Теплоизоляционный пенобетон на модифицированных минеральных вяжущих с ускоренным твердением тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.05, кандидат технических наук Кардашевский, Альберт Гаврильевич

• Кардашевский, Альберт Гаврильевич
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Кардашевский, Альберт Гаврильевич

Содержание

Введение

1 Состояние и перспективы развития производства и применения неавтоклавных ячеистых бетонов (аналитический обзор)

1.1 Неавтоклавные ячеистые бетоны

1.2 Неавтоклавные пенобетоны

1.3 Опыт применения теплоизоляционного пенобетона в строительстве

1.4 Выводы по главе 1. Постановка цели и задачи исследования

2 Методика исследования, материалы и оборудование

2.1 Методика исследования

2.2 Исходное сырье для производства пенобетона

2.3 Технология и оборудование для производства пенобетона

3 Создание теплоизоляционных пенобетонов на основе быстротвер-деющего портландцемента

3.1 Предпосылки для создания теплоизоляционных пенобетонов на основе местного сырья Якутии

3.2 Оптимизация состава портландцемента, модифицированного введением комплексной добавки на основе гипса и горелой породы

3.3 Теплоизоляционные пенобетоны марки БЗОО и Б500 на основе быстрот-вердеющего портландцемента ПЦ-Б

3.4 Стендовые испытания процессов структурообразования и свойств пенобетонов на основе модифицированного портландцемента ПЦ-Б

3.5 Выводы по главе 3

4 Создание теплоизоляционных пенобетонов на основе композиционных гипсовых вяжущих

4.1 Оптимизация состава композиционного гипсового вяжущего

с применением портландцемента и горелых пород

4.2 Теплоизоляционный пенобетон марки Б400 на основе композиционного гийсового вяжущего

4.3 Выводы по главе 4

5 Апробация и практическая реализация разработанных составов теплоизоляционного пенобетона в строительстве

5.1 Теплоизоляционный пенобетон в монолитно-каркасном строительстве

5.2 Теплоизоляционный пенобетон в строительстве энергоэффективных индивидуальных домов

5.3 Разработка технологического регламента производства монолитного теплоизоляционного пенобетона БЗОО в условиях строительной площадки

5.4 Технико-экономические показатели производства теплоизоляционного пенобетона БЗОО

5.4.1 Оценка эффективности применения теплоизоляционного пенобетона в строительстве с использованием тепловизионного контроля

5.4.2 Расчет себестоимости производства теплоизоляционного пенобетона

5.5 Выводы по главе 5 147 Основные результаты и выводы 148 Список использованной литературы 151 Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Теплоизоляционный пенобетон на модифицированных минеральных вяжущих с ускоренным твердением»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Неавтоклавный пенобетон относится к числу прогрессивных и перспективных строительных материалов, применение которых в жилищном и гражданском строительстве Российской Федерации все более расширяется. Применение изделий и монолитного материала из пенобетона позволяет снизить материалоемкость, трудоемкость и стоимость строительства. Однако в северном строительстве энергоэффективные материалы из пенобетона в настоящее время не находят широкого применения. Для достижения достаточной прочности стеновые блоки из пенобетона выпускаются с повышенной плотностью порядка 900-1000 кг/м3, вследствие этого они характеризуются высоким коэффициентом теплопроводности и соответственно низкой энергоэффективностью.

Для суровых климатических условий Севера наиболее приемлемым вариантом являются слоистые конструкции стеновых ограждений, где в качестве теплоизоляционного материала используются минераловатные и пено-полистирольные плиты. На наш взгляд, одним из путей решения задачи обеспечения современных норм по тепловой защите зданий может быть создание комбинированных стеновых конструкций с использованием в качестве теплоизоляционного слоя неавтоклавных пенобетонов.

К числу недостатков теплоизоляционных неавтоклавных пенобетонов, как обычно, относятся недостаточная прочность, высокие усадочные деформации и низкая трещиностойкость. К ним следует добавить и ряд технологических параметров, таких как значительная продолжительность твердения и низкое тепловыделение при твердении пеноцементных смесей, увеличивающие сроки выполнения теплоизоляционных работ при температурах окружающего воздуха ниже +10°С и не обеспечивающие возможность получения качественного пенобетона при отрицательных температурах. Последние обстоятельства явно не играют в пользу теплоизоляционных пенобетонов, производимых в условиях строительной площадки, так как продолжительность

холодного (отопительного, ниже +10°С) периода в Якутии составляет 9 и более месяцев в год, а в некоторых поселениях все 12 месяцев в год (например, в пос. Тикси на берегу Северного Ледовитого океана).

В последние годы основное внимание специалистов сосредоточено на подборе многокомпонентных составов пенобетонных смесей с использованием различных минеральных и химических добавок, создании сухих строительных смесей, поиске новых пенообразователей, в том числе пенообразователей в сухом состоянии с различными стабилизаторами и др. В условиях Севера со сложной транспортной схемой, дальними расстояниями между населенными пунктами и промышленными центрами наиболее актуальным направлением представляется разработка и рациональное применение теплоизоляционных пенобетонов на основе широко распространенных цементных и гипсовых вяжущих веществ в различных модификациях с повышенной реакционной способностью и небольшим количеством активной минеральной добавки природного происхождения, что не требует больших капитальных вложений и значительного повышения себестоимости конечной качественной продукции.

Цель работы - обоснование и разработка составов теплоизоляционных пенобетонов на основе модифицированных минеральных вяжущих с ускоренным твердением.

Для достижения данной цели необходимо решить следующие основные задачи:

- исследование состава, структуры и свойств исходного сырья для оптимизации процесса структурообразования и свойств теплоизоляционных пенобетонов;

- исследование влияние состава на свойства быстротвердеющих вяжущих веществ на основе цемента, гипса и горелой породы;

- разработка составов теплоизоляционных пенобетонов неавтоклавного твердения с ускоренными процессами схватывания и структурообразования;

- апробация и практическая реализация разработанных составов теплоизоляционного пенобетона в производстве.

Работы выполнялись в рамках Тематического плана НИР СВФУ (ЯГУ) на 2006-2011 гг. по заданию Федерального агентства по образованию (№ гос. per. 01200805229), республиканской научно-технической программы «Проблемы строительного комплекса на Севере», гранта по федеральной программе «Старт-2007» Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (заявка № 07-7-НЗ.8-0043, проект № 7378).

Научная новизна работы состоит в том, что в ней разработаны научные и технологические основы регулирования процессов структурообразова-ния применительно к теплоизоляционным пенобетонам, обеспечивающие повышение эффективности их производства с формированием оптимальной структуры применением техногенного сырья с ускоренным твердением. При этом получены следующие новые положения строительного материаловедения:

1. Для ускорения твердения пенобетона на основе портландцемента, что необходимо при проведении строительных работ в условиях отрицательных температур, может быть использовано введение в его состав комплексной добавки, состоящей из гипса и горелой породы. При этом сроки начала схватывания могут быть изменены в пределах 25-60 мин, конца схватывания - 40-140 мин. Прочность цементного камня после 28 суток твердения в нормальных условиях составила 15-17 МПа, обеспечивается эффект расширения до 0,7 %.

2. При увеличении содержания горелой породы в составе комплексной добавки увеличиваются сроки начала и конца схватывания, повышается прочность пенобетона и его расширение при твердении. Оптимальное содержание горелой породы в добавке составляет 45-60% мае. Оптимальное содержание этой добавки в полученном вяжущем равно 10% мае.

3. У безусадочных теплоизоляционных пенобетонов марки D300 и D500, получаемых на оборудовании СОВБИ, максимальная прочность при

сжатии 0,43 и 0,51 МПа соответственно достигается при использовании вяжущего, содержащего 90% цемента, 5,5% гипса и 4,5% горелой породы. Это позволяет ускорить процесс твердения пенобетонной смеси в 2-3 раза и обеспечить высокое качество теплоизоляционного слоя несъемной опалубки ограждающих конструкций.

4. Введение добавки, состоящей из портландцемента М400 и тонкомолотой горелой породы с удельной поверхностью 350 м /кг, в состав композиционного гипсового вяжущего (КГБ) позволяет регулировать сроки начала и конца схватывания теста, повысить значения прочности и водостойкости. Максимальной прочностью (20,5-21,0 МПа) обладают составы КГВ, содержащие 50 % добавки, в состав которой входит 40 % горелой породы.

5. У теплоизоляционного пеногипсобетона марки Б400, получаемого способом баросмешивания, наиболее высокая прочность (0,6 МПа) достигается тогда, когда комплексная добавка составляет 10-30% мае. в составе вяжущего, причем количество горелой породы составляет 40% мае. добавки. Объемное расширение пеногипсобетона происходит равномерно и стабилизируется уже к 7 суткам твердения и составляет 0-0,5%, что позволяет отнести полученный пеногипсобетон к безусадочным ячеистым бетонам.

Достоверность полученных результатов обеспечена комплексными экспериментальными исследованиями, выполненными с использованием математического планирования эксперимента, современных физико-механических, теплофизических и физико-химических методов испытания, широкой проверкой их результатов в условиях производства, практическим подтверждением эффективности производства и применения разработанного теплоизоляционного пенобетона на основе модифицированных минеральных вяжущих в жилищном строительстве.

Практическая значимость работы.

1. Предложены составы теплоизоляционных пенобетонов марок Б300-0500 с использованием модифицированных минеральных вяжущих веществ на основе цемента, гипса и тонкомолотой горелой породы.

2. Определены технологические режимы производства теплоизоляционных пенобетонов и их укладки в несъемную опалубку стеновых ограждений в монолитно-каркасном и индивидуальном строительстве энергоэффективных жилых зданий.

3. Разработан технологический регламент производства монолитного теплоизоляционного пенобетона предложенного состава.

Разработанные составы и технология внедрены при строительстве 5-этажного здания Молодежного жилого комплекса «Юность-2010» и каменных коттеджей в г. Якутске, ряда индивидуальных энергоэффективных домов в сельской местности РС(Я).

Научно-техническая новизна предложенных решений подтверждены получением двух патентов Российской Федерации № 2361985 (изобретение) и № 84035 (полезная модель).

Результаты экспериментальных исследований и опытно-производственного внедрения используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности 270106, что отражено в учебных программах и ИУМКД специальных дисциплин «Технология ячеистых бетонов» и «Технология изделий из местного сырья».

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и обсуждены: на Междунар. конф. «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии» (Белгород, 2007 г.); I и П Все-росс. научно-практ. конф. «Современные проблемы строительства и жизнеобеспечения: безопасность, качество, энерго- и ресурсосбережение» (Якутск, 2008 и 2011 гг.); Всеросс. научно-техн. конф. НГАСУ (Новосибирск, 2008, 2009 и 2011 гг.); научно-практ. конф., посвященной 65-летию Строительно-технологического факультета МГСУ «Современные проблемы строительного материаловедения» (Москва, 2009 г.); Междунар. конф. с элементами научной школы для молодежи «Создание новых материалов для эксплуатации в экстремальных условиях» (Якутск, 2009 г.); IX Междунар. симпозиуме по развитию холодных регионов «Применение природосберегающих технологий в условиях

холодных регионов» (Якутск, 2010 г.); XI Всеросс. научно-пракг. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов (Нерюнгри, 2010 г.); VIII Междунар. научно-пракг. конф. «Инновационный путь развития строительства и архитектуры в агропромышленном комплексе России» (Орел, 2011 г.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 15 научных статьях и тезисах докладов, в том числе 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ, а также в 2-х патентах Российской Федерации.

На защиту выносятся:

- особенности управления процессом структурообразования и свойствами теплоизоляционных пенобетонов за счет повышения реакционной способности пенобетонной смеси путем подбора оптимального состава вяжущих веществ на основе цемента, гипса и из тонкомолотой горелой породы;

- состав и свойства теплоизоляционных пенобетонов на основе быст-ротвердеющего портландцемента, модифицированного введением комплексной добавки на основе гипса и горелой породы;

- состав и свойства теплоизоляционных пенобетонов на основе композиционного гипсового вяжущего с добавкой на основе портландцемента и горелой породы;

- технологические режимы производства теплоизоляционных пенобетонов и их укладки в несъемную опалубку стеновых ограждений в монолитно-каркасном и индивидуальном строительстве энергоэффективных жилых зданий;

- результаты внедрения.

1. Состояние и перспективы развития

производства и применения неавтоклавных ячеистых бетонов

Заключение диссертации по теме «Строительные материалы и изделия», Кардашевский, Альберт Гаврильевич

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана технология производства монолитного теплоизоляционного пенобетона с использованием модифицированного портландцемента ПЦ-Б путем введения в портландцемент комплексной добавки на основе гипса и тонкомолотой горелой породы, что позволяет в реальных условиях строительства ускорить производство работ по устройству монолитной теплоизоляции из пенобетона в 2-3 раза.

2. Введение 10 % комплексной добавки на основе гипса и тонкомолотой горелой породы в портландцемент позволяет регулировать начало схватывания в пределах 25-60 мин, а конец схватывания - 40-140 мин., при этом наиболее высокие значения прочности при сжатии (28 сут.) цементного теста достигаются в пределах 15-17 МПа с расширяющим эффектом до 0,7 %.

3. Для безусадочных теплоизоляционных пенобетонов марки Б300 и Б500, получаемых на оборудовании СОВБИ, максимальная прочность при сжатии 0,43 и 0,51 МПа соответственно (на 100%-ом цементе - 0,35 и 0,43 МПа соответственно) достигается при использовании исходного состава, содержащего 90% цемента, 5,5% гипса и 4,5% горелой породы в общей массе сухой смеси, что позволяет ускорить процесс твердения пенобетонной смеси в 2-3 раза и обеспечить высокое качество теплоизоляционного слоя несъемной опалубки ограждающих конструкций (патент РФ 2361985);

4. Установлена принципиальная возможность получения теплоизоляционного пенобетона марки по средней плотности Б400, предназначенного преимущественно для проведения ремонтно-восстановительных работ по устранению дефектов теплоизоляции в небольших объемах, на основе композиционных гипсовых вяжущих (КГВ) с добавкой из портландцемента и тонкомолотой горелой породы.

5. Введение добавки, состоящей из портландцемента М400 и тонкомолотой горелой породы с удельной поверхностью 350 м2/кг, в состав КГВ позволяет регулировать сроки начала и конца схватывания теста (7 и 7,5 мин соответственно), значения прочности и водостойкости (коэффициент размягчения 0,75), при этом максимальной прочностью обладают составы КГВ, содержащие 10 и 50 % добавки, в состав которой входит 10 и 40 % горелой породы, со значениями прочности на сжатие 21,0 и 20,5 МПа соответственно.

6. Для теплоизоляционного пеногипсобетона марки Б400, получаемого способом баросмешивания на оборудовании «Стромрос», наиболее высокий показатель прочности 0,6 МПа достигается в том случае, когда добавка составляет 10 и 30% масс, в КГВ, причем количество горелой породы составляет 40% масс, добавки, при этом объемное расширение пеногипсобетона происходит равномерно и стабилизируется уже к 7 суткам твердения и составляет 0% и 0,5% соответственно, что позволяет отнести полученный пеногипсобетон к безусадочным ячеистым бетонам.

7. Предложены технологические приемы производства теплоизоляционных пенобетонов и их укладки в несъемную опалубку стеновых ограждений в монолитно-каркасном и индивидуальном строительстве энергоэффективных жилых зданий, что позволяет снизить усадку пенобетона и повысить его трещиностой-кость. При этом установлено, что тепловизионный метод обследования ограждающих конструкций не только позволяет определять дефектные участки теплоизоляции и эффективность тепловой защиты, но и подобрать технологические приемы и способы их устранения в последующем ремонте и новом строительстве.

8. Разработан технологический регламент производства монолитного теплоизоляционного пенобетона, который устанавливает технологические параметры производства неавтоклавных пенобетонов и требования к ним, содержит требования к исходным сырьевым материалам, их подготовке, составам пенобетон-ных смесей и режимам их приготовления, формования и твердения.

9. Разработаны и внедрены технология возведения (патент РФ № 2361985) и конструкции стеновых ограждений (патент РФ № 84035) в монолитно-каркасных и индивидуальном строительстве, позволяющие снизить себестоимость и ускорить сроки строительства, повысить энергоэффективность зданий, эксплуатируемых в условиях холодного климата Якутии, при высоком качестве выполнения строительно-монтажных работ. Общий объем пенобетона при строительстве Молодежно-семейного общежития составил 184,9 м3, из них объем модифицированного пенобетона составил 32 м3. Общий объем разработанного пенобетона в строительстве экспериментального индивидуального дома составил 29 м3. л

10. Фактическая стоимость производства 1 м теплоизоляционного пенобетона в экспериментальном строительстве 2008-2011 гг. составила менее 3500 руб., причем стоимость 1 м2 общей площади полностью благоустроенного и оснащенного комплектом солнечного коллектора горячего водоснабжения индивидуального жилого дома составила в 2011 г. менее 25000 руб./м против 42000 руб./м2 на рынке недвижимости жилых помещений с «черновой» отделкой в условиях г. Якутска.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Кардашевский, Альберт Гаврильевич, 2012 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Федеральная целевая программа"Жилище" на 2011 - 2015 годы / Утверждена постановлением Правительства Российской Федерации ль 17 декабря 2010 г. № 1050.

2. Кудряшев И.Т., Куприянов В.П. Ячеистые бетоны. М.: Госстройиздат, 1959.

3. Полтавцев С.И. О развитии производства и совершенствовании технологии изготовления ячеистобетонных изделий / С.И. Полтавцев, A.A. Федин, Т.Н. Вихрева // Строительные материалы. 1993. № 5. С. 2-4.

4. Баранов А.Т. Пенобетон и пеносиликат. М.: Промстройиздат, 1956.

5. Кривицкий М.Я., Волосов B.C. Заводское изготовление изделий из пенобетона и пеносиликата. М.: Госстройиздат, 1958.

6. Баженов Ю.М. Способы определения бетона различных видов. М.: Стройиздат, 1975. 268 с.

7. Автоклавный ячеистый бетон / Под ред. Макаревича B.B. М.: Стройиздат, 1981.

8. Производство сборных железобетонных изделий: Справочник / Г.И. Бердичевский, А.П. Васильев, JI.A. Малинина и др.; Под редакцией К.В. Михайлова, K.M. Королева. 2-ое изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1989.-447 с.

9. Микрокалориметрия минерального сырья в производстве строительных материалов / Г.И. Книгина, В.Ф. Завадский. - М.: Стройиздат, 1987. -143с.

10. Пирог П.И. Производство теплоизоляционных работ пенобетоном и его изготовление. М.: Стройиздат, 1954.

11. Силаенков Е.С. Долговечность изделий из ячеистых бетонов. М.: Стройиздат, 1986. - 176 с.

12. Горлов Ю.П., Меркин А.П., Устпенко A.A. Технология теплоизоляционных материалов: Учебник. М.: Высш. шк., 1980.

13. Производство и применение неавтоклавных ячеистых бетонов в строительстве: Обзор / Под ред. Б.П. Филиппова. М.: ВНИИЭСМ, 1989. -133 с.

14. Стрелъбицкий В.П. Повышение качества и эффективности производства стеновых блоков из неавтоклавного ячеистого бетона. Автореф... дис. канд. техн. наук. М., 1996.

15. Рекомендации по изготовлению и применению изделий из неавтоклавного ячеистого бетона. М.: НИИЖБ, 1986. - 34 с.

16. Рекомендации по применению стеновых мелких блоков из ячеистых бетонов / ЦНИИСК им. Кучеренко. М., 1987. - 98 с.

17. Рекомендации по организации производства и применения неавтоклавного ячеистого бетона в сельском строительстве. М.: МСХ РСФСР, 1986. - 16 с.

18. Руководство по производству бетонных и железобетонных конструкций из ячеистых бетонов. М.: Стройиздат, 1977. - 105 с.

19. Руководство по изготовлению из гидрофобизированного малоусадочного ячеистого бетона. М., 1977.

20. Беликова М.С. Неавтоклавные ячеистые шлакобетоны в строительстве. Автореф... дис. канд.техн. наук. М., 1975. - 17 с.

21. Абдушкуров Ф.Б. Пенозологипсовые материалы для самонесущих изделий. Автореф... дис. канд. техн. наук. М., 1991. - 14 с.

22. Багров Б.О., Васильева Т.Д. Безавтоклавный газобетон на бесцементном вяжущем // Пути совершенствования производства и применения строительных материалов в сельском строительстве: Тез. докл. ВНИИстром им. П.П. Будникова, 1982. С. 79.

23. Равашиди Т.Ю. Эффективный стеновой строительный материал для малоэтажного строительства. Автореф... дис. канд. техн. наук. М., 1996. -19 с.

24. Байболов С.М., Садуакасов М.С., Югай В.А. Пеношлакобетон -эффективный звукопоглощающий материал // Шлакощелочные цементы,

бетоны и конструкции: Тез. докл. Второй Всесоюз. научно-практ. конф. Киев, 1984. С. 19.

25. Енджиевский C.JI. Автоклавный пенобетон на основе вяжущего из стеклобоя (технология и свойства). Автореф... дис. канд. техн. наук. М., 1992. - 18 с.

26. Багдасаров A.C. Пенобетон на основе фосфогипса. Автореф... дис. канд. техн. наук. М., 1995. - 20 с.

27. Применение неавтоклавного газобетона из барханного песка / Чарыев А. Ч., Чистов Ю.Д., Волженский A.B. и др. // Бетон и железобетон. 1988. № 4. С. 25-26.

28. Чистов Ю.Д. Неавтоклавные бетоны плотной и ячеистой структуры на основе мелких песков. Автореф... дис. д-ра техн. наук. М., 1992. - 32 с.

29. Баженов Ю.М., Батаев Д.К.С., Р.Б. Ергешев. Повышение эффективности технологии бетона // Проблемы строительного материаловедения и новые технологии: Сб. докл. Междунар. конф. "Промышленность стройматериалов и стройиндустрия, энерго- и ресурсосбережение в условиях рыночных отношений". Белгород: Изд. БелГТАСМ, "Крестьянское дело", 1997. Ч. 5. С. 3-6.

30. Сулейманов JI.A. Вибровакуумированный ячеистый бетон. Автореф... дис. канд. техн. наук. М., 1997. - 18 с.

31. Чернов А.Н. Научные и практические основы технологии вариатропных ячеистых бетонов. Автореф... дис. д-ра техн. наук. М., 1990. - 44 с.

32. Златинская Т. В. Легко бетонные панели наружных стен в условиях Норильска // Жилищное строительство. 1985. № 8. С. 7.

33. Анализ опыта эксплуатации зданий с ограждениями из ячеистого бетона в г.г. Айхал и Удачный и определение теплофизических свойств и долговечности материала стен: Отчет о НИР / ЯПНИИС. Якутск, 1993. -67 с.

34. Меркин А.П., Кобидзе Т.Е. Поризованный гипс - малоэнергоемкий материал для современного строительства // Ресурсосберегающая

технология строительных материалов: Сб. статей / Под ред. Ю.П. Горлова, А.П. Меркина. М.: Стройиздат, 1995. С. 75-85.

35. Селезнев И.Г. Пенобетон для монолитного домостроения. Автореф... дис. канд. техн. наук. М., 1995. - 19 с.

36. Меркин А.П., Кобидзе Т.Е., Зудяев Е.А. В стационарном и мобильных вариантах (О технологии и оборудовании для производства монолитного пенобетона) // Механизация строительства, 1990. № 10. С.7-9.

37. Румянцев Б.М., Зудяев Е.А. Передвижной механизированный комплекс устройства теплоизоляционных слоев из пенобетонов "сухой минерализации" // Промышленное и гражданское строительство. 1997. № 8. С. 40-42.

38. Виноградов В.Н. Небольшие предприятия по выпуску строительных изделий из неавтоклавного пенобетона. Строительные материалы. 1992. № 10. С. 5-6.

39. Добровольский В.Н., Широкородюк В.К. Пенобетон: технология и оборудование для строительного комплекса // Строительные материалы. 1996. № 10. С. 7-10.

40. Удачкин И.Б., Шаткое А.Г.. Безавтоклавная технология пенобетонных блоков "Сиблок" // Строительные материалы, 1993. № 5. С. 5-6.

41. Филиппов Е.В., Удачкин КБ., Реутова О.И. Теплоизоляционный безавтоклавный пенобетон // Строительные материалы. 1997. № 4. С. 2-4.

42. Шахова Л.Д. Технология пенобетона: теория и практика / Л.Д. Шахова. М.: Изд-во АСВ, 2010. - 248 с.

43. Булгаков С.Н. Научно-технические основы повышения эффективности строительства // Экономика строительства. 1996. № 2. С. 2-19.

44. Баженов Ю.М. Технология производства строительных материалов. М., 1990.-320 с.

45. Сахаров Г.П., Горчаков Г.И. Научно-методологические основы создания строительных материалов с гарантированными заданными свойствами // Изв. вузов. Строительство. 1994. № 11. С. 60-65.

46. Горлов Ю.П. О некоторых современных проблемах строительного материаловедения // Изв. вузов. Строительство. 1996. № 1. С. 39-42.

47. Тарасов A.C. Повышение эффективности пенобетона за счет внутреннего энергетического потенциала: автореф. дис. ... канд. техн. наук / A.C. Тарасова; БГТУ. Белгород, 2007. - 22 с.

48. Шахова Л.Д. Повышение эффективности производства неавтоклавных пенобетонов с заданными свойствами: автореф. дис. ... д-ра техн. наук / Л.Д. Шахова; БГТУ. Белгород, 2007. - 40 с.

49. Павленко Н.В. Пенобетон на основе наноструктурированного вяжущего: автореф. дис. ... канд. техн. наук /Н.В. Павленко; БГТУ. Белгород, 2009. -20 с.

50. Бухало А.Б. Теплоизоляционный неавтоклавный пеногазобетон с нанодисперсными модификаторами: автореф. дис. ... канд. техн. наук / А.Б. Бухало; БГТУ. Белгород, 2010. - 26 с.

51. Красиникова Н.М. Сухие смеси для неавтоклавного пенобетона: автореф. дис. ... канд. техн. наук / Н.М. Красиникова; Каз. ГАСУ. Казань, 2010.-21 с.

52. Завадская JI.B. Газогипсовые материалы с армирующими волокнистыми добавками: автореф. дис. ... канд. техн. наук / JI.B. Завадская; НГАСУ. Новосибирск, 2011. - 16 с.

53. Местников, А.Е. Тепловая защита зданий: материалы, изделия и конструкции / А.Е. Местников, П.С. Абрамова, Т.С. Антипкина, АД. Егорова. М.: Изд-во АСВ, 2009. - 236 с.

54. Стрельбицкий В.П. Повышение качества и эффективности производства стеновых блоков из неавтоклавного ячеистого бетона. Автореф. дис.... канд. техн. наук. М., 1996 (МГСУ).

55. СНИП 23-02-2003 Тепловая защита зданий.

56. Б.М. Румянцев, Д.С. Критасаров. Пенобетон. Проблемы развития // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. № 1. 2002.

57. Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. № 4. 2003. Научно-теоретический журнал. Тематический выпуск «Пенобетон»: Материалы Международной конференции «Пенобетон-2003».

58. Поробетон-2005. Сб. докладов Международной научно-практической конференции (6-8 апреля 2005 г., г. Белгород). Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова, 2005.

59. Поробетон-2006: Сб. докладов научно-практической конференции. Санкт-Петербург: Центр ячеистых бетонов, 2006.

60. Поробетон 2008: Сб. докладов научно-практической конференции. Санкт-Петербург: Центр ячеистых бетонов, 2008.

61. Современные проблемы строительного материаловедения: Сб. научных трудов Института строительства и архитектуры (посвящается 65-летию Строительно-технологического факультета МГСУ). М.: МГСУ, 2009.

62. Создание новых материалов для эксплуатации в экстремальных условиях: сб. тр. Междунар. конф. С элементами науч. школы для молодежи, 16-19 ноября 2009 г. / [редколл.: С.А. Слепцова и др.; науч. ред.: А.А. Охлопкова, А.Е. Местников]. Якутск: Паблиш Групп, 2009.

63. Сб. докл. Всеросс. научно-техн. конф. НГАСУ (Сибстрин) «Современные проблемы производства и использования композиционных строительных материалов». Новосибирск: НГАСУ, 2009.

64. Применение природосберегающих технологий в условиях холодных регионов: Материалы IX Международного симпозиума по развитию холодных регионов, 1-5 июня 2010 г. Якутск: 18СО!1Е), 2010.

65. Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в промышленности строительных материалов: Сб. трудов Международной научно-практической конференции. Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова, 2010.

66. Гордое, Ю.П. Технология теплоизоляционных и акустических материалов и изделий: Учебник для вузов спец. «Производство строительных изделий и конструкций» / Ю.П. Горлов. М.: Высш. шк., 1989. - 384 с.

67. Лундышев И. А. Малоэтажное строительство с комплексным использованием монолитного неавтоклавного пенобетона. Строительные материалы. № 7, 2005. С. 31.

68. Новый Уральский строитель. № 9 (78), 2007.

69. Коровяков В.Ф., Кобидзе Т.Е. Теоретические и практические основы получения пенобетона пониженной плотности. Технологии бетонов. № 2, 2006. С. 4-6.

70. Пустовгар, А.П. Тепло физические характеристики ограждающих конструкций из модифицированного гипсопоробетона [Текст] / А.П. Пустовгар, A.B. Гагулаев // Строительные материалы. 2008. № 8. С. 3435.

71. Моргун, Л.В. О взаимосвязи между термодинамическими свойствами воды и пенобетонов [Текст] / J1.B. Моргун, В.Н. Моргун. // Строительные материалы. 2009. № 1. С. 14-16.

72. Вереекин O.A. Наполненные пенобетоны и ограждающие конструкции с их применением: автореф. дис. ... канд. техн. наук / O.A. Веревкин; Самара, 2000.

73. Удачкин В.И. Малоусадочный неавтоклавный пенобетон для сборного и монолитного строительства: автореф. дис. ... канд. техн. наук / В.И. Удачкин; МАДИ. Москва, 2002.

74. Анпилов С.М. Модифицированные монолитные бетоны для современных конструктивных систем в строительстве: автореф. дис. ... канд. техн. наук / С.М. Анпилов; Самара, 2002.

75. Киселев Д.А. Пенобетон для ограждающих конструкций с повышенной стабильностью параметров качества: автореф. дис. ... канд. техн. наук / Д.А. Киселев; ТГАСУ. Томск, 2005.

76. Емельянов А. И. Разработка составов сухих смесей и технологии получения на их основе неавтоклавных пенобетонов: автореф. дис. ... канд. техн. наук / А.И. Емельянов; Саранск, 2005.

77. Петров С. Д. Ускорение твердения монолитного пенобетона при пониженных и отрицательных температурах: автореф. дис. ... канд. техн. наук / С.Д. Петров; СПбГАСУ. Санкт-Петербург, 2005.

78. Тотурбиев А.Б. Теплоизоляционный пенобетон неавтоклавного твердения на бесцементном композиционном вяжущем: автореф. дис. ... канд. техн. наук / А.Б. Тотурбиев; Ставрополь, 2006.

79. Аниканова Т. В. Теплоизоляционные пенобетоны с ускоренным схватыванием: автореф. дис. ... канд. техн. наук / Т.В. Аниканова; БГТУ. Белгород, 2007.

80. Погорелова И. А. Сухие строительные смеси для неавтоклавных ячеистых бетонов: автореф. дис. ... канд. техн. наук / И.А. Погорелова; БГТУ. Белгород, 2009.

81. Черноситова Е. С. Теплоизоляционный пенобетон на модифицированных пеноцементных смесях: автореф. дис. ... канд. техн. наук / Е.С. Черноситова; БГТУ. Белгород, 2005.

82. Кузнецова И.Н. Влияние химического и минерального состава цемента на теплоизоляционные свойства пенобетона: автореф. дис. ... канд. техн. наук / И.Н. Кузнецова; НГАСУ. Новосибирск, 2009.

83. Сычева, A.M. Повышение качества неавтоклавного пенобетона путем стабилизации пены [Текст] / A.M. Сычева, Д.С. Старчуков, H.H. Елисеева, С.А. Самборский // Бетон и железобетон. 2010. № 5. С. 13-16.

84. Кузнецова, И.Н. Влияние минерального состава и пористой структуры межпоровых перегородок на теплопроводность пенобетона [Текст] / И.Н. Кузнецова, O.A. Кузнецов, А.Ф. Косач // Изв. вузов. Строительство. 2010. № 6. С. 24-26.

85. Перфилов, В.А. Применение модифицирующих микроармирующих компонентов для повышения прочности ячеистых материалов [Текст] / В.А. Перфилов, A.B. Аткина, O.A. Кусмарцева // Известия вузов. Строительство. 2010. № 9.

86. Сажнев, Н.П. Наружные ограждающие конструкции зданий из крупноразмерных ячеисто-бетонных изделий [Текст] / Н.П. Сажнев, С.Б. Беланович, Д.П. Бухта // Строительные материалы. 2011. № 3. С. 12-18.

87. www.itekpribor.ru // Серия статей из рубрики «Антология аналогий» / А.Б. Липилин, гл. инженер, М.В. Векслер, инженер, Н.В. Коренюгина, гл. технолог предприятия «ТЕХПРИБОР» (г. Щекино Тульской обл.).

88. СН 277-80. Инструкция по изготовлению изделий из ячеистого бетона / Утверждена постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 7 февраля 1980 г . № 9.

89. ГОСТ 15.901-91 Система разработки и постановки продукции на производство. Конструкции, изделия и материалы строительные.

90. Пояснительная записка к обзорной карте месторождений строительных материалов Якутской АССР масштаба 1:2500000. Т. 1 и 2. М.: Объединение "Союзгеолфонд", 1988. - 421 с.

91. Местников А.Е. Северное жилище: энергосбережение, безопасность / Отв. ред. П.С. Абрамова; ЯГУ им. М.К. Аммосова. Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 2006. - 168 с.

92. Местников А.Е. Северный дом: надежность, экономичность: А.Е. Местников; отв. ред. д-р техн. наук A.B. Степанов / М-во образования науки РФ, ЯГУ им. М.К. Аммосова. Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 2006. -152 с.

93. Местников А.Е. Каменные материалы и конструкции в северном строительстве / А.Е. Местников, П.С. Абрамова, Т.С. Антипкина, А.Д. Егорова. Якутск: Изд-во ЯНЦ СО РАН, 2008. - 168 с.

94. Местников А.Е. Эффективность производства и применения пенобетонов в северном строительстве / А.Е. Местников, А.Г. Кардашевский // Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии (XVIII научные чтения): Междунар. научно-практ. конф., Белгород, 18-19 сентября 2007 г. - Белгород: Изд-во БГТУ, 2007. -Ч. 1,-С. 182-184.

95. Местников А.Е. Теплоизоляционный пенобетон в монолитно-каркасном строительстве / А.Е. Местников, А.Д. Егорова, А.Г. Кардашевский // Современные проблемы строительства и жизнеобеспечения: безопасность, качество, энерго- и ресурсосбережение: I Всеросс. научно-практ. конф., г. Якутск, 28 марта 2008 г. - Якутск: Изд-во ЯГУ, 2008. - С. 69-73.

96. Местников А.Е. Теплоизоляционный пенобетон для стеновых конструкций / А.Е. Местников, Т.А. Корнилов, А.Г. Кардашевский // Актуальные проблемы строительной отрасли: тезисы докл. 65-й научно-техн. конф., НГАСУ (Сибстрин). - Новосибирск: Изд-во НГАСУ, 2008. -С. 52.

97. Местников А.Е. Материалы и конструкции многослойных стеновых ограждений / А.Е. Местников, А.Г. Кардашевский, В.Н. Рожин // Вестник МГСУ: научно-технический журнал, период, издание. - Москва, Изд-во МГСУ, 2009. - Спец. выпуск, № 3. _ С. 125-128.

98. Местников А.Е. Технологические и конструктивные решения в повышении энергоэффективности стеновых изделий и конструкций / А.Е. Местников, А.Г. Кардашевский, В.Н. Рожин // Современные проблемы производства и использования композиционных строительных материалов: Всеросс. научно-техн. конф. НГАСУ (Сибстрин). -Новосибирск: Изд-во НГАСУ, 2009. - С. 196-199.

99. Кардашевский А.Г. Монолитный пенобетон в каркасном строительстве / А.Г. Кардашевский // Создание новых материалов для эксплуатации в экстремальных условиях: междунар. конф. с элементами научной школы для молодежи, Якутск, 16-19 ноября 2009 г. / [редколл.: С.А. Слепцова и др.; науч. ред.: A.A. Охлопкова, А.Е. Местников]. - Якутск: Изд-во Паблиш Групп, 2009. - С. 72-74.

100. Методы исследования строительных материалов. - М., 1968.

101. Вознесенский В.А. Современные методы оптимизации композиционных материалов.-Киев, 1983.-с. 144.

102. Вознесенский В.А., Ляшенко Т.В., Огорков Б.Л. Численные методы решения строительно-технологических задач на ЭВМ. - Киев, 1989. -с.324.

103. Рекомендации по применению методов математического планирования эксперимента в технологии бетона. - М., 1982.

104. Соркин Э.Г. Методика и опыт оптимизации свойств бетона и бетонной смеси. -М., 1973.

105. Волженский A.B., Стамбулко В.И., Ферронская A.B. Гипсоцементнопуццолановые вяжущие, бетоны и изделия. - М., 1971.

106. Волженский A.B., Ферронская A.B. Гипсовые вяжущие и изделия. - М., 1974.

107. Ферронская A.B. Долговечность гипсовых материалов, изделий и конструкций. -М., 1984.

108. Стрелков М.И. Важнейшие вопросы теории твердения цементов./ Труды по химии и технологии силикатов. - М., 1957.

109. Бердов Г.И. Химия (специальные разделы для направления «Строительство»: Учебное пособие) / Г.И. Бердов, В.Н. Зырянова, Э.А. Кучерова, H.A. Машкин, B.C. Баев; под ред. Г.И. Бердова; Новосиб. гос. архитектур.-строит, ун-т (Сибстрин). - Новосибирск: НГАСУ (Сибстрин), 2011.-184 с.

110. Волженский A.B., Стамбулко В.И., Ферронская A.B. Гипсоцементнопуццолановые вяжущие, бетоны и изделия. - М., 1971.

111. Волженский A.B., Иванникова Р.В. Гипсоцементные и гипсошлаковые вяжущие вещества // Строительные материалы, изделия и конструкции. -1955,-№4.

112. Некрасов В.П. Способы устранения дефектов полуводного гипса // Строительная промышленность. - 1942. - № 1.

113. Муромский К.П. Ячеистый бетон в наружных стенах зданий // Бетон и железобетон. - 1996. -№ 6. -С.30-31.

114. Завадский В.Ф., Косач А.Ф. Производство стеновых материалов и изделий: Уч. пособие. - Новосибирск: НГАСУ, 2001. - 68 с.

115. Местников А.Е. Технология возведения энергоэффективных стеновых конструкций жилых зданий на Севере / А.Е. Местников, А.Д. Егорова, А.Г. Кардашевский // Строительные материалы. - 2009. - № 4. - С. 118-120.

116. Местников А.Е. Энергоэффективные стеновые материалы и конструкции для условий холодного климата / А.Е. Местников, А.Г. Кардашевский, В.Н. Рожин // Применение природосберегающих технологий в условиях холодных регионов: IX Международный симпозиум по развитию холодных регионов, Якутск, 1-5 июня 2010 г. - Якутск: ISCORD, 2010. - С. 54.

117. Кардашевский А.Г. Совершенствование свойств теплоизоляционного пенобетона для зимнего бетонирования / А.Г. Кардашевский // XI Всероссийская научно-практ. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов. -Нерюнгри: Изд-во ТИ (ф) ЯГУ, 2010.-С. 131-133.

118. Местников А.Е. Монолитный пенобетон на композиционных вяжущих для строительства на Севере / А.Е. Местников, А.Г. Кардашевский, С.С. Семенов // Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в промышленности строительных материалов: Междунар. научно-практ. конф., Белгород, сентябрь, 2010 г. - Белгород: Изд-во БГТУ,

2010.-С. 162-165.

119. Кардашевский А.Г. Способы повышения энергоэффективности индивидуальных домов / А.Г. Кардашевский, В.Н. Рожин, А.Е. Местников // Современные проблемы строительства и жизнеобеспечения: безопасность, качество, энерго- и ресурсосбережение: II Всероссийская научно-практ. конф., Якутск, 23-25 ноября 2011 г. / Под ред. Т.А. Корнилова, Г.П. Афонской, И.А. Докторова. - Якутск: Изд-й дом СВФУ,

2011.-С. 154-158.

120. Кардашевский А.Г. Монолитный пенобетон в деревянно-каркасном строительстве / Кардашевский А.Г. // Материалы Всероссийской конференции научной молодежи «ЭРЭЛ-2011». - Якутск: Изд-во ООО «Цумори Пресс», 2011. - Том 1. - С.90-91.

121. Кардашевский А.Г. Строительство энергоэффективных домов в сельских условиях / Кардашевский А.Г., Местников А.Е. // Вестник строительства и архитектуры: Сборник научных трудов VIII Междунар. научно-практ. конф. «Инновационный путь развития строительства и архитектуры в агропромышленном комплексе России». — Орел: ОрелГАУ, 2011. — С. 104108.

122. Кардашевский А.Г. Монолитный пенобетон в индивидуальном строительстве / А.Г. Кардашевский, В.Н. Рожин, А.Е. Местников // Промышленное и гражданское строительство. - 2012. - № 1. - С.

123. Кардашевский А.Г. / А.Г. Кардашевский, А.Д. Егорова // Промышленное и гражданское строительство. - 2012. - № 1. - С.

124. Пат. 2361985 Российская Федерация, МПК E04F 19/06.Способ теплоизоляции и облицовки стен плитками / А.Е. Местников, А.Д. Егорова, А.Г. Кардашевский и др. - № 2007139613/03; заявл. 26.10.2007; опубл. 20.07.2009. - Бюл. № 20.

125. Пат. 84035 Российская Федерация, МПК Е04С1/40. Строительный стеновой блок / А.Е. Местников, А.Д. Егорова, А.Г. Кардашевский, П.И. Кушкирин, А.Е. Шестаков. - № 2008123367/22; заяв. 09.06.2008; опубл. 27.06.2009. - Бюл. № 18.

126. Патент РФ № 2160726. Пенобетонная смесь / Андрианов P.A., Местников А.Е., Зудяев Е.А. / МКИ 7С04В38/10. №99102766/03. Заяв. 10.02.1999. Опубл. 20.12.2000. Бюл. №35 // Открытия и изобретения. 2000.

127. Патент РФ 2119568, Кл. Е 04 F 19/06, опубликованный 27.09.1998. Бюллетень № 27.

128. Патент РФ 2209774, Кл. 7 02 F 1/50, опубликованный 10.08.2003 г. Бюллетень № 16.

129. Альбом технических решений оснований и фундаментов сельских и поселковых зданий на вечномерзлых грунтах / Кутвицкая Н.Б. - Якутск: Госстрой РОД, 1994. - 22 с, ил.

'.7

1

I проректор СВФУ по стратегическому

(ионной работе,

УТВЕРЖДАЮ

« » февраля 2012 г.

В.И. Васильев

АКТ

внедрения (использования) результатов научно-технической продукции

Наименование темы: 2.10.5. Разработка технологии возведения энергоэффективных стеновых конструкций с использованием монолитного пенобетона.

Заказчик: ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова».

Основание: План развития СВФУ, проект 2.10, мероприятие № 2.10.5.

Краткая характеристика научно-технической продукты. Анализ производства и применения монолитных теплоизоляционных пенобетонов показывает, что все производители в качестве вяжущих используют только портландцемент высокой марки без минеральных заполнителей. Примеры применения других видов вяжущих веществ находятся только на уровне экспериментальных и опытно-производственных испытаний, хотя имеются много интересных предложений по технологии получения малоцементных и бесцементных неавтоклавных изделий на основе обычных цементов и новых вяжущих веществ с целью улучшения эксплуатационных свойств ячеистых бетонов

Одним из основных недостатков при производстве пенобетонов низкой плотности являются усадки, которые, например, для марки D400 составляют 5-8 мм/м. Значительные усадки, как правило, связаны с ограниченным содержанием воды затворения (не более 150 л/м ), развитой удельной поверхностью вяжущего и длительностью набора прочности. Нередко значительные усадки приводят к появлению трещин.

Идея работы заключается в том, что для устранения усадочных деформаций пенобетона при изготовлении и эксплуатации, а также для сокращения сроков проведения строительно-монтажных работ по устройству высококачественного монолитного теплоизоляционного слоя из пенобетона предлагается использовать быстротвердеющие композиционные вяжущие вещества на основе местного сырья. Для создания технологии возведения энергоэффективных стеновых конструкций с использованием модифицированного пенобетон решены следующие задачи:

• оптимизация составов и свойств модифицированных теплоизоляционных пенобетонов D300-D400 на портландцементе и композиционных гипсовых вяжущих веществ;

• разработка технологических приемов монолитного бетонирования стеновых конструкций с использованием модифицированного теплоизоляционного пенобетона в условиях строительной площадки;

• разработка технологического регламента для организации опытного применения в строительстве, корректировку и уточнение технологических параметров производства в цеховых и построечных условиях;

• оформление защиты интеллектуальной собственности (заявки на получение патентов РФ) по результатам экспериментальных и опытно-производственных испытаний.

Новизна и перспективность применения предложенных решений. Новизна технических и технологических решений подтверждаются патентами РФ № 2361985 и 84035, а также решением ФИПС от 20.06.2011 г. о выдаче патента РФ.

В результате выполнения НИОКР созданы оптимизированные составы теплоизоляционных пенобетонов марки D300 и D400 на основе активированных композиционных вяжущих веществ из местного сырья, отработаны технологические параметры и технологические приемы производства теплоизоляционного монолитного пенобетона в реальных условиях строительства.

Разработанные новые составы пенобетонных смесей на основе композиционных вяжущих веществ из местного сырья, новые конструкции стеновых ограждений и изделий являются интеллектуальной собственностью авторов и СВФУ.

Натурные испытания с использованием современного тепловизионного оборудования позволили установить высокую энергоэффективность ограждающих конструкций из теплоизоляционного пенобетона в монолитно-каркасном и индивидуальном строительстве и их соответствие высоким требованиям ГОСТ 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

Использование предложенной технологии возведения ограждающих конструкций в каменном и деревянно-каркасном вариантах с использованием новых составов теплоизоляционных позволяет сократить сроки проведения СМР в 2-3 раза по сравнению с обычной технологией устройства теплоизоляционного слоя стеновых конструкций.

В малоэтажном строительстве использование результатов научно-технической продукции позволяет значительно снизить стоимость 1 м2 жилой площади от 42000 рублей до 25000 рублей.

Основные конструктивные и технико-эксплуатационные показатели. Высокая реакционная способность созданных пенобетонных смесей позволяет проводить строительно-монтажные работы по устройству теплоизоляции строительных конструкций на основе монолитного теплоизоляционного пенобетона D300 и D400 в условиях низких температур до -15°С.

Использование и степень внедрения результатов научно-технической продукции.

- созданные составы пенобетонных смесей и технологические приемы производства монолитного теплоизоляционного пенобетона объемом 29 м использованы в строительстве энергоэффективных индивидуальных домов в селе Аппаны Намского улуса в рамках программы развития СВФУ;

- разработан технологический регламент производства монолитного пенобетона;

- подготовлена 1 монография по производству и применению монолитного пенобетона в строительстве;

- на технические и технологические решения состава пенобетонной смеси, конструкции стеновых ограждений и изделий поданы заявки на выдачу патента РФ (3 заявки). Получено 1 положительное решение ФИПС на выдачу патента РФ;

- опубликованы 2 статьи в рецензируемом журнале «Промышленное и гражданское строительство» № 1 2012 г.;

- результаты НИОКР используются в учебном процессе по дисциплинам «Технология ячеистых бетонов» и «Технология изделий из местного сырья» по специальности 270106 -Производство строительных материалов.

Научный руководитель, д.т.н., профессо} Отв. исполнитель Инженер 27 января 2012 г.

Местников А.Е. Кардашевский А.Г. Рожин В.Н.

УТВЕРЖДАЮ

Директор ООО «Инновационно-технологр}Ш^|Щ^нтр» Инженгрно-техш

^ И.В. Лукин марта 2009 г.

АКТ

внедрения (использования) результатов научно-технической продукции

Наименование темы: проект № 7378 «Совершенствование технологии производства строительных материалов и изделий из неавтоклавного пенобетона низкой плотности БЗОО, Б400 и Б500».

Заказчик: Фонд малого предпринимательства в научно-технической сфере (Фонд Бортника) СТАРТ-2007.

Основание: Грант Фонд малого предпринимательства в научно-технической сфере (Фонд Бортника) СТАРТ-2007 по заявке № 07-7-НЗ.8-0043 «Совершенствование технологии производства строительных материалов и изделий из неавтоклавного пенобетона низкой плотности ЭЗОО, Э400 и 0500», организовано малое предприятие ООО «Инновационно-технологический центр».

Объектом исследования являются составы и свойства теплоизоляционных пенобетонов с высокопористой структурой марки по средней плотности Б300, Б400 и Б500 на основе композиционных вяжущих веществ из местного минерального сырья.

Целью проекта является улучшение строительно-эксплуатационных свойств теплоизоляционных пенобетонов для расширения области их применения в строительстве на Крайнем Севере.

В процессе работы проводились экспериментальные исследования составов, структуры и свойств быстротвердеющих вяжущих веществ из местного минерального сырья и теплоизоляционных пенобетонов на их основе.

Краткая характеристика научно-технической продукции. В результате исследования впервые были созданы оптимизированные составы теплоизоляционных пенобетонов марки 0300, Б400 и Э500 из местного сырья для монолитного бетонирования стеновых конструкций и для производства теплоизоляционных изделий в условиях Республики Саха (Якутия): теплоизоляционные пенобетонные изделия марки Б500 (по ГОСТ 25485-89 "Бетоны ячеистые") с прочностью конструкционно-теплоизоляционного материала (М25), что позволит использовать его в кладке наружной стены малоэтажных зданий (с последующей доработкой конструкции и технологии возведения); теплоизоляционные пенобетонные материалы и изделия марки БЗОО и Б400 (по ГОСТ 5742-76 "Изделия из ячеистых бетонов теплоизоляционные") с возможностью использования в зимнем

бетонировании монолитных конструкций стен (с последующей доработкой конструкций, технологии возведения и технологической оснастки).

Основные конструктивные и технико-эксплуатационные показатели: высокая реакционная способность созданных пенобетонных смесей позволит производить качественное монолитное бетонирование конструкций в условиях строительной площадки практически круглый год в условиях холодного климата Якутии и всего северного региона России, а также в заводских условиях производить теплоизоляционные пенобетонные изделия высокого качества при пониженных энергозатратах в условиях значительной продолжительности отопительного периода 254 и более суток в году.

Степень внедрения — в цеховых условиях выпущена опытная партия конструкционно-теплоизоляционных блоков марки D500 по прочности М25, которые использованы в возведении наружных стен монолитно-каркасного здания строительного рынка; монолитные пенобетоны марки D300 и D400 в опытном варианте применены в конструкциях наружных стен в строительстве 2-хэтажного каменного коттеджа площадью 300 м2, деревянно-каркасном строительстве общественного здания площадью 1000 м2, 4-хэтажного молодежного общежития в летних условиях 2008 г. Эффективность созданных составов теплоизоляционных пенобетонов, позволяющих производить строительно-монтажные работы в широком диапазоне естественно-низких температур воздуха от +5 до -30°С определяется расширением области их применения в строительстве в монолитном и блочном eapi

Научный руководитель, д.т.н., профессор Отв. исполнитель Инженер 29 марта 2009 г.

Местников А.Е. Кардашевский А.Г. Рожин В.Н.

«УТВЕРЖДАЮ»

«СОГЛАСОВАНО»

Декан Инженерно-технического факультета СВФУ, д.т.н.

Т.А. Корнило

Директор ООО «Инновационно-технологический центр»

И.В. Лукин

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РЕГЛАМЕНТ

производства теплоизоляционного пенобетона на быстротвердеющем портландцементе ПЦ-Б

Разработчик: кафедра «Производство строительных материалов, изделий и конструкций» ИТФ СВФУ им. М.К. Аммосова

зав. ка^дройд^тгЯ^" профессор инженер

А.Е. Местников

« уу » декабря 2011 г.

А.Г. Кардашевский

к.т.н., доцент

А.Д. Егорова

«

Р/ » декабря 2011 г.

Якутск 2011

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

1. Общая характеристика производства 4

2. Материалы, составы и свойства пенобетона 6

3. Технологический процесс изготовления пенобетона 8

4. Техника безопасности и производственная санитария 14

5. Использование некондиционной продукции 15

6. Охрана окружающей среды 15

7. Требования безопасности труда 16

8. Приложение 1. Определение плотности и прочности пенобето- 17 на при сжатии по контрольным образцам (согласно ГОСТ 10180-90)

ВВЕДЕНИЕ

Настоящий технологический регламент разработан на производство монолитного теплоизоляционного пенобетона на быстротвердеющем портландцементе (далее - ПЦ-Б) на мобильной установке «СОВБИ» для ООО «Инновационно-технологический центр» (г. Якутск).

Регламент устанавливает технологические параметры производства теплоизоляционных пенобетонов и требования к ним, содержит требования к исходным сырьевым материалам, их подготовке, составам пенобетонных смесей, режимам их приготовления, формования и твердения.

Исследования проведены на исходных материалах Заказчика: портландцементе ПЦ 400-ДО ОАО ПО "Якутцемент" (пос. Мохсоголлох, Республика Саха (Якутия), гипсовое вяжущее с Олекминского месторождения, горные породы с карьера ДСУ Горного района РС(Я), местной водопроводной воде и пенообразователе белкового происхождения Laston FOAMCEM (Италия).

В результате проведенной работы подобраны составы теплоизоляционного пенобетона на основе ПЦ-Б плотностью 300-500 кг/м .

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОИЗВОДСТВА

1.1. Технологический регламент разработан для организации производства монолитного теплоизоляционного пенобетона в условиях строительной площадки на мобильной установке «СОВБИ». Установка «СОВБИ» поставляется с паспортом, требования которого следует соблюдать в обязательном порядке.

1.2. Регламент распространяется на производство монолитного пенобетона для строительства малоэтажных жилых, общественных, производственных и сельскохозяйственных зданий с относительной влажностью воздуха в помещении не более 75% и при неагрессивной среде. Пенобетон должен соответствовать требованиям ТУ № 5745-002-50845180-2006 «Бетоны ячеистые неавтоклавные (пенобетоны)» и ГОСТ 25485-89 «Бетоны ячеистые. Технические условия».

1.3. Регламент разрабатывается в течение 28 суток со дня предоставления сырьевых материалов Заказчиком и распространяется на изготовление монолитного теплоизоляционного пенобетона.

1.4. К месту размещения установки для производства монолитного пенобетона «СОВБИ» предъявляются следующие требования:

• площадка для установки должна быть горизонтальной (наклон не более 2°);

• высота над уровнем моря должна быть не более 100 м;

• установка должна быть защищена от атмосферных осадков;

• электрооборудование пенобетоносмесителя должно подключаться к трехфазной сети переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 380 В.

1.5. Технологический процесс включает следующие этапы производства:

• приготовление водного раствора пенообразователя и пены на его основе;

• перемешивание пены с цементным тестом в пенобетоносмесителе;

• транспортирование пенобетонной смеси с помощью героторного насоса к месту заливки монолита;

• набор начальной (пластической) прочности пенобетона.

Технологический процесс производства пенобетона включает следующие этапы и операции:

2. МАТЕРИАЛЫ, СОСТАВЫ И СВОЙСТВА ПЕНОБЕТОНА

Технологические составы пенобетона подобраны на следующих исходных материалах:

2.1. Портландцемент производства ОАО «Якутцемент» (пос. Мохсо-голлох, Республика Саха (Якутия) ПЦ 400-ДО (ГОСТ 10178-85):

Таблица 2.1. Физико-механические свойства цемента

Характеристика цемента, ед. изм. Метод испытания Фактическое значение

ПЦ 400-Д0

Остаток на сите 008, % ГОСТ 310.2-76* 7,0

Нормальная густота цементного теста, % ГОСТ 310.3-76* 26,00

Сроки схватывания: начало, час-мин окончание, час-мин ГОСТ 310.3-76* 1-45

2-50

Равномерность изменения объема цемента ГОСТ 310.3-76* Выдержано

Предел прочности при сжатии, МПа ГОСТ 310.4-81* 43,0

Предел прочности при изгибе, МПа ГОСТ 310.4-81* 7,3

Марка цемента 400

2.2. Гипсовое вяжущее вещество (ГВВ) изготовленное из гипсового камня Олёкминского и Даппарайского месторождений. Содержание в гипсовом камне Са804-2Н20 составляет: Олёкминского месторождения - 80,80%

(III сорт); Даппарайского - 93,96% (I сорт).

Таблица 2.2. Основные свойства гипсового вяжущего вещества (по ГОСТ 23789 - 79 Вяжущие гипсовые. Методы испытаний)

№ пп Вид гипсового вяжущего Марка вяжущего Тонкость помола по остатку на сите №02,% Нормальная густота, % Сроки схватывания мин-с Про1 чер< IV! IHOCTb ;з 2 ч, [Па

начало конец Rc5K Rmr

1 ß-модифика-ции Г-4 2,02 57 3-30 4-30 4,58 2,40

2 ß-модифика-ции Г-6 5,08 56 3-55 6-10 6,11 4,20

2.3. Пенообразователь белкового происхождения ЬаэШп БОАМСЕМ (Италия) плотностью 1,075 г/см .

2.4. Вода техническая (ГОСТ 23732-79).

2.5. Горелые породы с карьера ДСУ Горного района РС(Я) со следующими физическими свойствами:

- объемная масса от 1610 до 2060 кг/м ,

- плотность от 2610 до 2750 кг/м ,

- пористость от 19,01 до 41,45 %,

- водопоглощение от 5,09 до 23,18%.

Таблица 2.3. Химический состав горелой породы, %

Горелая порода ЯЮг ТЮ2 А1203 Ре203 ГеО МпО \1»()

65,05 0,70 16,62 6,06 <0,25 0,07 1,80

СаО к2о N320 р205 ЭОз со2 ппп

2,45 2,52 3,16 0,18 0,65 <0,20 0,28

Результаты испытаний получены в лаборатории на контрольных сырьевых материалах Заказчика.

Ориентировочные расходы сырьевых материалов на 1 м теплоизоляционного пенобетона приведены в табл. 3.1. Плотность пеномассы при заливке изделий необходимо обязательно замерять для уточнения марки пенобетона по плотности и регулировать временем перемешивания пеномассы, которое варьируется в пределах 45-60 сек.

Таблица 2.4. Составы теплоизоляционного пенобетона

Средняя плотность в сухом состояНИИ, кг/м" Состав в сухом состоянии, кг / % по массе Вода, л Пена, мл Прочность при сжатии (28 сут), МПа

Цемент Гипс Горелая порода

300 230/90 14,03/5,5 11,47/4,5 127 830 0,428

400 479/90 19,1/5,5 15,67/4,5

500 396/90 24,2/5,5 19,8/4,5 222 1Д 0,514

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО ПЕНОБЕТОНА

Технологический процесс заполнения несъемной опалубки (форм) строительных конструкций заключается в точном дозировании и перемешивании исходных компонентов в смесительных устройствах, подаче гомогенизированной жидкой пенобетонной смеси в полость строительных конструкций, заполнении и отверждении исходной композиции в полости строительных конструкций.

3.1. Структурно-технологическая схема производства работ

На основе результатов научно-практических исследований разработана структурная схема производства теплоизоляционного пенобетона и организации строительных работ по заполнению пенобетонной смесью несъемной опалубки стеновых и других строительных конструкций, что показана на рис. 3.1.

3.2. Технологический процесс заполнения несъемной опалубки стеновых ограждений теплоизоляционным пенобетоном

3.2.1. Для заполнения несъемной опалубки стеновых ограждений в летних условиях, не ниже +10°С, где обеспечиваются нормальные условия твердения бетона, для получения пенобетонов низкой плотности 250-300 кг/мЗ рекомендуется применять пенобетонные смеси на основе портландцемента.

3.2.2. Для производства монолитного теплоизоляционного пенобетона в условиях строительной площадки при температуре окружающего воздуха ниже +10° С рекомендуется применять портландцемент быстротвердеющий (ПЦ-Б) с комплексной добавкой из гипса и горелой породы, поставляемой в виде сухой смеси в водонепроницаемой упаковке, готовой к употреблению.

3.2.3. Для использования цементно-песчаных и пенобетонных смесей для заполнения пустот в несъемной опалубке строительных конструкций рекомендуется использовать механизированный комплекс «СОВБИ» (г. Санкт-Петербург). Технологическая схема получения пенобетонных материалов показана на рис. 3.2.

3.2.4. Установка «СОВБИ» (таблица 3.1) предназначена для приготовления и транспортирования пенобетонных смесей на основе минеральных вяжущих и заполнителей, пенообразователя и воды для устройства монолит-

3

ных массивов из пенобетона плотностью 250-1000 кг/м .

Рис. 3.1. Структурная схема производства теплоизоляционного пенобетона и организации строительных работ по заполнению пенобетонной смесью несъемной опалубки стеновых и других строительных конструкций

Щ -вода

Рис. 3.2. Технологическая схема производства работ с использованием пенобетона: БС - пенобетоносмеситель «СОВБИ»; 1 - компрессор; 2 - технологические отверстия для контроля заполнения полости; 3 - заливочная головка (ГЗ); 4 - заполняемая полость (макропустота); 5 - конструкция, подлежащая к заполнению монолитным пенобетоном

Таблица 3.1. Технические характеристики комплекса «СОВБИ»

Параметры Единица измерения Показатели

Объем емкости смесителя м3 1,0

Установленная мощность кВт 9,0-13

Производительность м3/час 6-7

Рабочее давление воздуха МПа до 0,15

Подача материала по бетонопрово- м, по горизонтали 100

ДУ м, по вертикали 60

Габариты м 2,3x1,14x1,6

Масса, суммарная (гереторный насос, пеногенератор, компрессор, смеситель) кг 690 (140,95,75,380 соответственно)

3.2.5. Технологическое оборудование может использоваться как на строительных площадках, так и в стационарных условиях. Применение его

10

на стройплощадках существенно сокращает сроки выполнения строительных работ, позволяет получать пенобетон с заданными свойствами, контролировать технологический процесс, сводить к минимуму затраты на материалы и производство строительно-монтажных работ.

3.3. Технологический регламент производства теплоизоляционного пенобетона в условиях строительной площадки

3.3.1. Перед началом работ по устройству монолитного теплоизоляционного слоя из пенобетона производится подготовка сырьевых материалов. Портландцемент доставляется в мешках по 50 кг. Вода привозится и хранится в металлической емкости. Пенообразователь «РОАМБЕМ» хранится в бочках из нержавеющей стали в 200 л. Гипс доставляется в мешках в 50 или 25 кг. Горелые породы также хранятся в водонепроницаемых мешках.

3.3.2. Характеристика исходных материалов были приведены в р. 2. здесь приведем основные требования к исходным материалам, как это требует разработка технологического регламента согласно ГОСТ.

Портландцемент марки не ниже 400 по ГОСТ 10178-85, (предпочтительнее использовать цемент ПЦ400 ДО, ПЦ500 ДО, допустимо применять ПЦ400 Д20, ПЦ500 Д20). При использовании цементов, имеющих другую маркировку, необходимо провести лабораторные исследования с целью выяснения совместимости данного цемента с применяемым пенообразователем. При температуре окружающего воздуха рекомендуется применять КГВ.

Песок (применяется при необходимости) по ГОСТ 8736-93 с содержанием слюды не более 0,5 %, илистых и глинистых примесей не более 3%. Наибольший размер зерен песка зависит от плотности пенобетона, но не должен превышать 1,25 мм. Для пенобетона Б400 применять песок средней крупности не более 0,14; для Э500 применять песок средней крупности не более 0,315.

Вода для затворения цемента должна применяться с температурой не более +30°С и соответствовать ГОСТ 23732-79;

Пенообразователь на основе поверхностно-активных веществ, соответствующий требованиям НД, действующей на территории РФ, и обеспечивающий получение пенобетона с заданными физико-механическими характеристиками.

Для регулирования процессов структурообразования и твердения, а также свойств пенобетона, могут применяться химические добавки, принятые в технологии бетонов. Однако, перед их применением, необходимо провести тест на совместимость данной добавки с используемым пенообразователем.

3.3.3. Состав пенобетонных смесей. Ориентировочные нормы расхода компонентов на 1 м3 пенобетонной смеси при соблюдении перечисленных требований к исходным материалам приведены в таблице 2.4.

3.3.4. Технологический процесс изготовления пенобетона.

Подготовка исходных материалов. Портландцемент, удовлетворяющий

требованиям ГОСТ 8736-93, не требует специальной подготовки (для повышения прочностных характеристик и ускорение набора прочности необходима активация цемента).

При использовании песка его перед подачей в дозирующее устройство смесительной установки следует просеивать через сито с соответствующим размером ячейки.

Подготовка пенообразователя при изготовлении пенобетонных изделий заключается в приготовлении рабочего раствора пенообразователя путем смешивания пеноконцентрата с водой в заданном соотношении в отдельной пластмассовой или металлической емкости (возможно также производить смешивание воды и пеноконцентрата в ресивере пеногенератора).

Приготовление пенобетонной смеси. Все составляющие смеси, за исключением пены, дозируются с точностью, %:

портландцемент и комплексная добавка на основе гипса и горелой породы (по массе) ± 1,

песок (при необходимости)(по массе) ± 2,

вода (по объему) ± 1.

Необходимое количество пены, установленное рецептурой смеси, дозируется по объему смесителя.

Приготовление пенобетонной смеси осуществляется в лопастном смесителе, обеспечивающем требуемую однородность смеси цемента, песка (при необходимости) и воды, качественное смешивание ее с готовой пеной.

Пенобетонная смесь приготавливается следующим образом: в работающий смеситель заливают воду в количестве, установленном на замес, загружают отдозированные цемент и комплексную добавку, если необходимо песок, продолжают перемешивание до получения однородной массы. Готовая пена из пеногенератора подается по шлангу в смеситель и перемешивается со смесью в течение 120... 150 секунд. Готовая пенобетонная смесь должна быть использована не позднее 20 мин после приготовления.

Формование осуществляется литьевым способом в заранее подготовленную опалубку. Высота слоя при заливке пенобетонных смесей должна быть не более 0,6 м. Следующий слой пенобетонной смеси заливается по достижении необходимой пластической прочности.

Последующие слои пеномассы заливаются на предыдущий слой с высоты не более 0,4..0,5 м, чтобы избежать разбивания пеномассы при падении и разрушения ее структуры.

Твердение пенобетона в условиях строительной площадки должно осуществляться при температуре окружающего воздуха не ниже минус 15°С, причем при отрицательных температурах воздуха необходимо обеспечить положительную температуру пеномассы в течение первых 4...5 часов. Это достигается использованием при замесе теплой воды, дополнительным утеплением места заливки, прогревом стен изнутри и т.д. Поверхности пенобетона после формования желательно накрывать полиэтиленовой пленкой на 1-2 суток.

Контроль производства и управление технологическим процессом включают входной контроль (хранение и подготовка исходных материалов -

проверяется активность цемента и других вяжущих, зерновой состав и влажность песка, температура воды, стойкость пены), операционный контроль (приготовление пенобетонной смеси - соотношение компонентов, средняя плотность смеси, формование - размеры опалубки, высота заливки, твердение температура воздуха), приемо-сдаточный контроль (средняя плотность в сухом состоянии, предел прочности при сжатии, теплопроводность, морозостойкость, внешний вид).

4. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ

САНИТАРИЯ

4.1. Меры безопасности при производстве работ

4.1.1. К производству работ следует допускать рабочих, обученных правилам техники безопасности, мерам противопожарной безопасности и производственной санитарии.

4.1.2. Помещение для производства работ с использованием полимерных смол должна быть оборудовано общеобменной приточно-вытяжной вентиляцией с кратностью обмена не ниже 15 и местным отсосом газов непосредственно от места проведения работ.

4.1.3. Перед проведением работ необходимо изучить инструкции по эксплуатации технологического основного и дополнительного оборудования, компрессора, требования пожарной безопасности, показатели токсичности и горючести применяемых химических компонентов.

4.1.4. Особое внимание следует обратить на следующие операции:

а) Подготовка рабочей смеси. Для предупреждения несчастных случаев запрещается взвешивание химических ингредиентов и загрузка их в баки пе-ногенератора без средств индивидуальной защиты органов дыхания (противогазы марки А и др.) и кожи рук (резиновые перчатки, защитные пасты, мази и др.). Слив химических компонентов в канализацию запрещается.

б) Инъекцирование жидкой рабочей композиции. Для обеспечения нормальных условий работы необходимо соблюдать правила эксплуатации технологического оборудования.

4.2. Меры безопасности при эксплуатации технологического оборудования

4.2.1. Основными источниками опасности при работе на технологическом оборудовании «СОВБИ» являются: узлы под напряжением 380 и 220 В, движущиеся части насосов и компрессора, шланги подачи компонентов, находящихся под давлением, исходные химические компоненты.

4.2.2. Кабель, питающий оборудование, должен быть уложен на вешки. Перегибание кабеля не допускается.

4.2.3. Запрещается подключать оборудование к сети лицам, не имеющим специального допуска.

5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НЕКОНДИЦИОННОЙ ПРОДУКЦИИ

Некондиционная продукция используется предприятием в собственных целях или перерабатывается в крошку для использования в качестве теплоизоляционных засыпок.

6. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Производство пенобетона является безотходным, не загрязняющим окружающую среду.

При производстве изделий образуются следующие продукты:

• слабоконцентрированные цементные растворы после промывки технологического оборудования, количество которых достигает 5-10 кг за смену в пересчете на сухое вещество. Очистка воды производится в отстойниках и используется повторно в технологическом процессе.

• цементная пыль, образующаяся при транспортировании и складировании вяжущего.

7. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА

Охрана труда и техника безопасности должна осуществляться согласно сле-дующим нормативным документам:

СНИПIII-4-80. Техника безопасности в строительстве;

ГОСТ 12.1.003-83. ССБТ. Шум. Общие требования безопасности;

ГОСТ 12.1.004-91. ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования;

ГОСТ 12.1.005-88. ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны;

ГОСТ 12.1.019-79. ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и но-менклатура видов защиты.

К производству работ по изготовлению пенобетона допускаются мужчины, не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование, спе-циаль-ную подготовку, обучение безопасным методам работ и имеющие допуск к этим работам.

Кроме обучения безопасным методам работ, каждый рабочий проходит вводный инструктаж при поступлении на работу и производственный, проводимый непосредственно на рабочем месте мастером и оформленный в специальном журнале инструктажа с обязательной росписью рабочего.

Все рабочие должны быть обеспечены соответствующей спецодеждой и, где требуется, индивидуальными средствами защиты.

Все рабочие и производственные помещения должны быть снабжены естественной или искусственной приточно-вытяжной вентиляцией.