УДК 666.973.6

ПОВЫШЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК НЕАВТОКЛАВНОГО ЯЧЕИСТОГО БЕТОНА ЗА СЧЁТ ПРИМЕНЕНИЯ ГИДРОФОБИЗИРУЮЩИХ ДОБАВОК

Замчалин Михаил Николаевич1, Коровкин Марк Олимпиевич2, Ерошкина Надежда Александровна3
1ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», студент
2ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», к.т.н., доцент
3ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», к.т.н., инженер-исследователь

Аннотация
В работе рассматривается возможность повышения теплотехнических характеристик ячеистого бетона за счёт снижения его эксплуатационной влажности. Показано, что наибольший эффект может быть достигнут за счёт применения гидрофобизаторов на основе солей олеиновой и стеариновой кислот.

Ключевые слова: гидрофобизация, соли олеиновой и стеариновой кислот, теплотехнические характеристики, эксплуатационная влажность, ячеистый бетон


IMPROVING THE PERFORMANCE OF NON-AUTOCLAVED CELLULAR CONCRETE THROUGH THE USE OF HYDROPHOBIC ADDITIVES

Zamchalin Mikhail Nikolaevich1, Korovkin Mark Olimpievich2, Eroshkina Nadezda Alexandrovna3
1Penza State University of Architecture and Construction, Student
2Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor
3Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Technical Sciences, Engineer-researcher

Abstract
This paper considers the possibility of increasing of the thermal characteristics of cellular concrete by reducing its humidity in the process of using. It is shown that the greatest effect can be achieved through the use of waterproofing agent based on salts of oleic and stearic acids.

Keywords: cellular concrete, humidity in the process of using, salts of oleic and stearic acids, thermal performance, water-repellency


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Замчалин М.Н., Коровкин М.О., Ерошкина Н.А. Повышение характеристик неавтоклавного ячеистого бетона за счёт применения гидрофобизирующих добавок // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 12. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/12/42067 (дата обращения: 30.09.2017).

Рост темпов строительства в последние годы сдерживается недостаточными объёмами производства строительных материалов и конструкций. Это связано с низкими объёмами капиталовложений в эту отрасль в предшествующие годы, в связи с чем сегодня на предприятиях строительных материалов используется в большей степени устаревшее и изношенное оборудование.

Для удовлетворения потребности строительства в материалах и конструкциях в настоящий момент можно наладить выпуск продукции по технологиям не требующих значительных капитальных затрат и времени на организацию производства. К числу таких технологий можно отнести производство ячеистого бетона по безавтоклавной технологии.

Производство этого строительного материала с начала девяностых годов прошлого века бурно развивалось в основном на малых и средних предприятиях. Этому способствовала простота технологии, доступность оборудования и достаточно высокие характеристики пенобетона.

Наряду с перечисленными достоинствами ячеистый бетон имеет и недостатки, к числу которых обычно относят недостаточно высокое соотношение прочности и плотности, не позволяющее использовать этот материал для возведения несущих и самонесущих наружных стен без дополнительного утепления. Кроме того, для этого материала характерны высокая деформативность, карбонизационная и влажностная усадка [1].

Значительные усадочные явления в ячеистых бетонах обусловлены развитой поверхностью раздела твёрдой и газовой фаз и достаточно высокой проницаемостью межпоровых перегородок, которым свойственна значительная капиллярная пористость. Усадочные деформации в конструкциях приводят к возникновению напряжений в них, иногда возникновению усадочных трещин [2].

Вследствие высокой пористости ячеистые бетоны характеризуются высокой проницаемостью. С одной стороны, это является положительной особенностью материала, так как обеспечивает достаточную паропроницаемость и, соответственно, комфортную влажность в помещении. С другой стороны, это обуславливает высокую эксплуатационную влажность материала, что приводит к повышению его теплопроводности.

На рис. 1 приведены графики зависимости расчётной толщины наружной стены из ячеистого бетона исходя из требований к их термическому сопротивлению для климатических условий г. Пензы. Расчёт произведён исходя из нормативных значений теплопроводности пенобетона, эксплуатирующегося в различных температурно-влажностных условиях [3]. Условия эксплуатации оказывают влияние на теплопроводность материала, так как определяют эксплуатационную влажность материала, теплотехнические характеристики которого в значительной степени зависят от его влагосодержания [4].


Рисунок 1 – Зависимость расчётной толщины конструкции от плотности ячеистого бетона с учётом нормативных значений теплопроводности [3] для различных условий эксплуатации: 1 – сухой бетон; 2 - условия эксплуатации А (умеренный климат и сухие помещения); 3 - условия эксплуатации Б (влажный климат или помещения с высокой влажностью)

Как видно из графиков на рис. 1, расчётная толщина ограждающих конструкций из ячеистого бетона, эксплуатирующихся в умеренных климатических условиях, с плотностью 300 кг/м3 составляет 377 мм, а для бетона с плотностью 400 кг/м3 – 456 мм. То есть толщина конструкций, исходя из теплотехнических характеристик, имеет значения приемлемые для наружных стен. Толщина конструкций, как видно из графиков на рис. 1, в значительной степени зависит от эксплуатационной влажности материала; если в качестве расчётной принять теплопроводность сухого материала, то толщина стен снизится на 20 %. В связи с этим введение в состав пенобетона гидрофобизирующих или полимерных добавок, снижающих эксплуатационную влажность материала, может дать значительный эффект.

Исследование зависимости теплопроводности пенобетона плотностью 350 - 500 кг/м3 от его влажности с помощью прибора ИПС-4 (рис. 2) показали, что во влажном ячеистом бетоне теплопроводность может возрасти в 2 раза.


Рисунок 2 – Влияние влажности пенобетона различной плотности на коэффициент его теплопроводности

В связи с изложенными результатами исследования целесообразно проведение работ направленных на придание ячеистому бетону гидрофобных свойств. Снижение эксплуатационной влажности за счёт введения в состав пенобетона полимерных смол не целесообразно, так как при этом теряется важное преимущество ячеистого бетона – высокая паропроницаемость. Опыт применения для гидрофобизации бетонов кремнеорганических соединений показал, что со временем эффективность этих добавок снижается, в связи с чем эти добавки не получили распространения в технологии ячеистых бетонов и других портландцементных строительных материалов.

Исследование солей олеиновой и стеариновой кислот показало их высокую эффективность для гидрофобизации строительных материалов на основе цемента [5]. Экспериментально установлено, что стеарат цинка при водоцементном отношении менее 0,6 не уступает по гидрофобизирующему эффекту известной добавке ГКЖ-94 (рис. 3). Как видно из графиков на рис. 3, при В/Ц менее 0,5 введение в строительный раствор 1 % стеарата цинка снижает его водопоглощение более чем в 2 раза.


Рисунок 3 –Зависимость водопоглощения строительного раствора с различными добавками от В/Ц: 1 – контрольный состав; 2 – стеарат цинка, 3 – ГКЖ 94

Повышение теплотехнических характеристик неавтоклавного ячеистого бетона за счёт его гидрофобизации солями олеиновой и стеариновой кислот – одно из перспективных направлений развития этого материала. Применение совместно с этими добавками высокоэффективных суперпластификаторов позволит не только улучшить прочностные показатели материала, но и повысить эффективность гидрофобизирующих добавок и, соответственно, дополнительно снизить теплопроводность ячеистых бетонов.


Библиографический список
  1. Коровкин М.О., Горюнова К.И. О неиспользованных резервах повышения характеристик неавтоклавного ячеистого бетона // Материалы II Всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Теория и практика повышения эффективности строительных материалов». Пенза: ПГУАС, 2007. С. 87-90.
  2. Жуков А.Д., Чугунков А.В., Химич А.О. Неавтоклавный малоусадочный ячеистый бетон для монолитных конструкций // Промышленное и гражданское строительство. 2013. № 3. С. 21-22.
  3. СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003.
  4. Гринфельд Г.И., Морозов С.А., Согомонян И.А., Зырянов П.С. Влажностное состояние современных конструкций из автоклавного газобетона в условиях эксплуатации // Инженерно-строительный журнал. 2011. № 2. С. 33-38.
  5. Исследование эффективности в портландцементных растворах гидрофобизаторов на основе солей олеиновой и стеариновой кислот / В. И. Калашников, К. Н. Махамбетова, М. О. Коровкин, Д. В. Калашников, Ю. С. Кузнецов // Актуальные проблемы строительного и дорожного комплексов: Материалы международной научно-практической конференции. Часть 1. – Йошкар-Ола. 2004. C. 250-254.


Все статьи автора «Коровкин Марк Олимпиевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: