Исследовательский Институт Строительной Физики (ниисф) Содержание: Содержание: 2




Скачать 210.54 Kb.
НазваниеИсследовательский Институт Строительной Физики (ниисф) Содержание: Содержание: 2
Дата публикации07.05.2013
Размер210.54 Kb.
ТипДокументы
litcey.ru > Математика > Документы



Научно - Исследовательский Институт Строительной Физики (НИИСФ)

Содержание:


Содержание: 2

1. Блок «Теплостен». Принципиальная схема, технология производства, внешний вид образцов. 3

2. Цель данной работы: 6

3. Определение теплотехнических параметров слоев блока «Теплостен» 15

1. Блок «Теплостен». Принципиальная схема, технология производства, внешний вид образцов.


В соответствии с договором № 12110 от 22 марта 2007 г. с ООО «НИИ «Теплостен»» в лаборатории НИИСФ РААСН была проведена работа по определению теплофизических свойств стеновых блоков «Теплостен» и кладки из них.

Принципиальная схема блока «Теплостен» представлена на рис. 1.





^ Рис. 1 Теплоэффективный блок (принципиальная схема).

1 – декоративный (облицовочный) слой, 2 – эффективный утеплитель, 3 – конструкционный слой. Наружный и внутренний слои бетона соединены двумя базальтопластиковыми стержнями. Представленные к испытаниям образцы имеют равную толщину декоративного и несущего слоев – по 75 мм, толщина теплоизоляционного слоя 150 мм.

^ Технологический порядок изготовления блоков «Теплостен».

Для изготовления стеновых блоков применяют следующие материалы и изделия:

  • Портландцемент М400, М500 ГОСТ 10178-85

  • Гравий, щебень и песок ГОСТ 9757-90

Гравий и щебень фракции от 5 до 20 мм насыпной плотностью не более 800 кг/ м3.

  • Песок кварцевый ГОСТ 8736-93

  • Вода для бетонов ГОСТ 23732-79

  • Пенополистирольные плиты М25 ГОСТ 15588-86

  • Арматурные базальтопластиковые стержни по техническим условиям изготовителя.

В смеситель засыпается расчетное количество песка, цемента, необходимые добавки (пластифицирующие, ускорители твердения бетона), вода и перемешивается
в течение 1-2 минут. Засыпается расчетное количество легкого заполнителя
и перемешивается в течение 1-2 минуты с постепенным добавлением воды
до необходимой пластичности бетонной смеси.

Качество бетонной смеси определяется контрольными датчиками.

Формирование блоков производится в стальных формах вибро-литьевым способом.










Рис. 2. Изготовление блоков «Теплостен» на конвейерной линии

При работе конвейерной линии выполняются следующие операции:

  • установка съемных металлических днищ, пресс-форм, боковых пластин в формы;

  • заполнение части формы смесью фактурного слоя с помощью шнекового дозатора;

  • уплотнение слоя на вибростоле;

  • установка теплоизоляционных вкладышей и стеклопластиковых (базальто-пластиковых) стержней;

  • заполнение части формы смесью внутреннего несущего слоя из керамзитобетона
    с виброуплотнением.

Твердение блоков осуществляется при температуре от +16 до +30 0С методом естественного вызревания.

Качество изготовления блоков «Теплостен» по описанной технологии и точность их геометрических размеров позволяет осуществлять кладку на полимерцементном клею
с минимальными вертикальными и горизонтальными швами (до 2 мм).








^ Рис. 3. Внешний вид образцов теплоэффективных блоков, представленных
на исследования.



Номенклатура выпускаемых изделий «Теплостен» включает семь наименований блоков:

  • блок рядовой БР 40-30-20 (400х300х200 мм);

  • блок рядовой половинчатый БРП 20-30-20 (200х300х200 мм);

  • блок наружный БУН 50-30-20 (500х300х200 мм);

  • блок угловой внутренний БУВ 50-30-20 (500х300х200 мм);

  • блок простеночный с четвертью для проёмов БП 40-30-20 (400х300х200 мм);

  • блок проёмов половинчатый с четвертью БПП 20-30-20 (200х300х200)

  • и блок поясной однослойный БПС 40-12-20 (400х120х200 мм).












^ Рис. 4. Образцы декоративного, теплоизоляционного (двух марок)
и несущего слоев, представленные для определения теплопроводности, паропроницаемости и сорбции.

^

2. Цель данной работы:


Проведение комплексных испытаний трехслойных стеновых блоков «Теплостен»
с определением теплотехнических качеств каждого из слоев и стеновой конструкции
в целом.

Для исследований представлены блоки рядовые БР 40-30-20 (400х300х200 мм) для определения теплопроводности в кладке, а так же образцы декоративного, теплоизоляционного и несущего слоев, для определения теплопроводности, паропроницаемости, сорбции и водопоглощения каждого из слоев. Для исследования свойств теплоизоляционного слоя представлены образцы пенополистирола двух марок по плотности ПСБ- 25 и ПСБ-35 по ГОСТ 15588. Кроме того, представлены образцы блоков угловых, простеночных, проемов и поясных по одному экземпляру, для визуально-инструментальной оценки качества изготовления и геометрических параметров.

Содержание работы

Определение плотности декоративного, теплоизоляционного и несущего слоев теплоэффективного блока проводили в соответствии с ГОСТ 12730.1. Среднюю плотность о в кг/м3 вычисляли по формуле

о = m/V,
где m - масса образца, кг;
V - объем образца, м3 .

Средние значения плотности в сухом состоянии исследуемых образцов составили:

для декоративного слоя – 1750 кг/м3;

для теплоизоляционного слоя – 15,4 кг/м3 и 26,3 кг/м3;

для несущего слоя - 1550 кг/м3 .

^ Масса рядового блока в среднем составила – 21,6 кг

Плотность брутто рядового блока в среднем составила – 900 кг/м3.

Определение влажности образцов декоративного, теплоизоляционного и несущего слоев теплоэффективного блока проводили в соответствии с ГОСТ 12730.2.

Средние значения влажности (%, по массе) поступивших на исследования образцов составили:

для декоративного слоя –2,8%;

для теплоизоляционного слоя ПСБ- 25 – 1,4% и ПСБ-35 – 0,5%;

для несущего слоя - 1,5%.

Процессы сорбции водяного пара образцов керамзитобетона декоративного
и несущего слоев, а так же пенополистирола двух плотностей исследовались эксикаторным методом в соответствии с ГОСТ 24816.

Для исследования сорбции из образцов были отобраны частицы материала (керамзитобетона и пенополистирола соответственно) размером от 0,5 до 3 (мм). Образцы материала засыпались в стеклянные бюксы и высушивались в сушильном шкафу
до постоянной массы при температуре 95 оС для керамзитобетона и при 60 оС
для пенополистирола. Открытые бюксы с навесками материала помещали в стеклянные эксикаторы, устанавливая их на керамические решетки, расположенные над поверхностью рабочих растворов. Каждый эксикатор заполнен водным раствором серной кислоты различных концентраций, который создаёт определённую относительную влажность воздуха в замкнутом объеме (=40, 50, 60, 70, 80, 90, 98%).









Рис. 5. Исследование сорбционных свойств декоративного, теплоизоляционного и несущего слоев эксикаторным методом по ГОСТ 24816.

Эксикаторы плотно закрывали крышкой и оставляли образцы в открытых бюксах. Стеклянные бюксы с образцами материалов периодически взвешивали до достижения равновесного влагосодержания между воздухом, находящимся в эксикаторе,
и испытуемым материалом. По разности масс бюкса с материалом в сухом состоянии
и в состоянии равновесного влагосодержания определяли влажность материала по массе, w, % при соответствующей относительной влажности воздуха , %, в эксикаторе.

Результаты измерений сорбционной влажности образцов материалов теплоэффективного блока: керамзитобетона (декоративного и несущего слоев), а так же пенополистирола двух плотностей представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1.

Экспериментальные значения сорбционной влажности образцов керамзитобетона декоративного и несущего слоев

Декоративный слой керамзитобетона, плотностью 1750 кг/м3

, %

40

50

60

70

80

90

100

w, %

2,0

2,5

2,8

3,5

4,7

6,8

11

Несущий слой керамзитобетона, плотностью 1550 кг/м3

, %

40

50

60

70

80

90

100

w, %

2,3

3,1

3,5

4,0

5,1

7,4

11,9

Таблица 2.

Экспериментальные значения сорбционной влажности образцов пенополистирола марок ПСБ- 25 и ПСБ-35

Пенополистирол плотностью 15 кг/м3 ПСБ- 25

, %

40

50

60

70

80

90

100

w, %

1,1

1,3

1,5

1,7

1,9

2,1

2,8

Пенополистирол плотностью 25 кг/м3 ПСБ-35

, %

40

50

60

70

80

90

100

w, %

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

2,6

Испытания теплопроводности образцов проводились по методике, соответствующей ГОСТ 7076, предусматривающей создание стационарного теплового потока через образец при фиксированной разности температур на его поверхностях. Расчёт коэффициента теплопроводности проводился по формуле:

 = g/t,

где,  - коэффициент теплопроводности, Вт/(м оС);

g - плотность теплового потока, Вт/м2;

t - перепад температур на поверхностях образца, оС;

  • - толщина образца, м.

Эксперименты проводились на приборе ИСК-У при температуре 20 оС при перепаде температур на поверхностях образца 8-10 оС. Для экспериментального определения теплопроводности использовали образцы, размером 250х250х50 (мм) по три образца каждого материала и каждой из марок по плотности. Теплопроводность измерялась на образцах при той влажности, при которой они поступили в лабораторию. После этого проводили испытания на сухих образцах, для чего они сушились
до постоянной массы перед проведением эксперимента при температуре 95 оС для керамзитобетона и при 60 оС для пенополистирола. Результаты экспериментальных исследований теплопроводности образцов представлены в таблице 3 и 4.

По полученным значениям влажности и соответствующим им значениям теплопроводности рассчитывались значения приращения теплопроводности на 1% влажности материала по формуле:

= (w - о)/w.




Рис. 6. Определение теплопроводности декоративного, теплоизоляционного и несущего слоев по ГОСТ 7076.

Таблица 3.

Результаты экспериментального определения теплопроводности образцов керамзитобетона




Декоративный слой керамзитобетона

Несущий слой керамзитобетона

Плотность в сухом состоянии, о, кг/м3

1750

1550

Средние значения теплопроводности в сухом состоянии при 20 оС, о, Вт/(моС)

0,62

0,53

Влажность образцов, w, % по массе

3,8

4,2

Средние значения теплопроводности во влажном состоянии, w, Вт/(моС)

0,68

0,60

Приращение теплопроводности на 1% влажности, , Вт/(моС%)

0,016

0,017

Таблица 4.

Результаты экспериментального определения теплопроводности образцов пенополистирола




пенополистирол марки ПСБ- 25

пенополистирол марки ПСБ-35

Плотность в сухом состоянии, о, кг/м3

15,2

26,3

Средние значения теплопроводности в сухом состоянии при 20 оС, о, Вт/(моС)

0,039

0,032

Влажность образцов, w, % по массе

1,4

0,5

Средние значения теплопроводности во влажном состоянии, w, Вт/(моС)

0, 41

0,033

Приращение теплопроводности на 1% влажности, , Вт/(моС%)

0,0015

0,0015

Для определения расчетных значений теплопроводности испытанных образцов условно принимали изменение теплопроводности от влажности по линейной зависимости, что является справедливым в принятом диапазоне влажностей.

Исследование паропроницаемости образцов керамзитобетона (декоративного
и несущего слоев), а так же пенополистирола двух плотностей проводилось по методике ГОСТ 25898. Методика соответствует методу «мокрой чашки», предполагающему расположение в специальном приборе образцов исследуемого материала над водой. Для исследования
из массива материала выпиливали по три образца, размером 100х100х10 (мм) и 100 при δ=10 мм. Боковые поверхности образцов покрывали парафином и устанавливали
в верхней части сосуда с водой, на расстоянии полутора-двух сантиметров от поверхности воды. Все щели между боковыми гранями образца и стенками сосуда тщательно герметизировались, после чего сосуд с образцом помещался в шкаф, в котором выдерживается температура 20 ± 2 С и относительная влажность 54,5 ± 1%.

Через определенные промежутки времени (не реже одного раза в 7 сут.) температуру и относительную влажность воздуха в шкафу измеряли посредством аспирационного психрометра, а образцы вместе с сосудами взвешивали на электронных весах ВЛКТ-400 с точностью до 0,01 грамма. По результатам взвешивания вычисляли плотность потока водяного пара через образец. Испытания считались законченными после установления стационарного потока пара через образец, т.е. когда плотность потока
в течение нескольких последовательных взвешиваний в среднем изменялась не более чем на 5-6%.





Рис. 7. Исследование паропроницаемости образцов керамзитобетона (декоративного и несущего слоев), а так же пенополистирола двух плотностей по ГОСТ 25898.

Для расчёта коэффициента паропроницаемости образцов использовались полученные значения плотности потока водяного пара через образец, значения упругостей водяного пара в воздухе в пространстве шкафа и в сосуде под образцом, а также толщина и площадь образца. Коэффициент паропроницаемости образцов вычисляли по формуле:

=Po/(S - PRпв)

где P - количество пара, прошедшего через образец, мг/час Па;

o - толщина образца, м;

S -площадь сечения образца, м2;

Rпв - сопротивление паропроницанию воздуха

Rпв=в/в,

где в - толщина воздушного слоя (расстояние от уровня воды в испарительной чашке до нижнего основания образца), м;

в - коэффициент паропроницаемости воздуха в приборе, равный 0,135 мг/м час Па.

Таблица 5.

Средние значения коэффициентов паропроницаемости образцов керамзитобетона
и пенополистирола:

^ Наименование материала

Плотность, кг/м3

Значение коэффициента паропроницаемости,

мг/(м ч Па)

Декоративный слой керамзитобетона

1750

0,07

Несущий слой керамзитобетона

1550

0,08

Пенополистирол марки ПСБ- 25

15,4

0,06

Пенополистирол марки ПСБ- 35

26,3

0,05

Для более точного определения теплотехнических параметров декоративного, несущего и теплоизоляционного слоев блока «Теплостен» были проведены экспериментальные определения водопоглощения по ГОСТ 12730 и ГОСТ 17177. При этом, образцы пенополистирола были вырезаны в лаборатории из рядовых блоков, из числа тех, что представлены для определения теплопроводности в кладке. Водопоглощение декоративного и несущего слоев определяли по представленным вырезанным образцам.





Рис. 8. Для более точного определения теплотехнических параметров теплоизоляционного слоя образцы пенополистирола были вырезаны из блоков «Теплостен», представленных для испытания в кладке. В центре блока видны базальтопластиковые стержни, соединяющие наружный и внутренний слои керамзитобетона

Результаты испытания представлены в таблицах 6 и 7.

Таблица 6.

Результаты экспериментальных определений водопоглощения декоративного
и несущего слоев керамзитобетона



обр.

Масса образца после сушки (t=952оС) до постоян. массы, г.

Водопоглощение, %, по массе

За 24 часа

За 48 часов

За 72 часа

Масса обр. после насы-щения водой, г.

Кол-во погло-щенной воды, г.

W,

%, мас.

Масса обр. после насы-щения водой, г.

Кол-во погло-щенной воды, г.

W,

%,

мас

Масса обр. после насы-щения водой, г.

Кол-во погло-щенной воды, г.

W,

%, мас

Декоративный слой керамзитобетона

1

4340

4634

294

6,77

4643

303

6,9

4652

312

7,2

2

5200

5506

306

6,46

5525

325

6,3

5540

340

6,5

3

4400

4690

290

6,6

4709

309

7,0

4716

316

7,2

Несущий слой керамзитобетона

1

3980

4288

308

7,74

4312

322

8,3

4314

342

8,6

2

3636

3928

292

8,3

3950

314

8,6

3968

332

9,1

3

3760

4062

302

8,0

4073

313

8,3

4082

322

8,6

Таблица 7.

Результаты экспериментальных определений плотности и водопоглощения пенополистирола по ГОСТ 17177 из блоков «Теплостен»



пп

Размеры, объем материала

Масса сухого материала, гр.

Плот-ность, кг/м3

Водопоглощение за 24 часа при полном погружении в воду

Масса образца после насыщения водой, гр.

Кол-во погло-щенной воды, гр.

W,

%,

масс.

W,

%,

объемн.

1.

94,8х97,2х100 мм,

V=0,00092 м3

19,1

21,2

48,87

29,77

155,9


3,24

2,

119х121х85,4 мм,

V=0,00123 м3

23,12

19,1

62,06

38,94

168,4

3,17

3,

93,3х96,3х70,0 мм,

V=0,00063 м3

11,98

19,3

30,70

18,72

156,3

3,0

Следует отметить, что образцы пенополистирола, вырезанного из блоков, имеют характеристики несколько не соответствующие требованиям ГОСТ15588 к марке 35
по плотности и водопоглощению по объему.

Влажность пенополистирола, взятая из блоков имела существенный разброс
и составила от 2% до 12% по массе. Этот факт, вероятно, связан с тем, что при изготовлении блоков вибро-литьевым методом, часть воды затворения из бетонной смеси мигрирует в пенополистирол. Неравномерное распределение влажности
в теплоизоляционной слое объясняется как разным возрастом блоков, так и тем, что блоки, находясь в штабеле, имели различную возможность подсыхания. Влажность слоев в процессе эксплуатации уравновесится; расчет сроков наступления квазистационарного влажностного режима стены представлен ниже.

Таким образом, с учетом всех исследованных факторов, за расчетные параметры материалов слоев блока можно принять следующие значения, представленные в таблице 8.

Таблица 8.

Расчетные параметры исследуемых материалов декоративного, несущего
и теплоизоляционного слоев блока «Теплостен»

Расчетные параметры

Декоративный слой керамзито-
бетона

Несущий слой керамзито-
бетона

Пенополисти-рол марки

ПСБ- 25

Пенополи-

стирол марки

ПСБ- 35

Плотность, о, кг/м3

1750

1550

15,4

26,3

Теплопроводность в сухом состоянии, о, Вт/(моС)

0,62

0,53

0,039

0,032

Теплопроводность для усл. экспл. Б, Б, Вт/(моС)

0,78

0,7

0,054

0,047

Коэффициент паропроницаемости, мг/(м ч Па)

0,07

0,08

0,06

0,05

Расчетное массовое отношение влаги в материале при условиях эксплуатации Б, %

10

10

10

10

На основании проведенных исследований материалов слоев блока «Теплостен», можно сделать вывод о целесообразности применения в качестве теплоизоляционного слоя пенополистирол марки ПСБ- 35. В дальнейших расчетах будут использованы характеристики для этой марки.
^

3. Определение теплотехнических параметров слоев блока «Теплостен»


Оценка приведенного сопротивления теплопередаче наружной стены из блоков «Теплостен» по результатам теплотехнических исследований материалов отдельных слоев блока.

Сопротивление теплопередаче Rо, мС /Вт, определяется по формуле 8 СП 23-101-2004:

Rо = Rsi + Rk + Rse,

где, Rsi = 1/αi, αi – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, равный 8,7 Вт/мС,

Rse = 1/αe, αe – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода года, равный 23 Вт/мС,

Rk = R1 + R2 + R3 + Rn,

где, R1 + R2 + R3 + Rn – термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, мС /Вт, определяемые по формуле:

R = δ/λ,

Где δ – толщина слоя, м,

λ – расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/моС.

Rо = 1/8,7 + 0,075/0,78 + 0,15/0,047 + 0,075/0,7 + 1/23 = 3,54 мС /Вт.

Таким образом, рассчитанное по результатам теплотехнических исследований материалов слоев, значение приведенного сопротивления теплопередаче данной конструкции стены без учета теплопроводных включений (стыков, откосов проемов, обрамляющих ребер, гибких связей, швов и др.) составляет 3,54 мС /Вт.

Определение сопротивления теплопередаче и эффективной теплопроводности кладки из блоков «Теплостен» производилось в климатической камере «КТК-3000»
по ГОСТ 26254-84. Фрагмент кладки устраивали из рядовых основных и половинчатых блоков.








Похожие:

Исследовательский Институт Строительной Физики (ниисф) Содержание: Содержание: 2 iconМежгосударственныйстандар т
Разработан ниупц «Межрегиональный институт окна», Научно-исследовательский институт строительной физики раасн с участием компании...
Исследовательский Институт Строительной Физики (ниисф) Содержание: Содержание: 2 iconДокументация
«российский федеральный ядерный центр всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики»
Исследовательский Институт Строительной Физики (ниисф) Содержание: Содержание: 2 iconУтверждено
Заказчик: Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт технической физики и автоматизации"
Исследовательский Институт Строительной Физики (ниисф) Содержание: Содержание: 2 iconО проведении открытого запроса
«российский федеральный ядерный центр всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики»
Исследовательский Институт Строительной Физики (ниисф) Содержание: Содержание: 2 iconСодержание содержание 1 предисловие 2
История жизни и деяний этих потомков Бхарата изложена в 18 книгах (Parvans), составляющих содержание знаменитой индусской поэмы....
Исследовательский Институт Строительной Физики (ниисф) Содержание: Содержание: 2 iconСтроительные нормы и правила российской федерации тепловая защита зданий
Разработаны нии строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук, цнииэп жилища, Ассоциацией инженеров по...
Исследовательский Институт Строительной Физики (ниисф) Содержание: Содержание: 2 iconПроизнесенная им при открытии чтений
Тщеславие должно испариться и превратиться в ничто, когда для человека становится необходимостью существенное содержание, когда он...
Исследовательский Институт Строительной Физики (ниисф) Содержание: Содержание: 2 iconСодержание содержание 1
Экспертно-консалтинговая компания BoardSource публикует «Индекс управления нко 2010»
Исследовательский Институт Строительной Физики (ниисф) Содержание: Содержание: 2 iconСодержание
Педагогический контроль, содержание, цель, место, значение при занятиях физической культурой и спортом
Исследовательский Институт Строительной Физики (ниисф) Содержание: Содержание: 2 iconРаспоряжение от 28 декабря 2011 г. №2412-р
Федерации -институт Теоретической и Экспериментальной Физики» и федерального государственного унитарного предприятия «Государственный...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
litcey.ru
Главная страница