автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Прочностные, деформационные и эксплуатационные свойства полистиролбетона для строительных конструкций и изделий

На правах рукописи

БЕЛЯКОВ Владимир Александрович

ПРОЧНОСТНЫЕ, ДЕФОРМАЦИОННЫЕ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ПОЛИСТИРОЛБЕТОНА ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ИЗДЕЛИЙ

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

20

2о:а

Уфа-2010

004602290

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ им. первого Президента России Б.Н. Ельцина» и в ОАО «Уральский научно-исследовательский институт архитектуры и строительства», г. Екатеринбург

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Носков Александр Семенович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Капустин Федор Леонидович кандидат технических наук Кузнецов Дмитрий Валерьевич

Ведущая организация ГУ «УралНИИпроект РААСН»,

г. Екатеринбург

Защита состоится «28» мая 2010 года в 14-00 на заседании диссертационного совета Д 212.289.02 при ГОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» по адресу: 450080, г. Уфа, ул. Менделеева, 195, ауд. 104.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет». Автореферат диссертации размещен на официальном сайте университета: www.rusoil.net

Автореферат разослан_2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

Недосеко И.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы: В настоящее время особенную важность приобрела необходимость поиска новых подходов к решению проблем по теплозащите зданий и сооружений в соответствии с современными требованиями действующей нормативной документации в строительстве. В связи с этим возникла потребность в применении новых конструкционно-теплоизоляционных строительных материалов и изделий, отвечающих требованиям данных норм, технологичных в производстве и отвечающих условиям экономической целесообразности. Новым требованиям сегодня может соответствовать строительный материал, использующийся под названиями полистиролбетон или EPS beton (за рубежом).

Неуклонный рост интереса к нему на рынках строительных материалов в России и за рубежом, обуславливается высокой эффективностью применения изделий из полистиролбетона.

Сегодня используется только полистиролбетон низкой плотности (150600 кг/м3), как теплоизоляционный материал, хотя уже для стеновых камней учитывается и возможность восприятия стеновой нагрузки. В принципе полистиролбетон может воспринимать нагрузки от конструктивных элементов, он может использоваться в любых изделиях, в том числе армированных, являющихся одновременно теплоизоляционными и несущими. Применение конструкционного полистиролбетона в строительстве востребовано и перспективно.

Использование полистиролбетона в изделиях, выполняющих функцию несущих, требует изучения целого ряда вопросов. В первую очередь необходимо изучить свойства полистиролбетона, как конструкционного материала. Свойства полистиролбетона зависят как от состава материала, так и от способа его изготовления. Для того чтобы говорить о свойствах материала, необходимо определиться с его сырьевым составом и рациональной технологией изготовления.

Представляется целесообразным изготавливать из конструкционного полистиролбетона, например, стеновые блоки и надоконные перемычки. Он является перспективным и для изготовления крупноразмерных стеновых панелей.

Конструкционный полистиролбетон в диапазоне плотностей 1200-1500 кг/м3 и класса В7.5 -В 15 востребован для проектирования конструкций в районах России с сейсмическими зонами 8-9 баллов (например Улан-Удэ), так как удовлетворяет требованиям СНиП II-7-81 "Сейсмика" (раздел: здания с несущими стенами из кирпича или каменной кладки).

Целью работы является разработка рациональных составов, выбор технологии изготовления изделий и изучение прочностных, деформационных и эксплуатационных характеристик полистиролбетона, как материала для несущих строительных конструкций и изделий, под кратковременным и длительным воздействием нагрузки.

Задачи исследования:

1. Разработка конструкционно-техшоизоляционного и конструкционного полистиролбетона на основе техногенных заполнителей Уральского региона и рациональной технологии изготовления несущих конструкций и изделий из данного вида легкого бетона;

2. Исследование закономерностей изменения прочностных, деформационных и эксплуатационных свойств конструкционно-теплоизоляционного и конструкционного полистиролбетона в диапазоне плотностей от 800 кг/м3 до 1500 кг/м3, не рассматриваемых действующим ГОСТ Р 51263-99;

3. Разработка уточняющих коэффициентов к существующей методике расчета конструкций из ячеистого бетона применительно к расчету и проектированию новых эффективных полистиролбетонных изделий.

Достоверность результатов исследования обеспечена корректной постановкой задач, широкой статистической проверкой и наблюдениями за состоянием материала выполненных строительных изделий в процессе изготовления и испытания. При проведении экспериментальных исследований в аккредитованной лаборатории Испытательного центра ОАО институт «УралНИИАС» использованы современные средства измерений, прошедшие метрологическую поверку. В основу теоретических решений положены общепринятые модели, принятые для расчета свойств материала конструкций из легких бетонов. Выводы и рекомендации работы подтверждены положительным опытом испытания разработанных составов и предложенной технологии для изготовления изделий.

Научную новизну представляют следующие элементы работы:

1. Конструкционный полистиролбетон на основе техногенных заполнителей Уральского региона и рациональная технология изготовления несущих конструкций и изделий из данного вида легкого бетона;

2. Закономерности изменения прочностных, деформационных и эксплуатационных свойств конструкционно-теплоизоляционного и конструкционного полистиролбетона в диапазоне плотностей от 800 кг/м3 до 1500 кг/м3, не рассматриваемых действующим ГОСТ Р 51263-99;

3. Уточняющие коэффициенты к существующей методике расчета конструкций из ячеистого бетона применительно к расчету и проектированию новых эффективных полистиролбетонных изделий.

Практическое значение и внедрение результатов работы ■ Практическая реализация работы обеспечена разработкой первой редакции Территориальных градостроительных норм Свердловской области «Бетонные и железобетонные конструкции из полистиролбетона», в которые вошли основные результаты диссертационной работы, ТУ 5828-00325057366-06 «Перемычки из полистиролбетона», новых редакций ТУ 5745-001-20875427-02 «Смеси полисшролбетонные», ТУ 5767-00220875427-02 «Блоки полистиролбетонные» и «Рекомендаций по применению полистиролбетона в строительстве» для ООО «Корпорация Маяк».

Результаты подбора составов были использованы при разработке трехслойной стеновой панели на ОАО «завод ЖБИ Бетфор», для строительства жилых зданий в г. Пелым Свердловской области.

4

Несущие стеновые блоки и перемычки из полистиролбетона были применены на объектах гражданского строительства в г. Екатеринбурге (двухсекционный жилой дом с подземным паркингом в пер. Базовый).

Апробация работы. Отдельные разделы диссертации докладывались на следующих научных конференциях: II Международной научно-практической конференции «Экология: образование, наука, промышленность и здоровье», Международной научно-практической конференции «Проблемы и достижения строительного материаловедения» (БГТУ им. В.Г. Шухова, Белгород 2004, 2005); VI Международной конференции «Научно-технические проблемы прогнозирования надежности и долговечности конструкций и методы их решения» (СПбГПУ, Санкт-Петербург 2005 г.); Всероссийской конференции «Химия твердого тела и функциональные материалы» (СО РАН-УрО РАН Екатеринбург 2004); Всероссийских конференциях молодых ученых, аспирантов и студентов «Наука. Технологии. Инновации» (НГТУ, Новосибирск 2003-2004 г.); на VII и VIII отчетных научных конференциях молодых ученых ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина» (УГТУ-УПИ, Екатеринбург 20042005), Международной научно-практической конференции «Проблемы и возможности современной науки» (ТСТУ, Тамбов 2009).

Технические разработки автора отмечены дипломом II степени Всероссийской конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Наука. Технологии. Инновации» - НТИ-2003 в секции «Актуальные проблемы современного материаловедения».

На защиту выносятся:

- Результаты проектирования составов полистиролбетона на местных сырьевых материалов, технологические приемы для улучшения реологических свойств полистиролбетонной смеси и выбор рациональной технологии изготовления изделий из конструкционного полистиролбетона;

- Результаты исследований прочностных, деформационных и эксплуатационных характеристик полистиролбетона в диапазоне плотностей от 800 кг/м3 до 1500 кг/м3 и установленные закономерности его свойств в зависимости от состава сырьевых материалов;

- Предложения к совершенствованию методики расчета и проектирования воспринимающих нагрузку изделий из полистиролбетона;

- Результаты опытно-промышленного внедрения составов и изделий из конструкционного полистиролбетона.

Публикации. Основные результаты исследований и основные положения (главы) диссертационной работы опубликованы в 8 печатных работах, в том числе и в ведущем рецензируемом научном издании, входящем в перечень ВАК: журнал «Жилищное строительство» (Москва, 2008) и рукописных работах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа (196 е., 29 рис., 47 табл.) состоит из введения, семи глав, заключения (общих выводов), списка использованных источников (115 наименований) и 3 приложений на 22 страницах.

Содержание работы

Во введении дано обоснование актуальности темы диссертационного исследования, приведены основные положения, выносимые на защиту, научная и практическая ценность работы.

Данная диссертационная работа является составной частью научного направления, развиваемого в Уральском научно-исследовательском институте архитектуры и строительства, при участии Строительного факультета УГТУ-УПИ, и посвящена изучению работы полистиролбетона при различных случаях загружения, выявлению картины деформирования и разрушения материала и, на базе этого, описания его свойств, определяющих возможность прогнозирования его поведения под действием нагрузки.

В настоящее время, на основе экспериментальных данных по подбору оптимальных составов и исследованию прочностных и деформационных характеристик конструкционного полистиролбетона, полученных в данной диссертационной работе, проведены следующие исследования:

В рамках научно-исследовательской работы, по разработанным автором чертежам, изготовлена опытная серия перемычек из конструкционного полистиролбетона, армированных сварными каркасами. Проведены исследования работы данных изделий под действием нагрузки в условиях изгиба.

В первой главе проведен анализ имеющихся данных о физико-механических и теплофизических свойствах полистиролбетона.

Исследования различных свойств полистиролбетона в более или менее широких объемах ведутся более 40 лет.

Результаты исследований советских и российских ученых приведены в научных работах и публикациях В.В. Бабкова, A.M. Вайсбурда, И.У. Гей-данса, В.Г. Довжика, A.A. Евдокимова и О.С. Дайнеко, Ю.В. Чиненкова и Е.А. Король, В.А. Никишкина, Т. И. Милых, В.Г. Парфенова, Н.Ф. Почап-ского и Г.Г. Зуйкова, Р.В. Сакаева и В.В. Щербаченко, В.Р. Клема, И.Л. Тонкова, Н.Е. Яхонтовой и Г.К. Авдеева и др.

Исследованиями полистиролбетона зарубежом занимались европейские и японские ученые: W. Batge, W. Niemeyer, Н. Eick, М. Gvuzd, К. Rohling, D Hohweller, V. Sussman, G.H. Baumann, R. Trautvetter, M. Muravljov, J.Dragica, I. Litzka K., Ocada, Y. Ohama.

Полистиролбетоном называется бетон, заполнителем которого являются гранулы вспененного полистирола. По своим свойствам полистиролбетон относится к легким бетонам, однако имеет ряд существенных отличий. К его достоинствам относят возможность варьирования в широких пределах его плотности, в результате чего полистиролбетон может быть как теплоизоляционным, так и конструкционным материалом.

Анализ состояния вопроса и задач исследования показывает, что большая часть ранее проведенных исследований посвящена теплоизоляцион-

ным характеристикам полистиролбетона в диапазоне плотностей от 200 до 600 кг/м3 с целью применения данного материала в качестве утеплителя. Исследования полистиролбетона в диапазоне плотностей от 800 до 1500 кг/м3 в качестве материала для несущих строительных конструкций почти не проводились.

Несмотря на достаточно большой период времени, в течение которого ведутся исследования полистиролбетона, какой-либо расчетной методики, учитывающей фактические свойства данного материала, отличной от методик расчета и проектирования конструкций из легких бетонов на пористых заполнителях и ячеистых бетонов, обобщающей полученные различными исследователями результаты, для него не было создано.

Отмечено, что сложность и многофакторность данной проблемы, недостаток экспериментальных данных и отсутствие обоснованных рекомендаций по расчету и проектированию изделий из конструкционного полистиролбетона, имеющих хорошие теплотехнические характеристики, при растущей в них потребности, обуславливают необходимость проведения дальнейших исследований.

Во второй главе проведен подбор рациональных составов полистиролбетона и выбор технологии изготовления несущих железобетонных изделий из данного материала.

На основании ранее выполненных исследований проведено изучение и аргументирован выбор необходимых сырьевых материалов: вяжущего, фракции основного заполнителя, заполнителя из местных техногенных отходов предприятий Уральского региона, воды, химической добавки. Сравнение химических добавок по критерию наивысшей прочности показано на рисунке 1.

—т-беэа°6ав»и С-3 0.5% ' Й-3, 0,5% -.-С 3 0,5% -» ТЭА 0,63»

—С.б^-о ——-^КР^гезйвО.25% -^-бездобавки;

Рис. 1 - Зависимость прочности на сжатие образцов полистиролбетона, плотностью 1000 кг/м3 с применением различных химических добавок от времени твердения

Выбрана оптимальная химическая добавка - пластификатор «Реламикс-2» в количестве 06-1,0 % от массы цемента для проектирования составов полистиролбетона, позволяющая на 30% улучшить технологические свойства бе-

тонной смеси.

Опробованы несколько вариантов технологий термической обработки строительных изделий из теплоизоляционного полистиролбетона, предложенные НИИЖб, ВЗИСИ, МГСУ и УралпромстройНИИпроектом. Для конструкционного полистиролбетона выбран наиболее рациональный вариант НИИЖб с учетом достижения наилучшей прочности изделия при необходимой теплопроводности и наименьших экономических затратах. Автором установлено, что для достижения наиболее высокой прочности конструкционного полистиролбетона необходимо использовать высокоактивные цементы или технологические приемы, повышающие активность вяжущего, в частности методы механо-химии.

Предлагается использование следующих технологических приемов:

1 Использование фракции основного заполнителя гранул пенополистирола размером 2,5-5,0 мм. Увеличению прочности полистиролбетона заданной плотности способствует повышение насыпной плотности пенополистирольно-го заполнителя, связанное с уменьшением его межзерновой пустотности, размеров зерен, а также с увеличением плотности (деформативности) самих по-листирольных зерен.

2 Активация вяжущих способностей заполнителя из доменного гранулированного шлака и повышение гидрофильности поверхности гранул пенополистирола при предварительной обработке их известковым молоком перед введением в состав бетонной смеси;

3 Термическая обработка образцов полистиролбетона форсированным электропрогревом током переменной частоты при напряжении 36-42 В в жестких формах со следующим режимом:

- предварительная выдержка - 0,5-1,5 ч;

- подъем температуры до +75°С - 3-3,5 ч;

- термосное остывание - 19-20 ч.

Помимо этого, при производстве изделий рекомендуется использование бетономешалки с горизонтально расположенным валом.

В процессе исследования были подобраны рациональные составы полистиролбетона для основного эксперимента на инертном заполнителе из кварцевого песка ЗАО «Карьер Гора Хрустальная» и заполнителе из доменного гранулированного шлака ОАО «Металлургический завод им. А.К.Серова», на основе которых изготавливались несущие конструкции из полистиролбетона. Далее по ходу работы исследовались образцы полистиролбетона данных составов как естественного, так и тепловлажностного режимов твердения.

В третьей главе приведена методика испытаний и результаты определения основных прочностных характеристик полистиролбетона в диапазоне плотностей от 800 до 1500 кг/м , необходимых для производства строительных изделий: кубиковая, осевая (призменная) и местная прочности на сжатие, прочности на растяжение, осевое и при изгибе.

В процессе основного эксперимента было испытано более 40 серий призм и кубов, изготовленных одновременно с несущими надоконными перемычками из полистиролбетона. Обработку экспериментальных данных и получе-

ние уравнения регрессии выполняли методами математической статистики.

Установлены зависимости прочностных характеристик от технологических факторов и сырьевых материалов полистиролбетонной смеси. Систематизированы результаты измерений и проведено их сравнение с результатами, полученными в ходе других исследований и их анализ.

Уровни и интервалы варьирования исходных компонентов в кодированных значениях показаны в таблице 1:

Таблица 1 - Уровни и интервалы варьирования

Исходные компоненты Уровни Интервалы варьирования

Верхний +1 Основной 0 Нижний -1

х,,кг 820 700 450 10

х2,кг 450 370 280 10

х3, л 0,72 0,8 0,9 од

Математическая модель для изменения кубиковой прочности на сжатие при различном сочетании исходных компонентов (количество цемента обозначено хь инертного заполнителя - х2, гранул полистирола - х3), МПа в кодированных значениях:

Ыт = 10,82x1+3,63х2-1,9х1Х2-2,1Х!Х3-

6,53х2х3+11,67X1X2X3 (1)

Результаты исследований зависимости предела прочности на сжатие 11т конструкционного полистиролбетона от его плотности уср описываются в первом приближении уравнением регрессии:

К-ш ~ 0,4 +0,0086уср. (2)

Ниже приведена зависимость между призменной Кь и кубиковой 11т прочностями на сжатие, полученная экспериментально теоретическим путем.

^ = 1^(0,9317-0,0304^) (3)

Математическая модель для изменения прочности на растяжение при изгибе К*28изг при различном сочетании исходных компонентов, МПа в кодированных значениях:

1^28изг = 3,03х]+1,38x2-1 ,09хгх2-3,78'ХГХЗ-О,233х2-хг

8,30хгх2-х3 (4)

В результате проведенной проверки гипотезы адекватности зависимостей и регрессионного анализа итогов эксперимента установлено, что:

- все полученные зависимости адекватны, так как вычисленное значение критерия К меньше критического значения;

- все модели при уровне значимости критерия Стьюдента 0,95 адекватны.

При визуальном осмотре поверхности испытанных образцов в месте разрушения материала, автором отмечается, что разрушение полистиролбе-тона происходит исключительно по контактному слою цементного камня -заполнитель, обнажая поверхность полистирольного зерна и плотной растворной части межзернового пространства.

Это говорит о том, что адгезионное сцепление цементного камня с поверхностью полистирольного зерна незначительное, в данном случае вклад в прочность материала вносит повышенная прочность поверхности контактного слоя цементного камня, образованная в результате обволакивания бетонной смесью гранулы полистирола.

Для полистиролбетона соотношение между прочностью бетона и его растворной составляющей зависит от относительного объемного содержания зерен крупного заполнителя (<р), характеристик пенополистирола и мало зависит от прочности цементной матрицы (Кц м.)-

Опыты со штампами, установленными в центре кубов при испытании на местное сжатие, показали превышение теоретических значений прочности, определенных по Пособию по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из ячеистых бетонов более чем в 1,2 раза.

Прочность полистиролбетона на осевое растяжение исследовалась на контрольных образцах - призмах размером 100x100x400 мм в соответствии с требованиями ГОСТ 10180-90 «Бетоны. Методы определения прочности на сжатие и растяжение» на разрывной машине Р-5.

—ячеистый автоклавный -—ячеистый безавтоклавныи

" ' полистиропбетон Плотность, кг/лг-^

Рис. 2 -Зависимость прочности на сжатие ячеистого бетона и конструкционного полистиролбетона от плотности

На основании анализа результатов проведенных автором экспериментов, и анализа ранее проведенных в ОАО институт «УралНИИАС» исследований легких бетонов, можно сделать вывод о том, что для полистиролбетона плотности 800-1450 кг/м3 выявлена повышенная прочность на осевое растяжение сравнительно с ячеистым безавтоклавным бетоном и ке-рамзитобетоном в том же диапазоне плотностей.

Полученные экспериментальные значения выше на 20-40% аналогичных показателей установленных СНиП 2.03.01-84* для легких бетонов. Данное свойство конструкционного полистиролбетона объясняется тем, что гранулы полистиролыюго заполнителя также вносят свой вклад в восприятие действующих на образец растягивающих напряжений. Прочность на растяжение при изгибе полистиролбетона растет с повышением его прочности на сжатие, но с увеличением прочности соотношение Rmr/Rc* уменьшается. Однако в целом этот показатель у полистиролбетона выше, чем у обычных легких, а также ячеистых бетонов. На основе экспериментальных данных получены рациональные составы полистиролбетона по прочностным характеристикам и средней плотности, разработаны математические зависимости прочностных характеристик от технологических факторов. Прочностные показатели данных рациональных составов рекомендуются для учета при проектировании изделий из конструкционного полистиролбетона.

В четвертой главе приведены результаты натурных экспериментов по определению деформативных свойств конструкционного полистиролбетона рациональных составов, дается характеристика, а также описание примененной методики проведения экспериментальных исследований. Получены новые экспериментальные данные о трещино-стойкости, начальном модуле упругости, предельных деформациях сжатия и растяжения, усадке, ползучести и температурных деформациях. Начальный модуль упругости полистиролбетона и коэффициент Пуассона определялся по методике, принятой в ГОСТ 24452-80.

В задачу исследования входило уточнение расчетных формул для определения начального модуля упругости полистиролбетона в исследуемом диапазоне плотностей.

На рисунке 3 показана зависимость между плотностью и модулем упругости для конструкционного полистиролбетона и ячеистого бетона.

Зависимость модуля упругости легкого бетона отплотности

"J 1450

^ 1400 -в

С 1350 £ 1300 g 1260. 12GO 115О 1100 1050 1000 050 300 S50 ВОО

Рис. 3 - Зависимость модуля упругости от его плотности для конструкционного полистиролбетона и ячеистого бетона

Измерения деформаций призм производились согласно ГОСТ 24544-81*. Значение модуля упругости при растяжении ПСБ плотности 700-800 кг/м3 на 30% ниже, чем для керамзито- и керамзитоперлитобетона той же прочности на сжатие, но более высоких плотностей.

Статистическая обработка экспериментальных данных свидетельствует о том, что для полистиролбетона в диапазоне плотностей 800-1450 кг/м3 нормировать Еь по единой с керамзитобетоном зависимости невозможно.

Полистиролбетон, начиная с плотности 875 кг/м до плотности 1250 кг/м3, имеет модуль упругости на 20% ниже, чем у ячеистого бетона. Хотя зависимость для ячеистого бетона строилась по средним значениям, взятым из СНиП 2.03.01-84*, а отклонение от среднего значения для модуля упругости ячеистого бетона до 20% нормами допускается.

По результатам проведенных экспериментов для конструкционного полистиролбетона в диапазоне плотностей от 900 до 1500 кг/м3 формула зависимости начального модуля упругости Еь от плотности рь и кубиковой прочности на сжатие 11т может быть скорректирована и примет такой вид:

Коэффициент вариации величины статического модуля упругости серий из 3 образцов-призм одного состава полистиролбетона составил 8-*-17%.

Условная предельная деформативность автором данной работы определялась индикаторами часового типа МИГ и МИГП с ценой деления 0,001 мм в процессе испытаний прочности на осевое сжатие образцов-призм из полистиролбетона.

В результате экспериментов, проведенных в ходе работы, значения предельных деформаций сжатия для конструкционного полистиролбетона в диапазоне плотностей от 1000 до 1500 кг/м3 составили 1,8-1,4 мм/м, а значения предельных деформаций растяжения составили ОД 8-0,12 мм/м.

По данным проведенных нами экспериментальных исследований необходимо заметить, что предельная сжимаемость и предельная растяжимость полистиролбетона в диапазоне исследуемых плотностей от 800 до 1000 кг/м3 явно не зависят от его прочности на осевое сжатие. В диапазоне исследуемых плотностей от 1000 до 1500 кг/м3 определение предельной сжимаемости и предельной растяжимости конструкционного полистиролбетона возможно по обобщенной формуле для легких бетонов, предлагаемой в Европейских нормах СЕВ и ИР.

Начальный коэффициент поперечной деформации конструкционного полистиролбетона р. (коэффициент Пуассона) на заполнителе из доменного гранулированного шлака составил для класса В7,5 - 0,23, а на заполнителе из кварцевого песка составил 0,21 и незначительно превышает коэффициент Пуассона тяжелого бетона. Установлено, что величина коэффициента Пуассона почти не зависит от прочности полистиролбетона.

На основании данных экспериментальных значений коэффициента Пуас-

(5)

сона и, исходя из предпосылок теории упругости, можно сделать выводы, что:

- чем однородней гранулометрический состав оптимальной фракции гранул вспененного полистирола в 2-5 мм используемого в качестве основного заполнителя, при их равномерном распределении по объему растворной матрицы, тем меньше деформативность и выше прочность конструкционного полистиролбетона под действием длительной нагрузки.

- характер работы полистиролбетона при действии постоянной длительной нагрузки отличается от хорошо изученного характера работы тяжелого бетона и керамзитобетона. Дополнительным фактором, повышающим деформативность материала, являются особенности его трехфазной композитной структуры.

Коэффициент линейной температурной деформации полистиролбетона на доменном гранулированном шлаке в диапазоне плотностей от 1000 кг/м3 до 1450 кг/м3 составил от 5,5 до 10,2 'Ю'6 К"1. Коэффициент линейной температурной деформации полистиролбетона на кварцевом песке в диапазоне плотностей от 1000 кг/м3 до 1500 кг/м3 составил от 6,5 до 11,7 '10'6 К"1.

Исследование температурных деформаций конструкционного полистиролбетона, проведенное по методике НИИСФ, разработанной для ячеистых бетонов, привело к разработке эмпирических формул для вычисления коэффициента температурной деформации (в первом приближении) в интервале температур от - 40 до + 80 0 С в зависимости от влажности по объему ю (%) и температуры (t):

аы_ = 8,04+0,366ю+0,004ю2+(0,064-0,004ca+0,0002co2)t,

аы+ = 8,04-0,189са+0,005ш2+(0,064-0,005o+0,0007G)2)t. (6)

Нижний температурный предел, который выдерживают гранулы пенопо-листирола без особых изменений, составляет -180 °С. Учитывая, что температурное расширение гранул пенополистирола в структуре растворной матрицы весьма незначительно, следует отметить, что на практике он выдерживает все температуры, которые имеют место в типовом строительстве.

Исследования усадки и ползучести проводились в период с декабря 2003 по ноябрь 2008 гг. на серии образцов-призм. Деформации усадки полистиролбетона, измерявшиеся в течении 200 суток, в заданный момент времени t вычислялись по формуле:

es (t, tw) = es К tw) [1- e - as (t;1 w)], (7)

где £s tw) - предельное значение относительной деформации усадки с момента начала высыхания полистиролбетонного образца.

Ползучесть испытывалась в установках пружинного типа, по методике принятой для испытания образцов призм из ячеистого бетона в лабораторном помещении с контролируемыми показателями по влажности и температуре. Более значительно деформации ползучести способствуют крупные поры, образующиеся в цементном камне вокруг гранул полистирола различного фракционного состава.

Результаты измерений значений ползучести полистиролбетона и ячеистого бетона для сравнения приведены в табл.2.

Таблица 2 - Результаты испытаний по определению ползучести полистиролбетона плотностью 1000 кг/м3

№ п.п Наименование показателей ПСБна кварцевом песке ПСБ на доменном граншлаке Ячеистый бетон

1 Кубиковая прочность в МПа 9,8 10,7 8,2

2 Призменная прочность в МПа 7,2 8,4 6,8

3 Степень обжатия образцов OjöRoio,, 0,6Roa3t, 0>6Rmltl

4 Напряжение, действующее в образцах-призмах а в МПа 9,6 8Д 7,6

5 Упругие деформации при загружении образцов ev 0,210 0,240 0,280

6 Деформации ползучести при загружении образцов в мм/м 0,024 0,028 0,036

7 Деформации ползучести от длительного загружения призм на все время испытания в мм/м 0,265 0,321 0,41

8 Полные деформации ползучести еполз в мм/м 0,289 0,349 0,440

9 Полные деформации образцов ev +£Полз = £sB мм/м 0,499 0,589 0,720

10 Отношение полных деформаций ползучести к упругим ЬУ 2,38 1,45 1,57

11 Отношение полных деформаций ползучести к полным Л") ~ „ bS 0,579 0,592 0,610

12 Отношение упругих деформаций к полным деформациям образца _ £?_ % 0,42 0,41 0,39

13 Наибольшая мера ползучести с_ о-«,» |q5 ММ!М а кг! см2 2,86 3,05 3,2

На основании проведенных экспериментов можно сделать вывод о том, что более мелкая ячеистая структура полистиролбетона является более жесткой.

Полученные при статистической обработке средние значения для ползучести: У = 1е-^.ю5 = 2,85 сут. и х = -Ух =102>6 СУТ- (ХгД£).

я £ЛЧ '

Дисперсии данных значений: Я)2 = 2334,6 суг2, 8,= 48,317; Бг2 = 0,0421 (105 сут)2, 32 = 0,205 (105 сут), Корелляционный момент т]12= 9,91 сут.; коэффициент корелляции г=0,999. Уравнение регрессии имеет вид:

= (0,359+0,00426-Дг)-105 суг. (8)

£ЛЧ

Учитывая, что деформации ползучести полистиролбетона превышают аналогичные деформации поризованных легких бетонов на пористом мелком заполнителе, значение коэффициента кратковременной ползучести <ры, нормируемого п. 4.24 СНиП, рекомендуется принимать равным 0,65 - на доменном гранулированном шлаке и 0,68 - на плотном кварцевом песке.

Для ползучести полистиролбетона характерна высокая доля упругой составляющей сжатия и быстрое нарастание ее в начальном периоде времени испытаний. Полистиролбетон отчетливо выявил присущую композитным материалам на основе полимеров «запаздывающую» упругость, чем еще раз подтверждается существенное влияние полистирольной составляющей на деформационные свойства исследуемого бетона.

Статистический анализ данных по ползучести, полученных при использовании методики, принятой в данной работе, показал, что она позволяет получать хорошо воспроизводимые результаты и может быть рекомендована для испытания конструкционных полистиролбетонов на ползучесть.

Графическая зависимость деформаций усадки от времени различных видов легких бетонов в сравнении с полистиролбетоном показана на рисунке 4.

X í 0,4i

lUl/м

0*35 0,1 в,25 0,2 0,15 0,1

0,05 0

г

—

yf : _

J t ; - - — .— —. — —. —

/ /

• /■ У

/

Í Í V

V

50 60 70 80 90 1вО 110. 120 130 140 150 160 1/0 130 130 200

Время испытаний, сут

ячеистым

— ПСБёРТ твеВДения . —ЛОЗ ТГ.111НЮЛИН41/1ГП111Я .....*(рц»1ШЮ{*»|:гын Ш^£Я<ГХ(ЫЙ -

Рис. 4 - Зависимость относительных деформаций усадки от времени испытаний различных видов легких бетонов в сравнении с конструкционным полистиролбетоном

В пятой главе приведены описание примененной методики проведения экспериментальных исследований и результаты натурных экспериментов по определению эксплуатационных свойств конструкционного полистиролбетона, дается характеристика. Исследовались эксплуатационные показатели несущих конструкций из полистиролбетона: морозостойкость, теплопроводность и паропроницаемость бетона, а также их связь между собой и их зависимость от средней плотности и влажности.

Теплопроводность полистиробетона исследовалась на образцах полистиролбетона - пластинах размером 250x250x50 мм по 5 штук в серии по методике, аналогичной методике принятой в ГОСТ 7076-99 (по методу Бокка) стационарным тепловым потоком.

Результаты исследования коэффициента теплопроводности полистирол-бетона показаны на рисунке 5.

Ц 0.4

Чл т

Е о.зз

г

—

— -г

**

-

■

Ч

550

650

750

050

950

1050

1150

1250

—по д анным Сусимпва I —по Данным Трлутвсттор.'! • по данным Гну^дн

-» ОАО 4 1 >'1 1ННИЛС (квардсный песок)

1350 1450

Плотность. КГ/мЗ

*—по данным Суосманя 2 - поданным Евдокимова и Дайнеко -—по данным Мнлых (НИИЖб)

" ПО данным ОАО Институт >р.1.ч! III,З.М' (Д[ Ш)

Рис. 5 -Зависимость коэффициента теплопроводности от плотности полистиролбетона по результатам разных исследований По результатам проведенных исследований зависимость коэффициента теплопроводности в Вт/мК от плотности, прочности на сжатие и влажности полистиролбетона предлагается выразить формулами:

X = (23+\У„) • ус 10"5, (9)

и

К= (23+WB) • (116,ЗКт-46,5)10"5 (10)

где Wn - весовая влажность материала в %; ус - плотность материала в сухом состоянии в кг/м3; - кубиковая прочность на сжатие, МПа.

Математическая модель для коэффициента теплопроводности при различном сочетании исходных компонентов (количество цемента обозначено хь инертного заполнителя - х2, гранул полистирола - х3),Вт/(м К) в кодированных значениях:

Х=1,23Х]+0,51х2+0,07х3-0,93х1х2-2,17х1Хз-0,65х2х3-

-2,74х!х2х3; (11)

Коэффициент теплопроводности полистиролбетона в диапазоне плотностей 800-1500 кг/м3 для условий эксплуатации групп «А» и «Б» составляет от 0,2 до 0,34 Вт/м-К, что ниже, чем X ячеистого бетона в 1,2-1,4 раза.

Метод определения морозостойкости был принят в соответствии с требованиями ГОСТ 10060.1-95 «Базовый метод определения морозостойкости».

Для полистиролбетона в диапазоне плотностей 800-1500 кг/м3 получена корреляционная зависимость морозостойкости от водопоглощения, которая имеет вид:

М (F) = 415 -8,35W +0,45WB2. (12)

Образцы на различных заполнителях после 150 циклов переменного замораживания и оттаивания показали незначительное снижение прочности - всего на 4,2- 4,7 % от первоначальной.

Морозостойкость образцов полистиролбетона на доменном гранулированном шлаке не уступает морозостойкости образцов конструкционного полистиролбетона на кварцевом песке.

Результаты проведенных испытаний ставят конструкционный полисти-ролбетон в ряд морозостойких материалов, который можно использовать в ограждающих стеновых конструкциях.

Паропроницаемость полистиролбетона исследовалась по методике ГОСТ 25898-83 на 6 сериях по три образца из полистиролбетона цилиндрической формы. Результаты испытаний показаны на рисунке бив таблице 3.

Зависимость коэффициента паропроницаемости полистиролбетона

Рис. 6 -Зависимость коэффициента паропроницаемости

полистиролбетона на различных заполнителях от плотности

Среднестатистические показатели разброса результатов серии образцов Ц.П.1-1.11 для одной средней плотности, рассчитанные по формуле для малой выборки, составили: о = 0,0001 мг/м.ч.МПа, V = 2,8 %, а для серии образцов Ц.Ш.1-1.11 - о = 0,0001 мг/м.ч.МПа, V = 3,2 %.

17

Таблица 3 - Расчетные коэффициенты паропроницаемости полистиролбетона в диапазоне плотностей 800-1500 кг/м3_

Средняя прочность Коэффициент

№ Плот- на сжатие (Кт), МПа паропроницаемости ц

ность, г/м-ч-тор. (мг/м-ч-МПа)

п/п кг/м3 на кварцевом на доменном на кварце- на доменном

песке граншлаке вом песке граншлаке

1 800 5,6 6,4 0,036 0,038

2 900 6,5 7,2 0,034 0,034

3 1000 7,4 7,8 0,028 0,030

4 1150 9,0 9,8 0,025 0,026

5 1250 9,8 10,2 0,022 0,023

6 1350 12,5 12,8 0,019 0,019

7 1500 14,5 15,0 0,015 0,017

На основании анализа результатов проведенных автором работы исследований, установлено, что паропроницаемость конструкционного полистиролбетона в 4 раза меньше керамзитобетона и в 3 раза - ячеистого бетона на заполнителях из кварцевого песка при сопоставимых значениях средних плотностей (в сравнении со значениями коэффициентов из приложения 3 СНиП П-3-79*)

В шестой главе приведены методика проведения экспериментальных исследований, характеристики И результаты испытаний опытных образцов- балок из полистиролбетона на сжатие при изгибе.

Были изготовлены и испытаны 16 серий несущих перемычек для изучения их работы в качестве изгибаемых элементов. Геометрические размеры балок из полистиролбетона - 200x300x1500 мм. Общее количество изготовленных и испытанных перемычек - 52 штуки. Рабочее армирование перемычек представлено арматурными каркасами из четырех стальных стержней марки А-Ш диаметром 10 и 16 мм (в нижней растягиваемой зоне), а в поперечном направлении хомутами из проволоки Вр-1.

Автором установлено, что под действием нагрузки конструкционный поли-стиролбетон более однороден, в нем трещины развиваются более равномерно, за счет влияния основного заполнителя - гранул пенополистирола. Много трещин одного уровня, особенно микротрещин. Далее, когда микротрещины перестают сдерживать друг друга, возникают через стадию хрупкого разрушения мезотрещины. Их количество в 2,5 - 4 раза меньше. Далее при достаточном количестве мезотрещин появляются макротрещины.

Расположение трещин на поверхности образцов свидетельствует о том, что разрушение балок происходит по наклонным сечениям на околоопорных участках от воздействия двух грузов, приложенных в средней части пролета. Трещи-ностойкость нормальных сечений испытанных балочных образцов из полистиролбетона превышала теоретически рассчитанную величину по Пособию по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из ячеистого бетона на 40%.

В седьмой главе изложены дополнения к существующей методике расчета

ячеистобетонных конструкций, взятой за основу при построении инженерной методики расчета полистиролбетонных конструкций, основанные на проведенных экспериментальных исследованиях. Приведено обоснование и расчет экономической эффективности внедрения в производство изделий из полистирол-бетона плотностью от 800 до 1500 кг/м3 и определена область их рационального использования.

При проектировании изделий из полистиролбетона, рекомендуется применять повышенные значения расчетного сопротивления на растяжение Rt,t относительно величины, принятой для ячеистого бетона класса BIO в табл. 13 СНиП 2.03.01-84* приблизительно на 20%. Это следует из полученных в результате экспериментов повышенных значений прочности на осевое растяжение.

На основании полученных данных по повышенной деформативности и тре-щиностойкости балок из полистиролбетона при испытании их на изгиб, автором предлагается при определении момента сопротивления приведенного сечения, увеличить значение коэффициента, характеризующего соотношение модуля упругопластичности крайнего растянутого волокна полистиролбетона и модуля упругости ПСБ при сжатии (Еб=АЕбр).

На жесткость балок из полистиролбетона в стадии после образования трещин оказывает влияние относительно высокое сцепление полистиролбетона с арматурой, поэтому автором предлагается для расчета коэффициента \|/s, учитывающего работу растянутого бетона на участке с трещинами, использовать формулу для легких бетонов:

\|/8=1,25-фьфт- -\zrii-; (13)

(3,5 -l,8<pm)xeslot;k0

где eSjtot - эксцентриситет силы Ntot относительно центра тяжести площади сечения арматуры, соответствует моменту М; ho - высота сечения балки до нижней рабочей арматуры, м; <рт - коэффициент, принимаемый по СНиП от 0,45 до 1,0 в зависимости от значений Мг и Мф.

Предлагается в расчете принимать значение коэффициента <pls для полистиролбетона с классом В 7,5 - В 12,5, в формуле равным 1,0 для стержневой арматуры периодического профиля при непродолжительной нагрузке, вместо 0,8, как для ячеистых бетонов более низкой прочности.

Автором предлагается при определении значения коэффициента г|, учитывающего влияние прогиба несущего полистиролбетонного элемента на величину эксцентриситета продольного усилия е0 (п. 3.6 Пособия по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из ячеистых бетонов) в формуле по определению коэффициента <рл

= 1 + ^ (14) М

где - Mi - момент относительно растянутой или наименее сжатой грани сечения от действия постоянных и длительных нагрузок, а М- тоже от действия постоянных, длительных и кратковременных нагрузок, принимать значение ß = 1,5 (по табл. 30), как для легкого бетона на мелком пористом заполнителе или ячеистого неавтоклавного бетона.

Теоретический расчет прогибов балок из конструкционного полисти-ролбетона с учетом предлагаемого значения коэффициента дает достоверные результаты.

При испытании образцов балок из полистиролбетона перемещения их при контрольной по жесткости нагрузке составляли (1/310 - 1/480) /, что меньше допускаемой величины. Перемещения элементов из полистиролбетона (р.- 0,09-0,25%) в стадии их работы до образования трещин превышали на 18-31% теоретические перемещения, рассчитанные по формулам п. 4.6 «Определение кривизны железобетонных элементов на участках без трещин в растянутой зоне» Пособия по проектированию бетонных и железобетонных конструкций го ячеистых бетонов:

м

<Рь 1

П М«>ьг

(15)

vrj2 .

где (—) - кривизна от кратковременных и от постоянных и длительных вре-г

менных нагрузок (без учета усилия Р), Ej - начальный модуль упругости, Ired - момент инерции приведенного сечения балки.

Использование в жилищном строительстве трехслойных панелей с наружными слоями из конструкционного полистиролбетона и средним слоем из полистирола взамен применяющихся в настоящее время трехслойных панелей с наружными слоями из керамзитобетона и средним слоем из полистирола более эффективно по эксплуатационным показателям.

Экономия стоимости изготовления панели в сравнении при заводском изготовлении того же габарита со средним слоем из плитного полистирола составляет до 24 %. Относительная простота вспенивания сырья - суспензионного (бисерного) полистирола позволяет организовывать производство легкого заполнителя, как в заводских условиях, так и на строительной площадке.

Легкообрабатываемость (механическая) полистиролбетона способствует ускорению работ по установке технологического оборудования, так как предварительная закладка в панели всех крепежных элементов не всегда возможна.

Проведено технико-экономическое сравнение вариантов несущих стеновых блоков и перемычек. За базовый вариант выбраны стеновые блоки из керамзитобетона М50. Второй вариант - аналогичные блоки из полистиролбетона плотностью 850 кг/м3. При сравнении перемычек брались перемычки из ячеистого бетона и перемытой из конструкционного ПСБ одинаковой плотности.

Оптовая цена 1 балки-перемычки из ячеистого бетона, изготавливаемой на ОАО «Пермском Заводе Силикатных Панелей» по рабочим чертежам ОАО «УралНИИАС», составляет около 760 рублей (без стоимости перевозки), а стоимость 1 перемычки, изготавливаемой ООО «Корпорация Маяк» в Екатеринбурге также по рабочим чертежам ОАО институт «УралНИИАС», составляет около 440 рублей в ценах 2006 г.

Экономический эффект с точки зрения энергосбережения за заданный период времени от применения полистиролбетонных блоков при строительстве монолитных железобетонных зданий нами рассчитан по формуле:

Э=[(3! +3С1)Ф + Ээ - (32 +Зс2)]-А2 = [(2480 + 1414) - 2400]-10000 = 14940000(руб.) (16)

Расчет экономической эффективности в работе производился с использованием «Инструкции по определению экономической эффективности использования в строительстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений» СН 509-78.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАБОТЕ

1. Подобраны необходимые сырьевые материалы из местных техногенных отходов предприятий Уральского региона и выбрана оптимальная химическая добавка - пластификатор «Реламикс-2» в количестве 06-1,0 % от массы цемента для проектирования составов полистиролбетона, позволяющая на 30% улучшить технологические свойства бетонной смеси. Полистиролбетонные смеси соответствуют требованиям разработанных ТУ 5745-001-20875427-02.

Разработаны 20 рациональных составов конструкционно-теплоизоляционного и конструкционного полистиролбетона в диапазоне плотностей от 800 кг/м3 до 1500 кг/м3 на основе заполнителей из металлургических доменных и феррохромных шлаков и кварцевого песка, выбраны технологические параметры и рациональная технология термической обработки строительных изделий.

2. На основании полученных результатов испытаний прочности на сжатие и растяжение полистиролбетона в диапазоне плотностей от 800 кг/м3 до 1500 кг/м3, не регламентирующихся ГОСТ Р 51263-99, разработаны математические модели зависимости предела прочности ПСБ от состава смеси. Установлено, что по прочности на сжатие полистиролбетон соответствует классам В 5,0-В 12,5, как автоклавный ячеистый бетон, превышает на 10-15% прочность ячеистого бетона естественного режима твердения и на 20-30% прочность керамзитобето-на. Прочность на осевое растяжение и растяжение при изгибе выше на 10-30% аналогичных показателей, установленных нормативными документами для данных видов легких бетонов.

3. Значение коэффициента линейной температурной деформации полистиролбетона на 15-20% меньше характеристик для керамзитобетона и близко к характеристикам для ячеистого бетона. Характеристики предельной деформатив-ности, усадки и ползучести не превышают показатели для легких бетонов в диапазонах плотностей от 800 до 1500 кг/м3, принятые согласно Пособию по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из ячеистого бетона.

4. Определены характеристики морозостойкости, теплопроводности и паро-проницаемости полистиролбетона в диапазоне плотностей от 800 кг/м3 до 1500 кг/м3, позволяющие отнести его к долговечным материалам.

Разработана математическая модель зависимости коэффициента теплопроводности полистиролбетона от состава смеси. Морозостойкость полистиролбетона классов по прочности В 5,0 - В 12,5 составляет не менее 150 циклов, что соответствует требованиям СНиП II-3-79*, а коэффициент теплопроводности для условий эксплуатации групп «А» и «Б» 0,2-0,34 Вт/м-К, что ниже, чем л. ячеистого бетона в 1,2-1,4 раза.

5. Перемещения балок из полистиролбетона (ß= 0,09-0,25%) в стадии их работы до образования трещин превышали на 18-31% теоретические перемещения, рассчитанные в соответствии с п.4.6 «Определение кривизны железобетонных элементов на участках без трещин в растянутой зоне» Пособия по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из ячеистого бетона, где фы принимали как для ячеистого бетона (0,85). В связи с этим предлагается принимать значение коэффициента фы равным 0,7, как для легких бетонов на пористом мелком заполнителе.

Предлагается при расчете перемычек из полистиролбетона при определении значения коэффициента т\, учитывающего влияние прогиба несущего полисти-ролбетонного элемента на величину эксцентриситета продольного усилия е0, в формуле по определению коэффициента ф;, принимать значение ß = 1,5, как для легкого бетона на мелком пористом заполнителе или ячеистого неавтоклавного бетона.

Установлено, что на жесткость балок из полистиролбетона в стадии после образования трещин оказывает влияние относительно высокое сцепление полистиролбетона с арматурой, поэтому предлагается принимать значение коэффициента Фк (В 7,5-В 12,5), учитывающего влияние данного фактора, вместо 0,8, как для низкопрочных легких бетонов, равным 1,0. Расчет жесткости балок из полистиролбетона с учетом предлагаемого значения коэффициента дает результаты, близкие к опытным.

6. С учетом изученных прочностных, деформационных и эксплуатационных свойств полистиролбетона в диапазоне плотностей от 800 до 1500 кг/м3, его рекомендуется использовать в природно-климатических условиях Урало-Сибирского региона для изготовления таких сборных несущих конструкций 2-5 этажных зданий, как стеновые блоки, перемычки и панели, которые раньше изготавливались из ячеистого, крупнопористого шлакового бетона и керамзитобетона.

7. Разработанные нормативные рекомендации по применению полистиролбетона в составе конструкций и изделий, ТУ 5745-001-20875427-02 «Смеси поли-стиролбетонные», ТУ 5767-002-20875427-02 «Блоки полистиролбетонные» и ТУ 5828-003-25057366-06 «Перемычки из полистиролбетона» подтверждены опытно-промышленными испытаниями, проведенными на базе ОАО «Завод ЖБИ Бет-фор» и ООО «Корпорация Маяк».

8. Ожидаемый годовой экономический эффект от применения стеновых блоков из ПСБ плотностью 850 кг/м3 в ограждающих конструкциях жилого 9-этажного одноподъездного здания из монолитного железобетона взамен керамзитобетона М50 составит 14,94 млн. руб. (в ценах 2009 г.) для завода ЖБИ с годовым выпуском изделий 10000 м3.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих научных трудах, из них №1- опубликован в журнале, включенном в перечень ведущих рецензируемых журналов и изданий в соответствии с требованиями ВАК Министерства образования и науки РФ (отрасль «Строительство»):

1 Беляков В.А. Конструкции из полистиролбетона для строительства жилых зданий / А.С.Носков, В.А. Беляков // Жилищное строительство - М., -2008. №5. -С. 24-25.

2 Беляков В.А. Перспективы развития исследований конструкционных и теплотехнических свойств полистиролбетона / A.C. Носков, В.А. Беляков // Материалы докладов Всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука Технологии Инновации» - Новосибирск, 2003 - Ч.2.- С. 74-75.

3 Беляков В.А. Изучение влияния состава и структуры полистиролбетона на его прочностную модель / В.А. Беляков, B.C. Руднов // Сб. тезисов докладов Всероссийской конференции «Химия твердого тела и функциональные материалы» и IV семинара СО РАН - УрО РАН «Термодинамика и материаловедение». Екатеринбург: УрО РАН, 2004. С. 41-42.

4 Беляков В.А. Использование отходов металлургического производства при производстве полистиролбетона / В.А. Беляков, B.C. Руднов // Вестник БГТУ им В.Г. Шухова Материалы II Международной научно-практической конференции Экология: образование, наука, промышленность и здоровье - Белгород, 2004 - № 8. 4.VI. - С. 94-95.

5 Беляков В.А. Изготовление полистиролбетона. Экологическое значение использования отходов металлургического производства/ В.А.Беляков, B.C. Руднов // р. Конструкционные материалы для стен СтройПрофиль № 2(32) - Санкт-Петербург, 2004. - С. 14.

6 Беляков В.А.Проектирование состава полистиролбетона повышенной прочности с использованием современных химических добавок / А.С.Носков, В.А. Беляков, В.П. Филиппов // Вестник ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. Строительство и образование: сборник научных трудов. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. - 2005. № 14 (66). - С. 137-142.

7 Беляков В.А. Исследование ползучести конструкционного полистиролбетона при длительном действии нагрузки / A.C. Носков, В.А. Беляков

// Научно-технические проблемы прогнозирования надежности и долговечности конструкций и методы их решения: Сб. тр. VI международной конференции - Санкт-Петербург: СпбГПУ. - 2005 С. 92-93.

8 Беляков В.А. Проектирование составов конструкционного полистиролбетона с использованием современных химических добавок / A.C. Носков, В.П. Филиппов, В.А. Беляков // Бетон и железобетон в Украине. - 2005. №4 (26).-С. 8-13.

БЕЛЯКОВ Владимир Александрович

ПРОЧНОСТНЫЕ, ДЕФОРМАЦИОННЫЕ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ПОЛИСТИРОЛБЕТОНА ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ИЗДЕЛИЙ

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 17.04.2010 Бумага офсетная Формат 60 х 84 1/16. Гарнитура «Тайме». Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1.39 Тираж 90 экз. Заказ № 65

Типография Адванс принт Адрес типографии: 620049, Свердловская обл, г. Екатеринбург, пер. Лобачевского, 1

Введение.

1 Состояние вопроса и задачи исследования.

2 Характеристики материалов и методики исследования. Подбор составов полистиролбетона.

2.1 Материалы и технология для изготовления экспериментальных образцов.

2.2 Изготовление экспериментальных образцов и исследование характеристик полистирол бетонной смеси, составы исследованных бетонов.

2.3 Методы постановки экспериментальных исследований характеристик полистиролбетона.

Выводы.

3 Исследование прочностных характеристик конструкционного полистиролбетона.

3.1 Методика проведения испытаний.

3.2. Прочность на сжатие.

3.2.1 Кубиковая прочность на сжатие.

3.2.2 Осевое сжатие (призменная прочность).

3.2.3 Прочность на местное сжатие.

3.3 Исследование прочности на растяжение.

3.3.1 Прочность на осевое растяжение.

3.3.2 Прочность на растяжение при изгибе.

Выводы.

4 Исследование деформационных характеристик конструкционного полистиролбетона.

4.1 Методика проведения испытаний.

4.2 Начальный модуль упругости.

4.3 Условная предельная деформативность.

4.4 Коэффициент Пуассона.

4.5 Деформации усадки.

4.6 Прочность при длительном приложении нагрузки.

4.6.1 Деформации ползучести.

4.7 Коэффициент линейной температурной деформации.

Выводы.

5 Исследование эксплуатационных характеристик конструкционного полистирол бетона.

5.1 Методика проведения испытаний.

5.2 Морозостойкость.

5.3 Теплопроводность.

5.4 Паропроницаемость.

Выводы.

6 Исследование работы полистиролбетона в изгибаемых элементах.

6.1 Методика проведения испытаний.

6.2 Результаты испытаний балок.

Выводы.

7 Предложения по совершенствованию инженерной методики расчета изделий из полистиролбетона.

7.1 Изделия из полистиролбетона, предложения к их расчету и рациональная область их применения.

7.2 Обоснование и расчет экономической эффективности внедрения в производство изделий из конструкционного полистиролбетона.

Выводы.

В настоящее время особенную актуальность приобрела необходимость поиска новых подходов к решению проблем по теплозащите зданий и сооружений в соответствии с современными требованиями действующей нормативной документации в строительстве. В связи с этим возникла потребность в применении новых конструкционно-теплоизоляционных строительных материалов и изделий, отвечающих требованиям данных норм, технологичных в производстве и отвечающих условиям экономической целесообразности. Данным требованиям сегодня в полной мере может соответствовать строительный материал, использующийся в России и странах СНГ под названием полистиролбетон. В других странах данный легкий бетон известен под следующими названиями: стиропорбетон или EPS beton в Германии и странах Восточной Европы, изолтего в Италии, по-лис-бето во Франции. Неуклонный рост интереса к нему на рынках строительных материалов не только в России, но и за рубежом обусловливается высокой эффективностью применения изделий из полистиролбетона и пенополистиролбето-на (диппбетона).

Полистиролбетоном называют бетон, в котором заполнителем являются гранулы вспененного полистирола. По своим свойствам полистиролбетон относится к легким бетонам, однако имеет ряд существенных отличий. К его достоинствам относят возможность варьирования в широких пределах его плотности, в результате чего полистиролбетон может быть как теплоизоляционным, так и конструкционным материалом. Конструкционно-теплоизоляционный полистиролбетон -материал марок по плотности от D700 до D1000 и прочностью на сжатие от класса В3,5 до В7,5. Конструкционный полистиролбетон — материал марок по плотности от D1000 до D1600 и прочностью на сжатие от класса В7,5 до В15.

Легкий бетон с заполнителем из гранул пенополистирола получил большое распространение в ряде европейских стран. Еще в 1952 г. западногерманская фирма «BASF» запатентовала способ производства стиропорбетона (бетон с заполнителем из гранул полистирольного пенопласта).

За рубежом полистиролбетон применяется с конца 60-х годов. Прочность на л сжатие бетона типа «Unisol» со средней плотностью 800 кг/м [Ао= 0,28 Вт/(м-К)] и 1200 кг/м [Ао = 0,5 Вт/(м-К)] при расходе цемента в бетоне 300 и 350 кг/м составляет соответственно 1,5 и 5 МПа.

В настоящее время полистиролбетон низкой плотности применяется в странах Западной Европы в качестве морозостойкого основания для железных дорог, для изготовления стеновых панелей, утепления кровель, теплого основания для полов животноводческих зданий. В Германии этот материал, названный «ради-пором», успешно заменяет в строительстве зданий минераловатные плиты и прочие менее эффективные утеплители.

Швейцарская компания «RASTRA®» с 1972 года выпускает теплоизоляционные плиты для малоэтажного строительства из полистиролбетона средней плотностью 300-500 кг/м". Легкий бетон с заполнителем из пенополистирола в Нидерландах используется в фундаментных плитах в качестве утеплителя. В Болгарии успешно применяются трехслойные железобетонные стеновые конструкции со средним слоем из полистиролбетона и гибкими связями между наружными и внутренним слоем.

В СССР в качестве ограждающих конструкций полистиролбетон, именуемый ранее стиропорбетоном, был впервые применен в 1970 г. при изготовлении неармированных стеновых блоков в г. Анадыре. Через четыре года бетон на заполнителе из гранул пенополистирола был использован для изготовления несущих однослойных стеновых панелей для сельского строительства на Чукотке [24], в управлениях Анадырьсельстроя и Магадансельстроя при участии ЦНИИ-ЭПсельстроя [50]. После исследований, проведенных в МИСИ вместе с институтом «ЦНИИЭПсельстрой», трестом «Арктикстрой» был применен в строительстве полистиролбетон плотностью 300-600 кг/м .

В опытном порядке полистиролбетон применялся ЛенЗНИЭП в качестве утеплителя на армоцементных покрытиях [33]. В начале и в середине 70-х были введены технические условия на изготовление стеновых панелей и блоков из стиропорбетона для сельскохозяйственных зданий. Указанные ТУ были отменены только в 1994 году.

Впоследствии, исследования по использованию теплоизоляционного полистиролбетона для изготовления объемных блоков для жилых зданий на Севере были проведены Гипроспецгазом [9]. Предложенная технология приготовления полистиролбетонной смеси опробована на Краснодарском домостроительном комбинате.

Строительство индивидуального и малоэтажного жилья необходимо вести в промышленных масштабах, снижая его стоимость до доступного уровня, заявил Президент России Д.А. Медведев. В рамках реализации национального проекта «Доступное и комфортное жилье» четырех и пятиэтажные дома из полистирол-бетона с плотностью 1200-1500 кг/м , класса по прочности В7,5-В15 удовлетворяют предъявляемым требованиям по надежности и энергоэффективности.

Представляется целесообразным изготавливать из полистиролбетона, например, надоконные перемычки, плиты чердачного перекрытия. Он является перспективным и для изготовления крупноразмерных стеновых панелей.

Известно, что данный вид бетона обладает особым набором прочностных и деформационных свойств. По зависимости между плотностью и модулем упругости полистирол бетон близок к легким бетонам, по отношению кубиковой прочности к призменной похож на мелкозернистый или крупнопористый керамзито-бетон, по предельным деформациям сжатия он приближается к тяжелым бетонам, а по макроструктуре полистиролбетон чем-то схож с ячеистыми бетонами. Кроме того, известно, что в образцах из ячеистого бетона, как и в полистиролбе-тонных, разрушение от нагрузки происходит не по зернам заполнителя, а по оболочкам пузырьков (ячеек). Трещиностойкость полистиролбетона намного лучше, чем у ячеистого бетона [16, 17, 26, 37, 52, 64].

Полистиролбетон в отличие от ячеистого бетона с течением времени не подвержен процессу карбонизации под действием углекислого газа из атмосферы. Водопоглощение полистиролбетона ниже, чем у ячеистого бетона при одинаковой плотности в 2,5-3 раза, а по сравнению с водопоглощением традиционных легких бетонов на пористых заполнителях — ниже в 1,5-2 раза [33, 104].

В современной строительной науке до настоящего времени считалось, что полистиролбетон можно рассматривать как ячеистый, но с большими размерами пор, заполненными полистиролом, с меньшей проницаемостью и с демпфирующим эффектом. На самом деле в этом материале реализована двумодальная пористость - крупные поры формируют шарики полистирола, а мелкие — излишки не вступившей в реакцию с цементом и испаряющейся в дальнейшем воды и, часто микропена от часто применяемых добавок - пенообразователей.

Характерной особенностью полистиролбетона в сравнении с другими легкими бетонами на пористых заполнителях является огромное (в 20-30 раз) различие между плотностью гранул заполнителя и цементной матрицы.

Использование полистиролбетона в изделиях, выполняющих функцию несущих, требует изучения целого ряда вопросов. В первую очередь необходимо изучить свойства полистиролбетона, как конструкционного материала в целом.

В настоящее время в строительстве практически используется только поли-стиролбетон низкой плотности

150-600 кг/м ), как теплоизоляционный материал [2, 19-22, 36, 43, 58,59], хотя уже для стеновых камней учитывается и возможность восприятия нагрузки от собственного веса [9, 28, 48, 52, 53, 60, 61, 66, 78, 98].

Как конструкционный материал, полистиролбетон в диапазоне плотностей от 700 до 1450 кг/м3 практически не исследовался. В принципе полистиролбетон может воспринимать нагрузки от конструктивных элементов, он может использоваться в любых строительных изделиях, в том числе армированных, являющихся одновременно теплоизоляционными и несущими. Применение конструкционного полистиролбетона в строительстве востребовано и представляется перспективным.

Настоящая работа посвящена изучению работы полистиролбетона при различных случаях загружения, выявлению картины деформирования и разрушения материала и, на базе этого, описания его свойств, определяющих возможность прогнозирования его поведения под действием нагрузки. Свойства изделий из полистиролбетона зависят от состава материала и способа его изготовления. Для того чтобы говорить о свойствах материала, необходимо определиться с его составом и технологией изготовления. При подборе состава полистиролбетона особое внимание уделено использованию местных сырьевых материалов, в частности техногенных отходов, утилизация которых способствует оздоровлению окружающей среды.

Разработка и внедрение составов конструкционного полистиролбетона на основе техногенных заполнителей в производство несущих железобетонных изделий имеет важное экологическое значение. Предложен один из вариантов решения проблемы утилизации отходов черной металлургии (шлаков), связанный с применением новых строительных технологий [6].

Существенное увеличение объема производства изделий из полистиролбетона требует более глубокого и широкого изучения свойств этого «нового» строительного материала. Это позволит уточнить рациональные области использования эффективных полистиролбетонных конструкций, повысить их качество и долговечность.

Конструкционный полистиролбетон в диапазоне плотностей 1200-1450 кг/м3 и класса В7,5 —В 15 востребован для проектирования конструкций в районах России с сейсмическими зонами 8-9 баллов (например Улан-Удэ), так как удовлетворяет требованиям СНиП II-7-81 "Сейсмика" (раздел: здания с несущими сте нами из кирпича или каменной кладки) п. 3.38. Для кладки несущих и самонесущих стен или заполнения каркаса следует применять следующие изделия и материалы: б) бетонные камни, сплошные и пустотелые блоки (в том числе из легкого бетона плотностью не менее 1200 кг/м ) марки 50 и выше.

На основании углубленного изучения материалов исследований полистирол бетона, выполнявшихся различными авторами на протяжении более чем 40 лет, установлено, что для этого более пластичного и имеющего повышенное соотношение прочностей на растяжение и сжатие материала необходима разработка теоретических положений своего, особого механизма разрушения или теории прочности в зависимости от его состава и структуры.

Целью работы является разработка рациональных составов, выбор технологии изготовления изделий и изучение прочностных, деформационных и теплоизоляционных характеристик полистиролбетона, как материала для несущих строительных конструкций и изделий, под кратковременным и длительным воздействием нагрузки.

Научная новизна работы состоит в том, что получены:

1. Конструкционно-теплоизоляционный и конструкционный полистиролбетон на основе техногенных заполнителей Уральского региона с необходимыми свойствами и выбрана рациональная технология изготовления несущих конструкций из данного вида легкого бетона;

2. Закономерности изменения прочностных, деформативных и эксплуатационных свойств конструкционно-теплоизоляционного и конструкционного поли

3 3 стиролбетона в диапазоне плотностей от 800 кг/м до 1450 кг/м , не рассматриваемых действующим ГОСТ Р 51263-99;

3. Уточняющие коэффициенты к существующей методике расчета конструкций из ячеистого бетона применительно к расчету и проектированию новых эффективных полистиролбетонных изделий.

Практическая ценность работы заключается в том, что на основе результатов выполненных экспериментальных исследований пополнены имеющиеся немногочисленные данные ранее проводимых в ОАО институт «УралНИИАС» исследований в этой области. Разработаны предложения по совершенствованию инженерной методики расчета и проектирования изделий из полистиролбетона.

Данная исследовательская работа является составной частью научного направления, развиваемого в Уральском научно-исследовательском институте архитектуры и строительства, совместно со Строительным факультетом ГОУ ВПО УГ-ТУ-УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина.

В настоящее время, на основе экспериментальных данных по подбору рациональных составов и исследованию прочностных и деформационных характеристик конструкционного полистиролбетона, полученных в данной исследовательской работе, разработаны следующие изделия:

По разработанным чертежам, изготовлены опытные серии армированных перемычек и крупные простеночные блоки по серии 81 для ОАО «Северский трубный завод». Проведены исследования работы полистиролбетонных изделий под нагрузкой в условиях изгиба и внецентренного сжатия.

Практическое значение и внедрение результатов работы. Практическая реализация работы обеспечена разработкой:

- Территориальных градостроительных норм Свердловской области «Бетонные и железобетонные конструкции из полистиролбетона».

- новых редакций ТУ 5745-001-20875427-02 «Смеси полистиролбетонные», ТУ 5767-002-20875427-02 «Блоки полистиролбетонные» и Рекомендаций по применению полистиролбетона в строительстве для ООО «Корпорация «Маяк»;

- ТУ 5828-003-25057366-06 «Перемычки из полистиролбетона» для ООО «Корпорация «Маяк».

Результаты подбора составов конструкционного полистиролбетона были использованы при разработке трехслойной стеновой панели по заказу ОАО «завод ЖБИ Бетфор», для строительства жилых зданий в г. Пелым Свердловской области.

Изделия из полистиролбетона, разработанные на основании результатов исследований, использованы при проектировании и строительстве двухсекционного жилого дома с подземным паркингом в переулке Базовом в г. Екатеринбурге.

Ожидаемый годовой экономический эффект от использования рекомендаций автора при применении изделий из полистиролбетона в строительстве жилого одноподъездного девятиэтажного дома из монолитного железобетона для завода л

ЖБИ с выпуском изделий 10000 м в год составит не менее 14,94 млн. руб.

Апробация работы:

Отдельные разделы диссертации докладывались на следующих научных конференциях: II Международной научно-практической конференции «Экология: образование, наука, промышленность и здоровье», Международной научно-практической конференции «Проблемы и достижения строительного материаловедения» (БГТУ им. В.Г. Шухова, Белгород 2004, 2005); VI Международной конференции «Научно-технические проблемы прогнозирования надежности и долговечности конструкций и методы их решения» (СПбГПУ, Санкт-Петербург 2005 г.); Всероссийской конференции «Химия твердого тела и функциональные материалы» (СО РАН-УрО РАН Екатерин-бург 2004); Всероссийских конференциях молодых ученых, аспирантов и студентов «Наука. Технологии. Инновации» (НГТУ, Новосибирск 2003-2004 г.); на VII и VIII отчетных научных конференциях молодых ученых (ГОУ ВПО «УТТУ-УПИ имени первого Президента России

Б.Н. Ельцина», Екатеринбург 2004-2005), Международной научно-практической конференции «Проблемы и возможности современной науки» (ТСТУ, Тамбов 2009).

Технические разработки автора отмечены дипломом II степени Всероссийской конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Наука. Технологии. Инновации» - НТИ-2003 в секции «Актуальные проблемы современного материаловедения».

Публикации. Основные результаты исследований и основные положения (главы) диссертационной работы опубликованы в 8 печатных работах, в том числе, и в ведущем рецензируемом научном издании, входящем в перечень ВАК: журнал «Жилищное строительство» (Москва, 2008) и рукописных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, основных выводов, списка использованных источников из 115 наименований, 3 приложений на 22 страницах и содержит 196 страниц, включая 47 таблиц и 29 рисунков.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Подобраны необходимые сырьевые материалы из местных техногенных отходов предприятий Уральского региона и выбрана оптимальная химическая добавка - пластификатор «Реламикс-2» в количестве 0,6-1,0 % от массы цемента для проектирования составов полистиролбетона, позволяющая на 30% улучшить технологические свойства бетонной смеси. Полистиролбетонные смеси соответствуют требованиям разработанных ТУ 5745-001-20875427-02.

Разработаны 20 рациональных составов конструкционного полистиролбе

3 3 тона в диапазоне плотностей от 800 кг/м до 1500 кг/м на основе заполнителей из металлургических доменных и феррохромных шлаков и кварцевого песка, выбраны технологические параметры и рациональная технология тепловлажно-стной обработки строительных изделий.

2. На основании полученных результатов испытаний прочности на сжатие и растяжение полистиролбетона в диапазоне плотностей от 800 кг/м до 1500 кг/м , не регламентирующихся ГОСТ Р 51263-99, разработаны математические модели зависимости предела прочности ПСБ от состава смеси. Установлено, что по прочности на сжатие полистиролбетон соответствует классам В 5,0-В 12,5, как автоклавный ячеистый бетон, превышает на 10-15% прочность ячеистого бетона естественного режима твердения и на 20-30% прочность керамзитобетона. Прочность на осевое растяжение и растяжение при изгибе выше на 10-30% аналогичных показателей, установленных нормативными документами для данных видов легких бетонов.

3. Значение коэффициента линейной температурной деформации полистиролбетона на 15-20% меньше характеристик для керамзитобетона и близко к ха-рактристикам для ячеистого бетона. Характеристики предельной деформативности, усадки и ползучести не превышают показатели для легких бетонов в диапао зонах плотностей от 800 до 1500 кг/м , принятые согласно Пособию по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из ячеистого бетона.

4. Определены характеристики морозостойкости, теплопроводности и парол проницаемости полистиролбетона в диапазоне плотностей от 800 кг/м до 1500 кг/м , позволяющие отнести его к долговечным материалам. Разработана математическая модель зависимости коэффициента теплопроводности полистиролбетона от состава смеси. Морозостойкость полистиролбетона классов по прочности В 5,0 - В 12,5 составляет не менее 150 циклов, что соответствует требованиям СНиП II-3-79*, а коэффициент теплопроводности для условий эксплуатации групп «А» и «Б» 0,2-0,34 Вт/м-К, что ниже, чем X ячеистого бетона в 1,2-1,4 раза.

5. Перемещения балок из полистиролбетона (|i= 0,09-0,25%) в стадии их работы до образования трещин превышали на 18-31% теоретические перемещения, рассчитанные в соответствии с п.4.6 «Определение кривизны железобетонных элементов на участках без трещин в растянутой зоне» Пособия по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из ячеистых бетонов, где фы принимали как для ячеистого бетона (0,85). В связи с этим предлагается принимать значение коэффициента фы равным 0,7, как для легких бетонов на пористом мелком заполнителе.

Предлагается при расчете перемычек из полистиролбетона при определении значения коэффициента ц, учитывающего влияние прогиба несущего полисти-ролбетонного элемента на величину эксцентриситета продольного усилия е0 (п. 3.6 Пособия по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из ячеистых бетонов), в формуле по определению коэффициента (рпринимать значение р = 1,5, как для легкого бетона на мелком пористом заполнителе или ячеистого неавтоклавного бетона.

Установлено, что на жесткость балок из полистиролбетона в стадии после образования трещин оказывает влияние высокое сцепление полистиролбетона с арматурой, поэтому предлагается принимать значение коэффициента cpis (В 7,5-В 12,5), учитывающего влияние данного фактора, вместо 0,8 равным 1,0. Расчет жесткости балок из полистиролбетона с учетом предлагаемого значения коэффициента дает результаты, соответствующие экспериментальным.

6. С учетом изученных прочностных, деформационных и эксплуатационных свойств полистиролбетона в диапазоне плотностей от 800 кг/м до 1500 кг/м , его рекомендуется использовать в природно-климатических условиях Урало-Сибирского региона для изготовления таких сборных несущих конструкций 2-5

160 этажных зданий, как стеновые блоки, перемычки и панели, которые раньше изготавливались из ячеистого, крупнопористого шлакового бетона и керамзитобетона.

7. Разработанные нормативные рекомендации по применению полистиролбетона в составе конструкций, ТУ 5745-001-20875427-02 «Смеси полистиролбе-тонные», ТУ 5767-002-20875427-02 «Блоки полистиролбетонные» и ТУ 5828003-25057366-06 «Перемычки из полистиролбетона» подтверждены опытно-промышленными испытаниями, проведенными на базе ОАО «Завод ЖБИ Бет-фор» и ООО «Корпорация Маяк».

8. Ожидаемый годовой экономический эффект от применения стеновых блоков из ПСБ плотностью 850 кг/м в ограждающих конструкциях жилого 9-этажного одноподъездного здания из монолитного железобетона взамен керамзитобетона М50 составит 14,94 млн. руб. (в ценах 2009 г.) для завода ЖБИ с гол — довым объемом выпуска изделий в 10000 м .

1. Азелицкая Р.Д., Спасских А.А., Тарадыменко А.С., Черных В.Ф. Механические и деформативные свойства керамзитополистиролбетона // Бетон и железобетон. 1973. -№ 2. - С. 16-17.

2. Ананьев А.И., Лобов О.И. Влияние технологических и эксплуатационных факторов на долговечность стен и покрытий, утепленных пенополистиролом // Отчет о НИР / НИИСФ. М., 2003. - 10 с.

3. Аракелян А.А. Прочностные и деформативные свойства легких бетонов в зависимости от свойств заполнителей Автореферат дис. канд. техн. наук — М., 1986.-24 с.

4. Беляков В.А., Руднов B.C. Изготовление полистиролбетона. Экологическое значение использования отходов металлургического производства, р. Конструкционные материалы для стен // СтройПрофиль № 2(32) — Санкт-Петербург, 2004. -С. 14.

5. Бугрим Ф.С., Зеликин С.Н., Пантелеенко В.Н. Использование стиропорбе-тона для изготовления объемных блоков в нефтегазовом строительстве. Обзор. — М.: Информнефтегазстрой. 1980. 48 с.

6. Ванников К.В., Тимофеев А.А. Пенополистиролбетон. Актуальные проблемы современного материаловедения // Материалы всероссийской научной конференции молодых ученых Наука. Технологии. Инновации. Новосибирск: НГТУ, ч. 2. - 2004. - С. 92-94.

7. Вайсбурд A.M., Тер-Осипянц Ф.Т. Применение полистиролбетона в СССР и за рубежом. Обзорн. инф. / Уз НИИНТИ Ташкент, 1976. - 40 с.

8. Влияние возраста бетона в момент загружения на его ползучесть / Госстрой СССР Киев: НИИСП, - 1970. - 64 с.

9. Волков Ю.Г. Диссертация: Подготовка, защита, оформление: М.: Гарда-рики, 2002. 160 с.

10. Гейданс И.У. Исследование способов облегчения теплоизоляционно-конструкционных стеновых материалов (применительно к строительству в отдаленных районах): Автореферат дис. канд. техн. наук М., 1974. - 24 с.

11. Довгалюк В.И., Кац Г.Л. Конструкции из легких бетонов для многоэтажных каркасных зданий / М.: Стройиздат — 1984. — 223 с.

12. Довжик В.Г. Факторы, влияющие на прочность и плотность полистиролбетона // Бетон и железобетон. 2004. - № 3. - С. 5-11.

13. Довжик В.Г., Россовский В.Н., Савельева Г.С., Иванова Ю.В. Хаймов И.С., Семенова Т.Д., Сафонов А.А. Технология и свойства полистиролбетона для стеновых конструкций // Бетон и железобетон 1997. № 2. - С. 5-9.

14. Дорф В.А Довжик В.Г. Высокопрочный керамзитобетон (Обзор опыта производства, особенностей технологии и свойств) // ЦНИИТЭСтром — М.: Глав-полиграфпром, 1968. — 52 с.

15. Евдокимов А.А. Физико-механические свойства теплоизоляционных легких бетонов на пористых заполнителях для многослойных ограждающих конструкций Автореферат дис. канд. техн. наук. М., 1989. - 21 с.

16. Евдокимов А.А., Брускова JI.H. Физико-механические свойства теплоизоляционного полистиролбетона и прочность его сцепления с констр. керамзи-тобетоном // Новое в технологии и свойствах легких бетонов — М.: НИИЖБ, 1980.-С. 99-109.

17. Евдокимов А.А., Дайнеко О.С., Приезжев В.А. Укрупненные панели из полистиролбетона для сельскохозяйственных зданий // Бетон и железобетон. -1985.-№ 10.-С. 4-5.

18. Евдокимов А.А., Дайнеко О.С. Прочностные и деформативные свойства конструкционно-теплоизоляционного керамзитобетона и полистиролбетона пониженной плотности / Сб. научн. тр. Эффективные легкие бетоны и конструкции из них М.: НИИЖБ, 1984. - С. 15-24.

19. Ермилова B.C., Антропова В.А., Степанова В.Ф. Шлакополистиролбетон для наружных стеновых панелей // Материалы XXIII Международной конференции в области бетона и железобетона (16-23 мая 1991 г.) Волго-Балт-91 М.: Стройиздат, 1991. - С. 60-61.

20. Жук В. Применение стиропорбетона на Чукотке // Сельское строительство.-1974.-№ 1.-С. 12-13.

21. Журба О.В Легкие бетоны на основе регенерированного пенополисти-рольного сырья: Автореферат дис. канд. техн. наук Улан-Удэ, 2007. - 22 с.

22. Зайцев Ю.В. Моделирование деформаций и прочности бетона методами механики разрушений М.: Стройиздат, 1982. — 196 с.

23. Исследование прочности трехслойной стеновой панели из полистиролбетона, изготовленной на ДГУП 137 КЖИ МО РФ / Отчет о НИР от 28 марта 2002г./ ОАО институт «УралНИИАС»; Рук. Никишкин В.А.- Екатеринбург, 2002. -53 с.

24. К нормированию модулей упругости легких бетонов / Курасова Г.П., Волков И.В., Истомин А.С., Кузнецова JI.A. // Расчет и конструирование элементов железобетонных конструкций из легких бетонов. М.: Стройиздат, 1961. - С. 36-52.

25. Капустин Ф.Л., Спиридонова А. М., Жулидов В. Д., Ежов В. Б. Свойства строительных материалов и изделий / Федер. агентство по образованию. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2005. 33 с.

26. Кириченко В.А. Оценка влияния режимов электропрогрева на физико-механические свойства полистиролбетонов // Бетон и железобетон. №3. - 1995. -С. 13-14.

27. Клем В.Р. Подбор состава и технология производства пенополистиролбетона / Применение ячеистых бетонов в жилищном строительстве: Сб. научных трудов / ЛенЗНИИЭП, 1991. с. 151-155.

28. Королев А.С., Волошин Е.А., Трофимов Б.Я. Оптимизация состава и структуры конструкционно-теплоизоляционного ячеистого бетона // Строительные Материалы. №3. - 2004. - С. 30-32.

29. Король Е.А. Трехслойные ограждающие железобетонные конструкции из легких бетонов и особенности их расчета — М.: АСВ, 2001. — С. 52-69.

30. Кузьменков М.И., Бахир Е.Н. О возможности использования каустического доломита и сульфатсодержащих отходов при производстве полистиролбетона // Тез. докл./ Мин-во архитектуры и стр-ва респ. Беларусь. 1998. С. 88-90.

31. Кузьменков М.И., Куницкая Т.С., Махницкая Е.Н. Полистиролбетон на магнезиальном вяжущем из доломита // Матер, науч-техн. конф. БГТУ / часть 2. Ресурсосберегающие и экологически чистые технологии.- 1999. — С. 67-71.

32. Лаймов И.С., Ченцов М.А., Косяков С.А., Фотин О.В. Полистиролбетон. Исследование прочности на магнезиальном вяжущем // Сборник докладов VII научной конференции по актуальным проблемам строительной теплофизики. С. 214-216.

33. Легкие бетоны в сельском строительстве / Киселев Д.П., Мамонтов В.Н., Соколов В.А., Лапидус М.А., Ожгибесов Ю.П. М.: Стройиздат, 1978. - С. 60-62.

34. Ли А.В. Долговечность энергоэффективных полимерсодержащих ограждающих конструкций: Автореф. дис. . канд. техн. наук: / Дальневост. гос. техн. ун-т. Хабаровск, 2003 - 22 с .

35. Магдеев У.Х., Лившиц А.В., Штейн Б.Я., Бирман А.Р. Конструкционный золопесчаный бетон и теплоизоляционный полистиролбетон для трехслойных панелей наружных стен // Строительные материалы. 1990. - № 2 -С. 9-12.

36. Филиппов В.П. Беляков В.А. Рекомендации по применению полистиролбетона в строительстве / ОАО институт «УралНИИАС», Екатеринбург, - 2002. -13 с.

37. Милых Т.И. Конструкционно-теплоизоляционный полистиролбетон // Бетон и железобетон. 1988. - № Ю. - С. 11-13.

38. Мелихов В.И., Козловский А.И., Россовский В.Н. Возможности получения особо легкого пенополистирольного заполнителя//Бетон и железобетон. — 1997. №2. - С. 17-18.

39. Мелихов В.И., Девятое В.В., Шумилкин В.И. Энергосберегающая технология тепловой обработки полистиролбетонных изделий//Бетон и железобетон. -1997.-№2.-С. 19-21.

40. Методика расчета несущей способности стен зданий с применением полистиролбетона (основные положения). ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко и ВНИИ-железобетон (согласована НИИЖБ), 2000 г.

41. Несущая способность простенков с применением полистиролбетонных-Гблоков в многоэтажных зданиях при действии на них ветрового напора / Заключение ЦНИИСК им. В .А. Кучеренко от 28.12.2000 г.

42. Нехорошев А.В., Меркин А.П., Гейданс И.У., Пучков В.Н. Стиропорбетон в отдаленных районах Арктики. // Строительные материалы. — 1973. № 1. — С. 18-20.

43. Никишкин В.А. Исследование работы стеновых панелей ленточной разрезки из полистиролбетона // Строительный комплекс Среднего Урала. 2002. -№5.-С. 34-35.

44. Никишкин В.А. Влияние структуры и плотности на прочность и деформа-тивность плотного строительного бетона // УГТУ-УПИ, — Екатеринбург, ООО «Издательство УМЦ УПИ» 2009. - 269 с.

45. Нормали на проектирование и строительство зданий системы «Юникон» с применением полистиролбетонных изделий.// ВНИИжелезобетон, МНИИТЭП — М.,1999. 60 с.

46. Носков А.С., Беляков В.А. Конструкции из полистиролбетона для строительства жилых зданий // Жилищное строительство. — М., 2008. - № 5. - С. 2425.

47. Носков А.С., Филиппов В.П., Беляков В.А. Проектирование составов конструкционного полистиролбетона с использованием современных химических добавок // Бетон и железобетон в Украине. — 2005. № 4 (26). — С. 8-13.

48. Овчаренко Е.Г., Петров — Денисов В.Г., Артемьев В.М. Основные направления развития производства эффективных теплоизоляционных материалов. // Строительные материалы. — 1996. № 6. — С. 2-5.

49. Овчаренко Е.Г. Тенденции в производстве утеплителей в России // ЭСКО Экологические системы — М.: 2004. № 6. - 6 с.

50. Однослойная стеновая панель из пенополистиролбетона: Информационный листок / МособлЦНТИ 1985. - № 305. - 2 с.

51. Ольховская А.А., Макарец О.Н., Черных В.Ф. Изготовление стеновых блоков из стиропорбетона для строительства малоэтажных сельских зданий // Строительные материалы. — 1989. № 8. — С.21.

52. Отчет испытания качества симпролит изоляционных панелей / Институт материалов и конструкций при Строительном факультете Белградского университета; Рук. М. Муравлев, Д. Йевтич — Инв. 13094. — Белград, 2001. 8 с.

53. Павлов В.А. Пенополистирол / Изд-во Химия. М.: 1973. - 12 с.

54. Пантилеенко В.Н., Крупенская Л.С. Исследование режимов микротрещи-нообразования стиропорбетона / Сб. научн. тр. Способы строительства и материалы, применяемые при нефтегазовом строительстве в условиях севера./ ВНИ-ИСТ- М.: 1980.-С. 123-130.

55. Парфенов В.Г. Исследование и разработка ресурсо- и энергосберегающих композиционных теплоизоляционных материалов на основе пенополистирола: Автореферат дис. канд. техн. наук. Тюмень, 2000. — 22 с.

56. Парфенов В.Г., Левинская Е.Я., Стефурак Б.И. Стиропорбетонные блоки. // Строительство трубопроводов. М.: 1990. -№11. - С. 31-33.

57. Патент. 2278096 Россия, Кириченко Виктор Алексеевич, Крылов Борис Алек-сандрович.-№2004119356/03; Заявл. 24.06.2004; Опубл. 20.06.2006. Способ изготовления строительных изделий из полистиролбетонной смеси.

58. Пирадов А.Б. Конструктивные свойства легкого бетона и железобетона — М.: Стройиздат, 1973. 133 с.

59. ПК ЛИРА, версия 9.0 Программный комплекс для расчета и проектирования конструкций. Справочно-теоретическое пособие / Под ред. А.С. Городецкого. К.-М.: 2003. - 464 е.: ил.

60. Планирование эксперимента. Сборник докладов первого Всесоюзного совещания по планированию эксперимента / Под ред. Г.К. Круга М.: Наука, 1966.- 423 с.

61. Полистиролбетонные армированные перемычки для теплоэффективных стен зданий системы «Юникон» ВНИИжелезобетона. Рабочие чертежи полисти-ролбетонных перемычек с армированием растянутой зоны стальными каркасами (шифр 22-2000).

62. Почапский Н.Ф. Зуйков Г. Г. Легкий цементный бетон на щебне из отходов пенополистирола // Известия вузов А.Н. СССР Сер. Строительство и архитектура. 1969. - № 6. - С. 65-69.

63. Рахманов В. А., Довжик В. Г., Амханский Г. Я. Улучшение свойств и оптимизация составов полистиролбетона // П-я Всероссийская (Международная) конференция по бетону и железобетону, «Бетон и железобетон пути развития». — М., 2005.- С. 35-47.

64. Рахманов В.А. Козловский А.И. Варламова А.В. Об экологической безопасности применения полистиролбетона в строительстве. — М.: Бетон и железобетон. 1997. - № 2. - С. 18-20.

65. Результаты испытания опытной стеновой панели из полистиролбетона на косой изгиб / Заключение №27 от 28 апреля 1999 г./ ОАО институт «УралНИИАС»; Рук. Никишкин В.А. Екатеринбург, - 1999 г. - с. 27.

66. Результаты испытания простеночной панели ЗПС 15.21.30 из полистиролбетона, изготовленной ООО «Бетам» г. Новоуральск / Заключение №70 от 20 августа 1999 г./ ОАО институт «УралНИИАС»; Рук. Никишкин В.А. Екатеринбург, - 1999 г. - с. 30.

67. Рекомендации по обеспечению пожарной безопасности ограждающих конструкций зданий и сооружений с использованием блоков из полистиролбетона ВНИИжелезобетона. НИИЖБ, 1998 г.

68. Силаенков Е.С. Долговечность изделий из ячеистых бетонов.— М.: Стройиздат, 1986. 175 с.

69. Скоробогатов С.М. Принцип информационной энтропии в механике разрушения инженерных сооружений и горных пластов. — Екатеринбург: УРГУПС, 2000. 420 с.

70. Стефурак Б.И., Левинская Е. Я., Парфенов В.Г. Формирование стиропор-бетонной смеси методом электротермообработки. // Научно-технический сборник / Проблемы нефти и газа Тюмени. Тюмень, 1979. - № 44. - С. 73-75.

71. Территориальные градостроительные нормы Свердловской области «Бетонные и железобетонные конструкции из полистиролбетона» Екатеринбург: Правительство Свердловской области, ОАО институт «УралНИИАС», 2009. — 68 с.

72. Тонков Игорь Леонидович. Исследование физико-механических свойств полистиролбетона как материала для ремонта стен из ячеистых бетонов: Автореферат дис. канд. техн. наук / Пермь: ПермГТУ. 2000.- 20 с.

73. Указания по проектированию перемычек из полистиролбетона для наружных стен зданий системы «Юникон»/ВНИИжелезобетон. — М., 2000. — 85 с.

74. Холмянский М.М. Бетон и железобетон: Деформативность и прочность. -М. Стройиздат, 1997. - 576 с.

75. Чиненков Ю.В., Король Е.А. Трехслойные панели ленточной разрезки с утеплителем из полистиролбетона // Бетон и железобетон. 1997. -№ 4. - С.2 - 5.

76. Щербаченко В.В., Филиппова И.В., Гурьева О .Я. Влияние гранулометрического состава полистирола на свойства полистиролбетона // Тезисы докладов научно-технической конференции — Свердловск, 1988. С. 60-61.

77. Ямлеев У.А. Анцмферов Г.В. Технология производства легкобетонных конструкций — М.: Строииздат, 1985. 216 с.

78. Ярмаковский В.Н., Шапиро Г.И. Монолитный полистиролбетон надежная теплозащита зданий // Промышленное и гражданское строительство. — М., 2002.-№9.-С. 31-33.

79. Ярмаковский В.Н., Хаймов И.С., Петров В.Г. Модифицированный полистиролбетон // Наука и технология в промышленности. 2001. № 2.

80. Яхонтова. Н.Е., Авдеев Г.К., Клоков В.А., Ансерова Г.П. / Легкий бетон с заполнителем из полистирольного пенопласта // Строительные материалы. — М., 1968.-№ 12.-С. 13-14.

81. Batge W., Niemeyer W. Styroporbeton aus Transportbetonwerken // Beton — 1974. № 1 -s. 15-18.

82. Eick H. Styropor-beton // Zoment-Kalk-Gips. 1959. - Vol. 6. - P. 253-257.

83. Gvuzd M. Polystyrenovy beton // Pozemni stavby. 1970. - Vol. 12 - P. 350353.

84. Kohling К. Die Herstelling von Leichtbeton unter Verwendung von vorex-pandierten Stiropor-Partikeln als Zuschlagstoff // Betonstein — Zeitung Heft. 1960. -№5.-S. 212.

85. Kohling K., Hohweller D. Styropor Concrete, A New Building Material // The BASF Review, Munich, Sept. 1970. - Vol. 20, P. 69-76.

86. Litzka I. Hinterschlager BezirksstraBe KM 0.300 Versuchsabschnitt Styroporbeton // Viennen Technologic University - 1998. - № 8. - 12 s.

87. Lightweight Aggregate Concrete. CEB/FIP Manual of Design and Technology. A. Short, P.W. Abeles, В. K. Bardhan Roy, P. Beckman, J. Bobrowski, S. Karl, M. Leewis, N.R. Sharpe, H. Weigler // Comite Euro-International du Beton (СЕВ) — 1977. 240 p.

88. Mackenzie J.K. The elastic constants of a solid containing spherical holes. // Рос. Phisical Society., 1950. - series B, vol. 63.

89. Okada K., Ohama Y. Improvements in performance of concrete by use of polymers in Japan // The International Journal of Cement Composites. — 1979. Vol. 3, P. 181-190.

90. Sussman V. Lightweight Plastic-Aggregate Concrete // ACI Journal, Procee-dinge. 1975. - Vol. 72. - № 7. - P. 321-323.

91. Sussman V., Baumann G.H. Expanded Polystyrene Beads Lighten the Load // SPE Journal. 1972. - Vol. 28. - № 3. - P. 18-21.

92. Trautvetter R. Polystyrol als Lieghtzuscohlagstoff // Baustoffindustrrie. — 1961.-№ 10,- S. 262-265.

93. Wienckowshi A, Stek F. Porowatose meszanin cial sypkich. Mies zaniny wieloskladnikove // Chemia stosowana. — 1966. — Т. 113, 95.

94. Wienckowshi A, Stek F. Porowatose meszanin cial sypkich. Mies zaniny wieloskladnikove // Chemia stosowana. — 1966. — T. 413, 431.

95. Mag. Andrej Sustersic FRAGMAT IZOLIRKA TRGOVINA // Komisija za uveljavljanje pravice do pokojnine pod ugodnejsimi pogoji. — 2003. № 7. - T. 22-32.