139
МГСУ
ВЕСТНИК© Макаренкова Ю.В., 2012
ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ. МЕХАНИЗМЫ И ОБОРУДОВАНИЕ
УДК 666.9
Ю.В. Макаренкова
ФГБОУ ВПО «МГСУ»
ПРИМЕНЕНИЕ МИКРОДУРА В КЛАДОЧНЫХ СИСТЕМАХ Рассмотрены проблема получения сверхлегкого кладочного раствора и способы ее решения, а также предпосылки для оптимизации структуры кладочных растворов. В на-стоящее время микродур широко применяется при строительстве и ремонте подземных сооружений, тоннелей, нефтяных и газовых скважин.
Ключевые слова: энергоэффективность, кладочный раствор, микросферы, микро-дур, теплотехническая однородность.
В настоящее время энергосбережение и энергоэффективность, в т.ч. зданий и со-оружений, являются приоритетным направлением развития науки, технологии и тех-ники в Российской Федерации. Один из индикаторов энергосбережения — среднее значение удельного расхода тепла на отопление единицы площади помещения. От него зависит сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, определен-ное в [1]. При этом в большинстве случаев влияние швов, являющихся теплопрово-дными включениями, не учитывается при проектировании. В результате фактические значения сопротивлений теплопередаче могут не совпадать с расчетными. Это сказы-вается на фактических параметрах энергоэффективности зданий. Поэтому актуаль-ной становится проблема уменьшения дополнительных теплопотерь через швы.
Существующие облегченные кладочные растворы из сухих смесей частично ре-шают проблему теплотехнической однородности, но снизить их среднюю плотность ниже 1000 кг/м3 и получить низкую теплопроводность не удается из-за высокой
водо-потребности и расслаиваемости.
Существующие кладочные растворы не позволяют создать теплотехнически однородную конструкцию стены из-за несоответствия по средней плотности мел-коштучных изделий, кладочного раствора. Средняя плотность кладочных растворов по своему значению должна стремиться к значению плотности стеновых материалов. Этим самым коэффициент теплотехнической неоднородности стены можно довести до 0,98 и более [2]. Однако, поскольку современные кладочные растворы имеют сред-нюю плотность значительно выше, чем материал стен, они не позволяют повысить сопротивление теплопередаче однородной стены и тем самым уменьшить дополни-тельные теплопотери через растворные швы.
Данную проблему можно решить, если использовать в кладочном растворе в ка-честве наполнителя полые стеклянные микросферы (ПСМС).
ПСМС представляют собой мельчайшие (в несколько микрон) частицы шаро-образной формы. Их использование в качестве облегчающего наполнителя в рас-твор началось в конце 1980-х гг. Микросферы имеют тончайшую стенку, внутри они заполнены под небольшим давлением газом. Размер каждой микросферы около 20…30 микрон, толщина стенки — 1…3 микрона, истинная плотность микросфер — 240...300 кг/м3.
140 ISSN 1997-0935. Vestnik MGSU. 2012. № 5
МГСУ
ВЕСТНИК 5/2012
Необходимо, чтобы микросферы в камне были максимально плотно упакованы, т.е. их объемная доля в объеме камня была максимальной. Этого можно добиться за счет уменьшения толщины прослоек цементной матрицы, что, в свою очередь, мо-жет быть достигнуто применением высокоэффективного минерального вяжущего — Mikrodur (Микродур).
Микродур — продукт воздушной сепарации пыли при помоле клинкерных це-ментов с марками до 600 — начал применяться с 1995 г. в Германии и относительно недавно в России при строительстве и ремонте подземных сооружений, тоннелей, а также нефтяных и газовых скважин [3—5]. Микродур отличается высокой степенью дисперсности и относится к особо тонкодисперсным вяжущим.
Авторами были проведены поисковые экспериментальные исследования. Иссле-дованы строительные растворы, имеющие подвижность ПК = 8…10 см, определены физико-механические, реологические и теплофизические свойства строительного раствора и камня. Результаты исследований приведены в табл. 1 и 2. Облегченные и сверхлегкие цементные растворы удовлетворяют требованиям [6—8].
Табл. 1. Составы и свойства облегченного кладочного раствора (смесь)
№ п/п Состав, мас. % Цемент Составы на 1 мВода 3, кгПСМС В/Ц ρр, кг/м3
1 ПЦ-100; ПСМС-0 1363,74 560,08 0,00 0,41 1923,82
2 ПЦ-100; ПСМС-10 819,29 462,61 81,93 0,56 1363,84
3 ПЦ-100; ПСМС-20 555,54 450,44 111,11 0,81 1117,08
4 ПЦ-100; ПСМС-30 418,50 447,41 125,28 1,07 991,19
5 ПЦ-100; ПСМС-4,7 1102,23 472,24 51,66 0,43 1626,13
6 МК-100; ПСМС-0 972,58 686,27 0,00 0,71 1658,84
7 МК-100; ПСМС-50 285,44 433,13 142,44 1,52 861,01
8 МК-100; ПСМС-36 367,23 442,12 131,83 1,20 941,17
Примечания. В/Ц — водоцементное отношение; ρр — средняя плотность раствора; ПЦ —
портланд-цемент; МК — микродур.
Табл. 2. Свойства облегченного кладочного раствора (камень)
№
п/п Состав, мас. % МПаRизг, Pср, кН Rсж,
МПа ρр
камня ,
кг/м3
Rуд.сж,
МПа/ кг·103
Rуд.изг,
МПа/ кг·103
λ, Вт/ м°С
1 ПСМС-0ПЦ-100; 19,50 125,63 50,25 1865,55 26,94 10,45 0,868
2 ПСМС-10ПЦ-100; 9,50 88,13 35,25 1058,42 33,30 8,98 0,403
3 ПСМС-20ПЦ-100; 4,75 39,38 15,75 774,49 20,34 6,13 0,295
4 ПСМС-30ПЦ-100; 3,25 26,25 10,50 657,65 15,97 4,94 0,250
5 ПСМС-4,7ПЦ-100; 15,25 114,38 45,75 1384,47 33,05 11,02 0,611
6 ПСМС-0МК-100; 14,25 107,50 43,00 1383,43 31,08 10,30 0,610
7 ПСМС-50МК-100; 5,75 45,00 18,00 467,71 38,49 12,29 0,142
8 ПСМС-36МК-100; 11,00 66,25 26,50 570,47 46,45 19,28 0,190
Примечания. Rизг — прочность на изгиб; Pср — изгибающая нагрузка; Rсж — прочность на сжатие;
141
МГСУ
ВЕСТНИКTechnology of construction procedures. Mechanisms and equipment
Технология строительных процессов. Механизмы и оборудование
Вывод. С использованием микродура можно получить кладочный раствор с наи-лучшими свойствами (ρр = 941,17 кг/м3, R
изг = 11,00 МПа, Pср = 66,25 кН, Rсж = 26,50 МПа,
ρркамня = 570,47 кг/м3, R
уд.сж = 46,45 МПа/кг·103, Rуд.изг = 19,28 МПа/кг·103, λ = 0,190 Вт/м°С).
Коэффициент теплопроводности несущего и теплоизоляционного пеноблока ра-вен 0,18…0,21 Вт/м°С. Таким образом, получаем теплотехнически однородную ограж-дающую конструкцию с коэффициентом теплотехнической однородности r = 0,98.
Библиографический список
1. СНиП 23-02—2003. Тепловая защита зданий. М. : Изд-во стандартов, 2004. 45 с. 2. Орешкин Д.В. По материалам Международной научной конференции «Технология стро-ительства и реконструкции: проблемы и решения» — TCR-2004, состоявшейся 25—26 октября 2004 г. в Минске в БНТУ.
3. Веста-Инж. Режим обращение:т www.vestaing.ru. Дата обращения: 26.04.2012.
4. Байдаков О.С. Применение материалов Mikrodur для инъекционных работ при укрепле-нии грунтов и усилеукрепле-нии конструкций // Метро и тоннели. 2005. № 6. С. 34—38.
5. Панченко А.И., Харченко И.Я. Особо тонкодисперсное минеральное вяжущее Микродур: свойства, технология и перспективы использования // Строительные материалы. 2005. № 10. С. 76—78.
6. ГОСТ 28013—98. Растворы строительные. Общие технические условия. М. : Изд-во стандартов, 1999. 22 с
7. ГОСТ 5802—78. Растворы строительные. Методы испытаний. М. : Изд-во стандартов, 1986. 16 с.
8. ГОСТ 7076—78. Материалы строительные. Метод определения теплопроводности. М. : Изд-во стандартов, 1987. 15 с.
Поступила в редакцию в апреле 2012 г.
О б а в т о р е : Макаренкова Юлия Викторовна — ведущий инженер, ФГБОУ ВПО
«Московский государственный строительный университет» (ФГБОУ ВПО «МГСУ»), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, [email protected], 8 (495) 287-49-14, доб. 13-58.
Д л я ц и т и р о в а н и я : Макаренкова Ю.В. Применение микродура в кладочных системах //
Вестник МГСУ. 2012. № 5. С. 139—142.
Yu.V. Makarenkova
APPLICATION OF MIKRODUR IN MASONRY SYSTEMS
The author describes the problem of production of the ultra lightweight masonry mortar and methods of its solution. Conditions of optimization of the masonry mortar structure are considered in the article. Presently, Microdur is widely used in construction and repair of subsurface structures, tunnels, oil and gas wells.
The use of Mikrodur may substantially improve the properties of the masonry mortar (ρр = 941.17 kg/m3, R= 11.00 MPa, P
av = 66.25 kN, Rcompression = 26.50 MPa, ρрstone = 570.47 kg/m3, Rper unit compression = 46.45 PMa/kg·103, Rper unit = 19.28 PMa/kg·103, λ = 0.190 Wt/m°С).
The thermal conductivity of both bearing and thermal insulation porous concrete blocks is equal to 0.18…0.21 Wt/m°С. Thus, the new envelope structure of homogeneous thermal conductivity has a value of thermotechnical homogeneity ratio r = 0.98.
Key words: energy eficiency, masonry mortar, microspheres, Mikrodur, heat insulation
homogeneity.
References
1. SNiP 23-02—2003. Teplovaya zashchita zdaniy [Building Norms and Rules 23-02-2003. Thermal Protection of Buildings]. Moscow, Standartov Publ., 2004, 45 p.
2. Oreshkin D.V. Tehnologiya stroitel’stva i rekonstruktsii [Construction and Restoration Technology]. Collected works of International Scientiic Conference “Construction and Restoration Technology: Problems and Solutions”. Minsk, 2004.
142 ISSN 1997-0935. Vestnik MGSU. 2012. № 5
МГСУ
ВЕСТНИК 5/2012
4. Baydakov O.S. Primenenie materialov Mikrodur dlya in”ektsionnykh rabot pri ukreplenii gruntov i usilenii konstruktsiy [Application of “Microdur” Materials for Grout Works of Ground Stabilization and Enforcement of Structures]. Metro i tonneli [Subway and Tunnels]. 2005, no. 6, pp. 34—38.
5. Panchenko A.I., Kharchenko I.Ya. Osobo tonkodispersnoe mineral’noe vyazhushchee Mikrodur: svoystva, tekhnologiya i perspektivy ispol’zovaniya [Especially Finely Dispersed Mineral Binder “Microdur”: Properties, Technologies and Prospects for Use]. Stroitel’nye materialy [Construction Materials]. 2005, no. 10, pp. 76—78.
6. GOST 28013—98. Rastvory stroitel’nye. Obshchie tekhnicheskie usloviya [State Standard 28013—98. Building Mortars. General Speciications]. Moscow, Standartov Publ., 1999, 22 p.
7. GOST 5802—78. Rastvory stroitel’nye. Metody ispytaniy [State Standard 5802—78. Building Mortars. Testing Methods]. Moscow, Standartov Publ., 1986. 16 p.
8. GOST 7076—78. Materialy stroitel’nye. Metod opredeleniya teploprovodnosti. [State Standard 7076—78. Building Materials. Method of Thermal Conductivity Identiication]. Moscow, Standartov Publ., 1987, 15 p.
A b o u t t h e a u t h o r : Makarenkova Yuliya Viktorovna — leading engineer, Moscow State University of Civil Engineering (MSUCE), 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; [email protected], +7 (495) 287-49-14 (ext. 13-58).
