|
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ШЛАКОЩЕЛОЧНОГО ПЕНОБЕТОНА
Камилов Х.Х, Мухамедбаев Аг.А. Ташкентский архитектурно-строительный институт.
Вопросы топливо- и энергосбережения на сегодняшний день актуальны во всем мире, в
том числе и в Республике Узбекистан. Важность задачи экономии энергии определяется рядом
факторов: постоянным ростом потребления и стоимости топлива, ограниченностью и
неравномерным распределением его запасов, широким его использованием в качестве сырья
для промышленности.
По оценке некоторых специалистов, мировых запасов газа хватит примерно на 70 лет,
нефти – на 50–80 лет, каменного угля – на 100 лет, бурого угля – на 170 лет. По расчетам
других, при современных темпах добычи и потребления угля его запасов достаточно на 2,5 века
Как известно в настоящее время однослойные конструкции экономически не отвечают
принятым новым нормам строительной теплотехники. К примеру, в случае использования
высокой несущей способности железобетона или кирпичной кладки, для того, чтобы этим же
материалом выдержать нормы по теплофизическим свойствам, толщину стен необходимо
увеличить в несколько раз. Если же использовать материалы с лучшими показателями по
теплопроводности, то их несущая способность сильно ограничена, а пенополистирол, стекло- и
минвата, эффективные утеплители, вообще не являются конструкционными материалами. На
данный момент нет абсолютного строительного материала, у которого бы была высокая
несущая способность в сочетании с высоким коэффициентом теплопроводности.
Одним из путей решения вышеуказанных проблем является применение пенобетона.
Одно из важных свойств, благодаря которому этот материал активно применяется в
строительстве зданий, - теплопроводность пенобетона. В связи с этим наши исследования
были направлены на разработку составов и изучению свойств пенобетона на основе
безобжигового щелочного вяжущего /2/.
115
В исследованиях в качестве алюмосиликатного компонента безобжигового щелочного
вяжущего пользовались тонкомолотым гранулированным электротермофосфорным (ЭТФ)
шлаком с S
уд
= 300 м
2
/кг, а в качестве щелочного компонента водным раствором дисиликата
натрия (ДСН) с плотностью равной 1,3 г/см
3
.
В качестве заполнителя пенобетона пользовались вспученным вермикулитом фракции 2,5
мм, а также для сравнения речной песок с М
с
=2,1. Объем использованных заполнителей был
равным. В исследованиях пользовались пенообразователем «ПБ-2000».
Пенобетонную смесь готовили по традиционной технологии. Для этого отдельно
готовили перемешивая компоненты вяжущего и заполнитель и отдельно пену. 40 мл от общей
используемого раствора ДСН использовали для приготовления пены. Время вспенивания
составляло 1,5 минуты. После готовую пену добавляли в раствор и перемешивали массу еще в
течение 1 минуты. Исследуемые составы пенобетона приведены в табл.1.
Таблица 1.
Составы пенобетона
№
Расход материалов на 1 м
3
, кг
ЭТФ шлак
Вермикулит
Песок
ДСН
1
500
25
-
220
2
500
25
-
190
3
500
15
-
220
4
500
15
-
190
5
400
25
-
220
6
400
25
-
190
7
400
15
-
220
8
400
15
-
190
9
500
-
200
220
10
400
-
250
220
Для проведения исследований теплофизических свойств из готовой смеси готовили
образцы размерами 15х15х2см. На следующий день образцы снимали с форм и они твердели в
лабораторных условиях до достижения постоянной массы с естественной влажностью (6-7%).
Измерения теплофизических свойств проводили на приборе теплопроводности «ИТС-
1». Прибор «ИТС-1» предназначен для измерения теплопроводности и теплового
сопротивления строительных и теплоизоляционных
материалов методом стационарного теплового потока в
соответствии с ГОСТ 7076-99.
Теплопроводность образца
, определяется по
формуле:
T
q
d
(1)
где: d - толщина образца;
q - плотность теплового потока, проходящего через
образец;
Т—
разность
температур
между
противоположными гранями образца.
Тепловое сопротивление R образца вычисляется по формуле:
q
T
R
(2)
Таблица 2.
Теплоизофизические свойства пенобетонов на безобжиговом щелочном вяжущем
№
Коэффициент
теплопроводности
λ,Вт/мК
Тепловое
сопротивление
R, м
2
К/Вт
Плотность
теплового
потока q,
Вт/м
2
Р,W
Разность
температур ΔТ,
0
С
1
0,111
0,1615
104,4
0,58
17.00
2
0,0997
0,1805
96,74
0,511
16.70
3
0,0975
0,2153
101,4
0,500
19.50
4
0,111
0,1802
101,3
0,513
18.50
Рисунок. Прибор «ИТС-1».
116
5
0,0964
0,1867
93,04
0,493
16.70
6
0,1056
0,1799
99,29
0,540
17.60
7
0,1032
0,1744
101,9
0,528
16.70
8
0,1091
0,1741
103,0
0,530
16.70
9
0,1319
0,1962
93,33
0,473
16,70
10
0,1342
0,1267
118,5
0,686
15,80
Как известно, свойства пенобетона взаимосвязаны между собой. Так, коэффициент
теплопроводности в сухом состоянии зависит в основном от величины средней плотности. На
коэффициент теплопроводности незначительно могут оказать и другие факторы. В связи с
этим можно сказать, что величина пористости, средней плотности и влажности пенобетона
определяют теплопроводность готового материала.
Полученные результаты исследований теплофизических свойств пенобетонов
приведены в табл. 2.
Анализируя полученные результаты, можно сделать вывод, что применение в качестве
заполнителя вермикулита позволил снизить коэффициент теплопроводности, и соответственно
улучшить энергосберегающие свойства готового материала.
Использование речного песка в качестве заполнителя привело к получению материала с
теплопроводностью выше, чем с пенобетоном изготовленным с использованием вспученного
вермикулита. Однако, даже эти составы пенобетона по теплофизическим свойствам отвечают
требованиям ГОСТ 25485.
Таким образом, из результатов проведенных исследований можно сделать вывод, что
использование в качестве заполнителя вспученного вермикулита для приготовления
пенобетона положительно влияет на однородность его свойств. Введение последнего
способствует улучшению теплофизических свойств получаемых материалов.
Do'stlaringiz bilan baham: |
