ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ АСБЕСТА

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ АСБЕСТА

Хризотил-асбест - гидросиликат магния, стоек к щелочным средам, разлагается в кислотах с образованием аморфного кремнезёма. Основной, на сегодня, вид асбеста, применяемый в промышленности.

Крупнейшие месторождения минерала находятся в России— на Урале (Баженовское и Киембаевское месторождения), в Восточном и Западном Саянах в Туве (Ак-Довуракское), а также на Северном Кавказе, на севере Казахстана (Джетыгаринское), в Китае, Канаде, ЮАР, США, Италии, Франции, Финляндии, в Японии, Австралии, на Кипре.

Асбест входит в состав множества видов изделий в самых различных областях техники. Из волокнистого асбеста изготовляют кроме асбестоцементных листов ( известный нам как шифер) ряд других изделий в качестве термостойкого теплоизоляционного материала: ткани, картон, фильтры, брезенты, защитные костюмы (для пожарных), бумагу и др.

• Асбест хризотиловый (асбокрошка), марки: А 6-30, А 6-45, ГОСТ 12871-93. Применяется для теплоизоляции печей, нагревательных приборов, обмуровки паровых котлов. Используется в производстве асбестотехнических, асбестоцементных изделий, теплоизоляции. Температура рабочей среды до 500 °С. Упакован в мешки по 45 кг.

• Шнур асбестовый общего назначения ШАОН, шнур асбестовый ШАП (пуховый), предназначены для теплоизоляции тепловых агрегатов, уплотнения соединений в них. Основные потребители - "теплосети", предприятия жилищно-коммунального хозяйства. Температура рабочей среды до 100 °С Диаметр шнура составляет: ШАОН - от 2 мм до 32 мм; ШАП - от 22 мм до 25 мм. Выпускается в бухтах от 16 кг до 25 кг.

• 
  Асбокартон КАОН (общего назначения), ГОСТ 2850-95; лист размером 1000х800 мм, толщиной от 2 мм до 10 мм. Асбокартон КАП толщиной 1,3 мм, 1,6 мм, 1,9 мм. Температура рабочей среды до 500 °С, Пожаро-, взрывобезопасны. Применяются в промышленной теплоизоляции в качестве термостойких прокладок, огнезащитного теплоизоляционного материала, для уплотнения соединений в приборах, аппаратуре, коммуникациях.
  
• 
  Асбобумага БТ, ГОСТ 23779-79, применяется для изоляции горячих поверхностей котлов, паропроводов, ТЭНов и т.д. Выпускается в рулонах шириной до 1000 мм, весом 70 кг - 80 кг, толщиной 0,65 мм, 1,0 мм, 1,5 мм. Эластичная, прочная. Стойкая к старению, не подвержена гниению. Температура изолируемой поверхности до 500 °С.
  
• 
  Асбестовые ткани представляют собой тканное полотно шириной от 1350 мм до 1550 мм, толщиной от 1,6 мм до 3,6 мм. Применяются в качестве теплоизоляционного и прокладочного материала; используются при изготовлении прорезиненных тканей и набивок, прокладочных манжет, колец, рукавов, асбопластиков и асботекстолитов. Температура рабочей среды от 400 °С до 700 °С (в зависимости от марки ткани). Выпускается в рулонах ~ 40 м².
  

В настоящее время в Республике Тыва отсутствует производство теплоизоляционных материалов. Потребность строителей удовлетворяется завозом теплоизоляционных материалов из других регионов страны, стоимость перевозки которых в 2-3 раза дороже, чем себестоимость самих материалов. Кроме того ассортимент привозных теплоизоляционных материалов ограничен- минеральная вата и пенопласт.В тоже время республика располагает достаточной минеральной базой для производства теплоизоляционных материалов. Это может быть хризотил-асбест, который добывают на фабрике ТуваАсбест в г. Ак-Довурак. Поэтому предлагаю получение теплоизоляционных материалов на основе местного сырья.

Здание, как объект деятельности человека, должно отвечать следующим трем основным критериям: надежности, определяющей степень защиты человека, комфортности, устанавливающей параметры тепловой, акустической, световой, газовой среды, и экономичности, определяющей затраты на обеспечение первых двух критериев. Кроме того, здание должно отвечать определенным архитектурным требованиям, определяющимся национальными традициями, промышленными возможностями.

Все эти параметры зданий полностью определяются характером их наружных стен. Поэтому от конструктивных решений стен зависит эффективность здания, под которой следует подразумевать комплексную оценку экономических, социальных и эстетических показателей.

Проектирование современных зданий характеризуется строгим соблюдением функционального назначения каждого элемента.

Это относится как к зданию в целом, так и к ограждающим конструкциям. Ушли в прошлое однослойные конструкции, которые выполняли и несущие, и ограждающие функции. Причем несущие характеристики обеспечивались при достаточно незначительной толщине конструкций, а выполнение ограждающих функций требовало существенных материальных вложений [4].

На сегодняшнем этапе определяющим является энергоэффективность сооружения и его элементов. Поэтому необходимо пересматривать сложившиеся принципы проектирования как зданий в целом, так и ограждающих конструкций как основы их энергоэффективности.

Можно выделить следующие блоки, определяющие энергосберегающие параметры ограждающих конструкций.

В-первых, это нормативные требования к уровню сопротивления теплопередачи.

Во-вторых, обеспечение нормального влажностного режима конструкций, при котором не происходит потерь теплозащитных характеристик с течением времени.

В-третьих, оптимизация конструктивных параметров ограждений по общим принципам обеспечения теплового комфорта помещений.

Блок нормативных требований устанавливает общие принципы проектирования и создания ограждающих конструкций. В этом блоке должна учитываться специфика современного этапа отечественной отрасли жилищного строительства - реальное энергосбережение в масштабах достигается за счет повышения уровня теплоизоляции зданий, спроектированных и построенных в советские годы.

Поэтому нормы должны ориентироваться не только на новое строительство, но и на реконструкцию существующих зданий.

Следовательно, при установлении необходимого уровня теплоизоляции конструкций следует тщательно анализировать сложившуюся систему формирования теплового режима зданий, реальную структуру тепловых балансов. Принцип определения уровня теплоизоляции конструкций по приведенным затратам, положенный в основу СНиП II-3-79**, не позволяет на данном этапе экономических отношений проводить оптимизационные расчеты.

Конструкция наружных ограждений должна обеспечивать теплоизоляцию здания на протяжении всего срока его эксплуатации, поэтому долговечность ограждающих конструкций в целом и теплоизоляционных материалов в частности должна быть соизмерима с общей долговечностью здания. Одним из условий обеспечения долговечности является отсутствие конструктивных причин фазовых превращений влаги в толще ограждений. В этих странах не бывает слишком жестких зим, но количество переходов через 0°С в течение отопительного периода достаточно велико. Поэтому обязательным пунктом разработки ограждающих конструкций здания является оценка возможности конденсации влаги в толще конструкции и влиянии этого процесса на изменение физических характеристик материалов. Только при условии отсутствия зоны конденсации можно обеспечивать неизменность во времени начальных теплоизоляционных свойств конструкции.

Был произведен теплотехнический расчет ограждающих конструкций в республике Тыва.

Исходные данные: Температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки (–47); температура внутреннего воздуха (+20); влажность внутри помещения (60%); средняя температура отопительного периода (225); ограждающая конструкция монолитный (пенобетон, керамзитобетон) =800-1000. Район строительства: г. Кызыл

Толщина слоя принимается по расчету. коэффициент теплопроводности: λ2 = 0,014Вт/мºС

2 слой: известково-песчаная штукатурка толщина слоя: δ5 = 0,02 м, коэффициент теплопроводности: λ5 = 0,47 Вт/м ºС. Расчет утеплителя произведем по формуле:

Разделим толщину в метрах на теплопроводность и получим сопротивление теплопередаче кирпичного слоя, толщина штукатурки 20мм, следовательно, её сопротивление теплопередаче равно 0,02/0,47=0,03.

Рассчитаем толщину пенобетонного слоя:

требуемая толщина слоя пенобетона 1000 х=(3,5-0,03)*0,14= 486мм

Конструкцией стены с использованием пенобетона, которая будет соответствовать всем теплотехническим показателям.

То же самое, для стены только из керамзитобетона:

Коэффициент теплопроводности: λ1 = 0,47Вт/м ºС

х=(3,5-0,04)*0,47=643мм

Таким образом, толщина стены из керамзитобетона с учетом утеплителя, слоя штукатурки должна быть почти 1 метр.

Сравнив полученные результаты, можно сделать вывод, что строительство дома со стенами из пенобетона лучше, чем стены из керамзитобетона

1. 
   СНиП -3-79*. Строительная теплотехника: утв. Гос. ком. СССР по делам стр-ва 14.03.79: взамен главы СНиП II-А.7-71: введ. 01.07.79 / Гос. унитар. предприятие – Центр проект. продукции в стр-ве «ГУП ЦПП» Госстроя России. – М., 2001. – 29с.
   
2. 
   СНиП 23-01-99. Строительная климатология: утв. Гос. ком. Рос. Федерации по стр-ву и жилищ.-коммун. комплексу 11.06.99 : взамен СНиП 2.01.01-82: введ. 01.01.00 / Гос. унитар. предприятие – Центр проект. продукции в стр-ве «ГУП ЦПП» Госстроя России. – М., 2000. – 57с.
   
3. 
   СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий: утв. Гос. ком. Рос. Федерации по стр-ву и жилищ.-коммун. комплексу 26.06.03 : взамен СНиП II-3-79* : введ. 01.10.03 / Гос. унитар. предприятие – Центр проект. продукции в стр-ве «ГУП ЦПП» Госстроя России. – М., 2004. – 25с.
   
4. 
   Лагойда, А.В. Энергосберегающие методы выдерживания бетона при возведении монолитных конструкций / А.В. Лагойда // Бетон и железобетон. – 1988. – № 9. – С.45 – 47.
   

Поэтому при возведении фундаментов основное внимание следует уделять устройству гидроизоляции, отводу грунтовых и поверхностных вод, защите подземных конструкций зданий.

В монолитных, и особенно в сборных блочных фундаментах, как правило, нет гладкой наружной поверхности, следовательно, рулоны в отдельных местах не прилегают вплотную к бетонным поверхностям. В результате при выполнении обратной засыпки возможны проколы, а одно небольшое отверстие может свести на нет всю гидрозащиту. Обнаружить дефект практически невозможно.

Рис.1 Конструктивное решение гидрозащиты фундамента здания:

1-уплотноенный грунт; 2-гравийная отсыпка; 3-бетонный слой; 4-битумно-каучуковая мастика; 5-армирующая основа с защитным покрытием мастикой 6-монолитный фундамент; 7-зона очистки (пунктир); 8-защитное приспособление; 9-обратная уплотненная защита; 10-уплотненный слой отмостки; 11- дренирующий слой отмостки; 12-песчаная отсыпка; 13-брусчатка; 14-мастика; 15-армирующая ткань; 16-защитный слой мастики горизонтальной гидроизоляции; 17-цоколь здания.

Учитывая это, рационально в качестве наружной гидроизоляции использовать битумно-каучуковые уретановые, мастики и самоклеящиеся ленты, а для герметизации стыковых соединений и деформационных швов - уретановые мастики, самоклеящиеся ленты и армогерметики.

Технология наружной гидрозащиты, работающей на прижим, включает подготовку бетонных поверхностей; конструктивно- технологическое решение гидроизоляции и герметизации стыков блочных фундаментов и деформационных швов в монолитном фундаменте; обеспечение защиты гидроизоляционных покрытий при выполнении обратной засыпки; конструктивно-технологические решения по горизонтальной гидроизоляции и устройству отмостки.

После окончания работ по рытью котлована и креплению откосов и при необходимости откачивания воды грунт основания уплотняют, втапливая гравийный слой, по которому согласно проектному решению укладывают слой бетона. (рис. 1).

По бетонному основанию расстилают рулонную битуминозную гидроизоляцию или армированную базальтовой, стеклянной или синтетической тканью битумно-каучуковую мастику, выводя изоляцию за пределы будущего фундамента. Горизонтальная гидроизоляция днища является основной, так как практически ремонту не подлежит.

Наружная гидроизоляция необходима и при глубоком залегании грунтовых вод, потому что их уровень при увеличении плотности застройки резко повышается. Одной из основных причин подъема грунтовых вод являются утечки из водонесущих коммуникаций. Суммарный процент утечек в жилом массиве превышает 10%. К подъему уровня грунтовых вод приводит к разрушениям.

Особое внимание следует уделить герметизации шва между днищем и блоком (или монолитной стеной), так как это зона максимального давления грунтовых и поверхностных вод. После установки фундаментных блоков (или монолитной стены) на все вертикальные поверхности наносят слой битумно-каучуковой мастики толщиной до 1,5 мм.

По мастичной обмазке расстилают армирующую основу и в пределах суток ткань покрывают битумно-каучуковой мастикой.

Важнейшим элементом дома для водоотвода является отмостка. Обычно между отмосткой и цоколем здания появляется трещина, и через эту увеличивающуюся в процессе эксплуатации щель интенсифицируется поступление воды в подвал.

Важно сделать правильно отмостку (под ней обязательно должен быть дренаж), а узел примыкания ее к цоколю дома следует герметизировать. Лучше ведет себя отмостка дышащая - из камня, хуже - из бетона.

Для надежности следует все выполнять в соответствии с "Техническими указаниями по устройству гидрозащиты подземных конструкций зданий" разработанными автором и утвержденными Госжилинспекцией.

Качественный гидроизоляционный материал, с последующей установкой, полный комплекс работ по гидроизоляции помещения, выполненный своевременно и качественно, экономия времени и денег, уверенность в том, что Ваше помещение надёжно защищено от воды и влаги.

Объектом исследования выбран вид ячеистого бетона – пенобетон как строительный материал, широко применяемый в Туве в малоэтажном строительстве с учетом сейсмоопасности региона.

Для определения прочности элементов стен из пеноблоков производят расчет по несущей способности. В свою очередь несущая способность материала зависит от плотности. Следовательно, при выборе бетона или цемента покупатели ориентируются, прежде всего, на марку или класс прочности.

Для того, что бы определить, возможно, ли использование пеноблока в строительстве в нашей республике, необходимо посчитать сейсмическую нагрузку на самый первый ряд пеноблоков.

С учетом сейсмоопасности нашего региона при проверке прочности элементов стен на нагрузки произведем расчет простенков здания на срез.

В свою очередь сейсмическая нагрузка между простенками равна:

Таким образом Q≤γ_sh (R_sq + 0.8nμδ₀) A = 1(0,11+0,8*0,5*0,7*0,592)24000 = 6618,2 МПа*см2 = 661,8 кН≤ Q = Sb = 682.3 кН

Т.е несущая способность простенка на срез не достаточна, так как условие прочности не соблюдается. Следовательно, простенок необходимо дополнительно армировать.

Мною предложен способ использование пеноблоков исключительно как самонесущие стены, а всю нагрузку будет воспринимать каркас здания (сооружения). Таким образом, строительство каркасных домов с заполнением пеноблоками наиболее оптимальное решение для возведения сооружений в сейсмоопасных регионах.

Заданная система		Основная система
W=3-C0 =3-9=-6 (шесть раз статически неопределимая рама). За неизвестные приняты единичные симметричные и кососимметричные группы сил. От них эпюры моментов представлены на рис.1.
δ11*Z1+δ13*Z3+δ15*Z5+Δ1P=0 δ31*Z1+δ33*Z3+δ35*Z5+Δ3P=0 δ51*Z1+δ53*Z3+δ55*Z5+Δ5P=0 δ22*Z2+δ24*Z4+δ26*Z6+Δ2P=0 δ42*Z2+δ44*Z4+δ46*Z6+Δ4P=0 δ62*Z2+δ64*Z4+δ66*Z6+Δ6P=0	72*Z1-54*Z3+27*Z5+1350=0 -54*Z1+72*Z3-18*Z5-1980=0 27*Z1-18*Z3+12*Z5+450=0 180*Z2-270*Z4+63*Z6-5130=0 -270*Z2+504*Z4-90*Z6+10710=0 63*Z2-90*Z4+24*Z6-1710=0		Z1=7,5 Z3=31,25 Z5=-7,5 Z2=-29,53 Z4=-31,8 Z6=29,53
М=М1Z1+M2Z2+M3Z3+ М4Z4+M5Z5+M6Z6 +MP
		1 ℓ=6м 1
		Рис.1.

δ11*X1+δ12*X2+Δ1P=0 δ12*X1+δ22*X2+Δ2P=0 δ33*X3+Δ3P=0	18*X1+27*X2-1845=0 27*X1+72*X2-3375=0 3,5*X3+22,5=0		X1=73,57 X2=19,29 X3=-6,43
М=М1X1+M2X2+M3X3+MP Рис.3

Вывод: Из анализа эпюр изгибающих моментов рама с жесткими защемлениями опор имеет наименьшее значение изгибающих моментов, поэтому при проектировании целесообразно применить такую раму.