кг/м3, и расхода шлаковой пемзы cg>.0-5 мм - Ig=S50jßQ л/м3): 13,3 + 4,4% + I.GXgi г" = 19,425 + 4,6251! + 2,575X2«, = 1585,754 57,752-j- + 23,75*2. Расход шлаковой пемзы фракции 5-10 мм определяли из следующего уравнения:

К = 619,5 - 73,5Xj. - 145,5X2. Исследована совместная работа теплоизоляционного и конструкционного слоев. В частности была изучена прочность их сцепления при срезе, определяющая допустимые границы касательных напряжений, возникающих по контакту слоев трехслойной панели в результате различий во влажностных деформациях.

В исследованиях были использованы три методики:

- чистого среза двухслойного образца с конфигурацией, разработанной Гвоздевым A.A., Васильевич А.П. и Дмитриевым С.А.;

- продавгшвания среднего слоя трехслойного образца;

- 18 -

- среза двухслойного образца с помощью металлических рамок.

Не зависимо от методов исследования, характер разрушения и поверхности среза слоев были идентичными, а подученные данные показывали хорошую сходимость.

Практически во всех случаях срез происходил по слою полис-тиролбетона, что свидетельствует о когезионном разрушении слоистых: образцов, в которых зона контакта обладает более высокой прочностью, чем прочность полисгиролбетона. Это дало основание рассматривать прочность сцепления при срезе слоев в зависимости от кубиковой прочности полиотиролбетона.

7становлено, что прочность сцепления теплоизоляционного полиотиролбетона с конструкционным бетоном при срезе связана с прочностью полиотиролбетона при сжатии зависимостью вида:

/ 0,024^^ 7 Т=1,23 у 5 + 1,94

где т - прочность сцепления полиотиролбетона и конструкционного бетона при срезе, МПа, кубиковая прочность полиотиролбетона, МПа.

При этом дая полиотиролбетона прочностью на сжатие 0,351,5 Ша она составляет соответственно от 0,16 МПа до 0,62 МПа.

Анализ результатов исследований напряжений среза, возникающих вследствие различия влажностных деформаций бетонов слоев конструкции в зоне контакта, показал, что они изменяются от 0,0049 до 0,0489 МПа. При этом наибольшая относительная величина напряжения среза составила 8,4% от соответствующего сопротивления.

Результаты опыта производственного изготовления трехслойных наружных стеновых панелей со средним слоем из теплоизоляционного полиотиролбетона показали, что такие конструкции можно изго-

товлять на заводах сборного железобетона с использованием традиционного оборудования по агрегатно-соточной и конвейерной технологическим схемам. При этом формовочный цех дополнительно оборудуется отделением производства вспененного полястирольного гравия, в котором размещаются площади складирования лолистирольного бисера, установки вспенивания бисера, бункеры кондиционирования гравия.

Приготовление и транспортирование полистиролбетона и бетона несущих слоев осуществляется раздельно. Панели формуются путем непрерывной поочередной укладки бетона слоев в подготовленную форму.

Для проверки прочности, жесткости и трещиностойхости на Челябинском заводе ЖБИ Л 2 по разработанной технологии были изготовлены опытные трехслойные панели со среднил слоем из теплоизоляционного полистиролбетона и несущими слоями из шлакопемзо-бетона класса по прочности В12,5. Результаты этих испытаний (они выполнены совместно с к.т.н.Полетавши В.В.) показали, что панели удовлетворяют требованиям норм по прочности, жесткости и трещиностойкости для железобетонных конструкций.

Разработанные панели были внедрены на Челябинском заводе ЖБИ Л 2 треста № 42 Объединения "Южуралстрой".

Технико-экономический расчет показывает, что себестоимость и трудоемкость изготовления разработанных панелей составляют

о р

соответственно Ц,6р$/м и 1,2 чел.-ч./м , что меньше аналогичных показателей трехслойных панелей на жестких связях со сродним слоем из плитного по.шетиролыюго пенопласта на 2,6ру$/гл2 и 0,59 чел.-ч/м2. При этом сравнительная экономическая э^фектлкюсть для варианта панелей промзданий размером 1,2x6, .1x0,25 г. составляет 35,6 р^.на одно изделие.

- 20 -

ОБЩИЕ вывода

1. Одним из эффективных путей повышения теплозащитных свойств наружных стеновых панелей без увеличения их материало- и трудоемкости, и индустриализации их производства является применение слоистых конструкций, состоящих из несущих и теплоизоляционного слоев, образующих монолитное сечение, достигаемое за счет непрерывного процесса их изготовления.

2.- Для изготовления теплоизоляционного слоя был разработан и изучен полистиролбетон прочностью от 0,35 до 2,0 МПа со средней плотностью от 250 до ,450 кг/м3. Для повышения слитности структуры и прочности затвердевшего бетона, а также снижения влажности и средней плотности, в бетонную смесь вводили возду-хововдекащие добавки.

3. В широком диапазоне комплексно изучены фнзико-механнчес-кие и физико-технические свойства теплоизоляционного полистирол-бетона, включая: призмэнную прочность, модуль упругости и предельные деформации при сжатии и растяжении, коэффициент Пуассона при сжатии, усадку, морозостойкость, теплопроводность, влажность и др. Установлены их эмпирические зависимости от кубиковой прочности.

4. Исследована однородность теплоизоляционного полистирол-бетона. Установлено, что среднее значение партионного коэффициента вариации при принятой в исследованиях технологии приготовления бетонов составляют около 2($ - по прочности,и 7% - по средней плотности.

5. Изучены оптимальные режимы тепловлажностной обработки теплоизоляционного полистиролбетона. Показано, что пропаривише целесообразно осуществлять по ступенчатым (не менее трех) режимам с равной продолжительностью каждой ступени, с температурой

- 21 -

изотермического прогрева 65, 75 и 85°С.'

6. Изучены теплотехнические характеристики. Установлено, что коэффициент теплопроводности полистиролбетонов средней плотности в сухом состоянии 200-450 кг/м3 составляет от 0,09 до

0,134 Вг/м°С, а при влажности - от 0,106 до 0,175 Вт/м°С? что примерно соответствует теплопроводности таких материалов как вермикулитобетон, газо- и пенобетон, и поризованный гипсо-перлит.

Приведенное сопротивление теплопередаче стены из панелей с плитным утеплителем, примерно, на 5% меньше соответствующей величины для стен из панелей со средним слоем из теплоизоляционного полиотиролбетона. Фактическое сопротивление теплопередаче фраплектов трехслойных панелей в 1,7 раза превышает требуемое для заданного района.

7. Исследована прочность на срез слоев теплоизоляционного полиотиролбетона и конструкционного легкого бетона. Показано, что изменяется в диапазоне 0,46-0,41 соответственно прочности полиотиролбетона на сжатие от 0,35 до 1,5 МПа.

8. Изучены влашостные деформации. Установлено, что наибольшие напряжения среза, возникающие в трехслойной конструкции в результате развития влажностных деформаций, достигают 8% предела прочности при срезе слоев.

9. Результаты исследований использованы при составлении Рекомендаций по технологии производства трехслойных наружных стеновых панелей промздании с теплоизоляционным слоем из полиотиролбетона и с несущими слоями из шлано- и шлакопемзобетона.

В соответствии с Рекомендациями были изготовлены опытные образцы конструкций, испытания которых показали, что они удовлетворяют требованиям норм по прочности, жесткости и трещяностойкости для

- 22 -

железобетонных конструкций.

10;- Изготовление опытных трехслойных конструкций с теплоизоляционным слоем из низкомарочнэго полистиролбетона на производстве показало, что для этих целей могут быть использованы традиционные технологические линии заводов сборного железобетона при условии раздельного приготовления и транспортирования смэсей.

II. Расчет технико-экономических показателей, выполненный по результатам исследований совместно с лабораторией экономики железобетона НИИВБ показал, что себестоимость и трудоемкость изготовления трехслойных наружных стеновых панелей со средним слоем из теплоизоляционного полистиролбетона и несущими слоили из шлакопемзобетона, по сравнению с трехслойными панелями на жестких связях с утеплителем из полистирол£ваго пенопласта, соответственно меньше на 2,6р^5/м2 и 0,6 чел.-ч/м2.

12; Результаты исследований данной работы были использованы:

- при составлении отчета по Госзаказу й 05-0052-87;

- при составлении технологического регламента на изготовление трехслойных стеновых панелей с теплоизоляционным слоем из низкомарочного полистиролбетона, монолитно связанного с несущими слоями, обеспечивающих повышенное термическое сопротивление ограждений;

- при проектировании опытных стеновых трехслойных панелей для производственных: зданий: альбом рабочих чертежей 03.ЛБД61. 2.«6.-КИ Ц

- при составлении Пособия к СНиП 3.09.'01-85;

- при внедрении монолитных трехоло^дшх наружных стеновых панелей на заводе 1БИ Ж 2 треста Л 42 Объединения "Юкуралстрой".

Основные положения диссертации опубликованы в следующих печатных работах:

1. Евдокимов A.A. Теплоизоляционный псяисгиролбетон для трехслойных стеновых панелей // Совершенствование легких бетонов и конструкций из них. - М.: НИИЖБ, 1988, - С. 32-35.

2. Карпикова Л.И., Евдокимов A.A. Некоторые свойства теплоизоляционного полисгиролбетона и их зависимость от режимов тешювой обработки // Совершенствование легких бетонов и конструкций из них. - М.: НИЩБ, 1988. - С. 105-108.

3. Евдокимов A.A., Черных H.H. Прогнозирование свойств и проектирование составов теплоизоляционного подистиролбетона // Строительная теплотехника. - М.: НИИСФ, 1989.

4. Пособие по производству изделий из легких бетонов на пористых шлаковых заполнителях (к СНиП 3.09.01-85). - М.: Стройиздат, 1988. - 90 с.

5. Путляев И.Е., Ярмаковский В.Н., Белов D.A., Евдокимов A.A. Сырьевая смесь для изготовления легкого бетона / Положительное решение на заявку № 4214996/33 от 29 июня 1988 г.