Чабаненко Петро Миколайович. Роль твердої фази в формуванні теплопровідності пінобетону

brief description

Чабаненко Петро Миколайович. Роль твердої фази в формуванні теплопровідності пінобетону : Дис... канд. наук: 05.23.05 2006

Чабаненко Петро Миколайович. Роль твердої фази в формуванні теплопровідності пінобетону. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук зі спеціальності 05.23.05 Будівельні матеріали та вироби. Одеська державна академія будівництва та архітектури, Одеса, 2006р.
Дисертація присвячена питанням підвищення теплозахисних властивостей пінобетону шляхом спрямованого структуроутворення за рахунок рецептурно-технологічних факторів.
На фізичних моделях ніздрюватого матеріалу вивчено вплив характеру розподілу твердої складової на теплопровідність. Запропонована методика візуалізації теплового фронту і його переміщення в прозорих, моделях дозволяючи спостерігати рух теплового потоку по міжпоровим перегородкам. Встановлено зниження теплопровідності при зменшені товщини перегородок та збільшені їх кількості.
Досліджено вплив кількості виду та характеру розподілу твердої фази на теплопровідність. Для пінобетонів різної щільності найбільший вплив на теплопровідність виявляє кількість твердої фази об’ємний склад твердої складової перегородок.
Характер розподілу твердої фази кількість (протяжність) та товщина міжпорових перегородок визначається розподілом в матеріалі газових чарунок диференціальною пористістю
На основі аналізу експериментально статистичних моделей та компромісної оптимізації визначена зона раціональних рецептурно- технологічних рішень, забезпечуючих отримання конструкційно-теплоізоляційного пінобетону щільністю 550 кг/м3з оптимальним поєднанням теплозахисних та міцністних властивостей ( 0,230 Вт/мК и R 1,5 МПа).

Проведений комплекс досліджень показав, що теплозахисні властивості пінобетону в значній мірі залежать від співвідношення об'ємного вмісту в матеріалі структурних елементів: твердої складової, мікропористості і ніздрюватої пористості, і можуть бути поліпшені шляхом направленого структуроутворення за рахунок рецептурно-технологічних факторів.
Проаналізований механізм формування теплового потоку в ніздрюватих будівельних матеріалах. Тепловий потік в ніздрюватому матеріалі при його односторонньому нагріві переміщається не суцільним фронтом, а переважно по теплопроводящим місткам міжпоровим перегородках. Визначальний вплив на теплопередачу в пінобетоні робить тверда складова. Роль власне пор і їх повітряного наповнення у формуванні теплового потоку в ніздрюватому бетоні за експлуатаційних умов не значна.
На фізичних моделях ніздрюватого матеріалу вивчений вплив характеру розподілу твердої складової на теплопровідність. Запропонована методика візуалізації теплового фронту і його переміщення в прозорих моделях, що дозволяє спостерігати рух теплового потоку по міжпоровим перегородках. Встановлене зниження теплопровідності при зменшенні товщини перегородок і збільшенні їх кількості.

Вивчений вплив кількості, вигляду і характеру розподілу твердої фази на теплопровідність пінобетону. Для пінобетонів різної густини найбільший вплив на теплопровідність надає кількість твердої фази об'ємний зміст твердої частини перегородок. Для рівнощільних пінобетонів основним чинником впливу на теплопровідність стають природа і характер розподілу твердої фази. Використовування вапняку як наповнювача знижує теплопровідність, використовування піску - її підвищує. Характер розподілу твердої фази кількість (протяжність) і товщина міжпорових перегородок - визначається розподілом в матеріалі газових осередків диференціальною пористістю.
Вивчений вплив мікропористості матеріалу міжпорових перегородок на зміну теплопровідності пінобетону. Однозначного впливу мікропористості на теплопровідність не встановлено. Це можна пояснити невизначеним вмістом в мікропорах сорбційної вологи, що має, до того ж, різну власну теплопровідність у вільному стані і в поверхневих шарах.
Достатньо помітний вплив на теплопровідність робить ніздрювата пористість (коефіцієнт кореляції R = - 0,56). Збільшення об'ємного змісту ніздрюватої пористості означає підвищення загальної пористості і приводить до зниження теплопровідності. Для рівнощільних матеріалів зміна ніздрюватої пористості компенсується зміною мікропористості. При постійній загальній ніздрюватій пористості визначальним чинником стає розподіл осередків за розмірами - диференціальна макропористість, яка задає розподіл твердої складової в матеріалі.
На підставі аналізу експериментально-статистичних моделей і компромісної оптимізації визначена зона раціональних рецептурно-технологічних рішень, що забезпечують отримання пінобетону густиною 550 кг/м3з оптимальним поєднанням теплозахисних і міцністних властивостей ( 0,230 Вт/мК и R 1,5 МПа).