Технологии эффективных стеновых изделий

УДК 691.32

С. В. МАКСИМОВ, Я. В. ШЕЙМУХОВА, Н. В. САМАРКИНА ТЕХНОЛОГИИ ЭФФЕКТИВНЫХ СТЕНОВЫХ ИЗДЕЛИЙ

Рассмотрены применяемые виды стеновых конструкций. Выявлено перспективное направление производства эффективных стеновых изделий, позволяющее производить вибросмешивание материалов, а затем виброрасслоение. Показана целесообразность использования термолитового наполнителя для повышения теплоизолирующих свойств материала и снижения удельной эффективной активности.

Ключевые слова: теплозащита, теплопотери, заполнитель, цементный раствор, стеновая конструкция.

В настоящее время применяются следующие виды стеновых конструкций. Во-первых, трёхслойные конструкции с применением полимерных материалов, устанавливаемые внутри стеновых панелей и конструкций кирпичных стен. Во-вторых, двухслойные конструкции с применением полимерных материалов, устанавливаемые, как правило, с наружной стороны стеновых панелей и конструкций кирпичных стен.

Установка теплоизоляционных полимерных изделий с внутренней стороны, имеющая место в странах с развитой экономикой, в нашей стране ограничена нормами помещений на одного человека, исключающими возможность требуемого количества проветриваний. В-третьих, однослойные конструкции из блочных изделий автоклавного пенобетона. В-четвёртых, конструкции трёхслойных стен, в которых с внутренней стороны устанавливаются теплоизоляционные блоки, например, из керамзитобетона, с наружной стороны выкладывается слой облицовочного кирпича в половину толщины изделия, а внутреннее пространство засыпается искусственными пористыми заполнителями, например, керамзитом пониженной объёмной массы.

Успешное внедрение четвёртого вида стеновых конструкций подтвердило предпосылки возможного внедрения подобного решения в технологии стеновых панелей. Решение просто засыпать искусственный пористый заполнитель, например, керамзит, во внутренний слой панели толщиной не менее 200 мм нереализуемо, так как невозможно обеспечить соединение наружных слоёв посредством обычных хомутов. Невозможно и применение гибких связей, так как на пути их установки будет сыпучий материал, имеющий определённую прочность.

Путь к решению проблемы производства стеновых панелей без применения полимерных материалов открывает замена плотных бетонов на основе искусственных пористых заполнителей на крупнопористые.

Возможности применения полимерных материалов могут быть увеличены при переходе с плитных полимерных изделий на полимербетон-ные материалы и изделия. Имеющиеся в литературе данные свидетельствуют о достаточных возможностях крупнопористых бетонов как на основе минеральных [1, с.6], так и полимерных заполнителей.

1 - бетон, 2 - утеплитель,

3 - арматурный каркас,

4 - металлическая сетка.

5 - металлический штырь.

6 - фиксирующий замок

© Максимов С. В., Шеймухова Я. В., Самаркина Н. В., 2017

Эффективность технологий получения крупнопористых бетонов связана с приближением постов приготовления и формования, что позволяет использовать показатели удобоукладывае-мости, не требующие увеличения из опасений сохранности.

Наилучшим решением является полное совмещение постов приготовления и формования, которое может быть достигнуто посредством укладки раствора по верху предварительно уложенных заполнителей. Основой этого решения является метод изготовления трёхслойных изделий, в соответствии с которым слой гранул пористых заполнителей вводится в проектное положение среднего слоя с помощью сетки, смонтированной на плите пресса, расстояние между которыми равно толщине верхнего защитного слоя [3].

В разрабатываемых в настоящее время технологиях, исходя из ориентации на повышение теплозащитных свойств материала, целью является снижение содержания раствора в межзерновом пространстве и на поверхности заполнителей.

Известен способ изготовления трёхслойной панели путём получения крайних и промежуточного слоёв с использованием пористых крупных заполнителей и вибрирования, отличающийся тем, что формование слоёв осуществляют в две стадии при горизонтальном положении, нижний - крайний и теплоизоляционный слои изготовляют одновременно из расслаиваемой при вибрировании легкобетонной смеси для образования соответственно плотного и крупнопористого слоёв, а второй крайний - верхний слой образуют путём заполнения пустот в верхней части теплоизоляционного крупнопористого бетона под давлением строительным раствором с показателем подвижности 1-2 см, при этом для образования нижнего крайнего и среднего теплоизоляционного слоёв взят мелкий заполнитель крупностью менее 0,63 мм, в качестве крупного заполнителя - предварительно водонасыщенные гранулы керамзита крупностью 20-40 мм, а для образования верхнего крайнего слоя крупность мелкого заполнителя взята менее 2,5 мм [2]. Недостатком указанного способа является ограниченная возможность достижения требуемого термического сопротивления панели, так как в защитных слоях используется только растворная составляющая. Также предварительное насыщение гранул керамзита фракции 20-40 мм водой снижает прочность раствора, а, следовательно, и бетона и усложняет технологию.

Для наиболее полного достижения требуемого эффекта предлагается использовать технологический приём, с помощью которого обеспечивается как наиболее полное расслоение гранул по размерам за счёт разделения фракции, так и стекание раствора из межзернового пространства и с поверхности пористых заполнителей в нижнюю зону. Нижнюю же зону можно рассматривать как зону плотной части нижнего защитного слоя и как зону с удаляемой частью раствора.

При достижении в разрабатываемой технологии достаточно полного смешивания гранул заполнителей и растворной составляющей удаётся отказаться от технологического цикла приготовления бетона, что экономически даёт значительный выигрыш.

При обеспечении расслоения гранул заполнителей по фракциям и отвода избыточного количества раствора из межзерновых пространств и с поверхности гранул заполнителей создаётся возможность получения наиболее эффективного в теплозащитном плане материала.

С целью достижения наиболее значимых показателей в плане теплозащитных функций материала целесообразно вводить в цементный раствор термолитовый наполнитель.

Присутствие термолитового наполнителя позволяет достичь выгодных показателей по целому ряду свойств бетона. Повышается удобоукла-дываемость бетонной смеси. При уменьшении количества цемента до 30% снижение прочности не происходит. Увеличивается морозостойкость. Снижается эффективная активность естественных радионуклидов. Ускоряется процесс набора прочности. В теле бетона создаётся внутренняя гидроизоляция, т. е. задерживается потеря воды в затвердевшем бетоне. Добавка термо-литового заполнителя сокращает время пропа-ривания железобетонных изделий до 30%, что снижает энергозатраты при производстве. Бетоны с применением термолитового заполнителя приобретают стойкость к воздействию карбонатов, хлоридов, сульфатов, нитратов, обладают кислотостойкостью, сульфатостойкостью, биостойкостью и огнестойкостью. С применением термолитового заполнителя в количестве от 5% от сухой массы цемента в бетонной смеси не требуется использование воздухововлекающих добавок, в 3 раза снижается расход пластификаторов. Термолитовый заполнитель, введённый в бетонную смесь в количестве 5% от сухой массы цемента, является агентом по внутреннему уходу за бетоном.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ицкович С. М. Крупнопористый бетон (технология и свойства). - М. : Стройиздат, 1977. - 117 с.

2. Патент РФ №98122779/03, 17.12.1998. Способ изготовления трёхслойной панели//Патент России №2154135.2002. Бюл. №28. / Соломатов

B. И., Ерофеев В. Т., Автаев П. И. [и др.].

3. Авторское свидетельство СССР №1234193, 06.07.1984. Способ изготовления бетонных изделий // Авторское свидетельство СССР №3766830.01.02.1986. Бюл.№20. / Максимов

C. В., Полонский Л. А., Полищук О. А.

Максимов Сергей Валентинович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Строительное производство и материалы» УлГТУ. Сфера научных интересов - монолитный бетон и керамика.

Шеймухова Яна Викторовна, инженер кафедры «Строительное производство и материалы» УлГТУ.

Самаркина Наиля Викторовна, инженер кафедры «Строительное производство и материалы» УлГТУ.

Поступила 10.10.2017 г.

УДК 691.32

С. В. МАКСИМОВ

СТЕНОВЫЕ ИЗДЕЛИЯ. НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИЙ

Рассмотрены изменения в конструировании стеновых ограждающих изделий. Показана целесообразность замены полимерных теплоизоляционных изделий в комплексных стеновых на крупнопористый бетон. Определено направление производства слоистых стеновых изделий с применением крупнопористого бетона.

Ключевые слова: стеновые изделия, теплоизоляция, пористые заполнители, крупнопористый бетон, расслоение.

Продвижение эффективных стеновых изделий на рынке основано на сочетании качества и стоимости. Через стеновые ограждающие конструкции зданий и оконное остекление теряется до 75% тепловой энергии. Появление искусственных пористых заполнителей в начале прошлого века сопровождалось как изменениями цен на энергоносители, так и строительством сооружений из пространственных конструкций, многоэтажных зданий.

Предложенный в 1928 г. Костырко Е. В. керамзит являлся и до сих пор является их основным представителем. Несмотря на стратегически ограниченную эффективность использования искусственных пористых заполнителей (высокая энергоёмкость производства) в советский период, базирующийся на плановой экономике, их применение было достаточно широким и объём-

© Максимов С. В., 2017

ным. Значительное место в использовании искусственных пористых заполнителей и прежде всего керамзита занимали стеновые ограждающие конструкции, изготовление которых в виде панелей производилось на заводах КПД, а в монолитном строительстве с применением опалубочных систем непосредственно на объектах строительства.

Переход к рыночной экономике сопровождался изменением экономического базиса, что привело к резкому изменению цен энергоносителей, потребовало изменения теплоизоляционных свойств панелей и монолитных конструкций стен в 2,5-3 раза для сохранения затрат на отопление зданий и сооружений.

Достигнуть увеличения эксплуатационных теплоизолирующих свойств с применением традиционных решений без снижения такого эксплуатационного показателя, как долговечность, в ограниченный период отечественная наука и практика не смогли. Была принята ориентация