Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.
Улан-Удэ: ВСГТУ, 2007. — 144 с.
Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия
Научный руководитель: Доктор технических наук профессор Заяханов М.Е. Актуальность. В практике современного строительства одной из важнейших задач является обеспечение качественной теплозащиты зданий, способствующей энерго- и ресурсосбережению. Новое строительство, реконструкция и капитальный ремонт зданий осуществляются в соответствии с новыми, повышенными требованиями к теплозащите ограждающих конструкций (в частности, требованиям СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»). При проектировании и строительстве зданий актуальным является вопрос снижения массы отдельных конструкций и всего здания в целом. Снижение материалоемкости здания позволяет уменьшить нагрузки на несущие конструкции и как следствие снизить затраты на строительство. Поэтому к ограждающим конструкциям сейчас уделяется особое внимание. Одно из приоритетных направлений - использование легкого бетона. Таким материалом может быть полистиролбетон, однако на его долю приходится менее 5% всего производства. Это связано с высокой стоимостью исходного полисти-рольного сырья. Производство полистиролбетона можно расширить за счет использования упаковочного полистирола. Объем отходов на основе полистирольных пластиков достигает 50 тыс. т в год, из которых большую часть составляет вспененный полистирол, используемый как упаковочный материал, который может быть регенерирован, то есть, восстановлены пенополистирольные гранулы сферической формы с помощью экструзионной установки. Необходимо было получить теплоизоляционно-конструкционный бетон на основе пенополистирольных гранул из упаковочного материала и применить его в строительстве в качестве теплоизоляции и стеновых изделий. Диссертационная работа выполнена в рамках Единого заказа - наряда Министерства науки РФ по теме: «Разработка теоретических основ малоэнергоемких вяжущих и бетонов на их основе», а также тематического плана госбюджета по теме: «Использование минерального сырья и отходов Забайкалья для получения эффективных строительных материалов», и подпрограмме научно-технического прогресса Министерства образования и науки «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки техники». Цель исследования - получение легкого бетона на регенерированных гранулах. Для решения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи: - исследовать влияние химических добавок на адгезионную прочность в системе цемент-пенополистирол-вода; -определить эффективность химических добавок по совокупности ряда факторов: изменение гидрофобной поверхности пенополистирола, упрочнение гранул и влияние на прочность цементного камня; -выявить роль микронаполнителей и заполнителя на основе местного сырья в бетоне; -методом математического планирования подобрать оптимальные составы на основе цементного вяжущего; -исследовать свойства магнезиального вяжущего на основе бруситового сырья и полистиролбетона на его основе; -разработать принципиальную технологическую схему получения стеновых изделий на основе полистиролбетона; - дать технико-экономическое обоснование применения полистиролбетона. Научная новизна. Выдвинута концепция возможности получения сферических гранул из тарного пенополистирола и экспериментально доказана эффективность и целесообразность нового технологического подхода к переработке вторичного пенополистирольного сырья. Выявлены закономерности повышения адгезионных свойств в системе цемент - пенополистирол - вода путем модифицирования поверхности пено-полистирольных гранул химическими добавками. Установлено, что решающим фактором является снижение краевого угла смачивания и формирование переходного слоя от гидрофобной поверхности полистирола к гидрофильной поверхности цемента. Достигнуто повышение адгезионной прочности за счет модифицирования поверхности гранул в 2-2,25 раза. Получен композиционный материал, включающий минеральное вяжущее (портландцемент, каустический магнезит), минеральный заполнитель, микронаполнитель, химические добавки и регенерированный пенополистирол с широким диапазоном строительно-технических свойств. Практическое значение: предложена технология переработки пенополистирола в гранулы; разработаны составы полистиролбетона на основе портландцемента на упрочненных гранулах и на основе магнезиального вяжущего; экспериментально доказана техническая возможность и подтверждена экономическая целесообразность применения полистиролбетона на регенерированном пенополистироле; получен теплоизоляционно-конструкционный бетон с физикомеханическими показателями: класс бетона В 2,5 и выше, средней плотно-стью 800-1100 кг/м , который может быть использован для производства стеновых блоков малоэтажного строительства. На основе разработанных составов полистиролбетона на регенерированном пенополистироле произведена теплозащита существующих зданий г. Улан- Удэ Республики Бурятия общей площадью 1375 м .
Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия
Научный руководитель: Доктор технических наук профессор Заяханов М.Е. Актуальность. В практике современного строительства одной из важнейших задач является обеспечение качественной теплозащиты зданий, способствующей энерго- и ресурсосбережению. Новое строительство, реконструкция и капитальный ремонт зданий осуществляются в соответствии с новыми, повышенными требованиями к теплозащите ограждающих конструкций (в частности, требованиям СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»). При проектировании и строительстве зданий актуальным является вопрос снижения массы отдельных конструкций и всего здания в целом. Снижение материалоемкости здания позволяет уменьшить нагрузки на несущие конструкции и как следствие снизить затраты на строительство. Поэтому к ограждающим конструкциям сейчас уделяется особое внимание. Одно из приоритетных направлений - использование легкого бетона. Таким материалом может быть полистиролбетон, однако на его долю приходится менее 5% всего производства. Это связано с высокой стоимостью исходного полисти-рольного сырья. Производство полистиролбетона можно расширить за счет использования упаковочного полистирола. Объем отходов на основе полистирольных пластиков достигает 50 тыс. т в год, из которых большую часть составляет вспененный полистирол, используемый как упаковочный материал, который может быть регенерирован, то есть, восстановлены пенополистирольные гранулы сферической формы с помощью экструзионной установки. Необходимо было получить теплоизоляционно-конструкционный бетон на основе пенополистирольных гранул из упаковочного материала и применить его в строительстве в качестве теплоизоляции и стеновых изделий. Диссертационная работа выполнена в рамках Единого заказа - наряда Министерства науки РФ по теме: «Разработка теоретических основ малоэнергоемких вяжущих и бетонов на их основе», а также тематического плана госбюджета по теме: «Использование минерального сырья и отходов Забайкалья для получения эффективных строительных материалов», и подпрограмме научно-технического прогресса Министерства образования и науки «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки техники». Цель исследования - получение легкого бетона на регенерированных гранулах. Для решения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи: - исследовать влияние химических добавок на адгезионную прочность в системе цемент-пенополистирол-вода; -определить эффективность химических добавок по совокупности ряда факторов: изменение гидрофобной поверхности пенополистирола, упрочнение гранул и влияние на прочность цементного камня; -выявить роль микронаполнителей и заполнителя на основе местного сырья в бетоне; -методом математического планирования подобрать оптимальные составы на основе цементного вяжущего; -исследовать свойства магнезиального вяжущего на основе бруситового сырья и полистиролбетона на его основе; -разработать принципиальную технологическую схему получения стеновых изделий на основе полистиролбетона; - дать технико-экономическое обоснование применения полистиролбетона. Научная новизна. Выдвинута концепция возможности получения сферических гранул из тарного пенополистирола и экспериментально доказана эффективность и целесообразность нового технологического подхода к переработке вторичного пенополистирольного сырья. Выявлены закономерности повышения адгезионных свойств в системе цемент - пенополистирол - вода путем модифицирования поверхности пено-полистирольных гранул химическими добавками. Установлено, что решающим фактором является снижение краевого угла смачивания и формирование переходного слоя от гидрофобной поверхности полистирола к гидрофильной поверхности цемента. Достигнуто повышение адгезионной прочности за счет модифицирования поверхности гранул в 2-2,25 раза. Получен композиционный материал, включающий минеральное вяжущее (портландцемент, каустический магнезит), минеральный заполнитель, микронаполнитель, химические добавки и регенерированный пенополистирол с широким диапазоном строительно-технических свойств. Практическое значение: предложена технология переработки пенополистирола в гранулы; разработаны составы полистиролбетона на основе портландцемента на упрочненных гранулах и на основе магнезиального вяжущего; экспериментально доказана техническая возможность и подтверждена экономическая целесообразность применения полистиролбетона на регенерированном пенополистироле; получен теплоизоляционно-конструкционный бетон с физикомеханическими показателями: класс бетона В 2,5 и выше, средней плотно-стью 800-1100 кг/м , который может быть использован для производства стеновых блоков малоэтажного строительства. На основе разработанных составов полистиролбетона на регенерированном пенополистироле произведена теплозащита существующих зданий г. Улан- Удэ Республики Бурятия общей площадью 1375 м .