ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЛАГОПЕРЕНОСА ПЕНОГИПСА

УДК 666.914

И.В. БЕССОНОВ, канд. техн. наук,

Научно-исследовательский институт строительной физики РААСН (Москва)

Характеристики влагопереноса пеногипса

В последнее время развиваются технологии возведения малоэтажных домов с использованием технологии заливки свежеприготовленной гипсовой, с легким заполнителем, или пеногипсовой массы в несъемную опалубку (рис. 1). Пеногипс играет роль теплоизоляционного слоя в каркасной конструкций наружных стен. Такая технология возведения имеет ряд преимуществ, основным из которых является быстрота схватывания гипсового теста, что увеличивает скорость возведения объектов, по отношению к заливочному пенобетону на цементном вяжущем.

До настоящего времени недостаточно изучены механизмы перемещения влаги в слое пеногипсового утеплителя и в конечном итоге влажностный режим наружной стены в годичном цикле эксплуатации. В лаборатории НИИСФ проводится оценка состояния материалов

и в целом ограждающей конструкции [1]. Изучаются характеристики влагопереноса материалов, в частно -сти пеногипса. Проводятся исследования зависимости теплопроводности от влажности, сорбционных свойств, водопоглоще-ния, скорости высушивания, паропрони-цаемости. Устанавливаются кривые сорбции и десорбции с учетом погрешности измерений эксикатор-ным методом [2]. Рис. 1. Процесс заливки пеногипса в Кроме того, исследу-несъемную опалубку

Таблица 1

Значения параметров уравнения (1) по результатам экспериментальных исследований

Плотность К1 М, К2 М2 К

образца, кг/м3 кг/(м2ч0,5) кг/м2 кг/(м2ч0,5) кг/м2 кг/(м2ч0,5)

Таблица 2

Значения параметров, необходимых для расчета коэффициента нестационарной влагопроводности пеногипса

Плотность образца, кг/м3 Параметры, необходимые для расчета коэффициента нестационарной влагопроводности Среднее значение коэффициента влагопроводности, 10-9 кг/(м с)

Wo, кг/кг а кь 10-4 м/с0&5 *2, 10-4 м/с0,5

Среднее 200

ются такие важные характеристики пеногипса как скорость капиллярного всасывания и влагопроводность.

Капиллярное всасывание воды пеногипсом определялось по следующей методике. Образцы материала в виде призмы высушивали при температуре 65°С до постоянной массы. Затем каждый образец обмазывали по боковым поверхностям водо- и паронепроницаемым составом (парафином) и устанавливали в вертикальном положении в сосуд с водой. Глубина погружения нижней впитывающей поверхности призмы не более 5 мм. Отмечали время начала впитывания, затем образец периодически с увеличивающимися временными интервалами взвешивали и определяли количество впитанной воды. Испытание проводили в течение двух недель.

Результаты измерений наносили на плоскость в координатах М , где М — масса всосанной воды, приходящаяся на единицу площади впитывания, кг/м2, т — время, прошедшее от начала капиллярного всасывания, ч. По полученному графику определяли параметры, позволяющие описать процесс капиллярного всасывания уравнением, которое отражает кусочно-линейную зависимость М от

м=М-1+К( ^ ~ (1)

где К— коэффициенты капиллярного всасывания воды кг/(м2.ч0&5); индексы соответствуют точкам перелома на графике М=/(л/т ).

Результаты экспериментов, представленные в табл. 1. и на рис. 2, показывают, что исследуемый материал обладает большой способностью к капиллярному всасыванию воды. При этом основная часть воды всасывается в течение первых 1—2 ч.

Нестационарную влагопроводность пеногипса исследовали по методике, применяемой в НИИСФ. Для этого использовали образцы, приготовленные как описано выше. После испытания на капиллярное всасывание воды, в течение некоторого времени, не превосходящего время до первого перелома на графике М=/(л/т ), образцы рассекали на части по высоте. Толщина отсекаемых от образца слоев составляла 5—10 мм. Затем очищенный от парафина исследуемый материал каждого слоя помещали в отдельный бюкс и определяли его влажность термогравиметрическим методом. Таким образом определялось распределение влажности по высоте образца.

По полученному распределению влажности рассчитывали параметры, необходимые для вычисления значений коэффициента влагопроводности материала: w0, а, къ к2. Среднее значение коэффициента влагопро-водности можно вычислить по формуле:

к2 а+1

где Ь — коэффициент влагопроводности, м2/с; а — параметр, характеризующий выпуклость кривой распределения влажности по высоте в образца; к1, к2 — параметры, характеризующие скорость перемещения профиля влажности в образце, м2/с0,5.

научно-технический и производственный журнал ф/рЦУГ/^^Ц^^ 34 июль 2012 М *

M, кг/м■ 6

Рис. 2. Капиллярное воды пеногипсом

всасывание

Характеристики вла-гопереноса как часть теплотехнических характеристик используются для оценки влажностно-го режима наружных ограждений. Программа расчета темпера-турно-влажностного режима ограждающих конструкций основана на конечно-разностном методе и позволяет рассчитывать фазовый состав влаги в материалах без учета эффекта выделения/поглощения теплоты фазовых превращений. Используя программу расчета можно спрогнозировать состояние стены в различные периоды эксплуатации в данных климатических условиях.

Следует иметь в виду, что технология заливочного пеногипса предусматривает использование дополнительного (сверх необходимого для гидратации) количества воды для получения транспортабельной свежеприготовленной смеси. Таким образом, в стене на каждый кубический метр утеплителя остается от 100 до 300 л воды, которую необходимо испарить. В качестве несъемной опалубки в расчетах приняты плиты из фибролита, плотностью 1100 кг/м3, с наружным тонким штукатурным слоем по полимерной сетке.

На рис. 3 показано распределение влаги в толще наружной стены, в случае использования заливочного пеногипса в несъемной опалубке без проведения мероприятий по удалению излишней влаги. Серым цветом показана зона увлажнения, синей штриховкой — количество льда во влажном утеплителе в зимний период. Расчеты показывают, что даже на пятый год эксплуатации в слое пеногипса может оставаться значительное количество влаги. Это может создавать условия появления биоповреждений, плесени, а в зимний период существенного снижения теплозащитных свойств стены.

Учитывая изложенное при использовании технологии возведения стен с заливо чным пеногипсом необходимо соблюдать следующие требования.

gj&^M " É .и.зс™—

"г fe.

—I г к

Рис. 3. Состояние наружной стены с заливочным пеногипсом: а - в январе первого года эксплуатации; б - в январе третьего года эксплуатации; в - в августе пятого года эксплуатации

Список литературы

rj научно-технический и производственный журнал

М ® июль 2012 35

В июне 2012 г. УК «РОСИЗВЕСТЬ» приступила к опытно-промышленной добыче гипсового камня на Бесленеевском месторождении Мостовского района Краснодарского края. Разработку месторождения ведет ООО «Минерал-Хорс», согласно лицензии на право пользования недрами (КРД №80038 ТР от 04.09.2007 г) с целевым назначением на доразведку и добычу гипсового камня при разработке открытым способом, выданной департаментом строительства и архитектуры Краснодарского края.

Разведанные запасы гипсового камня Бесленеевского месторождения на площади 50 га составляют 28 млн т. При рациональной эксплуатации карьера этих залежей хватит на 50-60 лет. В настоящее время на территории карьера производится доразведка залежей гипсового камня. Таким образом, Бесленеевское месторождение гипса можно отнести к месторождению со значительными запасами.

В планах компании строительство завода по производству гипсовых вяжущих. Предполагаемые

инвестиции в данный проект могут составить более 800 млн р. Реализация данного проекта позволит создать дополнительно до 100 рабочих мест в Мостовском районе, Краснодарского края.

В настоящее время УК «РОСИЗВЕСТЬ» реализует камень гипсовый (ГОСТ 4013-82) для производства вяжущих материалов. Естественная влажность камня 0,04-0,24%, кристаллически связанная вода 18,31-19,52 %, чистота камня 87,5-98,2%.

Информацию о предприятии и выпускаемой продукции можно найти на сайте www.rosizvest.ru По вопросам приобретения гипсового камня обращайтесь:

УК «РОСИЗВЕСТЬ»

Тел./факс: (473) 239-90-71, 239-90-72, 239-90-73 e-mail: rosizvest@rosizvest.ru

научно-технический и производственный журнал Q&/PCJM&.r.^.liillbJ^ "36 июль 2012 Ы ®