Экспериментальное исследование воздухопроницаемости беспесчаного керамзитобетона

УДК 691.327.32

Ю.С.ВЫТЧИКОВ, канд. техн. наук, А.В. ЧЕРЕНЕВА, инженер, Самарский государственный архитектурно-строительный университет

Экспериментальное исследование воздухопроницаемости беспесчаного керамзитобетона

Крупнопористый беспесчаный керамзитобетон в настоящее время используется при возведении наружных стен энергоэффективных зданий.

В Московском институте материаловедения и эффективных материалов (Московский ИМЭТ) разработана технология производства крупнопористого беспесчаного керамзитобетона «Капсимет».

Заполнитель вместе с вяжущим веществом в течение нескольких минут подвергается интенсивному механическому воздействию в специальных машинах — капсулято-рах, где покрывается оболочкой (капсулой) вяжущего вещества, при последующем твердении которого образуется монолитная структура крупнопористого бетона [1].

Применение указанной выше технологии позволяет существенно сократить расход вяжущего материала, что связано с распределением его тонким слоем на поверхности зерен керамзита, а также повысить теплозащитные свойства керамзитобетона за счет равномерного распределения воздуха в его порах.

В настоящее время ЗАО «НИИКерамзит» (Самара) совместно с Самарским государственным архитектурно-строительным университетом проводятся исследования, связанные с разработкой стеновых камней из беспесчаного керамзитобетона для энергоэффективных зданий.

К стеновым ограждающим конструкциям согласно СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» предъявляются требования по ограничению их воздухопроницаемости. Воздухопроницаемость наружных стен жилых и общественных зданий должна быть не более 0,5 кг/(м2 • ч).

Воздухоизоляционные свойства строительных материалов и конструкций характеризуются сопротивлением их воздухопроницанию, определяемым по формуле:

' I

(м2 • ч • Па)/кг,

коэффициент

Ln G2 ~

Ln G-

Ln L

0

•......................

^^ 1 1 1

Ln А P,

Ln А P2 Ln А P

Рис. 1. Зависимость воздухопроницаемости материала от перепада давления

дика исследования воздухопроницаемости строительных и теплоизоляционных материалов, поэтому при создании экспериментальной установки в лаборатории теплотехнических испытаний СГАСУ были учтены рекомендации, приведенные в работах [2, 3, 4].

Согласно [4] зависимость воздухопроницаемости исследуемого образца от перепада давлений на его гранях имеет следующий вид:

G = — AP", кг/(м2 • ч), S

при п = 1 — для ламинарного режима движения воздуха в порах материала; п < 1 — для турбулентного режима. Логарифмируя уравнение (2), получим:

lnG = n-lnAP Ini Inö.

Величина показателя режима фильтрации п определяется по графику, представленному на рис. 1:

n = tg<p =

lnG2 InGf

lnAP2 -InAPj

Величина коэффициента воздухопроницаемости исследуемого материала находится по формуле:

i =

АР"

<5, кг/(м • ч • Па).

Сущность метода измерения воздухопроницаемости заключается в том, что через исследуемый образец диаметром 95 мм пропускают поток воздуха. После установления стационарного режима измеряют расход фильтрующегося через образец воздуха и перепад давления на его противоположных поверхностях. По результатам измерений рассчитываются значения сопротивления воздухопроницанию и коэффициента воздухопроницаемости.

где 8 — толщина слоя материала, м; i воздухопроницаемости, кг/(м • ч • Па).

В ГОСТ 25891—83 «Здания и сооружения. Методы определения сопротивления воздухопроницаемости ограждающих конструкций» представлена методика определения воздухопроницаемости ограждающих конструкций. В нормативной литературе отсутствует мето-

Ln G

Рис. 2. Схема установки для определения воздухопроницаемости теплоизоляционных материалов: 1 - металлическая обойма; 2 - образец; 3 - газовый счетчик СГБМ-1.6; 4 - пылесос VC - 2020; 5 - ЛАТР-1м; 6 - микроманометр ЭЛМ

научно-технический и производственный журнал QTfJfjyTf ~JJbllbJ" TÖ июль 2011

а G, кг/(М ч) 2,5

2

1,5 1

0,5 0

1

2

3

4

5

6 ЛР, даПа

б Ln G 0,9 0,8

0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

0 0,5 1 1,5 2 £и АР

Рис. 3. Графики зависимости воздухопроницаемости от перепада давления для пробы из партии № 1: а - в координатах в - ДР; б - в координатах Ln в - Ьп ДР

Схема установки приведена на рис. 2.

В экспериментальной установке испытуемый материал устанавливается в специальной герметичной обойме. Перепад давления создают пылесосом. Величину перепада определяют по микроманометру с наклонной трубкой, в который залит этиловый спирт. Один конец трубки сообщается с атмосферой, а другой — с поддонным пространством обоймы.

Измерение разности давлений сводится к регистрации уровней в наклонной трубке.

Количество прошедшего воздуха измеряют газовым счетчиком, а время работы установки определяют по секундомеру.

Пылесос подключен к сети переменного тока через лабораторный автотрансформатор.

По представленной выше методике проведения испытаний строительных материалов на воздухопроницаемость были проведены исследования на воздухопроницаемость трех проб из каждой партии беспесчаного ке-рамзитобетона.

На рис. 3 представлены графики зависимости расхода воздуха через испытуемые пробы от перепада давлений.

Результаты испытаний на воздухопроницаемость проб из беспесчаного керамзитобетона приведены в таблице.

Из представленных в таблице данных можно сделать вывод, что воздухопроницаемость беспесчаного керам-зитобетона существенно выше воздухопроницаемости керамзитобетона на керамзитовом песке [3].

Поэтому для повышения сопротивления воздухо-проницания в конструкции керамзитобетонного камня

№ партии № образца Плотность в сухом состоянии Yn, кг/м3 Коэффициент воздухопроницаемости i, кг/

1 488 0,0658

1 2 505 0,0645

3 440 0,068

Среднее значение 478 0,066

4 345 0,075

2 5 348 0,072

6 323 0,078

Среднее значение 339 0,075

7 544 0,0652

3 8 531 0,069

9 527 0,067

Среднее значение 534 0,067

10 595 0,072

4 11 595 0,073

12 603 0,069

Среднее значение 598 0,071

предусмотрена защита более плотными слоями из керамзитобетона толщиной 20 мм как с наружной, так и с внутренней стороны.

Ключевые слова: беспесчаный керамзитобетон, воздухопроницаемость, коэффициент воздухопроницаемости.

Список литературы

1. Бикбау М.Я. Капсимэт — современная технология быстровозводимых зданий // Строительные материалы. 2004. № 3. С. 12-13.

2. Фокин К. Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий М.: АВОК-ПРЕСС, 2006. 258 с.

3. Брилинг Р.Е. Воздухопроницаемость ограждающих конструкций и материалов. М.: Стройиздат, 1949. 90 с.

4. Савин B.K. Строительная физика: энергоперенос, энергоэффективность, энергосбережение. М.: Лазурь, 2005. 432 с.

0

fj научно-технический и производственный журнал

июль 2011 TT