Статья опубликована в рамках: CIV Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 09 августа 2021 г.)
Наука: Технические науки
Секция: Архитектура, Строительство
Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции
АНАЛИЗ СВОЙСТВ СОСТАВОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПЕРЛИТА
ANALYSIS OF PROPERTIES OF COMPOSITIONS USING PERLITE
Sokovikova Marina
Student, Department of Construction Materials, Mechanization and Geotechnics, Kalashnikov Izhevsk State Technical University,
Russia, Izhevsk
Gordina Anastasia
Scientific adviser, candidate of Technical Science, associate professor Kalashnikov Izhevsk State Technical University
Russia, Izhevsk
Yakovlev Grigory
Scientific adviser, Doctor of Technical Science, professor, Head of the Department of Construction Materials, Mechanization and Geotechnics Kalashnikov Izhevsk State Technical University
Russia, Izhevsk
Работа выполнена при финансовой поддержке Ижевского государственного технического университета им. Калашникова в рамках гранта № РНИИ – 2021-07
The work was carried out at the financial support by Kalashnikov Izhevsk State Technical University within the framework of the grant no № РНИИ – 2021-07
АННОТАЦИЯ
В современном строительстве особое внимание уделяется вопросам теплосбережения. В этом отношении одним из наиболее перспективных вариантов улучшения теплотехнических показателей является применение специальных теплоизоляционных смесей. В статье рассматриваются преимущества смесей на основе перлита по сравнению со смесями, использующих в качестве наполнителя другие материалы, а также примеры изменения физико-механических свойств составов в зависимости от соотношения минерального вяжущего и наполнителя (перлита).
ABSTRACT
In modern construction special attention is paid to the issues of heat saving. In this regard, one of the most promising options to improve the thermal performance is the use of special heat insulation mixtures. The article considers the advantages of perlite-based mixtures as compared with mixtures with other materials as fillers and examples of changes in physical and mechanical properties of compositions depending on the ratio of mineral binder and filler (perlite).
Ключевые слова: теплоизоляционная смесь; теплая штукатурка; перлит; вспученный перлит; теплосбережение.
Keywords: heat insulation mixture; heat insulation plaster; perlite; expanded perlite; heat preservation.
Современные требования к конструктивным элементам зданий и сооружений в процессе строительства и эксплуатации постоянно возрастают. Одним из главных критериев, которым должны удовлетворять системы объектов строительство – это обеспечение энергосбережения и снижения воздействия на окружающую среду.
Развитие энергосберегающих систем с точки зрения создания конструктивных элементов предполагают использование материалов, которые минимизируют потери тепловой энергии через элементы ограждающих конструкций. Минимизировать теплопотери можно различными способами, включая: использование эффектных теплоизоляционных материалов, применение навесных фасадных систем, модернизация системы отопления и мониторинга инженерных систем зданий.
Одним из методов сохранения тепла во внутреннем пространстве объектов строительства является использование специальных теплых штукатурок. Данные материалы представляют собой группу отделочных покрытий для наружных и внутренних работ, основной задачей которых является сохранение тепла внутри помещения, сочетающих в себе выравнивающие, гидро- и теплоизоляционные свойства.
В качестве основы для теплоизоляционных штукатурок могут использоваться минеральные составляющие — портландцемент и его разновидности, известковые, гипсовые вяжущие или их сочетание. При этом в зависимости от вида минеральной матрицы будет зависеть область применения материалов, так штукатурные составы на основы цемента могут использовать как во влажных, так и в нормальных условиях (влажность не более 65% и температура более 5 градусов Цельсия).
Классические штукатурные цементные растворы, в качестве заполнителей которых применяется песок, отличаются высоким коэффициентом теплопроводности. С целью повышения теплоизоляционных параметров в качестве заполнителей рекомендуется применять пористые материалы, такие как:
- вспученный перлит;
- вермикулит;
- гранулы пенополистирола;
- пеностекло;
- древесные опилки.
При этом неорганические заполнители отличаются большей долговечностью, высокой адгезией к вяжущему и устойчивостью к воздействию агрессивных факторов. Органические заполнители позволяют получить материалы с более высокими теплоизоляционными свойствами, но обеспечивают невысокое качество покрытия, подвержены гниению (древесный опил) и возгоранию, поэтому используются редко.
Большая доля тёплых смесей, предлагаемых в настоящее время, представляют собой смеси на минеральной основе с высоким содержанием перлита. [1]
Рисунок 1. Перлит вспученный
Вспученный перлит – материал естественного происхождения, который получается путем высокотемпературной обработки эффузивных алюмосиликатных пород. Материал характеризуется легкостью, поскольку его насыпная плотность составляет от 200 до 400 кг/м3 в зависимости от дисперсности, в тоже время заполнитель обладает хорошими поглощающими и водоудерживающими свойствами, огнеупорен, химически неактивен, биологически стоек. Используется перлит в широком температурном диапазоне -200°С до +875°С. [2]
Штукатурные составы на минеральной основе, в качестве заполнителей в которых выступает вспученный перлит, обладают рядом преимуществ: высокие эксплуатационные параметры, долговечность, гигиеничность и безопасность, устойчивость к гниению, действию грибка, насекомых и других вредных факторов. [3]
При этом структура материала насыщена большим количеством пор и пустот, которые образуются при предварительной термической обработке заполнителя. Ячеистая структура материала с большим количеством закрытых пор позволяет значительно увеличить теплоемкость материала, снизить его теплопроводность, что и обеспечивает одну из лидирующих позиций среди всех теплоизоляционных смесей. [4]
Вспученный перлит получают из природных минералов, которые в процессе термической обработки слюды увеличиваются в объеме в несколько раз, при этом структура образующихся гранул аморфная. При смешивании материала с минеральным вяжущим, например портландцементом, формируется прочное сцепление между матрицей и заполнителем, однако поверхность готового изделия будет шероховатая. Что, с одной стороны, обеспечит его высокую адгезию к основанию (конструкции), однако будет необходима финишная отделка поверхности. При этом для достижения требуемых параметров по звуко- и теплоизоляции слой штукатурного раствора может превышать 5 см, что увеличивает расход материалов и усложняет технологию, поскольку потребуется для нанесения покрытия разбить работы на несколько этапов. [5]
Область применения тёплых штукатурок весьма обширна, например их используют в ремонтных работах, для выравнивания поверхностей, в качестве защитно-декоративной отделки, при утеплении фасадов, подсобных сооружений, для внутренних работ, для отделки помещений с повышенной влажностью (подвалов). Помимо этого, смеси на основе перлита используют:
- В качестве кладочного раствора при кирпичной кладке;
- для утепления трубопроводов;
- при устройстве «тёплых» полов [6]
Таблица 1.[1]
Некоторые варианты перлитовых штукатурок
|
Штукатурка |
Цена |
Примечание |
|
Perel Teplorob |
240 руб. за 20 кг |
- |
|
HAGAST FS-402 |
215 руб. за 15 кг |
|
|
HAGAST FSW-402 |
240 руб. за 15 кг |
то же, но для зимнего нанесения |
|
Glims Velur |
225 руб. 15 кг |
- |
|
ExtraGips Изо |
270 руб. за 30 кг |
на основе гипса |
На основе анализа представленных данных можно сделать вывод, что из-за высокой стоимости штукатурной смесь для приготовления рабочего раствора и ее высокого расхода при проведении работ, более доступный вариант – это приготовление смеси самостоятельно на строительной площадке.
Таблица 2. [7]
Пропорции вяжущего и перлитового наполнителя для щтукатурной смеси
|
|
Цемент/перлит (пропорция по объёму) |
Цемент, кг |
Перлит, м3 |
Вода, л |
Воздухововлекающие добавки, л |
|
A |
1:4 |
375 |
1 |
300 |
4.1 |
|
B |
1:5 |
300 |
1 |
290 |
4.1 |
|
C |
1:6 |
250 |
1 |
270 |
4.1 |
|
D |
1:8 |
188 |
1 |
270 |
4.1 |
Таблица 3. [7]
Изменение физических характеристик штукатурной смеси в зависимости от содержания перлита
|
|
Цемент/перлит (пропорция по объёму) |
Прочность на сжатие, кг/см2 |
Плотность в сухом виде, кг/м3 |
Плотность во влажном состоянии, кг/м3 |
Теплопроводность, Вт/(м*0С) |
|
A |
1:4 |
24,1 - 34,4 |
544 - 640 |
808±32 |
0,10 – 0,11 |
|
B |
1:5 |
15,8 – 23,4 |
448 - 544 |
728±32 |
0,09 – 0,10 |
|
C |
1:6 |
9,6 – 13,7 |
384 - 448 |
648±32 |
0,08 – 0,09 |
|
D |
1:8 |
5,5 – 8,6 |
320 - 384 |
584±32 |
0,07 – 0,08 |
Анализируя представленные данные, можно сделать вывод, что при увеличении содержания перлита достигается рост параметров теплоизоляции за счет снижения плотности составов, одновременно с этим будет снижаться прочность и расти водопоглощение. Поэтому необходимо подбирать соотношение компонентов в зависимости от условий эксплуатации и требуемых свойств.
Например, для кладочного раствора пропорции смешивания зависят от этажности здания, при частном строительстве это 1:4 или 1:5, где 1 часть — цемент, а 4 и 5 частей перлита.
Теплая штукатурка — это актуальный материал, который в конкретных условиях и типах выполняемых работ, является наиболее экономически выгодным, поскольку имеет немало достоинств по сравнению с другими материалами, которые применяют для сохранения тепла. Составы на основе минеральных вяжущих с добавлением перлита одним из самых перспективных материалов, поскольку при варьировании соотношения компонентов можно получить растворы с различным комплексом физико-механических свойств. При этом данные материалы отличаются высокой экологичностью, безопасностью, включая огнестойкость, и долговечностью.
Список литературы:
- Тёплая штукатурка: заводские и самодельные растворы [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://cdelayremont.ru/teplaya-shtukaturka (дата обращения 22.07.2021)
- Вспученный перлит [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://petroperlit.ru/produktsiya/perlit (дата обращения 22.07.2021)
- Перлит вспученный (Перлитовый песок) [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL:http://vekha.ru/perlit_vspuchennyy_perlitovyy_peso (дата обращения 23.07.2021)
- Характеристики и применение перлитовой штукатурки [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL:https://promplace.ru/suhie-smesi-shtukaturka-staty/perlitovaya-shtukaturka-1742.htm (дата обращения 22.07.2021)
- Козлов С.Д., Коридзе В.Г., Бондарь А.В., Чайковский А.О. Тёплая штукатурка. Утеплитель для стен дома // Бюллетень науки и практики. — 2017. — №5. электронный ресурс] — Режим доступа. — URL:https://cyberleninka.ru/article/n/teplaya-shtukaturka-uteplitel-dlya-sten-doma (дата обращения 22.07.2021)
- Что такое тёплая перлитовая штукатурка. Её секреты и особенности [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://dekorshtukaturka.ru/vidy-shtukaturki/perlitovaya-shtukaturka (дата обращения 23.07.2021)
- Растворы и штукатурки из перлита [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://vekha.ru/rastvory-i-shtukaturki-iz-perlita (дата обращения 23.07.2021)
Оставить комментарий