автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Влияние структуры минеральных волокнистых теплоизоляционных материалов на теплофизические свойства в условиях эксплуатации

На правах рукописи

ПАВЛОВ АЛЕКСЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОЛОКНИСТЫХ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Специальность: 05.23 05 «Строительные материалы и изделия»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени

Самара 2007

003160398

Работа выполнена в ГОУВПО "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Недосеко Игорь Вадимович

Ведущая организация: Предприятие по производству теплоизоляционных материалов ООО «Ритм-Л» (г. Самара).

Защита состоится 02 ноября 2007 г. в 15:00 на заседании диссертационного совета Д212.213.01в ГОУВПО "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" по адресу. 443001, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 194, ауд. 0407.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУВПО "Самарский государственный архитектурно-строительный университет".

Кореиькова Софья Федоровна

кандидат технических наук, доцент Коннов Владимир Михайлович

Автореферат разослан 01 октября 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Коренькова С.Ф.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность. Реализация национального проекта "Доступное и комфортное жилье гражданам России" предполагает увеличение объема материалов с высокими качественными показателями и повышенной долговечностью Анализ отечественной и зарубежной литературы показал, что наиболее востребованными являются волокнистые минеральные утеплители на основе горных пород, искусственного стекла и т д

В последние годы для теплоизоляционных материалов (ТИМ), в том числе и волокнистых минеральных, возрастают требования к таким важным, но недостаточно исследованным свойствам, как паро- и воздухопроницаемость

Весьма важным теплотехническим показателем является тепломассопро-водность Под воздействием влажности, изменения температур и деформаций, имеющим место в условиях эксплуатации, этот показатель постепенно дестабилизируется, в результате чего первоначальные теплотехнические и эксплуатационные свойства ухудшаются, а эффективность изоляции снижается

Актуальность работы заключается в улучшении теплофизических характеристик и повышении долговечности ТИМ, в основе которых лежит стабилизация первоначальной макроструктуры и свойств, формирование замкнутой системы микропористости с позиций теории тепломассообмена. Одним из способов повышения качества и минеральных ТИМ является поверхностная модификация волокон высокодисперсными пластичными природными и техногенными материалами.

Типичным представителем пластичного материала являются природные осадки - глины, структура которых представляет собой многослойные тончайшие чешуйчатые пластины, образующие агрегаты с помощью "глиняного клея" под действием воды

Опыт использования бентонитовой глины в качестве связующего и модификатора при изготовлении минераловатных теплоизоляционных материалов имеется на "Заводе изоляции" (Украина). Однако в России в настоящее время -дефицит бентонитовых глин, которые сосредоточены на Украине.

Поэтому поиск материала, аналогичного глинам по своим условиям образования, строения и свойствам среди техногенного сырья, является перспективным направлением. К числу осадков техногенного происхождения относятся шламы - продукты водоумягчения и водоочистки, образующиеся на различных промышленных предприятиях

Цель работы - разработка и оптимизация составов модификаторов полифункционального действия для повышения теплофизических свойств теплоизоляционных материалов и изделий на основе минеральных волокон из габбро-диабазовых горных пород.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- провести аналитический обзор по теоретическим основам поверхностных явлений и фазовых превращений в системе "волокно - связующее",

- обосновать выбор комплексных модификаторов на основе отходов (шламов),

исследовать механизм их действия на основные тепло- (теплопроводность, паропроницаемость, воздухопроницаемость) и гидрофизические (сорбцион-

ная влажность, водопоглощение, водостойкость) свойства минеральных волокон с учетом влияния структурно-энергетических характеристик;

- разработать классификацию модификаторов по их активности и назначению; обосновать участие шламов в процессах изменения структуры поверхности минеральных волокон;

- экспериментально определить основные теплофизические свойства модифицированных минеральных волокон,

- рассчитать теплотехнические параметры многослойных ограждающих конструкций зданий с использованием модифицированных утеплителей, разработаны практические рекомендации по применению материалов в конструкциях зданий различной этажности.

Научная новизна

- впервые в качестве поверхностного структурного модификатора минеральных волокон (МВ) использованы шламы водоподготовки и водоумягчения, образующиеся на промпредприятиях; правомерность сравнения шламов с бентонитовой глиной проверена статистически по химическим составам с построением тернарных диаграмм и по комплексу структурно-реологических свойств,

- с позиций структурно-энергетических свойств (валентность, координационное число, атомная масса, электроотрицательность, ионный потенциал, сила связи) шламы классифицированы на две группы агаомокальциевые - с повышенным содержанием р- и (З-элементов и карбонатные - с преобладанием в-элементов, теоретически обосновано положительное полифункциональное действие шламов на теплофизические свойства минеральных волокон,

- установлено, что алюмокальциевый шлам является одновременно поверхностным модификатором и минеральным связующим по аналогии с бентонитовой глиной, карбонатный шлам относится к микродисперсным модификаторам (патент № 2297994 от 27 04.2007), шлам нефтедобычи рекомендован как гидрофобный компонент для снижения сорбционной влажности и водопогло-щения минеральных волокнистых ТИМ (патент № 2298533 от 10.05.2007),

- экспериментально изучены теплофизические свойства по теплопроводности и паропроницаемости модифицированных минераловатных изделий, а также впервые исследована воздухопроницаемость материалов с турбулентным режимом фильтрации; разработана классификация отходов по их влиянию на структуру и свойства МВ,

Практическая значимость и реализация результатов работы

- апробирована методика оценки паро- и воздухопроницаемости на образцах из модифицированных МВ и разработаны рекомендации по выбору отходов в зависимости от их назначения и условий эксплуатации ТИМ,

- определены расчетные характеристики паро- и воздухопроницаемости модифицированных минеральных теплоизоляционных материалов на основе габбро-диабазовых пород, которые добавлены в таблицы исходных данных для расчета ограждающих конструкций на сопротивление паропроницанию и воздухопро-ницанию, для расчета на сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций, состоящих из волокнистых материалов, установлен коэффициент воздухопроницаемости с турбулентным режимом фильтрации,

- разработаны требования к составу модифицированных минеральных ТИМ, дана оценка их качества и долговечности,

- на основе теплотехнической многокритериальной оценки вертикальных ограждений разработаны рекомендации по применению модифицированных минеральных волокон для утепления ограждающих конструкций жилых и общественных зданий разной этажности; конструктивные решения наружных ограждений соответствуют как нормативным показателям по теплозащите, так и санитарно-гигиеническим требованиям,

- внедрены в учебный процесс разработанные конструктивные решения наружных стен энергоэффективных зданий с использованием предложенных материалов на минеральной основе;

- расчет экономической эффективности показал значительные преимущества применения отходов перед глинами по их долговечности и целесообразности;

- разработаны рекомендации по применению гидрофобизированного материала, работающего в условиях повышенной влажности

На защиту выносятся:

- теоретические основы структурной модификации МВ, которые позволяют направленно влиять на основные тепло- и гидрофизические свойства;

- новый подход к выбору и оценке качества поверхностной структуры модификатора для волокнистых ТИМ на основе габбро-диабазовых пород,

- способ модификации МВ с учетом эксплуатации ТИМ; механизм действия модификаторов на основные свойства и долговечность ТИМ,

- результаты теплотехнических расчетов ограждающих конструкций зданий различной этажности с применением модифицированных минераловатных изделий и практические рекомендации по применению ТИМ,

- результаты исследований изменения сорбционной влажности, водопоглоще-ния и водостойкости ТИМ

Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на международной конференции "Энергосберегающие технологии" (Турция, г. Кемир, 2007), X Академических чтениях РААСН - международной научно-практической конференции "Достижения, проблемы и перспективные направления развития теории и практики строительного материаловедения" (г. Казань, 2006 г), международном научно-техническом семинаре (г Белгород, 2006 г), VIII Академических чтениях РААСН "Современное состояние и перспектива развития строительного материаловедения" (г Самара, 2004 г.), международной экологической научно-практической конференции (г. Самара, 2003 г), Всероссийском экологическом конгрессе (г Самара, 2002 г ), международной конференции (г, Тверь, 2002 г) и ежегодных научно-технических конференциях в СГАСУ (г Самара, 2002-2007 гг)

Публикации. Материалы, изложенные в диссертации, нашли отражение в 13 опубликованных печатных работах, которые достаточно полно отражают тему диссертационной работы, причем из них одна в изданиях ведущих рецензируемых журналов, рекомендованных президиумом Высшей аттестационной комиссией ("Современные наукоемкие технологии Российская Академия Естествознания"). Научная новизна защищена патентами РФ "Состав для изготовле-

ния водостойких газонаполненных минераловатных композиций" (№2297994 от 27 04.2007) и "Состав для изготовления гидрофобных теплоизоляционных минераловатных материалов" (№2298533 от 10.05.2007)

Структура и объем работы. Диссертация состоит из 5 глав, основных выводов, списка использованных источников, включающего 140 наименований; содержит 158 страниц текста, 38 рисунков, 23 таблицы и 3 приложения

Автор выражает благодарность к т н., доценту кафедры гидравлики и теплотехники СГАСУ Ю.С. Вытчикову за консультации при постановке и выполнении теплотехнических испытаний

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность применения минеральных волокнистых ТИМ из недефицитного местного техногенного сырья на основе отходов металлургических производств и теплоэнергетического комплекса

В первой главе представлен анализ литературных источников и данных по номенклатуре, качеству и технологии современных теплоизоляционных материалов на основе минеральных волокон, определено их значение в обеспечении микроклимата помещений и его надежности.

Важными тегоюфизическими характеристиками теплоизоляционных материалов, влияющими на комфортность, являются теплопроводность, воздухопроницаемость, паропроницаемость

Теоретические и экспериментальные исследования совершенствования свойств и технологии производства минеральных волокнистых теплоизоляционных материалов изучались учёными К Э Горяйновым, И И. Китайгородским, Г.Ф. Тобольским, Н.Н. Кальяновым, А И Жилиным, А.В. Тысским, Н.А Спе-рантовым, Н.М Павлушкиным/ М.С Аслановой, M Г Черняком, А.Ф. Заком, Я.А. Школьниковым, Ц Каррол-Порчинским, Д Д. Джигирисом, Н.Е Аблеси-мовым, АН Земцовым, С.И. Огарышевым, А.В. Гаршевым, Ю.П Горловым, В С. Жолудовым и др

Исследованиям теплозащитных свойств наружных ограждающих конструкций посвящены работы А В Лыкова, К.Ф Фокина, В Д. Мачинского, Р Е Брилинга, В .Я Богословского, В M Ильинского, Ф В Ушкова, В К Савина, В Г. Гагарина, Е.Г. Овчаренко, В Р. Хлевчука и др

Вопросы паро- и воздухопроницаемости в ограждающих конструкциях исследовались также в работах Г Г Максимова, А Д. Кривошеина, Ю С. Выт-чикова, В П Титова, Е.И. Семеновой, Ю.А Калядина, В.С Беляева, M Д. Арте-мова.

Анализ работы отечественных и зарубежных фирм по производству теплоизоляционных материалов и изделий на их основе показал, что одним из основных направлений является производство минеральных волокон на основе базальтового природного сырья (габбро-диабаз и габбро). Теплоизоляционные изделия на основе габбро и габбро-диабаза отличаются улучшенными свойствами- упругость волокон у базальтового волокна - 80 .. 110 ГПа, а у стекловолокна - до 72 ГПа; у минерального волокна - 54 ... 80 ГПа. Базальтовые волок-

на, обладающие большей упругостью, меньше превращаются в пыль при эксплуатации, чем изделия из минеральных и стекловолокон.

Коэффициент теплопроводности базальтовых и стеклянных волокон 0,038 - 0,046 Вт/(м'К) Однако в условиях повышенной влажности приращение коэффициента теплопроводности базальтовых волокон меньше, чем у минеральных и стекловолокон, благодаря более низкой теплоемкости - 500 800 Дж/(кг К) и их высокой упругости Диффузионная массопроводность базальтовых волокон плотностью 150 кг/м3 - 0,47 мг/(м-ч Па), воздухопроницаемость -0,8 10"9 м2, что несколько меньше, чем у минеральных и стекловолокон

Одним из основных современных способов улучшения теплофизических свойств минеральных ТИМ является поверхностная модификация волокон высокодисперсными материалами, обладающими высокой адгезионной и когези-онной прочностью, адсорбционной способностью и пористостью Поверхностная модификация волокон - прививка к их поверхности различных соединений с целью изменения в нужную сторону свойств поверхности В качестве комплексного модификатора можно использовать бентонитовые глины - высокодисперсные пластичные полиминеральные вещества, представляющие собой природные осадки. Для нанесения глин на минеральное волокно применяют методы полива, окунания с вакуумированием, пульверизации связующего в камеру волокнообразования и гидропрессования с вакуумированием.

Исследованиями осадков сточных вод как возможного сырья для применения в общестроительных и специальных материалах в течение многих лет занимались ученые кафедры "Строительные материалы" СГАСУ (д т.н А А Но-вопашин, чл -корр. РААСН Т Б Арбузова, д т н Н Г. Чумаченко, д т.н С Ф Коренькова, к.т.н. Т В. Шеина)

По результатам изучения патентной и технической литературы сформулированы цель, задачи исследований и рабочая гипотеза

Вторая глава. Методология проведения исследований включает изучение свойств сырьевых материалов - горных магматических пород, осадков сточных вод и исследование теплофизических свойств минераловатных изделий с применением комплексных модификаторов

В качестве объекта исследования использовались минеральные волокна (MB) производства АО "Термостепс-МТЛ", г. Самара, на основе габбро-диабазовых горных гипабиссапьных пород со следующими характеристиками, усредненный диаметр волокон 4-5 мкм; длина волокон - 30-50 мм, модуль упругости - 85 ГПа; плотность - 1,8 г/см3, по существующей классификации MB относятся к тонким штапельным

В качестве связующего MB выбрана бентонитовая глина Смышляевского месторождения (Самарская область)

Типичным представителем шламов водоумягчения является микродисперсный шлам Безымянской ТЭС (г Самара) с удельной поверхностью 700-900 м2/кг, характеризующийся остатком на сите 008 менее 7%

К шламам водоочистки относится шлам производства ОАО "Самарский металлургический завод" (г Самара) с большей удельной поверхностью 10001800 м2/кг и остатком на сите 008 менее 3% Класс опасности данных осадков -

IV; они могут без ограничения использоваться для производства строительных материалов, применяемых для строительства зданий различного назначения.

К числу органоминеральных шламов, в которых дисперсионная среда представлена водно-нефтяной эмульсией, относится отход, сопутствующий нефтедобыче

Стандартные свойства модифицированных минераловатных изделий на основе габбро-диабазовых пород определялись по ГОСТ 1717794 Теплопроводность минераловатных образцов измерялась с помощью зонда и измерителя МИТ-1 по ГОСТ 30256-94 Коэффициент паропроницаемости определялся на установке согласно ГОСТ 25898-83 и термогигрометром CENTER 313. Экспериментальное исследование воздухопроницаемости модифицированных минераловатных изделий на основе габбро-диабазовых пород проводилось на установке, разработанной под руководством к.т.н Ю.С Вытчикова на кафедре "Теплотехники и гидравлики" СГАСУ. Водостойкость исследовалась с помощью методов рН-метрии Прочность на сжатие при 10% линейной деформации модифицированных минераловатных изделий измерялась на установке с возможностью задания небольших нагрузок и применением прогибомера.

Оптимизация теплофизических свойств MB с применением модификаторов полифункционального действия осуществлялась методом нелинейного оценивания по двухфакторной модели (факторы - добавка модификатора и плотность изделий) В качестве зависимых переменных использовались коэффициенты теплопроводности, паропроницаемости, воздухопроницаемости и водостойкости по показателю рН.

В третьей главе представлены характеристики шламов с позиций поверхностных, реологических, структурно-энергетических свойств, фазовых превращений и влияния их на связующую способность и теплофизические свойства минераловатных композиций, а также рассмотрен топологический механизм подобия пластичности шламов и глин.

Минерал монтмориллонит, содержащийся в бентонитовых глинах, обладает всеми свойствами природных наночастиц и имеет способность к самодис-пергации и самоорганизации.

Топологическая идентичность бентонитовой глины и шламов, образующихся на предприятиях Самары, установлена в результате статистической обработки химических составов в виде основных химических элементов (р, d и s) (рисунок 1). Эти результаты позволили систематизировать шламы и глины по ряду структурно-энергетических свойств и разработать классификацию отходов, положенную в основу дальнейших теоретических и практических исследований.

Шламы относятся к одному виду отходов, образованных путем физико-химического осаждения. Они различаются по основным технологическим производствам (водоумягчение и водоочистка), а также типу химического реагента, физической и механической обработке. В составе одного осадка преобладает тонкокристаллический осажденный СаСОз (СаСОз-осадок), а в другом -А1(ОН)3 (А1-осадок) с аморфным строением

Рисунок ] —Тернарные диаграммы групп шламов и глины по содержанию: 5-, р-, с1-элементов: а - обобщенная диаграмма; б - пересечение областей шламов разных групп

Гнд^кс^ньй шлам (АО 'ЗИМ*) а УГярбонэтньй шин CAO

К Jf 6 ^ЧЛ^ЫЙ ELWI СБ111' 1 а г.-:,) ■ Юнм. еоде^щ^кпигны трен аленшьк металлов CAO'CTIS^t * Алочо**льшееыа шлам CAO 'СУ.'*' Мннерыьл» Ч14ТЬЫйСЛ0ШЛЛМ1 (ДО'СПЗ-40

часть че^тчтльмк СННПЗ) ' Еекто|*по&ад ттма ^юс Смышляевы)

ГзщракгчшьД щтам CAO 'ЗКМ') KïpÈûKÎClfctït LiUIïM CAO *ч,"М '. ' ) Харболэимый шлакСБыыкясскм ТЭЦ) ТЛпзм, содержащий катаоньг tpçwançiiTHbK металлов (АО цСГГЗ-4') Минеральная часть масгосщсама CAO 'СЛЭ-А") Алс^ткалышевый шлам (АО "СЫЛ М.эг: ..I *--.:- часть нефтеиинмя ГгГКПЗ)

Минеральные шламы водой од готовки, водоумягчения и водоочистки разделяются на две группы по химическому составу: карбонатные (КШ - первая группа) и алюмо кальциевые {АКШ - вторая группа) шламы.

По данным кафедры строительных материалов СГАСУ шламы по возрастанию удельной поверхности располагаются в ряд: карбонатный 7000-9000 см2/г —> алгамошелочной 9000-10000 см3/г —» алюмокальциевый 10000-18000 см2/г.

Одним из важных свойств шламов является их адсорбционная способность. Качественное определение показало, что адсорбционная способность карбонатных шламов с большим содержанием s-элементов выше, чем у глины, но меньше, чем у алюминатных шламов. Это предопределено условиями образования шламов и их высокой удельной способностью.

Адгезия шламов к волокнам в существенной степени зависит от рельефа и свободной энергии поверхности. Результаты визуальной оценки при ли лае мости шламов к поверхности кал не во-натриевого стекла и образцов из габбро-диабаза и лабрадорита показали, что наилучшая прилипаемость наблюдалась у аморфного по структуре алюмокальциевого шлама, нанесенного на каменную поверхность габбро-диабаза. Прилипаемость к стеклам с аморфной структурой и к лабрадориту с плспнокристалличеекой структурой хуже. Пластичный бентонит, нанесенный на поверхность тех же образцов для сравнения, показал более высокую степень трещиноватости и большую усадку. Ширина раскрытия трещин у карбонатного шлама больше, чем у алюмокальциевого и глины. Однако объем трещин у глины значительно больше, чем у шламов.

стекло + алюмокальциевый шлам

габбро-диабаз + алюмокальциевый шлам

габбро-лабрадорит + карбонатный шлам

шшшяшя

габбро-диабаз + бентони юная глина лабрадорит + бентонитовая глина

Рисунок 2 - Внешний вид образцов шламов и глины, нанесенных на поверхность каменных и стеклянных пластин

На рисунке 2 можно выделить две зоны на поверхности обезвоженных образцов: 1 - зона усадочных деформаций, возникших от избытка свободной воды; 2 - зона при ли пае мости (тончайший слой без трещин), который адсорб-ционно связан с поверхностью твердых частиц.

Характер и объем трещин на поверхности исследуемых образцов во многом зависит от плотности заряда, размера и формы элементарных кластеров, типа и заряда обменног о катиона и т.д. Предположительно, шламовую частицу, состоящую из ряда более или менее хорошо ориентированных элементарных кластеров можно трансформировать в водную суспензию С беспорядочно ориентированными элементарными кластерами. В этом состоянии катионы, компенсирующие заряд, являются ионообменными в неорганических, органических или органометалдиче-ских материалах.

Результаты исследований свидетельствуют об идентичности механизма пластичности шламов и глины, а следовательно, и их топологическом подобии.

Аналогично глинам, шламы можно считать нанопродуктами техногенного происхождения. Однако применение шламов не требует поиска и разработки новых "чистых месторождений", помола в планетарных и роторно-кавитационных мельницах, отстаивании в специальных отстойниках и активации специальными агентами. Шламовые отходы в отличие от бентонита прохо-

дат многостадийную обработку в технологическом процессе на предприятиях, где образуются.

Приведенные результаты исследований позволяют взамен дефицитных бентонитовых глин в качестве связующего и модификатора применять алюмо-кальциевый, карбонатный шламы, образующиеся на промышленных предприятиях, и шлам нефтедобычи

Предположительные изменения теплофизических свойств ТИМ в зависимости от преобладания элементов катионов основной фазы шламов представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Прогноз теплофизических свойств модифицированных минераловатных изделий

Структурно-энергетические характеристики Теплофизические свойства

^Тяшироводшосш ^ Паропроницаемосш ^ Ващухопроницаемосш

Валентность 1

Коорд число т т Т

Атомная масса т 1 1

Элекгроотрицательность 1 1 1

Ионный потенциал т

Сила связи 1 т 1

В соответствии с содержанием р-, (1- и Б-элементов в шламах свойства ТИМ изменяются в следующей последовательности По структурно-энергетическим свойствам алюмокальциевый шлам будет в равной степени, как и карбонатный, снижать коэффициент теплопроводности, однако преобладание р- и (1- элементов в АКШ повышает адгезионную прочность, морозо- и термостойкость

В соответствии с валентностью, координационном числом, атомной массой, электроотрицательностью, ионным потенциалом и энергией связи шламы по назначению можно разделить на две группы модификаторы (КШ) и связующие (АКШ)

Алюмокальциевый шлам как типичный минеральный клей (шламоколло-идное связующее) будет создавать более плотный контакт в местах переплетения волокон, и тем самым повышать водо- и коррозионную стойкость по сравнению с карбонатным шламом (микродисперсный модификатор). Водо- и коррозионная стойкость снижается при уменьшении валентности и увеличении координационного числа химических элементов. В связи с этим в дальнейшей работе алюмокальциевый шлам предполагается использовать для понижения теплопроводности минеральных волокон и лучшего их склеивания. Шлам нефтедобычи (минеральная часть шлама нефтедобычи по химсоставу ближе к алю-мокалыдаевому шламу) можно применить для понижения водопоглощения, а также повышения водостойкости МВ

Карбонатный шлам модифицирует и наполняет структуру волокон, уменьшая паропроницаемость, воздухопроницаемость и сорбционную влажность волокон, не увеличивая теплопроводности.

Проводились теоретические исследования фазовых превращений шламов при термической обработке, определяющих технологические параметры изделий (сушка), а также область температур его применения. Предположительно, что у изделий, модифицированных шламами первой и второй групп, верхний предел рабочих температур составляет 500 и 350°С соответственно. В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований основных те п ло ф из и ч ее к и х свойств модифицированных образцов из МВ на шламоколлоидиом, бентоколлоидном связующих и с микродисперсным модификатором.

Опытные образцы модифицированных минераловатных изделий (рисунок 3) изготовлялись по следующей схеме. Приготовлялись шламовые и глинистые суспензии путем добавления необходимого количества воды до нужной консистенции и качественного перемешивания миксером до однородного состояния. Контроль плотности суспензий велся денсиметром со шкалой 1,02..1,1 г/см'. Сформированные образцы размерами 100x100 мм из механически разделенных элементарных базальтовых волокон без органических добавок высушивались в течение 10 мин и подавались на пропитку минеральными связующими. Суспензия минерального связующего наносилась на перепутанные волокна путем полива для равномерного распределения связующего по всему объему образцов. Вакуумирование образцов для прососа связующего через толщу капиллярно-пористого тела проводилось с разрежением 8-10 кПа в течение 0,5-2 мин. Последующая тепловая обработка происходила при температуре 300 С в сушильном Шкафу при конвективным прососе теплоносителя через поры образцов в течение I ч.

Образец из базальтового штапельного волокна р= 116.59 кг/м3 с микродисперсным модификатором

Образец из базальтового штапельного волокла р—142,61 кг/м' на шламоколлоидиом связующем

Образец 1п базальтового Штапельного волокна р=127.92 кг/м"' на бентоколлоидном связующем

Рисунок 3 - Образцы МВ с применением поверхностных модификаторов полифункционального действия

Экспериментальные данные по теплопроводности, паропроницаемости, воздухопроницаемости и водостойкости по рН приведены в таблице 2

Таблица 2 - Теплофизические характеристики модифицированных МВ

№ п/ п Вид модификатора Плотность, кг/м3 Добавка, мае % Коэффициент теплопроводности Х.Д, Вт/мК Коэффициент паропроницаемости (1, мг/(м ч Па) Постоянный коэффициент воздухопроницаемости 1о,кг/(м2 ч Па) рн

1 Микро дисперсный модификатор 116 59 3 36 0 0400 0 3008 0 221 2 06

4 Шламоколлоидное связующее 118 86 3 25 0 0393 0 4091 0 2788 2 15

3 Шламоколлоидное связующее 142 61 15 36 0 0425 0 3568 0 1792 2 16

2 Шламоколлоидное связующее 144 42 16 48 0 0415 0 3393 0 162 2 17

6 Бентоколлоидное связующее 127 92 10 1 0 0407 0 4739 0 3668 2 13

7 отсутствует 115 0 0 0419 0 58 05 2 1

По результатам нелинейного оценивания на программе 8ТАТ1БТ1СА 6 найдено уравнение зависимости теплофизических переменных от количества добавки и плотности изделия для уровня достоверности 95% Ъ = а+Ь, 1о£,0(М)+Ь2 1о«]о(р)+Ьз 1о§,0(Г>0 1о§10(р)+Ь41ояю2(^) +Ь51оё,02(р), (1) где а, Ьь Ь2, Ь3, Ь4, Ь5- коэффициенты регрессии, N - количество шлама, мае %, р — плотность изделия, Ъ - теплофизическая характеристика Основным показателем, от которого зависит теплофизические свойства ТИМ является пористость объем и размер пор, их распределение в твердой фазе Однако существенна роль твердой фазы - ее химико-минералогический состав, структура и свойства

На рисунке 4а приведены результаты экспериментальных исследований теплопроводности модифицированных МВ на шламоколлоидном связующем

Анализ изменения теплопроводности при добавлении шламоколлоидного связующего по сравнению с бентоколлоидным показал, что при добавке шламоколлоидного связующего в количестве 4-12% (от массы волокон) коэффициент теплопроводности (в области плотностей 110-150 кг/м3) снижается на 4,710,2%, в то время как при добавке бентоколлоидного связующего коэффициент теплопроводности снижается всего на 1,6-3,3%

Шламоколлоидное связующее, позволяет получить "дышащую" конструкцию с показателями паропроницаемости не ниже 0,35-0,45 мг/(м ч Па) при добавке 4-12% (рисунок 46) Паропроницаемость минеральных волокон, скрепленных шламоколлоидным связующим (при плотности 110-150 кг/м ) снижается - от 11,1 до 26,4% Паропроницаемость МВ на бентоколлоидном связующем снижается при той же плотности на 12,7-17,9%

Ко/тичостео добавки мае %

Рисунок 4 - Номограммы теплофизических свойств модифицированных МВ изделий а - теплопроводности (Вт/м К) на шламоколлоилном связующем, б - паропроницаемости (мг/м ч Па) на шламоколлоидном связующем, в - воздухопроницаемости (кг/м2 ч Па) с микродисперсным модификатором

Микродисперсный карбонатный наполнитель в большей степени влияет на изменение паропроницаемости (до 0,21 мг/(мчПа) при добавке 12%) и обеспечивает достаточно комфортный микроклимат в помещении при варьировании сопротивления паропроницанию материала

Одним из рациональных технологических способов снижения воздухопроницаемости материала может быть уменьшение анизотропии за счет создания спутано-волокнистой структуры ТИМ или увеличения микропористости Модификаторы позволяют снизить анизотропность по всем направлениям. Кроме того, введение шламов с высокими упругими свойствами (структурная реология) позволяет сохранить волокна без изменения в течение длительного времени Фильтрационный поток уменьшается при изменении количества добавки шлама и вида самого шлама

Влияние шламов на воздухопроницаемость изделий на основе минеральных волокон из природного сырья неоднозначно При строительстве высотных зданий, где на первых этажах повышается разность давлений теплового напора воздуха, возрастают требования к сопротивлению воздухопроницанию конструкций В таких конструкциях рекомендуется использовать ТИМ с меньшей проницаемостью Изменение воздухопроницаемости по рисунку 4в существенно для МВ с применением микродисперсного модификатора (достигает 68% при добавке 12%).

66376

= т

361 3 519

2 788

1 7923

0 5 1 5 10 15 20

Разрежение, даПа

Рисунок 5 - Зависимость воздухопроницаемости модифицированных

минераловатных изделий на основе габбро-диабазовых пород от разрежения

В ограждающих конструкциях верхних этажей и при малоэтажном строительстве необходимо использовать материалы с более высокой воздухопроницаемостью.

Экспериментальное исследование воздухопроницаемости модифицированных минераловатных изделий на основе габбро-диабазовых пород проводилось на кафедре гидравлики и теплотехники СГАСУ, под руководством к,т.н., доцента ЕО.С. Вытчикояа. Результаты обрабатывались методой наименьших квадратов по опытным точкам в логарифмических координатах:

(3 = 10 ьонмв(йр) ^2)

По результатам испытаний построен график зависимости воздухопроницаемости образцов от разности давлений в логарифмических координатах (рисунок 5).

Характер кривых на рисунке 5 позволяет сделать вывод о правомерности сравнения модифицированных минераловатных изделий с разными связующими по воздухопроницаемости. Материалы имеют показатель режима фильтрации при турбулентном движении воздуха, близкий к постоянному.

Для защиты материалов на основе минеральных волокон с гидрофильной поверхностью от капиллярного смачиаания и сорбцнонного увлажнения предлагается использовать минеральные шламы карбонатного состава.

В результате экспериментов в минераловатных композициях, содержание карбонатного шлама в которых составляло 10,4-12,5% от стекловаты (патент № 2297994), достигнуто понижение сорбционного увлажнения изделий при плотности 13-16 кг/м5 - с 4,44% до 3,85%, а при плотности 50-66 кг/м1 'с 1,63% до 1,4% (рисунок б).

Основным достоинством волокнистой теплоизоляции с применением минерального комплексного модификатора является ее экологическая чистота и по жа р о взрывобез опасность при высокотемпературном воздействии.

б

без пропитки* Добавка Добавка Без пропитки Добавка Добавка

шттйыа 104% шлама 12.5% ШШМа

Рисунок 6 - Изменение сорбционной влажности изделий при плотности: а - 13-16 кг/м3; б - 50-66 кг/м3

Для придания гидрофобных свойств перспективными материалами являются высокодисперсные отходы промышленности органоминеральные, мас-лошламы и шламы нефтедобычи. В качестве гидрофобного вещества в работе использовался органо-минеральный отход (шлам нефтедобычи) в количестве 1,8% от массы стекловаты влажностью 60% (патент №2298533).

Минеральная вата, подлежащая обработке, содержит щелочные окислы и тонкий диаметр волокна, которые снижают водостойкость материала, а, следовательно, и увеличивают водопоглощение материала Минеральные соединения, которые содержатся в органо-минеральном связующем, легко осаждаются на волокна, образуя минеральный гель. Минеральный гель содержит относительно немного гидрофильного компонента - оксида кремния, а органические вещества образуют гидрофобную пленку Процесс обработки включает осаждение на волокна нерастворимых минеральных соединений аморфной структуры (гель), а органические соединения образуют защитную пленку покрытия. В результате гидрофобизации при плотности изделий 13-16 кг/м3 водопоглощение снизилось на 35,27%, а при плотности 50-66 кг/м3 - на 11,1%

Достоинством обработки шламом нефтедобычи является небольшое повышение плотности в пределах марки и отсутствие резкого снижения воздухопроницаемости ТИМ на основе минеральных волокон.

В пятой главе рассматривалось применение изделий на основе минеральных модифицированных волокон в ограждающих конструкциях зданий Произведены теплотехнические расчеты трех конструктивных схем наружных стен с тремя вариантами экспериментальных утеплителей

Тепловлажностный расчет и анализ тепловых полей на специализированной программе THERM 5.2 показал, что исследуемые экспериментальные утеплители могут применяться, как в каркасной системе с утеплением "снаружи" с тонкой штукатуркой (на шламоколлоидном связующем с пониженной теплопроводностью), так и с использованием их внутри конструкции с облицовкой из кирпича в стенах жилых зданий бескаркасной конструктивной системы (с микродисперсным модификатором с пониженной сорбционной влажностью и паропроницаемостью), так как они удовлетворяют всем теплотехническим требованиям При проектировании системы с наружным утеплением и тонким штукатурным слоем достигается высокая теплотехническая однородность утеплённых наружных стен

Исследования и анализ результатов по воздухопроницаемости показали, что ТИМ с микродисперсным модификатором, обладающие пониженной воздухопроницаемостью, могут использоваться в зданиях до 40 этажей Применение техногенных отходов в качестве модификаторов полифункционального действия ТИМ позволяет снизить толщину утеплителя по сравнению с ТИМ на бентоколлоидной связке

Для общественных и промышленных каркасных зданий в ограждающих конструкциях рекомендуется применение жестких минераловатных плит на основе техногенных отходов в качестве среднего слоя трехслойных панелей типа "сэндвич". Данные утеплители - негорючие и экологически чистые, что является одним из важных факторов при проектировании конструкций стены

Экономическая эффективность утепления наружных стен 16-этажного жилого здания по проектному и предлагаемому вариантам сравнивалась на основании полученных результатов теплотехнических расчетов (таблица 3)

Таблица 3 - Результаты расчёта конструкций стен на сопротивление теплопередаче, паро- и воздухопроницанию

Вариант Утеплитель -минераловатные плиты на связующем (толщина, м) Термическое сопротивление Ro.m2 °С/Вт Сопротивление паропро-ницанию Rn, и2 чПа/мг Требуемое сопротивление паропро-ницанию Rn1", м2 чПа/мг Высота использования материала в расчетах на воздухопроницаемость Нопг, м

Проектный Бентоколлоидном (0,15) 4,787 5,08 4,95 76

Предлагаемый Шламоколлоидном (0,11) 3,3 2,764 0,065 80

В качестве проектного варианта принято устройство слоистой кладки наружных стен из керамического полнотелого кирпича плотностью 1800 кг/м3 толщиной 510 мм, утеплителя - минераловатной плиты на бентоколлоидном связующем (ТУ 88 У 023 01 1-93) плотностью 130 кг/м3 толщиной 150 мм и облицовочного кирпича плотностью 1200 кг/м3 толщиной 120 мм В предлагаемом варианте устройство утепляемой наружной стены из керамического полнотелого кирпича плотностью 1800 кг/м3 толщиной 250 мм, утеплителя - минераловатной плиты на шламоколлоидном связующем плотностью 130 кг/м3 толщиной 110 мм с применением тонкой штукатурки (таблица 4).

Таблица 4 - Характеристика слоев ограждающих конструкций вариантов

Конструкция наружной стены Утеплитель Материалы слоев

1 2 /1 3

0 УУШ © Утеплитель — минераловатные плиты на бентоколлоид ном связующем I Керамический кирпич (облицовочный) 2 Утеплитель 3 Кирпичная кладка 4 Известково-песчаный раствор

120 1 130 510 15

150 Проектный вариант с конструктивным слоем из кирпича, толщиной 0,51 м (%а = 0,7 Вт/м °С) Утепление внутри конструкции стены Снаружи - отделочный слой из керамического кирпича, толщиной 120 мм с Х» = 0,47 Вт/м °С

Конструкция наружной стены Утеплитель Материалы слоев

12 3 .4 5

0 ц © Утеплитель - минера- ловатные плиты на шламоколлоидном связующем 1 штукатурка декоративная + штукатурка базовая со стеклосеткой 2 Утеплитель 3 Кирпичная кладка 4 Известково-

5 I НО 1/ 250 15

1 120 \4 Предлагаемый вариант с конструктивным слоем из кирпича, толщиной 0,25 = 0,7 Вт/м °С) Утепление «снаружи» с тонкой штукатуркой песчаный раствор

Полученный экономический эффект от применения в конструкциях наружных стен 16-этажного здания минераловатных изделий на шламоколлоид-ном связующем в качестве утеплителя снаружи фасадной системы с тонкослойной штукатуркой позволяет рекомендовать их в качестве наиболее выгодного и эффективного утеплителя

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1 Анализ работы отечественных и зарубежных фирм по производству теплоизоляционных материалов и изделий на их основе показал, что одним из основных направлений является производство минеральных волокон на основе базальтового природного сырья (габбро-диабаз и габбро). Теплоизоляционные изделия на основе габбро и габбро-диабаза имеют, диффузионную массопро-водность для волокон плотностью 150 кг/м3 - 0,47 мг/(м ч Па), воздухопроницаемость - 0,8 10'9 м2, а также обладают большей упругостью, чем минеральные и стекловолокна. Коэффициент теплопроводности базальтовых и стеклянных волокон 0,038 - 0,046 Вт/(м-К). Однако в условиях повышенной влажности приращение коэффициента теплопроводности базальтовых волокон меньше, чем у минеральных и стекловолокон, благодаря более низкой теплоемкости -500 . 800 Дж/(кг-К) и их высокой упругости

2 В качестве модификатора структуры и свойств минеральных волокон впервые исследованы высокодисперсные минеральные и органоминеральные отходы - шламы водоочистки и водоумягчения, образующиеся на промпред-приятиях, а также побочный продукт добычи и транспортировки нефти в магистральных трубопроводах.

3 Исследование условий образования, состава, структурно-энергетических и поверхностных свойств основных оксидов шламов позволили разделить их по химической и поверхностной активности, алюмокальциевый шлам - шламокол-лоидное связующее с преобладанием в составе р- и d- элементов таблицы Менделеева и карбонатный шлам - микродисперсный модификатор полифункционального действия с преобладание s-элементов

4 Карбонатный шлам модифицирует и наполняет структуру волокон способствует понижению паропроницаемости и воздухопроницаемости, практически не изменяя теплопроводности.

Теоретически обосновано, что алюмокальциевый шлам как типичный минеральный клей (шламоколлоидное связующее) способен создавать более плотный контакт в местах переплетения волокон, и тем самым повышать водо-и коррозионную стойкость по сравнению с бентонитовой глиной (бентоколло-идное связующее) и карбонатным шламом (микродисперсный модификатор).

5. Анализ фазовых превращений показал, что отходы рекомендуется применять не только в гражданском, но и в промышленном утеплении

- карбонатные шламы в изделиях при высокой температуре (480-500°С) и более низкой газопроницаемости для ТИМ в тепловых агрегатах при скоростях теплоносителя свыше 9 м/с,

- алюмокальциевые шламы в качестве связующего минеральных волокон из природного сырья для изготовления изоляции поверхностей туннельных и камерных сушил при температуре до 350 °С

6 Введение шламоколлоидного связующего позволяет снизить теплопроводность практически без увеличения плотности и получить ТИМ с показателями паропроницаемости не ниже 0,35-0,45 мг/(м ч-Па) и воздухопроницаемости - 0,2-0,25 кг/(м ч Па)

Микродисперсный карбонатный модификатор в большей степени влияет на изменение паро- и воздухопроницаемости, не изменяя теплопроводности, и обеспечивает достаточно комфортный микроклимат в помещении.

7 Получены зависимости теплофизических свойств модифицированных ми-нераловатных изделий от количества добавки и плотности изделия, на основе которых построены номограммы для практического применения

8 Экспериментально определено, что при использовании в качестве наполнителя карбонатного шлама, достигается понижение сорбционного увлажнения изделий при плотности 13-16 кг/м3 - с 4,44% до 3,85%, а при плотности 5066 кг/м3 - с 1,63% до 1,4%.

В результате гидрофобгоации ТИМ шламом нефтедобычи (W=60%) существенно снизилось водопоглощенне при плотности изделий 13-16 кг/м3 ( на 35%), а при плотности 50-66 кг/м3 - на 11% Гидрофобизированный материал рекомендуется применить в изоляции трубопроводов, инженерных коммуникаций и конструкциях, работающих в условиях повышенной влажности.

9.Теплотехническими расчетами обоснована возможность применения экспериментальных утеплителей в каркасной системе с утеплением "снаружи" с тонкослойной штукатуркой (на шламоколлоидном связующем), в бескаркасной конструктивной системе с утеплением изнутри с облицовкой из кирпича (с микродисперсным модификатором) в соответствии с нормативными показателями по теплозащите и санитарно-гигиеническими требованиями

При проектировании системы с наружным утеплением и тонким штукатурным слоем достигается высокая теплотехническая однородность утеплённых наружных стен

Расчетный экономический эффект от применения в конструкциях наружных стен 16-этажного здания минераловатных изделий на шламоколлоидном связующем в качестве утеплителя снаружи фасадной системы с тонкослойной штукатуркой (до 5 749 040 рублей) позволяет рекомендовать их в качестве наиболее выгодного и эффективного утеплителя (по сравнению со слоистой кладкой с применением бентоколлоидного связующего).

10 Исследования и анализ результатов по воздухопроницаемости показали, что ТИМ с микродисперсным модификатором, обладающие пониженной воздухопроницаемостью, могут применяться в зданиях до 40 этажей. Техногенные отходы позволяют снизить толщину утеплителя

11. Для общественных и промышленных каркасных зданий в ограждающих конструкциях рекомендуется применение жестких минераловатных плит на основе техногенных отходов в качестве среднего слоя трехслойных панелей типа "сэндвич" Данные утеплители — негорючие и экологически чистые, что является одним из важных факторов при проектировании конструкций стены

Основные положения диссертации опубликованы:

- в рецензируемом журнале, рекомендованном ВАК

1 Павлов, А А Применение техногенного сырья в производстве теплоизоляционных материалов на основе минеральных волокон / А А Павлов // Современные наукоемкие технологии -2007 -№9 -С.93-94

- в других изданиях

2. Коренькова, С Ф Пат 2297994 Российская Федерация, МПК С04В38/00 Состав для изготовления водостойких газонаполненных минераловатных композиций / С Ф Коренькова, А.А Павлов, заявитель и патентообладатель ГОУВПО СГАСУ - №2005121102/03, заявл. 05 07.2005, опубл 27.04 2007, Бюл. - 2007 - №12

3 Коренькова, С Ф Пат. 2298533 Российская Федерация, МПК С04В14/46. Состав для изготовления гидрофобных теплоизоляционных минераловатных материалов / С.Ф Коренькова, А А. Павлов, заявитель и патентообладатель ГОУВПО СГАСУ. - №2005121073/03; заявл 05.072005; опубл. 10.05 2007, Бюл -2007. - №13.

4 Павлов, А.А Статистическая обработка химических составов шламовых отходов / А А. Павлов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века - М.: Изд-во ООО ЦНТИ "Композит". - 2007. - №6 - С. 67.

5. Павлов, А А К вопросу об использовании защитных коллоидных покрытий для теплоизоляционных материалов на основе минеральных волокон / А А. Павлов // Кровельные и изоляционные материалы - М • Изд-во ООО ЦНТИ "Композит" -2006 -№5(11) -С. 26

6. Коренькова, С.Ф Основные направления улучшения теплофизических свойств минеральных волокон и материалов на их основе. Часть 1 / С Ф Коренькова, А А. Павлов // Кровельные и изоляционные материалы -М.. Изд-воОООЦНТИ"Композит". -2007 -№1(13) -С. 66-67

7 Коренькова, С.Ф. Основные направления улучшения теплофизических свойств минеральных волокон и материалов на их основе. Часть 2 / С.Ф. Коренькова, А А Павлов // Кровельные и изоляционные материалы -М • Изд-во ООО ЦНТИ "Композит" - 2007. - №2(14). - С. 66-68.

8 Павлов, А А. Современные минеральные теплоизоляционные материалы с применением техногенных отходов / А А. Павлов // Кровельные и изоляционные материалы - М: Изд-во ООО ЦНТИ "Композит". - 2007. -№3(15) - С 12-14

9 Коренькова, С.Ф К вопросу о повышении теплофизических свойств минеральных волокон различной природы / С Ф Коренькова, А А. Павлов // VIII академические чтения отделения строительных наук РААСН "Современное состояние и перспектива развития строительного материаловедения" -Самара,2005 -С 123-125

10. Павлов, А А. Направления использования теплоизоляционных материалов на основе минеральных волокон / A.A. Павлов // Строительный вестник Российской инженерной академии. Труды секции "Строительство" Российской инженерной академии В 6. - М: Изд-во Российской инженерной академии, 2005.

11 Павлов, А.А Перспективы использования отходов для гидрофобизации теплоизоляционных материалов / А А Павлов // Труды П Всероссийской научно-практической конференции. Процессы, технологии и оборудование для переработки отходов и вторичного сырья Полигоны по захоронению отходов - Самара, 2003. - С. 68-69

12 Павлов, А.А Анализ нормативных данных по теплопроводности минеральных теплоизоляционных материалов различной структуры /

A.A. Павлов // Прогрессивные технологические и инвестиционные процессы в строительстве Труды секции "Строительство" Российской инженерной академии В 4 -М., 2003 -С. 208-216.

13 Павлов, А А. Исследование влаги в материале наружных стен /

A.А Павлов, JI.B Павлова // Современные инвестиционные процессы и технологии строительства Секция "Строительство" Российской инженерной академии В.З -М,2002-С 211-217.

14. Павлов, А А К вопросу о влиянии влажности теплоизоляционных материалов на их теплопроводность / А А. Павлов // Перспективы развития Волжского региона Материалы Всероссийской заочной конференции

B.4. - Тверь, 2002. - С. 204-205.

15 Коренькова, С.Ф Экологические и энергосберегающие аспекты современных теплоизоляционных материалов / С.Ф Коренькова, А А Павлов // Труды 8 Всероссийского Конгресса серии "Экология и здоровье человека" - Самара, 2002 - С. 112-113

Подписано в печать 27 09 2007 г Формат 60X84/1/16 Бумага офсетная Печать оперативная. Уч-юд.л 0,9 Уел печ. 1,0.Тираж 100экз Заказ№ 1251.

Отпечатано с оригинала заказчика в типографии «Самарский Центр полиграфии-М», г Самара, ул Галактионовская, 79, тел. 991-23-79.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Анализ номенклатуры и качества современных теплоизоляционных материалов (ТИМ) на основе минеральных волокон.

1.2 Значение ТИМ в обеспечении микроклимата помещений и его надежности.

1.3 Основные направления совершенствования структуры и теплофизических свойств ТИМ на основе минеральных волокон из природного сырья.

Выводы по главе 1.

1.4 Цель и задачи исследования.

Рабочая гипотеза.

ГЛАВА II МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НАУЧНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ И ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

2.1 Характеристика исходных материалов.

2.2 Методология проведения исследований.

ГЛАВА III ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ

МИНЕРАЛЬНЫХ ВОЛОКОН ВЫСОКОПЛАСТИЧНЫМИ ПРИРОДНЫМИ И ТЕХНОГЕННЫМИ МАТЕРИАЛАМИ.

3.1 Оценка механизма пластичности модификаторов.

3.2 Теоретические основы исследования теплофизических свойств модифицированных волокнистых материалов.

3.3 Поверхностные явления и фазовые превращения в системе "волокно -связующее".

Выводы по главе III.

ГЛАВА IV ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МИНЕРАЛОВАТИЫХ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОЛОКОН

4.1 Изменение основных теплофизических свойств изделий на основе модифицированных минеральных волокон из природного сырья.

4.2 Модификация ТИМ с помощью защитных коллоидных покрытий.

4.3 Гидрофобизация волокнистых ТИМ органоминеральными шламами. 100 Выводы по главе IV.

ГЛАВА V ПРИМЕНЕНИЕ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ МИНЕРАЛЬНЫХ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ВОЛОКОН В ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЯХ ЗДАНИЙ.

5.1 Многокритериальная теплотехническая оценка вертикальных ограждений зданий.

5.2 Расчет экономической эффективности применения шламов в качестве модификаторов минераловатных изделий в ограждающих конструкциях зданий.

Выводы по главе V.

Реализация национального проекта "Доступное и комфортное жилье гражданам России" предполагает увеличение объема материалов с высокими качественными показателями и повышенной долговечностью. Анализ отечественной и зарубежной литературы показал, что наиболее востребованными являются волокнистые минеральные утеплители на основе горных пород, искусственного стекла и т.д.

В последние годы для теплоизоляционных материалов (ТИМ), в том числе и волокнистых минеральных, возрастают требования к таким важным, но недостаточно исследованным свойствам, как паро- и воздухопроницаемость.

Весьма важным теплотехническим показателем является тепломассо-проводность. Под воздействием влажности, изменения температур и деформаций, имеющим место в условиях эксплуатации, этот показатель постепенно дестабилизируется, в результате чего первоначальные теплотехнические и эксплуатационные свойства ухудшаются, а эффективность изоляции снижается.

Актуальность работы заключается в улучшении теплофизических характеристик и повышении долговечности ТИМ, в основе которых лежит стабилизация первоначальной макроструктуры и свойств, формирование замкнутой системы микропористости с позиций теории тепломассообмена. Одним из способов повышения качества для минеральных ТИМ является поверхностная модификация волокон высокодисперсными пластичными природными и техногенными материалами.

Типичным представителем пластичного материала являются природные осадки - глины, структура которых представляет собой многослойные тончайшие чешуйчатые пластины, образующие агрегаты с помощью "глиняного клея" под действием воды.

Опыт использования бентонитовой глины в качестве связующего и модификатора при изготовлении минераловатных теплоизоляционных материалов имеется на "Заводе изоляции" (Украина). Однако в России в настоящее время - дефицит бентонитовых глин, которые сосредоточены на Украине. Поэтому поиск материала, аналогичного глинам по своим условиям образования, строения и свойствам среди техногенного сырья, является перспективным направлением. К числу осадков техногенного происхождения относятся шламы - продукты водоумягчения и водоочистки, образующиеся на различных промышленных предприятиях.

Научная новизна

- впервые в качестве поверхностного структурного модификатора минеральных волокон (MB) использованы шламы водоподготовки и водоумягчения, образующиеся на промпредприятиях; правомерность сравнения шламов с бентонитовой глиной проверена статистически по химическим составам с построением тернарных диаграмм и по комплексу структурно-реологических свойств;

- с позиций структурно-энергетических свойств (валентность, координационное число, атомная масса, электроотрицательность, ионный потенциал, сила связи) шламы классифицированы на две группы: алюмокальциевые - с повышенным содержанием р- и d-элементов и карбонатные - с преобладанием s-элементов; теоретически обосновано положительное полифункциональное действие шламов на теплофизические свойства минеральных волокон;

- установлено, что алюмокальциевый шлам является одновременно поверхностным модификатором и минеральным связующим по аналогии с бентонитовой глиной; карбонатный шлам относится к микродисперсным модификаторам (патент № 2297994 от 27.04.2007); шлам нефтедобычи рекомендован как гидрофобный компонент для снижения сорбционной влажности и водопоглощения минеральных волокнистых ТИМ (патент № 2298533 от 10.05.2007);

- экспериментально изучены теплофизические свойства по теплопроводности и паропроницаемости модифицированных минераловатных изделий, а также впервые исследована воздухопроницаемость материалов с турбулентным режимом фильтрации; разработана классификация отходов по их влиянию на структуру и свойства MB.

Достоверность полученных результатов Обоснование составов минеральных волокон с добавкой комплексного модификатора на основе шламов водоумягчения и водоподготовки, а также механизма изменения их теплофизических показателей выполнено с позиций современных фундаментальных наук. Достоверность исследований обеспечена:

- количеством образцов в партии, обеспечивающим при фактической статистической изменчивости значения исследуемых характеристик с доверительной вероятностью 0,95 при погрешности 5-10%;

- подтверждением результатов экспериментальных данных теоретическому обоснованию;

- сходимостью полученных экспериментальных данных с результатами других исследователей;

- использованием комплекса современных физико-химических и теплофизических методов;

- применением математических методов статистической обработки результатов;

- актами внедрения результатов.

Практическая значимость работы и реализация научной работы

- апробирована методика оценки паро- и воздухопроницаемости на образцах из модифицированных MB и разработаны рекомендации по выбору отходов в зависимости от их назначения и условий эксплуатации ТИМ;

- определены расчетные характеристики паро- и воздухопроницаемости модифицированных минеральных теплоизоляционных материалов на основе габбро-диабазовых пород, которые добавлены в таблицы исходных данных для расчета ограждающих конструкций на сопротивление паропроницанию и воздухопроницанию; для расчета на сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций, состоящих из волокнистых материалов, установлен коэффициент воздухопроницаемости с турбулентным режимом фильтрации;

- разработаны требования к составу модифицированных минеральных ТИМ, дана оценка их качества и долговечности;

- на основе теплотехнической многокритериальной оценки вертикальных ограждений разработаны рекомендации по применению модифицированных минеральных волокон для утепления ограждающих конструкций жилых и общественных зданий разной этажности; конструктивные решения наружных ограждений соответствуют как нормативным показателям по теплозащите, так и санитарно-гигиеническим требованиям;

- внедрены в учебный процесс разработанные конструктивные решения наружных стен энергоэффективных зданий с использованием предложенных материалов на минеральной основе;

- расчет экономической эффективности показал значительные преимущества применения отходов перед глинами по их долговечности и целесообразности;

- разработаны рекомендации по применению гидрофобизированного материала, работающего в условиях повышенной влажности.

На защиту выносятся:

- теоретические основы структурной модификации MB, которые позволяют направленно влиять на основные тепло- и гидрофизические свойства;

- новый подход к выбору и оценке качества поверхностной структуры модификатора для волокнистых ТИМ на основе габбро-диабазовых пород;

- способ модификации MB с учетом эксплуатации ТИМ; механизм действия модификаторов на основные свойства и долговечность ТИМ;

- результаты теплотехнических расчетов ограждающих конструкций зданий различной этажности с применением модифицированных минераловатных изделий и практические рекомендации по применению ТИМ;

- результаты исследований изменения сорбционной влажности, водопогло-щения и водостойкости ТИМ.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных, всероссийских, региональных, межвузовских и областных конференциях, семинарах и конгрессах, в том числе на международной конференции "Энергосберегающие технологии" (Турция, г. Кемир, 2007), X Академических чтениях РААСН - международной научно-практической конференции "Достижения, проблемы и перспективные направления развития теории и практики строительного материаловедения" (г. Казань, 2006 г.), международном научно-техническом семинаре (г. Белгород, 2006 г), VIII Академических чтениях РААСН "Современное состояние и перспектива развития строительного материаловедения" (г.Самара, 2004 г.), международной экологической научно-практической конференции "Процессы технологии и оборудование для переработки отходов и вторичного сырья. Полигоны по захоронению отходов" (г. Самара, 2003 г.), Всероссийском экологическом конгрессе (г. Самара, 2002 г.), международной конференции (г. Тверь, 2002 г.), ежегодных научно-технических конференциях в СГАСУ по итогам НИР "Актуальные проблемы в строительстве и архитектуре. Образование. Наука. Практика" (г. Самара, 2002-2007 гг.).

Основные положения диссертации опубликованы:

1. Павлов, А.А. Применение техногенного сырья в производстве теплоизоляционных материалов на основе минеральных волокон / А.А. Павлов // Современные наукоемкие технологии. - 2007. - №9. - С.93-94.

2. Коренькова, С.Ф. Пат. 2297994 Российская Федерация, МПК С04В38/00. Состав для изготовления водостойких газонаполненных минераловат-ных композиций / С.Ф. Коренькова, А.А. Павлов; заявитель и патентообладатель ГОУВПО СГАСУ. - №2005121102/03, заявл. 05.07.2005; опубл. 27.04.2007, Бюл. - 2007. - №12.

3. Коренькова, С.Ф. Пат. 2298533 Российская Федерация, МПК С04В14/46. Состав для изготовления гидрофобных теплоизоляционных минерало-ватных материалов / С.Ф. Коренькова, А.А. Павлов; заявитель и патентообладатель ГОУВПО СГАСУ. - №2005121073/03; заявл. 05.07.2005; опубл. 10.05.2007, Бюл. -2007. - №13.

4. Павлов, А.А. Статистическая обработка химических составов шламовых отходов / А.А. Павлов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. - М.: Изд-во ООО ЦНТИ "Композит". - 2007. - №6. -С. 67.

5. Павлов, А.А. К вопросу об использовании защитных коллоидных покрытий для теплоизоляционных материалов на основе минеральных волокон / А.А. Павлов // Кровельные и изоляционные материалы. - М.: Изд-во ООО ЦНТИ "Композит". - 2006. - №5(11). - С. 26.

6. Коренькова, С.Ф. Основные направления улучшения теплофизических свойств минеральных волокон и материалов на их основе. Часть 1 / С.Ф. Коренькова, А.А. Павлов // Кровельные и изоляционные материалы. -М.: Изд-во ООО ЦНТИ "Композит". - 2007. - №1(13). - С. 66-67.

7. Коренькова, С.Ф. Основные направления улучшения теплофизических свойств минеральных волокон и материалов на их основе. Часть 2 / С.Ф. Коренькова, А.А. Павлов // Кровельные и изоляционные материалы. -М.: Изд-во ООО ЦНТИ "Композит". - 2007. - №2(14). - С. 66-68.

8. Павлов, А.А. Современные минеральные теплоизоляционные материалы с применением техногенных отходов / А.А. Павлов // Кровельные и изоляционные материалы. - М.: Изд-во ООО ЦНТИ "Композит". - 2007. -№3(15).-С. 12-14.

9. Коренькова, С.Ф. К вопросу о повышении теплофизических свойств минеральных волокон различной природы / С.Ф. Коренькова, А.А. Павлов // VIII академические чтения отделения строительных наук РААСН "Современное состояние и перспектива развития строительного материаловедения". - Самара, 2005. - С. 123-125.

10. Павлов, А.А. Направления использования теплоизоляционных материалов на основе минеральных волокон / А.А. Павлов // Строительный вестник Российской инженерной академии. Труды секции "Строительство" Российской инженерной академии. В.6. - М.: Изд-во Российской инженерной академии, 2005.

11. Павлов, А.А. Перспективы использования отходов для гидрофобизации теплоизоляционных материалов / А.А. Павлов // Труды II Всероссийской научно-практической конференции. Процессы, технологии и оборудование для переработки отходов и вторичного сырья. Полигоны по захоронению отходов. - Самара, 2003. - С. 68-69.

12. Павлов, А.А. Анализ нормативных данных по теплопроводности минеральных теплоизоляционных материалов различной структуры /

А.А. Павлов // Прогрессивные технологические и инвестиционные процессы в строительстве. Труды секции "Строительство" Российской инженерной академии. В.4. - М., 2003. - С. 208-216.

13. Павлов, А.А. Исследование влаги в материале наружных стен /

A.А. Павлов, JI.B. Павлова // Современные инвестиционные процессы и технологии строительства. Секция "Строительство" Российской инженерной академии. В.З. -М., 2002.- С. 211-217.

14. Павлов, А.А. К вопросу о влиянии влажности теплоизоляционных материалов на их теплопроводность / А.А. Павлов // Перспективы развития Волжского региона. Материалы Всероссийской заочной конференции.

B.4. - Тверь, 2002. - С. 204-205.

15. Коренькова, С.Ф. Экологические и энергосберегающие аспекты современных теплоизоляционных материалов / С.Ф. Коренькова, А.А. Павлов // Труды 8 Всероссийского Конгресса серии "Экология и здоровье человека". - Самара, 2002. - С. 112-113.

11

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ работы отечественных и зарубежных фирм по производству теплоизоляционных материалов и изделий на их основе показал, что одним из основных направлений является производство минеральных волокон на основе базальтового природного сырья (габбро-диабаз и габбро). Теплоизоляционные изделия на основе габбро и габбро-диабаза имеют: диффузионную л массопроводность для волокон плотностью 150 кг/м - 0,47 мг/(м-ч-Па), возА 2 духопроницаемость - 0,8-10" м , а также обладают большей упругостью, чем минеральные и стекловолокна. Коэффициент теплопроводности базальтовых и стеклянных волокон 0,038 - 0,046 Вт/(м-К). Однако в условиях повышенной влажности приращение коэффициента теплопроводности базальтовых волокон меньше, чем у минеральных и стекловолокон, благодаря более низкой теплоемкости - 500 . 800 Дж/(кг-К) и их высокой упругости.

2. В качестве модификатора структуры и свойств минеральных волокон впервые исследованы высокодисперсные минеральные и органоминераль-ные отходы - шламы водоочистки и водоумягчения, образующиеся на пром-предприятиях, а также побочный продукт добычи и транспортировки нефти в магистральных трубопроводах.

3. Исследование условий образования, состава, структурно-энергетических и поверхностных свойств основных оксидов шламов позволили разделить их по химической и поверхностной активности: алюмокаль-циевый шлам - шламоколлоидное связующее с преобладанием в составе р- и d- элементов таблицы Менделеева и карбонатный шлам - микродисперсный модификатор полифункционального действия с преобладание s-элементов.

4. Карбонатный шлам модифицирует и наполняет структуру ТИМ, способствуя понижению паропроницаемости и воздухопроницаемости, практически не изменяя теплопроводности.

Теоретически обосновано, что алюмокальциевый шлам как типичный минеральный клей (шламоколлоидное связующее) способен создавать более плотный контакт в местах переплетения волокон, и тем самым повышать во-до- и коррозионную стойкость по сравнению с бентонитовой глиной (бенто-коллоидное связующее) и карбонатным шламом (микродисперсный модификатор).

5. Анализ фазовых превращений показал, что отходы рекомендуется применять не только в гражданском, но и в промышленном утеплении:

- карбонатные шламы в изделиях при высокой температуре (480-500°С) и более низкой газопроницаемости для ТИМ в тепловых агрегатах при скоростях теплоносителя свыше 9 м/с;

- алюмокальциевые шламы в качестве связующего минеральных волокон из природного сырья для изготовления изоляции поверхностей туннельных и камерных сушил при температуре до 300 °С.

6. Введение шламоколлоидного связующего позволяет снизить теплопроводность практически без увеличения плотности и получить ТИМ с показателями паропроницаемости не ниже 0,35-0,45 мг/(м-ч-Па) и воздухопроницаемости - 0,2-0,25 кг/(м-ч-Па).

Микродисперсный карбонатный модификатор в большей степени влияет на изменение паро- и воздухопроницаемости, не изменяя теплопроводности, и обеспечивает достаточно комфортный микроклимат в помещении.

7. Получены зависимости теплофизических свойств модифицированных минераловатных изделий от количества добавки и плотности изделия, на основе которых построены номограммы для практического применения.

8. Экспериментально определено, что при использовании в качестве наполнителя карбонатного шлама, достигается понижение сорбционного увлажнения изделий из стекловолокна при плотности 13-16 кг/м3 - с 4,44% до л

3,85%), а при плотности 50-66 кг/м - с 1,63%) до 1,4%.

В результате гидрофобизации ТИМ шламом нефтедобычи (W=60%) существенно снизилось водопоглощение при плотности изделий из стеклол л волокна 13-16 кг/м (на 35%), а при плотности 50-66 кг/м - на 11%>. Гидро-фобизированный материал рекомендуется применить в изоляции трубопроводов, инженерных коммуникаций и конструкциях, работающих в условиях повышенной влажности.

9.Теплотехническими расчётами обоснована возможность применения экспериментальных утеплителей в каркасной системе с утеплением "снаружи" с тонкослойной штукатуркой (на шламоколлоидном связующем), в бескаркасной конструктивной системе с утеплением изнутри с облицовкой из кирпича (с микродисперсным модификатором) в соответствии с нормативными показателями по теплозащите и санитарно-гигиеническими требованиями.

При проектировании системы с наружным утеплением и тонким штукатурным слоем достигается высокая теплотехническая однородность утеплённых наружных стен.

Расчетный экономический эффект от применения в конструкциях наружных стен 16-этажного здания минераловатных изделий на шламоколлоидном связующем в качестве утеплителя снаружи фасадной системы с тонкослойной штукатуркой (до 5 749 040 рублей) позволяет рекомендовать их в качестве наиболее выгодного и эффективного утеплителя (по сравнению со слоистой кладкой с применением бентоколлоидного связующего).

10. Исследования и анализ результатов по воздухопроницаемости показали, что ТИМ с микродисперсным модификатором, обладающие пониженной воздухопроницаемостью, могут применяться в зданиях до 40 этажей. Техногенные отходы позволяют снизить толщину утеплителя.

11. Для общественных и промышленных каркасных зданий в ограждающих конструкциях рекомендуется применение жестких минераловатных плит на основе техногенных отходов в качестве среднего слоя трехслойных панелей типа "сэндвич". Данные утеплители - негорючие и экологически чистые, что является одним из важных факторов при проектировании конструкций стены.

1. Аблесимов, H.E. Фрактальная размерность поверхности базальтового волокна// Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» / http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2006/149.pdf

2. Акопян, А.А. Химическая термодинамика / А.А. Акопян. М., 1963. -526 с.

3. Ананьев, А.И. Физические основы нормирования теплотехнических свойств керамического кирпича и камня / А.И. Ананьев, В. К. Тихое // Строительные материалы. 1997. - № 9.

4. Аппен, А.А. Химия стекла / А.А. Аппен. Л.: Химия, 1974.

5. Асланова, М.С. Влияние различных факторов на механические свойства стеклянных волокон / М.С. Асланова // Стекло и керамика. 1960. - № 11.

6. Бабушкин, В.И. Термодинамика силикатов / В.И. Бабушкин, Г.М. Матвеев. М.: Стройиздат, 1986.

7. Бакрунов, Г.А. Теплозащита зданий и сооружений: учеб. пособие / Г.А. Бакрунов, Ю.С. Вытчиков; Самарск. гос. арх.-строит. ун-т. Самара, 2004.-91 с.

8. Бахинди, Л. Тепловой микроклимат помещений / Л. Бахинди. -М.:Стройиздат, 1981.

9. Беркман, А.С. Структура и морозостойкость стеновых материалов / А.С. Беркман. -М.: Гостройиздат, 1962. 165 с.

10. Берлин, А.А. Химия и технология газонаполненных высокополимеров / А.А. Берлин, Ф.А. Шутов. М.: Наука, 1980. - 503 с.

11. Бобров, Ю.Л. Теплоизоляционные материалы и конструкции: учебник для вузов / Ю.Л. Бобров, Е.Г. Овчаренко.- М.: ИНФРА-М, 2003.

12. Богословский, В.Н. Строительная теплофизика/ В.Н. Богословский М., 1982.

13. Богословский, В.Н. Тепловой режим здания/ В.Н. Богословский. М.: Стройиздат, 1979. - 248 с.

14. Велесовский, В.Н. Минераловатные утеплители / В.Н. Велесовский, И.А. Еремин. М.,1963. - 200 с.

15. Воюцкий, С.С. Курс коллоидной химии/ С.С. Воюцкий. 2-е изд., доп. и перераб. - М.: Химия, 1975. - 512 с.

16. Вытчиков, Ю.С. Исследование влажностного режима строительных ограждающих конструкций с помощью метода безразмерных характеристик / Ю. С. Вытчиков, И. Г. Беляков // Изв. вузов. Сер. стр-во. 1998. -№8. - С. 76-79.

17. Вытчиков, Ю.С. Применение пенополиуретанов в строительных ограждающих конструкциях энергоэффективных зданий / Ю.С. Вытчиков, Л.Д. Евсеев, А.Ю. Вытчиков, И.Г. Беляков; Самарск. гос. арх.-строит. ун-т. Самара, 2006. - 136 с.

18. Гаршев, А.В. Окислительная коррозия базальтового волокна / А.В. Гар-шев, А.В. Кнотько, М.Н.Пулькин, А.Н. Земцов, Е.Н. Граменицкий, В.К. Иванов, В.И. Путляев, Ю.Д. Третьяков // Коррозия: материалы, защита. -2005. №7. - С 33-39.

19. Глуховский, В.Д. Основы технологии отделочных, тепло- и гидроизоляционных материалов / В.Д. Глуховский, Р.Ф. Рунова. Киев: Вища школа, 1986.

20. Горяйнов, К.Э. Технология минеральных теплоизоляционных материалов и легких бетонов / К.Э. Горяйнов, К.Н. Дубенецкий, С.Г. Васильков, Л.Н. Попов . М.: Издательство литературы по строительству, 1966. -432 с.

21. Граменицкий, Е.Н. Экспериментальная и техническая петрология / Е.Н. Граменицкий и др.. М.: Изд-во "Научный мир", 2000. - 415 с.

22. Грачев, И.А. Причины и возникновение повышенной влажности стен здания / И. А. Грачев // Жилищное строительство. М.,1995. - №9. - С. 18-20.

23. Громков, Б.К. Горные породы для производства базальтовых волокон / Б.К. Громков, JI.H. Смирнов, А.Н.Трофимов // www.basaltfiber.ru/library/articles/proizvodstvo.htm

24. Гурьев, В.В. Тепловая изоляция в промышленности. Теория и расчет. / В.В. Гурьев, B.C. Жолудов. М.: Стройиздат, 2003. - 416 с.

25. Гуттман, А. Применение доменных шлаков / А. Гуттман; перевод со второго немецкого издания под ред. и с доп. инж. М. М. Борок и инж. М. Я. Латаш). Харьков, 1935.

26. Джигирис, Д.Д. Базальтоволокнистые материалы. Промышленность строительных материалов / Д.Д. Джигирис, М.Ф. Махова. М.,1998. Сер.б.-№3.-71 с.

27. Доломатов, М.Ю. Адгезия и фазовые переходы в сложных высокомолекулярных системах/ М.Ю. Доломатов. М., 2001.

28. Доннер, М.С. Исследования теплофизических свойств теплоизоляции низко-температурных объектов / М.С. Доннер: Дис. . канд. тех. наук. -М., 1975.

29. Достижение строительного материаловедения: сборник научных статей, посвященный 100-летию со дня рождения Петра Ивановича Боженова : сборник статей / под ред. В.И. Морозова. СПб: ОАО "Издательство ОМ-Пресс", 2004.

30. Евстигнеев, В.В. О возможности вычисления теплопроводности по другим физическим величинам / В.В. Евстигнеев, Н.А. Сачавская, А.Ф. Са-чавский. М., 2002.

31. Желтов, Д.М. Влияние различных добавок на теплопроводность теплоизоляционных материалов / Д.М. Желтов, Д. Долотов // XXVIII научно-техническая конференция. Пенза, 1999.

32. Желтов, Д.М. Теплоемкость теплоизоляционных материалов / Д.М. Желтов, Д. Долотов // Исследовательская работа по программе "Открытый мир". Пенза, 1998.

33. Жилин, А.И. Минеральная вата/ А.И.Жилин; под ред. В.А. Китайцева. -М., Государственное издательство литературы по строительным материалам, 1953.

34. Жилин, А.И. Шлаковая вата; свойства, получение и применение / А.И. Жилин, Е.К. Гаврилов. М.: Стройиздат, 1946.

35. Жолудов, B.C. Повышение теплозащитных свойств теплоизоляционных конструкций из волокнистых материалов для промышленных сооружений /B.C. Жолудов : Дис. канд. тех. наук. -М., 2000.

36. Зак, А.Ф. Влияние температуры на деформацию и прочность стеклянного волокна /А.Ф. Зак, Ю.П. Манько // ЖТФ. 1954. - Т. 24., Вып. 11.

37. Зальманг, Г. Физические и химические основы керамики/ Г. Зальманг; перевод Л.Л. Домгера. JL: ОНТИ-химтеорет, 1935 - 212 с.

38. Земцов, А.Н. О структуре минеральной (каменной) ваты / А.Н.Земцов, С.Н. Николаев // Кровля и Изоляция. М., 2002.

39. Ильинский, В.М. Строительная теплофизика / В.М. Ильинский. М.: Высшая школа, 1974. - 319 с.

40. Казанская, А.С. Расчеты химических равновесий. Сборник примеров и задач :учебное пособие для ВУЗов / А.С. Казанская, В.А. Скобло; под ред. Г.М. Панчикова. М.: Высшая школа, 1974. - 288 с.

41. Кальянов, Н.Н. Заводы минеральной ваты / Н.Н. Кальянов, Д.А. Черков. М.: Госстройиздат, 1952.

42. Карапетьянц, М.Х. Химическая термодинамика / М.Х. Карапетьянц. -М.: Химия, 1975.-584 с.

43. Китайгородский, И.И. Предкристаллизационный период в стекле и его значение / И.И. Китайгородский, Р.Я. Ходаковская // Стеклообразное состояние. Вып. 1.: сб. науч. тр. M.-JL: Изд-во АН СССР, 1963.

44. Клименков, О.М. Химия в строительстве: учеб. пособие / О.М. Климен-ков, И.В. Нафикова//Самарск. гос. арх.-строит. акад.-Самара, 2002.-140 с.

45. Коледин, В.В. Теплоизоляционные материалы волокнистой структуры / В.В. Коледин; Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет. Новосибирск, 2002.

46. Коренькова, С.Ф. Основы и концепция утилизации химических осадков промстоков в стройиндустрии/ С.Ф. Коренькова, Т.В. Шеина; Самарск. гос. арх.-строит. ун-т. Самара, 2004. - 208 с.

47. Коренькова,С.Ф. Теоретическое обоснование клеящих свойств минеральных шламов / С.Ф. Коренькова, Ю.А. Ермилова // Строительные материалы. 1998. - №8. - С.6-7.

48. Кришер, О. Научная основа техники сушки / О. Кришер. М., 1961.

49. Лебедев, Н.Ф. Эффективные теплоизоляционные волокнистые материалы / Н.Ф. Лебедев и др. // Строительные материалы. 1997. - №7.

50. Лесовик, B.C. Повышение эффективности производства строительных материалов с учетом генезиса горных пород / B.C. Лесовик. М.: Изд-во АСВ, 2006.

51. Ливчак, И.Ф. Вентиляция многоэтажных жилых домов / И.Ф. Ливчак. -М.: Госстройиздат, 1951.

52. Лыков, А. В. Теоретические основы строительной теплофизики / А.В. Лыков. Минск, 1961.

53. Лыков, А.В. Конвекция и тепловые волны / А.В. Лыков. М.: Энергия, 1974. - 335 с.

54. Лыков, А.В. Теория сушки / А.В. Лыков. Л.: Государственное энергетическое издательство, 1950. - 416 с.

55. Лыков, А.В. Теория теплопроводности / А.В. Лыков. М.: Высшая школа, 1967,- 600 с.

56. Лыков, А.В. Тепломассообмен. Справочник / А.В. Лыков. М., 1978. -480 с.

57. Лыков, А.В. Явления переноса в капиллярно-пористых телах / А.В. Лыков.- М.: Гостехиздат, 1954. 296 с.

58. Малыгин, А.А. Роль химии поверхности в формировании нанотехноло-гии новых материалов различного функционального назначения / А.А. Малыгин // Новые достижения в химии и технологии материалов: сб. науч. тр. СПб., 2002. - С. 3-5.

59. Масленникова, Г.Н. Расчеты и технология керамики / Г.Н. Масленникова, Ф.Я. Харитонов, И.В. Дубов. М., 1984.

60. Махова, М.Ф. О кристаллизации базальтовых волокон / М.Ф. Махова // Стекло и керамика. 1968. -№11.

61. Махова, М.Ф. Основы производства базальтовых волокон и изделий / М.Ф. Махова, Д.Д. Джигирис. М.: Теплоэнергетик, 2002. - 170 с.

62. Меншуткин, Б.Н. Курс общей химии (неорг.) / Б.Н. Меншуткин. 4-е изд. - Л.: Госхимтехиздат, 1933. - 738 с.

63. Микитаев, Г.С. Нанокомпозитные полимерные материалы на основе ор-ганоглин / Г.С. Микитаев, А.А. Каладжян, О.Б. Леднев, М.А. Микитаев // Исследовано в России: http:// zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2004/083.pdf. -2004.

64. Минералы: справочник / под ред. Ф.В. Чухрова // АН СССР, Ин-т геологии руд. Месторождений, петрографии, минералогии и геохимии. М.: Наука, Т.4, Вып.2, С. 15-37.

65. Миснар, А. Теплопроводность твердых тел, жидкостей, газов и их композиций/А. Миснар; пер. с франц. М.: Мир, 1968. - 463 с.

66. Михеев, А.П. Строительная климатология и теплотехника / А.П. Михеев, В.Б. Мельников. Пенза, 1989. - 150 с.

67. Москвитин, Н.И. Физико-химические основы процессов склеивания и прилипания / Н.И. Москвитин. М., 1964.

68. Наседкин, В.В. Бентонит как природный наноматериал в строительстве // Строительные материалы. Наука. - 2006. - №8.

69. Новицкий, JI.A. Теплофизические свойства материалов. Справочник / JI.A. Новицкий, И.Г. Кожевников. М.: Машиностроение, 1975.

70. Нормативно-правовые документы и методические указания, регулирующие деятельность по обращению с отходами производства и потребления. Самара, 2002.

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

72. Овчаренко, Е.Г. Тенденции в развитии производства утеплителей в России / Е.Г. Овчаренко // ГиТеК. 2001. - №1(5), №2(6).

73. Павлушкин, Н.М. Основы технологии ситаллов / Н.М. Павлушкин. М.: Изд-во литературы по строительству, 1970.

74. Панасюк, В. И. Химический контроль производства стекла / В.И Пана-сюк. М.: Гизлегпром, 1955.

75. Пащенко, А.А. Гидрофобизация / А.А. Пащенко. Киев: Изд-во "Науко-ва Думка", 1973.

76. Петров-Денисов, В.Г. Расчетный метод оценки теплозащитных свойств изоляции из минеральной ваты на основе силикатных материалов / В.Г. Петров-Денисов и др. // Стекло и керамика. 2000. - №9.

77. Принципы создания эффективных негорючих теплоизоляционных и светопрозрачных материалов:пробл.докл. / Всерос.НИИ пробл.науч-техн.прогресса и информ.в стр-ве (ВНИИНТПИ). М., 1998. - 142с.

78. Радина, Т.Н. Пат. 2123485 Российская Федерация, МПК С04В30/02. Состав сырьевой смеси для изготовления теплоизоляционного материала / Т.Н. Радина, Ю.П. Карнаухов. №96124144/03; заявл. 20.12.96; опубл. 20.12.98.

79. Рашин, Г.А. Петрохимические методы оценки сырья для каменного литья / Г.А. Раштн, С.Д. Четвериков //Известия ВУЗов. Геология и разведка. -1964. №9. - С. 71-80.

80. Ребиндер, П.А. Физико-химическая механика дисперсных структур / П.А. Ребиндер // В кн.: Физико-химическая механика дисперсных структур. М., 1966-С.З-6.

81. Резников, Р.Г. Термоизоляционная вата из марганцевых шлаков / Р.Г. Резников // Строительные материалы. 1936. - №11. - С. 49.

82. Решетин, O.J1. Теория переноса тепла и влаги в капилярно-пористом теле / О.Л. Решетин, С.Ю. Орлов. М.: ЖТФ, 1998. - С. 140-142.

83. Решидов, К.И. Статистические методы в строительной теплофизике / К.И. Решидов. М., 1982, Вып. 1 -42 с.

84. Рожанский, А. И. Получение и свойства теплоизоляционных изделий из базальтового штапельного волокна и минеральной связки /

85. А. И. Рожанский, Н. М. Радчук, Н. В. Городова // www.basaltfiber.ru/library/articles/poluchenie.htm

86. Савин, В.К. Строительная физика: Энергоперенос, энергоэффективность, энергосбережение / В.К. Савин. М.:"Лазурь", 2005. - 432 с.

87. Савин, В.К. Расчет, проектирование и нормирование воздухопроницаемости ограждающих конструкций // Сб. докл. "Проблемы строительной теплофизики и систем обеспечения микроклимата и энергосбережения в зданиях". М.: НИИСФ РААСН, 2000.

88. Сватовская, Л.Б. Термодинамический и электронный аспекты свойств композиционных материалов для строительства и экозащиты / Л.Б. Сватовская. Санкт-Петербург: ОАО "Издательство Стройиздат СПб", 2004. -174 с.

89. Силаенков, Е.С. Методика определения долговечности системы утепления наружных стен с эффективным утеплителем / Е. С. Силаенков, М. Е. Сальникова// Строительные материалы. 2001. - №1. - С. 15-18

90. СНиП II-3-96. Строительная теплотехника.-М.: Стройиздат, 1996.-40с.

91. СНиП 23-02-2003.Тепловая защита зданий. М.: Стройиздат, 2003. - 43 с.

92. Соков, В.Н. Лабораторный практикум по технологии отделочных, теплоизоляционных и гидроизоляционных материалов / В.Н. Соков, Ю.В. Лабзина. М.: Высшая школа, 1991.

93. СП 23-101-2000. Проектирование тепловой защиты зданий. М.: Госстрой России, 2001. - 95 с.

94. Спирин, Ю.Л. Некоторые эксплуатационные свойства теплоизоляционного волокна / Ю.Л. Спирин // Строительные материалы. 1968. - №6.

95. Стекло: справочник/ А.А. Акняк, М.С. Асланова, Н.М. Амосов; под ред. Н.М. Павлушкина. М.: Стройиздат, 1973. - 487 с.

96. СТО 00044807-001-2006. Теплозащитные свойства ограждающих конструкций зданий. М.: РОИС, 2006.

97. Сухов, В.Ю. Безавтоклавные стеновые материалы на основе местного сырья / В.Ю. Сухов // Автореферат кан. дисс. Самара, 1996.

98. Сычев, М.М. Неорганические клеи / М.М. Сычев. Л.: Химия, 1974.

99. Теплоизоляционные изделия URSA в ограждающих конструкциях зданий и сооружений // Рекомендации по применению с альбомом технических решений. М., 2000. - 150 с.

100. ТУ 5763-001-71451657-2004. Изделия теплоизоляционные из стеклянного штапельного волокна URSA.

101. Туровский, И.С. Обработка осадков сточных вод / И.С. Туровский. М.: Стройиздат, 1982.

102. Федер, Е. Фракталы / Е. Федер. М.: Мир, 1991. - 254 с.

103. Федорова, Т.П. Современные способы получения минераловатных изделий / Т.П. Федорова. М., 1967.

104. Фокин, К.Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий / К.Ф. Фокин.-М., 1973.-287 с.

105. Фомина, Р.Г. А.С. 1711476 СССР, МКИ C08L83/07. Состав для обработки волокнистых материалов / Р.Г. Фомина. №4453577/05; заявл. 18.05.88; опубл. 20.10.99.

106. Фрайлинг, С. Бюллетень геологических изысканий штата Иллинойс / С. Фрайлинг. 1934. - №16.

107. Франчук, А.У. Таблицы теплотехнических показателей строительных материалов / А.У. Франчук. М.: Стройиздат, 1949.

108. Фурчков, В.А. Заявка 96106029 Российская Федерация, МПК С04В30/02. Способ получения гидрофобного теплоизоляционного материала / В.А. Фурчков, Б.П. Чепурин Б.П. и др.. заявл. 21.03.96; опубл. 27.06.98.

109. Хигерович, М.И. Строительные материалы / М.И. Хигерович. М., 1986. - 352 с.

110. Черник, B.C. Теплопроводность промышленных материалов / B.C. Чер-ник. М.: Машгиз, 1962. - С. 247.

111. Черник, B.C. Теплофизические свойства материалов ядерной техники / B.C. Черник. М.: Атомиздат, 1968. - 484 с.

112. Чудновский, А.Ф. Теплофизические характеристики дисперсных материалов / А.Ф. Чудновский. М.: Изд-во физико-математической литературы, 1962.-456 с.

113. Шейдеггер, А.Э. Физика течения жидкостей через пористые среды / А.Э. Шейдеггер. М.: Гостоптехиздат, 1960.

114. Шильд, Е. Строительная физика / Е. Шильд. М.: Стройиздат, 1982. -294 с.

115. Шпайдель, К. Диффузия и конденсация водяного пара в ограждающих конструкциях / К. Шпайдель; пер. с немецкого В.Г. Бердничевского; под ред. А.Н. Мазалова. М.: Стройиздат, 1985. - 48 с.

116. Ясин, Ю.Д. Рекомендации по определению фазового состава влаги в порах строительных материалов / Ю.Д. Ясин. М., 1985.

117. Agamalyan, M.M. The small-angle neutron diffractometer "Membrana-2" / M.M. Agamalyan, G.M. Drabkin, D.I. Svergun, A. L. Feigin. Preprint 1599.i St.-Petersburg, 1990.

118. Atterberg, A. Internationale Kommission fur Bodenuntersuchtung/ A. Atter-berg. -1913.

119. Bale, H.D. Small-angle X-ray-Scattering Investigations of Submicronic Porosity with Fractal Properties / H.D. Bale, P.W. Schmidt // Phys. Rev. Lett. -1984.-V. 53.-№6.-P. 596-599.

120. Kaloshkin, S.D. Mechanical alloing technique nanostructureol materials preparation / S.D. Kaloshkin, V.V. Tcherdyntsev, E.V. Kalvister // New achievments in materials science. 2005. - P. 76-79.

121. Keey, R.B. Drying principles and practice / R.B. Keey. New York: Perga-mon Press, 1972.

122. Kjems, J.K. Neutron and X-ray studies of interfaces. Scaling Phenomena in Disordered Systems/ J.K. Kjems, P. Schofield; Ed. R. Pynn, A. Skjeltorp. -New York: Plemun Press, 1985. P. 141.

123. Klenkenberg, L.J. Drilling and production practices / L.J. Klenkenberg. API, 1941.

124. Ross, CI. S./ CI. S. Ross, E. V. Shannon // Journ. Amer. Ceram. Soc. 1926. -№9. - P. 77.

125. Shoonheydt, R.A. Smective-type clay minerals / R.A. Shoonheydt // Clay and clay minerals. 2002. - V.50. - №4. - P. 411-420.133. Standard 55-1981. ASHRAE

126. Stark, J. Physikalisch-technische Untersuchnung keramischer Kaoline/ J. Stark. Leipzig, 1922.

127. Zschokke, B. Baumaterial. Kde. 7, 377; 8, 1 (1903).

128. Павлов, А.А. Применение техногенного сырья в производстве теплоизоляционных материалов на основе минеральных волокон / А.А. Павлов // Современные наукоемкие технологии. Российская академия Естествознания. 2007. - №9. - С.93-94.

129. Павлов, А.А. Статистическая обработка химических составов шламовых отходов / А.А. Павлов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. М.: Изд-во ООО ЦНТИ "Композит". - 2007.- №6.-С. 67.

130. Павлов, А.А. К вопросу об использовании защитных коллоидных покрытий для теплоизоляционных материалов на основе минеральных волокон / А.А. Павлов // Кровельные и изоляционные материалы. М.: Изд-во ООО ЦНТИ "Композит". - 2006. - №5(11). - С. 26.