автореферат диссертации по строительству, 05.23.08, диссертация на тему:Технология изготовления вентилируемых наружных стен с декоративными железобетонными экранами

На правах рукописи

СКУРАТЕНКО ЕЛЕНА НИКОЛАЕВНА

ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЕНТИЛИРУЕМЫХ НАРУЖНЫХ СТЕН С ДЕКОРАТИВНЫМИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫМИ

ЭКРАНАМИ

Специальность 05.23.08.- Технология и организация строительства. Технические науки.

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва -2008 г.

003452795

Работа выполнена в ОАО «Центральный научно-исследовательский и проектный институт жилых и общественных зданий» (ЦНИИЭП жилища).

Научный руководитель ■

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Нагрузова Любовь Петровна

доктор технических наук, профессор Шрейбер Андрей Константинович

кандидат технических наук Рублевский Иван Петрович

Ведущая организация Научно-исследовательский,

проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона (НИИЖБ)

Защита состоится 17 декабря 2008 г. в 11.00 ч. на заседании объединенного диссертационного совета ДМ 303.017.01 при ОАО «Центральный научно-исследовательский и проектный институт жилых и общественных зданий» (ЦНИИЭП жилища) по адресу: 127434, г. Москва, Дмитровское шоссе, дом 9, стр. 3, III этаж, зал заседаний.

С диссертацией можно ознакомиться в методическом фонде ЦНИИЭП жилища-Автореферат разослан «5» ноября 2008 г.

доктор архитектуры, профессор Лицкевич Владимир Константинович

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Существующие конструктивно-технологические решения наружных стен жилых зданий не отвечают в полной мере современным требованиям рынка строительной продукции. Из основных недостатков можно отметить: недолговечность, незначительный срок безремонтной службы, высокие трудоемкость изготовления и стоимость, ограниченность вариантов архитектурных решений зданий. Исследование и разработка технологии изго-' товления наружных стен, позволяющей решить ряд перечисленных проблем с учетом сложившегося спроса на быстровозводимое, качественное и экономически целесообразное жилье - весьма актуальная задача. Многие институты строительной отрасли проводили исследования конструктивно-технологических решений наружных стен и продолжают эту работу сегодня. В ЦНИИЭП жилища были предложены системы вентилируемых наружных стен с железобетонными экранами, которые позволяют сократить трудозатраты и продолжительность монтажа теплоэффективных наружных стен, применить архитектурные накладные детали, расширяющие возможности отделки фасадов, снизить стоимость наружных стен за счет применения более дешевых материалов и исключения дорогостоящих крепежных подсистем. По сравнению с крупнопанельными наружными стенами в данном варианте исключается проблема стыковых соединений. Большой вклад в эти разработки внесли B.C. Беляев, М.Ю. Граник, Ю.Г. Граник, B.C. Зырянов, Э.И. Киреева, С. В. Николаев, Б.В. Сендеров, Г.А. Ставровский и др.

Однако технология изготовления высококачественных, разнообразных по отделке железобетонных экранов и технология возведения стен с их применением не были разработаны. В связи с вышеизложенным, разработка технологии изготовления наружных стен с применением декоративных железобетонных экранов, имеющих при заданной прочности высокие архитектурные и эксплуатационные характеристики, а так же достаточную долговечность является актуальной задачей. Эти вопросы стали основой диссертационной работьГХ !

Цель диссертационной работы состоит в исследовании и разработке заводской технологии изготовления декоративных железобетонных экранов и технологии возведения вентилируемых наружных стен, что обеспечит достижение их высоких декоративных и эксплуатационных характеристик.

Автором была выдвинута рабочая гипотеза: для достижения требуемого качества декоративных железобетонных экранов необходимо применять модифицированные мелкозернистые и обычные бетоны, позволяющие осуществлять безвибрационное формование из высокоподвижных смесей для получения бездефектных лицевых поверхностей экранов, в том числе рельефных, с высокими эксплуатационными характеристиками.

Возможность реализации этой идеи основана на исследованиях в области модифицированных бетонов таких ученых, как В.Г. Батраков, С.С. Каприелов, Б.А. Крылов, A.B. Шейнфельд и др.

В соответствии с целью работы были определены следующие задачи:

1. Обобщение опыта, анализ конструктивно-технологических решений вентилируемых наружных стен жилых и общественных зданий с целью определения рациональных путей развития данных конструкций, обеспечивающих их высокую технологичность.

2. Изучение необходимых технологических характеристик и подбор рациональных составов модифицированных мелкозернистых и обычных бетонов для изготовления слоев декоративных экранов.

3. Определение параметров формования железобетонных экранов из модифицированных _ бетонов, обеспечивающих получение высококачественных изделий.

4. Разработка принципиальных решений технологических линий изготовления декоративных железобетонных экранов.

5. Разработка технологии возведения наружных стен с применением декоративных железобетонных экранов.

6. Технико-экономическое обоснование предлагаемой технологии.

Общая методика работы включала информационно-аналитическую, расчетно-теоретическую и лабораторно-производственную части с использованием методов планирования эксперимента. В отдельных исследованиях использовались частные методики, изложенные в соответствующих разделах диссертации.

Достоверность результатов исследований подтверждена сходимостью теоретических положений и экспериментальных данных, применением различных методов инструментального определения экспериментальных данных, а также близким совпадением данных лабораторных и производственных экспериментов.

Научная новизна работы:

1. Впервые сформулированы и обоснованы научные положения по заводской безвибрационной технологии изготовления декоративных железобетонных экранов с применением высокоподвижных самоуплотняющихся бетонных смесей.

2. Экспериментально подтверждена возможность применения самоуплотняющихся бетонов на легком заполнителе для изготовления железобетонных экранов.

3. Научно обоснован технологический принцип управления структурой и свойствами составов самоуплотняющихся тяжелых, легких и мелкозернистых модифицированных бетонов для изготовления экранов.

4. Определены технологические параметры безвибрационного формования железобетонных экранов, обеспечивающие их высокие декоративные, конструктивные и эксплуатационные характеристики.

5. Разработана технология возведения наружных стен с применением декоративных железобетонных экранов. Обоснована технико-экономическая целесообразность внедрения вентилируемых наружных стен с декоративными железобетонными экранами в жилищное строительство.

Эти положения выносятся на защиту.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Разработана безвибрационная технология заводского изготовления декоративных железобетонных экранов, позволяющая при низких трудозатратах получать высококачественные изделия.

2. Предлагаемая технология возведения наружных стен обеспечивает сокращение трудозатрат и продолжительности монтажа слоистых наружных стен, повышает возможности архитектурного оформления фасадов, в том числе за счет применения архитектурных накладных деталей, снижение стоимости наружных стен за счет исключения дорогостоящих крепежных подсистем и материалов, повышение долговечности и огнестойкости конструкций наружных стен.

3. Разработаны технические решения вентилируемых наружных стен с применением декоративных железобетонных экранов, позволяющие проектировать жилые и общественные здания с разнообразным цветовым оформлением фасадов.

Внедрение результатов работы включает:

Экспериментальное производство декоративных железобетонных экранов на базе предприятия «ООО СТРОЙИНВЕСТ и К», г. Абакан, Республика Хакасия.

Включение разработок в учебный процесс Хакасского технического института — филиала Сибирского федерального университета - при проведении семинаров со студентами и представителями строительных предприятий Хакасии, а также в дипломном проектировании.

Апробация работы. Основные положения и выводы диссертации изложены автором в докладах, выступлениях и материалах ряда республиканских и международных научно-технических конференций, в том числе на региональных научно-практических конференциях «Интеллектуальные ресурсы ХТИ -филиала СФУ» - Хакасия, 2006 г., 2007 г.; 63-ей и 64-ой научно-технических конференциях НГАСУ (СИБСТРИН), 2006 г. ,2007 г; IX Международной науч-

но-практической конференции «Проблемы энергосбережения и экологии в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах», Пенза, 2008.

Публикации. Опубликованы 22 печатные работы, из них 9 по теме диссертации, в том числе 2 в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и заключения, приложений и списка использованной литературы (101 наименований). Общий объем работы 156 страниц, включая 133 страницы машинописного текста, 47 рисунков, 25 таблиц.

Глава 1. Изучение наружных стен с в .нтилируемым зазором и определение путей их совершенствования.

Глава 2. Конструктивно-технологические решения наружных стен с декоративными железобетонными экранами.

Глава 3. Разработка технологии формования отделочных слоев декоративных экранов.

Глава 4. Исследование технологии формования железобетонных экранов с декоративными отделочными слоями.

Глава 5. Разработка формовочных линий по изготовлению декоративных железобетонных экранов и технологии возведения наружных стен с их применением.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе, на основе изучения литературных источников по существующим конструктивно-технологическим решениям наружных стен с вентилируемым зазором, определены перспективные направления их совершенствования в плане обеспечения высоких технологических, эксплуатационных и декоративных требований.

С учетом современных норм тепловой защиты зданий, наружные стены выполняются, как правило, многослойными с применением эффективного утеплителя. Среди многослойных стен одними из наиболее эффективных являются

конструкции наружного утепления зданий с вентилируемым зазором. Выполненный в работе анализ показал, что существующие фасадные системы с вентилируемым зазором: обеспечивают разнообразное и высококачественное оформление фасадов зданий; защищают несущую часть стены от попеременного замерзания и оттаивания, выравнивают температурные колебания массива стены, что препятствует возникновению в ней соответствующих деформаций; позволяют стенам, при отключении источника теплоснабжения, остывать в несколько раз медленнее, чем при внутреннем расположении слоя теплоизоляции такой же толщины; остаются в сухом состоянии круглый год и сохраняют высокие теплозащитные качества, благодаря наличию вентилируемой воздушной прослойки, т.к. водяные пары свободно диффундируют из помещения наружу.

Широко применяемые в настоящее время конструкции наружных стен с фасадными системами и вентилируемым зазором характеризуются следующими недостатками: некоторые несущие подконструкции недолговечны и недостаточно устойчивы к агрессивным условиям окружающей среды; для устройства этих систем необходимо применять дорогостоящие материалы; возведение фаеадной системы довольно сложно технически, что приводит к большим трудовым и временным затратам, т.к. работы необходимо выполнять снаружи, с лесов или подмостей, с применением большого количества ручных операций.

В работе показана перспективность вентилируемых наружных стен с крупноразмерными железобетонными экранами (разработка ОАО «ЦНИИЭП жилых и общественных зданий») основанная на возможности устранения перечисленных выше недостатков. Однако эти системы требуют доработки конструктивно-технологических решений и проведения комплекса исследований по технологии формования железобетонных экранов с разнообразной отделкой их фасадных поверхностей. Эти работы были положены в основу дальнейших исследований.

Во второй главе изложены разработанные в диссертации конструктивно-технологические требования к проектированию вентилируемых наружных

стен с декоративными железобетонными экранами, проведен анализ этих стен и определена перспективная область их применения.

Предлагаемые решения вентилируемых наружных стен с декоративными железобетонными экранами (новый альбом технических решений, разрабатываемый в ЦНИИЭП жилища при участии автора) отличаются универсальностью: могут применяться в сборном и монолитном домостроении, в зданиях с разной конструктивной схемой (каркасной, с несущими внутренними стенами); возможно варьирование материала внутренней части стены (блоки из ячеистого бетона, кирпич) и утепляющего слоя (различные виды, разрешенные к применению в наружных стенах); экраны могут выполняться разных размерных типов: от 6,0 м до 1,5 м по длине при ширине соответствующей высоте этажа, допускаются и другие варианты размеров, в зависимости от решения фасадов зданий (эркера, балконы, лоджии и т.п.). Разрабатываемый экран должен отвечать следующим требованиям: иметь полную заводскую готовность с качественной отделкой наружной поверхности слоем отделочного бетона (номинальную толщину слоя принимаем 20 мм), по прочности - не ниже В15, по морозостойкости бетона - не ниже F200. Геометрические размеры экранов должны проектироваться с учетом технологических факторов, а именно в части угла наклона края экрана к лицевой поверхности не менее 60 градусов. Закладные детали не должны препятствовать свободному снятию изделия из формы.

Третья глава включает комплекс исследований, связанных с определением физико-механических, технологических и декоративных характеристик модифицированных высокоподвижных самоуплотняющихся бетонов, обеспечивающих формование железобетонных экранов с высококачественной лицевой поверхностью.

Исходя из конструктивных требований к отделочному слою экрана и учитывая свойства применяемых сырьевых материалов, проведены эксперименты по подбору состава модифицированного бетона.

Отличительной особенностью таких бетонов является применение ульт-

радисперсных добавок в комплексе с суперпластификатором. На основе разведочных экспериментов, для изготовления декоративных железобетонных экранов, было отдано предпочтение включению в состав бетона ультрадисперсной добавки - микрокремнезема уплотненного (МКУ-85) и суперпластификатора -С-3. Кроме того, в состав входили следующие материалы: портландцемент Топ-кинского завода М400 по ГОСТ 10178-85; светлый речной мытый песок, средний, 1-го класса, с модулем крупности Мхр=2,2 по ГОСТ 8736-93; вода по ГОСТ 23732.

Подбор состава основывался на получении требуемой прочности 15 МПа. В металлических формах были изготовлены образцы (кубы с размером ребра 10 см). Приготовление бетонной смеси начинали с перемешивания сухих компонентов и постепенного введения воды и водного раствора суперпластификатора. Образцы не подвергались вибрационному уплотнению. Твердение проходило в естественных условиях. По истечении 28 суток образцы испытывали на прочность поГОСТ 10180-90.

В результате был определен первоначальный состав модифицированного мелкозернистого бетона для отделочного слоя экрана.

Известно, что на качество лицевых поверхностей железобетонных изделий влияют: консистенция бетонной смеси, качество рабочей поверхности форм. В этой связи были выполнены исследования по определению рациональной подвижности бетонной смеси отделочного слоя в металлических и пластиковых формах. Изготавливали образцы диаметром 40 см и толщиной 2-3 см. Изучали влияние подвижности бетонной смеси в диапазоне от П1 до П5.

С целью сравнения были изготовлены две группы образцов. Первая группа уплотнялась при вибрационном воздействии (частота колебаний 50 Гц, амплитуда 0,03-0,06). Вторая группа не подвергалась воздействию вибрации. Выдерживание образцов проходило в естественных условиях.

Качество лицевой поверхности образцов оценивали по показателю поверхностной пористости, который рассчитывали по методике ВНИИ железобе-

тона. Для этого на образцы наносили зоны измерения (квадраты размером 20 х 20 см), внутри каждой зоны подсчитывали количество раковин различного диаметра и получали площадь пор на поверхности образца в см2/м2.

В результате проведенной серии экспериментов при формованных безвибрационным способом в пластиковых формах получены следующие данные: образцы из смеси подвижностью ОК = 2 см характеризовались поверхностной пористостью 70 см2/м2, при увеличении подвижности смеси в диапазоне 7—17 см показатель пористости составлял от 18 до 3 см2/м2 соответственно, у литых ОК = 21-27см- поры на образцах отсутствовали. При применении вибрации добиться полного отсутствия пор практически невозможно, получение приемлемой поверхности возможно, но при этом возрастает трудоемкость производства и высока вероятность брака. Показатели пористости у образцов, изготовленных в металлических формах значительно выше, при безвибрационном формовании и ОК = 22 см составляет 8-10 см2/м2.

Было установлено, что для получения изделий с лицевой поверхностью требуемого качества следует применять технологию безвибрационной укладки модифицированных мелкозернистых бетонных смесей подвижностью 21 см и более. При этом желательно применять формы с рабочей поверхностью из стеклопластика или хорошо отшлифованного металла.

В соответствии с этим, для дальнейших исследований все образцы были изготовлены из бетонной смеси, имеющей подвижность ОК= 21-27 см, без применения вибрационного уплотнения. Твердение проходило в естественных условиях.

На следующем этапе были проведены эксперименты по определению прочности двухслойных образцов и оценки совместной работы слоев экрана под воздействием сжимающей нагрузки. В качестве исходных материалов для основного слоя были приняты: портландцемент М400, МКУ-85, С-3, щебень фр. 5-10 мм, природный песок, вода.

Двухслойные образцы изготавливали в-форме куба с размером ребра 10

см. На дно металлических форм сначала укладывали 2 см мелкозернистой бетонной смеси, разработанной для отделочного слоя. Сверху укладывали бетонную смесь основного слоя экрана. Дополнительно были изготовлены две группы однослойных образцов из бетонов для разных слоев экранов. По истечении 28 суток были проведены испытания на прочность по ГОСТ 10180-90, причем двухслойные образцы устанавливались на пресс так, чтобы граница соединения слоев была вертикальной.

При испытании отслаивания слоев не наблюдалось, что говорит об их надежном соединении. Согласно полученным результатам прочность двухслойных образцов составляла около 30 МПа, что соответствует прочности образцов, изготовленных из бетона для основного слоя. Прочность образцов, изготовленных из отделочного бетона равна 18-20 МПа.

В соответствии с этим, в дальнейшем были продолжены исследования по подбору состава модифицированного самоуплотняющегося бетона для основного слоя экрана, удовлетворяющего требованиям подвижности бетонной смеси (ОК=21 см и более) и диапазона прочности 15 МПа - для навесных экранов, до 40МПа - для поэтажно-несущих. Для получения этих показателей варьировались количество цемента и комплексное содержание добавок МКУ-85 и С-3. Количество микрокремнезема и суперпластификатора в составе бетона взаимосвязано. При расходе МКУ-85 10 % от массы цемента, С-3 добавляется в количестве 1% от массы цемента, при МКУ-85 12%, С-3 - 1,2%. Решение интерполяционной задачи проводилось по методу математического планирования эксперимента. В качестве варьируемых показателей были выбраны: Х1 - количество цемента, кг/м3; Х2 - комплексное содержание МКУ-85 и С-3, кг/м3. Функцией отклика У являлась прочность бетона на сжатие, МПа. Получено следующее уравнение регрессии:

У= 34+ 14,2 Х1+2О Х2+9 ХА (1)

Согласно полученному уравнению, количество МКУ-85 и С-3 оказывает большее влияние на прочность, чем количество цемента. Самое низкое значе-

ние коэффициента при произведении Х1Х2 говорит о наименьшем влиянии комплексного повышения в составе количества МКУ-85, С-3 и цемента.

По результатам дополнительных исследований на прочность можно отметить наиболее важную роль следующих компонентов бетона: вода, микрокремнезем, С-3. Значительное повышение прочности достигается при уменьшении В/Ц отношения и увеличении количества МКУ-85 и С-3.

Таким образом установлено, что при расходе цемента 450 кг/м3, МКУ-85 - 54 кг/м3 и В/Ц отношении 0,35-0,4 возможно получение самоуплотняющегося бетона для изготовления основного слоя экрана, имеющего прочность на сжатие 42МПа.

Далее были проведены эксперименты по оценке эксплуатационных качеств изделий (морозостойкость, цветовые характеристики и т.д.) из мелкозернистых модифицированных бетонов, разработанных для отделочного слоя экрана.

Испытания на морозостойкость проводились по стандартной методике согласно ГОСТ 10060-2-95. Проведенные исследования показали, что прочность на сжатие бетона после 200 циклов попеременного замораживания и оттаивания понизилась на 1%, что соответствует требованиям, допускающим потерю прочности бетона до 5% от первоначального значения.

Исследование цветовых характеристик обуславливалось тем, что микрокремнезем имеет темную серо-перламутровую окраску, что могло влиять на цвет изделий, изготовленных из разработанных составов бетонов, включающих МКУ-85 в количестве 12% (от массы цемента). Для эксперимента были изготовлены две группы круглых образцов диаметром 30 см, в состав которых вводили белый цемент М500 ДО по ГОСТ 965-89 производства ООО «Унистрон-трейдинг» г. Жуковский; светлый речной песок; 10% водный раствор суперпластификатора С-3; вода. Единственное отличие - в состав бетона первой группы образцов было добавлено 12% микрокремнезема (МКУ-85).

Готовые образцы в возрасте 10 суток (повторно через 1 месяц, 6 меся-

цев) были оценены на отличия в цвете. Проводили визуальное сравнение образцов с расстояния 10 м и 30 см, при дневном освещении. При оценке полученных результатов было установлено, что наличие микрокремнезема в составе безпигментного мелкозернистого модифицированного бетона на цветовые характеристики образцов не влияет.

Задача следующего этапа исследований цветовых характеристик — оценить цветовые характеристики изделий из модифицированного мелкозернистого бетона, включающего разное количество пигментной добавки и 12% микрокремнезема, в сравнении с такими же изделиями, но изготовленными без МКУ-85.

В состав бетона входили: белый цемент, светлый речной песок, 10 % раствор суперпластификатора С-3, вода, пигменты марок Б190 (красный) и Б565 (зеленый). Красные и зеленые цвета были выбраны в связи с тем, что они хуже других колеров обеспечивают равномерный устойчивый цвет. Пигментная добавка вводилась в бетон в разном количестве (1, 2,4 %.от объема цемента). Таким образом, были получены группы образцов красного и зеленого цветов (от светлого до более насыщенного тонов), причем в каждой группе изготавливался образец с МКУ-85 и такой же без него.

Готовые образцы были визуально сравнены между собой. В ходе экспериментов было установлено, что образцы с применением МКУ-85, белого портландцемента и пигментов не имеют визуальных отличий от образцов того же состава, но без МКУ-85. По итогам экспериментов доказана возможность применения модифицированных бетонов с микрокремнеземом для производства декоративных железобетонных экранов различных цветов, от совсем светлых оттенков до более темных насыщенных тонов.

В дальнейшем были проведены исследования по проверке цветоустойчивости отделочных слоев к условиям естественной эксплуатации. Образцы, изготовленные для испытаний на цвет, а также две модели экрана размером 60 х 60 х 8 см, в течении 1,5 лет хранили на открытом воздухе в условиях г. Абакана.

Натурные наблюдения за образцами в течение указанного периода не выявили изменения цвета (выцветания) и образования высолов. Также отсутствовали усадочные трещины и другие дефекты.

Проведенный комплекс исследований подтвердил выдвинутую автором гипотезу, что для получения бездефектных лицевых поверхностей отделочных слоев железобетонных экранов, обладающих высокими эксплуатационными характеристиками, целесообразно применение модифицированных самоуплотняющихся мелкозернистых бетонов.

В четвертой главе проведены исследования по определению рациональных технологических параметров безвибрационного формования двухслойных железобетонных экранов из модифицированных бетонов.

Методика предусматривала проведение исследований в лабораторных и производственных условиях на этапах приготовления бетонных смесей, их укладки, тепловой обработки (выдерживания) и распалубки.

На основе разведочных экспериментов была принята нижеприведенная последовательность загрузки в бетоносмеситель компонентов бетонных смесей для основного и отделочного слоев.

Сначала загружали сухие, составляющие: заполнители, цемент и микрокремнезем, для отделочного слоя дополнительно вводили пигментную добавку. Их перемешивали при невысокой скорости около 20 об/мин (из-за наличия пылевидных частиц) в течение 30 с до достижения однородной сухой массы. Затем единовременно или постепенно вводили рассчитанное количество воды с водным раствором суперпластификатора С-3 и перемешивали до достижения требуемой подвижности смеси. Модифицированные бетонные смеси для экранов следует готовить в бетоносмесителях принудительного действия.

Было установлено, что введение жидких компонентов частями снижает подвижность готовой бетонной смеси по сравнению с единовременным введением (рис.1).

ОК,см 28 -,

16 -

14 -I-.-,-.-,-.-1-.-.

60 90 100 120 Т>°

Рис.1. Изменение подвижности бетонной смеси (ОК) от времени (Т) её перемешивания в смеси геле принудительного действия при разных способах введения воды и С-3

введение раствора С-3 и воды:--постепенное -единовременное

При приготовлении мелкозернистой бетонной смеси для отделочного слоя время перемешивания компонентов зависит также от количества пигментной добавки. Чем больше пигментной добавки (2; 4 или 6.% от количества цемента), тем дольше необходимо перемешивать для предотвращения появления разводов на лицевой поверхности и получения равномерной окраски изделия (рис. 2).

403020100-1-----.-,-.-.

2 4 6 0,%отЦ

Рис. 2. Требуемое время перемешивания (Т) бетонной смеси в зависимости от количества пигментной добавки (С2)

В связи с вышеизложенным, на следующем этапе изучали зависимость

продолжительности перемешивания от подвижности бетонной смеси и количества пигментной добавки. Для оценки комплексного влияния упомянутых выше факторов и оптимизации времени перемешивания компонентов мелкозернистой бетонной смеси применялся метод математического планирования эксперимента. В качестве варьируемых факторов приняты X] - подвижность бетонной смеси, см; Хг - количество пигментной добавки от массы цемента, %. В результате получено линейное уравнение, отражающее зависимость времени перемешивания компонентов бетонной смеси У от воздействия принятых факторов: У = 83,5 + 11,5 Х,+ 3,5 Х2 (2) Из полученного уравнения регрессии следует, что продолжительность перемешивания в наибольшей степени зависит от того, какую подвижность бетонной смеси требуется получить (коэффициент при Х1 больше коэффициента при Х2). Знаки при коэффициентах в полученном уравнении регрессии говорят о том, что в исследованной области факторного пространства существует прямая связь мевду выбранными факторами и временем перемешивания компонентов бетонной смеси отделочного слоя.

На основании полученного уравнения с использованием метода крутого восхождения и шагового принципа поиска оптимума приведены расчеты по установлению минимального времени перемешивания компонентов разработанной бетонной смеси отделочного слоя, которое составляет 95 с.

Следующим этапом исследований было определение условий укладки бетонных смесей основного и отделочного слоев. При формовании двухслойных изделий из высокоподвижных смесей существует проблема защиты нижнего слоя от перемешивания с верхним. Были проведены исследования по укладке бетонной смеси основного слоя (тяжелый бетон с щебневым заполнителем, ОК=22+1см) в форму с ранее уложенным отделочным слоем (мелкозернистый бетон, ОК=22+1см) с разной высоты от 10 до 60 см.

Выяснилось, что при укладке с высоты 10 см глубина проникновения крупного заполнителя в отделочный слой составляет 0,5 см, при 20 см - до 1см,

при 30см - 1,4 см, при 50см возможен выход его на лицевую поверхность изделия. Таким образом было установлено, что необходимы специальные мероприятия для надежного предотвращения перемешивания слоев. В этой связи для защиты нижнего слоя было принято решение экспериментально проверить возможность применения стеклопластиковой сетки и её влияния на адгезию отделочного и основного слоев.

Эксперименты с применением стеклопластиковой сетки, втапливаемой в верхнюю грань отделочного слоя показали, что при укладке бетонной смеси основного слоя в форму с уложенным отделочным бетоном и сеткой с высоты 60 см проникновение крупного заполнителя в нижний слой составляет не более 0,5 см (рис. 3). Таким образом, повреждение отделочного слоя при укладке основного полностью исключается.

Для выбора рациональных размеров ячейки щелочестойкой стеклопластиковой сетки, обеспечивающей надежное сцепление отделочного и основного слоев, были выполнены эксперименты по определению разрушающего усилия на сдвиг соединения этих слоев.

Н, см

Рис. 3. Глубина проникновения (Н) крупного заполнителя основного слоя в отделочный при высоте укладки (И) бетонной смеси основного слоя

-укладка без защитной сетки укладка с защитной сеткой

В исследовании применили 3 вида сетки с размерами ячеек 0,3x0,3;

0,5x0,5 и 1,0x1,0 см. В качестве испытуемых образцов были приняты двухслойные кубы с ребром 10 см. Толщины слоев, по условиям эксперимента, были приняты по 5 см. Через 8 часов, после формования и естественного твердения образцов, их испытывали на сдвиг в разработанной автором установке (рис. 4). Установка представляет собой прибор, состоящий из двух опорных металлических пластин, блока и груза. Изготовленный двухслойный образец устанавливается между опорными пластинами. Граница соединения слоев горизонтальная. Верхняя опорная пластина с помощью капроновой нити, проходящей через блок, нагружается грузилом. Вследствие этого между двумя слоями образца возникает сдвиговое усилие равное весу груза (кг).

По итогам испытания были получены данные, свидетельствующие о том, что наибольшей адгезией обладают образцы, у которых размер ячейки стекло-пластиковой сетки составляет 0,3 см (среднее усилие на сдвиг — 120 кг). При размере ячейки 0,5 см среднее усилие составляет 100 кг, а при 1 см- 50 кг.

2

Рис. 4. Принципиальная схема установки для испытания образцов на

сдвиг.

1-основной слой; 2-отделочный слой; 3- грузило; 4-опорные металлические пластины; 5-блок.

Для исследования возможности формования декоративных железобетонных экранов без применения стеклопластиковой сетки была проведена серия экспериментов по изготовлению основного слоя экрана из легкого бетона. Методика заключалась в подборе состава модифицированного керамзитобетона и проверке условий укладки его на отделочный слой экрана без применения сетки.

Состав керамзитобетона подбирали на основе требуемых физико-механических (прочность 15-30.МПа) и технологических (ОК=21-27 см) характеристик. В качестве исходных использовали следующие материалы: портландцемент Топкинского завода М400 по ГОСТ 10178-85; микрокремнезем конденсированный МКУ-85 производства ОАО «Кузнецкие ферросплавы» по ТУ 5743-048-02495332-96; суперпластификатор С-3 (в водном растворе 10% концентрации); керамзит фр. до 5 мм с насыпной плотностью 600 кг/м3 производства ООО «Керамзит», г. Абакан по ГОСТ 9757-90; природный песок, средний, 1-го класса, с модулем крупности М,ф=2,2 по ГОСТ 8736-93; вода по ГОСТ 23732.

Для получения керамзитобетона требуемой прочности были выполнены эксперименты с применением метода планирования. В качестве варьируемых были приняты X) - количество МКУ-85, кг/м3 и Х2 - объем керамзита, л/м3. Функцией отклика У выбрана прочность бетона на сжатие. Было получено уравнение:

У = 25,44 + 16,28 X] - 15,95 Х2 (3)

Отрицательное значение коэффициента при Х2 показывает, что повышение количества керамзита понижает прочность материала, а МКУ-85- повышает.

Установлено также, что при расходе цемента 360 кг/м3 и МКУ-85 28 кг/м3 возможно получение керамзитобетона с плотностью 1600 кг/м3 и прочностью на сжатие 15 МПа (в возрасте 28 суток). При варьировании расхода микрокремнезема от 8 - 12 % (от массы цемента), керамзита от 500-570 л и при расходе цемента 360-450 кг/м3 плотность бетона изменяется в пределах 15501800 кг/м3, а прочность 15-38 МПа.

В результате экспериментальной проверки, при укладке керамзитобетона на отделочный слой без применения стеклопластиковой сетки с высоты 60 см, глубина его проникновения составляет не более 0,4 см. Это подтверждает возможность формования экранов с применением легкого бетона и без стеклопла-

стиковой сетки.

Для определения рациональных режимов прогрева (выдерживания) формуемых железобетонных экранов первоначально был проверен традиционный режим тепловлажностной обработки (ТВО). Для этого были изготовлены образцы (кубы, размер ребра 10 см) из тяжелого и мелкозернистого модифицированных бетонов по ГОСТ 10180-90. После формования их помещали в камеру тепловлажностной обработки и прогревали по режиму 2+3+6+2. Этот режим оказался непригодным, т.к. приводил к температурным деформациям образцов, возникновению значительного количества усадочных трещин, «выпучиванию» бетона из формы.

Вследствие этого, было принято' решение отказаться от традиционных режимов ТВО и исследовать нарастание прочности образцов в мягких режимах прогрева, а также в естественных условиях твердения. Были изготовлены две группы образцов по ГОСТ 10180-90. Первая проходила ТВО при максимальной температуре изотермии 50 °С (в режиме 2+3+3+10), вторая набирала прочность в естественных условиях (температура 21 - 22 °С и влажность 50-70%). В обеих группах проведены испытания на прочность через 1-10 суток включительно, с интервалом в одни сутки.

У образцов, твердеющих в естественных условиях, скорость набора прочности в первые сутки составила 30% от марочной прочности, во вторые -50%. При применении мягких режимов прогрева и медленном подъеме температуры 15 - 20 0 С в час, при температуре изотермии 40 - 50 °С, через 24 часа образцы набирали 45-50% марочной прочности. Проверка этих режимов на фрагментах экранов размером 50 х 50 см показала, что они не влияют на декоративные качества образцов.

В пятой главе предложена технологическая линия по производству на заводах железобетонных изделий крупногабаритных декоративных экранов. Агрегатно-поточная линия по производству декоративных железобетонных экранов производительностью 127 000 м2 в год может быть размещена в пролете

18 х 72 м. Предусмотрено 6 основных участков линии: формовочный, тепловой обработки, складирования материалов (стеклопластиковой сетки, арматурных каркасов, пленки для укрытия лицевой поверхности экранов после распалубки), складирования и переналадки форм, распалубки, предварительный склад готовых изделий. При необходимости возможно устройство дополнительного участка по сборке архитектурных деталей и установке их на декоративные экраны.

Применение предлагаемых стеновых систем с декоративными железобетонными экранами требует существенного изменения технологии их возведения по сравнению со стенами из мелкоппучных материалов и вентилируемыми фасадными системами. В диссертационной работе определены принципиальные положения новой технологии. Первоначально монтируется декоративный железобетонный экран, затем внутренняя часть стены из мелкоштучных материалов. Монтаж железобетонных экранов осуществляется с помощью башенных кранов. Его можно вести как одновременно с возведением несущего каркаса, так и отставанием на 1 и более этажей.

Кладка внутренней части стены не отличается сложностью, её выполняют из внутренних помещений здания без использования внешних лесов и подмостей. При этом декоративный экран выполняет роль защитного ограждения, а работы по устройству наружной стены могут проводиться круглогодично, практически в любых погодных условиях. В случае применения поэтажно-несущего экрана, его монтаж должен выполнятся совместно с устройством несущих конструкций здания.

Проведенная технико-экономическая оценка устройства наружных стен с декоративными железобетонными экранами показала, что такие стены на 30% дешевле применяемых в г. Абакане наружных стен с навесной фасадной системой «Краспан». Это достигается за счет исключения дорогостоящих несущих подсистем, относительно невысокой стоимости декоративных железобетонных экранов, применения только доступных отечественных материалов и снижения трудозатрат на строительной площадке.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основе проведенного комплекса теоретических и экспериментальных исследований решена важная технологическая задача по снижению трудоемкости и стоимости возведения наружных стен жилых зданий, при обеспечении высоких эксплуатационных и декоративных качеств этих стен.

2. Подтверждена выдвинутая автором гипотеза о целесообразности применения самоуплотняющихся высокоподвижных бетонных смесей при заводском изготовлении декоративных железобетонных экранов для достижения высоких декоративных и эксплуатационных характеристик.

3. Выполнен конструктивно-технологический анализ наружных стен жилых и общественных зданий и разработаны перспективные решения стеновых систем с декоративными железобетонными экранами, повышающие возможности архитектурного оформления фасадов, долговечность и огнестойкость стен, а также технологичность их возведения при снижении трудозатрат и стоимости.

4. Экспериментально определена зависимость поверхностной пористости лицевого слоя экранов от подвижности бетонной смеси при её вибрационной и безвибрационной укладке. Для получения качественной лицевой поверхности железобетонных декоративных экранов наиболее приемлемы высокоподвижные модифицированные бетонные смеси (ОК=21-27 см), формуемые без при-

I

менения вибрации. Они позволяют изготовлять изделия, имеющие гладкие или рельефные поверхности без пор.

5. Исследованы и определены технологические параметры изготовления декоративных железобетонных экранов, в том числе влияющие на качество изделий. Время перемешивания компонентов бетонных смесей в смесителе принудительного действия составляет не менее 95 с. Рекомендуемая высота загрузки смеси при укладке в форму 20 - 60 см. Рациональны мягкие режимы те-пловлажностной обработки с температурой изотермии до 50 °С.

6. Предложено проектное решение технологической линии годовой производительностью 127 ООО м2. Проведен экономический анализ, по результатам

которого определен расчетный экономический эффект. Стоимость устройства наружных стен с декоративными железобетонными экранами ниже на 30% наружных стен с навесными фасадными системами, что обеспечено за счет уменьшения стоимости применяемых материалов и трудовых затрат.

7. Внедрение разработок автора осуществлено на базе ООО «Стройин-вест и К» г. Абакан, где проведен экспериментальный выпуск декоративных железобетонных экранов.

8. Поскольку исследование выполнено на материалах, используемых в Центральной Сибири, рекомендуется в дальнейшем расширить палитру сырьевых материалов, а также продолжить исследования по долговечности отделочных слоев декоративных экранов.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАНЫХ РАБОТ

1. Скуратенко E.H. Технология отделки железобетонных декоративных экранов наружных стен //Строительные материалы. - 2008. - №10. - С.24-28.

2. Скуратенко E.H., Нагрузова Л.П. Полимеркомпозитный утеплитель// «Жилищное строительство». - 2005. -№6. - С.9-11.

3. Скуратенко, E.H. Современные требования конструктивно-технологических решений наружных стен //Вестник Хакасского технического института - филиалаКГТУ. - 2005. - №20. - С. 141-143.

4. Скуратенко E.H., Нагрузова JI. П. Влияние микрокремнезема на свойства легкого бетона // Вестник ХТИ - филиала СФУ. - Абакан, -2007. - №23,-С.142-145.

5. СкуратенкоЕ.Н., Нагрузова Л. П. Технологии устройства наружных стен в современном строительстве Хакасии //Вестник ХТИ - Филиала СФУ. -Абакан, - 2007. - № 23. -С.121-126.

6. Скуратенко E.H., Нагрузова Л.П. Легкий бетон для тонкостенных фасадных экранов. // Интеллектуальные ресурсы ХТИ - филиала СФУ, Абакан, 2007.- №6,- С.119-123.

7. СкуратенкоЕ. Н., Нагрузова Л. П., Шигин И. А., Руденко Н. А. Анализ

конструктивно-технологических решений наружных стен в современном строительстве Хакасии/ТВестник ХТИ - филиала СФУ.-2007.-№24- С. 157-177.

8. Скуратенко E.H., Нагрузова Л.П., Шигин И.А., Руденко H.A. Влияние микрокремнезема на свойства легкого бетона // Сборник трудов IX Международной научно-практической конференции «Проблемы энергосбережения и экологии в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах» Пенза, 2008 . - С.255-258.

9. Скуратенко, E.H., Нагрузова Л.П., Шигин И. А., Руденко Н. А. Технология изготовления тонкостенных фасадных экранов из легкого бетона //Сборник трудов IX Международной научно-практической конференции «Проблемы энергосбережения и экологии в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах» Пенза, 2008 . - С.266-271.

Заказ № 33, тираж 100 экз.

Отпечатано в типографии ООО «ПОЛИПРИНТ»

Введение.

Глава 1. Изучение наружных стен с вентилируемым зазором и определение путей их совершенствования.

1.1. Конструктивно-технологический анализ наружных стен с вентилируемым зазором.

1.2. Оценка способов возведения наружных стен с вентилируемым зазором.

1.3. Пути совершенствования конструктивно-технологических решений наружных стен с вентилируемым зазором.

1.4. Выводы.

Глава 2. Конструктивно-технологические решения наружных стен с декоративными железобетонными экранами.352.1. Наружные стены с декоративными экранами размерами на конструктивную ячейку здания.35. '

2.2. Конструкции вентилируемых наружных стен с полосовой разрезкой фасада.

2.3. Выводы.

Глава 3. Разработка технологии формования отделочных слоев декоративных экранов.

3.1. Определение основных технических требований к бетону для железобетонных экранов.

3.2. Исследование рациональных составов бетона по физикомеханическим требованиям.

3.3.Определение декоративных характеристик отделочных слоев.

3.4. Выводы.

Глава 4. Исследование технологии формования железобетонных экранов с декоративными отделочными слоями.

4.1. Отработка технологии формования железобетонных экранов из тяжелого бетона.

4.2 .Определение составов и технологии формования экранов из легкого бетона.

4.3. Разработка технологической схемы производства декоративных железобетонных экранов.

4.4. Выводы.

Глава 5. Разработка формовочных линий по изготовлению декоративных железобетонных экранов и технологии возведения наружных стен с их применением.

5.1. Принципиальные схемы технологических линий изготовления декоративных железобетонных экранов.

5.2. Способы возведения наружных стен с декоративными железобетонными экранами.

5.3. Технико-экономическая эффективность изготовления вентилируемых наружных стен с железобетонными декоративными экранами.

5.4. Выводы.

В последние годы отечественное домостроение претерпевает существенные перемены. Это связано в первую очередь с новыми условиями хозяйствования строительных организаций в условиях рыночной экономики, когда получение дохода связано с освоением новых технологий, позволяющих сокращать затраты на стадии строительства и эксплуатации, и удовлетворять потребности заказчика.

Реализация государственной программы «Доступное жилье» тормозится из-за дороговизны строительных материалов и высокой себестоимости строительных работ. Необходимы разработки, позволяющие значительно снизить материальные и трудовые затраты в массовом строительстве при высоких качественных и эксплуатационных показателях. В связи с этим и с новыми требованиями теплотехнических норм [86] актуально разрабатывать новые конструктивные решения наружных стен, поскольку они имеют значительное удельное значение в строительстве всего здания по стоимости и по трудоемкости возведения.

На сегодняшний день новым теплотехническим нормативам удовлетворяют слоистые конструкции наружных стен с применением эффективного утеплителя расчетный коэффициент теплопроводности которого не превышает 0,09 Вт/(м»К). Исключение составляют однослойные стены из ячеистого бетона, плотность которого не превосходит 600 кг/м , а также стены из полистиролбе-тона [2,25,30,32,64].

Наиболее широкое распространение имеют следующие слоистые конструкции наружных стен: фасадные системы с защитно-декоративным экраном, в том числе с вентилируемым воздушным зазором; трехслойные железобетонные панели; из мелкоштучных материалов с облицовкой кирпичом.

Для поддержания нормального температурно-влажностного режима помещения оптимальным является такое расположение слоев многослойной конструкции, при котором их коэффициенты теплопроводности в наружную сторону снижаются, а коэффициенты паропроницаемости возрастают. Сегодня таким условиям удовлетворяют конструкции наружного утепления зданий с навесным вентилируемым фасадом. В таких системах бытовая влага свободно диффундирует из помещения в вентилируемую прослойку, расположенную между утеплителем и защитным слоем, и удаляется в окружающую среду. За счет этого теплоизоляция остается в состоянии физической сухости и сохраняет долгое время свои характеристики.

Известно около 40 отечественных и зарубежных систем утепления и отделки наружных стен зданий с вентилируемым воздушным зазором. Отличие между системами заключается в различных способах крепления плит утеплителя на несущих конструкциях наружной стены, в материале и геометрии отдельных элементов несущего каркаса, а также в схеме их расположения на поверхности основания, в выборе отделочных материалов и способов их крепления к несущему каркасу. Кроме того, системы отличаются способами решения архитектурного облика фасада, в том числе, по возможности придания зданиям индивидуальной выразительности [66-69,73,76].

Недостатки наружного утепления, заключаются в том, что технологический процесс монтажа отличается повышенной сложностью и трудоемкостью, требуется устройство лесов или подмостей снаружи здания. Работы должны выполняться специалистами, хорошо знакомыми с особенностями различных систем утепления, поскольку только высокий уровень качества работ и точное следование технологии устройства конструкции обеспечит надежность и долговечность такой системы [43]. Стоимость навесных фасадных систем значительна, колеблется в пределах от 1700 до 4200 руб. за 1 м2, что значительно отражается на себестоимости жилья и тем более не приемлема для реализации социальных проектов строительства.

В технологии сборного железобетона применяются трехслойные панели наружных стен с гибкими связями, отвечающие нормативным требованиям теплотехники. В отечественной и зарубежной практике такие панели имеют значительный опыт применения и высокие эксплуатационные показатели. В Финляндии объемы выпуска трехслойных панелей не уменьшаются, а увеличиваются [28,30]. Данное решение позволяет быстро строить здания и является в некоторых случаях наиболее дешевым. В ряду недостатков отмечается высокая трудоемкость изготовления панелей, проблема стыковых соединений панелей (протечки через вертикальные и горизонтальные стыки наружных стен) и не достаточно качественная отделка лицевой поверхности стен. Так же трехслойные панели имеют значительную массу. Уменьшение массы конструкций имеет большое значение, поскольку позволяет, кроме прочих положительных сторон, экономить расход стали несущих конструкций здания. Другая проблема связана с ограничением несущих способностей также стен, поскольку несущие трехслойные панели применяются в зданиях до 12-14 этажей [23,62] .

Бетон является эффективным материалом ограждающей части многослойной конструкции наружных стен как один из наиболее надёжных и долговечных. Многочисленные разработки архитектурного оформления панельных конструкций [21,34,39,40,63,65,70,100], а также внедрение новейших технологий бетона, позволяют говорить о перспективности таких решений, при обеспечении их высоких эксплуатационных и декоративных качеств отделки.

Кирпичные наружные стены с утеплителем имеют наиболее качественный внешний вид (долгое время сохраняют цветовой оттенок, прочностные характеристики и т.д.), но при этом имеют значительную массу, стоимость и трудоемкость изготовления.

В обобщении приведенных данных, можно отметить несовершенство существующих решений наружных стен жилых зданий, а именно: недолговечность, незначительный срок безремонтной службы, высокая трудоемкость изготовления, высокая стоимость, ограниченность в реализации архитекторских решений облика здания и т.д. Исследование и разработка технологии наружных стен, позволяющие решить ряд перечисленных проблем, являются актуальными, тем более с учетом возрастающего спроса на быстровозводимое, качественное и экономически целесообразное жилье. Многие институты строительной отрасли проводили исследования конструктивно-технологических решений наружных стен и продолжают эту работу сегодня. ЦНИИЭП жилища были предложены системы вентилируемых наружных стен с железобетонными экранами.

Обобщение опыта и анализ существующих конструктивно-технологических решений наружных стен обусловили появление технологии, включающей достоинства сборного железобетона и вентилируемых систем наружного утепления зданий [1]. Большой вклад в эти разработки внесли B.C. Беляев, М.Ю. Граник, Ю.Г. Граник, B.C. Зырянов, Э.И. Киреева, С. В. Николаев, Б.В. Сендеров, Г.А. Ставровский и др.

В таких конструкциях в качестве защитного слоя выступает железобетонный экран, далее идет воздушный зазор, утеплитель и кладка из мелкоразмерных ячеистобетонных блоков или кирпича. Железобетонные экраны имеют высоту, равную высоте этажа, так как конструктивно связаны с перекрытиями. После окончания монтажа железобетонного экрана приступают к устройству утепляющего и внутреннего слоев, выполняя эти работы из внутренних помещений здания, что исключает необходимость применения наружных лесов и подмостей. Решение наружных стен с применением железобетонных экранов перспективно, оно позволяет сократить трудозатраты и продолжительность монтажа слоистых наружных стен; применить архитектурные накладные детали, увеличивающие возможности отделки фасадов; снизить стоимость наружных стен за счет применения более дешевых материалов и исключения дорогостоящих крепежных подсистем. По сравнению с крупнопанельными наружными стенами в данном варианте исключается проблема стыковых соединений.

Однако ряд важных вопросов и, в первую очередь изготовление высококачественных, разнообразных по отделке и архитектурному оформлению железобетонных экранов, не были рассмотрены. В связи с вышеизложенным, разработка технологии изготовления наружных стен с применением декоративных железобетонных экранов, имеющих при заданной прочности высокие архитектурные и эксплуатационные характеристики, а так же достаточную долговечность является актуальной задачей. Эти вопросы стали основой темы диссертационной работы.

Цель диссертационной работы состоит в исследовании и разработке заводской технологии изготовления декоративных железобетонных экранов и технологии возведения вентилируемых наружных стен, что обеспечит достижение их высоких декоративных и эксплуатационных характеристик.

Автором была выдвинута рабочая гипотеза: для достижения требуемого качества декоративных железобетонных экранов необходимо применять модифицированные мелкозернистые и обычные бетоны, позволяющие осуществлять безвибрационное формование из высокоподвижных смесей для получения бездефектных лицевых поверхностей экранов, в том числе рельефных, .с высокими эксплуатационными характеристиками.

Возможность реализации этой идеи основана на исследованиях в области модифицированных бетонов таких ученых, как В.Г. Батраков, С.С. Каприелов, Б.А. Крылов, A.B. Шейнфельд и др.

В соответствии с целью работы определены следующие задачи:

1. Обобщение опыта, анализ конструктивно-технологических решений вентилируемых наружных стен жилых и общественных зданий с целью определения рациональных путей развития данных конструкций, обеспечивающих их высокую технологичность.

2. Изучение необходимых технологических характеристик и подбор рациональных составов модифицированных мелкозернистых и обычных бетонов для изготовления слоев декоративных экранов.

3. Определение параметров формования железобетонных экранов из модифицированных бетонов, обеспечивающих получение высококачественных изделий.

4. Разработка принципиальных решений технологических линий изготовления декоративных железобетонных экранов.

5. Разработка технологии возведения наружных стен с применением декоративных железобетонных экранов.

6. Технико-экономическое обоснование предлагаемой технологии.

Общая методика работы включала информационно-аналитическую, расчетно-теоретическую и лабораторно-производственную части с использованием методов планирования эксперимента. В отдельных исследованиях использовались частные методики, изложенные в соответствующих разделах диссертации.

Достоверность результатов исследований подтверждена сходимостью теоретических положений и экспериментальных данных, применением различных методов инструментального определения экспериментальных данных, а также близким совпадением данных лабораторных и производственных экспериментов.

Научная новизна работы:

1. Впервые сформулированы и обоснованы научные положения по заводской безвибрационной технологии изготовления декоративных железобетонных экранов с применением высокоподвижных самоуплотняющихся бетонных смесей.

2. Экспериментально подтверждена возможность применения самоуплотняющихся бетонов на легком заполнителе для изготовления железобетонных экранов.

3. Научно обоснован технологический принцип управления структурой и свойствами составов самоуплотняющихся тяжелых, легких и мелкозернистых модифицированных бетонов для изготовления экранов.

4. Определены технологические параметры безвибрационного формования железобетонных экранов, обеспечивающие их высокие декоративные, конструктивные и эксплуатационные характеристики.

5. Разработана технология возведения наружных стен с применением декоративных железобетонных экранов. Обоснована технико-экономическая целесообразность внедрения вентилируемых наружных стен с декоративными железобетонными экранами в жилищное строительство.

Эти положения выносятся на защиту.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Разработана безвибрационная технология заводского изготовления декоративных железобетонных экранов, позволяющая при низких трудозатратах получать высококачественные изделия.

2. Предлагаемая технология возведения наружных стен обеспечивает сокращение трудозатрат и продолжительности монтажа слоистых наружных стен, повышает возможности архитектурного оформления фасадов, в том числе за счет применения архитектурных накладных деталей, снижение стоимости наружных стен за счет исключения дорогостоящих крепежных подсистем и материалов, повышение долговечности и огнестойкости конструкций наружных стен.

3. Разработаны технические решения вентилируемых наружных стен с применением декоративных железобетонных экранов, позволяющие проектировать жилые и общественные здания с разнообразным цветовым оформлением фасадов.

Внедрение результатов работы включает:

Экспериментальное производство декоративных железобетонных экранов на базе предприятия «ООО СТРОЙИНВЕСТ и К», г. Абакан, Республика Хакасия.

Включение разработок в учебный процесс Хакасского технического института - филиала Сибирского федерального университета — при проведении семинаров со студентами и представителями строительных предприятий Хакасии, а также в дипломном проектировании.

Апробация работы. Основные положения и выводы диссертации изложены автором в докладах, выступлениях и материалах ряда республиканских и международных научно-технических конференций, в том числе на региональных научно-практических конференциях «Интеллектуальные ресурсы ХТИ - филиала СФУ» - Хакасия, 2006 г., 2007 г.; 63-ей и 64-ой научно-технических конференциях НГАСУ (СИБСТРИН), 2006 г. ,2007 г; IX Международной научно-практической конференции «Проблемы энергосбережения и экологии в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах», Пенза, 2008.

Публикации. Опубликованы 22 печатные работы, из них 9 по теме диссертации, в том числе 2 в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и списка литературы. Общий объем работы 156 страниц, включая 133 страницы машинописного текста, 47 рисунков, 25 таблиц, 101 наименования списка литературы.

Общие выводы

1. На основе проведенного комплекса теоретических и экспериментальных исследований решена важная технологическая задача по снижению трудоемкости и стоимости возведения наружных стен жилых зданий, при обеспечении высоких эксплуатационных и декоративных качеств этих стен.

2. Подтверждена выдвинутая' автором гипотеза о целесообразности применения самоуплотняющихся высокоподвижных бетонных смесей при заводском изготовлении декоративных железобетонных экранов для достижения высоких декоративных и эксплуатационных характеристик.

3. Выполнен конструктивно-технологический анализ наружных стен жилых и общественных зданий и разработаны перспективные решения стеновых систем с декоративными железобетонными экранами, повышающие возможности архитектурного оформления фасадов, долговечность и огнестойкость стен, а также технологичность их возведения при снижении трудозатрат и стоимости.

4. Экспериментально определена зависимость поверхностной пористости лицевого слоя экранов от подвижности бетонной смеси при её вибрационной и безвибрационной укладке. Для получения качественной лицевой поверхности железобетонных декоративных экранов наиболее приемлемы высокоподвижные модифицированные бетонные смеси (ОК=21 - 27 см), формуемые без применения вибрации. Они позволяют изготовлять изделия, имеющие гладкие или рельефные поверхности без пор.

5. Определены рациональные составы высокоподвижных самоуплотняющихся бетонов для изготовления отделочного и основного слоев экрана. Рекомендуется соотношение сухих компонентов по массе в составах для основного слоя: цемент - 20%, песок - 27%, щебень - 50%; или цемент - 30%, песок -30%, керамзит - 37 %. Эти соотношения должны корректироваться при использовании отличных от принятых материалов. Включение в состав мелкозернистого бетона отделочного слоя ультрадисперсной добавки МКУ-85 в указанных пропорциях позволяет получать высококачественные цветовые решения лицевых поверхностей декоративных экранов. Разработанные составы бетонов отвечают требованиям по прочности и морозостойкости. Для поэтажно-несущих экранов разработаны составы бетонов повышенной прочности (40 МПа).

6. Исследованы и определены технологические параметры изготовления декоративных железобетонных экранов, в том числе влияющие на качество изделий. Время перемешивания компонентов бетонных смесей в смесителе принудительного действия составляет не менее 95 с. Рекомендуемая высота загрузки смеси при укладке в форму 20 - 60 см. Рациональны мягкие режимы те-пловлажностной обработки с температурой изотермии до 50 °С.

7. Предложено проектное решение технологической линии годовой производительностью 127 ООО м2. Проведен экономический анализ, по результатам которого определен расчетный экономический эффект. Стоимость устройства наружных стен с декоративными железобетонными экранами ниже на 30% наружных стен с навесными фасадными системами, что обеспечено за счет уменьшения стоимости применяемых материалов и трудовых затрат.

8. Внедрение разработок автора осуществлено на базе ООО «Стройинвест и К» г. Абакан, где проведен экспериментальный выпуск декоративных железобетонных экранов.

9. Поскольку автор выполнил исследования на материалах, используемых в Центральной Сибири, рекомендуется в дальнейшем расширить палитру сырьевых материалов, а также продолжить исследования по долговечности отделочных слоев декоративных экранов.

1. Альбом технических решений. Варианты фасадов жилых домов с применением наружных стеновых панелей, обеспечивающих разнообразную отделку фасадов Текст. М.: ЦНИИЭП жилища, 2002. - 38с.

2. Афанасьева, А.В. Проектирование наружных стен зданий с учетом энергосбережения. Текст.: дисс. . канд. техн. наук / Афанасьева А. В. М., 2002.-С. 16-18.

3. Баженов, Ю. М. Способы определения составов бетона различных видов Текст. / Ю. М. Баженов. М.: Стройиздат, 1975. - 26 с.

4. Баженов, Ю. М. Технология бетона Текст. / Ю.М. Баженов. -М., 2004. — 236 е.: ил.

5. Баженова, О. Ю. Отделочный материал, имитирующий горные породы Текст. / О. Ю. Баженова // Строительные материалы, оборудование и технологии XXI века. 2003. - № 3. - С. 10-12.

6. Байков, В. Н. Железобетонные конструкции: Общий курс Текст.: учебник для вузов / В.Н. Байков, Э.В. Сигалов. 5-е изд., испр. и доп. -М.: Стройиздат, 1991. - 767 е.: ил.

7. Батраков, В. Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика Текст. /В. Г. Батраков. М.: Стройиздат, 1990. - 400 е.: ил.

8. Батраков, В. Г. Эффективность применения ультрадисперсных отходов ферросплавного производства Текст. / В. Г. Батраков, С. С. Каприелов, А. В. Шейнфельд // Бетон и железобетон. 1989. - № 8 - С. 7-10.

9. Буйко, О. В. Быстротвердеюшие бетоны с высокими эксплуатационными характеристиками Текст.: дис. . на соискание к.т.н./ Буйко О. В. — Новосибирск 2003. С. 236.

10. Ю.Векслер, В.Л. Наружные стены из слоистых железобетонных панелей с гибкими связями Текст.: обзор / В. Л. Векслер // Госгражданстрой ЦНТИ по гражданскому строительству и архитектуре. М., 1975. - С 27-30.

11. Гибкая система панельного домостроения. ГСПД. Приемы рельефной обработки панелей наружных стен и малотиражных элементов фасада Текст.: альбом / сост. В. А. Коссаковский, С. В. Кролевец, Б. Н. Суслин // ЦНИИЭП жилища. М., 1986. - 40 с.

12. Гогия, К. К. Формование железобетонных изделий Текст. / К. К. Го-гия. М., Стройиздат, 1989. - 208 с.

13. Голиков, В.Г. Мелкозернистые бетоны для малых архитектурных форм на основе техногенных песков Текст.: дис. . на соискание к.т.н / Голиков В. Г. Волгоград, 2005- 154с.

14. Голубенков, В. А. Способы формования стеновых панелей с рельефной поверхностью Текст. / В. А. Голубенков, В. С. Стерин, Б. Н. Яковлев // Бетон и железобетон. 1984. - № 5. - С 22-23.

15. ГОСТ 11024-84 Панели стеновые наружные бетонные и железобетонные для жилых и общественных зданий Текст./Госстрой СССР.-М., 1985.-38с.

16. ГОСТ 12.1.005-88* ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны Текст. / Министерство здравоохранения СССР. -М.: Изд- во стандартов, 1988. 75 с.

17. ГОСТ 13015.0-83 Конструкции бетонные и железобетонные сборные Текст. / ЦЕШИпромзданий Госстроя СССР. М., 1984. - 78с.

18. ГОСТ 25878-85 Формы стальные для изготовления железобетонных изделий. Поддоны. Конструкция и размеры Текст./ Госстрой СССР. — М., 1985.- 15 с.

19. ГОСТ 26438-85 Формы стальные для изготовления железобетонных изделий. Методы испытаний на деформативность Текст.: стандарт. Введ. с 1986-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 1985. - 17 с.

20. ГОСТ 27204-87 Формы стальные для изготовления железобетонных изделий. Борта. Конструкция и размеры Текст./ Госстрой СССР. М, 1986. — 14 с.

21. Граник, М. Ю. Технология заводской отделки и сборки составных панелей наружных стен. Полносборное домостроение Текст.: сборник / М. Ю. Граник. М.: ЦНИИЭП жилища, 1990. - С 21-26.

22. Граник, Ю. Г. Завод крупнопанельного домостроения. Энциклопедия: Стройиндустрия и промышленность строительных материалов Текст. / Ю. Г. Граник. -М.: Стройиздат, 1996.

23. Граник, Ю. Г. Заводское производство элементов полносборных домов Текст. / Ю. Г. Граник. М.: Стройиздат. - 1984. - 221 с.

24. Граник, Ю. Г. Исследование безвибрационного формовния пластифицированных литых бетонных смесей Текст.: сборник / Ю. Г. Граник и др.// ОАО ЦНИИЭП жилища. М., 1998.-С.9-11.

25. Граник, Ю. Г.Технические решения утепления наружных ограждений домов первых массовых серий Текст. / Ю. Г. Граник, В. Г. Бердичевский / ОАО ЦНИИЭП жилища.-М., 1998.С. 13-18.

26. Граник, Ю. Г. Технология виброударного формования бетонных и железобетонных изделий Текст.: дисс. . на соискание д.т.н./ Граник Ю. Г. М., 2001.- 280 с.

27. Гусев, Б. В. Современные методы получения высококачественных поверхностей при изготовлении железобетонных изделий Текст. / Б. В. Гусев. -М., 1984.С.З-7.

28. Дмитриев, А.Н. Энергосберегающие ограждающие конструкции гражданских зданий с эффективным и утеплителями Текст.: автореферат докт. дис./ Дмитриев А. Н. -М., 1999. -С. 10-14.

29. Ершов, И. Д. Влияние технологических факторов на цвет декоративного бетона Текст.: дис. .на соискание к.т.н./ Ершов И. Д. М., 2005 - 179 с.

30. Зубарев, В. В. Системы наружного утепления зданий Текст. / В. В. Зубарев // Строительные материалы, оборудование, технология XXI века. -2003.-№4.

31. Зырянов, B.C. Теплоэффективные наружные стены Текст. /B.C. Зырянов, Штейман Б.И.// Жилищное строительство -2001. -№ 5- 10-12 с.

32. Инструкция по отделке фасадных поверхностей панелей для наружных стен. ВСН 66-89-76. -М.: Стройиздат, 1977. -95с.

33. Каприелов, С. С. Модифицированные бетоны нового поколения: реальность и перспектива Текст. / С. С. Каприелов, В. Г. Батраков // Бетон и железобетон. 1999. -№ 6 - С.6-10.

34. Каприелов, С. С. Влияние структуры цементного камня с добавками микрокремнезема и суперпластификатора на свойства бетона Текст. / С. С. Каприелов, А. В. Шейндфельд // Бетон и железобетон. 1992. - № 7. С 4-7.

35. Каприелов, С.С. Микрокремнезем в бетоне Текст./ С.С.Каприелов, А. В. Шейнфельд //ВНИИНТПИ. Сер. Строительные материалы. -1993. -Вып.1.

36. Каприелов, С.С./ Научные основы модифицирования бетонов ультрадисперсными материалами Текст.: автореф. док. тех. наук./ Каприелов С. С. -М., 1995.-41с.

37. Коган, Г. С. Индустриальная отделка зданий Текст. / Г. С. Коган, Г. В. Северинова. —М., Стройиздат, 1975. — 191 с.

38. Кожухова, Г. П., и др. Технология стеновых материалов и изделий Текст. / Г. П. Кожухова. Челябинск, 1995. - 48 с.

39. Комисаренко, Б.Е. Проблемы применения, эксплуатации и долговечности систем наружного утепления зданий с воздушным зазором Электронный ресурс./ Б.Е. Комисаренко, Г. Чикновян. http://uteplenie.ru/?q=node/19&page=0%2C4.

40. Концепция федеральной целевой программы "Жилой дом 21 века" в составе Государственной целевой программы "Жилище" (проект) Текст. — М.: Госстрой России, 1999. 13 с.

41. Коровяков, В.Ф. Проблемы применения, эксплуатации и долговечности систем наружного утепления зданий с воздушным зазором Текст. / В. Ф. Коровяков // Строительные материалы, оборудование, технология XXI века. -2003.-№ 12.-С. 40-42.

42. Крюков, А. Р. Архитектурные детали в индустриальном жилище Текст. / А. Р. Крюков // Жилищное строительство. 1990. - № 8. - С. 9 - 13.

43. Крюков А. Р. Применение металлических матриц в переналаживаемых формах для отделки наружных стеновых панелей Текст. / А. Р. Крюков, Э. М. Чурбанов // Технология заводского домостроения: сборник. М.: ЦНИИЭП жилища, 1988. - С. 89-95.

44. Нагрузова, Л.П. Ограждающие модули крупнопанельной конструктивной системы Текст. / Л. П. Нагрузова // Тез. докл. конф. Новосибирск, 1996. - С.45 -46.

45. Нагрузова, Л.П. Особенности технологии изготовления легких ограждений с полимеркомпозитным утеплителем пониженной горючести Текст. / Л. П. Нагрузова, Е. Н. Скуратенко // Жилищное строительство. М., 2005. - №6.-С.12-13.

46. Нажум, Ф. Ж. Технология изготовления элементов зданий из декоративных бетонов Текст. /Ф. Ж. Нажум. -М., 1991. 148 с.

47. Обзорная информация. Индустриальная отделка фасадов жилых зданий, государственный комитет по гражданскому строительству и архитектуре при Госстрое СССР Текст. Москва, 1981 .С.2-5.

48. Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий сборного железобетона. ОНТП 07 - 85 Текст. - М., 1986.-52с.

49. Олейников, В.В. Модифицированный мелкозернистый бетон с повышенными эксплуатационными свойствами Текст.: дисс. . на соискание к.т.н./ В.В Олейников-М., 2004- 180с.

50. Отчет о НИР по теме: "Разработка и использование технологических процессов для формования архитектурных накладных деталей наружных стен с составлением технологических регламентов на их изготовление" Текст. М.: ЦНИИЭП жилища, 1992.

51. Перцовский, В. И. Новые атмосферостойкие материалы для отделки фасадов жилых и общественных зданий Текст. / В. И. Перцовский, Б. Н. Сус-лин. -М.: Стройиздат, 1975. 32 с.

52. Ливанов, А. М. Индустриальные методы отделки зданий Текст. / А. М. Ливанов. М., Стройиздат, 1986. - 86 с.

53. Попов, В.В. Материалы для теплоизоляционных и гидроизоляционных работ Текст. / В. В. Попов.- М.: Высшая школа, 1988.-151с.:ил.

54. Пособие по определению пределов огнестойкости конструкций, пределов распространения огня по конструкциям и групп возгораемости материалов Текст. М.: Стройиздат, 1985.-56 с.

55. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры Текст. М.: Госстрой СССР, 1989-278с.

56. Пугач, Е.М. Технология изготовления трехслойных блоков для возведения энергоэффективных ограждающих конструкций Текст.: Афтореф. дис. . .на соискание к.т.н. / Пугач Е. М. М., 2005. - С. 26.

57. Расчет и проектирование ограждающих конструкций зданий Текст.: справочное пособие к СНиП. М.: Стройиздат, 1990. - 34 с.

58. Рекомендации по отделке фасадных поверхностей панелей для наружных стен. ЦНИИЭП жилища Текст. М., 1986. - 21 с.

59. Рекомендации по повышению теплозащитных свойств эксплуатируемых полносборных жилых зданий ЦНИИЭП жилища Текст. / Госгражданст-рой.- М., 1987.-С. 49-51.

60. Рекомендации по применению бетонов на белых и цветных цементах и рельефообразующих матриц в заводской отделке изделий Текст. / ЦНИИЭП жилища. М., 1979. - 57 с.

61. Рекомендации по проектированию и применению для строительства и реконструкции зданий в г. Москве системы с вентилируемым воздушным зазором "Марморок". Правительство Москвы, Москомархитектуры Текст. М.,2001.- 64 с.

62. Рекомендации по проектированию и применению для строительства и реконструкции зданий в г. Москве системы с вентилируемым воздушным зазором "Гранитогрес". Правительство Москвы, Москомархитектуры Текст. — М.,2002.- 69 с.

63. Рекомендации по проектированию и применению для строительства и реконструкции зданий в г. Москве системы с вентилируемым воздушным зазором "Краспан". Правительство Москвы, Москомархитектуры Текст. М., 2001.- 68 с.

64. Рекомендации по проектированию навесных фасадных систем с вентилируемым воздушным зазором для нового строительства и реконструкции зданий. Правительство Москвы, Москомархитектуры Текст.-М., 2002. -107 с.

65. Рекомендации по технологии рельефной отделки изделий КПД с применением матриц из пенополиуретана Текст. М., 1989. - 40 с.

66. Сабитов, Е. Е. Технология прессования высокоточных пазогребневых пустотелых блоков из бетонов с заполнителями на основе промышленных отходов Текст.: дис. .на соискание к.т.н. / Сабитов Е. Е. М., 2003- С. 19-22.

67. Сахаров, Г.П. Долговечность и теплозащитные свойства ограждающих конструкций зданий Текст. / Г. П. Сахаров, Р. А. Курнышев // Строительные материалы, оборудование, технология XXI века. 2004. - № 1. - С. 39-41.

68. Серебрянников, С. Вентилируемые фасады. Облицовка и утепление зданий любой этажности Текст.: альбом / С. Серебрянников, Н. Соболев. — Красноярск: ООО ПРОФИС, 2002. 40 с.

69. Ситников, И. В. Декоративный высокопрочный мелкозернистый бетон Текст. / И. В. Ситников // Технологии бетонов. 2005. - № 5. - С. 14-15.

70. Скуратенко, Е. Н. Технологии устройства наружных стен в современном строительстве Хакасии Текст. / Л. П. Нагрузова, Е. Н. Скуратенко // Вестник ХТИ Филиала СФУ. - Вып. 23. - Красноярск: СФУ; ХТИ - Филиал СФУ; ХТИ - Филиал СФУ, 2007. - С.121-126.

71. СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия Текст. / Госстрой СССР. -М.: ГУП ЦПП. 2001. - 44 с.

72. СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции Текст. / Госстрой СССР. М.: ГУП ЦПП.-2001. - 76 с.

73. СНиП 21-01-97 Пожарная безопасность зданий и сооружений Текст. / Госстрой России. М.: ГУП ЦПП, 2001.- С. 3-5.

74. СНиП 23-01-99 Строительная климатологи Текст. / Госстрой России.- М.: ГУП ЦПП, 2000.- 55 с.

75. СНиП 3.09.01-85 Производство сборных железобетонных конструкций и изделий Текст. / Госстрой СССР. М.: ГУП ЦПП, 2001. - 44 с.

76. СНиП II-3-79* Строительная теплотехника Текст. / Госстрой России.- М, 2001.-28 с.

77. СНиП Ш-4-80 Техника безопасности в строительстве Текст. / Госстрой СССР. М.: ГУЛ ЦПП 2000.- 98 с.

78. Соколовский, Л. П. Сбережение тепловой и электрической энергии при производстве железобетона и бетона Текст. /Л. П. Соколовский // Строительство и недвижимость. 2005.- № 9- С. 29-31.

79. Сопоставление отечественных и зарубежных норм расчета теплозащиты зданий: серия Инженерно-теоретические основы строительства Текст. // О мировом уровне развития строительной науки и техники: обзорная информация.-М., 1989.- 40 с.

80. Справочное пособие к СНиП И-3-79* Текст. М.: Стройиздат, 1990. - С. 89-110.

81. Стронгин, Н. С. Легкобетонные конструкции крупнопанельных жилых домов Текст. / Н. С. Стронгин, Д. К. Бауман. М.: Стройиздат, 1984.-С.65-68.

82. Суслин, Б. Н. Заводская технология рельефной отделки наружных поверхностей элементов полносборных зданий Текст.: дис. . канд. техн. наук / Суслин Б. Н. М., 1985.- 174 с.

83. Суслин, Б. Н. Исследование декоративных характеристик цветных бетонов и растворов // Технология заводского домостроения и его эффективность Текст. М.: ЦНИИЭП жилища. - 1979.-С. 97-101 с.

84. Суслин, Б. Н. Применение рельефообразующих матриц на предприятиях КПД Текст. / Б. Н. Суслин // Жилищное строительство.- 1988. № И. -С. 22-23.

85. Технология отделки наружных поверхностей зданий декоративными покрытиями Текст.- М.: Стройиздат, 1989. 86 с.

86. Трубников, С. П. Сравнительные характеристики домов с различным материалом стен Текст. / С. П. Трубников // Строительство и недвижимость. -1993.-№ 3-С. 5-7.

87. Фаликман, В. Р. Сорокин Ю.В. Горячев О.М. Высокопрочный легкий бетон: технология и свойства. Текст. / В. Р. Фаликман, Ю.В. Сорокин, О.М Горячев // Бетон и железобетон. 2005.- № 2 - С. 8-11.

88. Фасадная система «Краспан» с вентилируемым воздушным зазором Текст. // Технологии строительства. 2003.- № 6. - С. 30.

89. Хрулев, В. М. Отделочные композиции для выравнивания поверхности бетона Текст. / В. М. Хрулев, Г. Н. Шибаева, М. В. Ткаченко, Р. В. Донин // ХТИ.- Абакан, 1997.- 30 с.

90. Шалыгина, Е. Ю. Экономическая конструкция наружных стен крупнопанельных зданий поэтажно несущая Текст. / Е. Ю. Шалыгина, М. Я. Ро-зенберг // Жилищное строительство. - М., 1994.- № 2. - С. 17-19.

91. Шичанина, Е. Е. Декоративные бетоны на основе отсева дробления доменного шлака Текст.: дис. .на соискание к.т.н. / Шичанина Е. Е. М., 2000.- 140 с.

92. Теплоизоляционные материалы, рекомендуемые для применения в конструкциях наружного утеплениязданий

93. Наименование мате- Плотность р , Коэффициент теп- Коэффициент паро- Прочность Горючестьриала кг/м лопроводности X , Вт/(м2оС) проницаемости ц., мг/(мхч Па) на сжатие, кПА

94. Изделия из стеклян- 11-16 0,031-0,041 НГного волокна ISOVER 60 0,03 0,58 НГ130 0,035 0,5 25 НГ

95. Изделия из стеклян- 14-32 0,032-0,036 НГного волокна URSA

96. Изделия из стеклян- 38-87 0,030-0,37 0,58 Г1ного волокна URSA

97. Изделия на основе 60 0,034 0,5 НГбазальтовааой минва- 90-140 0,037-0,034 0,5 12-25 НГты PAROC

98. Изделия из мине- 145 0,038 0,5 НГральной ваты ROCKWOOL

99. Минераловатные 126-175 0,052 0,54 20 Г1плиты на синтетиче- 76-125 0,042 0,54 20 Г1ском связующем

100. Расчет коэффициентов уравнения регрессии.

101. X. — количество цемент, кг.; Х2 — количество С-3 + МКУ-85, %.

102. Для расчета коэффициентов уравнения записываем условие эксперимента в виде матрицы планирования (таблица):

103. Ьа = ^(27,7 + 30,3 + 33,2 + 48,8) = 34 Ьх = -^-(-27,7+ 30,3-33,2+ 48,8) =14,2 Ьг = 27,7 30,3 + 33,2 + 48,8) = 20 Ьп =^{27,7 -30,3-33,2 + 48,8) = 9

104. После подстановки вычисленных коэффициентов в алгебраически записанное равнение последнее принимает вид:

105. Г = 34 + 14,2Х, + 20Х2 + 9Х,Х2

106. Результаты расчета построчной дисперсии: = (27,7 21,1)2 + (28,5 - 21,1)2 + (27,1 - 21,1)2 = 1

107. Б22 = (30,3 30,3)2 + (30,9 - 30,з)2 +(29,7-30,3)2 = 0,72 5з2 = (33,6-33,2)2 + (32,8-33,2)2 +(33,1-33,2)2 =0,33 Б 2 = (45,2 - 44,8)2 + (44,5 - 44,8)2 + (44,8 - 44,8)2 = 0,25

108. Величины построчной дисперсии имеют значительный разброс, но этот расчет, не является достаточным для оценки точности вычислений и значимости коэффициентов регрессии. Необходимо определить дисперсию воспроизводимости :

109. N — число опытов, N = 4. Подставляя в формулу воспроизводимости значения построчных дисперсий, получаем:1. Я20,575

110. Далее определяем дисперсию среднего значения отклика:2875, гдек — число факторов, к = 2 Дисперсия коэффициентов регрессии:а = 02875 = 751 N 4

111. Средняя ошибка коэффициентов регрессии:

112. Ф, . = л/*2 ь> ] = -V°>071875 = 1

113. Таким образом, получаем уравнение регрессии в виде:

114. У = 34 + 14,2Х1 + 20Х2 + 9Х{Х2

115. Расчет коэффициентов уравнения регрессии.

116. X. — подвижность бетонной смеси, см;

117. Х2 — количество пигментной добавки, %

118. Расчет коэффициентов регрессии:

119. Ь0 = -£-(67 + 93 + 77 + 97 )= 34

120. Ъ, = — (- 67 + 93 77 + 97 ) = 11 ,5 4

121. Ьг = — (- 67 93 + 77 + 97 )= 3,5 4 4 7

122. После подстановки вычисленных коэффициентов в алгебраически записанное равнение последнее принимает вид:

123. У = 83,5 + 11,5 X, + 3,5 Х2

124. Результаты расчета построчной дисперсии:(70 67)2 + (60 - 67)2 + (70 - 67)2 = 675 2 =(90-93)2 +(100-93)2 +(90-93)2 =67

125. S2 = (70 iff + (90 - 77)2 + (70 - ll)2 = 267 S42 = (l 00 - 97)2 + (l 00 - 97)2 + (90 - 97)2 = 67

126. Величины построчной дисперсии имеют значительный разброс, но этот расчет, не является достаточным для оценки точности вычислений и значимости коэффициентов регрессии. Необходимо определить дисперсию воспроизводимости:N1. N — число опытов, N =

127. Подставляя в формулу воспроизводимости значения построчных дисперсий, получаем:s г = (67^67 + 267 + 67) = j4

128. Далее определяем дисперсию среднего значения отклика:1. S21. S2y. = -r~ = 58,5,где1. К Z,к — число факторов, к — 2 Дисперсия коэффициентов регрессии:

129. J N 4 Средняя ошибка коэффициентов регрессии:= Р21Ь. = л/14,625 = 3,824

130. Завершает расчет проверка значимости коэффициентов регрессии по критерию Стьюдента:= (Уг-Уг) S^l/n, +\/п2у1 — среднее значение величины в одном опыте; у2 — аналитическое значение в соседнем опыте; щ, п2 — число наблюдений в 1 и 2 опытах.

131. Ь = 11,5 > 0,765 — значимый; 6 = 3,5 > 0,765 — значимый;

132. Таким образом, получаем уравнение регрессии в виде:

133. У= 83,5 + 11,5 X. + 3,5 Х2

134. Расчет коэффициентов уравнения регрессии.

135. Хг количество МКУ-85, кг/м ; Х2-количество керамзита, кг/м . Для расчета коэффициентов уравнения записываем условие эксперимента в виде матрицы планирования (таблица):

136. Далее производится расчет коэффициентов регрессии:

137. Ь0 = 1/4 (18,32 +40,53+ 15,73 +27,17) = 25,44

138. Ь, = 1/4 (-18,32 +40,53 15,73 +27,17)= 16,28

139. Ь2 = 1/4 (-18,32 40,53+ 15,73 +27,17)= - 15,95

140. Ь12= 1/4 (18,32-40,53 15,73 +27,17)=- 10,77

141. После подстановки вычисленных коэффициентов в алгебраически записанное равнение последнее принимает вид:

142. У = 25,44 + 16,28 X, 15,95 Х2 - 10,77 Х,Х2

143. Критерий Стьюдента связан с числом степеней свободы: f = 1Ч(к 1) = = 4(2-1) = 4 и с уровнем достоверности, который принят равным 95%. При этих условиях критерий Стьюдента составляет 1,2 • 0,108620613 = 0,157

144. Значимость коэффициентов регрессии: Ь0= 17,495 >0,157 значимый; Ь. =-1,215 < 0Д57 - значимый; Ъ2= 0,47 >0,157 - значимый; Ь12 = 0.08 < 0,157 не значимый ; Таким образом, получаем уравнение регресии в виде: У = 25,44 + 16,28 X, - 15,95 Х2