CC BY
56УДК 691.327.32
Ю.С.ВЫТЧИКОВ, канд. техн. наук, А.В. ЧЕРЕНЕВА, инженер, Самарский государственный архитектурно-строительный университет
Экспериментальное исследование воздухопроницаемости беспесчаного керамзитобетона
Крупнопористый беспесчаный керамзитобетон в настоящее время используется при возведении наружных стен энергоэффективных зданий.
В Московском институте материаловедения и эффективных материалов (Московский ИМЭТ) разработана технология производства крупнопористого беспесчаного керамзитобетона «Капсимет».
Заполнитель вместе с вяжущим веществом в течение нескольких минут подвергается интенсивному механическому воздействию в специальных машинах — капсулято-рах, где покрывается оболочкой (капсулой) вяжущего вещества, при последующем твердении которого образуется монолитная структура крупнопористого бетона [1].
Применение указанной выше технологии позволяет существенно сократить расход вяжущего материала, что связано с распределением его тонким слоем на поверхности зерен керамзита, а также повысить теплозащитные свойства керамзитобетона за счет равномерного распределения воздуха в его порах.
В настоящее время ЗАО «НИИКерамзит» (Самара) совместно с Самарским государственным архитектурно-строительным университетом проводятся исследования, связанные с разработкой стеновых камней из беспесчаного керамзитобетона для энергоэффективных зданий.
К стеновым ограждающим конструкциям согласно СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» предъявляются требования по ограничению их воздухопроницаемости. Воздухопроницаемость наружных стен жилых и общественных зданий должна быть не более 0,5 кг/(м2 • ч).
Воздухоизоляционные свойства строительных материалов и конструкций характеризуются сопротивлением их воздухопроницанию, определяемым по формуле:
' I
(м2 • ч • Па)/кг,
(1)
коэффициент
Ln G2 ~
Ln G-
Ln L
0
•......................
^^ 1 1 1
Ln А P,
Ln А P2 Ln А P
Рис. 1. Зависимость воздухопроницаемости материала от перепада давления (в логарифмической системе координат)
дика исследования воздухопроницаемости строительных и теплоизоляционных материалов, поэтому при создании экспериментальной установки в лаборатории теплотехнических испытаний СГАСУ были учтены рекомендации, приведенные в работах [2, 3, 4].
Согласно [4] зависимость воздухопроницаемости исследуемого образца от перепада давлений на его гранях имеет следующий вид:
G = — AP", кг/(м2 • ч), S
(2)
при п = 1 — для ламинарного режима движения воздуха в порах материала; п < 1 — для турбулентного режима. Логарифмируя уравнение (2), получим:
lnG = n-lnAP Ini Inö.
(3)
Величина показателя режима фильтрации п определяется по графику, представленному на рис. 1:
n = tg<p =
lnG2 InGf
(4)
lnAP2 -InAPj
Величина коэффициента воздухопроницаемости исследуемого материала находится по формуле:
i =
АР"
■<5, кг/(м • ч • Па).
(5)
Сущность метода измерения воздухопроницаемости заключается в том, что через исследуемый образец диаметром 95 мм пропускают поток воздуха. После установления стационарного режима измеряют расход фильтрующегося через образец воздуха и перепад давления на его противоположных поверхностях. По результатам измерений рассчитываются значения сопротивления воздухопроницанию и коэффициента воздухопроницаемости.
где 8 — толщина слоя материала, м; i воздухопроницаемости, кг/(м • ч • Па).
В ГОСТ 25891—83 «Здания и сооружения. Методы определения сопротивления воздухопроницаемости ограждающих конструкций» представлена методика определения воздухопроницаемости ограждающих конструкций. В нормативной литературе отсутствует мето-
Ln G
Рис. 2. Схема установки для определения воздухопроницаемости теплоизоляционных материалов: 1 - металлическая обойма; 2 - образец; 3 - газовый счетчик СГБМ-1.6; 4 - пылесос VC - 2020; 5 - ЛАТР-1м; 6 - микроманометр ЭЛМ
научно-технический и производственный журнал QTfJfjyTf ~JJbllbJ" TÖ июль 2011
а G, кг/(М ч) 2,5
2
1,5 1
0,5 0
1
2
3
4
5
6 ЛР, даПа
б Ln G 0,9 0,8
0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0
0 0,5 1 1,5 2 £и АР
Рис. 3. Графики зависимости воздухопроницаемости от перепада давления для пробы из партии № 1: а - в координатах в - ДР; б - в координатах Ln в - Ьп ДР
Схема установки приведена на рис. 2.
В экспериментальной установке испытуемый материал устанавливается в специальной герметичной обойме. Перепад давления создают пылесосом. Величину перепада определяют по микроманометру с наклонной трубкой, в который залит этиловый спирт. Один конец трубки сообщается с атмосферой, а другой — с поддонным пространством обоймы.
Измерение разности давлений сводится к регистрации уровней в наклонной трубке.
Количество прошедшего воздуха измеряют газовым счетчиком, а время работы установки определяют по секундомеру.
Пылесос подключен к сети переменного тока через лабораторный автотрансформатор.
По представленной выше методике проведения испытаний строительных материалов на воздухопроницаемость были проведены исследования на воздухопроницаемость трех проб из каждой партии беспесчаного ке-рамзитобетона.
На рис. 3 представлены графики зависимости расхода воздуха через испытуемые пробы от перепада давлений.
Результаты испытаний на воздухопроницаемость проб из беспесчаного керамзитобетона приведены в таблице.
Из представленных в таблице данных можно сделать вывод, что воздухопроницаемость беспесчаного керам-зитобетона существенно выше воздухопроницаемости керамзитобетона на керамзитовом песке [3].
Поэтому для повышения сопротивления воздухо-проницания в конструкции керамзитобетонного камня
№ партии № образца Плотность в сухом состоянии Yn, кг/м3 Коэффициент воздухопроницаемости i, кг/(м . ч . Па)
1 488 0,0658
1 2 505 0,0645
3 440 0,068
Среднее значение 478 0,066
4 345 0,075
2 5 348 0,072
6 323 0,078
Среднее значение 339 0,075
7 544 0,0652
3 8 531 0,069
9 527 0,067
Среднее значение 534 0,067
10 595 0,072
4 11 595 0,073
12 603 0,069
Среднее значение 598 0,071
предусмотрена защита более плотными слоями из керамзитобетона толщиной 20 мм как с наружной, так и с внутренней стороны.
Ключевые слова: беспесчаный керамзитобетон, воздухопроницаемость, коэффициент воздухопроницаемости.
Список литературы
1. Бикбау М.Я. Капсимэт — современная технология быстровозводимых зданий // Строительные материалы. 2004. № 3. С. 12-13.
2. Фокин К. Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий М.: АВОК-ПРЕСС, 2006. 258 с.
3. Брилинг Р.Е. Воздухопроницаемость ограждающих конструкций и материалов. М.: Стройиздат, 1949. 90 с.
4. Савин B.K. Строительная физика: энергоперенос, энергоэффективность, энергосбережение. М.: Лазурь, 2005. 432 с.
0
fj научно-технический и производственный журнал
® июль 2011 TT
