К. А. Нурбатуров (общее руководство) icon

К. А. Нурбатуров (общее руководство)


Смотрите также:
К. А. Нурбатуров (общее руководство)...
К. А. Нурбатуров (общее руководство)...
К. А. Нурбатуров (общее руководство)...
К. А. Нурбатуров (общее руководство)...
К. А. Нурбатуров (общее руководство)...
К. А. Нурбатуров (общее руководство)...
3 Руководство проведением...
Руководство проведением конкурса Общее руководство, организацию подготовки...
Положение о проведении первенства Кетовского района по лыжным гонкам среди учащихся Цели и...
Руководство проведением первенства...
Руководство и контроль за прохождением практики Общее руководство и организация практики...
2. Руководство проведением соревнований...



Загрузка...
страницы:   1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12
скачать


АГЕНТСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ПО ДЕЛАМ

СТРОИТЕЛЬСТВА И ЖИЛИЩНО-КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА


РГП «КАЗНИИССА»


УДК 666.973.2

№ гос. регистрации 0110РК00162

Инвентарный № 0211РК01147


УТВЕРЖДАЮ

Заместитель генерального

директора

РГП «КАЗНИИССА»


_________ М.С. Абаканов

« » ноября 2011 г.


О Т Ч Е Т

О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ


по теме «Разработка монолитного бетона на тонкомолотом цементно-зольном вяжущем для ограждающих конструкций с улучшенными

теплофизическими свойствами» (II этап)

(заключительный)


Руководитель работы

докт. техн. таук, профессор К.А. Нурбатуров


Ответственный исполнитель работы,

канд. техн. наук А.А. Родионова


Алматы, 2011

^ СПИСОК ИСПОЛНИТЕЛЕЙ



Руководитель темы

академик НИА РК, докт. техн. наук

профессор



К.А. Нурбатуров

(общее руководство)

Ответственный исполнитель

ВНС, канд. техн. наук

А.А. Родионова

(главы 1- 8, заключение)


Зав. лабораторией, докт. техн. наук


А.А. Беспаев

(главы 1- 8, заключение)


ВНС, канд. техн. наук

И.М. Дё

(главы 1- 8, заключение)




РЕФЕРАТ


Отчет на 150 с., содержит 12 рисунков, 30 таблиц, список литературных источников из 86 наименований.

^ ВЯЖУЩЕЕ, ЗОЛА-УНОС, КЕРАМЗИТОБЕТОН, ПРОЧНОСТЬ, ПЛОТНОСТЬ, МОДУЛЬ УПРУГОСТИ, КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ, МОРОЗОСТОЙКОСТЬ, КОЭФФИЦИЕНТ РЯЗМЯГЧЕНИЯ

Объект исследований – тонкомолотое цементнозольное вяжущее низкой водопотребности и керамзитобетон для монолитного строительства.

^ Цель исследований – разработка энергосберегающей технологии облегченного монолитного бетона с улучшенными теплофизическими характеристиками.

Разработаны составы тонкомолотого цементнозольного вяжущего низкой водопотребности, получаемого совместным помолом цемента, золы-уноса и суперпластификатора. Изучено влияние тонкости помола вяжущего на нормальную густоту, сроки схватывания и интенсивность набора прочности.

Установлено, что подвижная керамзитобетонная смесь на тонкомолотом цементнозольном вяжущем характеризуется пониженной водопотребностью, не расслаивается, обеспечивает высокую однородность бетона.

Изучено влияние добавок суперпластификатора и ускорителей твердения на интенсивность набора прочности цементнозольного вяжущего и бетона в различных температурных условиях.

Исследованы деформативно-прочностные и теплофизические свойства керамзитозолобетона, получаемого с применением различных песков.

Показано, что исследуемый керамзитобетон обладает высокой воздухостойкостью, водостойкостью, морозостойкостью и стойкостью в переменных условиях увлажнения-высушивания.

Отчет заключительный.

СОДЕРЖАНИЕ



ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………….………….



6

1 ПЕРСПЕКТИВЫ ПРОИЗВОДСТВА МОНОЛИТНОГО КЕРАМЗИТОБЕТОНА ДЛЯ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ И ВОПРОСЫ ЕГО ДОЛГОВЕЧНОСТИ…………….…..

1.1 Применение керамзитобетона в монолитном строительстве………........

1.2 Физико-механические аспекты технологии и перспективы применения высокопрочных цементнозольных вяжущих………………..…

2 ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ……………………………………………………………..

2.1 Характеристика исходных материалов………………………………........

2.2 Методы исследований………………………………………………….......

3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАСХОДА ЗОЛЫ НА ИНТЕНСИВНОСТЬ НАБОРА ПРОЧНОСТИ МОНОЛИТНОГО БЕТОНА ПРИ РАЗЛИЧНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ………

3.1 Разработка рациональных составов модифицированных вяжущих с использованием золы-уноса и химических добавок………………………..

3.2 Влияние добавок-ускорителей твердения на интенсивность набора прочности цементнозольного вяжущего………………………………………

3.3 Влияние расхода золы на интенсивность набора прочности монолитного бетона при различной температуре………………………………………

4 ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ, ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ, ДЕФОРМАТИВНО-ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ МОНОЛИТНОГО БЕТОНА НА ОСНОВЕ ЦЕМЕНТНОЗОЛЬНОГО ВЯЖУЩЕГО …………………………………………………………………..

4.1 Исследование теплотехнических и физико-механических свойств монолитного бетона на основе цементнозольного вяжущего …………………

4.2 Исследование прочностных и деформативных свойств бетона на цементно-зольном вяжущем при кратковременном действии нагрузки ……..

4.3 Коррозионная стойкость арматуры в керамзитозолобетоне на активизированном цементнозольном вяжущем…………………….………..


5 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАСХОДА ЗОЛЫ НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ МОНОЛИТНОГО БЕТОНА (ВОДОСТОЙКОСТЬ, ВОЗДУХОСТОЙКОСТЬ, СТОЙКОСТЬ К ПОПЕРЕМЕННОМУ УВЛАЖНЕНИЮ-ВЫСУШИВАНИЮ, МОРОЗОСТОЙКОСТЬ) …………


6 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА МОДИФИЦИРОВАННОГО ЦЕМЕНТНОЗОЛЬНОГО ВЯЖУЩЕГО ДЛЯ МОНОЛИТНОГО БЕТОНА ………………………………………………….

6.1 Оптимизация технологических параметров и технологический регламент производства модифицированного тонкомолотого цементно-зольного вяжущего для монолитного бетона ………………………………..

6.1.1 Оптимизация технологических параметров производства тонкомолотого цементно-зольного вяжущего ……………………………………………

6.1.2 Технологическая схема производства тонкомолотого цементнозольного вяжущего…………………………………………………………………

6.2 Технология производства монолитного керамзитобетона на тонкомолотом цементнозольном вяжущем………………………………………….


^ 7 ОПЫТНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО ЦЕМЕНТНОЗОЛЬНОГО ВЯЖУЩЕГО И БЕТОНА НА ЕГО ОСНОВЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ


8 РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ЦЕМЕНТНОЗОЛЬНОГО ВЯЖУЩЕГО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

МОНОЛИНОГО БЕТОНА ……………………………………………………


ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………..


СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………..…


ПРИЛОЖЕНИЕ А Список опубликованных статей……………………..…..


ПРИЛОЖЕНИЕ Б Отзыв…………………………………………………..……


ПРИЛОЖЕНИЕ В Выписка из протокола заседания научно- технического совета…………………………………………………………….



9

9


15


21

21

26


31


31


40


45


49


49


64


69


73


84


84


84


85


97


102


106


111


115


121


124


127


ПРИЛОЖЕНИЕ Г Акт опытно-промышленных испытаний тонкомолотого цементнозольного вяжущего ……………………………………………….




130

ПРИЛОЖЕНИЕ Д Акт опытно-промышленных испытаний

керамзитобетона………………………………………………………………


ПРИЛОЖЕНИЕ Е Технико-экономическая эффективность тонкомолотого цементнозольного вяжущего………………………………………….……..


ПРИЛОЖЕНИЕ Ж Рекомендации по применению тонкомолотого цементнозольного вяжущего для изготовления монолитного керамзитобетона………………………………………………………………..


133


136


141

ПРИЛОЖЕНИЕ И Сравнительная таблица свойств бетона ………………..

149

ВЕДЕНИЕ


Внедрение инновационных технологий в индустриальном домостроении при преимущественном использовании конструкционных лёгких бетонов должно стать одним из рациональных вариантов одновременного решения вопросов увеличения темпов и качества строительства при выполнении требований по энергосбережению как на стадии строительства, так и на стадии эксплуатации зданий, а также требований по снижению материалоемкости и стоимости строительства при одновременном удовлетворении требований по разнообразию архитектурно-планировочных решений зданий и сооружений.

Строительство жилья с высокими требованиями по энергосбережению и долговечности является для Казахстана насущной проблемой в связи с наличием холодных климатических зон на его территории и зон с высокой сейсмической опасностью. Возникает необходимость внедрения новых прогрессивных технологий, обеспечивающих выпуск высококонкурентоспособной продукции, обеспечивающей снижение материалоемкости, стоимости строительства и энергосбережение при эксплуатации зданий.

Использование конструкционных лёгких бетонов – один из рациональных вариантов увеличения темпов и качества строительства с одновременным выполнением требований по энергосбережению, как на стадии строительства, так и на стадии эксплуатации зданий, а также требований по снижению материалоемкости и стоимости строительства и возможности разнообразных архитектурно-планировочных решений.

Радикальным путем снижения стоимости ограждающих конструкций и, соответственно, стоимости строительства является возврат к однослойным конструкциям стен и отказ от всех видов дорогостоящих и горючих, экологически опасных полимерных теплоизоляционных материалов, практически распадающихся в течение 10-12 лет. Это особенно важно в связи с повышением требований по огнестойкости всех материалов и конструкций для высотных зданий, тем более, что новый СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита» открывает путь для возведения однослойных ограждающих конструкций с плотностью 600-800 и 1400-1600 кг/м3.

Стены из однослойных керамзитобетонных панелей, отвечают санитарно-гигиеническим требованиям, условиям комфортности, требованиям энергосбережения и делает их конкурентоспособными по сравнению со стенами из кирпича и многослойными ограждающими конструкциями, характеризующимися значительной трудоемкостью. Снижение массы керамзитобетонных ограждающих конструкций повышает их теплозащитные свойства, а также сейсмостойкость зданий и сооружений, что является приоритетным при выборе вида конструкций, работающих в условиях высокой сейсмической опасности.

Ускорение развития индустриального монолитного строительства, повышения его технического уровня и качества, разработка эффективных энергосберегающих технологий являются актуальными и своевременными на данном этапе экономического развития Казахстана.

В монолитном бетоне на портландцементе и традиционных заполнителях не обеспечивается надежная теплозащита. Одним из наиболее перспективных направлений решения этой задачи является использование золы-уноса для изготовления цементнозольного вяжущего и бетона на его основе. В отличие от природного песка зола химически более активна, что позволяет экономить цемент, она легче, что делает ограждающие конструкции более легкими и теплыми.

Актуальность работы заключается в разработке литых бетонных смесей, позволяющих осуществлять бетонирование с высокой интенсивностью за счет отказа от уплотнения при одновременном обеспечении высокого качества поверхности изделий после распалубки.

Применение изделий с использованием золы-уноса позволяет уменьшить толщину стен ограждающих конструкций, обеспечив их однослойность, что позволяет повысить теплотехническую однородность, комфортный температурно-влажностный режим, долговечность, монолитную связность сечений. Тонкодисперсная зола улучшает структуру цементного камня как микронаполнитель, обеспечивая гомогенизацию, и создает минеральный скелет в твердеющем цементе. Массовое использование зол гидроудаления в смешанных вяжущих существенно расширяет сырьевую базу в производстве строительных материалов, изделий и конструкций, позволяет решить важную экологическую проблему.

Широкие возможности и технико-экономическая целесообразность применения золы-уноса в монолитном строительстве требует более детального и глубокого изучения этого направления в науке, проектировании и промышленном применении.

^ Цель исследований заключается в разработке энергосберегающей технологии облегченного монолитного бетона с улучшенными теплофизическими характеристиками.

^ Задачи исследований:

- разработка рациональных составов модифицированных вяжущих с использованием золы-уноса и химических добавок;

- исследование теплотехнических и физико-механических свойств монолитного бетона на основе цементнозольного вяжущего;

- исследование прочностных и деформативных свойств бетонов на цементнозольном вяжущем;

- исследование влияния расхода золы на долговечность монолитного бетона - водостойкость, воздухостойкость, стойкость к переменному увлажнению-высушиванию, морозостойкость;

- разработка технологии производства цементнозольного вяжущего длямонолитного бетона;

- выпуск опытной партии в условиях промышленного производства.

Работа выполняется по Договору № 002-1 от 1 апреля 2010 г. с Агентством республики Казахстан по делам строительства и жилищно-коммунального хозяйства по бюджетной программе 002 «Прикладные научные исследования в области строительства и рассчитана на 2010-2011 годы.

В отчете за 2010 год изложены результаты исследований цементнозольного вяжущего с суперпластификатором С-3, изучено влияние тонкости помола вяжущего и расхода золы-уноса, суперпластификатора на нормальную густоту, сроки схватывания и интенсивность набора прочности. Изучено влияние добавок ускорителей твердения Na2SO4 и Ca(NO3)2 на интенсивность набора прочности цементнозольного вяжущего в различных условиях. Показано, что введение добавок ускорителей позволяет интенсифицировать набор прочности в ранние сроки.

Приведены результаты исследований теплотехнических и физико-механичес-ких свойств монолитного керамзитобетона с использованием различных песков – природного, керамзитового, вермикулитового. Изучено влияние добавок золы, суперпластификатора С-3, и различных видов песка на технологические свойства литых керамзитобетонных смесей (водопотребность, расслаиваемость), нарастание прочности бетона в естественных условиях твердения при различной температуре и влажности окружающей среды, его среднюю плотность и теплопроводность (Инвентарный № 0210РК01310).

В 2011 году исследована долговечность разработанного монолитного керамзитобетона, оптимизированы основные технологические параметры его производства, проведены опытные испытания в условиях промышленного производства и выработаны предложения по применению цементнозольного вяжущего в технологии монолитного керамзитобетона с улучшенными теплофизическими свойствами. Приведены требования по прочности механоактивированного цементнозольного вяжущего, методы контроля, техника безопасности и охрана окружающей среды, гарантии изготовителя. Выпущена опытная партия цементнозольного вяжущего и керамзитобетона на его основе. Разработаны Рекомендации по применению цементнозольного вяжущего для монолитного керамзитобетона с улучшенными теплофизическими свойствами.

Новый подход к созданию высокоэффективного монолитного бетона с улучшенными свойствами позволяет обосновать и получать материалы нового поколения с высоким качеством по теплотехническим характеристикам, которые не достижимы при традиционной технологии.

Впервые для монолитного бетона литой консистенции (подвижность 15- 18 см) с целью снижения расслаиваемости бетонной смеси и повышения активности цементнозольного вяжущего применен метод предварительной активации золы-уноса с пластифицирующей добавкой.

Научная новизна работы заключается в комплексном использовании метода активации золы-уноса и пластифицирующей добавки и нового вида песка из вермикулита заданного гранулометрического состава. Введение в цементные системы активированной тонкодисперсной золы-уноса позволило создать необходимые реологические условия для получения высокотехнологичных удобоукладываемых смесей и формирования плотно упакованной структуры цементнозольного камня, что в свою очередь привило к повышению активности вяжущих (исходный цемент марки 500, активированное цементнозольное вяжущее марки 600-800).


^ 1 перспективЫ ПРОИЗВОДСТВА МОНОЛИТНОГО КЕРАМЗИТОБЕТОНА ДЛЯ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ И ВОПРОСЫ ЕГО ДОЛГОВЕЧНОСТИ


    1. Применение керамзитобетона в монолитном строительстве


Стратегия развития строительной отрасли включает ресурсосбережение и охрану окружающей среды путем ограничения потребления природного сырья и повышения объемов использования в производстве строительных материалов попутных продуктов и отходов промышленности, повышенные требования к надежности и долговечности строительных конструкций и изделий в условиях воздействия различных сред и механических нагрузок при эксплуатации [1,2].

Современные требования к жилищному строительству определяются прежде всего эстетичностью конструкционных и отделочных материалов, долговечностью и комфортностью жилья. Немаловажным является фактор доступности по цене. Существенное значение имеют также такие экономические показатели, как экономия вкладываемых инвестиций, сокращение срока инвестиционного цикла, снижение энергоемкости строительства и др. Все эти требования времени диктуют строительному комплексу выбор материалов, технологий и конструктивных вариантов строительства жилых домов.

Приоритетной задачей на ближайшее десятилетие становится интенсификация жилищного строительства и увеличение объемов вводимого жилья. Важнейшее значение приобретает использование строительных материалов с эксплуатационными характеристиками, позволяющими возводить комфортное и долговечное жилье с высоким уровнем надежности и безопасности.

Решение жилищной проблемы предопределяет максимальное вовлечение в строительное производство ресурсосберегающих технологий. На современном этапе одним из важнейших направлений индустриализации массового жилищного и гражданского строительства является монолитное домостроение, позволяющее повысить качество и архитектурную выразительность зданий и градостроительных комплексов, а также экономить единовременные затраты на создание производственной базы, снизить расход стали на армирование конструкций в монолитных зданиях по сравнению с крупнопанельными. Накопленный опыт возведения зданий из монолитного бетона и ряд преимуществ, присущих монолитному строительству (возможность создания более разнообразных по объемно-планировочному решению и внешнему облику зданий, повышенные эксплуатационные качества, лучшие показатели по расходу стали, себестоимости), способствуют его применению в массовой застройке городов и сел, особенно в районах с неразвитой индустриальной базой. В связи с этим в настоящее время в практике строительства удельные объемы использования сборного и монолитного бетонов явно складываются в пользу последнего [3-8].

В условиях высокой сейсмичности ряда территорий Казахстана развитие легкобетонного монолитного строительства приобретает особое значение, поскольку облегчение конструкций способствует повышению сейсмостойкости зданий и сооружений. Комплексное применение керамзитобетона в ограждающих и несущих конструкциях дает дополнительный эффект снижения нагрузок на фундаменты (до 30 %), а также снижения теплоотдачи здания благодаря ликвидации мостиков холода [4,5]. Железобетонные монолитные конструкции из легких бетонов на пористых заполнителях позволяют увеличить пролеты и этажность зданий, укрупнить монтажные элементы, повысить производительность труда и качество строительства, ускорить строительство и снизить его стоимость [3,6].

Накопленный опыт эксплуатации зданий и сооружений показывает, что очень важно не только обеспечить заданные свойства бетона, но и сохранить их в течение всего периода эксплуатации. Развитие технологии сборного и монолитного железобетона позволило существенно повысить долговечность бетона, улучшить его качество, прогнозировать поведение бетона в конструкциях при воздействии различных факторов. Появилась реальная возможность обеспечения длительной стабильности свойств материала в процессе эксплуатации [1].

Введенный в 2003 году СНиП 23-02 «Тепловая защита зданий» взамен СНиП II-3 «Строительная теплотехника» повышает требования к теплозащите стен зданий. Конструкционно-теплоизоляционный керамзитобетон вновь становится в ряд перспективных материалов для наружных ограждающих конструкций (однослойные панели, стеновые блоки, монолитные стены). По сравнению с широко применяемыми в строительстве другими теплоизоляционными материалами (пенобетон, газобетон), керамзитобетон имеет ряд преимуществ:

влагостойкость; постоянное равновесное содержание влаги (6-10 %), соответственно практически постоянную теплопроводность, не требует толстого слоя оштукатуривания поверхности.

Сравнительные основные свойства стеновых материалов приведена в таблице 1.


Таблица 1– Сравнительная характеристика стеновых материалов [1]


Материал стен

Плотность,

кг/м3

Теплопроводность,

Вт/(м·К)

Керамические материалы:

- полный кирпич

- эффективный кирпич с

пустотностью 20 %


1800

1600


0,81

0,64

Керамзитобетон:

- монолит

- монолит с золой-унос


1500

1450


0,55

0,40

Пенобетон (монолит)

900

0,24

Газобетон

600

0,26

Зарубежный опыт и опыт стран СНГ свидетельствуют, что использование легких бетонов на пористых заполнителях при строительстве зданий и сооружений снижает затраты до 30 %, дает экономию арматуры на 12-20 %, повышает пожаростойкость зданий. Наибольший технико-экономический результат достигается при возведении из легкого бетона зданий повышенной этажности (более 10 этажей) – стоимость строительства снижается на 13-15 % [6,9].

В Казахстане и других странах СНГ в последние 10-15 лет применение керамзитобетона в качестве стенового материала для жилищно-гражданского строительства значительно снизилось из-за макромасштабного внедрения многослойных конструкций наружных стен с теплоизоляционным слоем из пенополистирола, минераловатных или стекловолокнистых плит. Однако, как показывает опыт эксплуатации, срок службы теплоизоляционных плит из пенопластов и минваты составляет порядка 10 лет, после чего требуется замена теплозащитного слоя [1,6,10]. По мнению многих специалистов, применение недолговечных теплоизоляционных материалов, особенно в стеновых ограждающих конструкциях, нецелесообразно [11,12].

Строительство в легкобетонном варианте позволяет обеспечить [13-15]:

– уменьшение массы зданий, что дает возможность снизить расход арматуры;

– снижение теплоотдачи зданий или повышение уровня тепловой защиты до 15-20 % за счет повышения теплотехнической однородности наружных стен;

– повышение энергоэффективности зданий за счет снижения энергозатрат на его отопление;

– повышение пожаробезопасности зданий за счет высокой огнестойкости легкого бетона;

– повышение сейсмостойкости зданий, обусловленное снижением массы его конструктивной системы и соответственно уменьшением сейсмического воздействия на фундамент.

Керамзит является экологически чистым материалом. На протяжении всего периода эксплуатации и даже в условиях пожара полностью отсутствует вредное газовыделение, это обусловлено высокотемпературным обжигом глинистого сырья [16]. Высокая огнестойкость керамзита и длительное сохранение конструкционной прочности керамзитобетона в условиях пожара, обеспечивают безопасность людей в экстремальных ситуациях [17].

Долговечность и экологическая безопасность зданий из керамзитобетона подтверждена многолетним (в течение 50-70 лет) опытом эксплуатации таких зданий в США и Канаде [7]. Повышенная эксплуатационная надежность керамзитобетона обусловлена сохранением его исходных теплозащитных свойств, высокой морозостойкостью, низкой эксплуатационной влажностью, и особенно пожаростойкостью [5].

Наружные стены из керамзитобетона является экономически выгодными по сравнению с многослойными стенами, что подтверждено сравнительными расчетами стоимости 1м2 наружных стен различных конструкций, выполненными специалистами НИИКерамзита [15]. Кроме того, долговечность керамзитобетонных стен обеспечивает весь рассчитанный срок службы зданий, в то время как для комбинированных конструкций наружных стен, особенно с фасадным утеплением, срок службы не превышает 25 лет.

Одним из главных направлений развития производства керамзитобетона для наружных стен является улучшение его теплофизических характеристик. Применение легких бетонов на кварцевом песке не позволило в должной мере решить поставленную задачу, поэтому исследования в направлении повышения теплозащитных свойств представляются в достаточной степени актуальными.

Ранее выпускавшиеся однослойные стеновые панели, отличающиеся простотой и технологичностью конструктивного решения, низкой трудоемкостью производства, малым расходом металла, не отвечали требованию СНиП 2.04 по теплозащите, что приостановило их выпуск.

Возврат к выпуску однослойных керамзитобетонных панелей возможен после выполнения мероприятий по доведению их термического сопротивления до нормативного, например, за счет применения золы, пористых вспученных песков (перлит, вермикулит), а также за счет использования керамзитового гравия с низкой плотностью (400-450 кг/м3) [18,19].

Повышения теплозащитных свойств наружных ограждающих конструкций жилых и промышленных зданий можно добиться путем «облегчения» бетонов применением в качестве мелкого заполнителя легких песков, например, вспученного вермикулита. По данным [20], вспученный вермикулит обладает рядом ценных свойств, среди которых к наиболее важным относятся:

- невысокая плотность (80-200 кг/м3);

- малый коэффициент теплопроводности (0,048-0,06 Вт/(м·К));

- высокий коэффициент звукопоглощения при частоте 1000 Гц (0,7-0,8);

- высокая огнестойкость (температура применения до 1000 0С);

- малый коэффициент температурного расширения (1,4·10-5);

- нетоксичность.

Уникальные физико-механические свойства вспученного вермикулита предопределили его широкое применение в зарубежном строительстве, особенно в США, Германии, Англии, Франции, Японии, Канаде.

НИИжелезобетоном разработаны составы легкого бетона плотностью до 900 кг/м3 на керамзитовом гравии и вермикулитовом песке. Полученный керамзитовермикулитбетон обладает повышенными теплоизоляционными свойствами [20]. Показано, что применение вермикулита в качестве песка в легком бетоне позволяет добиться кроме повышения теплозащитных свойств бетонных наружных стеновых панелей, повышения их огнестойкости. При этом разработанный «теплый» бетон является экологически чистым и относительно дешевым.

В настоящее время в массовом жилищно-гражданском строительстве все большее признание и развитие получают монолитные бетонные и железобетонные конструкции, которые по сравнению со сборными экономически более выгодны и обладают улучшенными эксплуатационными качествами и надежностью [21]. Монолитное строительство позволяет экономить до 40 % единовременных затрат на создание производственной базы, снизить расход стали на армирование конструкций и на 25-30 % энергетические затраты на их изготовление, сократить инвестиционный цикл [22].

В Республике Казахстан широкое применение получило монолитное домостроение, что обеспечило архитектурное многообразие высотных домов повышенной комфортности. Однако технология монолитного домостроения не лишена недостатков по сравнению с сборно-железобетонными конструкциями. На качество и долговечность бетона по монолитной технологии негативное влияние оказывают большая трудоемкость по установке и разборке опалубки, транспортированию бетонной смеси к месту укладки, погодные условия, особенно в зимнее время. Требуется больше времени на выдержку бетона с соблюдением теплового режима для набора его прочности до проектной марки.

Возведение монолитных зданий предполагает ужесточение требований к строительно-техническим свойствам применяемых материалов, изделий и конструкций, к их долговечности. Наружные стены зданий и сооружений должны соответствовать целому комплексу требований эксплуатационной надежности, пожарной, санитарно-гигиенической безопасности, экономичности [19].

Монолитный бетон по сравнению с сборным имеет ряд особенностей [13,19]:

– необходимы более длительные сроки схватывания вяжущих для обеспечения возможности транспортирования бетонной смеси на дальнее расстояние без изменения подвижности;

– предъявляются высокие требования к бетонной смеси по удобоукладываемости и нерасслаиваемости, обеспечивающие высокое качество поверхностей для исключения дополнительных операций по доводке под отделку;

– требуется более высокая скорость набора прочности в ранние сроки твердения.

Использование керамзита для монолитного домостроения является одним из перспективных направлений. Разработкой этого направления активно занимались в Белорусском НИИСе, НИИЖБе и других институтах и организациях[15,16].

В НИИЖБе [6] были разработаны конструкционные керамзитобетоны классов по прочности на сжатие B25-B35, марок по плотности D1750-D1850, характеризующиеся следующими основными преимуществами по сравнению с равнопрочными тяжелыми бетонами:

– меньшей плотностью (в среднем на 25%);

– пониженным в 2,5-4 раза коэффициентом теплопроводности;

– повышенным на 30-50 % пределом огнестойкости.

При использовании монолитного бетона большое значение имеют свойства бетонных смесей. Высокая подвижность бетонных смесей требует повышенного расхода цемента для обеспечения связности и прочности бетона. Для снижения водопотребности бетонной смеси получили распространение различные пластификаторы и суперпластификаторы. Органические пластификаторы и дисперсные минеральные добавки позволяют регулировать сроки схватывания и кинетику твердения цемента и бетона. Если в присутствии тонкодисперсных структурообразующих добавок потеря подвижности бетонной смеси обычно возрастает, то введение органических пластификаторов и суперпластификаторов увеличивает жизнеспособность бетонной смеси. При использовании суперпластификатора С-3 пластифицирующий эффект сохраняется в течение 40-60 мин, что предопределяет возможность транспортирования бетонной смеси от места приготовления до места ее укладки в течение часа.

Качество и долговечность возводимых монолитных конструкций во многом зависят от уплотнения бетонной смеси. Применение подвижных бетонных смесей с пластифицирующими добавками снижает трудоемкость работ. Уплотнение литой бетонной смеси происходит под действием гравитационных сил и лишь в отдельных случаях применяется побудительное вибрирование.

Сдерживает монолитное домостроение ряд нерешенных специальных вопросов технологии бетона. Расслоение бетонной смеси по высоте и нарушение однородности бетона, образование раковин при недостаточном уплотнении бетонной смеси, появление высолов не позволяют обеспечить необходимые физико-механические характеристики конструкций. Эти негативные явления могут быть компенсированы за счет применения минеральных тонкодисперсных наполнителей, в частности золы-уноса. Зола-унос позволяет улучшить теплофизические характеристики ограждающих конструкций, снизить массу сооружений. Применение золы-уноса в монолитном строительстве имеет и другие существенные выгоды: при необходимости можно легко, изменяя расход золы-уноса, изменять толщину конструкций в соответствии с назначением объекта и географическим местом строительства, а уменьшение толщины наружных стен позволяет увеличить полезную площадь зданий.

Таким образом, экономическая эффективность применения золы-уноса в монолитном строительстве обусловлена сокращением расхода цемента, улучшением прочностных и теплофизических характеристик бетона, расширением его сырьевой базы, снижением себестоимости продукции, вкладом в решение проблемы утилизации отходов. Однако недостаток или отсутствие конкретных научных рекомендаций затрудняет широкомасштабное внедрение золы-уноса в практику монолитного строительства. Ввиду неоднозначности действия, каждая зола требует специальных исследований с определением ее оптимального содержания в бетоне исходя из условий его применения.

При использовании монолитного бетона и железобетона большое значение имеют свойства бетонных смесей. Высокая подвижность бетонных смесей требует повышенного расхода цемента для обеспечения её связности и прочности бетона. Для снижения водопотребности бетонной смеси получили распространение различные пластификаторы и суперпластификаторы. Применение суперпластификаторов наиболее эффективно в бетонах на смешанном цементозольном вяжущем с пониженным содержанием портландцементного клинкера, а также в бетонах с тонкомолотыми добавками.

Применение в технологии бетона золы в комплексе с суперпластификатором позволяет:

– заменить часть дефицитного мелкого заполнителя;

– уменьшить расслаиваемость бетонной смеси при транспортировании и укладке и улучшить ее удобоукладываемость;

– улучшить теплофизические свойства керамзитобетона;

– повысить структурную прочность и сократить сроки достижения распалубочной прочности, соответственно ускорить оборачиваемость опалубки и сократить сроки производства бетонных работ при возведении зданий и сооружений;

– повысить качество поверхности конструкций.

Практически неограниченные ресурсы золошлаковых отходов и высокая эффективность их использования в бетонах предопределяют целесообразность массового применения золосодержащих бетонных и железобетонных изделий и конструкций. По мере накопления опыта область применения таких бетонов будет расширяться, в частности в монолитном строительстве.

Однако широкое внедрение в технологию бетона зол ТЭС, многие из которых отличаются нестабильностью свойств и содержат нежелательные компоненты, требует особого внимания к технологии и качеству бетона, обеспечивающему долговечность изделий и конструкций. Цементы и бетоны с зольной составляющей и другими добавками рассматриваются как новые материалы. Поэтому рекомендациям по их использованию должно предшествовать всестороннее изучение их свойств и долговечности в сравнении с стандартными цементами [23]. При снижении расхода цемента и клинкерной составляющей в составе бетона, как это имеет место при использовании смешанных вяжущих и тонкодисперсных добавок, возникает опасность снижения долговечности бетона и сохранности арматуры. В связи с этим необходима разработка четких рекомендаций и мероприятий, обеспечивающих надежную работу железобетона с применением отходов в различных условиях эксплуатации.





оставить комментарий
страница1/12
А.А. Родионова
Дата06.05.2012
Размер2,77 Mb.
ТипРуководство, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы:   1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12
хорошо
  1
отлично
  1
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

наверх