А.Ф.Гаевой, БАКачураКачество
и долговечностьограждающих
конструкций
из ячеистого
бетонаХарьковИздательство при Харьковском
государственном университете
издательского объединения «Вища школа»
197 8
6СЗГ13УДК 621.317Качество и долговечность ограждающих конструкций из
ячеистого бетона. Гаевой А. Ф., Качура Б. А.
Харьков, издательское объединение «Вища школа», 1978.
224 о.В монографии изложен опыт применения огражда¬
ющих конструкций из ячеивтого бетона. Рассмотрены ме¬
тоды измерения влажности, приведены рекомендации по
повышению влагостойкости, качества и долговечности
материала в ограждении.Предназначена для научных работников и специалис¬
тов домостроительных комбинатов и проектных органи-
-заций.	•Табл. 60. Ил. 53. Список лит.! 337 назв.Рецензенты: д-р техн. наук, проф. И. М. Грушко,
канд. гехн. наук, проф. В. П. ШевченкоРедакция научно-технической литературы
Зав. редакцией Л, А. Гавриловачп->па fiii	(ЯуИздательское объе-- „30209-611	Единение «ВищаМ226(04)—-78	У—>78	школ&к 1978
ПредисловиеПовышение эксплуатационных качеств и долговечно¬
сти ячеистобетонных ограждающих конструкций — актуальная
задача строительной индустрии. Она обусловлена бозрастающим
удельным весом материалов автоклавного твердения в общем
Объеме производства конструктивных строительных материалов.
В СССР автоклавные изделия занимают третье место по объему
производства после изделий из железобетона и глиняного кир¬
пича.В предлагаемой читателю монографий обобщен многолетний
опыт совершенствования производства и повышения эксплуа¬
тационных качеств ограждающих конструкций из ячеистого бе¬
тона автоклавного твердения. Опыт накоплен на харьковских
предприятиях строительной индустрии, одними из первых в стра¬
не освоивших производство ячеистобетонных конструкций для
крупнопанельного домостроения. Значительное внимание уделе¬
но описанию взаимодействия наружного ограждения с окружаю¬
щей средой. Эта малоизученная проблема раскрывает эксплуа¬
тационные качества ограждения, дает возможность прогнозиро¬
вать долговечность и экономическую эффективность крупнопа¬
нельных ячеистобетонных конструкций.Авторам удалось обосновать зависимость основных эксплуа¬
тационных качеств ограждения от его эксплуатационного влаж¬
ностного состояния. Оригинальная трактовка влияния гигроско¬
пической влаги в материале на его физико-механические и
эксплуатационные характеристики в изделии позволила объяс¬
нить и оценить интенсивность воздействия атмосферы на
ограждение. Исходя из доказательной посылки о том, что влага
в материале является доминирующим фактором снижения его
эксплуатационных качеств, авторы предложили новые способы
определения влажностных характеристик ячеистого бетона (в
равной степени пригодные и для других строительных материа¬
лов), которые характеризуются повышенной точностью и просто¬
той реализации в условиях заводской лаборатории.Целесообразны рекомендации авторов, направленные на по¬
вышение эксплуатационных качеств ячеистобетонных ограждаю¬
щих конструкций и заключающиеся в обеспечении минимальной3
влагоемкости материала в ограждении за счет его гидрофобиза»
ции апробированными способами.В монографии затронуты вопросы строительной климатоло¬
гии, технологии производства ячеистобетонных изделий, теории
адсорбции и массопереноса в строительных материалах, физи¬
ко-механических характеристик ячеистого бетона в зависимости
от его влагосодержания, гидрофобных взаимодействий в мате¬
риале, надежности ограждающих конструкций, а также строи¬
тельного производства, эксплуатации и прогнозирования свойств
материала в ограждении. Отметим, что в отличие от традицион¬
ного изложения проблемы повышения качества и долговечности
строительных конструкций, которая, как правило, замыкается в
узком диапазоне решения вопросов технологии их изготовления,
монография построена на базе современного комплекса знаний
о природе явлений, обусловливающих эксплуатационные качест¬
ва и долговечность ограждения.Книга позволит строителям различных специализаций значи¬
тельно расширить кругозор, будет способствовать развитию но¬
вых направлений в области производства строительных изделий.О. 77. МЧЕДЛОВ-ПЕТРОСЯН, чл.-кор. АН ГССР,д-р техн. наук, проф.
ВведениеXXV съезд КПСС подчеркнул, что важнейшими зада¬
чами капитального строительства на 1976—1980 гг. являются
повышение эффективности капитальных вложений, обеспечение
дальнейшего роста и качественного совершенствования основных
фондов, быстрейшего ввода в действие и освоения новых произ¬
водственных мощностей во всех отраслях народного хозяйства
в результате улучшения планирования, проектирования и орга¬
низации строительного производства, сокращения продолжи¬
тельности и снижения стоимости строительства [2]. В ст. 15
новой Конституции СССР сказано: «Высшая цель общественно¬
го производства при социализме — наиболее полное удовлетво¬
рение растущих материальных и духовных потребностей лю¬
дей» *. Большая роль в решении этой задачи принадлежит ка¬
питальному строительству.В десятой пятилетке объем капитальных вложений в народ¬
ное хозяйство возрастет на 24—26%, производительность труда
в строительстве — на 29—32%. Дальнейшее развитие получат
индустриализация строительства и ее основные направления:
повышение сборности и заводской готовности, применение но¬
вых материалов, изделий и конструкций, увеличение уровня
механизации и автоматизации производственных процессов, со¬
вершенствование технологии строительного производства, улуч¬
шение организации и управления в строительстве. Все это созда¬
ет предпосылки для решения главной задачи десятой пятилет¬
ки — роста эффективности и качества капитального строитель¬
ства.Экономическая эффективность полносборного строительства
во многом зависит от решения стеновых ограждающих конструк¬
ций. Так, в крупнопанельном домостроении на стеновые ограж¬
дающие конструкции расходуется около 45% бетона и 40% ме¬
талла. В производстве стеновых материалов и конструкций заня¬
то 25% всех рабочих и сосредоточено 20% основных фондов
промышленности стройматериалов. Стоимость смонтированных* Конституция (Основной Закон) Союза Советских Социалистических Рес¬
публик. М., Политиздат, 1977, с. 10.5
стеновых конструкций превышает 25% общей стоимости совре¬
менных полносборных зданий.Как известно, капитальное строительство — наиболее мате¬
риалоемкая отрасль народного хозяйства, потребляющая в год
более 1 млрд. т различных материалов. Главнейшая задача со¬
временного строительства — снижение веса зданий и материало¬
емкости, так как уменьшение расхода материалов на 1% равно¬
ценно экономии 300 млн. р. А. Н. Косыгин, выступая на XXIV
съезде КПСС, указывал, что «для получения наибольшего ре¬
зультата от снижения материалоемкости требуются новые науч¬
но-технические, конструкторские решения, новые технологические
режимы... уменьшение веса изделий. Большой вес изделия, как
известно, вовсе не свидетельствует;о его высоких технических
качествах. Наоборот, как правило, технически передовым явля¬
ется более легкое изделие» [1, с. 143]. Эта закономерность ха¬
рактерна для всех видов строительства, в первую очередь круп¬
нопанельного и каркасно-панельного.Дальнейший научно-технический прогресс строительной ин¬
дустрии обусловлен повышением качества строительных деталей
и изделий, совершенствованием способов контроля качества.
Недопустимо, чтобы даже незначительные отклонения эксплуа¬
тационных качеств от заданных СНиПом и проектом повторя¬
лись в тысячах изделий и зданий. Качество строительного изде¬
лия определяется совокупностью его экономических и техниче¬
ских свойств. Для ограждающих конструкций они проявляются
в процессе эксплуатации, когда расходуется их ресурс по
прочностным, теплозащитным, звукоизоляционным, декоратив¬
ным и другим характеристикам. Поэтому, говоря о качестве
строительного изделия, следует рассматривать не все его свой¬
ства, а только те, которые способствуют выполнению огражде¬
нием его назначения в течение проектного срока эксплуатации.
г Эксплуатационные свойства ограждения зависят от его влаж¬
ностного режима, а также определяют надежность и долговеч¬
ность здания в целом. Максимальные теплозащитные свойст¬
ва, несущая способность и атмосферостой кость материала в
ограждениях (их стоимость составляет 39—47% в одноэтажных
и 26—30% в многоэтажных промышленных зданиях, а ежегод¬
ные расходы на восстановление их эксплуатационных качеств
превышают половину годовых капитальных вложений в промыш¬
ленное строительство) обусловливают их экономическую эффек¬
тивность, которая достигается путем всестороннего учета физи¬
ко-механических свойств материала, его влажностного состояния
в ограждении и эксплуатационных качеств.Оценка влияния влажности ячеистого бетона в ограждении
на его эксплуатационные свойства — актуальная задача в деле
повышения качества и экономической эффективности строитель¬
ства, Роль экономической эффективности от повсеместного, опе¬
ративного и достаточно точного контроля влажностного состоя¬6
ния материала в ограждении чрезвычайно велика. Однако выра¬
зить ее в денежной форме трудно, так как в большинстве случаей
экономия достигается не в результате самого процесса измере¬
ния влажности, а при целенаправленном использовании получен¬
ной информации, основным источником реализации которой
является сокращение или устранение материальных потерь,
обусловленных отсутствием прогнозов влажностного состояния
ограждающих конструкций.В монографии рассмотрены вопросы обеспечения качества и
долговечности ячеистобетонных ограждающих конструкций пу¬
тем применения прогрессивных методов изготовления крупнопа¬
нельных стен из ячеистого бетона для жилищного и промыш¬
ленного строительства (глава I); оценки и учета влияния кли¬
мата на эксплуатационные качества ограждения (глава II);
теоретического определения и экспериментального прогнозиро¬
вания снижения физико-механических и эксплуатационных
свойств ячеистого бетона под действием влаги (главы III, IV);
сравнительной оценки эксплуатационных качеств и долговечно¬
сти ячеистого бетона в зависимости от его влагосодержания с
помощью простых и надежных способов измерения сорбционной
влажности и водопоглощения (глава V). Сорбционная влаж¬
ность ячеистого бетона определяет его эксплуатационные каче¬
ства. Ее снижение в ограждении позволяет значительно повысить
его долговечность. В главе VI, которая написана Г. Г. Александ¬
ровым (он же является соавтором § 7 главы II), исследованы
способы гидрофобизации ячеистобетонных ограждающих конст¬
рукций, оценена эффективность их применения в аспекте сниже¬
ния влагосодержания ограждения на сорбционной и сверхсорб-
ционной стадиях.	:Значительный вклад в исследование влажностного режима
эксплуатации, атмосферостойкости и долговечности ячеистого
бетона для повышения качества ограждающих конструкций вне¬
сли А. Т. Баранов, К. И. Бахтияров, Р. Е. Брилинг, В. Н. Бого¬
словский, Г. А. Бужевич, Ю. М. Бутт, Б. Ф. Васильев, А. В. Вол-
женский, X. С. Воробьев, К. Э. Горяйнов, А. Н. Крашенников,
М. Я. Кривицкий, К. К. Куатбаев, А. П. Меркин, Ё. С. Силаен-
ков, М. Т. Солдаткин, В. П. Шевченко, Л. Б. Циммерманис. Нами
использованы результаты исследований этих и ряда других уче¬
ных, а также собственные данные определения эксплуатацион¬
ных качеств и влажностных характеристик ячеистого бетона в
крупнопанельных стеновых ограждениях.Авторы выражают глубокую благодарность чл.-кор. АН
ГССР, д-ру техн. наук, проф. О. М. Мчедлову-Петросяну, д-ру
техн. наук, проф. И. М. Грушко и канд. техн. наук, проф.
В. П. Шевченко за ценные замечания, высказанные при рецен¬
зировании.7
| Совершенствование технологии
глава пР0изв0Дства и строительства
зданий с ячеистобетонными
ограждающими конструкциями§ 1. Промышленные, жилые и общественные
панельные и каркасно-панельные зданияНаружные стены крупнопанельных и каркасно-панель*
ных зданий вследствие перераспределения усилий в системе зда¬
ния и передачи всех действующих нагрузок на элементы несу»
щего каркаса являются ненесущими и выполняют только функ¬
ции защиты помещений от атмосферных воздействий. Они
решаются по принципу навесных ненесущих конструкций, кото¬
рые крепятся к каркасу здания и передают в местах креплений
все действующие на стену нагрузки. Основное достоинство по¬
добных стен — их легкость по сравнению с традиционными несу¬
щими стенами.В отечественной практике строительства распространены
однослойные самонесущие бескаркасные панели размером «на
комнату» или «на две комнаты». Все шире применяются одно¬
слойные панели из керамзитобетона, а также из ячеистых бе¬
тонов.Ячеистый бетон был предложен в 1914 г. И. В. Аулсвортом и Ф. Л. Дайе¬
ром, которые запатентовали способ изготовления газобетона введением в це¬
ментное тесто газообразователя (алюминий, цинк) для создания пузырьков
водорода, обеспечивающих пористую структуру бетона (патент США 1,087,
098).Бетон, изготовленный из гидравлического вяжущего, тонкодисперсного
кремнеземистого компонента, порообразователя и воды, с развитой и равно¬
мерной пористостью (диаметр пор 1—3 мм) называется ячеистым. Он фор¬
мируется в результате твердения смеси гидравлического вяжущего с тонко¬
дисперсным заполнителем в процессе механического (пенообразование) или
химического (газообразование) воздействия. В зависимости от вида порооб¬
разователя ячеистые бетоны подразделяют на газобетоны (порообразование
возникает при введении в смесь газообразующих добавок — алюминиевой
пудры или пасты) и пенобетоны (пористая структура создается путем добав¬
ления в смесь пенообразователей — ГКЖ). При изготовлении материала на
цементе и песке получают газо- или пенобетоны, на извести (с добавкой
цемента или без) и песке — газо- или пеносиликаты. Если в состав бетона
входят зола или шлак, то такой материал называют газо- или пенозолобето-
но'м (гаэо- или пенозолосиликат). Ячеистый бетон, изготовленный из шлака,
золы и песка — гаэо- или пеношлакозолобеФон.Ячеистые бетоны, твердеющие при автоклавной тепловлажностной обра¬
ботке (давление пара (7—11) • 105 Н/м2, температура 170—200° С),— бетоны
автоклавного твердения. Тепловлажностная обработка (температура 80—
90° С) при атмосферном давлении или естественном твердении ячеистобетон¬
ной смеси позволяет получать ячеистые бетоны безавтоклавного твердения.
Применение легких бетонов для ограждающих конструкций дает возможность
сократить затраты труда, продолжительность строительства, снизить стоимость
и массу здания, а также вес конструкций, поскольку их теплотехнические
свойства позволяют уменьшить толщину наружных стен жилых домов, обще¬
ственных и промышленных зданий в два раза по сравнению с кирпичными
[191]. Установлено, что при стеновых панелях из ячеистого бетона в про¬
мышленном строительстве более эффективно, чем с другими материалами
ограждающих конструкций, решаются стыки панелей с колоннами.Применение ячеистых автоклавных бетонов способствует снижению веса
зданий, повышению эффективности труда в строительстве и в конечном счете
приводит к уменьшению стоимости зданий и сооружений. Так, наружные сте¬
ны жилых и промышленных зданий из ячеистых бетонов на 20—40°/о легче
стен из легкобетонных и железобетонных панелей и в 3—5 раз легче кирпич¬
ных, а их стоимость на 10—40% ниже. Стоимость 1 м2 стены из глиняного
кирпича, керамзитобетонной (объемная масса 1200 кг/м3) и ячеистобетонной
панелей (800 кг/м3) соответственно 12,85; 17,33 и 9,43 р. Капиталовложения
при организации производства изделий из ячеистых бетонов также на 10—
40% меньше, чем при производстве изделий из легких бетонов или кирпича.
Эти показатели характеризуют эффективность применения изделий и конст¬
рукций из ячеистого бетона объемной массой 700 кг/м3 и прочностью 50 кг/см*
(в высушенном состоянии). Его производство освоено всеми действующими
заводами, из него изготовляют почти все современные ячеистобетонные кон¬
струкции.Для производственных зданий сначала разрабатывали пло¬
ские плиты покрытий размерами 0,5 X 2,5 и 0,5 X 3 м, а затем
более крупные размерами 1,5 X 6 м (ребристые и плоские). Они
вполне индустриальны, так как выполняют функции несущих
и теплоизоляционных элементов покрытий. Поскольку при их
применении не требуется укладка какого-либо утеплителя, воз¬
ведение покрытий из этих плит характеризуется очень неболь¬
шой трудоемкостью (0,7 чел-ч/м2). Для стен производственных
зданий широко применяют плиты размерами 1,2 X 6 и 1,8 X 6 м.
В небольшом количестве аналогичные плиты длиной 12 м ис¬
пользуют в строительстве электростанций.Дома с наружными стеновыми панелями из ячеистых бето¬
нов впервые в Советском Союзе начали строить по инициативе
Центрального научно-исследовательского института промышлен¬
ных сооружений в 1953 г. в городе Березники. В дальнейшем
строительство домов такого типа продолжали по проектам, раз¬
работанным бывшим Ленинградским отделением института
Горстройпроект. Тогда же была впервые предложена «полосо¬
вая» двухрядная разрезка наружных стен, получившая в даль¬
нейшем широкое применение при изготовлении изделий в авто¬
клавах малого диаметра.Стеновые панели полосовой разрезки имели поясные элемен¬
ты длиной до 3,6 м (дома серии 439-Я), а затем до 6,4 м
(дома серии 467). Однако серии жилых зданий с полосо¬
вой разрезкой нельзя считать совершенными, так как они
состоят из большого количества монтажных элементов (по¬
ясных и простеночных оконных и дверных блоков) с неболь¬
шим весом. Монтаж этих элементов и особенно заделка оконных9
ных стениз различных материалов
и конструкцийи дверных проемов— .трудоемкие операции, снижающие инду*
стриальность строительства.В 1957 г. трестом «Уралтяжтрубстрой» при участии инсти¬
тутов Горстройпроект и НИИЖелезобетон изготовлены панели
наружных стен (однорядной разрезки) с оконными и дверными
проемами в автоклавах диаметром 3,6 м. В 1959 г. началось
массовое строительство домов подобного типа в Свердловске и
Нижнем Тагиле. Применяли также панели высотой на этаж (в
домах серий 464 и 468) сначала с одним, а затем и с двумя
проемами (оконными и дверными). В 1960 г. Госстроем СССР
,	была утверждена типовая: _	Таблица 1 серия 1-468, длительноеСравнительные данные на 1 м сплош-	г	»F	время являющаяся однойиз основных, предусмат¬
ривающих широкое при¬
менение конструкций из
ячеистых бетонов. Эти
конструкции наиболее ин-
дустриальны, поскольку
заполнение проемов и от¬
делку осуществляют в за¬
водских условиях. Кроме
того, намного уменьши¬
лась трудоемкость монта¬
жа домов.В 1962 г. в Харькове на заводе железобетонных конструкций
№ 3 (ЗЖБК-З) организовано производство сборных деталей из
ячеистого бетона для жилищного строительства, а бывшим
ДСК-2 освоен монтаж домов серии 1-468. Освоению технологии
изготовления деталей и монтажа домов способствовало содру¬
жество работников бывшего ДСК-2, ЗЖБК-З, бывшего институ¬
та ЮЖНИИ и треста «Харьковоргтехстрой». Бывшим Харьков¬
ским филиалом Гипрограда выполнена привязка домов этой се¬
рии для 5-го микрорайона жилого массива Павлова Поля и
разработан проект разрезного варианта дома. По конструктив¬
ной форме панели наружных стен разрезной серии были пред¬
ставлены в виде простых прямоугольных элементов (горизон¬
тальных поясов и простенков). Автоклавную обработку панелей
производили в автоклавах диаметром 2 м.В 1964 г. на ЗЖБК-З введены в эксплуатацию два автоклава
диаметром 3,6 м, что позволило организовать производство на¬
ружных стеновых ячеистобетонных панелей размером «на ком-
цату». Главное преимущество такой конструкции — высокое ка¬
чество изделий, подаваемых на монтаж как полностью закончен¬
ный элемент стены с законченными оконными и дверными
проемами, отделанными откосами и готовыми наружными и
внутренними фактурными слоями. В 1967 г. коллективом завода
совместно с научной частью Харьковского ПромстройНИИпро-ПоказателиСиликат¬ныйкирпичЯчеисто¬бетоннаяпанельКерамзи¬тобетон¬наяпанельТолщина512430стены, см
Вес 1 м2850205310стены, кг
Стоимость16—9011-5012-301 м2 стены,Р-10
екта была внедрена технология вибровспученного газобетона.
Экономическая эффективность применения ограждающих конст¬
рукций из ячеистых бетонов показана в табл. 1, 2 [191].Таблица 2Сравнительные показатели проектов пятиэтажных жилых домов
в пересчете на 1 м2 общей площадиДом серии
1-438А с наруж¬
ными стенами
из силикатного
кирпичаКрупнопанельные домаПоказателидом серии 1-464А
с керамзитобетон*
ными панелямидом серии 1-468А
с ячеистобетон¬
ными панелямиВес, кгРасход основных мате¬
риалов, кг22801060900металл1429,328цемент10018090известь63—80Расход железобетона, м30,3230,380,49Затраты труда на строй¬
площадке, чел.-дней3,01,81,9Сметная стоимость, р.67,069,073,0В дальнейшем осуществлены переводы производства на выпуск
домов улучшенной серии 1-468А и 9-этажной эксперименталь¬
ной серии 1-468Э с постоянным совершенствованием технологии
изготовления изделий из ячеистых бетонов. В настоящее время
на базе домов серии 1-468 проектируется харьковская серия
домов, соответствующая новому СНиПу, мощностью 200 тыс. м2
общей площади жилых домов в год. Для каркасно-панельных
зданий промышленного, гражданского и культурно-бытового на¬
значения на ЗЖБК-3 выпускаются стеновые ячеистобетонныё
панели серии СТ-02-31 и ИИ-04 общим объемом около 40 тыс. м3
в год.§ 2. Снижение материалоемкости и веса
здания, повышение эффективности
ограждающих конструкцийКонструкционно-теплоизоляционный ячеистый бетон,
выпускаемый предприятиями страны, в основном имеет плот¬
ность 700 кг/м3 и прочность 5 МПа. Сравнительно небольшое
число заводов производит конструкции из ячеистого бетона
плотностью 600 кг/м3. Теплоизоляцию из ячеистого бетона на
преобладающем большинстве предприятий изготовляют плотно¬
стью 400 кг/м3 и более. Такую продукцию нельзя считать эффек¬
тивной. Несмотря на то что во ВНИИтеплоизоляции, НИИЖБе
и других организациях разработана технология производства
теплоизоляционного ячеистого бетона плотностью 25Q—300 кг/м3,11
только отдельные заводы выпускают теплоизоляционный ячеис*
тый бетон плотностью ниже 400 кг/м3.В перспективе предприятия необходимо перевести на выпуск
теплоизоляции из ячеистого бетона плотностью 250—300 кг/м3,
а затем и 200 кг/м3. Залогом этого служат научно-исследова¬
тельские работы НИИЖБа, МИСИ, ВИСИ. Сотрудники МИСИ
совместно с производственниками Белгород-Днестровского экс^
периментального завода ячеистых бетонов получили теплоизоля¬
цию из ячеистого бетона плотностью 180—200 кг/м3 и прочно¬
стью при сжатии 0,5—0,7 МПа. Ими разрабатывается техноло¬
гия ячеистого бетона плотностью 150 кг/м3 с эффективным по¬
крытием. Такая теплоизоляция может стать самой эффективной
из всех видов теплоизоляционных материалов, поскольку будет
обладать относительно высокой жесткостью, огнестойкостью,
эксплуатационной стойкостью, удовлетворительной механической
прочностью и иметь невысокую стоимость [24].Многочисленные теоретические и лабораторные исследова¬
ния, опыт передовых заводов (Свердловский, Ворошиловград¬
ский, Автовский, Березниковский и др.) по переводу производ¬
ства на выпуск конструкций из ячеистого бетона с пониженной
объемной массой 600, а затем и 500 кг/м3 с контрольной прочно¬
стью соответственно не менее 4 и 3 МПа открыли возможность
дальнейшего облегчения и удешевления конструкций из ячеис¬
тых бетонов. При этом возрастают производительность труда на
заводах и использование их мощностей, увеличивается фондоот¬
дача (уменьшаются удельные капиталовложения) [23]. Расче¬
ты показывают, что снижение плотности ячеистого бетона на
100 кг/м3 дает экономию 560 тыс. т материала, из которого
можно дополнительно изготовить 1,4 млн. м3 ячеистого бетона.
Следовательно, уменьшение плотности ячеистого бетона наряду
с повышением его теплозащитных свойств позволяет снизить
толщину изделия, а значит, и материалоемкость конструкции и
тем самым увеличить эффективность и эксплуатационные каче¬
ства ячеистого бетона.На начало девятой пятилетки в СССР работало более 100
предприятий по производству автоклавных бетонов общей мощ¬
ностью около 7,3 млн. м3 в год, которые выпустили в 1971 г.
5,2 млн. м3 продукции. В последние годы построен ряд пред¬
приятий общей мощностью 4 млн. м3 в год. Таким образом, в
1979 г. объем производства автоклавных бетонов и конструкций
из них с учетом полного использования действующих мощностей
значительно увеличится и составит около 10% общего объема
производства сборного железобетона, выпускаемого в СССР.Анализ данных по применению различных конструкций без
теплоизоляции из автоклавных бетонов в 1971 г. показывает,
что около 40% всей продукции используется в жилищно-граж¬
данском строительстве. Из них примерно 50% составляют круп¬
норазмерные элементы наружных и внутренних стен, панелей,12
перекрытий, покрытий из ячеистого и частично из тяжелого
силикатного автоклавного бетона. Поскольку эффективность
применения автоклавных бетонов в жилищно-гражданском
строительстве значительно выше, чем в промышленном, а также
в связи с возросшим количеством типовых проектов зданий с
ограждающими конструкциями из автоклавных бетонов, можно
ожидать, что применение последних в жилищно-гражданском
строительстве в ближайшие годы возрастет до 50—55%. Это
означает, что жилищно-гражданское строительство должно бу¬
дет получить до 5—6 млн. м3 изделий из автоклавных бетонов
в год. Такого количества достаточно, чтобы ежегодно обеспечи¬
вать стенами и покрытиями 25 млн. м2 общей площади жилых
зданий или 22—23% годового плана жилищного строительства
в СССР. Экономический эффект только по приведенным затра¬
там при указанном объеме внедрения автоклавных бетонов в
ограждающие конструкции жилых домов по сравнению с ограж¬
дающими конструкциями из бетонов на пористых заполнителях
составит более 15 млн. р. в год. При этом окажется возможным
снизить вес зданий на 3,5 млн. т и довести экономию цемента
до 1,5 млн. т [214].Несомненный интерес представляют исследования по техно¬
логии ячеистого бетона, твердеющего при давлении 0,4 МПа.
Она разработана НИИЖБом для получения газозолосиликата
и газозолобетона и МИСИ — для производства газосиликата.
Технология изготовления газосиликата опробована на Старо¬
Оскольском заводе, технология получения газозолосиликата и
газозолобетона внедрена на Ступинском и Кураховском заводах
ячеистого бетона. При такой технологии можно значительно
продлить эксплуатационный период автоклавов, срок действия
которых при расчетном давлении истек или скоро истекает.
Этот режим упрощает паросиловое хозяйство заводов и может
оказаться весьма эффективным.Необходимо также при назначении рациональных режимов тепловлаж¬
ностного твердения в автоклавах более широко использовать принципы ин¬
женерного расчета, разработанные во ВЗИСИ.Следует уделить серьезное внимание дальнейшему изучению доавтоклав-
ного выдерживания ячеистобетонных массивов. Вызревание ячеистобетонной
массы в камерах с регулируемой температурой и влажностью приведет к по¬
вышению качества ячеистобетонных изделий и интенсификации твердения бе¬
тона, что подтверждается исследованиями и опытом Автовского домострои¬
тельного комбината.Необходимы более глубокие исследования микро- и макроструктуры по¬
рового пространства ячеистого бетона и модификация структуры новообра¬
зований различными приемами, в том числе химическими добавками.Должны быть продолжены работы по увеличению долговечности ячеисто¬
бетонных изделий, расширению приемов и номенклатуры внешней отделки
стеновых панелей из ячеистого бетона.Все это позволит повысить эффективность производства и применения
ячеистого бетона, повысить долговечность и качество изделий из него.13
§ 3. Вопросы качества изделий из ячеистого
бетонаПрименение в современном строительстве ячеистого
бетона отвечает задачам десятого пятилетнего плана развития
народного хозяйства страны по широкому использованию эф¬
фективных материалов, облегчающих вес конструкций и зданий,
уменьшающих их материалоемкость, повышающих общую
эффективность и качество строительства. Высокие физико-меха¬
нические и эксплуатационные свойства ячеистого бетона, возмож¬
ность применения местного сырья для его производства обуслов¬
ливают стремительный рост выпуска этого материала. В про¬
шлом пятилетии производство стеновых материалов из ячеистых
бетонов увеличилось более чем в три раза. Одно из решающих
условий выполнения поставленной задачи — дальнейшее совер¬
шенствование технологии ячеистого бетона, разработка новых,
более производительных технологических решений.В последнее время стали чаще применять методы матема¬
тической статистики для контроля состояния производства, точ¬
ности технологических процессов и качества готовой продукции,
пользуясь которыми можно объективно оценить качество рабо¬
ты смены, бригады и отдельного работника, точность действия
агрегата и технологической линии. На заводах, выпускающих
ячеистый бетон, ведут сотни контрольных замеров, результаты
которых записывают в журналы, но практически не используют,
Хотя они несут ценную информацию. Руководителям производ¬
ства, работникам заводских лабораторий и ОТК следует шире
применять статистические методы при анализе результатов кон¬
троля, оценке качества материалов, готовой продукции и совер¬
шенствовании производства изделий из ячеистых бетонов.Большое значение имеют разработанные Уральским Пром-
стройНИИпроектом совместно с НИИЖБ Госстроя СССР «Ре¬
комендации по внедрению статистических методов контроля тех¬
нологических процессов производства ячеистых бетонов». Они
дают возможность организовать статистический контроль и ана¬
лиз полученных результатов с целью повышения качества вы¬
пускаемой продукции и предназначены в первую очередь для
заводов ячеистобетонных изделий. Как известно, ячеистые бето¬
ны характеризуются сравнительно невысокой однородностью
свойств, вследствие чего обычно применяющиеся методы выбо¬
рочного контроля не выявляют истинную картину качества вы¬
пускаемых из них изделий. Требуется постоянное совершенство¬
вание производства, одним из способов которого является
использование приведенных в рекомендациях методов. Кроме
того, в рекомендациях описаны средства оценки контролируемых
параметров, точности, настроенности и стабильности технологи¬
ческих процессов, методика определения вязкости бетона, крат¬
ности пены, водотвердого отношения, соотношения между за-М
полпителем и вяжущим, даны примеры статистической обработ¬
ки результатов контроля. Применение статистических методов
контроля стабильности технологического процесса при произ¬
водстве ячеистых бетонов позволяет наряду с общей технологи¬
ческой дисциплиной и культурой производства повысить каче¬
ство продукции и снизить ее себестоимость.Экономические преимущества данных методов по сравнению
с обычно применяемым контролем на заводах ячеистого бетона
складываются из уменьшения некондиционной продукции и об¬
щего количества брака, а также увеличения долговечности из¬
делий. Рекомендуемые методы внедрены в цехе ячеистого бетона
на заводе сборного железобетона в Новотроицке, на заводах
железобетонных изделий в Свердловске и Первоуральске.Большая работа по совершенствованию технологии произ¬
водства изделий из ячеистых бетонов, повышению их качества
и долговечности ведется на ЗЖБК-З комбината «Харьковжил-
строй».Производство автоклавного ячеистого бетона в Харькове начато в первые
послевоенные годы на ЗЖБК-З. Основными изделиями служили мелкоразмер¬
ные кровельные плиты 0,5 X 1.2, плиты КАП-12 и некоторое количество сте¬
новых панелей для промышленного строительства. Общий выпуск составлял
15—20 тыс. м3 изделий, в год. Формование велось в индивидуальных формах
по литьевой технологии, а в качестве порообразователя применяли техниче¬
скую пену. Использование в качестве вяжущего низкосортной извести явилось
причиной того, что пеносиликатные изделия характеризовались низкой тре¬
щин остойкостью, расслоением материала, малой морозостойкостью, что умень¬
шало долговечность конструкций.Ориентация завода на выпуск стеновых панелей главным образом для
жилищного строительства с включением ЗЖБК-З в систему комбината «Харь-
ковжилстрой» поставила перед коллективом предприятия ряд новых задач.
Кроме изменения, номенклатуры изделий необходимо было резко повысить
качество ячеистого бетона, увеличить выпуск панелей, изыскать способы при¬
дания им надлежащего архитектурного вида и т. д. Опыт выпуска первых
партий стеновых панелей в 1961—1962 гг. для строительства жилых домов
серии ]-468р (разрезной вариант) в микрорайонах жилого массива Павлова
Поля показал, что технология изготовления стеновых панелей требует серьез¬
ных доработок. Главная трудность состояла в том, чтобы преодолеть отслое¬
ние пленки защитно-декоративного покрытия на фасадной стороне панели,
снизить усадочные деформации пеносиликата и устранить расслаивание мате¬
риала. Не были решены вопросы отделки фасадной поверхности панелей, так
как предложенная научной частью ПромстройНИИпроекта технология окрас¬
ки панелей оказалась малоэффективной из-за отслаивания силикатной пленки
от фасадной поверхности и отсутствия фасадных красок достаточной стой¬
кости.Решая задачи повышения качества стеновых панелей и уве¬
личения их выпуска, коллектив ЗЖБК-З совместно с такими
научно-исследовательскими институтами и организациями, как
ПромстройНИИпроект и ХИСЙ, МИСИ, ВНИИСтром, Рижский
политехнический институт, а также трестом «Харьковоргтех-
строй» и проектными организациями «Харьковгипростроймате-
риалы» и «Южгипроцемент» в последние годы выполнил следую¬
щие наиболее важные работы: перевод газовых шахтных печей15
на безбалочную систему обжига извести; мокрый помол песка;
комплексная вибротехнология изготовления стеновых газосили*
катобетонных панелей; формование стеновых панелей в оснастке
с отделяющимся поддоном; облицовка стеновых панелей дроб¬
леными каменными материалами, стеклянной плиткой «ириска»,
стеклянной крошкой на полимерном и силоксановом клеях;
производство плитного утеплителя из ячеистого бетона. Были
проведены исследования и производственные опробования ра->
боты по виброиндуктотермическому способу формования пане¬
лей из газосиликатобетона, нанесению защитных покрытий на
арматуру в электростатическом поле высокого напряжения, кон¬
вейерному производству стеновых панелей для жилищного и
культурно-бытового строительства с гидрофобно-антикоррозий¬
ной защитой [57, 170].§ 4. Подготовка сырьевых материаловФизико-механические свойства ячеистого бетона,
прежде всего однородность прочностных показателей, объемная
масса, теплопроводность, морозостойкость и т. д., зависят не
только от качества исходного сырья, но и от способа и качества
его приготовления. Так, применение грубодисперсного кремне¬
зема может привести к седиментации крупных частиц, и бетон
получится неравномерным по плотности и прочности.До недавнего времени песок и известь на ЗЖБК-З мололи раздельно
в шаровых двухкамерных мельницах сухого помола. Песок карьерной влаж¬
ности 6—8% подавался системой элеваторов, шнеков и питателей в сушиль¬
ный барабан, затем в высушенном виде поступал в мельницу, а после помола
до удельной поверхности 2000 см2/г — в расходные бункера. Это требовало
значительных энергозатрат. Одного только природного газа на 1 т песка рас¬
ходовалось 30 м3. Высушенный молотый песок вместе с другими компонен¬
тами снова затворялся водой в смесителе. Сушка песка, вызванная лишь
необходимостью помола, и дальнейшая переработка кварцевого порошка, не
считая больших энергозатрат на транспортирование и вентиляцию, сопро¬
вождались выделением большого количества кварцевой пыли, опасной для
обслуживающего персонала. Более того, вентиляционные установки уносили
много наиболее ценной тонкой фракции песка.После переоборудования шаровой мельницы, заключающегося в герме¬
тизации корпуса и реконструкции выгрузочной горловины, а также монтажа
системы пневмотранспорта шлама, реконструкции бункеров и дозировочного
узла, сырьевое отделение было переведено на мокрую схему помола. Это
позволило, кроме экономии топлива, упразднить 11 единиц технологического
оборудования (сушильный барабан, элеваторы, шнеки, вентиляторы и др.)
и на 15 кВт-ч снизить расход электроэнергии для изготовления ячеистого
бетона.Особенность подготовки сырья на заводе — совместный мок*
рый помол песка и извести. Таким способом (одновременно с
песком) измельчается до 20% потребного количества извести.
Гидратация части известкового компонента в мельнице умень»
шила общую экзотермию ячеистобетонной смеси, что дало воз»16
можность заменить значительную часть портландцемента из¬
вестью. Снижены энергозатраты на помол извести вследствие
ее самодиспергации при гашении в мельнице. Наличие в пес¬
чаном шламе гашеной извести повысило его устойчивость и
транспортабельность. В производственных условиях испытан
способ мокрого помола всего расчетного количества извести
с песком. В результате получен ячеистый бетон с более высо¬
кими физико-механическими свойствами. При решении вопроса
сохранения температуры известково-песчаного шлама станет
возможным применение описанной технологии подготовки ис¬
ходного сырья.С целью повышения эффективности строительного производ¬
ства для изготовления изделий из бетонов автоклавного тверде¬
ния в качестве исходного сырья необходимо использовать раз¬
нообразные побочные продукты металлургической, энергетиче¬
ской, горнодобывающей, химической и других отраслей промыш¬
ленности. Предпочтение следует отдавать материалам, содержа¬
щим в своем составе большое количество окиси кальция (20—
30% и более) в свободном состоянии или в виде разнообразных
силикатов и ферритов, способных к гидратации и твердению в
условиях термообработки в автоклавах. Указанные материалы
являются не только дешевыми заменителями извести, но и высту¬
пают в автоклавных бетонах в качестве длительно действую¬
щего источника «клинкерного» фонда [55]. П. П. Будниковым,
А. Т. Барановым, А. А. Воробьевым установлена возможность
замены 15—25% портландцемента при производстве автоклав¬
ного газобетона молотым известняком без снижения его проч¬
ности. В дальнейшем было исследовано [30] влияние добавок
молотого доломита на прочность автоклавного газобетона и
выявлено, что ими можно заменить до 30% цемента без умень¬
шения прочности газобетона.Для расширения сырьевой базы местных строительных ма¬
териалов и экономии цемента коллективом научных работников
и специалистов (В. А. Здоренко, П. А. Кривилев, В. П. Сачко,
Л. И. Коваленко, В. Т. Салтыков) на ЗЖБК-З проведены иссле¬
дования по приготовлению легких бетонов с использованием
отходов обогащения руд Курской магнитной аномалии (КМА).
Изучение вскрышных пород КМА для их применения в строи¬
тельстве при положительных результатах экспериментальных
работ позволит обеспечить Белгородскую и соседние области
центрального района страны дешевыми строительными мате¬
риалами. Кроме того, отказ от отвалов и шламохранилищ будет
способствовать очистке окружающей среды, освободит значи¬
тельные площади плодородных земель и даст возможность из¬
бежать больших непроизводительных затрат на содержание
миллионов тонн вскрышных пород.Одно из направлений эффективного использования отходов
при флотационном обогащении руд — применение их для при¬17
готовления ячеистых бетонов. В работах, выполненных в Днепро¬
петровском филиале научно-исследовательского института
строительного производства, показано, что решающие факторы
в выборе данного направления — химико-минералогический и
зерновой составы отходов рудообогащения [38]. С учетом этого
на ЗЖБК-3 были завезены отходы флотационного обогащения
руд Лебединского горно-обогатительного комбината для замены
наибольшего по количеству компонента шихты — молотого крем¬
неземистого, составляющего по массе 72% шихты. Удельная по¬
верхность отходов рудообогащения данного комбината (усред¬
ненная проба)—2900—3100 см2/г. При этом зерна размером
0,14—0,63 мм составляли 8%, а менее 0,14 мм — 92%. Химико¬
минералогический состав характеризовался наличием 57—
58% кремнезема, 29—30% карбонатов и до 4% железорудных
минералов: магнетита Fe304 и гематита РегОз в пересчете на
Fe06i4- Введение в состав шихты для изготовления ячеистого
бетона отходов рудообогащения вместо кремнеземистого ком¬
понента позволило получить бетоны прочностью при сжатии
25—75 кг/см2 и объемной массой 600—900 кг/м3. Замена крем¬
неземистого компонента на отходы рудообогащения обеспечи¬
вает снижение объемной массы бетона (при равной прочности
с бетонами на кремнеземистом заполнителе) на 5—10%.Учитывая, что стоимость операции измельчения кремнезе¬
мистого компонента на ЗЖБК-З составляет около двух рублей
на тонну, введение отходов рудообогащения уже в процессе
приготовления бетонной смеси уменьшает на 0,5—0,8 р. стои¬
мость 1 т продукции. Экономический эффект увеличивается с
введением в шихту для приготовления ячеистого бетона грану¬
лированного шлака. Так, гранулированный шлак литейного
производства Харьковского тракторного завода химического
состава СаО = 22,9—г— 34; Si02 = 34,8-7-42,8; МпО = 8,7-^16,1;
Fe203 = 3,1 -т-5,6; А1203 = 2,7-5-10,4; MgO = 2,2—5,8; S = 0,1
0,4 с модулем крупности Мкр = 3,46 и объемной насыпной мас¬
сой То = 1,43 кг/л снижает расход цемента до 20%. В этом
случае при замене 10% цемента бетоны имеют прочность сжа¬
тия Rem — 50-=-53 кг/см2 и объемную массу 70= 790—800 кг/м3;
при замене 20% цемента — ^сж = 55-йЮ кг/см2; у0 = 820-т-
830 кг/м3.Таким образом, комплексное применение отходов рудообогащения КМА
и шлаков машиностроительных заводов дает возможность расширить сырье¬
вую базу местных строительных материалов и заменить до 20% цемента.§ 5. Вибрационная технология изготовления
ограждающих конструкцийАнализ технологического процесса изготовления ог¬
раждающих конструкций из ячеистых бетонов показывает, что
наиболее важным и ответственным периодом, в значительной18
мере определяющим продолжительность технологического про¬
цесса, свойства изделия, трудоемкость изготовления, точность
геометрических размеров и архитектурную законченность, явля¬
ется формование. Поэтому успешное решение вопроса изготовле¬
ния конструкций в необходимом количестве и с минимальными
затратами материальных и трудовых ресурсов в основном зави¬
сит от выбранного способа формования конструкций, кинетики
формирования структуры изделия на всех стадиях, особенно в
доавтоклавный период, где он длителен и практически неуправ¬
ляем, характеризуется наибольшей интенсивностью протекаю¬
щих в смеси физико-химических процессов, связанных с коли¬
чественным и качественным состоянием фаз и механических
свойств смеси. Эти процессы в конечном счете влияют на про¬
изводительность технологического цикла и некоторые техниче¬
ские свойства изделий.Известны технологические решения приготовления формо¬
вочных смесей и формования изделий из ячеистого бетона,
отличающиеся друг от друга технологическими особенностями
и технико-экономической эффективностью. Однако они еще тру¬
доемки, длительны, металлоемки и энергоемки, часто не обес¬
печивают требуемое качество изделий, трудно поддаются меха¬
низации и автоматизации. Так, продолжительность технологи¬
ческого цикла изготовления стеновых панелей по литьевой тех¬
нологии составляет около 36 ч. Четвертая часть этого времени
отводится только на доавтоклавную выдержку отформованных
панелей. В данный период в смеси протекают процессы форми¬
рования ячеистой структуры и ее закрепления. Попытки интен¬
сифицировать процесс путем введения ускорителей твердения
или теплового воздействия на смесь существенных результатов
не дали.Наиболее перспективна технология вибровспученного газобе¬
тона, теоретические основы которой наряду с основными пара¬
метрами заводской технологии разрабатывались на протяжении
последних лет научно-исследовательскими институтами страны.
Ее сущность заключается в том, что газобетонная или газосили¬
катная смесь затворяется значительно меньшим количеством
воды, чем в случае обычной литьевой технологии. Так, водотвер¬
дое отношение при новой технологии составляет 0,3—0,32 против
0,5—0,55 для обычной. Введение меньшего количества воды в
исходную смесь способствует быстрому нарастанию структурной
прочности материала, что в свою очередь позволяет сократить
срок доавтоклавной выдержки изделий от 4—6 ч до 30—40 мин.
В результате снижения исходного количества воды уменьша¬
ются усадочные деформации в изделии, а следовательно, и коли¬
чество трещин.Наличие в сырце большого количества тепла дает возмож¬
ность сократить время его обработки в автоклаве вследствие
снижения времени набора пара. Однако с уменьшением исход¬19
ного количества воды затворения повышается вязкость раст¬
ворной смеси, что затрудняет получение ее необходимой гомо¬
генности при перемешивании компонентов, а также усложняет
или делает невозможным процесс вспучивания массы. Применяя
специальное оборудование (вибросмеситель и виброформующий
агрегат), можно преодолеть указанные трудности.С помощью эффекта тиксотропного разжижения раствора
при воздействии на него вибрации исходную смесь разжижают
в вибросмесителе и перемешивают до необходимой степени гомо¬
генности. Далее смесь подают в форму, где при постоянном воз¬
действии вибрации происходит ее вспучивание. При этом вибра¬
ция положительно влияет на структуру и свойства материала.
Время вспучивания при вибрации составляет 6—8 мин вместо
20—40 мин при обычной технологии, уменьшается размер пор
и становится равномерным их распределение. Межпоровая
структура получается более плотной и прочной, вследствие чего
повышаются морозостойкость и прочность изделий.Новая технология позволяет регулировать и совершенство¬
вать процесс посредством введения различного рода поверх¬
ностно-активных веществ или других добавок, регулирующих
пластические свойства раствора и сроки гашения извести. Для
приготовления бетонной смеси по новой технологии расходуют
те же материалы, которые использовали до ее внедрения, и в
прежних нормах, за исключением пенообразователя ГК, кото¬
рый заменяют алюминиевой пудрой. Воду затворения берут в
соотношении В/Т = 0,3-f-0,32 вместо 0,5—0,55 по старой техно¬
логии.Цикл формования бетонной смеси по новой технологии со¬
стоит из следующих пределов. Сухую дозированную массу (це¬
мент, известь и гипс) подают непосредственно в вибросмеситель.
Туда же поступают песчаный шлам и (в случае необходимости)
немного воды для корректировки пластичности массы. После
предварительного виброперемешивания вводят алюминиевую
пудру и производят виброперемешивание до готовности массы.
Затем вибросмеситель собственным ходом перемещается к
виброформовочному посту, где установлены формы. Машинист,
обслуживающий установку, заполняет их бетонной смесью, кото¬
рая вибрируется 6—8 мин. За это время она вспучивается и
приобретает необходимую прочность, позволяющую снять фор¬
мы с вибростола и погрузить их на вагонетку для дальнейшего
дозревания. Перед этим подрезают «горбушку» на изделиях.
После дозревания, которое длится 20—30 мин, изделия загру¬
жают в автоклав. Поступление массы в автоклав в разогретом
состоянии дает возможность значительно сократить время про¬
паривания изделий, в результате чего цикл автоклавной об¬
работки сокращается в среднем на два часа.Таким образом, новая технология способствует сокращению разрыва
между выстоечными площадями и пропускной способностью автоклава20
(уменьшение времени доавтоклавного процесса на семь часов позволяет уве¬
личить объем выпуска наружных стеновых панелей); получению большей
прочности материала стеновых панелей по сравнению со старой технологией,
повышению трещиностойкости и улучшению качества продукции; снижению
трудовых затрат на изготовление наружных стеновых панелей; сокращению
крановых операций на 10%.Выявлены и другие положительные стороны новой техноло¬
гии. В результате интенсификации массообменных процессов в
смеси ускоряется и сам процесс вспучивания. Его длительность
составляет 6—8 мин вместо 20—40 мин при литьевой техноло¬
гии. Уменьшение расхода воды затворения, обеспечивая быстрое
нарастание пластической прочности ячеистой смеси после вспу¬
чивания, способствует получению более плотного межпорового
каркаса с большей механической прочностью.Теоретические исследования и заводской опыт показывают,
что внедрение новой технологии значительно интенсифицирует
производство, увеличивает выпуск продукции на единицу про¬
изводственной площади на 35—40% по сравнению с обычной.Харьковский ЗЖБК-З — одно из первых предприятий в
стране и первое на Украине, внедряющее комплексную вибро¬
технологию изготовления стеновых панелей из ячеистого бетона.
Впервые в производственной практике была применена про¬
дольно-горизонтальная вибрация форм при вспучивании массы.
В качестве источника вибрации использованы электромагнитные
вибраторы мощностью 4 или 8 кВт, применяемые в горнорудной
промышленности для транспортирования горной породы по
вибролоткам. Их ценные особенности — высокая работоспособ¬
ность и возможность плавного регулирования амплитуды коле¬
баний от 0 до 1,8 мм. В результате внедрения вибрационной
технологии решена задача широкого изготовления стеновых
панелей для промышленного, жилищного и культурно-бытового
строительства, а также достигнуты следующие технико-эконо¬
мические показатели: снижение себестоимости работ — 4,1%;
экономия трудоемких работ— 1800 чел.-дней; рост производи¬
тельности труда—15,8%; снижение численности рабочих в це¬
хе— 3,7%. Общая экономическая эффективность вибротехноло¬
гии составила 147 тыс. р. в год.Для автоматического программного регулирования, контро¬
ля, сигнализации, записи температуры и давления в автоклавах
при запаривании ячеистобетонных изделий на ЗЖБК-З приме¬
нена автоматическая система теплового регулирования автокла¬
вов «Астра». Она состоит из комплекта регулируемых и изме¬
рительных приборов с унифицированным выходным сигналом
постоянного тока до 5 мА. «Астра» обеспечивает программное
регулирование процесса запаривания по температуре и давле¬
нию, измерение и запись регулируемого параметра, подачу све¬
тового и звукового сигналов в момент его отклонения от задан¬
ного значения, запрет подачи теплоносителя при открытой крыш¬
ке автоклава, повторное использование отработанного пара.21
Техническая характеристика: температура при рабочем дав¬
лении 8 кг/см2 (без воздуха в автоклаве) — 174,5° С; пределы измерения
давления — 0—10; основная погрешность от верхнего предела регулирования^
1,5%; отклонение регулируемого параметра от заданного—2,5—12,5%; мак¬
симальное время запаривания изделий — 23 ч.Регулирование производят по заданной программе. Примене¬
ние системы облегчает контролирование процесса термической
обработки изделий и повышает качество выпускаемой про¬
дукции.§ 6. Изготовление конструкций в формах с
отделяющимся поддономАрмированные строительные конструкции из ячеисто¬
го бетона изготавливают по трем технологическим схемам фор¬
мования: в индивидуальных горизонтальных формах, в верти¬
кальных кассетных формах и разрезкой больших массивов
перед их автоклавной обработкой. Важнейшие положительные
и отрицательные стороны перечисленных способов приведены
ниже.Положительные	ОтрицательныеФормование в индивидуальных горизонтальных формахРавномерность вспучивания массы
и высокая однородность бетона по к
и Rc = 0,97.Наибольшая эффективность примене¬
ния вибротехнологии.Сравнительная простота образования
фактурных слоев.Простота укладки, фиксации арма¬
туры и закладных деталей.Формование в кассетных формахБесформовое запаривание изделий
в автоклаве и повышение коэффици¬
ента заполнения до 0,4—0,45.
Снижение металлоемкости оснастки
более чем в два раза.Получение двух гладких поверхностей
панели.Ускорение автоклавной обработки за
счет первого этапа тепловой обработ¬
ки в кассете.Снижение расхода пара при авто¬
клавной обработке.22Низкий коэффициент заполнения
автоклавов (0,15—0,2), высокая метал¬
лоемкость оснастки (1 т/м3).Большая трудоемкость сборки, раз¬
борки, чистки и смазки форм.
Потребность в больших площадях для
выстаивания форм.Нарушение герметичности форм и их
геометрических размеров вследствие
быстрой деформации.с двухстадийной термообработкойНеобходимость применения высоко¬
пластичных смесей с В/Т = 0,57.Неоднородность структуры ячеистого
бетона, достигающая 20%.
Необходимость длительного (около 8 ч)
первого этапа обработки для дости¬
жения распалубочной прочности.
Повышенный расход цемента.Сложность фиксации арматуры и за¬
кладных деталей.Трудность создания офактуренной
фасадной поверхности.Неизбежность околов углов и ребер на
промежуточных операциях.
Повышенный расход смазочных мате¬
риалов.
Резательная технологияПовышение коэффициента заполнения
автоклава до 0,4.Универсальность формовочной осна¬
стки.Сокращение расхода металла на борт¬
оснастку на 30%.Высокая точность геометрических раз¬
меров изделий.Сокращение отходов материалов на
образование «горбушки».Гибкость при изменении номенкла¬
туры изделий.Снижение расхода смазки.Потребность в дополнительном обору¬
довании (резательные машины, фрезер¬
ные станки и т. д.).Механическая обработка поверхностей
панелей, фрезерование отверстий,
штраб, пазов, фасок.Невозможность создания фактуры в
процессе формирования изделий.
Увеличение продолжительности авто¬
клавной обработки до 21—26 ч.
Трудность вспучивания массива на
высоту и стабилизации смеси, сниже¬
ние коэффициента однородности до 0,8.
Трудность п рименения вибротехноло¬
гии.Отметим, что способ формования панелей в индивидуальных
формах с горизонтальным расположением на всех технологиче¬
ских стадиях имеет следующие недостатки: низкий коэффициент
заполнения автоклавов (0,16—0,21), высокую удельную металло¬
емкость формовочной оснастки, недостаточную гибкость произ¬
водства. Но ему свойственны и положительные стороны, которые
часто не учитывают при сопоставлении различных способов
формования. Важнейшие из них: значительная однородность
ячеистого бетона по высоте формования, большая эффектив¬
ность использования комплексной вибрационной технологии,
возможность создания в процессе формовки различных фактур¬
ных слоев и облицовок на фасадной стороне панели, простота
укладки и фиксации арматурных каркасов и заладных деталей
и др. Изготовление одно- и двухмодульных неразрезных панелей
высотой на этаж (для жилищного строительства) с применени¬
ем автоклавов диаметром 3,6 м возможно только в индивидуаль¬
ных горизонтальных формах.Вертикальный способ формования ячеистого бетона в кас¬
сетах с двухэтапной тепловой обработкой панелей, при котором
изделия сначала пропариваются в кассете, а затем проходят
автоклавную обработку в вертикальном положении, дает воз¬
можность повысить коэффициент заполнения автоклавов до
0,4—0,45, увеличить оборачиваемость форм и, следовательно,
снизить металлоемкость производства, а также получить другие
преимущества. Эффективность этого прогрессивного способа
ограничена некоторыми недостатками. К ним прежде всего сле¬
дует отнести необходимость первого этапа тепловой обработки
для обеспечения распалубочной прочности бетона, использова¬
ние высокопластичных смесей, повышенный расход цемента.
Самый существенный из них — трудность или вообще невоз¬
можность применения для офактуривания фасадной поверхно¬
сти панелей таких хорошо зарекомендовавших себя материалов,
как дробленые камни, стеклянная крошка, брекчия, стеклянная
«ириска» и т. д. Поэтому указанный способ может оказаться23
неприемлемым для выпуска ограждающих конструкций полной
заводской готовности, фасадная поверхность которых офактуре¬
на наиболее эффективными и надежными материалами.Особое внимание в последнее время уделяют резательной
технологии, которая позволяет повысить коэффициент заполне¬
ния автоклавов малых и средних диаметров (2 и 2,6 м). Ей свой¬
ственны универсальность применяемых форм и снижение их
удельной металлоемкости, уменьшение расхода смазки и мате¬
риала на образование «горбушки», точность геометрических раз¬
меров. Однако ее практическая реализация затруднена необ¬
ходимостью проведения комплекса дополнительных мероприя¬
тий, являющихся особенностью данного способа формования
или используемых для преодоления его недостатков. Наиболее
существенные из них: потребность в дополнительном технологи¬
ческом оборудовании (резальные машины, станки для фрезеро¬
вания), приспособлениях и оснастке (кондукторы для фиксации
арматуры, захватные устройства, применяемые при снятии бор¬
тов форм, распалубке и транспортировке изделий). Это связано
со значительным расходом металла и снижает эффект уменьше¬
ния металлоемкости форм, фрезерование граней панелей, обра¬
зование пазов, фасок, четвертей, отверстий, после автоклавной
обработки ведет к большим энергозатратам и потере некоторой
части материала, что снижает или делает невозможной эконо¬
мию материала на «горбушке».Сопоставительный анализ технико-экономических показате¬
лей свидетельствует о том, что кассетная двухстадийная и реза¬
тельная технологии более эффективны, чем технология формо¬
вания в горизонтальных формах. Их разработка и промышлен¬
ное освоение — результат изыскания путей наиболее эффектив¬
ного использования технологического оборудования, прежде
всего автоклавов. Загрузка отформованных изделий в разопа-
лубленном виде при формовании их в вертикальных кассет¬
ных формах и в виде разрезанного массива позволяет по¬
высить производительность автоклавов и, следовательно, эф¬
фективность всего производства в два и более раз. Это в конеч¬
ном счете оправдывает отказ от важных достоинств горизон¬
тальной технологии. Однако эффективность указанных способов
формования стеновых панелей значительно снижается из-за их
недостатков, что в ряде случаев, особенно на действующих за¬
водах, может сделать их применение нецелесообразным.Естественно, что наиболее эффективным был бы способ фор¬
мования, максимально объединяющий в себе преимущества
приведенных способов и лишенный их главных недостатков. На
основе сопоставительного анализа различных способов формо¬
вания стеновых панелей из ячеистого бетона, проведенного для
выбора и обоснования оптимальной технологической схемы про¬
изводства этого вида продукции на Харьковском ЗЖБК-З, был
разработан новый способ изготовления стеновых панелей лен¬24
точной разрезки (рис. 1). Он заключается в том, что стеновую
панель формуют по вибрационной технологии в горизонтальной
форме I, состоящей из бортов 1 и поддона 2. Борта изготавлива¬
ют таким образом, что, соединенные между собой, они образу¬
ют жесткую раму. Один из продольных бортов, воспринимаю¬
щий впоследствии нагрузку от изделия, усиленный. На периодРис. 1. Схема технологического процесса изготовления конструкций в формах
с отделяющимся поддоном:/ — формование в горизонтальной форме, 1 — борт, 2 — поддон; 3 — вибростол, II — вы¬
держка изделия в форме, 4 — микроклиматические камеры; III — перевод формы в вер¬
тикальное положение, 5 — кантователь; IV — загрузка изделия в автоклав, 6 — автоклав¬
ная вагонетка, 7 — автоклав.вспучивания смеси раму временно закрепляют на поддоне. Пос¬
ле вспучивания на вибростоле 3 отформованное изделие в формеII	выдерживают необходимое время для приобретения сырцом
определенной прочности, обеспечивающей поворот формы с из¬
делием после выдержки в вертикальное положение. Анализ
устойчивости газобетонной смеси показал, что для панели ши¬
риной 1,8 м и объемной массой 500, 600 и 700 кг/м3 подобный
поворот с учетом динамических нагрузок можно осуществить
без нарушения целостности структуры, если пластическая проч¬
ность материала каркаса достигнет 420, 500, 640 г/см2 соответст¬
венно. При формовании панелей по вибрационной технологии
этого достигают после 1,5—2-часовой выдержки форм в нор¬
мальных условиях. Выдерживание отформованных панелей вIVI25
специальной микроклиматической камере 4, обеспечивающей
сохранение в изделии тепла гидратации, гарантирует определен¬
ный уровень прочности при выдерживании в течение одного часа.После выдержки и обработки «горбушки» форма на канто¬
вателе 5 поворачивается в вертикальное положение III и панель
в рамке (обойме) переносится на автоклавную вагонетку 6.
Освободившийся поддон укомплектовывают свободной рамкой
и подают на формование очередного изделия. При загрузке из¬
делий в автоклав 7 рамки с панелями подвешивают на вагонет¬
ке на опорных кронштейнах, устроенных на торцовых бортах,
или устанавливают на продольно несущий борт IV. Между рам¬
ками оставляют зазор в 10 мм для обеспечения прямого контакта
запариваемого изделия с паровой средой. Описанная загрузка
панелей позволяет повысить коэффициент заполнения автоклава
до 0,42. Кроме того, ускорение прогрева панелей дает возмож¬
ность сократить период изотермической выдержки панелей тол¬
щиной 20 см до 5 ч. Все это наряду с повышением коэффициен¬
та заполнения автоклавов позволяет в 2,5 раза увеличить их про¬
изводительность по сравнению с обычной обработкой аналогич¬
ных панелей в индивидуальных формах. Для распалубки панели
после автоклавной обработки снимают верхний продольный
борт, так как один из торцовых бортов закреплен шарнирно, и
свободно вынимают изделие из рамки.Наиболее ответственный момент новой технологии — канто¬
вание формы перед отделением сырого изделия в рамке от под¬
дона, что производится только при достижении ячеистой смесью
определенной степени связности или структурной прочности. Это
необходимо для обеспечения устойчивости смеси в условиях
резко возрастающего гидростатического давления в нижних
слоях при повороте и динамических воздействиях в процессе
транспортирования рамки с «сырым» изделием в автоклав. Не
следует передерживать формы перед кантованием, поскольку
снижается их оборачиваемость.Важнейшая задача новой технологии — организация конт¬
роля механических свойств ячеистой массы. Имеющиеся стацио¬
нарные приборы для измерения пластической прочности не мо¬
гут быть использованы для оперативного контроля непосредст¬
венно в формах. В лаборатории долговечности бетонов
ПромстройНИИпроекта и строительной лаборатории Харьков¬
ского ДСК-1 разработан портативный ручной пластомер, кото¬
рый позволяет проследить кинетику пластической прочности на
всем протяжении доавтоклавной выдержки изделий. Он работа¬
ет, как и все конические пластомеры, по принципу измерения
глубины проникновения в измерительную среду конического
индектора при определенной нагрузке. Пластомер (рис. 2) со¬
стоит из корпуса с рукояткой, в нижней части которого имеется
втулка с опорным диском. Внутри корпуса находятся подвиж¬
ная относительно него система, конус, направляющие штоки и26
механизм привода барабана со шкалой. Подвижную часть при¬
бора можно фиксировать в исходном положении защелкой
спускового механизма. Перед измерением пластической проч¬
ности подвижную часть прибора устанавливают в исходное
положение, при котором вершина конуса должна находиться в
плоскости опорного диска. Прибор с помощью опорного диска
размещается на поверхности ячеистой массы, а подвижную
часть освобождают нажатием на курок спускового механизма.
Под действием постоянной для данного прибора нагрузки конус
погружается в массу. В зависимости
от степени ее связности глубина погру¬
жения различна. Шкала вращающего¬
ся барабана проградуирована по плас¬
тической прочности. Применение плас-
томера позволяет точно определить
время дальнейших технологических
операций — обработки «горбушки»,
кантования и т. д.При автоклавной обработке изде¬
лий в бортоснастке без поддона зна¬
чительно меняются условия тепло-
массопереноса в запариваемом мате¬
риале, что существенно сказывается
на кинетике прогрева изделий. Такая
обработка отличается от обычного
теплового способа в горизонтальных
формах тем, что с паровой средой
автоклава изделие контактирует непо¬
средственно двумя наибольшими гра¬
нями, т. е. 84% всей поверхности вместо 42% при запаривании
в форме. С точки зрения интенсианого теплового воздействия
при автоклавной обработке панель в бортоснастке без поддо¬
на находится в более благоприятных условиях, продолжитель¬
ность обработки на 4 ч меньше обычного способа.Чтобы установить степень влияния новых условий запарки
на кинетику прогрева слоев панели, температурные перепады
по толщине изделия и выявить возможность сокращения режи¬
ма автоклавной обработки, на промышленных образцах прове¬
дены соответствующие экспериментальные исследования. Для
послойного измерения температуры на заданной глубине в из¬
делиях устанавливали медь-константановые термопары, которые
оплавляли стеклом, а соединительные проводники во фторопла¬
стовой изоляции выводили под крышу автоклава. Через много¬
позиционный переключатель Термопары соединяли с потенцио¬
метром. Собранную схему предварительно тарировали., Результаты измерений показывают, что прогрев всех слоев
запариваемой без поддона панели толщиной 20 см заканчива¬
ется через 3,5 ч, а при подъеме давления и температуры средиРис. 2. Пластомер.27
автоклава до заданного уровня (8 атм и 174° С)—за 2 ч.
Панель прогревали равномерно с двух поверхностей. Макси¬
мальный перепад температур между точкой на глубине 1 см от
поверхности и точкой с наиболее низкой температурой, находив¬
шейся в центре панели, составлял 60° С. Но уже через час начи¬
нались интенсивный прогрев центра панели и выравнивание
температуры во всех слоях.Кинетика прогрева и распределение температур в панели,
запарившейся в форме, значительно отличались от предыдущих.
Выход всех слоев панели на изотерму закончился только через
7 ч 20 мин. В этом случае наиболее неблагоприятным для про¬
грева был слой, расположенный на расстоянии четверти толщи¬
ны панели, считая от поддона. Перепад температур достигал
максимума через 2 ч и составлял 90° С. С дальнейшим прогре¬
вом он уменьшался и полностью исчезал только через 7 ч 20 мин.При автоклавной обработке панель в бортоснастке без под¬
дона находится в более благоприятных условиях, так как изо¬
термический прогрев всех слоев начинается на 4 ч раньше. Это
позволяет сократить продолжительность изотермической вы¬
держки. Поскольку процессы твердения вяжущего протекают
менее интенсивно, изотерма была сокращена только на 2 ч. Про¬
должительность стадии сброса давления при запаривании пане¬
лей в форме в производственных условиях составляет 4—5 ч.
Благодаря тому что при автоклавной обработке панели имеют
открытые боковые поверхности, улучшаются условия миграции
влаги и снижаются давления в ней, продолжительность данной
стадии уменьшена на 2 ч. Таким образом, продолжительность
автоклавной обработки панелей в бортоснастке без поддона
составляет 2 + 5 + 2 ч, что на 4 ч меньше ранее принятой.Приведенный способ является не только более производи¬
тельным технологическим процессом, но и обеспечивает изго¬
товление изделий, соответствующих техническим нормам и дей¬
ствующим стандартам, а в некоторых случаях улучшает их
свойства. Так, послеавтоклавная влажность ячеистого бетона
изделия составляла 16—18% и через 3—4 ч выдерживания на
складе не превышала нормируемого предела. Новый способ
формования панелей позволяет применять любой из известных
видов облицовки фасадной поверхности и открывает ряд новых
возможностей (копирование или нарезание рельефа) в связи с
появившимся доступом к фасадной поверхности до автоклавной
обработки. Основные технико-экономические показатели нового
способа приведены в табл. 3. Он наиболее эффективен по срав¬
нению с другими способами, а его практическая реализация не
вызывает затруднений и сводится к реконструкции формую¬
щей оснастки и автоклавных вагонеток. В результате внедрения
технологии достигнут экономический эффект в размере 5 р. 20 к.
на 1 м3 изделий, что в пересчете на годовой выпуск ЗЖБК-З
36 тыс. м3 составляет 187 тыс. р.28
Таблица 3Технико-экономические показатели способов формования стеновых
панелей из ячеистого бетонаПоказателиГоризон¬тальныеформыКассетные
формы с двух¬
стадийной
обработкойРезательнаятехнологияВ формах
с отделяющим
поддономРасчетная мощность, тыс.40907080м3/годРасход металла для фор¬5,62,2—1,2мы на 1 м8 мощности,
кг/м3Коэффициент заполнения0,20,450,40,42автоклаваПродолжительность тех¬18-2225—3030—3511—12нологического цикла, ч
в том числе:
доавтоклавная выдержка2-815-1991-2автоклавная обработка16И21—2610Съем готовой продукции15,433,2—50с формовочной площади,
mW1Расход смазки на 1 м30,61,00,30,45готовой продукции, кг/м3
Затраты труда на 1 м3
готовой продукции, чел.-ч14,76,717,25,9§ 7. Поточно-конвейерные линии
формования ограждающих конструкцийСуществующие технологические схемы производства
ячеистобетонных изделий имеют большое количество подъемно¬
транспортных механизмов, которыми транспортируются формы,
тележки, полуфабрикат и готовая продукция. Наличие этих
механизмов вызывает большие трудности при создании комп¬
лексно-механизированного и автоматизированного производства.В 1972 г. на Рижском цементно-шиферном заводе для выпус¬
ка ячеистобетонных изделий по литьевой резательной технологии
внедрены две конвейерные линии, на которых определены уча¬
стки выполнения технологических операций: чистки и смазки
форм, заливки и твердения массы, снятия «горбушки», резки
массива и штабелирования форм [49]. Принцип работы линий
показан на рис. 3. Пустую форму с помощью мостового крана 3
устанавливают на электропередаточную тележку 2 и подают на
конвейер 5, где ее очищают, смазывают, а при остановке против
мешалки 11 заливают газомассой. Конвейеры работают циклич¬
но, формы заливают в течение 50—60 с с интервалом 5—7 мин.
В процессе движения форм происходит вспучивание массы.
Срезанная специальным устройством «горбушка» поступает в
мешалку, откуда через дозатор подается на переработку. После
разрезки массива форма электротельфером грузоподъемностью29
5 т помещается на конвейере, с которого перегружается на элек-
тропередаточную тележку, а затем мостовым краном грузоподъ¬
емностью 5 т подается в автоклав размером 2,6 X 19,1 м. Кон¬
вейерные линии, длиной 40 м каждая, состоят из двух ветвей
ролико-втулочных цепей Галля с шагом 50,8 мм. Цепи находятся
на высоте 50 мм от пола и перемещаются по направляющим со
скоростью i6—9 м/мин. На приводных и йатяжных валах уста-,
навливаюг по две звездочки. Одновременно на конвейере нахо¬
дится 10—12 форм размером 3000 X 1500 мм и массой около 3 т
каждая.Рис. 3. Технологическая схема производства изделий из яче-
' истого бетона:	•1 — автоклав; 2 — электропередаточная тележка; 3— мостовой кран; 4 —
выставочный путь; 5 — конвейерная линия; 6 — устройство для смазки
форм; 7 — весовой дозатор вяжущего; 8 — шнек;- 9 — мешалка алюмини¬
евой суспензии; /0 — объемный дозатор воды; 11— мешалка; 12 — ем¬
кость для вяжущего; 13 — объемный дозатор отходов; 14 — объемный
дозатор алюминиевой пудры; 15 — Пульт управления; 16 — мешалка для
отходов; 17 —- устройство для снятия «горбушки»; 18 — электротельфер;19 — резательное устройство; 20 — штабелировщик.Технологию производства ячеистобетонных изделий на кон¬
вейерных линиях, особенно процесс твердения массы при движе¬
нии форм, тщательно изучали в ВНИИТеплоизоляции, Риж¬
ском политехническом институте и СПКО «Оргтехстрой» Мин-
промстройматериалов Латвийской ССР. Исследования показали,
что данный способ формования и транспортирования полуфаб¬
риката к автоклавам не оказывает отрицательного воздействия
на качество выпускаемой продукции. Внедрение формовочного
конвейера при производстве ячеистобетонных изделий позволило
резко повысить производительность труда.ВНИИСтроммашем совместно с Гипростроммашиной и
ВНИИЖелезобетоном на базе отечественной технологии в свое
время был разработан, а заводами Минстройдормаша принят к
серийному изготовлению комплект технологического оборудовав30
ния в составе виброгазобетономешалки СМС-40 и виброплощад¬
ки К-494, которыми оснащали многие предприятия [85]. В по¬
следующем заводами Минстройдормаша была изготовлена
конвейерная линия СМС-69 для производства изделий из ячеи¬
стого бетона с использованием комплексной вибрации и резатель¬
ной технологии. Состав формующей и вспомогательной ветвей
-конвейерной линии: шумобезопасный смеситель СМС-40Б ем¬
костью 5 м3; виброплощадка с горизонтально направленными
колебаниями СМС-71 грузоподъемностью 15 т; установка для
резки ячеистого бетона СМС-89 (оборудование для основных
технологических операций); конвейер СМС-83; установка для
переноса массива СМС-136; установка для распалубки СМС-72;
машина для чистки и смазки поддонов и бортоснастки СМС-73
и СМС-84; передаточная тележка СМС-76; комплект форм и
автоклавных решеток (оборудование для вспомогательных тех¬
нологических операций).Научно-исследовательскими институтами в содружестве с
производственниками ведется постоянная работа по модерни¬
зации существующего и разработке нового, более производитель¬
ного оборудования для изготовления изделий из ячеистого бето¬
на. Так, ВНИИСтромом на Белгород-Днестровском эксперимен¬
тальном заводе ячеистых бетонов и изделий внедрена модерни¬
зированная машина СМ-1211, свободная от недостатков в части
недоработки конструкций узла вертикально-продольной разрез¬
ки, необходимости герметизации прорезей в поддоне при вибро¬
формовании, наличия частых чередующихся трещин и обруше¬
ния сырца бетона в конце разрезки, слабой работоспособности
механизма срезки «горбушки», недостаточной жесткости теле¬
жек транспортной части машины и направляющих балок рей¬
ки [164].Широкое внедрение резательной технологии при доавтоклав-
ной распиловке осложнено некоторыми ее отрицательными осо¬
бенностями, основными из которых являются значительные ко¬
лебания удельного сопротивления резанию из-за неодинаковой
объемной массы, вида вяжущего и продолжительности выдерж¬
ки массивов ячеистого бетона до момента резки. Напряжение в
режущей струне может превысить предел прочности материала
струны на растяжение и произойдет ее разрыв. Кроме того, раз¬
резка массива с малой пластической прочностью приводит к
слипанию материала на поверхности реза. Имеются и другие
недостатки, связанные с армированием крупноразмерных масси¬
вов большим числом мелких каркасов, что трудоемко и сложно.Для решения поставленных вопросов предложена послеав-
токлавная распиловка ячеистого бетона [251], основанная на
технических подходах, применяемых при распиловке каменных
материалов. Как известно, в камнедобывающей и камнеобраба¬
тывающей промышленности наиболее распространены машины,
в которых режущим инструментом служат дисковые пилы и31
фрезы. НИИЖБом совместно с экспериментальным конструк¬
торским бюро ЦНИИСКа им. В. А. Кучеренко разработаны две
модификации установок для дисковой распиловки ячеистобетон¬
ных массивов. В сочетании с доавтоклавной разрезкой после*
автоклавная распиловка позволяет повысить производительность
предприятий по изготовлению элементов армированных кон¬
струкций, механизировать один из наиболее трудоемких процес¬
сов технологического цикла и обеспечить высокое качество про¬
дукции.Рис. 4. Схема пневмотранспорта отходов обработки изделий из
ячеистого бетона:t 8 — стружкопылеприемники для вертикальных нижней и верхней горн*
аонтальных фрез; 4 — гибкие воздухопроводы; 5 — транепортная сеть) £ —•
групповой циклон; 7 — бункер; 8 — барботажнв’й пылеуловитель; 9 — вен¬
тилятор.В производстве крупных ограждающих конструкций из ячеи¬
стого бетона применяют продольно-резальную машину и обору¬
дование для калибровки. В результате калибровки геометриче¬
ские размеры изделий получаются с точностью ± 1—2 мм.
Калибровку производят на фрезеровальных агрегатах. При этом
образуется большое количество стружки и пыли, что ухудшает
условия труда и снижает производительность. Для удаления
стружки и пыли, образующихся при фрезеровании и распиловке,
создания нормальных условий труда предложена [132] специаль¬
ная установка пневмотранспорта отходов отработки из ячеисто¬
го бетона (рис. 4).Новый способ формования панелей (в формах с отделяю¬
щимся поддоном) в сочетании с вибротехнологией обеспечивает
возможность разработки высокоэффективного поточно-конвей¬
ерного производства панелей полной заводской готовности. По¬
лученные параметры легли в основу рабочего проекта конвей¬
ерной линии ЗЖБК-З, где применяют оснастку с отделяющимся
поддоном и вертикальную загрузку изделий в автоклав. Рабочий32
проект разработан Харьковским филиалом института «Гипро-
стройматериалы» и институтом «Южгипроцемент».Конвейер (рис. 5) имеет 15 позиций. Расположение форм
(поддонов) поперечное. Технологический процесс осуществляют
следующим образом. Подготовленную рамку устанавливают на
поддон, находящийся на кантователе в вертикальном положении,АРис. 5. Схема конвейерных линий формования панелей:/ — кантоват?ль; 2— передаточная секция; 5 —конвейер подачи
форм; 4 — машина для укладки дробленых каменных материалов;5 — вибростолы; 6 — машина для придавливания «горбушки»; 7 —
конвейер выдержки изделий; 8 — виброгайомешалка СМС-40; 9 — виб¬
ростолы; 10— щелевая камера; И — конвейер для подачи форм па¬
нелей; А — учаоток производства стеновых панелей для соцкульт-
бытстроительства (помольное и смесительное отделения); Б — уча¬
сток производства стеновых наружных панелей для жилых домов;В — автоклавное отделение; Г — линия распалубки и передачи форм;Л —цех гидрофобизации.закрепляют на нем и переводят собранную форму в горизон¬
тальное положение. С определенным ритмом (12 мин) форма
движется на пост укладки фактурных материалов. Последние
(дробленый щебень, брекчия, плитки, поризованный раствор)
механическим способом укладываются на поддон, после чего
форма перемещается на пост укладки арматурных каркасов и
закладных деталей, где рабочий с помощью крана выполняет
необходимые операции по укладке каркаса. После поста осмот¬
ра готовности формы ее подают на виброформовочный пост, где
производят укладку смеси и ее вспучивание. Форма с изделием
передается на нижний ярус конвейера, который представляет2 8-4133
собой щелевой тоннель с непрерывно движущейся цепной лентой.
В тоннеле предусмотрено автоматическое поддержание заданных
климатических условий. Пройдя в течение одного часа камеру,
форма с изделием передается на пост обработки «горбушки».
В созданном варианте конвейера имеется машина для прикатки
«горбушки», которая осуществляется приводным катком по
технологии, разработанной Донецким ПромстройНИИпроектом.
После прикатки «горбушки» форма с изделием перемещается на
позицию кантования. Здесь с помощью кантователя она повора¬
чивается на 90°, рамка с изделием отделяется от поддона и пе¬
реносится краном на автоклавную вагонетку. Линия размеща¬
ется в пролете площадью 585 м2 и имеет производительность
42,6 тыс. м3 панелей в год. Аналогичная поточно-конвейерная
линия разработана и для изготовления наружных стеновых пане¬
лей высотой на этаж (одно- и двухмодульных). Отличие между
ними заключается в том, что панели формуют в обычных гори¬
зонтальных формах без кантования. Производительность кон¬
вейера — 45 тыс. м3 панелей в год.Таблица 4Основные показатели сравниваемых способовПараметрыСтендовое формование
в горизонтальных формахКонвейерныйлитьеваятехнологиявибрационнаятехнологияспособПроизводственная площадь, м2349334933493Площадь формовочного пролета, м2584584584Годовая производительность, тью. м3
Расход материалов на единицу про¬
дукции:142042,6цемент, кг150170170известь, кг150130130молотый песок, кг400400400алюминиевая пудра, кг0,40,40,4вода, л320240240Число рабочих в смене192128Стоимость технологического оборудо¬
вания, тыс. р.125,4140346Потребность в формах, т
Потребность в автоклавах (2x19 м100106100при Р = 8 атм), шт.354Стоимовть зданий, гыс. р.555,6555,6555,6Стоимость сооружений, тыа. р.557,6557,6557,6Потребность в паре на единицу про¬
дукции, т0.70,650,5Потребность в электроэнергии на
единицу продукции, кВт-ч3841,641,2Технико-экономическая оценка формования стеновых пане¬
лей на поточно-конвейерной линии произведена в соответствии с34
«Временными указаниями по технико-экономической оценке
способов формования бетонных и железобетонных изделий»
(М., НИИЖБ, 1967). В качестве эталона для сопоставления
служила технологическая схема формования в индивидуальных
горизонтальных формах, причем сравнивали литьевую и вибра¬
ционную технологии получения аналогичных стеновых панелей.
Исходными параметрами являлись плановые данные ЗЖБК-З.
Поскольку цехом выпускаются и другие изделия (термоизоля¬
ционные плиты, балконные экраны и т. д.), в расчетах учитыва¬
ли производительную площадь здания, оборудование и другие
показатели, относящиеся к сопоставляемому типу изделий
(табл. 4). На основе приведенных в табл. 4 исходных данных
рассчитана заводская себестоимость 1 м3 стеновой панели серии
ИИ-04 по сравниваемым способам формования (табл. 5).Расчет показал, что изготовление стеновых панелей СТ-02-31 и
ИИ-04 на ЗЖБК-З на поточно-конвейерной линии с применением
вертикальной загрузки изделий в автоклав более чем в два раза
повышает производительность труда по сравнению со стендовойТаблица 5Сравнительный анализ экономической эффективности литьевойи вибрационной технологий изготовления ячеистобетонных изделийЗатратыФормование в горизонталь¬
ных формахКонвейерныйлитьеваятехнологиявибрацион¬
ная техноло¬
гияспособформованияМатериалы и сырье18,7118,7118,71Технологический пар2,452,451,93Электроэнергия0,951,041,03Полная заработная плата и отчисле¬6,164,32,96ния на социальное страхование
Содержание оборудования3,192,421,89Цеховые расходы6,34,362,25Общезаводские расходы1,551,441,16Заводская себестоимость, р.39,3134,7229,93Годовой съем с 1 м2 формовочной213065площади, м3Годовая выработка на рабочего, м3
Трудоемкость 1 м3 изделия, чел.-ч73095015207,753,7Коэффициент заполнения автоклавов0,210,210,4Металлоемкость форм на 1 м3 изде¬7,155,32,5лия, кгПриведенные затраты, р.47,438,932,44вибротехнологией формования в горизонтальных формах и сни¬
жает стоимость 1 м3 ячеистого бетона на 4 р. 48 к. Годовая
экономия от снижения себестоимости изделий составляет
180 тыс. р. Формование стеновых панелей для жилищного строи¬
тельства на конвейерной линии уменьшает себестоимость, 1 м32*35
панели на 2,8 р. в результате увеличения производительности
формовочного пролета в 1,8 раза и снижения трудовых затрат.
Годовая экономия от уменьшения себестоимости стеновых пане¬
лей для жилищного строительства — 126 тыс. р. Общая годовая
экономическая эффективность внедрения конвейерных линий
формования стеновых панелей на ЗЖБК-З 406 тыс. р. Срок оку¬
паемости затрат на строительство — менее двух лет. Планом
развития производственной базы комбината «Харьковжилстрой»
предусмотрено строительство конвейерных линий в текущем
пятилетии.§ 8. Отделка ограждающих конструкцийВ нашей стране с каждым годом расширяется произ¬
водство эффективных ограждающих конструкций из ячеистых
бетонов автоклавного твердения для индустриального сборного
строительства. В этой связи возрастают требования к наружной
отделке ограждающих конструкций, поскольку от нее зависит
архитектурный вид городов, экономичность строительства и дол¬
говечность здания. Стеновая панель без декоративной отделки
фасадной поверхности не может рассматриваться как закончен¬
ная продукция. Современное строительство требует большого
разнообразия и высоких архитектурно-художественных качеств
наружных стеновых панелей. Требования, предъявляемые к
отделке ограждающих конструкций из ячеистых бетонов,— бо¬
лее высокие, чем из других материалов. Кроме архитектурной
выразительности, она должна надежно защищать ограждающие
конструкции от действия атмосферных факторов, обеспечивая
стенам нормальный температурно-влажностный режим в период
эксплуатации.В НИИЖБе, Уральском, Донецком и Харьковском Пром-
стройНИИпроектах, ВНИИСтрсме, НИПИСиликатбетоне,
ВНИИЖелезобетоне, ЦНИИЭПСельстрое и ряде других орга¬
низаций разработаны различные способы отделки и защиты
поверхностей панелей из ячеистых бетонов. С целью придания
декоративного внешнего вида ячеистому бетону и защиты его
от воздействия атмосферной (капельной) или парообразной
влаги, а также газовой агрессивной среды, на поверхность сте¬
новых панелей наносят защитно-декоративные покрытия из
минеральных, органических или полимерминеральных материа¬
лов. Для этого в строительной практике применяют поризоваи-
ные или плотные цементно-песчаные и известково-песчаные
плитки, дробленую крошку из естественных или искусственных
каменных материалов, полимериементные или силоксановые
составы с присыпкой декоративной крошкой и без нее, лаки и
краски, битумные материалы, кремнийорганические жидкости.
Кроме того, начинают использовать и плиточные материалы,36
Защитно - отделочные покрытия
ограждающих конструкций из ячеистых бетонобРис. 6. Классификационная схема основных признаков за¬
щитно-декоративных покрытий ограждающих конструкций
из ячеистых бетонов.
устанавливаемые на относе. Выбор материалов диктуется функ¬
циональными и эксплуатационными признаками покрытий.
Классификация признаков дана на рис. 6. Типы применяемых
защитно-декоративных покрытий приведены ниже.ТиппокрытияВид покрытияIIIIVVVIVIIЯчеистый бетон, пропитанный кремнийорганической жидкостью
Г КЖ-94Ячеистый бетон, пропитанный битумом БН-5
Керамические неглазурованные плитки по ячеистому бетону
с последующей гидрофобизациейКаменные дробленые материалы фракции до 30 мм по ячеи¬
стому бетону с последующей гидрофобизацией
Эмаль КО-174 с тальком с присыпкой декоративной крошкой
(нли без нее)Цементные краски со стеаратом кальция
Керамические неглазурованные плитки по поризованному рас¬
творуКаменные дробленые материалы фракции до 30 мм по пори¬
зованному растворуСтеклянные плитки «ириска» по виброгазобетону
Стеклянные плитки «ириска» по поризованному раствору
Краски ХСПЭ, ЦПХВ, КЧ-112, ВА-17, ПВАЦ
Полимерцементные составы с присыпкой декоративной крош¬
кой или нанесением методом «настрела»Силоксановые составы с присыпкой декоративной крошкой или
нанесением методом «настрела»Полимерцементный поризованный растворЛисты алюминия, асбоцемента, стемалита на относке с неплот¬
ными швамиПлитки из искусственных и естественных материаловДеревянная обшивка на относеПлотные растворы (толщина слоя 5—7 мм)Эмаль ХСПЭ (5 слоев)Краски КЧ-479 и ХСЛ (3—4 слоя)Ячеистый бетон, пропитанный битумом БН-5 (толщина слоя
9—15 мм)Краски СВП, И К-2, ИК-7, ХСЛ
Эмали ХСЛ, ПФ 115, МС-286 (1—2 слоя)Уплотненный ячеистый бетон (толщина слоя 10—15 мм)
Краски КЧ-26, ВА-27, силикатные, цементные, известковыеОбласть использования указанных покрытий зависит от их
функциональных и эксплуатационных признаков. Так, наруж¬
ные покрытия типов II, III применяют в стенах зданий про¬
мышленного, жилищно-гражданского и сельскохозяйственного
назначения, имеющих сухой и нормальный влажностный режим
эксплуатации помещений. Тип IV целесообразен для стен уни¬
кальных зданий повышенной этажности или сельскохозяйствен¬
ных зданий с влажным режимом эксплуатации помещений.
Внутренние покрытия типа V рекомендуется использовать в сте¬
нах зданий четвертой степени долговечности с мокрым режимом
эксплуатации помещений, тип VI — в зданиях первой — третьей38
степеней долговечности с влажным режимом помещений, тип
VII — для стен и перегородок жилищно-гражданских и сельско¬
хозяйственных зданий с сухим и нормальным влажностным ре¬
жимом эксплуатации помещений [133].В старых проектах заводов ячеистого бетона не были преду¬
смотрены отделения для отделки ограждающих конструкций,
вследствие чего на действующих предприятиях отделку произ¬
водили, как правило, в неприспособленных и необорудованных
для этой цели помещениях. Например, отделочные посты при
формовании панелей «лицом вниз» размещают чаще всего в не¬
больших по площади распалубочных отделениях, где освобож¬
даемые формы очищают и смазывают, а на дно вручную укла¬
дывают отделочный материал. Существенно повысить произво¬
дительность труда и улучшить качество отделки ограждающих
конструкций можно только на конвейерных линиях при механи¬
зации и автоматизации отделочных работ.В 1967 г. на ЗЖБК-З по технической документации, разра¬
ботанной институтом «Южгипроцемент», впервые в стране были
задействованы две конвейерные линии отделки панелей для жи¬
лых, общественных и промышленных зданий. На конвейерной
линии отделки панелей для жилищного строительства имеется12	постов. Длина конвейерной линии 117 погонных метров. С по¬
мощью мостового крана панели устанавливают на специальные
вагонетки, передача которых от одного поста на другой осуще¬
ствляется посредством цепных толкателей. На постах конвейера
производят следующие операции (по назначению постов): пере¬
становка вагонеток с канатного толкателя на конвейерную ли¬
нию; установка панелей с помощью мостового крана и закрепле¬
ние ее на вагонетке; установка столярных блоков, конопатка,
врезка скобяных изделий; механическая чистка и мойка наруж¬
ной офактуренной стороны панелей; устройство наружных и
внутренних откосов; установка подоконников и отливов; затирка
и шпаклевка внутренней стороны панелей; шпаклевка, грунтовка
и окраска дверных и оконных столярных блоков; остекление;
гидрофобизация; сушка панелей; очистка вагонеток. Цикл кон¬
вейера—20 мин. Производительность одной конвейерной линии—
20 тыс. м3 изделий в год. Конвейер обслуживают один оператор,
один слесарь и 20 рабочих-отделочников. Материалы для
работы подают на посты конвейера посредством мостовых кра*
нов. Защита наружной поверхности стеновых панелей от атмос¬
ферных влияний предусмотрена гидрофобным паропроницаемым
слоем из кремнийорганических соединений. Экономическая эф¬
фективность от внедрения в производство отделочного конвейе¬
ра составила 35 тыс. р. в год.В качестве фактуры ограждающих конструкций ЗЖБК-З сов¬
местно с ВНИИСМ освоена отделка жилых домов серии 1-468А
декоративной крошкой на латексном основании. Технология
производства работ следующая. На лицевую поверхность готовых39
панелей после очистки и сушки наносят грунтовочный и
полимерцементный составы, слой декоративной крошки и про¬
зрачное латексное покрытие. Грунтовочный состав (смесь акри-
латного латекса с водой в 10%-ном водном растворе стабили¬
затора ОП-7) в виде тонкой пленки разбрызгивают на поверх¬
ность панели. Полимерцементный состав (смесь цемента и
наполнителей с водой, полимерные связующие, стабилизирую¬
щие добавки и при необходимости пигменты) готовят в турбу¬
лентном смесителе и распыляют сжатым воздухом на панель.
В качестве декоративной крошки используют дробленый камень
(мраморные, гранитные породы), бой стекла, фарфора, грану¬
лированный шлак, пески и другие материалы фракции 1—2,
2—3, 3—5 мм в естественном виде или окрашенные в различ¬
ные цвета. На ЗЖБК-З изготовлена специальная машина, с по¬
мощью которой укладывают в один — два слоя декоративную
крошку. После этого в течение 5—10 мин панель сушат и
неприставшие зерна удаляют с поверхности. Закрепляют крош¬
ку нанесением на панель неразбавленного латекса. Для нанесе¬
ния крошки на торец панели применяют изготовленную на
заводе специальную установку. Этот метод отделки панелей
экономичен, дает возможность разнообразить фасады зданий,
создавать на торцовых стенах декоративные панно, решать в
различных цветовых гаммах фрагменты дома, в частности тор¬
цы зданий, панели лестничных клеток и ограждений лоджий,
парапеты и т. д.Известно, что основные технологические приемы облицовки
изделий из ячеистого бетона дроблеными материалами были
разработаны Первоуральским заводом силикатных бетонов.
ЗЖБК-З совместно с научной частью Харьковского Промстрой-
НИИпроекта и трестом «Харьковоргтехстрой» впервые примене¬
на виброукладка каменной крошки, что значительно улучшило
качество фактуры. Облицовка панелей каменными крошками
повысила их трещиностойкость и ликвидировала отслоения
силикатной пленки. Водопоглощение ячеистого бетона с обли¬
цованной поверхностью снизилось на 30—40%.Облицовку панелей выполняют в процессе их формования.
На дно формы ровным слоем укладывают каменную крошку
принятой фракции (5—10 или 10—20 мм), затем с помощью сита
ёе присыпают песком с таким расчетом, чтобы в него была по¬
гружена Ч3 часть толщины облицовочного слоя. Форму ставят
на вибростол. Кратковременным вибрированием (2—3 с) слой
окончательно выравнивается, причем песок перемещается в
нижний слой крошки. После этого форму подают на укладку
ячеистобетонной массы. При распалубке панели фасадную сто¬
рону тщательно очищают от песка и гидрофобизируют. Описан¬
ный способ защитно-декоративного покрытия успешно исполь¬
зован ЗЖБК-З при изготовлении панелей по литьевой техно¬
логии (жилой массив Павлова Поля, клиника грудной и40
сердечной хирургии и другие объекты). С переводом цеха на
комплексную вибротехнологию он оказался неприемлемым, так
как фактурный слой при вибровспучивании смеси смешивался с
раствором.В новых условиях для наружной облицовки панелей приме¬
няется стеклянная плитка «ириска» размером 25 X 25 мм, на¬
клеенная на бумажные коврики. Перед формованием панели
коврики укладывают на предварительно смазанный клеем под¬
дон формы. После автоклавной обработки и распалубки пане¬
лей фасадную поверхность очищают от бумаги, промывают и25 30 35
Номер цаклобРис. 7. Изменение усилия отрыва плитки при попе¬
ременном замораживании — оттаивании.гидрофобизируют. При ширине шва между плитками 5 мм
общая поверхность защитно-декоративного покрытия панели
составляет 70% фасадной поверхности. Кроме декоративных
свойств, такая облицовка служит средством защиты ячеистого
бетона от агрессивного действия атмосферной среды.Для проверки стойкости облицовки и ее защитных функций
на образцах, выпиленных из серийной панели, проведены иссле¬
дования. Установлено, что прирост влаги при стандартном ис¬
пытании на капиллярный подсос в 2,4 раза меньше, чем в необ-
лицованных образцах. Так, влажность облицованных образцов
через трое суток испытаний составила 7%, необлицованных—
17,2%; через пять суток—8,2 и 19% соответственно. При испы¬
тании на морозостойкость образцы выдержали 35 циклов без
отслоений облицовки и других видимых разрушений. Прочность
ячеистого бетона при этом несколько возросла. Потеря веса
составила 1,4%.Научной частью Харьковского ПромстройНИИпроекта и
строительной лабораторией ЗЖБК-З определены усилия отрыва
плитки при нормальном действии нагрузки методом плавного
нагружения предварительно наклеенных на плитки стальных ан¬
керов. Исследования проводили на трех образцах в сухом и
водонасыщенном состояниях, а такж« через каждые пять циклов
попеременного замораживания и оттаивания. В процессе испы¬
таний каждого вида образцов отрывалось по три плитки; Из
рис. 7 видно, что с увеличением числа циклов замораживания
величина усилия отрыва плитки уменьшается по линейному за¬
кону. Однако даже после 35 циклов она продолжает: оставаться41
достаточно высокой, чтобы обеспечить надежную стойкость
облицовки панелей.Сцепление облицовочного слоя исследовано по методике
Уральского ПромстройНИИпроекта, согласно которой он имеет
надежное сцепление с ячеистым бетоном, если при нагрузке на
призмы 20 X 20 X 60 см, равной 0,7 от разрушающей, не наблю¬
дается его отслоений. Во всех случаях плитки отделялись при
нагрузке 0,8 от разрушающей или одновременно с разрушением.Таким образом, исследования, а также натурные наблюдения за состоя¬
нием стеновых панелей в домах позволяют сделать вывод о том, что облицов¬
ка стеновых панелей из вибровспученного ячеистого бетона стеклянной плит¬
кой «ириска», применяемая на Харьковском ЗЖБК-З, отвечает всем требо¬
ваниям по долговечности и одновременно служит защитным покрытием, в
значительной степени предохраняющим панели от увлажнения.ЗЖБК-З совместно с трестом «Харьковоргтехстрой» освоена
также отделка наружной поверхности ограждающих конструк¬
ций мелкозернистыми материалами методом напыления, являю¬
щаяся наиболее экономичной. Покрытия из этих материалов
долговечны, обладают высокими декоративными качествами, а
реализация способа их нанесения не требует капитальных вло¬
жений. Технология отделки и диапазон применяемых материалов
предоставляют широкое поле деятельности для архитекторов, в
процессе отделки элементов позволяют варьировать цвет, разме¬
ры фракции и структуру отделочного материала, а при использо¬
вании плоских инвентарных шаблонов получать рисунки на лице¬
вой поверхности изделий. Технология декоративной отделки
заключается в нанесении на стеновые панели, находящиеся в
горизонтальном или вертикальном положении, слоя полимерце-
ментного раствора, а затем мелкозернистого каменного мате¬
риала. Полимерцементный раствор приготовляют в обычных
растворомешалках из серых или цветных портландцементов,
поливинилацетатной эмульсии или латекса, наполнителя разме¬
рами до 0,15 мм и воды. Мелкозернистые декоративные мате¬
риалы, применяемые для отделки, получают из естественных и
искусственных каменных материалов (гранита, кварцита, мра¬
мора, плотного известняка, доломита, эрклеза, боя стекла, цвет¬
ных стекловидных шлаков и т. д.) путем их дробления на цент¬
робежных дробилках с последующим рассевом по фракциям
0,63—1,25 и 1,25—2,5 мм. В последнее время в качестве мелко¬
зернистого декоративного материала широко используют товар¬
ную стеклянную крошку преимущественно белого цвета. Процес¬
сы нанесения декоративного покрытия полностью механизиро¬
ваны и позволяют звеном в 3—4 человека выполнить отделку
150—200 м2 поверхности в смену.Перед нанесением декоративного покрытия с отделываемой
поверхности удаляют наплывы, тщательно очищают и увлажня¬
ют водой, через 3—5 мин наносят грунтовку на основе водной
дисперсии полимера. Затем огрунтованную поверхность вырав¬42
нивают полимерцементным раствором слоем до 0,5 мм и его
рабочим слоем. Работу выполняют универсальной удочкой под
давлением 8—10 атм. Толщина наносимого слоя раствора за¬
висит от крупности крошки и равна половине размера зерен.
По полимерцементному раствору с помощью специального уст¬
ройства наносят мелкозернистый каменный материал. Зерна
каменной крошки распределяют равномерно по поверхности в
один слой. Глубина погружения крошки составляет половину
размера зерен. При отделке стеновых панелей в заводских ус¬
ловиях в зимнее время необходимо предусмотреть сушку офак¬
туренных поверхностей ТЭНами или калориферами в течение
2—3 ч. При этом температура поверхности декоративного слоя
не должна превышать 70° С.Стоимость отделки определяется в основном применяемым
декоративным каменным материалом, его крупностью: 0,8—1,5	р. за 1 м2 отделываемой поверхности. Однако широко ис¬
пользуемая в народном хозяйстве поливинилацетатная эмульсия
(ПВАЭ) становится дефицитной. В поисках новых связующих
ученые лаборатории долговечности строительных материалов
Харьковского ПромстройНИИпроекта в содружестве с произ¬
водственниками комбината «Харьковжилстрой» и его подразде¬
лений разработали и внедрили вместо ПВАЭ клей из карбонат-
но-силоксановых композиций, равноценный по свойствам поли-
мерцементу, но менее дефицитный и более дешевый («Рекомен¬
дации по долговечной декоративной отделке поверхностей
стеновых ограждающих конструкций промзданий с использова¬
нием силоксановых композиций».— Харьк. ПромстройНИИ-
проект, 1975).Основные свойства карбонатно-силоксановых композиций (КСК) по данным
Харьковского ПромстройНИИпроекта: жизнеспособность суспензии — 6—8 ч;
когезионная прочность—100—120 кг/см2; адгезионная прочность —10—15 кг/см2;
морозостойкость — 50—200 циклов; водостойкость — высокая. Экономические
показатели: стоимость 1 т клея —20—30 р.; стоимость отделки 1 м2— 0,80—
1,70 р.; расход КСК на 1 мг — 3,5 кг; расход крошки на 1 м2— 2—3 кг.Технологическая схема нанесения карбонатно-силоксанового
клея и декоративного материала приведена на рис. 8. Пистолет-
распылитель и крошкомет, используемые в заводских и постро¬
ечных условиях, показаны на рис. 9, 10.Вязкость КСК в зависимости от применяемой модификации
находится в пределах 520—720 с (по ВЗ-4). Серийно выпускае¬
мые пистолеты-краскораспылители, например марок СО-72,
СО-43, СО-44, не могут быть применены для нанесения клеевой
композиции такой вязкости. Харьковским ПромстройНИИпро-
ектом разработана конструкция пистолета-распылителя, пред¬
назначенного для нанесения КСК с песчаным наполнителем [52].
Его принцип действия основан на аэрации клеевой композиции
сжатым воздухом в камере смещения и дополнительном распы¬
лении частичек клея потоком сжатого воздуха в форсунке.43
В результате отделываемые поверхности можно покрывать
слоем клея равномерной толщины. Пистолет-распылитель пред-АРис. 8. Технологическая схема хранения, приго¬
товления и нанесения карбонатно-силоксанового
клея и декоративной крошки на стеновые панели
в условиях строительной площадки: А — хранение
материалов; Б — компоненты силоксанового клея;
В — декоративная крошка; Г — взвешивание ком¬
понентов; Д—приготовление силоксанового клея;
Е — нанесение силоксанового клея и декоратив¬
ной крошки:1 — бункеры для хранения материалов; 2 — ресы; 3 — сме¬
ситель турбулентного типа; 4 — красконагнетательный ба¬
чок; б — пистолет-распылитель для клея; 6 — крошкомет;
7 — стеновая панель; 5 —магистраль для сжатого возду¬
ха давлением 5—6 атм.ложеннои конструкции доступен для изготовления в мастерских
строительных организаций и удобен в эксплуатации. Все его ча-
_	_ сти делаются из Ст. 3.*	■ Однако изготовление фор¬сунки связано с термооб¬
работкой, увеличивающей
срок ее службы. При раз¬
работке конструкции пис¬
толета учтена необходи¬
мость простой сборки-раз¬
борки основных узлов,
так как после прекраще¬
ния работ по отделке его
следует обязательно про¬
мывать.Декоративную отдел¬
ку поверхностей ограж¬
дающих конструкций зда¬
ний с применением КСК
и пистолета (в завод¬
ских или построечных
условиях) осуществляют
следующим образом. Клеевая композиция из напорного, напри¬
мер красконагнетательного, бачка под давлением 5—6 атм,Рис. 9. Пистолет-распылитель для нанесения
карбонатно-силоксанового клея:1 — корпус смесительной камеры; 2 — форсунка;
3 — смесительная камера; 4 — сопло подачи сжато¬
го воздуха; 6 —■ штуцер подачи сжатого воздуха.44
создаваемым сжатым воздухом, поступает по шлангу через шту¬
цер подачи массы в стальную трубу сечением полдюйма и по
ней в смесительную камеру. Сюда же через штуцер и пробко¬
вый кран проходит сжатый воздух под таким же давлением.
В смесительной камере клеевая композиция насыщается сжа¬
тым воздухом, рассекается форсункой с винтообразными выре¬
зами и выбрасывается через отверстие диаметром 6—9 мм, соз¬
давая устойчивый воздухо-клеевой факел. На вводной трубе ре-Рис. 10. Крошкомет: 1 — бункер для крошки; 2 —
штуцер подачи сжатого воздуха; 3—перфорирован¬
ная трубка; 4—направляющие.комендуется устанавливать пробковый кран для немедленного
(в случае необходимости) перекрытия массы. Площадь факе¬
ла — 10 дм2. Размеры пистолета-распылителя — 260 X 260 мм,
масса 1,5 кг, производительность — до 100 м2-ч. Он показал хо¬
рошие эксплуатационные качества в заводских и построечных
условиях при возведении новых и реконструкции старых зда¬
ний, отделке на стендах и конвейерных линиях.Состав клея из КСК и расход компонентов (%): жидкое натриевое стекло
(модуль 2,7—3,0, плотность 1,4 г/см2)—13—14; едкий калий (40%-ный рас¬
твор)— 4,6; доменный основной гранулированный шлак (светлых тонов) — 8—12;
мел молотый (белизна не менее 70%) — 33—37; песок кварцевый с крупностью
зерен не более 0,63 мм — 2К—32; вода —4—6.Основные свойства КСК: жизнеспособность суспензии — 6—8 ч; когезион¬
ная прочность— 100—120 кг/см2; адгезионная прочность— 10—15 кг/см2; моро¬
зостойкость— 50—200 циклов; водостойкость — высокаяЭкономические показатели: стоимость 1 т клея — 20—30 р.; стоимость 1 м2
отделки — 0,80—1,70 р.; расход КСК на 1 м2—3—5 кг; расход крошки на
1 м2 — 2—3 кг.Проведенные исследования свидетельствуют о том, что кар-
бонатно-силоксановый клей обеспечивает высокую прочность
сцепления всего защитно-декоративного слоя с панелью и за¬
твердевшего клея с декоративной крошкой, а также высокую
долговечность покрытия Покрытие на карбонатно-силоксановом
клее достигает необходимой водостойкости через 1—3 ч, моро¬
зостойкости — через сутки.Метод пневмонапыления на основе КСК применяют в постро¬
ечных (обработка жилых и общественных зданий) и заводских45
(отделка наружных стеновых панелей) условиях. Отделку
наружных стеновых панелей в заводских условиях производят
в вертикальном и горизонтальном положениях после гидротер¬
мальной обработки изделий. Технологический процесс отделки
изделий защитно-декоративным покрытием на основе КСК со¬
стоит из нескольких последовательно выполняемых операций:
подготовка и грунтовка поверхности, нанесение КСК и декора¬
тивной крошки.Поверхность панелей до нанесения защитно-декоративного
покрытия очищают от пыли, масляных пятен, грязи. Раковины
и трещины должны быть зашпаклеваны. Большие околы и ра¬
ковины на панелях ремонтируют посредством дополнительного
армирования, что достигается забиванием в ячеистый бетон
костылей или гвоздей с последующим нанесением раствора.
Наносить КСК на изделие можно после остывания поверхности
до 30° С и высыхания мест ремонта. КСК наносят на предва¬
рительно огрунтованную поверхность с помощью краскораспы¬
лительного бачка и пистолета-распылителя, конструкция кото¬
рого позволяет работать при давлении сжатого воздуха 5—6 атм.
Клей наносят равномерным слоем толщиной, равной половине
наименьшего диаметра зерен крошки применяемой фракции,
через 10—20 мин. Грунтовочный слой наносят в виде тонкой
равномерной пленки толщиной 0,3—0,5 мм с использованием
того же оборудования. Декоративную крошку наносят с по¬
мощью крошкомета после обработки клеем с небольшим отста¬
ванием, чтобы граница площади с этим клеем на 20—30 см опе¬
режала линию нанесения крошки. При этом крошка утаплива¬
ется в вязком растворе по всей поверхности и после затвердения
надежно в нем удерживается.Офактуренные изделия для упрочнения клеющего слоя и
приобретения водостойкости выдерживают в помещении в те¬
чение 1—2 ч при температуре не ниже 18° С, после чего их
транспортируют на строительную площадку, а в зимнее время —
на склад, где они находятся не менее 18—24 ч до набора необ¬
ходимой прочности и морозостойкости защитно-декоративного
покрытия.При вертикальном расположении ограждения отскочившая
крошка попадает в инвентарные лотки, очищается и повторно
используется. Если же ограждение расположено горизонтально,
крошку можно собирать после затвердения раствора (через 20—
30 мин).Цветовая гамма декоративной крошки определяет цвет за¬
щитно-декоративного покрытия ограждения. В качестве декора¬
тивного материала в основном применяют цветную крошку
Запорожского стекольного завода, а также дробленые камен¬
ные материалы (Балаклавский известняк, отходы Кременчуг¬
ского горнообогатительного комбината с добавлением слюды и
т. д.). Пригодны гранит, кварцит, мрамор, шлаки и др. Расход46
материалов на 1 м2 отделываемой поверхности (кг): грунтовоч¬
ный состав — 0,4—0,6; карбонатно-силоксановый клей — 2,0;
мелкозернистый декоративный материал — 1,8.Для механизации процесса нанесения декоративного покры¬
тия на поверхность стеновых панелей из ячеистых бетонов в
заводских условиях Харьковский филиал института «Укроргтех-
строй» разработал механизированную установку, которая внед¬
ряется на ЗЖБК-3. Она представляет собой портал, на котором
смонтирована горизонтально перемещающаяся рама с кареткойПо А-А1 — эстакада; 2 — тележка; 3 — рама; 4 —■ каретка; 5 — растворомет? 6 — крошкомет.(рис. 11). На каретке закреплено коромысло с двумя П-образ-
ными штангами, на которые подвешены растворомет и крошко¬
мет. С помощью шатунов и штанг растворомет и крошкомет
быстро и легко меняют свое положение. Воздух к соплу пода¬
ется гибкими шлангами. В центре вертикальной рамы на карет¬
ке, поднимающей установку вверх и вниз, смонтирован электро¬
мотор. В нижней части рамы под крошкометом на подвеске
установлен сборник отскакивающей крошки. Высоту отделывае¬
мой поверхности фиксируют специальной рейкой с ползуном.Установка работает следующим образом. Обрабатываемую
панель в вертикальном положении размещают перед установкой.
При этом растворомет должен находиться в крайнем верхнем
положении. Каретка с растворометом движется вниз и раствор
наносится на поверхность изделия. После нанесения раствора
на первую захватку рама автоматически перемещается по го¬
ризонтали на один шаг и растворомет начинает подниматься
вверх. Включается в работу крошкомет. Теперь на первую за¬
хватку наносится каменная крошка и одновременно на вторую47
захватку — раствор. Растворомет и крошкомет перемещаются
до тех пор, пока не будет полностью отделана поверхность па¬
нели. После этого рама автоматически возвращается в исход¬
ное положение.Для широкого промышленного внедрения клея из КСК
Харьковским филиалом института «Укроргтехстрой» разработа¬
ны технология приготовления карбонатно-силоксанового клея и
технологическая часть проекта цеха по производству КСК на
ДСК-1. Годовая производительность цеха по производству КСК
принята с учетом замены остро дефицитной поливинилацентной
эмульсии (ПВАЭ), применяемой для отделки фасадов зданий.Рис. 12. Цех по производству карбонатно-силоксанового клея на ДСК-1:j—бункер песка; 2 — элеватор; 3 — силос для песка: 4 — конвейер ленточный;5 — бункер молотого граншлака; 6 — конвейер винтовой; 7 — бункер молотого ме¬
ла; 8 —*■ силос молотого граншлака; 9—растворосмеситель; 10 — емкость едкого
калия; 11 —бак для жидкого стекла; 12 — бак для воды.Она составляет 2500 т в год. В основу технологического процес¬
са производства КСК положено смешение жидкого стекла,
40%-ного раствора едкого калия, воды с мелом, кварцевым
песком и молотым доменным гранулированным шлаком
(рис. 12).Песок поступает в приемный бункер и ленточным элеватором
подается в силос. Едкий калий с железнодорожных цистерн сли¬
вается в емкости и насосом перекачивается в расходный бак.
Граншлак поступает в приемный бункер и ленточным элевато¬
ром транспортируется в силос. Мел в мешках и молотый гран-
шлак размещают на поддонах в цехе и по мере надобности
подают подвесным краном на тароразрывную машину, а потом
в бункер. Жидкое стекло поступает в бочках и сливается в бак
емкостью 1,5 м3. Емкость специального скипового подъемника
связана с весовым механизмом. Песок подается в емкость ски¬
пового подъемника ленточным конвейером, граншлак и мел —48
винтовым конвейером, едкий калий, вода, жидкое стекло —
через дозаторы непосредственно в растворосмеситель. Компо¬
ненты поступают в мешалку в следующем порядке: загружают
жидкое стекло и заранее приготовленный 40%-ный раствор
едкого калия, после их кратковременного перемешивания в рас¬
творосмеситель последовательно вводят мел, кварцевый песок и
молотый граншлак. Время перемешивания компонентов 5—
10 мин, до выхода однородного материала. Полученную суспен¬
зию пропускают через вибросито с ячейкой 1,25 X 1,25 мм.Подвижность клея проверяют по расплыву конуса высотой
30 мм, диаметры нижнего и верхнего оснований которого равны
26 и 16 мм соответственно. Расплыв конуса должен составлять
55—65 мм. Готовый клей сливают в кюбель и отправляют по¬
требителю.Дозировка компонентов КСК по массе: 0,8 X 2,0 = 1,6 т, где 0,8 м3—
выход клея; 2,0 т/м3—его обьемная масса.Расход компонентов на один замес (кг): жидкое стекло — 240; гранули¬
рованный шлак—160; кварцевый песок— 480; мел молотый — 560; едкий
калий (40%-ный раствор)—80; вода—80. Всего 1600 кг. Количество рабо¬
чих в смене, занятых на производстве карбонатно-силоксанового клея,— 2 чел.Расход материалов на 1 м2 отделываемой поверхности наружных стено¬
вых панелей (кг): стекло жидкое — 0,45; гранулированный шлак — 0,33,"
кварцевый песок—0,90; мел молотый—1,05; едкий калий — 0,15; вода—до
рабочей консистенции.Основные технико-экономические показатели цеха по производству КСК:
годовая производительность — 2500 т, или 830 000 м2 защитно-декоративного
покрытия; режим работы: количество рабочих дней в году— 264, количество
смен — 2, продолжительность смены — 8 ч, количество рабочих — 4; себестои¬
мость отделки 1 м2 поверхности панели (р.): с ПВАЭ—1,47, с КСК — 1,25;
общая сумма капитальных вложений — 61,1 тыс. р., в том числе: оборудова¬
ние— 17 тыс. р.; прибыль—195 тыс. р.; срок окупаемости капиталовложе¬
ний — 4 месяца; коэффициент экономической эффективности — 3,2.На экспериментальном участке малой механизации комби¬
ната «Харьковжилстрой» создан высокопроизводительный эки¬
паж штукатуров-фасадчиков для отделки фасадов панельных и
кирпичных зданий. Он состоит из пяти штукатуров, владеющих
смежными профессиями механизаторов строительного производ¬
ства (см. схему).При комплектовании экипажа все его члены прошли подго¬
товку электробезопасности при учебно-курсовом комбинате и
аттестованы соответственно своей квалификации. Кроме того,
три члена экипажа (мужчины) овладели профессией монтажни¬
ка навесных люлек. Все это создало условия для максималь¬
ного самообслуживания и полной или частичной взаимозаме¬
няемости членов экипажа.Процесс производства работ имеет цикличный характер и его
можно условно разделить на четыре этапа (цикла): I — подго¬
товка механизмов и материалов к работе, экипаж производит
перестановку двух люлек на новую захватку, их осмотр, испыта¬
ние, механическое обслуживание штукатурного агрегата и49
ПрофессияФункции членов экипажаосновнаясмежнаяРаз¬РядосновныесовмещаемыеМашинистСлесарь-мон5Обслуживание ме¬Монтаж-демонтажштукатур¬тажник люлекханизмовлюлекного агрега¬
таШтукатурЭлектрик, мон¬6МеханизированноеОбслуживание»тажник люлек
Слесарь-мото-5нанесение раство¬
ра (соплование)То жеэлектрооборудова¬
ния, монтаж лю¬
лекОбслуживание м嬻рист, монтаж¬
ник люлек4Разравнивание по¬ханизмов, дубли¬
рование машини¬
ста, монтаж люлек
Управление люль¬»—4верхностей
То жекой, подсобные
работы
То жезагрузку его материалами, подготовку поверхностей стен к нане¬
сению раствора, временное закрытие оконных проемов специаль¬
ными быстросъемными щитами; II — нанесение слоев обрызгаРис. 13. Механизированная отделка фасадов набрызгом с приме¬
нением карбонатно-силоксанового клея:1 — люлька самоподъемная ЛЭ-100-300; 2 — пистолет-распылитель; 3 —шланр
для сжатого воздуха; 4 — шланг для раствора; 5 — агрегат для приготовле¬
ния и подачи сложных растворов; 6 — агрегат для приготовления КСК;7 — склад сыпучих материалов.и грунта компрессорным соплом, выравнивание их при помощи
пенопластового полутерка с первой люльки (отделка кирпичных
стен); III — нанесение фактурного слоя посредством кружки со50
второй люльки, IV — нанесение структурной покраски карбо-
натно-силоксановым клеем со второй люльки. Создание экипа¬
жа позволило увеличить натуральную выработку на одного1
штукатура в 1,5—2 раза. В результате механизации процесса,
внедрения агрегата с автоматическим регулированием произ¬
водительности и прогрессивного инструмента повысилась про¬
изводительность труда. Технологическая схема процесса при¬
ведена на рис. 13.Указанная технология высокопроизводительной механизированной отдел¬
ки фасадов может быть применена при возведении зданий, а также на ранее
построенных зданиях с неотделанными фасадами, ремонте и восстановление
долговечности фасадов кирпичных и крупнопанельных зданий, в том числе с
наружными стеновыми панелями из ячеистых бетонов.§ 9. Изготовление плитного утеплителяНаучной частью Харьковского ПромстройНИИпроек-
та строительной лабораторией ДСК-1 совместно с ЗЖБК-З раз¬
работана технология изготовления плитного утеплителя из яче¬
истого бетона, отличающаяся от известных способов высокой
производительностью. Сущность ее заключается в следующем.
Массив ячеистого бетона с заданным объемным весом формуют
в специальной форме размерами, соответствующими диаметру
автоклава (диаметр автоклава 2,6 м, форма может иметь раз¬
мер 6000 X 1500 X 600 мм). Для формы характерно, что поддон,
два торцовых борта и один продольный борт жестко соединены
между собой с соблюдением нужных технологических уклонов
и составляют одну целую часть. Другой продольный борт может
отсоединяться от остальной части и крепиться к форме с по¬
мощью замков. Подготовленную (очищенную, собранную и
смазанную) форму подают к посту виброформования, где в нее
укладывают формовочную смесь и производят вибровспучива¬
ние. Далее форму размещают на выстойке и после соответст¬
вующей выдержки (1 —1,5 ч), когда ячеистая масса приобрела
необходимую прочность структуры, поворачивают на 90° от¬
соединяющимся бортом вниз и устанавливают в таком положе¬
нии на автоклавную вагонетку. Форму кантуют одновременно
с ее подъемом специальной траверсой. Продольный борт, став¬
ший после поворота формы поддоном, отсоединяется от осталь¬
ной ее части, которая снимается с массива ячеистого бетона.
Таким образом, на вагонетке краном размещают три (для авто¬
клава диаметром 2,6 м) вертикально стоящих массива высотой1,5	м, шириной 0,6 м и длиной 6 м. Между массивами оставля¬
ют зазор 25—30 мм для свободного прохода пара.Вагонетку с тремя массивами сырца перемещают к посту
разрезки, который представляет собой постоянно установлен¬
ную на пути ее движения металлическую раму с горизонтально
натянутыми резальными струнами. Расстояние между послед¬51
ними соответствует толщине утеплителя. Вагонетка толкателя
протягивается через струны, которые разрезают массивы на
горизонтальные пластины. Резательное устройство может про¬
изводить и поперечные разрезы через нужный интервал длины.
Вагонетку с тремя разрезанными массивами подают в автоклав,
а снятые с массивов формы оснащают свободными бортами и
снова подают на формовку. После автоклавной обработки пли¬
ты утеплителя снимаются с вагонетки, принимаются ОТК, за¬
гружаются в контейнеры и отправляются потребителю.Предлагаемый способ изготовления позволяет повысить коэффициент
заполнения автоклава до 0,4—0,45, уменьшить удельный расход пара в резуль¬
тате сокращения продолжительности обработки и увеличения загрузки в два
раза, снизить удельную металлоемкость оснастки в 1,8 раза, увеличить произ¬
водительность труда в два раза. Новая технология дает возможность снизить
себестоимость утеплителя на 30—35% против производства по сущест¬
вующей.
|| Эксплуатационные качества
глава ячеистобетонных ограждающих
конструкций§ 1. Влага в огражденииСодержание влаги в ограждении обусловлено влаж¬
ностным режимом эксплуатации помещений, климатическими
параметрами района строительства, физико-механическими ха¬
рактеристиками материала ограждения и его конструктивными
особенностями. Влага в ограждении негативно влияет на физи¬
ко-механические характеристики материала, снижает атмосфе-
ростойкость, долговечность, надежность и теплозащитные каче¬
ства ограждающей конструкции. Влажностный режим огражде¬
ния характеризует изменение его влагосодержания во времени
и рассматривается на стадиях изготовления (технологическая
влажность стеновой панели); послепостроечной (влажность ог¬
раждения в первые годы эксплуатации здания); эксплуатацион¬
ной (равновесное влагосодержание материала в ограждении от¬
носительно воздействующих на него влажностных факторов
внутренней и наружной сред). В процессе эксплуатации здания
влагосодержание материала в ограждении периодически изме¬
няется относительно своего среднего значения, возрастая в апре¬
ле — мае и достигая своего среднего в декабре — январе [35,
45, 60]. Для снижения влажности ограждения необходимо знать
причины появления в нем влаги [250].Технологическая влага находится в ячеистобетонной стено¬
вой панели при выходе из автоклава и определяет величину
отпускной влажности изделия, которая регламентирована ГОСТ
11118—73 и составляет 22—35% по массе для бетонов соответ¬
ственно на песке и золе. В процессе возведения здания ограж¬
дающая конструкция увлажняется строительной влагой, вноси¬
мой в ограждение при мокром оштукатуривании, хранении на
открытых складах и т. п. Для обеспечения нормального тепло¬
технического и влажностного режима эксплуатации ограждения
необходимо до сдачи здания в эксплуатацию удалить из ограж¬
дения технологическую и строительную влагу. С этой целью
применяют искусственную сушку стен, интенсивное отопление и
вентиляцию.Атмосферная влага смачивает наружную поверхность ограж¬
дения при косом дожде. Дождевая влага проникает вглубь огра¬
ждения вследствие капиллярного подсоса материала и является53
одним из главных источников влагонакопления в стенах зда¬
ния [252]. Чтобы снизить накопление атмосферной влаги в ог¬
раждении, его наружной поверхности придают гидрофобные
свойства (см. главу VI).Эксплуатационная влага накапливается в ограждении при
эксплуатации зданий преимущественно производственного на¬
значения (прачечные, бани и т. п.) с мокрым влажностным ре¬
жимом эксплуатации, когда производственная влага смачивает
пол и нижнюю часть стены. Для предотвращения смачивания
ограждающих конструкций эксплуатационной влагой предусма¬
тривают водозащитные мероприятия: облицовку стен кера¬
мической плиткой, нанесение водостойких защитно-декоратив¬
ных покрытий и другие приемы повышения водонепроницае¬
мости.Гигроскопическая и конденсационная влага накапливаются в
толще ограждения в результате адсорбции молекул воды из
воздуха внутренней поверхностью материала и конденсации па¬
ровоздушной смеси в зоне точки росы ограждения. Снижение
содержания гигроскопической и конденсационной влаги в ог¬
раждении достигают путем применения материалов с низким
сорбционным потенциалом и оптимизации тепловлажностного
режима эксплуатации здания.Натурные исследования влажностного состояния ячеистобе¬
тонных стеновых панелей показывают, что технологическая и
строительная влага удаляется из ограждения в течение первых
2—3 лет эксплуатации здания. Основной источник увлажнения
ограждения — атмосферная влага, интенсивность воздействия
которой зависит от климатических параметров района эксплуа¬
тации.	-§ 2. Климат района эксплуатацииЭкономическая эффективность крупнопанельного до¬
мостроения, особенно из ячеистобетонных ограждающих кон¬
струкций, отличающихся пониженной относительно традицион¬
ных материалов атмосферостойкостью [206], определяется все¬
сторонним учетом интенсивности воздействия внешней среды на
материал ограждения. Оптимальное конструктивное решение
здания — обеспечить при минимальных затратах и сроках оку¬
паемости капитальных вложений его заданную долговечность и
комфортность помещений — базируется на детальном изучении
климата района эксплуатации.Климат — это совокупность и последовательная смена в
данном районе местности всевозможных состояний атмосферы
(условий погоды), формирующихся в результате непрерывного
воздействия различных климатообразующих факторов [91].
Он зависит от широты местности, ее высоты над уровнем моря54
и расположения относительно крупных водоемов, а также рель¬
ефа площади растительного и снежного покрова.Основные климатообразующие факторы: географический —
учитывает физико-географические особенности местности; ради¬
ационный — определяет количество солнечного тепла, поступаю¬
щего в виде прямой и рассеянной солнечной радиации на землю,
т. е. радиационный и тепловой баланс поверхности земли; цир¬
куляционный — показывает преобладание переноса воздушных
масс в различное время года и его влияние на температуру воз¬
духа, для этого составляют карты среднего барического поля и
показатели крупномасштабных синоптических процессов (цикло¬
нов, антициклонов).Климатические исследования для обеспечения атмосферо-
стойкости и долговечности зданий и сооружений предопреде¬
ляют содержание строительной климатологии, основная задача
которой заключается в разработке нормативных документов по
учету специфики климата строительства, интенсивности атмо¬
сферных воздействий на ограждающие конструкции и климати¬
ческих показателей с целью расчета и проектирования зданий.Впервые климатические параметры для строительства были приведены в
вышедшей в 1930 г. инструкции «Правила и нормы застройки населенных
мест, проектирования зданий и сооружений». В 1934 г. было проведено пер¬
вое климатическое районирование территории СССР. Развитие строительной
климатологии, вызванное расширением жилищного и промышленного строи¬
тельства, ростом жизненного уровня советского народа и постоянной заботой
партии и правительства о повышении качества и эффективности строительст¬
ва, привело к изданию в 1962 г. отдельной главы СНиП «Строительная кли¬
матология и геофизика». В 1972 г. эта глава была переиздана в уточненной
редакции ряда климатических показателей. Основные климатические показа¬
тели, оговоренные в СНиП П—А.6—72: температура воздуха и почвы, влаж¬
ность воздуха, осадки, ветер и солнечная радиация.Для решения задачи строительной климатологии вначале
изучают влияние климата на объект исследования (фундамен¬
ты, стены, кровля и другие элементы здания) и определяют кли->
матические показатели (температура воздуха, ветер и т. д.),
позволяющие учесть влияние атмосферных факторов на эксплуа¬
тационные качества здания. Затем, исходя из климатических
показателей района эксплуатации (по справочным данным или
результатам статистической обработки метеорологических наб¬
людений), разрабатывают метод расчета специализированных
показателей климата. Их представительность обусловлена ста¬
тистико-климатической обработкой данных многолетних наблю¬
дений. Внедрение результатов климатических разработок в
практику строительства заключается в составлении рекоменда¬
ций по использованию специализированных показателей при
расчете и проектировании зданий и сооружений. Они включены в
соответствующие ГОСТ и СНиП, например «Нагрузки и воздей¬
ствия», «Отопление, вентиляции, кондиционирование», «Указания55
по определению гололедных нагрузок», «Пособие по проек¬
тированию ограждающих конструкций зданий» и др.При решении ряда инженерных задач в процессе проектиро¬
вания оснований и фундаментов, каркасов зданий и их
ограждающих конструкций (теплотехнические и влажностные
расчеты, прогнозирование долговечности и экономика теплоизо¬
ляции зданий) [193] необходимо учитывать интенсивность кли¬
матических воздействий. Климатическая нагрузка меняется во
времени и обозначается как климатическая переменная х.
Последняя определяет нормативную величину N указанной на¬
грузки (N=f(x)), которая регламентирована СНиПом и вводит¬
ся в расчетную формулу для нахождения искомого параметра
конструкции. Например, теплопотери здания Q через огражде¬
ние пропорциональны разности температур на его внутренней
U и наружной tH поверхностях и описываются уравнением тепло¬
передачиQ = X(^B — tH),	(1)где Q — количество тепла, КДж; А—коэффициент теплопро¬
водности, Вт/м-К.Комфортные условия помещения определяются температу¬
рой внутреннего воздуха /в= 18—20°С. Какая температура! на¬
ружного воздуха (метеорологической переменной) будет клима¬
тическим параметром? Уравнение связи между нормативным
показателем и метеорологической переменной записываем по
формуле Чаплина [91]/н = 0,4/с.х + 0,6/а.м.	(2)Здесь tc.x — температура воздуха-за самый холодный месяцI
U. м—абсолютный минимум температуры воздуха (нормативные
параметры климата района эксплуатации). Тогда расчетная фор¬
мула для вычисления теплопотерь здания с учетом климатиче¬
ских особенностей района эксплуатации примет видQ = Ц*в - (0,4/с. х + 0,6/а. „)].	(3)СНиП П-А. 6-72 не полностью учитывает влияние климата на
здания и сооружения. Необходима стандартизация климатиче¬
ских воздействий, которые определяют микроклимат городов,
влияют на температурно-влажностный режим ограждений, со¬
здают климатические нагрузки и снижают долговечность строи¬
тельных конструкций [193, с. 120].Дальнейшее развитие строительной климатологии позволит уточнить ряд
существующих и ввести новые нормативы в практику строительного проекти¬
рования. Намечающееся разделение строительной климатологии на архитек¬
турно-строительную, курортную, авиационную (аэродромы), транспортную и
т. д. дает возможность повысить представительность результатов исследова¬
ний. Рассмотрим основные климатические факторы, влияющие на долговеч¬
ность ячеистобетонных ограждающих конструкций.56
§ 3. Воздействие солнечной радиацииПоступающая на ограждающие поверхности здания
солнечная радиация нагревает их в зависимости от широты ме¬
стности и высоты над уровнем моря, времени года и суток, ори¬
ентации ограждения и отражательной способности его поверх¬
ности. Известно [91, с. 107], что температура наружной поверх¬
ности ограждения увеличивается за 1 ч в среднем на 4—5° при
поглощении 93 Вт/м2 радиации. Такое количество радиации ле¬
том получают стены зданий в большинстве районов страны.
В зимний период, когда температура воздуха отрицательная,
поглощенная наружной поверхностью стены радиация повышает
ее температуру до положительных значений. Это определяет
необходимость учета радиационного нагрева поверхности ог¬
раждения при теплотехнических и тепловлажностных расчетах
[35, с. 346], прогнозировании морозостойкости и долговечности
ограждения.На вертикальную поверхность стены поступает прямая, рас¬
сеянная и отраженная солнечная радиация. Прямую радиацию
(коротковолновый спектр) оценивают проекцией прямого потока,
достигающего стены, на перпендикуляр к ее поверхности. Облач¬
ность, пыль и туман рассеивают часть коротковолновой солнеч¬
ной радиации. Ее поток, приходящий к стене со всех направле¬
ний, находят путем интегрирования перпендикулярных к поверх¬
ности стены составляющих потоков рассеянной радиации. Часть
коротковолновой радиации отражается от поверхности земли и
приходит на стену здания в виде диффузного потока, т. е. отра¬
женной радиацией. Суммарное воздействие прямой, рассеянной
и отраженной коротковолновой солнечной радиации на единицу
площади стены в единицу времени определяет интенсивность
суммарной солнечной радиации J (1 ккал/м2 ■ ч— 1,16 Вт/м2).
В зависимости от свойства поверхности стены поступающая на
нее суммарная радиация частично поглощается и отражается.
Отражательная способность (альбедо) стены ас характеризует¬
ся отношением отраженной радиации к суммарной. Поглоще¬
ние суммарной радиации поверхностью стены обусловливается
коэффициентом поглощения 8С, который устанавливают отно¬
шением поглощенной радиации к суммарной. Следовательно,
&о=1—“с- Ниже приведены значения коэффициента поглощения
радиации различными материалами для ограждающих кон¬
струкций зданий.Стекло кварцевое (8 =* 0,1 Известняк серый шлифован- 0,36
= 1,7 мм)	ныйПленка полиэтиленовая	0,11 Керамика светлая облицо- 0,42Алюминий полированный	0,22 вочнаяКирпич белый глазурован- 0,26 Асбест белый	0,42ный	Рубероид РМ-350, покрытый 0,42Мрамор белый шлифованный 0,3 алюминиевой краской
Ситалл белый	0,34 Известняк темный	0,557
Песчаник желто-коричневый0,54Штукатурка терракот0,67шлифованныйКраска маслянаяПерлитобетон0,55» охра золотистая0,44Газо- и пеносиликат 0,56—0,59» кармин0,52Бетон с гладкой поверх-0,54—0,65» кобальт зеленыйностьюсветлый0,58Асбоцемент плотный серый0,6» изумрудная0,61Кирпич силикатный белый 0,58—0,68» охра красная0,63Кирпич глиняный красный0,72» сепия0,64Черепица красная и корич-0,65—0,74» ультрамарин0,64невая» коричневая0,65Железо окисленное ржавое0,74» синяя0,8Толь черный 0,86—0,89» кобальт фиолетовый0,83Штукатурка цементная белая0,32» сиена жженая0,91» кремовая0,42» черная 0,97—0,99> золотистая охра0,42Железо кровельное черное0,9» светлая окись хрома0,55Рубероид 0,88—0,94» светло-голубая0,59Под воздействием коротковолновой радиации стена нагрева¬
ется и излучает в атмосферу длинноволновую радиацию, интен¬
сивность которой пропорциональна температуре стены, направ¬
лена по внешней нормали к ней и составляет ее собственное из¬
лучение. Последнему противодействует длинноволновое излу¬
чение нагретой поверхности земли и воздуха.Разность между собственным излучением стены и противоиз¬
лучением атмосферы и поверхности земли обозначают как эф¬
фективное излучение Ес поверхности стены. Тогда радиационный
баланс наружной поверхности стены [13, с. 114]Q=beJ—Ee.	(4)Следовательно, влияние солнечной радиации на тепловой режим
ограждения зависит от двух внешних метеорологических пара¬
метров: потока суммарной коротковолновой радиации / на по¬
верхность ограждения и его эффективного длинноволнового
излучения Ес. Чтобы оценить влияние солнечных лучей на ог¬
раждение, следует исходить из интенсивности суммарной корот¬
коволновой радиации, определяемой по результатам климатоло¬
гических наблюдений и обобщений актинометрических данных,
опубликованных в справочной литературе [234]. Однако они не
удовлетворяют требованиям строительной физики и климатоло¬
гии, так как на актинометрических станциях измеряют только
прямую радиацию на горизонтальную и перпендикулярную к
солнечным лучам поверхности. Интенсивность же прямой сол¬
нечной радиации на вертикальные поверхности различной ори¬
ентации не измеряют.Для вычисления интенсивности радиации на вертикальные
ограждения предложен ряд расчетных способов [256, с. 59; 135,
с. 16], обеспечивающих достаточную точность. А. И. Круглова
[135] рекомендует находить интенсивность солнечной радиации
на вертикальную поверхность по формуле Кастрова — СавиноваJB = [У о sin /io/(sin ho + с)] cos 0,	(5)S3
где Jo — солнечная постоянная на границе атмосферы; Л — вы¬
сота солнца в заданный момент времени; с — эмпирический коэф¬
фициент, характеризующий прозрачность атмосферы; cos0 —
угол падения солнечных лучей (между направлением солнечного
луча и нормалью к поверхности в данной точке).Для повышения точности расчетных значений интенсивности
солнечной радиации на вертикальную поверхность А. И. Кругло¬
ва предложила принимать значение коэффициента с не по ус¬
редненной величине, а в зависимости от географической широтыРис. 14. Суточный ход интенсивности рассеянной 1, 2, прямой 3, 4 и
суммарной 5, 6 солнечной радиации, поступающей при безоблачном небе
на вертикальные ограждающие конструкции южной Ю и восточной В ори¬
ентаций в июне на широте 50°; J — интенсивность солнечной радиации, Вт/м2;
т — истинное солнечное время, ч.Рис. 15. Суточный ход интенсивности рассеянной 1, 2, прямой 3, 4 и сум¬
марной 5, 6 солнечной радиации, поступающей при безоблачном небе на
вертикальные ограждающие конструкции южной Ю и восточной В ориен¬
таций в декабре на широте 50°.места и высоты солнца се (0,26-Н),41) и по уточненному значе¬
нию постоянной Jo=0,126 Вт/см2. Представительность результа¬
тов расчета прямой и рассеянной радиации по формуле (5) с
учетом приведенных поправок подтверждена высокой сопоста¬
вимостью экспериментальных и расчетных данных [192].В работе [135] приведены таблицы расчетных значений при¬
ходящей на вертикальные поверхности прямой и рассеянной ра¬
диации для всех месяцев года широтного пояса от 38 до 64°
северной широты (через 2°) при безоблачном небе для стен,
ориентированных по восьми румбам.На рис. 14, 15 изображены кривые суточного хода интенсив¬
ности прямой, рассеянной и суммарной радиации в июне и декаб¬
ре для вертикальных ограждающих конструкций, расположен¬
ных на 50° и ориентированных на юг и восток.Анализ суточных сумм суммарной солнечной радиации в зависимости от
широты места, времени года и ориентации стены показывает следующее.
В летний период суточные суммы сумарной радиации, поступающей на стены59
всех ориентаций, больше в северных широтах, чем в южных. Наибольшее
количество суточного солнечного тепла во всем' рассматриваемом широтном
поясе поступает на стены юго-восточной и юго-западной ориентаций. Ввиду
наибольшей продолжительности дня и низкого расположения солнца в север¬
ных широтах стены указанной ориентации получают максимальное количест¬
во солнечного тепла — 5662 Вт/м2 в сутки. В зимний период, когда солнце
стоит низко над горизонтом, суточные суммы суммарной радиации увеличи¬
ваются с уменьшением широты места. Отметим, что в южных широтах коли¬
чество суточной суммарной радиации на стены южной, юго-восточной и юго¬
западной ориентаций значительно превышает соответствующие значения лет¬
ней суточной радиации. Например, на широте 38° в декабре за сутки на
южную поверхность ограждения поступает 6904 Вт/м2, а в июне — всего
2506 Вт/м2.При проектировании систем отопления, кондиционирования
и вентиляции, а также определении теплового и влажностного
режимов эксплуатации ограждающих конструкций необходимо
знать интенсивность суммарной коротковолновой радиации за
каждый час суток и ее суточные суммы на вертикальные поверх¬
ности ограждений различных ориентаций. Теплопередачу через
ограждение при действии разности температур внутреннего и
наружного воздуха и радиационного нагрева наружной поверх¬
ности рассчитывают исходя из понятий об условной температуре
наружного воздуха (по А. М. Шкловеру)/уел = 4 + Atp = /„-}- 8C.J/аН)	(6)где Д/р — эквивалентная температура солнечной радиации; J —
количество суммарной часовой солнечной радиации, Вт/м2; а„ —
коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения,
определяется по п. 2.14 СНиП П-А. 7-71.Среднесуточное значение эквивалентной температуры солнеч¬
ной радиации 135, с. 349]Д/р = 8С • 7/ан.	(7)Здесь J — среднесуточное значение интенсивности суммарной сол¬
нечной радиации от начала то и до конца тгп ее поступления
на вертикальную поверхность ограждения, Вт/м2,Т2пj = [1/(Т2л — то)] J /(x)dx.	(8)*0T2rtИнтеграл J f(i)dx выражает площадь криволинейной трапеции,
чобразованной кривой суточного хода интенсивности суммарной
солнечной радиации за время облучения ограждения (т2л— то),
т. е. с осью абсцисс (рис. 14) [27, с. 74]. Подынтегральную
функцию f (х) dx вычисляют по квадратурной формуле Симпсона,
для получения которой промежуток интегрирования т2п— то
следует разбить на четное число 2п промежутков времени hz
и найти для их границ значения интенсивное™ радиации Л.60
Поскольку за период поступления суммарной радиации на
ограждение может быть проведено нечетное количество измере¬
ний интенсивности, то для повышения точности вычисления
суммы суммарной радиации предлагается обозначить первое из¬
меренное (или установленное по таблицам) значение интенсив¬
ности радиации через J0 и присвоить четные индексы всем сле¬
дующим часовым измерениям (Л. Л, •••. J211—2, J2п), а полу¬
часовые значения интенсивности радиации будут выражаться
нечетными индексами и определяться линейной интерполяцией
часовых значений. В этом случае подынтегральная функция обу¬
словливает суточную сумму суммарной радиации, которую вы¬
числяют по формуле Симпсона [273]:т2пSj = J / (х) dx = (/it/3) [Уо + 4 ((/о +-/2)^2 + (/2 + ^4)/2 + . .. ++ (J 2п—2 + J 2л)/2) + 2(/2 + ^4 + ••• J 2л—2) + J 2л]- (9)Подставляя полученный результат в формулу (8), находим сред¬
несуточное значение интенсивности суммарной солнечной радиа¬
ции — J. В практических расчетах можно пользоваться таблич¬
ными значениями часовой интенсивности прямой и рассеянной
солнечной радиации [135, с. 85—160].Воздействие ветра на здание уменьшает радиационный на¬
грев наружных поверхностей стен и учитывается при определе¬
нии их коэффициента теплоотдачи1	<х„ = 3 + 2,5и0-8,	(10>где v — расчетная скорость ветра, принимаемая по п. 2.14
СНиП П-А. 7-71.Влияние ветра на температуру наружной поверхности ограж¬
дения описано в работах К. Ш. Хайруллина, А. И. Кругловой,
А. А. Цвида, А. М. Шкловера, С. Л. Масюка, В. П. Шевченко-
[135, 256, 265], в которых показано, что зависимость между ско¬
ростью ветра и снижением температуры стены Д/в с достаточ¬
ной точностью аппроксимируется эмпирическим уравнением
[126, с. 55]Д/„ = In (у + 1) + 2 V~v.	(11)При скоростях ветра от 1 до 4 м/с наружная поверхность ох¬
лаждается на 2,5—5,5°. Дальнейшее усиление ветра уже незна¬
чительно уменьшает температуру поверхности ограждения: при
v = 10м/с Д^в = 79.Совместное действие ветра и солнечной радиации в прохлад¬
ную погоду с переменной облачностью может привести к радиа¬
ционному «удару» ограждения. При разрыве облачности сол¬
нечная радиация резко повышает температуру наружного слоя,
который оказывается перегретым относительно внутренних слоев61
ограждения. Величина и направление возникшего температур"
ного градиента определяют пропорциональные деформации ог¬
раждающей конструкции. Э. Биркеланд [32, с. 29] отмечает
«радиационный удар», когда плита размером всего 1X1 м де¬
формировалась из плоскости на 35 мм. Внезапное изменение
температуры поверхности ограждений способствует быстрому
нарастанию деформаций и соответствующих им инерционных
сил, существенно влияющих на напряженное состояние кон¬
струкции, которое устанавливают с помощью расчетных методов
теории термоупругости [229, с. 117].Изменение физико-механических характеристик ячеистого
бетона в зависимости от интенсивности и количества циклов
радиационного нагрева называется радиационной стойкостью.
В соответствии с рекомендациями Уральского Промстрой-
НИИпроекта [202] радиационная стойкость ячеистого бетона
измеряется одновременно с изучением стойкости материала по¬
переменному увлажнению — высыханию. При этом хорошо мо¬
делируется воздействие солнечного тепла на ограждение, которое
выражается в интенсификации переноса влаги вглубь и испа¬
рения ее из поверхностных слоев материала в ограждении. Ра¬
диационную стойкость ячеистого бетона устанавливают путем
■облучения поверхности образцов ртутно-кварцевой лампой
ПРК-2. Продолжительность облучения, соответствующая одному
году эксплуатации:Тобл = kpE$FIQa,	(12)где kp — коэффициент, учитывающий разницу в интенсивности
ультрафиолетовой радиации солнца и лампы ПРК-2; Еь — коли¬
чество действительной суммарной солнечной радиации, которая
поступает на вертикальную поверхность ограждения, ориенти¬
рованного на юг, год; F — площадь поверхности, на которую
распределяется тепло, излучаемое лампой ПРК-2 (для аппарата
ИП-1-3 F — 14942 см2); Qn — количество тепла, излучаемое лам¬
пой ПРК-2.Можно записать иначе:"Собл = К (£У<7уф).	(13)Здесь — энергетическая облученность образцов ячеистого бе¬
тона под лампой за 1 ч, Дж/см2 (определяется стандартным ме¬
тодом). Для лампы ПРК-2, проработавшей 100 и 500 4,^1,=
= 28,6 и 18,1 Дж/см2.Коэффициент kp находят исходя из того, что для радиа¬
ционного воздействия на образец материала в лаборатории ис¬
пользуется источник света со спектром и энергетической харак¬
теристикой, отличающихся от солнечного спектра. Для ламп
ПРК-2 с учетом изменения их энергетического уровня за время
работы kp == 0,1 —0,04 [202].«2
Количество действительной суммарной солнечной радиацииЕФ =2 (J*t + JPt),	(14)i—iгде 1, 2, ..п — количество месяцев в году с солнечным сия¬
нием; JП{, JPI — прямая и рассеянная месячная солнечная ра¬
диация поверхности вертикального ограждения заданной ориен¬
тации, кДж/см2 (вычисляются по таблицам А. И. Кругловой
[135] с учетом поправочных коэффициентов [136]).Количество действительной суммарной солнечной радиации
на южную стену в Харькове за год, рассчитанное по формуле
(14), составляет 265 кДж/см2 и определяет продолжительность
ультрафиолетового облучения двумя лампами ПРК-2 в аппарате
ИП-1-3, равную 90 ч.Радиационную стойкость ячеистого бетона нужно исследо¬
вать так, чтобы требуемое годовое количество часов облучения
лампами ПРК-2 было реализовано за соотвествующее количе¬
ство циклов увлажнения — высыхания. Такая методика испыта¬
ния позволяет получить общую оценку радиационной и влаго¬
стойкости по принятым критериям: трещинообразованию, потере
цвета, прочности и увеличению водопоглощения.Эксплуатационные качества ячеистобетонных ограждающих
конструкций должны обеспечивать минимально возможные ам¬
плитуды температуры наружной поверхности под воздействием
солнечной радиации. Для этого наружную поверхность огражде¬
ния окрашивают в белые тона или применяют защитно-декора¬
тивные покрытия с высокой отражательной способностью (стек¬
лянная ковровая мозаика — «ириска»). По данным А. Н. Моги-
лата [167, с. 98], температура наружной поверхности огражде¬
ния под действием солнечной радиации повышается относитель¬
но температуры наружного воздуха (окрашенная в белый
цвет — на 6°, а в другие цвета — на 10—15°), так как поглощаю¬
щая способность белого цвета составляет 20—30%, светло-жел¬
того — 47 %, розового — 50 %, светло-голубого — 55 %. Умень¬
шение амплитуды колебаний температуры наружной поверхно¬
сти ограждения увеличивает его атмосферостойкость.§ 4. Увлажнение косыми дождямиПод воздействием атмосферных осадков (продолжи¬
тельных, моросящих или косых дождей с ветром) стены здания
переувлажняются, вследствие чего снижаются их теплоустойчи¬
вость и долговечность [148, 225]. Атмосферная влага—основ¬
ной источник увлажнения стен здания [148]. Поэтому выбор
материала ограждения и мер по обеспечению его водостойкости
должен определяться в зависимости от климатических условий
района эксплуатации.63
В работах А. А. Цвида [264], Ц. А. Швера [272], А. И. Круг¬
ловой [136], В. И. Лукьянова и У. А. Франчука [148] показано,
что количество осадков, выпадающих на вертикальную поверх¬
ность стены, в ряде районов СССР более чем в два раза превы¬
шает количество осадков, которые увлажняют горизонтальную
поверхность. Отмечено также [91, с. 105], что длительные моро¬
сящие дожди насыщают стены влагой больше, чем непродолжи¬
тельные осадки в виде крупных капель. Мелкие капли, попадаю¬
щие на стены при моросящем дожде, дольше удерживаются и не
скатываются, как крупные, по их поверхности, что ведет к на¬
моканию стен. Интенсивные осадки сопровождаются ветром
большой силы, что характерно для прибрежных районов страны,
вызывают значительное переувлажнение (около 30% по массе
сверх допустимого значения влагосодержания [91, с. 278]) ог¬
раждения, а в экстремальных случаях — сквозное промокание
стен.Широкое применение ячеистобетонных крупнопанельных ог¬
раждающих конструкций выдвинуло проблемы водонепроницае¬
мости стыков и обеспечения влагостойкости материала путем
создания защитно-декоративных покрытий ограждения. Очевид¬
но, что при решении этих вопросов следует исходить из клима¬
тических параметров района строительства. Воздействие атмо¬
сферной влаги на ограждение оценивают по величине и глубине
влагонакопления за теплый период года, по количеству ампли¬
туд колебания влажности в наружном слое стены при увлажне¬
нии дождем и высыхании под действием радиационно-ветровых
нагрузок. Оценку производят посредством корреляции резуль¬
татов натурных измерений влагораспределения в ограждении с
рядом климатических показателей: количеством и интенсивно¬
стью осадков, выпадающих под действием ветра на вертикаль¬
ную поверхность ограждения; скоростью ветра и падения капель
дождя; среднемесячной температурой и влажностью воздуха;
продолжительностью дождя и количеством дождливых дней в
году.В настоящее время климатические характеристики в виде
общего количества выпадающих на горизонтальную поверхность
•осадков, их максимального количества и т. п. не удовлетворяют
требованиям строительной климатологии. Чтобы оценить экс¬
плуатационное влажностное состояние ограждения с помощью
климатических данных, предложены методы расчета [135, 136],
позволяющие с большой точностью определить по осадкам на
горизонтальной поверхности количество и интенсивность осад¬
ков, выпадающих на вертикальную поверхность ограждения в
зависимости от их интенсивности и скорости ветра с наветрен¬
ной стороны. А. У. Франчук и В. И. Лукьянов [148] разработали
методику расчета увлажнения наружных поверхностей ограж¬
дений косыми дождями. Увлажнение ограждения устанавли¬
вают по двум показателям, которые регламентируют глубину64
проникновения дождевой влаги и отсутствие ее накопления за
годичный период выпадания осадков. При определении этих по¬
казателей исходят из физико-механических и влажностных
характеристик материала (объемная масса, сорбционная влаж¬
ность, коэффициент влагопроводности и влагоемкость) и кли¬
матических параметров (среднемесячная температура и влаж¬
ность воздуха, количество и продолжительность осадков на
вертикальную поверхность). Первый показатель вычисляют с
учетом конструктивных особенностей ячеистобетонного ограж¬
дения (глубина заложения закладных деталей, толщина защит¬
ного слоя арматуры и т. д.) в целях обеспечения антикоррозий¬
ных качеств ограждения, а второй — путем сравнения количе¬
ства дождевой влаги, поглощенной наружной поверхностью во
время дождя и испарившейся с нее в перерывах между дождя¬
ми за теплый период года.Количество дождевой влаги, выпавшей на вертикальную по¬
верхность ограждения [135, с. 60]:Q& =Рг^в/^П)	(1^)где QB, Qr — количество влаги, выпавшей на вертикальную и го¬
ризонтальную поверхности, мм; ив — скорость ветра во время
дождя с наветренной стороны ограждения, м/с; v„ — скорость вер¬
тикального падения капель.В работе [233] приведены значения интенсивности УР (мм/мин)
и количества Qr осадков, выпавших на горизонтальную поверх¬
ность, а также данные учащенных и средних наблюдений над
скоростью и направлением ветра по 200 пунктам СССР. Целе¬
сообразно описать зависимость между интенсивностью осадков,
выпавших на горизонтальную поверхность Jr, и скоростью паде¬
ния капель дождя о„ [135], которая характеризуется тесной кор¬
реляционной связью т = 0,97 и хорошо аппроксимируется (Д =
= 1,4%) уравнениемvn = Уг/(0,0046 + 0,183./г).	(16)Подставляя его в соотношение (15), получаем формулу для опре¬
деления количества осадков, выпавших на вертикальную по¬
верхность:Qb = (QrVBfJr) (0,0046 + 0,183Д).	(17)Выражая QB в зависимости от продолжительности дождя тд,
имеемфв==Тдив = (0,0046 + 0,1837 г).	(18)Эксплуатационные свойства ячеистобетонной ограждающей
конструкции прогнозируют оценкой глубины и количества про¬
никания дождевой влаги в ограждение (по рекомендациям
Е. С. Силаенкова [222]). Арматура в конструкции сохранится,
если влажность ячеистого бетона на цементе на глубине 25—
30 мм не превышает 5% по объему и ее накопление за теплый3 6-4165
период года не наблюдается. Проведенные согласно [148] рас¬
четы и результаты натурных исследований эксплуатационных
влажностных характеристик ячеистого бетона [109, 222] свиде¬
тельствуют о том, что на большей части территории СССР (за
исключением некоторых районов Средней Азии) применение
ячеистобетонных ограждающих конструкций без защитно-деко¬
ративного покрытия приводит к их значительному переувлаж¬
нению и быстрой потере эксплуатационных качеств. Под дей¬
ствием чередующихся увлажнений и высыханий ячеистый бетон
разрушается: снижаются трещиностойкость, прочность и другие
эксплуатационные качества. Для количественной оценки стой¬
кости бетона в период косых дождей Уральским Промстрой-
НИИпроектом предложено назначать количество циклов
увлажнения и высыхания в соответствии со среднегодовым
количеством дождей интенсивностью более 0,01 мм/мин Д,-,
умноженным на повторяемость ветра при дожде с наветренной
стороны ограждения в пределах шести румбов Пг./Су = 23 дли	(19)[=1где i = 1, 2, 3, ..., п — количество месяцев теплого периода года.В Харькове теплый период года, характеризующийся сред¬
немесячной температурой выше нуля, составляет 9 месяцев,
в течение которых на вертикальные поверхности всех ориента¬
ций выпадает 92 косых дождя. Наибольшее количество косых
дождей приходится на стены северо-восточной ориентации
КуВ=14 (рис. 16). В соответствии с этим назначают число цик¬
лов увлажнения — высыхания образцов ячеистого бетона для
определения его стойкости под действием косых дождей в ра¬
йоне эксплуатации. Для Среднего Урала [202] годовой цикл
косых дождей составляет 20 увлажнений — высыханий с одно¬
временным действием ультрафиолетового облучения в течение
80 ч. Согласно приведенной методике по формуле (19) и спра¬
вочным данным о климате района эксплуатации можно коли¬
чественно оценить годовое модельное воздействие косых дождей
на вертикальное ограждение, расположенное в любом районе
страны. Конструктивные и технологические мероприятия по
снижению эксплуатационной влажности ячеистобетонных ограж¬
дающих конструкций рассмотрены в главе VI.§ 5. Замораживание и оттаивание наружной
поверхности огражденияСовместное воздействие на организм человека темпе¬
ратурно-влажностных условий в помещении характеризуется
эффективной температурой микроклимата жилища и определя¬
ется индексом комфортности, т. е. оптимальными условиями66
для тепло- и влагообмена человека со средой обитания. Индекс
комфортности вычисляют в условных единицах по формулеН = 0,24 (*» + tn) + 0, la — 0,09 (37,8 — tB) о»/», (20)где /в, tn — температуры воздуха и поверхностей стен в поме¬
щении; а — абсолютная влажность воздуха; v — скорость движе¬
ния воздуха в помещении.Значение Н нормируют в зависимости от климата района
эксплуатации (Н = 7,8—^11,6), так как в холодных районах
температура воздуха в помещении должна быть выше, чем всРис. 16. Количество косых дождей, выпадающих на вертикальные поверхнос¬
ти ограждений различной ориентации за теплый период года в г. Харькове.Рис. 17. Изменение скорости ветра v по высоте здания hi при скорости вет¬
ра на отметке 3 м, равной 3 м/с, и устойчивом состоянии атмосферы; сниже¬
ние температуры стены А(с в зависимости от скорости ветра 2.теплых [167, с. 102]. Из формулы (20) вытекает, что индекс
комфортности в первую очередь зависит от температуры воздуха
и стен в помещении, значения которых определяются тепловлаж¬
ностным режимом эксплуатации ограждающих конструкций и
интенсивностью воздействия внешней среды.В зимнее время на наружную поверхность ограждения воз¬
действуют мороз, ветер, солнечная радиация и оттепели. Для
обеспечения заданных эксплуатационных качеств ячеиСтобетон¬
ных ограждающих конструкций необходима количественная
оценка этих атмосферных воздействий.Известно, что с удалением от земной поверхности скорость
ветра увеличивается в зависимости от состояния атмосферы
(безразличное равновесие, неустойчивое и устойчивое состояния,
характеристики рельефа местности). Сжорость ветра на высоте
h можно найти из соотношения [218, с. 20].Vh = (fh/fo)v0,	(21)где wo, Vh — измеренная на данной высоте и искомая на высоте
h скорости ветра, м/с; /о, /л — коэффициенты, зависящие от тем¬
пературы воздуха на высоте измерения и на высоте h.3*67
Строительная теплофизика рассматривает воздухопроница-
ние ограждения под динамическим и термическим напорами.
Динамический налор воздуха в ограждении создается при обте¬
кании ветром его наружной поверхности вследствие возникно¬
вения поперечных скоростей, приводящих к воздухопроницанию,
интенсивность которого пропорциональна квадрату скорости
ветра. Термический напор обусловливается перераспределением
воздуха в помещении в зависимости от его температуры и, как
следствие, эксфильтрации его в нижних и инфильтрации в верх¬
них частях ограждения. Термический напор не влияет на тем¬
пературный режим ограждения. Действие динамического напо¬
ра снижает температуру наружной поверхности ограждения
относительно штилевой на величину [256, с. 55]Д/» = ln(u+ 1) + 2УТ.	(22)Изменение скорости ветра по высоте здания, рассчитанное по
формуле (21), и соответствующее снижение температуры на¬
ружной поверхности ограждения, установленное по формуле
(22), показаны на рис. 17.Для учета влияния ветра на тепловой режим многоэтажных
крупнопанельных зданий предложено находить сопротивление
теплопередаче и теплоустойчивость ограждений не просто по
температуре наружного воздуха, а по ее эффективному значе¬
нию, которое определяется равенством теплопотерь здания при
штиле и данной температуре с учетом воздействия ветра
[13, с. 44].В холодное время года наибольшее снижение температуры
воздуха происходит при безоблачном небе, т. е. антициклони-
ческой погоде, когда скорость ветра невелика. В случае цикло¬
нической ситуации резко возрастает скорость ветра, появляется
значительная облачность, которая препятствует радиационному
выхолаживанию, температура воздуха не достигает низких
значений. Следовательно, наиболее низкие значения эффектив¬
ной температуры имеют место, когда температура воздуха низ¬
кая, но не минимальная, и одновременно скорость ветра боль¬
шая, но не максимальная. Взаимосвязь скорости ветра и тем¬
пературы наружного воздуха выражается общей прямолинейной
зависимостью и в первом приближении V(ta) для Москвы опи*
сывается уравнением регрессии [35, с. 280]1/„ =8,72+0,143/„.Для Харькова на основании обработки результатов наблю¬
дений за скоростью ветра и температурой воздуха в зимние
месяцы в период 1945—1970 гг. получены данные, характери¬
зующиеся коэффициентом корреляции 0,98 и описывающиеся
обобщенным уравнением регрессии (при Д = 5,8%)Ув=26,5—0,67' '	(23)68
Рис. 18. Карта-схема районирования территории СССР по значению эффективной температуры
Для учета совместного воздействия холода и ветра на тепло¬
вой режим здания выполнено районирование территории СССР
по эффективным температурам наружного воздуха t'3> t"a соот¬
ветственно с вероятностями 0,1 и 0,4%, определенными в пред¬
ложении, что единичное наблюдение характеризует погоду в
течении б ч, т. е. выбранная вероятность 0,1% соответствует
такому среднему значению ta, которое осуществляется ежегодно
в течении 9 ч, а вероятность 0,4%—36 ч [13, с. 56]. На рис. 18
приведена карта-схема районирования СССР по температурам
значения которых оговорены ниже.Районы I II 111 IV V VI VII VIII IX X XI
01	—21 —26 —31 —36 —41 —46 —51 —61 —71 —91<з	<-20до	—25 — 30 —35 —40 —45 —50 —60 —70 —90 —110В зависимости от интенсивности
воздействия мороза и ветра с учетом
эксплуатационного влагосодержания
ограждения рассчитывают его сопро¬
тивление теплопередаче и теплоустой¬
чивость, т. е. способность обеспечивать
допускаемую требованиями комфорт¬
ности амплитуду колебания темпера¬
туры внутренней поверхности стены
при изменении температуры наружно¬
го воздуха и наружной поверхности
[193, с. 217].Согласно п.2.5 СНиП П-А.7-71 сте¬
пень массивности ограждающих кон¬
струкций имеет вид [304]D = 2 RtSi = 2 (W 2 Xi=i i=i i= iX 0,51 Vhbl (Co,. + 0t0b(), (24)где 8( — толщина слоя ограждения, м; X,— коэффициент тепло¬
проводности материала в этом слое е учетом его влагосодержа¬
ния, Вт/м2-К; Т0( — объемная масса сухого материала, кг/м3; с0( —
удельная теплоемкость сухого материала, Дж/кг-К; —влаго¬
содержание материала, % по массе. Для однослойной ограж¬
дающей конструкции (рис. 19) [2811D = (5/Х) 0,51 ]/ХТо (со + 0,Olio).	(25)В настоящее время СНиП П-А. 7-71 с учетом изменении,
внесенных Госстроем СССР в апреле 1974 г. [217], в зависи¬
мости от величины тепловой инерции D разделяет ограждающие
конструкции по «степени массивности» на «легкие» (D<1,5);Рис. 19. Зависимость степе¬
ни массивности D ячеиспо-
бетонйых ограждающих кон¬
струкций от их толщины Ь
и объемной массы f0 мате¬
риала: I — 14 ограждающие
конструкции малой, средней
массивности и массивные.70
«малой массивности» (1,5 < D< 4); «средней массивности»
(4 <D < 7) и «массивные» (D>7), для которых значение тем¬
пературы наружного воздуха принимается по абсолютной
минимальной; средней наиболее холодных суток; средней из
средних температур наиболее холодных суток наиболее холод¬
ной пятидневки; средней температуры наиболее холодной пяти¬
дневки в районе эксплуатации (СНиП П-А.6-72).Рис. 20. Эксплуатационные влажностные характеристики
пеносиликатной ограждающей конструкции цеха желе¬
зобетонных изделий: а—послойное влагосодержание Wt
J, 3 и нулевые изотермы 2, 4\ б — зависимость темпе¬
ратуры внутренней поверхности ограждения тв от тем¬
пературы наружного воздуха ta при влажности в фев¬
рале 1 и сентябре 3 (/в = 18° С).На рис. 20 приведены эксплуатационные влажностный
характеристики пеносиликатной (~[0 = 850 кг/м3) наружной
стеновой панели цеха железобетонных изделий [109], Кривые
влагораспределения в феврале 1 и сентябре 3 показывают, что
отсутствие защитно-декоративного покрытия панели и условия
эксплуатации (высота 1,5 м от уровня пола) привели к ее зна¬
чительному переувлажнению к концу периода влагонакопления.
Так, при влагосодержании ограждения ниже допустимого (22%
по массе) ее тепловлажностные характеристики обеспечивают
заданные условия комфортности (AtB < 10° С) во всем эксплуа¬
тационном диапазоне изменения температуры наружного воз¬
духа.Незащищенная наружная поверхность ячеистобетонных стен
в холодный период года увлажняется конденсационной влагой,
выпадающей при оттепелях на стены, температура наружных
поверхностей которых ниже температуры наружного воздуха;
вследствие соприкосновения охлажденной поверхности стены с
теплым влажным воздухом ее поверхность покрывается инеем,71
который затем тает и увлажняет стену; конденсационной вла¬
гой, выпавшей на внутренней поверхности стены, температура
которой ниже точки росы (см. § 1 главы IV) внутреннего
воздуха, что характерно для производственных помещений с
мокрым и влажным режимами эксплуатации; адсорбционной
влагой, конденсирующейся в толще ограждения в результате
интенсивной диффузии водяного пара от внутренней поверхнос¬
ти стены к наружной.С понижением температуры наружной поверхности огражде¬
ния все большее количество влаги, содержащейся в нем, пере¬
ходит в лед. Глубина за¬
мерзания материала ха¬
рактеризуется изотермой
нулевой температуры
(кривые 2, 4 на рис. 20).
В табл. 6 приведены зна¬
чения расчетных темпе¬
ратур воздуха по СНиП
П-А. 6-72 и соответствую¬
щие им величины эффек¬
тивной температуры,срав¬
нительный анализ кото¬
рых свидетельствует об
актуальности учета эф¬
фективных значений в
теплотехнических расче¬
тах и прогнозировании
долговечности огражде¬
нии. 1ак, нулевая изотерма ограждения (рис. 20) при
воздействии эффективной температуры — 34° С сдвигается влево
от расчетного положения (при tB = —28° С) в эксплуатацион¬
ных условиях Харькова. Рассматриваемая наружная панель
цеха железобетонных изделий к концу периода влагонакопления
увлажнилась в среднем до 40% по массе (кривая 1 на рис. 20),
что привело к увеличению допустимого перепада между темпе¬
ратурами внутреннего воздуха и поверхности стены, а также
глубины замерзания ограждения. Такой тепловлажностный ре¬
жим эксплуатации быстро разрушает ограждение.Количественную оценку воздействия замораживания и оттаи¬
вания материала в ограждении производят в зависимости от
числа переходов через 0° С температуры наружной поверхности
конструкции.В холодный период года наружная поверхность ограждения
нагревается до нуля и выше под влиянием радиационного тепла
и оттепелей. Оттепель определяется повышением максималь¬
ной температуры воздуха до нуля и выше внутри морозного
периода, в течение которого на протяжении пяти и более дней
наблюдается отрицательный максимум температур. Период отте¬Таблица 6
Значения средней температуры наибо¬
лее холодных суток Ц, пятидневки
t5 и абсолютной минимальной ta6 в
сравнении с соответствующими расчет¬
ными величинами эффективной темпе¬
ратурыГородh*аб(э5*э.абХарьков—23-28-36-29-34-41Одесса-17-21-28—24-28-34Киев-21-26-32—28—32-38МоскваЛенин¬-25—32-40-35-38-50град-24——-32——Влади¬восток—24—54——72
пели считается непрерывным, если внутри него не наблюдалось
более одного дня с отрицательным максимумом температуры
воздуха. Длительность оттепели равна промежутку времени
между датами окончания и начала наблюдений отрицательного
максимума температуры воздуха. Интенсивность оттепельного
периода зависит от положительного максимума температуры
воздуха. Повторяемость оттепели рассматривается как диффе¬
ренцированная оценка по градациям интенсивности и длитель¬
ности наблюдения оттепелей и выражается в процентном отно¬
шении числа дней с оттепелью
заданной интенсивности и дли¬
тельности к общему числу
дней с оттепелями в холодный
период года.Суточная амплитуда темпе¬
ратуры воздуха определяется
разностью между средними
максимальными и минималь¬
ными значениями за сутки.Атмосферные оттепели бы¬
вают адвективные, радиацион¬
ные и смешанные. Повышениетемпературы воздуха до нуля Рис 21 Ход среднесуточной темпера.
и выше в результате адвекции туры воздуха в декабре в г. Харь-
теплой воздушной массы назы- кове.
вается адвективной оттепелью,.которая сопровождается значительным уменьшением амплитуды
температуры воздуха (не превышает 6°), облачностью нижнего
и среднего ярусов, осадками, высокой относительной влажно¬
стью воздуха (80—95%) и длительностью периода (более трех
дней). Увеличение температуры воздуха до нуля и выше вслед¬
ствие солнечной радиации вызывает радиационную оттепель, ко¬
торая характеризуется ясной погодой или облачностью верхнего
яруса, низкой относительной влажностью воздуха, большими су¬
точными амплитудами температуры (10° и более) и незначитель¬
ной длительностью периода (до 2—3 дней). Если температура воз¬
духа повышается вследствие адвекции тепла, а затем солнечная
радиация увеличивает интенсивность оттепели, то такая оттепель
называется смешанной. Для нее характерны те же признаки,
что и для радиационной.Чтобы установить тип оттепели, пользуются комплексной
характеристикой погодных условий — суточной амплитудой тем¬
пературы воздуха At, которая зависит от облачности нижнего и
верхнего ярусов и высоты солнца. На рис. 21 изображен ход
суточной температуры воздуха в декабре 1 и феврале 2,который
показывает, что адвективной декабрьской оттепели предшест¬
вовал пятидневный морозный период (тмп) с 13 по 18 число,
затем наступил оттепельный период (хот) с 18 по 23 число,73
интенсивность которого t0T не превышала 6°, а амплитуда в
первый день составила 7,1° и впоследствии упала до 1—2°.
В табл. 7 приведены данные о температуре и относительной
влажности воздуха, средней суточной температуре и суточной
амплитуде температуры во время оттепели (Харьков, 1968).
Отсюда следует, что два декабрьских оттепельных периода нуж¬
но отнести к адвективным оттепелям (небольшая суточная
амплитуда температуры и высокая относительная влажность
воздуха). Февральские оттепели являются радиационными, так
как сопровождаются резким увеличением суточной амплитуды
температуры воздуха, снижением его относительной влажности
и незначительной длительностью.Таблица 7Относительная влажность воздуха <р, скорость ветра ®, среднесу¬
точная температура t и суточная амплитуда температуры воз¬
духа AtДе¬кабрь18192021222324252627282930? %94949695969995989597929483V м/с864510587864104Г-° С-4,1+3,6+5,8+2,7+2,0+0,4-1,1-0,9-0,7-0,4-0,1+3,9-1.4А( °С276443233215521213раль13456789Ю1!у %8886848079. 9572647385877071V м/с1357995357365i °С-6,2—6,2-6,8-8,5-9,7+0,6-9,1-16-11—6,8-4,7+ 1,9-4,2А( °С22323113432292К. Ш. Хайруллин [256, с. 19] отмечает, что на Украине и в
Прибалтике повторяемость адвективных оттепелей колеблется
в пределах 80—83%, в Западной Сибири и Казахстане соотно¬
шение оттепелей адвективного и радиационного типа одинако¬
во, в Восточной Сибири и Приморском крае радиационные отте¬
пели составляют 80—90%.Исходя из числа дней с оттепелями L за холодный период
года (табл. 20 [233] или табл. 16 [256]), а также из средней дли*
тельности периода^ и дифференциональной повторяемости
Pi (табл. 20 [256]) оттепелей заданной градации i = 1,2,
можно определить количество переходов N через 0° температуры
наружной поверхности ограждения. Для этого радиационные
оттепели длительностью 1—2 дня рассматриваются как днев¬
ные переходы через 0° температуры поверхности огражденйя74
Np — Lpi/iQO • ai,	(26)где ai, pi—средняя длительность радиационных оттепелей и их
повторяемость.Адвективные оттепели, повышающие минимальную темпера¬
туру воздуха до положительных значений [256, с. 15], обуслов¬
ливают один переход через 0° температуры поверхности ограж¬
дения за весь период:Nад = [(L - Л/р) • 100] jj aiPi.	(27)I i—2Таблица 8
Сумма дней с оттепелями L и суммар¬
ное количество переходов через (^тем¬
пературы наружной поверхности огра¬
ждения N под воздействием радиа¬
ционных jVp и адвективных Naa пери¬
одов оттепелейСуммарное количество
переходов через 0° темпе¬
ратуры наружной поверх¬
ности ограждения N —= А^ад + П°Д воздейст¬
вием радиационных Nр и
адвективных Л^д отте¬
пелей для ряда горо¬
дов СССР приведено в
табл. 8.Отсюда видно, что число
переходов через 0° тем¬
пературы наружной по¬
верхности ограждения
определяется радиацион¬
ным климатом района
эксплуатации. Так, в Но¬
восибирске и Краснояр¬
ске число дней с оттепе¬
лями вдвое меньше, чем
в Киеве и Харькове, а
количество переходов че¬
рез 0° одинаково.Воздействие оттепе¬
лей на ограждение не
исчерпывает количество
его замораживаний и от¬
таиваний за зиму. В ра¬
ботах [60, 135, 194, 196,	'
256] показано, что при отрицательных температурах наружного
воздуха (т. е. в отсутствие оттепели) поверхность ограждения мо¬
жет нагреваться до положительных температур под действием
солнечной радиации. Температура наружной поверхности огра¬
ждения зависит от ее альбедо, скорости ветра и интенсивностиугмсГородачсоггСеверноеАрхан¬гельск3812719Северо-ЗападноеЛенинград4610717Литовской ССРВильнюс479716Центрально-Чер¬
ноземных обла¬
стейМосква409615Казахской ССРКараганда239615ПриморскоеВладивосток259514УкраинскойССРКиев457613КрасноярскоеКрасноярск258513Западно-Сибир¬скоеНовосибирск228513УкраинскойССРХарьков436612ИркутскоеИркутск267411ОмскоеОмск187310ЗабайкальскоеЧита30538ЯкутскоеЯкутск1852775
суммарной солнечной радиации, поступающей на верти¬
кальную поверхность стены. Для расчета возможного количе¬
ства переходов через 0° температуры наружной поверхности
ограждения предлагается Исходить из числа ясных солнечных
дней в холодный период года:тМ =* % l(Jj • тЦПО0],	(28)/=iгде j— календарный месяц холодного периода года, / = 1,
2, ..., т; Jj — солнечное сияние в течение /-го месяца, %;9т,- — месячное количество дней с отрицательной температурой
воздуха, которое определяется как разность календарных и от-
тепельных дней (табл. 16 [256]).Месячную условную температуру tyCJl наружной поверхности
ограждения южной ориентации находят по формуле (6). Если
tycn > 0, то количество солнечных дней в месяце, вычисленное
по формуле (28), добавляется к числу оттепельных периодов
(табл. 8). Тогда возможное количество переходов через 0° тем¬
пературы наружной поверхности ограждениятZ = Np + N&a + 2 Wi • m,)/100] при *усл > 0°. (29) -/=iНапример, требуется установить возможное количество переходов через
0е температуры наружнэй поверхности ячеистобетонной ограждающей конст¬
рукции в Харькове. Количество переходов через 0° под воздействием оттепе¬
лей вычисляем по формулам (26), (27): Л,р+Л,ад= Число дней с радиа¬
ционным размораживанием наружной поверхности ограждения рассчитываем
исходя из среднемесячных температур воздуха: декабрь — 4,8°; январь — 7,3°;
февраль — 6,9°, март—1,7° (табл. 1, СНиП П-А.6-72). Количество дней с от¬
рицательной температурой воздуха: декабрь — 21, январь — 21, февраль— 18,
март — 18. Определяем /усл для каждого из месяцев холодного периода года
при альбедо наружной поверхности ограждения 0,55, ан = 25 ккал/м2-ч,
v = 5 м/с и максимальной интенсивности солнечной радиации (табл. 1—108
[135]) в 12—13 ч:4СЛ = -7,3° + 15,5° = 8,2°; ^ = -6,9° + 16,6° = 9,7°;4сл = -1-70 + 16-7° = 15’°°; 'уел = ~4-8° + 14,9° = 10,Г.Следовательно, во все солнечные дни с отрицательной температурой воздуха
возможны переходы через 0° температуры наружной поверхности ячеисто¬
бетонной ограждающей конструкции южной ориентации. Определяем коли¬
чество солнечных дней по формуле (28) : М — 18. Тогда количество перехо¬
дов через 0° температуры ограждения согласно (29) Z = 18 + 12 =30.В табл. 9 приведены расчетные значения количества переходов через 0° тем¬
пературы ячеистобетонной ограждающей конструкции для ряда городов СССР
при ан 5= 25 ккал/м2'Ч и альбедо, равном 0,55.76
Таблица 9Количество радиацион ных размораживаний М и суммарное за
сезон количество 1 переходов через 0° температуры наружной
поверхности ячеистобетонной ограждающей консфукции южнойориентацииГородМесяцчJiт/*ср.мД,Р(услJ %мZАрхан¬гельскXI444026—4,39,7>012XII628025—9,86,2<0I342427-12,59,3<0II265026-1214,3>020III976922-816,9>0352342IV14730-0.616>044ЛенинградXIXII3125654752719-0,5-5,112.410.5>0>0126I854723—7,712>01II668924-7,915,2>018III1675715-4.216,6>0371633ВильнюсXII1063021-3,113,9>014I1265419-5,514,4>014II1272616-4,816>023III1375318— 116,6>039КиевXII1165420—3,514,4>014I1267819-5,914,9>018II1274016-5,216,3>025III1075721-0.416,6>0331830ХарьковXII1U67721—4,814',Я''>013I1070321-7,315,5>018II1075418-6,916,6>027III1376018-1.716,7>0351829МоскваXI4В24"26-2,213,7>015XII858323—7,612,8>011I562926— 10,213,8>014II571523-9,615,7>02536III1675815—4.716,7>03621КарагандаXI270528—715,5>033XII367728-13,314,9>028I170330—15,115,5>040II275426—14,516,6>04866IIIЮ76021—8.716,7>04551ВладивостокXI170629-1,315,5>062XII576026— 10,316,7>068I179430— 14,417,5>071II376925— 10,916,9>07098III|570416-3.615,5>06084КрасноярскXl662424-9,113,7>022XII258329-1,5912,8<0I062931-17,113,8<0II271526-14,715,7>036III1175820-7,616,7>0482437НовосибирскXl265 а28—Ф,713,9>023XII159130—16,913<0I063731—1914<0II173027— 17,216,6<0III776724— 10,716,9>051IVИ68919-0,116,2>055294277
Продолжение табл. 9ГородМесяцчт1^р.м*'рЧелJ%МZИркутскXI366927-10,813,4>037XII065431— 18,713,1<0I067831-20,914,9<0II173927-18,314,8<0III1175720—9,715,1>0642334ОмскXI163529—8,914>030XII159430—16,513<0I064031-19,214,1<0II173527-17,816,2<0III577226-11,817>0552333ЧитаX167830-114,3>056XI466826— 14,413,4<0XII065431-23,813,1<01067831-26,614,9<0II073928-21,814,8<0III1175720-11,515,1>068IV1364017-0,312,8>0604149ЯкутскX268729-7,915,1>031XI050030-2811<0XII035031-39,87,7<01048431—43,210,6<о.11067028-35,914,7<0111176330-22,216,8<0IV1572115—7,415,9>0671926Количество радиационных размораживаний наружной по¬
верхности ограждения увеличивается с повышением его альбедо
и снижением скорости ветра. Так, поверхность кирпичной стены
южной ориентации (при ра — 0,72, v = 1 м/с, ан = 13) будет на¬
греваться солнечным теплом до температуры, превышающей сред¬
нее месячное значение в Омске, что обусловит количество радиа¬
ционных размораживаний М — 46 и увеличит общее число пере¬
ходов температуры поверхности кирпичной стены через 0° до
Z = 56.Чтобы снизить количество циклов замораживания — оттаи¬
вания наружной поверхности ограждения под воздействием
радиационного тепла, ячеистобетонные ограждения изготов¬
ляют с защитно-декоративным покрытием, имеющим низкое
значение альбедо. Ковровая мозаика на наружной поверхности
ограждения уменьшает его альбедо от 0,55 (не офактуренная
поверхность) до 0,35, что в эксплуатационных условиях Омска
обусловит отсутствие радиационного размораживания стены.
По данным натурных измерений, в эксплуатационных условиях
Восточной Украины применение светлой ковровой мозаики
снижает число радиационных размораживаний наружной по¬
верхности ограждения на 10—15%-78
Для прогнозирования морозостойкости защитно-декоратив¬
ного покрытия и материала ограждения следует исходить из
количества переходов через 0° температуры его наружной по¬
верхности, которое определяют по формулам (26) — (29) с уче¬
том климатических особенностей района эксплуатации. Годовой
период эксплуатации моделируют односторонним заморажива¬
нием — оттаиванием образца материала в количестве, соответ¬
ствующем значению Z (табл. 9).§ 6. Влажностный режим эксплуатацииВлажностное состояние ограждающей конструкции
определяет ее эксплуатационные качества и зависит от техно¬
логии изготовления и условий эксплуатации здания. Прочност¬
ные, теплофизические и эксплуатационные свойства огражде¬
ния рассчитывают с учетом его равновесного эксплуатационного
влагосодержания, которое достигается к концу послепостроеч-
,ной сушки здания. Так, при допускаемой СНиП П-А. 7-71
отпускной влажности ячеистобетонных стеновых панелей
22—35% соответственно на песке и золе допустимая величина
равновесной влажности материала в ограждении составляет
12—17% к концу периода влагонакопления и 17—20% по мас¬
се в зоне конденсации.Как показала практика производства ячеистобетонных пане¬
лей автоклавного твердения, величина отпускной влажности
зависит от технологии производства [160, 189, 258] и может
значительно превышать регламентированное СНиПом значение
[150, с. 13; 172]. Эксплуатационное влагосодержание огражде¬
ния определяется влажностным режимом эксплуатации поме¬
щений [223, 228], климатическими особенностями района экс¬
плуатации [222, 224, 225], конструктивными решениями стено¬
вой панели [63, 189, 224], паро- и влагопроницаемостью
защитно-декоративного покрытия, влагопроводностью материала
и т. д.. Анализ результатов натурных исследований влажностного
состояния ячеистобетонных стеновых панелей [45, 47, 60, 73, 90,
109, 223, 228, 261, 248, 274, 288] показывает, что их равновесное
влагосодержание превышает допустимое значение и стремится к
величине максимальной сорбционной влажности материала (25—
40% по массе). Это обусловливает необходимость оценки экс¬
плуатационной влажности стеновых панелей, изготовляемых по
конкретной технологии для заданных эксплуатационных усло¬
вий. Результаты такой оценки позволяют оптимизировать тех¬
нологию изготовления и конструктивные решения ограждающей
конструкции в аспекте обеспечения требуемых эксплуатацион¬
ных качеств и долговечности. Для этого необходимо статистиче¬
ски оценить отпускную влажность стеновой панели; опреде¬
лить послепостроечную влажность ограждающей конструкции79
после ввода и в первые два-три года эксплуатации здания; из¬
мерить длительность периода послепостроечной сушки стен до
установления в них' равновесного влагосодержания; оценить
эксплуатационные качества материала в ограждении в зависи¬
мости от его равновесного влагосодержания; реализовать резуль¬
таты натурных исследований для повышения эксплуатационных
качеств ограждения в результате снижения его равновесного
влагосодержания. В табл. 10 приведены результаты натурных
исследований эксплуатационного влагосодержания ячеистобе¬
тонных ограждающих конструкций, полученные в ряде городов
СССР и вычисленные посредством различных методов.При изучении влажностного состояния ограждений следует
применять вероятностно-статистический метод оценки резуль¬
татов натурных измерений [47], основным условием которого
является обеспечение статистической однородности наблюдений
за технологической и эксплуатационной влажностью. Для конт¬
роля отпускной технологической влажности из каждой партии
(изготовленных из одной заливки по единой технологии) изде¬
лий (п > 20) выбирают не менее трех панелей, из вертикаль¬
ных торцов которых высверливают по три керна материала
(dK = 100 мм). Влагосодержание материала в кернах оценивают
как среднюю статистическую величину совокупности, характе¬
ризующую среднюю отпускную технологическую влажность
ограждающей конструкции, которая не превышает допустимое
значение (СНиП П-А. 7-71). Эксплуатационное влагосодержа¬
ние стеновой панели устанавливают в натурных условиях путем
отбора проб материала шлямбуром (dK=20-r-30 мм) на полную
толщину панели. Это производят в тех ее местах, где исключено
влияние нагревательных приборов, источников жидкой и паро¬
образной влаги и т. п. Глубина керна отбираемого материала
у внутренней и наружной поверхностей — не более толщины
защитного слоя бетона: 25—30 мм (для определения влажно¬
стного режима эксплуатации арматуры влажность керна в
наружном слое по условию коррозионной стойкости арматуры
не должна превышать 6% по массе), в толще панели — не бо¬
лее 50 мм. В соответствии с результатами измерения влагосо¬
держания каждого керна строят кривую влагораспределения в
толще ограждения по месту отбора пробы. Характерные кривые
влагораспределения в однослойной ячеистобетонной ограждаю¬
щей конструкции приведены на рис. 22. По величине сред¬
ней кривой влагораспределения находят эксплуатационные зна¬
чения ряда физико-механических характеристик материала в
ограждении. Так, коэффициент теплопроводности материала в
ограждении и, следовательно, его сопротивление теплопередаче
и теплоустойчивость определяют интегрально по величине сред¬
ней влажности. Приращение последней на 1% по массе увели¬
чивает коэффициент теплопроводности материала, например
ячеистого бетона, на 8—10%.80
Таблица 10Эксплуатационное влагосодержание однослойных ячеистобетонных
ограждающих конструкцийУсловия эксплуатацииРавно¬веснаяСорбци¬
онная
влаж¬
ность при
if = 0,96,
% по
массеХарактеристика
ограждающих кон¬
струкций
(толщина, см)
и объемная масса
материала, кг/м8городпродол¬
житель¬
ность
периода
вла го-
накопле¬
ния,
месяцпродол¬житель¬ностьэксплуа¬тации,годвлаж¬
ность к
концу
периода
влаго¬
на копле-НИЯ, %по массеИсточ¬никОднослойная (24)
Пеносиликат (850)
Однослойная (30)Харьков4488—14288Аглопоритоперли-
тобетон (800)Минск5210—45Однослойная (24)
Газобетон (700)Луганск435-86-10208Однослойная (20)
Газобетон (600)Свердловск511510258Однослойная (20)
Г азозолобетон
(1000)Однослойная (30)
Газобетон (635)НижнийТагил527,713,5223Ангарск541012248Однослойная (35)
Пенобетон (800)Свердловск5316,51873Однослойная (35)Пенозолобетон(900)Однослойная (35)
Г азозолобетон
(900)Свердловск50,5271973Свердловск51,5202173Однослойная (25)
Газобетон (850)Новоси¬бирск5—9,514134Однослойная
Газосиликат (700)Воронеж53514,215Однослойная
Пенобетон (900)Свердловск51,581945Крупноблочная
стена (30)
Сипорекс (800)Рига4443,4192Крупноблочная
стена (35)
Пенобетон (800)Магнито¬горск56125,5192Однослойная (35)
Пенобетон (800)Свердловск5695,5192Однослойная (20)
Пеносиликат (850)Харьков433836109Абсолютное значение средней кривой влагораспределения
зависит от способа ее аналитической оценки. Критерием кор¬
ректной оценки средней влажности служит такое ее значение,
при замене которого свойство совокупности (в данном случае
влагосодержания всех кернов материала) не изменится. На ос¬
новании сравнительного анализа средних значений, определен-
ных различными способами, выделены два способа оценки
средней влажности ограждения W по среднему арифметическо¬
му'П W	(30)\fc=0(t = 0, 1, 2, .. п — количество кернов одинаковой глубины по
толщине ограждения) и среднему взвешенному(31)Рис. 22. Инвариантные кривые, влагораспределения и оценка их сред¬
: ней: о- £ 60%, Га= WB= W3= 15%, Sw= 45; б ,.=
i i=60%,Wa = WB= 15%,W9-= 14,2%, Sw = 42,6; «- £ 60%, Wa=l4=WB = 15%, W3 = 18,3, Sw =*= 54,9; г - £ W( = 60%, Wa = W
' : ' ' 1
= 15%,. ^3=11,7%, Зш=35,1; — послойное влагосодержание огражденияРассматривая интегральное влагосодержание материала в ограж¬
дении как площадь эпюры влагораспределения Sw, среднее зна¬
чение которой не зависит от ее геометрической формы и ариф¬
метической суммы дискретных значений влажности керновП2	WI, а является функцией влагосодержания, оценим среднюю
<=о	:влажность ограждения исходя из эпюры влагораспределения по
формулеWa(32)где а; — глубина керна материала, мм; U?7*, U?i+1 — влажность
керна материала, % по массе.82
Для трапецевидных эпюр влагоргспределенияW, = 2 [(й^1 + W;+i)/2]/ 2 ас.
{=0 ' ‘ л1=0(33)%%2015105L V/f\WnWwnr^minWmxWfTKjrр-угЦWfnin1Рис. 23. Кинетическая кривая влажностно
го состояния ячеистобетонной стеновой па¬
нели: WT, Wn, Wr U/max, VTmin-от¬
пускные технологическая, послепостроечная>
эксплуатационная в период сушки здания>
эксплуатационная равновесная и экстремаль*
ные сезонные значения средней влажности
И?э материала в ограждении в течение его
эксплуатации т, год.Инвариантные кривые влагораспределения inv 2 ^ = 60%\ ...по массе I, приведенные на рис. 22 для иллюстрации оценоксредней влажности ограж¬
дения рассматриваемыми
способами, значения сред¬
ней влажности которых,
определенные по lFa и WB,
не изменяются, свидетель¬
ствуют о низкой статисти¬
ческой представительности
этих способов оценки.Следовательно, средняя
влажность ограждения,
установленная по формуле(33)	в соответствии с экс¬
периментальными значе¬
ниями эпюры влагораспре¬
деления, — наиболее пред¬
ставительная оценка ее
средней. Это позволяетповысить точность измерения влажностного состояния ограждаю¬
щей конструкции (рис. 22).Проведенные по предложенной методике натурные исследо¬
вания влажностного состояния ограждения и расчет его сред¬
ней влажности дают возможность перейти к нахождению рав¬
новесного влагосодержания ограждающей конструкции, которое
определяют по достижении постоянного значения средней меж¬
ду экстремальными величинами средней влажности в начале
(октябрь — ноябрь) и конце (апрель — май) периода влагона-
копления. Последний зависит от длительности периода со сред¬
ними суточными температурами воздуха ниже нуля. Влага, на¬
копившаяся за этот период в ограждении, должна из него
испариться в теплый период года [217]. По результатам мно¬
голетних натурных наблюдений за эксплуатационным влажност¬
ным состоянием ограждения строят кинетическую кривую сред¬
ней эксплуатационной влажности (рис. 23).Величина равновесной влажности материала в ограждении
с доверительной вероятностью 0,95 описывается нормальным
законом распределения. В конце второго года эксплуатации и
далее значения равновесной влажности ограждения могут быть
представлены в виде дифференциальных функций нормального83
распределения, по статистическим параметрам которых (истин¬
ному значению равновесной влажности Wp и его среднеквадра¬
тическому отклонению 5шр) рассчитывают минимальную и мак¬
симальную величины эксплуатационной равновесной влажности.В работе [47] приведены результаты натурных исследова¬
ний влажностного состояния 80 газозолобетонных панелей.
Вероятностно-статистическое определение величины равновес¬
ной влажности показало, что в течение первых двух лет в
эксплуатационных условиях Норильска стеновые панели сох¬
нут от Wt: — 31,2% До = 23% (СНиП допускает WT = 22%,
Wp = 15%) при 5жр = 4%, т. е. встречаются панели с влаж¬
ностью от 11 до 35 % •Реализация полученных результатов состоит в изучении влияния повы¬
шенной влажности материала на прочность, деформативность, теплопровод¬
ность, трещиностойкость, атмосферостойкость и долговечность стеновой
панели, определении технологических и конструктивных мероприятий по
улучшению эксплуатационных качеств изделия (глава VI).§ 7. Оценка надежности огражденияЭкономическая эффективность капиталовложений в
строительство обусловлена его качеством, основными показа¬
телями которого являются надежность и долговечность зданий
и сооружений. Системный подход к оценке интенсивности
воздействия внешней среды на защитно-декоративные покрытия
и материал ограждения позволяет определить перспективные
направления разработок в комплексе технологических меро¬
приятий по обеспечению надежности и долговечности ограж¬
дающих конструкций на стадии их изготовления. Долговеч¬
ность наружных ограждающих конструкций зданий обеспечи¬
вается применением материалов надлежащей стойкости
(морозостойкость, влагостойкость и т. д.) и рядом конструк¬
тивных мероприятий по защите элементов конструкции от воз¬
действия среды. Ограждающая конструкция здания рассмат¬
ривается как неотъемлемая часть пространства, разделяющая
его на три среды с различными теплофизическими характерис¬
тиками: внутреннюю, внешнюю и среду в толще ограждения,
от которой зависит интенсивность тепло- и массообмена между
двумя первыми. Средой для ограждающей конструкции назы¬
вают комплекс влияющих факторов, внешних по отношению к
этой конструкции, за исключением непосредственных силовых
нагрузок [35, с. 37]. Основное назначение ограждения состоит
в разделении сред воздействия и определяет его функции: теп¬
лозащиту, влагозащиту и т. д. (табл. 11). Кроме этого, ограж¬
дающие конструкции как архитектурно-конструктивный эле'
мент здания выполняют декоративные и силовые функции.84
Качество ячеистобетонных ограждающих конструкций об¬
условливает совокупность из экономических и технических
свойств, регламентированных СНиПом. Эксплуатационное каче¬
ство определяет группа эксплуатационных технических свойств
ограждающих конструкций, обеспечивающих эффективную реа¬
лизацию их функционального назначения. Комплексно оценить
надежность и долговечность можно путем всестороннего
учета интенсивности, повторяемости и продолжительности воз¬
действий окружающей среды на ограждение и его конструк¬
тивные элементы. Элементы ограждения — отделочные, защит¬
ные и защитно-декоративные покрытия, стыковые соединения;
в многослойном ограждении — несущие, воздухонепроницае¬
мые, тепло- и звукоизоляционные слои. Сказанное обусловли¬
вает оценку надежности и долговечности ограждения как зада¬
чу, проблематичность которой вызвана отсутствием однознач¬
ных критериев надежности и объективной методики их взаимо¬
связанного учета.Дифференциация неагрессивных (согласно классификации
по СНиП П-28-73) атмосферных воздействий на ограждение по
характерным признакам и последействиям в материале и эле¬
ментах позволяет провести системный анализ результатов
научных исследований и установить перспективные направле¬
ния технологических разработок для обеспечения атмосферо-
стойкости и долговечности ограждающих конструкций уже на
стадии их изготовления.Эффективность эксплуатации ограждения по каждой из
функций определяется группой свойств, параметры которых
должны находиться на заданном уровне. Так, для силойой
функции — это допускаемые значения прочности, влагостойкос¬
ти и модуля деформации; для функции теплозащиты — тепло¬
проводность и теплоемкость материала в ограждении с учетом
его эксплуатационного влажностного состояния и т.д. (табл. 11:+ + стандартизированная методика; Н	нестандартизирован-ная; — методика определения отсутствует).Основным эксплуатационным свойством изделия, в том
числе ограждающих конструкций здания, является надеж¬
ность — свойство изделия выполнять- определенные функции с
сохранением в заданных пределах эксплуатационных показа¬
телей, которые обеспечивают их осуществление в течение тре¬
буемого срока при известных условиях эксплуатации. Надеж¬
ность ограждения зависит от безотказности — свойство изделия
непрерывно сохранять работоспособность; долговечности —
свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность при
соответствующем техническом обслуживании и ремонтах до на¬
ступления предельного состояния, когда дальнейшая эксплуа¬
тация невозможна по соображениям безопасности или из-за
неустранимого снижения эффективности эксплуатации; ремон¬
топригодности — свойство изделия, состоящее в приспособлен-85
Таблица 11Перечень исходных данных для оценки надежности ячеистобетонных ограждающих конструкцийЭксплуатационные функции
ограждающей конструкцииСиловая теплозащитаВлагозащитаВозду-хоза-щитаЗвуко-эащнтаДеко-ратив-наяФизико-механические свой¬
ства материала и элементов
ограждающей конструкции
зданияпрочностьмодуль де¬
формациитеплопро¬водность|, теплоустой¬
чивостьгидроскопи¬
ческая влаж¬
ностьводопогло-щениевлагостой¬костьводопрони¬цаемостьпаропрони-цаемостьвоздухопро¬ницаемостьзвукоизоли¬рующаяспособность, сохранность
фактуры и
цветаИсточникф2XПостоянные и временные
нагрузки++36, 41, 177,ГОСТ12852-67оТемпература воздуха+++———————91, 95я кВлажность воздуха++++—+—++——91, 95Н шВетровая нагрузка+—++————++——91, 1352» °
р?Солнечная радиация++++———•—•91, 95, 273,
291и ЯАтмосферная влага++++++++—+202, 207, 225<Т) соСорбция углекислого газа+4-—+++*“1“204, 208о;КЗамораживание—оттаи¬
вание+ ++++-129, 198О/У влажнение—высыхание++	——++————-ь222, 274*Деформации влажностные+-+- ■4230, 249тосхи.Деформации температур¬
ные++207Деформации силовые++36, 41кКарбонизация+—	—4-+204, 208яКоррозия арматуры++25, 222соЭррозия+491аИзменение цвета491
ности его к проведению ремонтов и технического обслуживания
[3, 130, 262]. В настоящее время надежность строительных
конструкций оценивается только при выполнении ими силовых
функций [129, 278]. Повышение качества строительных изде¬
лий — основная задача предприятий строительной индустрии
в десятой пятилетке, которая должна решаться на основе
современной теории надежности, широко применяемой в маши¬
ностроении, электронной и электротехнической промышленнос¬
ти. Использование ее в строительстве связано с тем, что ограж¬
дающие конструкции зданий — сложные многофункциональные
и многоэлементные системы, для которых интегральные оценки
надежности можно получить только на основании представи¬
тельных оценок надежности по каждой из выполняемых функ¬
ций функциональной надежности.	.В теории надежности [3, 262] рассматривают статистиче¬
ские и вероятностные методы. Первые используют для анализа
данных об эксплуатационном состоянии, определения надеж¬
ности функционирования изделия, а также закономерностей
износа и причин его повышения; вторые — для прогнозирова¬
ния на основании полученных статистических закономерностей
показателей надежности вновь изготовляемых изделий и уста¬
новления уровня физико-технических качеств, обеспечивающих
требуемую надежность функционирования изделия.Статистическая оценка надежности — основная для получе¬
ния вероятностных оценок. Поэтому далее рассматриваются
только вероятностные оценки. В самой постановке задачи опреде¬
ления надежности ограждающих конструкций зданий заложена
необходимость детального изучения влияния на них условий
эксплуатации, тщательного контроля физико-технических харак¬
теристик материалов, исследования параметров эксплуатацион¬
ного воздействия. Следовательно, система регламентирования
надежности ограждения предусматривает повышение требова¬
ний к качеству продукции.Срок службы ограждающих конструкций, как и здания в
целом, можно разделить на три периода: приработочный износ,
когда наблюдаются осадочные и температурные деформации,
Возникают усадочные трещины, проявляются технологические и
монтажные дефекты с одновременным уменьшением влажности
и повышением прочности бетона в конструкции; постоянный
износ характеризуется релаксацией напряжений приработочно-
то периода и стабилизацией процессов деструкции материала;
разрушение, в течение которого деструктивные процессы проте¬
кают особенно быстро из-за снижения физико-технических
качеств ниже допустимого уровня. Оценка надежности функцио¬
нирования необходима для каждого из них.Если в теории надежности [130] нагрузка и внешние воздей¬
ствия функционально не связаны между собой, то эксплуата¬
ционное состояние ограждения обусловлено именно такой87
связью. Внешние воздействия вызывают в ограждении силовые
нагрузки, на которые материал и конструкция ограждения реа¬
гируют соответствующим образом, радиационный нагрев (внеш¬
нее воздействие как нагрузка) способствует температурным
деформациям конструкции, увеличивает интенсивность испаре¬
ния и переноса влаги в материале (реакция ограждения). Одна¬
ко задача расчета надежности формулируется аналогично работе
[130]: для принятого уровня качества изделия необходимо рас¬
считать показатели безотказности, долговечности и ремонто¬
пригодности.Безотказность В ограждений для характерных периодов их
эксплуатации можно определить при наличии распределений
вероятности появления отказа Р=1 — В, которые обычно [262]
получают в зависимости от продолжительности эксплуатации и
по ним вычисляют показатели безотказности: вероятность без¬
отказной работы, среднюю наработку на отказ и интенсивность
появления отказов. При этом под отказом ограждения понимают
такое его состояние, когда заданная ему функция не выполняет¬
ся или выполняется на недопустимом уровне.Количественную оценку отказа ограждения производят по
результатам натурных исследований эксплуатационного состоя¬
ния конструкции [129, 193, 278], в процессе которых выявляется
характер отказа и скорость его проявления. По характеру отка¬
зы разделяют на независимые (отказ по одной функции) и зави¬
симые (отказ вследствие появления отказа по смежной функ¬
ции). Скорость проявления отказа характеризует его как вне¬
запный или постепенный. Отказы ограждающих конструкций,
возникающие в результате внешних воздействий, исчезают после
прекращения их действия (кроме отказов по силовой и декора¬
тивной функциям). Причины появления отказов — конструктив¬
ный и технологический брак, приработочный и эксплуатацион¬
ный износ. Критериальная оценка отказов ограждений приве¬
дена в табл.12.Вероятность появления отказа огражденияР{Е*>Е«},	(34)где Еэ, Ен — вероятные эксплуатационное и нормативное значе¬
ния характеристики функции ограждающей конструкции.Поскольку данная функциональная характеристика отра¬
жает физический процесс взаимодействия (реакцию) огражде¬
ния с внешней средой [3], ее эксплуатационные значения зави¬
сят от вероятных значений эксплуатационных воздействий и
вероятных параметров качества (комплекса свойств) изделия,
обеспечивающих выполнение заданной функции. Вероятность
появления отказа в зависимости от принятого уровня качества
может изменяться от единицы, когда из-за недопустимо низкого
уровня качества К\ эксплуатационные значения функциональ¬
ной характеристики ниже нормативных при любых значениях88
внешнего воздействия, до нуля в случае завышения уровня ка¬
чества К2 (рис. 24). Кинетическая зависимость вероятности
отказа ограждения имеет более сложный характер и для ее
описания необходимы данные об изменениях параметров внеш¬
ней среды во взаимосвязи со свойствами конструкции.Эксплуатационные воздействия на ограждающие конструк¬
ции зданий известны, а некоторые из них изучены достаточно
подробно. Это силовые постоянные и переменные нагрузки, тем¬
пературно-климатические воздействия. Для получения стати¬
стических распределений по климатическим воздействиям на
ограждение существует обширный
материал многолетних наблюдений
[131, 256, 233], но сбор и обработка
этих, данных выполнены без учета
потребностей задач расчета надеж¬
ности, вследствие чего в норматив¬
ной литературе отсутствуют кине¬
тические и статистические распре¬
деления вероятностей для парамет¬
ров эксплуатационных воздействий.Это значительно усложняет описа¬
ние кинетической зависимости ДЛЯ Рис. 24. Зависимость вероятно¬
вероятной интенсивности и, следо- Сти появления отказа Р{ЕЭ>Е»}
вательно, вероятности отказа.	or уровня качества К-Потеря качества ограждения в
процессе эксплуатации подчиняется зависимости [259]К = К0е~1\	(35)где X — постоянная износа, определяемая экспериментально.В строительной литературе вместо понятия износа (количе¬
ственной характеристики изменения физико-технических свойств
под влиянием факторов эксплуатации) применяют понятие стой¬
кости, количественно определяющей предельную интенсивность
и продолжительность индивидуального и комплексного внешнего
воздействия, не изменяющего сверх норматива свойства изде¬
лия. Некоторые стойкости нормированы: морозостойкость
(ГОСТ 12852—67), водостойкость (ГОСТ 2409—67), износо¬
стойкость (ГОСТ 13087—67), трешиностойкость (ГОСТ 8829—
66). Известно, что характеристики стойкости не могут быть
использованы для оценки надежности, так как они не описы¬
вают процесс изменения свойства во времени. Таким образом,
для большинства свойств строительных материалов постоянные
износа еще не установлены и кинетическая оценка распределе¬
ния вероятности качества отсутствует. В то же время имеется
реальная возможность рассчитать начальную безотказность на
основании статистических распределений вероятности для уров¬
ня внешних воздействий и параметров качества.89
Таблица 12
Описание эксплуатационного состояния
огражденияЧтобы определить показатели долговечности ограждения,
необходимо иметь кинетическую зависимость распределения ве¬
роятности наступления
предельного состояния
при достижении некото¬
рой потери качества. По
этой зависимости для
оценки долговечности
можно вычислить гамма¬
процентный срок службы
Т = ЦП), в течение кото¬
рого с вероятностью у не
будет достигнуто пре¬
дельное состояние ограж¬
дения; средний срок
службы до предельного
состояния и средний меж¬
ремонтный срок службы.
Предельные состояния
ограждения для всех
эксплуатационных функ¬
ций, кроме силовой, так
же как и состояние отка¬
за, являются частичными
и нормативными. Поэто¬
му общий вид критери¬
альной записи для веро¬
ятности появления пре¬
дельного состояния и от¬
каза совпадает (форму¬
ла (34)), что позволяет
использовать для полу¬
чения зависимости рас¬
пределения вероятности
наступления предельного
состояния ограждения те
же, что и при расчете их
безотказности, кинетиче¬
ские и статистические
распределения вероятно¬
сти для внешних воздей¬
ствий, распределения ве¬
роятности параметров ка¬
чества и зависимости из¬
носа в процессе эксплуа¬
тации.Чтобы вычислить по¬
казатели надежности ог«Функцияогражде¬нияОтказУравнение отказаСиловаяПо несущей
способностидвн > qHПо деформа¬
циям«(?ВН) > еНТепло¬защитаПо тепло¬
проводности*ЪР < *0По тепло-
устойчивосгиА\ >А»тв твПо паропро-
ницаемостиятпр > 2Х.В л а го-защитаПо влагосо-
держанию
или влаго-
накоплениюW* > W*срПо влаго¬
стойкостик; ж;Воздухо-защитаПо воздухо¬
проницае¬
мостиС <Gl > 0ТоРЗвуко-защитаПо звуко¬
изолирую¬
щей способ¬
ностиEl < Е"ь, £у < Е“Декора¬тивнаяПо сохране¬
нию тексту¬
ры и цветаОценивается по
результатам на¬
турного обследо¬
ванияq , q — приведенная эксплуатационная на¬
грузка на ограждение и его несущая спо¬
собность; е(<?вн), в" — эксплуатационное зна¬
чение деформаций ограждения и ею норма¬
тивная величина; остальные условные обо¬
значения приняты по СНиП П-А. 7-71.90
раждающих конструкций, необходимо определить критериаль¬
ные оценки состояний отказа и предельных состояний ло каж¬
дой из выполняемых ими функций; вероятностные и статисти¬
ческие параметры для свойств изделия, обеспечивающих выпол¬
нение каждой из рассматриваемых функций; вероятностные и
статистические параметры условий эксплуатации для трех
характерных периодов; зависимость износа и потери свойств от
условий эксплуатации; вероятно¬
стные и статистические парамет- ^ ,
ры для обоснования способов " 1
восстановления свойств изделия.Дифференцированное рассмот- 0.06
рение эксплуатационных функ¬
ций ограждения позволяет для ом
важнейших из них уже на осно¬
вании имеющихся статистиче¬
ских распределений уровня экс¬
плуатационных воздействий и па¬
раметров качества изделия уста- о~
новить базовый показатель на¬
дежности — начальную безотказ¬
ность В. В табл. 12 приведены
необходимые для определения В
критериальные оценки отказа ог¬
раждения.0,02\1VVУКГIfJ)п|г\2ш2346 10 93. 116
Q Вт/чРис. 25. Распределение вероятно¬
стей для эксплуатационных значе¬
ний теплового потока через ячеис¬
тобетонную стеновую панель дома
серии 1-468: 1, 2— тепловые пото¬
ки Qk.t, Ок. ок через панель и
В работе [2761 приведен алгоритм оконный проем; 3, 4 — приведен-
расчета начальной безотказности or- [Ib)g тепловой поток без учета QkГуЖв™еиаКОнаТчРаУлКьная’ безот/азЕ - с Учетом Q инфильтрации-, ^
по теплозащите ячеистобетонной сте- ТГн R?/4	B‘-U'77j'новой панели ПН-53 размером на «ком-	ст/ч-нату» жилого дома серии 1-468 произ¬
водства Харьковского ЗЖБК-З. В рас-	,
чете исходили из объемной массы ячеистого бетона (при допускаемой влаж¬
ности) 800 кг/мЗ; R0= 1,1-т-1,3 м2 К/кВт (W = 10% по массе), оконный
проем со стандартным оконным блоком ОС-15-15 Ro= 0,45-г-0,49 м2 К/кВт,
с уплотнением притворов полушерстяным шнуром, i == 8. Распределение ве¬
роятности температур наружного воздуха и скоростей ветра получено путем
обработки данных многолетних наблюдений Харьковской метеостанции [97].
Расчет показал (рис. 25) высокую надежность теплозащиты {Вi = 0,997)
для ограждения без оконного проема, удовлетворительную надежность тепло¬
защиты панели с полностью герметизированным оконным проемом^ (В2 =
= 0,978) и неудовлетворительную надежность теплозащиты серийной стено¬
вой панели с уплотнением окна полушерстяным шнуром (В3 = 0,78).Повышение эксплуатационной влажности ячеистого бетона в ограждаю¬
щей конструкции значительно снижает надежность теплозащиты. Так, при
средней влажности рассмотренной панели до 25% по массе надежность тепло¬
защиты снижается до В1 = 0,75; В2 — 0,71 и В} = 0,69. Это свидетельствует
о потере эксплуатационного качества ограждения вследствие его увлажнения
в функции теплозащиты в холодный период года.91
Ill Теоретическое описание
_ п . D . влажностного состоянияГЛАВАматериала в ограждающей
конструкции§ 1. Форма и энергия связи влаги с
материаломОграждающая конструкция содержит влагу в четы¬
рех фазовых состояниях: газообразном, жидком, твердом (лед),
а также фазы влаги в поверхностных слоях. Влага поверхно¬
стных слоев отличается по своим физико-механическим характе¬
ристикам от нормальной воды: повышенной плотностью (поряд¬
ка 1,4 г/см3); пониженным равновесным давлением пара над
модифицированной влагой поверхностного слоя; увеличением
на порядок вязкости; значительным уменьшением температуры
фазового перехода в твердое состояние и т. д. [75].По классификации акад. П. А. Ребиндера, влага в капилляр¬
но-пористых материалах имеет три формы связи: химическую,
физико-химическую и физико-механическую, характеризующиеся
энергией связи влаги с материалом [149, с. 10].Химически связанная вода представлена в материале влагой
в кристаллогидратах и в виде гидроксильных ионов. Энергия
химической связи влаги с материалом обусловлена водородны¬
ми связями молекул воды с анионами и координационными свя¬
зями с катионами кристаллогидратов. Она настолько велика,
что химически связанная влага удаляется из материала при
температуре более 500° С [105, с. 57].В работах [100, 104] показано, что влага в материале разде¬
ляется на физико-химическую и физико-механическую и харак¬
теризуется энергией ее связи с материалом в критических точ¬
ках на термограмме сушки влажного капиллярно-пористого об¬
разца материала.Термограмма сушки представляет собой график тепломас¬
сообмена влажного материала со средой. Этот процесс можно
рассматривать на двух одновременных этапах: исследование
кинетики испарения (массообмена) без учета влияния темпера¬
туры и изучение взаимосвязи скорости испарения, и температу¬
ры термограммы образца материала. Гравиграмма (или кривая
потери веса) образца описывается уравнением внешнего масо-
обменадт/дх = т0 (dW/dz) - dS [F2 (т-) - Fi (№)],	(36)92
где дт!д-с— убыль массы влажного образца, кг/с; т0 — масса
сухого материала, кг; S — поверхность образца, м2; Fь Fi—
свободная энергия связи воды с материалом и пара в воздухе,
Дж/кг; W — влагосодержание образца материала.Исследуя кинетику испарения на тонких (2—3 мм) образцах
материала, когда температурно-влажностные градиенты по его
толщине незначительны, можно исходить из постулата о после¬
довательном испарении влаги в поряд¬
ке увеличения ее энергии связи с ма¬
териалом. При этом F1 зависит только
от влагосодержания материала, а
определяется термическим режимом
опыта.Термограмма сушки образца мате¬
риала регистрирует изменение теплоты
испарения связанной влаги из материа¬
ла Q в зависимости от давления пара
и температуры:р„ = рп exp (—Q/RT), (37)Рис. 26. Гравиграмма (а) и
термограмма (б) сушки ка¬
пиллярно-пористых строи¬
тельных материалов: А1°С —
разность температур образца
материала и среды; т — про¬
должительность испарения
влаги; тв—масса влаги в
образце материала.влага макрокапилляров
от 2 до 3—менисковаягде рп, ра — давление пара в случае
данного влагосодержания образца ма¬
териала и давление насыщенного пара
при температуре Т К.На рис. 26 приведены гравиграмма
(а) и термограмма (б) сушки капил¬
лярно-пористого материала, на кото¬
рых выделены пять критических точек
[213], соответствующих следующим
границам испарения: до 1 — свобод¬
ная влага; от / до 2 — капиллярная
радиусом более 10~5 см [149, с. 48];влага; от 3 до 4— капиллярно-конденсационная влага микро¬
капилляров радиусом менее 10~5 см; от 4 до 5 — влага полимо-
лекулярного слоя (толщиной в 2—3 молекулы) адсорбирован¬
ной воды; после 5 — испаряются влага мономолекулярного слоя
адсорбции и часть гидратной воды из высокогидратных соеди¬
нений.В соответствии с этими формами связи влагу в материале
подразделяют на физико-химическую (слабо связанная вода
высокогидратных соединений, влага моно-и полимолекулярных
слоев) и физико-механическую (влага макрокапилляров, стыко¬
вая и капиллярно-конденсационная влага микрокапилляров).Энергия связи влаги с материалом определяется работой,
необходимой для изотермического отрыва 1 моля воды:А = RT ■ In {pjpn) = — RT In ср,	(38)93
где /? = 8,31 Дж/моль-град — газовая постоянная; Т — темпера¬
тура, К. Наибольшей энергией связи характеризуется химически
связанная с материалом влага (Л = 103 Дж/моль).Влага моно-и полимолекулярной адсорбции образуется на
внутренней поверхности материала при ф—0,25, а энергия свя¬
зи имеет величину порядка 1017 Дж/моль.Менее прочно связана с материалом физико-механическая
влага. Влага в капиллярах радиусом менее 10~6 см возникает
вследствие капиллярной конденсации при ф > 0,25 и ограниче¬
на вогнутыми менисками, относительное давление пара над
которыми меньше, чем над плоской поверхностью воды [149,
с. 21]. Это является критерием разделения капилляров на микро¬
капилляры (радиус менее 10-5 см) и макрокапилляры (радиус
более 10~5 см) и объясняется различием механизма переноса
воды в газовой фазе (длина свободного пробега молекулы
/= 10~5 см).Влага менискового состояния в макропорах межзернового
состава материала имеет несколько отличную от нуля свободную
энергию связи с материалом и характеризует его микропори¬
стость.Капиллярная влага макрокапилляров обладает минималь¬
ной свободной энергией связи, так как ф — 1, и образуется за счет
непосредственного соприкосновения материала с водой под дей¬
ствием капиллярных сил. Энергия капиллярной связи (А(Г)) не
зависит от сил адсорбционного взаимодействия и определяется
кривизной мениска:А(Г) = (2o/r)vo,	(39)где о—поверхностное натяжение воды; —удельный объем;
г — радиус капилляра. Для макрокапилляров радиусом от 10~3
до 10~5 см она составляет соответственно 5-10~4 и 5-10 Дж/моль.Применительно к свободной воде Л = 0, и вода удерживается
в материале под действием силы тяжести.Адсорбционная влага неизбежна в материале ограждения.
Поэтому рассмотрим механизм адсорбционного увлажнения ма¬
териала и количественную оценку его влажностного состояния.§ 2. Оценка содержания влаги в материалеСодержание влаги в материале ограждения опреде¬
ляется его гигроскопичностью, водопоглощением, водопрони¬
цаемостью и высотой капиллярного подсоса, которые оценивают
по величине влагосодержания или влажности. Перенос влаги в
материале ограждения зависит от его влагоемкости и влагопро-
водности, которые обусловлены потенциалом влажности капил¬
лярно-пористой среды. Отношение массы влаги тв в материале94
к его сухой массе т0 называется массовым влагосодержанием:т — т0	т(40)т0 тйМассовую влажность устанавливают как отношение массы влаги
в материале к его влажной массе т:В строительной практике массовое влагосодержание и влажность
выражают в процентах по массе, называя их относительным
влагосодержанием и относительной влажностью [263]:и = [(т/т0) — 1] • 100% (42); W = [1 — (т01т)] • 100% (43),
или в процентах по весу (ГОСТ 12852—67):
и = [(Cb/Gq) — 1] • 100% (44); W = 1 - (G0/GB)] • 100% (45),где G„, Go — вес образца материала во влажном и сухом со¬
стояниях.Влажностное состояние материала можно оценить любой из
этих величин, связанных соотношениями |29, с. 24]причем ые IO-i-11; № 6 10ч-0,51.Массовое влагосодержание и влажность иногда выражают
величинами, характеризующими количество воды в единице объема
сухого Vo или влажного УВл материалов;где Рвл, ро. Рв — плотность влажного и сухого материалов и воды.Переход от объемных оценок к массовым затруднен необхо¬
димостью точного определения плотности сухого и влажного
материалов. В связи с этим объемные оценки влажностного сос¬
тояния материала не получили широкого распространения.При расчете водопоглощения поверхностных слоев материала
в ограждении влажностное состояние характеризуют (кг/м2) по¬
верхностной влажностью [222]W = и!(\ + и) (46);и = W/( 1 - W) (47),ы0б = mB/Vo = Ув/рв • Vo — «ро;
Wo6 = mJVвл = WpB • Увл = Й^Рвл,(48)(49)Wn = mJS.(50)95
Влажностное состояние образца материала измеряют по
ГОСТ 12852—67, а точность измерения проверяют по формуле
(27, с. 775]ftl= иг=1^0 tm + £m° +£т- (51>тп	U	иТП	,	" О	,	,г- г\\или Е]%г = е™__„0 = —— ет + —— ето + ет.	(52)т	и	иЗдесь Em, sm0 — относительная погрешность измерения влажного
и сухого образцов материала (%), равная отношению абсолют¬
ной погрешности весов к массе образца: em = (у/'т) • 100%; ет =»»
= (у/т0) ■ 100%.При взвешивании образцов ячеистого бетона на весах типа
ВНО-Ю ет = е,Па = +0,5%, а с учетом субъективных ошибок
относительная погрешность взвешивания возрастает до ±3%
{177]. Результаты измерения влажности записывают в видеW — (т — то)/т. ± [(т — m0)/m] ет • 10~2.	(53)Уменьшение разности измеряемых масс (т — т0) приводит к по¬
тере точности вычислений. Например, при т0 = 0,8 кг образец
ячеистого бетона адсорбировал влагу и увеличил массу до т\ =
= 0,85 кг, а при водопоглощен и и масса образца составила т2 =
= 1,05 кг. По формуле (42) находим влагосодержание материала:
«1=6,25, «2 = 31,25% по массе. Оцениваем точность измерения
относительной погрешностью по формуле (51) при ет = smo =
= ±3%: еи, = 102%, е„г = 25,2%. Тогда результат измерения
влагосодержания запишем согласно формуле (53): и\ = 6,25 + 6,37,
и2 = 31,25 + 7,87% по массе.Таким образом, результат измерения гигроскопической влаж¬
ности не имеет ни одной верной цифры. Следует увеличить точ¬
ность измерения массы сухого и влажного образцов материала,
учитывая, что относительная погрешность разности во столько
раз больше относительной погрешности измерения, во сколько
сама разность меньше измеряемых масс. Так, при реализации
точности весов ВНО-Ю до ет=±0,5% получаем еи, =47,
е „2 =4,2%, что обусловливает запись результата измерений
ml=6,25± 1,06, «а =31, 25± 1,31 % по массе, свидетельствующую
о достаточной точности измерения влагосодержания образцов
ячеистого бетона.Взаимодействие материала с влагой характеризуется гигро¬
скопичностью— способностью капиллярно-пористых материалов
адсорбировать парообразную влагу, образующую на всей его
поверхности слой адсорбционно-связанной воды; водопоглоше-
нием — способностью материала впитывать и удерживать воду
в течение заданного промежутка времени; водостойкостью (оп¬
ределяется потерей прочности материала при увлажнении и оце¬
нивается коэффициентом размягчения); водопроницаемостью —96
способностью материала пропускать воду под действием избы¬
точного давления; высотой капиллярного подсоса — способно¬
стью материала впитывать воду под действием капиллярных
сил.Влагообмен в материале зависит от его влагоемкости и вла-
гопроводности [35, с. 114]. Влагоемкость (кг/кг-°В) определяет
изменение влагосодержания материала и в зависимости от по¬
тенциала влажности 0:ij = ди!д 9.	(54)За единицу потенциала влажности
принимают сотую долю максималь- U7.
ной экспериментальной величины
гигроскопического влагосодержания
«г. s фильтровальной бумаги при 30
20° С0 = («,/Иг.») • Ю2, (55) wгде «э — удельное влагосодержание
фильтровальной бумаги при кон¬
такте с исследуемым материалом в jq
состоянии термодинамического рав¬
новесия.Потенциал влажности измеряют
в градусах влажности: 100°В соот- 0 100 200 300в
ветствует иг. э> сухая бумага имеет Рис. 27. Зависимость влажнос-
0° В. Если температура 20е С, зави- ти « и коэффициента влагопро-
симость и — f (0) линейная. В гигро- водности х от потенциала влаж-скопической области влагосодержа- lyf'L 22*0 х'— 10°HQ ф —
ния материала (0 е /0 -г- 100° В/) по- 20® С; ■— k)e С. ’
тенциал влажности и влагоемкостьвычисляют по изотермам сорбции и десорбции, т. е. потенциал
влажности равен химическому потенциалу [* и энергии связи
моля воды с материалом.Влагопроводность определяет интенсивность переноса влаги
в материале — поток влаги i пропорционален градиенту потен¬
циала влажности (кг/м2-ч):£ =—х-уб,	(56)где % — коэффициент влагопроводности.Экспериментальная зависимость влажности и и коэффициента
влагопроводности х от потенциала влажности пенобетона пока¬
зана на риз. 27 [35, в. 113, 115]. Она свидетельствует о высо¬
кой влагопроводности и влажности материала на гигроскопи¬
ческой стадии влагосодержания.4 8-4197
§ 3. Теория адсорбции (основные положения)Адсорбцией паровоздушной смеси строительными ма¬
териалами называют концентрирование молекул воды на всей
поверхности и в объеме их микропор и капилляров.Поглощение газов й паров твердыми телами впервые установил К. В. Ше-
еле в 1777 г. В 1785 г. русский ученый Т. Е. Ловид открыл поглощение дре¬
весным углем красящих веществ из растворов. Термин адсорбция введен в
1881 г. для описания процесса конденсации паровоздушной смеси (газовая
фаза воды при температуре ниже критической [263]) на открытой поверхно¬
сти твердого тела в отличие от абсорбции пара, объясняющей его диффузию
в поровое и капиллярное пространство материала.В 1909 г. Д. В. Мак-Бен [68] предложил охарактеризовать оба явления
одним термином — сорбция. У строительных материалов, характеризующихся
развитой внутренней поверхностью пор и капилляров, адсорбции молекул
воды предшествует абсорбция. Поэтому термин сорбция является наиболее
представительным.Большой вклад в тебрию и практику сорбционных взаимодействий внес¬
ли русские физикохимики. М. С. Цвет (избирательная адсорбция), А. А. Ти¬
тов (экспериментальные изотермы, теплота и скорость адсорбции газов),
А. В. Раковский (теоретическое описание адсорбционного гистерезиса),
Л. В. Гурвич (исследование адсорбционного объема и теплот смачивания),
Н. Д. Зелинский (методика активации угля, изобретение противогаза),
Н. А. Шилов (теория адсорбционного процесса) и советские ученые М. М. Ду¬
бинин, А. А. Жуховицкий, Б. В. Ильин, Б. П. Беринг, А. В. Киселев,
И. Е. Неймарк, С. П. Жданов, Т. Г. Плаченов, Л. В. Радушкевич, П. А. Ре¬
биндер, В. В. Серпинский, Н. В. Чураев, Б. В. Дерягин, А. И. Русанов,
Ю. А. Эльтеков и ряд других исследователей. Ряд основополагающих работ
в этой области выполнили К. Шееле, X. Кайзер, П. Поляни, Я. X. Де Бур,
И. Ленгмюр, С. Брунауэр, Д. Йетс, П. Эммет, Е. Теллер, Л. Деминг и др.При описании процесса сорбции твердое вещество, на всей
поверхности и в объеме микропор которого концентрируются
молекулы адсорбированного вещества, называют адсорбентом.
Адсорбируемое вещество в жидкой или газовой фазе — адсорб-
тив, после его концентрации на поверхности твердого тела —
адсорбат. Молекулы воды сорбируются внутренней поверхностью
материала в результате аддитивного воздействия химических
и физических сил притяжения и отталкивания [68, с. 15], обра¬
зующих силовое поле у поверхности адсорбента для молекул
адсорбата.В зависимости от механизма адсорбционного взаимодействия
различают физическую адсорбцию, обусловленную силами моле¬
кулярного (вандерваальсового) взаимодействия (дисперсионные
и электростатические силы, водородная связь) и химическую
адсорбцию; вызываемую химическими силами.Молекулу газа или пара до конденсации на поверхности
твердого тела обладают тремя степенями свободы. При сближе¬
нии свободных молекул адсорбтива с атомами или молекулами
адсорбента движение флуктуирующих диполей (квадруполей)
ттриобретает направленный характер и возникает лритя>кение
Между ними [123]. В процессе адсорбции молекул воды строи¬
тельными материалами проявляется специфическое взаимодейст¬
вие, усиливаемое водородной связью между молекулами адсор¬
бента и адсорбата.	.	'		Таблица 13Экспериментальные критерии отличия
физической и химической адсорбции'■ Адсорбция — самопро¬
извольный процесс, ха¬
рактеризующийся умень¬
шением свободной энергии
Гиббса (AG). Переход мо¬
лекулы в адсорбированное
состояние связан с поте¬
рей одной вращательной
степени свободы: ,АН = AG + T-AS. (57)Убывающие при этом эн¬
тропия AS и энтальпия
АН системы свидетельст¬
вуют об экзотермии про¬
цесса [123, с. 28]. Поэто¬
му физическая адсорб¬
ция в аспекте квантовой
механики характеризует¬
ся потерей трехмерной
вращательной степени
свободы и заменой ее на
либрационные или за¬
торможенные вращатель¬
ные степени свободы
[145, с. 24] с сохране¬
нием индивидуальных
свойств адсорбтива и ад¬
сорбента.Хемосорбция рассмат¬
ривается как химический
процесс, протекающий на
поверхности раздела фаз
вследствие химической
(валентной) связи, воз¬
никающей при перерас¬
пределении электронов
взаимодействующих мо¬
лекул с образованием но¬
вого поверхностного хи¬
мического соединения [68, с. 284]. Поскольку между хемосорб¬
цией и физической адсорбцией нет резкой границы, Для их рас¬
познания применяют ряд экспериментальных критериев (табл. 1й)
[124, с. 93].Критерий .ХимическаяадсорбцияФизическая ад-
.сорбция. ,Теплота4-Ю4 63.10*Дж/моль ■Менее 4 -104
Дж/мольСкоростьОграничен¬
ная, возрас¬
тающая с по¬
вышением
температурыСнижается" ' ‘с
повышением
температуры 'ТемператураБолее 500° СДо 100° СНеобходимое
давление для
образова¬
ния моно¬
слоя0,01О0
сл1оТолщинаслояадсорбентаОдин моно
слойМоно* и полимо-
лекуляриьге > -
слои, влага ка¬
пиллярной кон¬
денсации-Подвижность
молекул ад¬
сорбента "Локализо¬ваннаяЛокализация
исчезает с повы¬
шением темпе-
paiypbr гИК-спекгрИзменяется
в результате
новообразо¬
ванийИзменяется-ана¬
логично наблк?*
даемому при его
переходе от па¬
ров к 'жидкости
или твердой
фазе . . ■ :
Для рассмотрения основных теоретических положений сорб¬
ции водяных паров строительными материалами проанализи¬
руем структурные характеристики ячеистого бетона.Структура ячеистого бетона образована крупными порами
(r> 10-1 см) в скелете материала, межпоровые перегородки
которого имеют поры и капилляры различного радиуса, соеди¬
няющие между собой крупные поры при диффузии пара и пе¬
реносе влаги. Все доступные для проникновения пара и влаги
пустоты в материале составляют его эффективное поровое
пространство, которое характеризуется следующими факто¬
рами.Пористость (объем эффективного порового пространства в
единице объема материала).П = [<yjVa)tVK\ • 100% (58), или П = [1 — (То/Ро)] • 100% (59),где Ум, Vo — объем образца и скелета материала; f0, Ро — объем¬
ная масса и истинная плотновть материала.Плотность: истинная ро — масса единицы объема скелета мате¬
риала определяется пикнометрическим способом (ГОСТ 12852—67),
кажущаяся do — отношение массы образца материала к его объему,
устанавливается методом гидростатического взвешивания 1140,
с. 22].Удельная поверхность: поверхность единицы эффективного
порового провтранвтваVn = W-vM-io-2),	(60)где 5П — поверхноеть эффективного порового пространства; по¬
верхность единицы объема материала5Уд. м = S„/Va;	(61);поверхность единицы массы материалаsm = • ро (1 - П • 10“*)],	(62)или SM = S„/(W|fo).	(63)Наиболее распространенная оценка удельной поверхности строи¬
тельных материалов — по поверхновти единицы его массы (м2/г).
Методы определения удельной поверхности капиллярно-порис¬
тых сред изложены в работах [295, с. 198; 68, с. 47; 123, с. 51].Дифференцированная пористость — количественная оценка
пор и капилляров в материале в зависимости от их радиуса
[102, 103]: макропоры — радиус больше 10~3 см; макрокапил¬
ляры — радиус от 10—8 до 10-5 см; микрокапилляры — радиус
менее 10_6 см [149, с. 221.Изотерма сорбции — графическая интерпретация зависи¬
мости равновесного влагосодержания адсорбированной мате¬
риалом влаги от относительной влажности воздуха при посто¬
янной температуре: и = /(<р)„ гаа, тв- тело 1263, с. 12].100
Теоретическое описание процесса образования слоя адсорбата толщиной
в одну молекулу (монослоя) предложено американским ученым И. Ленг-
мгором в 1916 г. Его теория мономолекулярной адсорбции постулирует
следующее: процесс сорбции начинается с хемосорбции молекул сорбата за
счет сил остаточной химической валентности; молекулы абсорбтива конден¬
сируются в местах локализации максимальной поверхностной энергии адсор¬
бента, где возможна посадка только единичной молекулы сорбата в течение
определенного промежутка времени; по его окончании молекула отрывается
от своей посадочной площадки, а активный центр может адсорбировать
другую молекулу (ее взаимодействием с остальными молекулами адсорбата
можно пренебречь).Исходя из кинетической теории газов [71, с. 300; 197, с. 26],
запишем, что в единицу времени о единичную поверхность
адсорбента ударяется количество молекулI* = Р/(2* • ти ■ КТ)'*,	(64)где Р — давление; тм — масса молекулы; К — постоянная Больц¬
мана; Т — температура, К.Часть ударяющихся молекул упруго отскакивает от поверх¬
ности, а остальные конденсируются на свободных активных
центрах площадью (1 — 0i). Этот процесс определяет скорость
адсорбцииКа = «о (1 —0,) р.-	(65)Здесь а0 — коэффициент конденсации.Адсорбированная молекула, обладающая достаточной энер¬
гией, через определенный промежуток времени отрывается от
Поверхности адсорбента (десорбируется). Количество десорбирую*
щихея молекул в единицы поверхности адсорбента= &0ехр (— qJKT),	(66)где </„ — теплота адсорбции одной молекулы; ko — энтропийный
коэффициент.Следовательно, скорость десорбцииКд = *|м9ь	(67)При термодинамическом равновесии системы V» = Уд площадь
монослоя имеет вид01 = (ао ■ р. • УЫХ)! (1 + а0 • 1* • 13м')•	(68)Степень заполнения поверхности адсорбента молекулами адсор¬
бата выражается отношением адсорбционной способности при
равновесном давлении р к адсорбционной способности на уровне
емкости монослоя а„:bm = а0 exp [qM (KT)~l]/ko (2те • mM . КТ)‘/2.	(69)Уравнение изотермы сорбции Ленгмюра позволяет определить
количество адсорбата в зависимости от ат, Ьт, ра = ат • bm . р/( I +Ьт . р)	(70)101
и удельную поверхность адсорбента;	. . *^уд — йщМ аЧ'т> :где УУа — число Лвогадро, 6- 1023 моль-1;Ощадка молекулы адсорбата, А2. Величина шт зависит от типа адсор-' '	'	'	- ' ■	- ' ’абента и составляет для азота на всех твердых телах 16,2 А2,воды (при 25° С) 10,5 А2 [123, с. 49].	.Уравнение Ленгмюра справедливо в области мономолекуляр-
нрй адсорбции (сорбция газов крупнопористыми адсорбентами
При надкритической температуре) на прямолинейном участке
изотермы сорбции, если ср < 0,2.Увеличение толщины слоя адсорбированных молекул адсорбтива до двух
а более слоев молекул характеризует полимолекулярную адсорбцию, теоре¬
тические положения которой в 1914 г. впервые разработал венгерский уче¬
ный М; Поляни, описавший сорбционное равновесие исходя из энергетиче¬
ского уровня молекул сорбата при полимолекулярной адсорбции., В соответствии с основными теоретическими положениями И. Ленгмюра
и М. Поляни в 1938 г. С. Брунауэр, П. Эммет и Е. Теллер создали теорию
(БЭТ) полимолекулярной адсорбции, утверждая, что на поверхности адсор¬
бента имеется ряд активных центров адсорбции (т. е. адсорбция локали¬
зована), обусловливающих наличие монослоя, на котором адсорбируется
второй, третий и т. д. слой молекул, не взаимодействующих со смежными
слоями. Аналитическое описание теории БЭТ приведено в работах [68,
с. 48; 40]. Поэтому запишем уравнение БЭ'Г в конечном видегде С:-—постоянная БЭТ, справедливом для изотермы II типа (по класси¬
фикации БЭТ [68, с. 16]) при относительном давлении от 0,05 до 0,3.При описании гигроскопического влажностного состояния
строительных материалов, значительно отличающихся по своим
физико-механическим и структурным характеристикам, уравне¬
ния сорбции И. Ленгмюра, М. Поляни и БЭТ нашли ограни¬
ченное применение. Это объясняется тем, что постулирование
отсутствия взаимодействия между молекулами в монослое и
слоями; молекул при полимолекулярной адсорбции не имеет
места в реальных процессах адсорбционных взаимодействий.При относительных давлениях 0,2—0,5 полимолекулярная
адсорбция прекращается и начинается процесс капиллярной
конденсации в микрокапиллярах материала, продолжающийся
до достижения максимального гигроскопического влагосодер-
жания (т. е. при<р-*1). Начало данного процесса зависит от
типа адсорбтива (для воды и бензола при / = 20° С соответ¬
ственно ф = 0,4, pjpa = 0,2) и обусловлено образованием в
^икрокапиллярах вогнутых менисков, давление пара над кото¬
рыми меньше, чем над плоской поверхностью. Процесс капил¬
лярной конденсации описывается термодинамическим уравне¬
нием Кельвина [301]In (р = — 0,5 (о . vlru • RT),(73)102
где гм —радиус мениска жидкости; ода, о — поверхностное натя¬
жение и мольный объем влаги. Тогда количество адсорбата
будет определяться уже не удельной поверхностью, эффективного
порового пространства в материале, а объемом его микрока¬
пилляров, способных объемно заполняться гигроскопической
влагой [149, с. 51].Теория объемного заполнения микрокапилляров [28; 123,
с. 61] исходит из «потенциальной теории адсорбции» М. Поля-
ни, базируется на термодинамических закономерностях, опи¬
сывающих энтальпию, энтропию и энергию Гиббса системы;
сорбат — сорбент, и позволяет запи¬
сать уравнение капиллярной конден¬
сации в форме	'а = аЦехр [—[(А/£а)'1 + а (Г — Г0)]},!	, (74)где ао —максимальное гигроскопическое
влагосодержание материала при темпе¬
ратуре То (предельная величина адсорб¬
ции); А — максимальная мольная ра¬
бота адсорбции; а — эксперименталь¬
ный термический коэффициент пре¬
дельной адсорбции; Еа —характеристи¬
ческая энергия адсорбнии.Адсорбционный процесс во всем
диапазоне изменения относительного
давления описывается изотермой
(рис. 28) с характерной петлей гисте¬
резиса сорбции. Исследователи объяс¬
няли явление адсорбционного гистере¬
зиса кинетикой адсорбционного рав¬
новесия [149]; неполным смачиванием
стенок капилляров при сорбции [337];
наличием открытых капилляров переменного сечения , (бутылко¬
образные, сфероидальные и т. п.) [321]; различием формы ме¬
нисков при адсорбции и десорбции, [304, 123, с. 55]. В настоящее
время [149, с. 46] нет теории сорбционного гистерезиса, пол¬
ностью подтвержденной экспериментом. Наиболее удовлетвори¬
тельное совпадение теоретических и экспериментальных данных
имеет гипотеза JI. Коэна и М. Коэлинга [304] о том, что форма
мениска и равновесное давление пара над ним при объемуом за¬
полнении и десорбции различны.Рассмотренные уравнения изотермы сорбции на моно- и полимолеку-
лярной стадии и в процессе капиллярной конденсации адсорбата не позво^
ляют описать и количественно оценить гигроскопическое влагосодержание
материала во всём диапазоне изменения относительного давления из-за
отсутствия необходимых исходных данных о физико-химических .свойствах,
поверхности адсорбента и его структуре. А. В. Лыков отмечает несост.оя-,
тельность теоретических описаний процесса адсорбции в аспекте корректного1Рис. 28. Характерные изо¬
термы сорбции 1 и десорб¬
ции 2 влаги строительными
материалами: Wc — сорбци¬
онная влажность; А, Б—
моно- и полимолекулярные
адсорбции; В — микрокапил-
лярная конденсация влаги;
Г — гистерезисный участок.
аналитического решения адсорбционного взаимодействия в системе сорбат —
сорбент. Вследствие этого гигроскопическую влажность строительных мате¬
риалов рассчитывают с помощью эмпирических уравнений изотермы сорбции,
анализ которых и оценка их представительности при описании гигроскопи.
ческой влажности ячеистого бетона приведены ниже.§ 4. Уравнения сорбцииВ практических расчетах изотерм сорбции применяют
ряд эмпирических уравнений, позволяющих с удовлетворитель¬
ной точностью описать процесс в широком интервале относитель¬
ных давлений и темпера¬
тур. В 1909 г. X. Фрейнд¬
лих предложил линейную
форму эмпирической фор¬
мулы Кюстера для изо¬
термы сорбции [123, с. 75]lg №р = lg& + «lg?. (75)где Wр— равновесное сорб¬
ционное влагосодержание;
k, п — эмпирические коэф¬
фициенты. Эта формула —
частный случай общего
уравнения изотермы ад¬
сорбции теории объемного
заполнения микропор [80].
Л.-Х. Б. Цимерманис
[263] ввел теоретически
обоснованное уравнение
изотермы сорбции= IWV — ат (Т —— 273)] т *.«, (76)где do — структурная сорб¬
ционная активность мате¬
риала; k — коэффициент приращения сорбционной активности.Большой экспериментальный материал по исследованию изо¬
терм адсорбции различных строительных материалов позволил
Л.-Х. Б. Цимерманису составить таблицы эмпирических коэф¬
фициентов [263, с. 46]. В табл. 14 приведены значения коэф¬
фициентов уравнения (76) для ячеистых бетонов.А.	В. Лыков описывает изотерму сорбции эмпирическим
уравнением [149, с. 55]№р = a<fl{b — 9) при ? € 10,1 -5-0,91,	(77)где а, Ь—эмпирические коэффициенты, завиеящие от темпера»
туры среды и дифференцированной пористости материала.Таблица 14Значения коэффициентов уравнения
(76)МатериалТоС.мсьX30«*1CQаU
со
о .SaГазобетон3000,20918,510,55814000,21218,510,567»6000,21718,510,58■8000,22418,510,599»10000,22818,510,61Пенобетон8000,0690,663,6310,185конструктив¬ныйТо же9000,06950,643,8110,186» »10000,07050,623,8730,188Пенобетон3000,0910,7763,590,244термоизоля¬ционныйТо же4000,080,743,60,214» »5000,0740,7243,630,198» »6000,0720.73,7150,192» »7000,0690,683,3690,185104
A.	А. Роде [263] определяет гигроскопическую влагоемкость
почв зависимостями видаWP = A - ер0-6 (при <р € | 0-т-0,351); WP = A0 ++ В • <р (при <р 6 10,35 0,941).	(78)Здесь А, Ао, В— эмпирические коэффициенты, зависящие от
вида почв.	.Б. Хайнес [310] описывает уравнение изотермы сорбции семян
полиномомlg Ро = со + С\ • lg рн + с% ■ Wp ++ с3 • Wl + a • lg/?H • W, (при tр € 10,1 ч-0,91),	(79)где Со, с 1, с2) Сз, й — эмпирические коэффициенты.Г. А. Егоров и Я. Н. Куприц [83] предлагают уравнение
изотермы сорбции зернаWp = 24,8 [lg • 1/(1 — <р)]1/2.	(80)JI. М. Миниович [162], исследуя гигроскопическую влаж¬
ность различных материалов, описывает изотерму сорбции урав¬
нениемlgWf = A*<r + lg(B + CT) (при сре 10,1-5-0,91), (81)где А, В, С — эмпирические коэффициенты.Б. А. Поснов [263] оценивает количество гигроскопической
влаги в древесине уравнением1/И7р = HWM.r + B ■ lncp,	(82)где В — эмпирический коэффициент, зависящий от температуры.B.	Гаркинс и Г. Юра [309] предлагают уравнение сорбции
зерна .lgcp = B — AI{WP ■ 10-2),	(83)где А — коэффициент, зависящий от температуры; В — постоянная.А. У. Франчук [254] рассчитывает равновесное влагосодержа-
ние строительных материалов по эмпирическому уравнениюWp=(f + S)/P,	(84)где S, Р — сорбционные коэффициенты, зависящие от свойств
материала и температуры.C.	Гендерсон [311], исходя из термодинамики адсорбционных
взаимодействий Гиббса, предложил уравнение изотермы сорбции1_ср=е_Л'Ч	(85)где k, п — коэффициенты, зависящие от вида зерна.После преобразования уравнения (85) имеемWp = У(—1/&) • In (1— 9),	(86)105
сйлй о учетом температуры. Wp — |/ In (1 — ?)/(4,96 • 10-5 • Т). ,	(87)К. Дей и И. Нельсон [;311] определяют равновесное гигроскопи¬
ческое влагосодержание уравнением	. ,Т	lg[ln • 1/(1 —<р)] = lgfe—п • lg№p,	(88)1где k, п — коэффициенты уравнения (85).В работе [118] экспериментальные изотермы сорбции опи¬
саны уравнением вида , J	;;WP = 1/(a — b.sр), _	_ (89)где а, b — эмпирические коэффициенты для газобетона объемной
массой 650, кг/м3; при / = 20° С а = 1,876, b = 0,18.' Уравнение (89) Получено путем подбора на ЭВМ «Раздан»
предпочтительного вида эмпирической зависимости равновес¬
ного влагосодержания ячеистого бетона от относительной влаж¬
ности воздуха. Аналогичному анализу с определением значений
коэффициентов были подвергнуты все приведенные уравнения.
Точность аппроксимации экспериментальных изотерм ячеистого
бетона оценивается относительной погрешностьюГ.р = (1/л) 2 К К- wp)/wpJ • 100%-	(9°)Здесь Wpi, WPl — расчетные и экспериментальные значения равно¬
весного сорбционного влагосодержания ячеистого бетона; i = 1,
2, . , i( п — экспериментальные точки изотермы И7р = /(ср).Минимальные значения еШр из всех рассмотренных уравне¬
ний имеют зависимости (76), (83) и (89), соответственно рав¬
ные 47, 16 и 22%. Такая невысокая точность аппроксимации
экспериментальной изотермы сорбции ячеистого бетона эмпи¬
рического уравнениями объясняется неопределенностью объема
микропор. Видимо [118], эмпирическое уравнение сорбции
должно составляться с учетом дифференцированной микропо¬
ристости материала Пм.к определяющей его гигроскопическое
содержание::	■	W-W(?> Т, Пм.к).	(91):	. § 5. Капиллярное водопоглощениеПри соприкосновении ячеистого бетона с жидкостью он
увлажняется под действием капиллярных сил межмолекуляр-
ного взаимодействия, величина которых зависит от свойств
жидкости и материала, геометрии его порового пространства.
Для теоретического описания кинетики водопоглощения гете-
ророристыми средами применяют различные модельные схемыU06
[74, 267, 269]. Понятно, что представление капиллярно-порис¬
того пространства материала в виде какой-то регулярной
модельной структуры — идеализированный постулат, обуслов¬
ленный ограниченными возмржностями современного струк¬
турного анализа. В настоящее время получила признание мо¬
дель, предложенная Б. В. Дерягиным, М. А. Альтшулером и
Г. А. Аксельрудом [6, 7, 74], обусловливающая гетеропористую
структуру материала как систему единичных тупиковых капил¬
ляров различного радиуса (это справедливо и для сквозных
капилляров в среде, полностью погруженной в воду).Процесс водопоглощения разделяют на две стадии — капил¬
лярную и диффузионную. На капиллярной стадии глубина водо¬
поглощения зависит от капиллярного давления воды Рк, баро¬
метрического Рат и избыточного гидростатического Рг давлений,
определяется равновесием между суммой этих давлений и про¬
тиводавлением Ре защемленного в капилляре воздуха:	'Рк + Рат + Рг = Рв.	(92)Последующее увеличение глубины водопоглощения происхо¬
дит в результате взаимной диффузии защемленного воздуха и
воды — диффузионная стадия, на которой в ячеистом бетоне
примерно половина эффективного порового пространства за¬
полнена паровоздушной смесью (табл. 15) [263, с. 104].Таблица 15Содержание воды и пара во влагонасыщенном ячеистом бетонеОбъемнаямасса,кг/м3Объем, %МатериалПорис¬
тость. %поры от
Ю_2 до
10—® сммикропоры
от 10—2 до
10—5 смводазащемлен¬
ный водя¬
ной парГазосиликат6007715,222,330-4247—35Газозол о-
бетон100063172828-4535-18Скорость эквимолярной диффузии (имеют место абсорбция
жидкой фазой молекул защемленного газа и насыщение по¬
следнего водяными парами) зависит от пропиточного давленияРи = Рк + Рат + Рг,	(93)коэффициента диффузии D, константы Генри и определяется по
формулеdlldx = а • k-D ■ RT ■ (kDT)~1/2.	(94)Здесь а — доля капиллярного давления, равная 2a.cos 0/(r-Rат+
+ 2s-cosG); г—радиус капилляра, м; о — поверхностное натя¬
жение воды, Н/м; 0 — угол смачивания; D — коэффициент диф¬
фузии, м2 • с-1 (при диффузии в воде, равный 3,94-10п м2-с-1,-
Т == 293Q К); k — коцстанта Генри; R — универсальная газоваяТО 7:
постоянная, 8,32 . I03 Дж/град-кмоль; I, т — глубина (м) и время
(с) заполнения единичного тупикового капилляра.Время полного заполнения единичного тупикового капилляра
длиной 0,01 м на диффузионной стадиит = (1 — а2)/а . l0k/2RT . D,	(95)где /о — полная длина капилляра, м, составляет для капилля¬
ров радиусами 10-3 и 10-8 м, соответственно 2400 лет и 12,4
суток, что несоизмеримо больше продолжительности эксперимента.' На капиллярной стадии водопоглощения скорость заполне¬
ния капилляров радиусами 10~3 и 10~8 м равна соответственно
1,9 -10-8 и 2,8 - 102 с. Это определяет капиллярную стадию водо¬
поглощения материала как доминирующую в процессе насы¬
щения его влагой [242]. Защемленный в капилляре воздух
сжимается капиллярным давлением влаги, а степень его вла-
госодержания зависит от радиуса капилляра [263, с. 105].В работах [6, 74, 267] термодинамические параметры за¬
щемленного воздуха, обусловливающие конец капиллярной
стадии водопоглощения, описываются как для идеального газа
по уравнению Клапейрона — Менделеева. Однако реальное со*
стояние защемленного воздуха под действием только капилляр¬
ного давления Рк существенно отличается от идеального, что
вносит значительную ошибку в определение кинетики водопо¬
глощения [285]. Для обоснования корректности результатов
расчета [110] вычислим граничное давление Ргр, при котором
термодинамические параметры защемленного воздуха с доста¬
точной точностью можно описать уравнением Клапейрона —
МенделееваРУк. м = RT = 22,414 м3/кмоль.	(96)Его реальное состояние находим по уравнению Ван-дер-Ваальса(P + a/Vl)(VB-b)=RT,	(97)где Vk.m, Vb — объем одного моля защемленного воздуха, опре¬
деленный по уравнениям (96), (97); Р — давление защемленного
воздуха, Н/м2; а, b — постоянные Ван-дер-Ваальса.Приравнивая левые части уравнений (96) и (97), имеемPVK.M = (P + alVl)(VB-b).	(98)При состоянии защемленного воздуха как идеального газа в
изотермических условиях V = VB = Vk.m- Решая уравнение (98)
относительно Р, получаем зависимость граничного давления
РГр (Н/м2) от параметров воздуха, при котором еще справедливо
уравнение (96):Prp = [a(V — b)/bV2] • 10е.	(99)108
Если пропиточное давление влаги больше граничного давле*
ния, объем защемленного в капилляре воздуха нужно опреде*
лять по уравнению Ван-дер-ВаальсаV3 — (RT • Р~{ + Ь) • V2 + (а/Р) - V — а • ЫР — 0, (100)а при РпСРгр —по уравнению Клапейрона — Менделеева, как
более простому в решении и достаточно справедливому для
давлений меньших граничного. Ниже приведены значения гра¬
ничных давлений для компонентов паровоздушной смеси.Под действием пропиточного дав-
Н2 N2 02 Н20 Сухой Ления влаги воздух в капилляре	воал'— сжимается в зависимости от его041 1 6 19 80 1 65 радиуса (Г = 293 К, о = 72,75 х
’	’	* X 10-3 Н/м).ГазРгрХ
X 105Н/м2Радиус
капилля¬
ра, м10_3Ю-410-510-6О1-0О100О1(Ор х
ХПЮ5Н/м21,011,031,592,4715,56 146,5 1456,0Величина граничного давления в капилляре в зависимости от
его радиуса г изменяется от 3,13 • 105 до 2,09 • 105 Н/м2 соот¬
ветственно для г — 10_3 и 10-9 м. Сравнивая значения пропи*
точного и граничного давлений, приведенные выше, отмечаем,
что для представительного описания термодинамического со*
стояния защемленного в единичном тупиковом капилляре воз¬
духа его объем в макрокапиллярах можно определять как для
идеального газа в микрокапиллярах с учетом его реального
состояния. При наличии избыточного гидростатического давле¬
ния более 2 • 105 Н/м2 объем защемленного воздуха в капил¬
лярах всех радиусов следует вычислять с учетом его реального
состояния, а также относительной влажности воздуха в капил¬
ляре, зависящей от кривизны защемленного в нем мениска воды
[149, с. 21].В работе [71, с. 37] приведены значения постоянных Ван-
дер-Ваальса [99] только для сухого воздуха. Защемленный в
порах и капиллярах материала воздух влагонасыщен [263,
с. 103], что вызывает необходимость расчета значений постоян¬
ных Ван-дер-Ваальса для влажного воздуха по его псевдокри-
тическим параметрам, определяющимся методом Кэя [40,
с. 158]:7,пс.кР= 2*(Ткр. (101); Рпс.кр = 2*«Л<р< (102).<=i i= 1При этом исходим из того, что объемная доля кислорода и азо¬
та в сухом воздухе составляет 21 и 79% соответственно. Сопо¬
ставление расчетных псевдокритических и экспериментальных
критических параметров [40, с. 127] и оценка их расхождения109
относительными величинамй е*, ер (Ткр = 132,4 К; Ркр = 37,2 ат.ч;
'Рпс.кр = 132,4 К; Рпс.кр = 37,25 атм; ет — 0,04%:; Sp = 0,13%)
указывают на достаточно высокую точность аппроксимаций
уравнениями (101), (102) рассматриваемой зависимости. Это по¬
зволяет принять Тпс.кр= Ткр, Рпс.кр= Ркр с точностью не хуже 0,1 %.Критические параметры влажного воздуха рассчитаны в
работе [197, с. 226—234]. При этом определены состав паро¬
воздушной смеси и парциальное давление ее компонентов в
зависимости от относительной влажности воздуха и темпера¬
туры. По стандартной программе машинного счета для ЭВМ
«Минск-32» аппроксимированы зависимости критических тем¬
пературы Гкр и давления Ркр паровоздушной смеси от ее отно'
снтельной влажности <р уравнениями видаТКр<р = С\ Сг<р + с3<р2 (ЮЗ); Ркр1р = /1 + /2? + /з?3 (104)с точностью аппроксимации Д = 0,003 (ci = 132,121; Сг = 119,032;
Сз = _ 0,071; /, = 37,337; /2 = 42,314; /3 = — 0,055).Мольный критический объем VK компонентов паровоздушной сме¬
си определяем по формулам Ван-дер-Ваальса. Для этого необ¬
ходимо найти значения постоянных в уравнении (97). В соответ¬
ствии с теорией соответственных состояний при обобщении
уравнений реального состояния газа рассматривают критическое
состояние вещества, при котором точка перегиба на критической
изотерме Р- и 1/-диаграмм характеризуется производными от
давления по объему'	[(dP/dV)m)mKp; UK - 0; [(d2PldV2)m]mKp)Тогда для уравнения Ван-дер-Ваальса вида.	Р = RTI(V — b) — a/V2получаемЩ	2“ о-(?«-ЬУ ?к ’'д2Р\ = 2RTKp _ 6а(VK-bf V* ■Умножая уравнение (107) на 3/Ук и слагая (107) и 008), опре¬
деляем VK = 3b. Подставляя в формулу (105) b = VJ2>, имеема = Т • VkI а = 3 • Ркр • VIили критические параметры (по формулам Ван-дер-Ваальса)Ткр = 8a/9RVK (109); />кр = а/3?к (110); VK = 3b (111).Критерий Юнга I (по Планку, критерий Ван-дер-Ваальса
\Va) в уравнении Ван-дер-Ваальса {RTKJ)/PKi, V,;) равен 2,67.НО;5К= 0. (105)
(106)(107)(108)
В силу того что для большинства веществ его значение боль¬
ше 3,3—5,5, расчет термодинамических параметров реального
газа или парогазовой смеси по уравнению (Ю6) неточен. Так,
имеет место низкая универсальность вычисления постоянных
Ван-дер-Ваальса, т. е. несопоставимость их значений, вычис¬
ленных в функции различных критических параметров. Это
положение наглядно иллюстрируется йа примере аддитивного
определения термодинамических ' параметров паровоздушной
смеси, защемленной в капиллярах различных радиусов на ста¬
дии капиллярной пропитки строительных материалов. Обозна¬
чим значения постоянных, вычисленные в функции эксперимен¬
тальной критической температуры, и давления, как экспери¬
ментальные и согласно уравнению (106) запишема3 (Ткр, РКр) = 0,4217 (Ткр • R2)/PKp, 1	(112)b3 (Ткр, РКр) = (R • ГКр)/8/>кр;	(ИЗ)
а(РкР, VK) = 3 • Ркр-Ук (И4); а(Ткр, Ук) = 1,125.Я-Гкр.уи (115);b(VK)=Vj3.	(116)По значениям критических температуры и давления в соответ¬
ствии с формулами (112), (113) вычисляем постоянные Ван-дер-
Ваальса (табл. 16).Таблица 16Значения постоянных Ван-дер-Ваальса для компонентов паро¬
воздушной смеси, определенные в функции критических пара¬
метров, и относительная погрешность их вычисления по сравне¬
нию с экспериментальными значениямиГазаэксп(112). ^эксп
(ИЗ)а(114)*а% ‘а(115)еа%Ь(116)Ч%N,■ 1,390,0390,81641,31,04924,50,0322,2о21,360,0320,82539,31,06220,02518,3Н205,4640,032,0961,73,38238,10,01938,1Значительное расхождение значений постоянных еа 6 124,5 -f-
61,7% | и е* е | 18,3ч—38,1% | свидетельствует о низкой универ¬
сальности рассмотренных формул.	,Оценивая точность определения критических параметров по
табличным значениям постоянных.,Ван-дер-Ваальса согласно
формулам (109) — (111) (табл. 17), отмечаем, что наибольшая
ошибка наблюдается при вычислении мольного критического
объема в функции постоянной Ь. \Полагая, что критический мольный объем компонентов паровоз¬
душной смеси, вычисленный по формуле ~(Н6), превышает его'
экспериментальное значение на Ук&(где k = Ркр-VJR • Ткр—
фактор сжимаемости), запишем	’VK	• д= (vi ? />*р)/7?гкр.-п з,ь. - : (П7)
Таблица 17Относительная ошибка в определении критических параметров ком¬
понентов воздуха по постоянным Ван-дер-ВаальсаГаз^кр.экспКТцр(а,Ь)Кет(¥)р“кр.экспН/м*ркр (в, Ь)
Н/м** . ^
Ркруг к.экеп
мольТк(*>(116)'»к%n2126,1128,31,733,533,60,40,090,11730,3оа154,4152,90,149,749,700,0740,09528,3нао647,3647,20218,4217,70,30,0570,09161,6Из формулы (113) имеемРк1/86.(118)72кр IRT крПодставляя (118) в уравнение (117), получаем выражение V'k +
+ 8-й-Ук — 24 • b — 0, решая которое относительно VK, оп¬
ределяем действительное значение
корня для мольного критического
объемаVK = 2,325 • b. (119)При этом критерий Юнга в уравне¬
нии Ван-дер-Ваальса возрастает от
2,67 до 3,44, что свидетельствует об
увеличении точности вычисления
критических параметров. Сказанное
подтверждается сравнительным
анализом значений VK, рассчитан¬
ных по формулам (96), (119)
(табл. 17, 18). А если это так, то
следует ожидать повышения универ¬
' ~ Запишем их с учетомТаблица 18
Критический мольный
объем компонентов воз
духа, вычисленный по
формуле (119), и относи¬
тельная погрешность его
определенияГазуг к.экеп*к(»)eV %г кJN,0,090,0910,93,42о,0,0740,0740,53,42н200,0570,07125,24,31сальности формул (112) — (116)
предложенной поправки:а (Ркр> Vk) =■ 5 • Р,крV2-У к.F„) = l,45.JR.7’Kp.VK (121); Ъ (VK)а (Гкр,и определим значения
постоянных а, Ь (табл.
19).Зависимости я(<р).
b (ср) аппроксимируются
уравнениями вида(120)Ук/2,325 (122);Таблица 19
Значения постоянных Ван-дер-Ваальса
для компонентов паровоздушной смеси
в функции критических параметровcl —• 1,328 -(- 0,898 • <р -f-
+ 0,023 • ср2 при
Яа = 0,38 . 10-5;Ъ =* 0,005 • e-i>494 ? о,031 при R,112Ви ^U CNJ<з ^а (120)•чвОа (121)-Ос —А ~•в WЬ (122)-оN,1,391,362,21,3542,60,03910,03881о,1,361,3751,11,3680,60,03180,0320,6HsO5,4643,48736,24,36520,10,03050,024310,1; 0,63 • 10-э. (123)
Поскольку постоянные а, b изменяются в зависимости от отно¬
сительной влажности воздуха соответственно на 69,2 и 10,9%,
в расчет термодинамических параметров защемленного в капил¬
ляре воздуха следует вводить соответствующие радиусу капил¬
ляра значения постоянных. В этой связи по формуле (99) с
учетом а(ср), Ь( ср) корректируются значения граничного
давления.Анализируя данные о пропиточном и граничном давлениях
в капиллярах материала, отмечаем, что кинетику водопоглощениях
по уравнению Клапейрона—Менделеева с достаточной точностью
можно определять при Р„ < Ргр = 3,14 • 105 Н/м2. В противном
случае следует исходить из уравнения Ван-дер-Ваальса с учетом
относительной влажности защемленного воздуха.Для нахождения погрешности, возникающей при расчете
свойств пара по уравнению Клапейрона — Менделеева (96) и
Ван-дер-Ваальса	■V*—{n.b — n- RT1P) • V2 + (п2а/Р) • V — n3ab/P = 0, (124)
где п — количество молей газа, вычислены объемы защемлен¬
ного в капиллярах воздуха (FK.M — по (96), VB — по (124)) и оп*
ределена их разность ДУ = Vb — VKM, оцениваемая относитель¬
ной величинойеДо = (ДШ,.м) • Ю0%,	(125)в зависимости от радиуса капилляра и температуры в системе
Материал — ВОДа Тест-Итак, результаты расчета показывают, что ошибка в определении объема
защемленного воздуха по уравнению (96) возрастает с уменьшением радиуса
капилляра и температуры в системе материал — вода; разность расчетных
объемов ДУ снижается с повышением температуры Тсест, вследствие умень¬
шения поверхностного натяжения воды, которое не учитывается в уравнении
Клапейрона — Менделеева; наилучшую сходимость значений объемов защем¬
ленного в капиллярах различных радиусов воздуха имеют капилляры радиу¬
сами 1СМ и 10-5 м, так как влияние пропиточного давления и поверхностного
натяжения воды максимально компенсируют друг друга.
IVЗависимость физико-глава механических характеристик
ячеистого бетона от его
влажностного состояния§ 1. Объемная масса, пористость и
структураФизико-механические характеристики ячеистого бе¬
тона рассматривают на двух стадиях его влагосодержания:
сорбционной — неизбежной в любых эксплуатационных усло¬
виях, в которых она реализуется как равновесная влажность,
обусловленная влажностным режимом эксплуатации огражде¬
ния и сорбционным потенциалом материала; сверхсорбцион-
ной — возникающей при термоконденсационном и капельно¬
жидком увлажнениях материала в ограждении и предопреде¬
ленной влажностным режимом его эксплуатации, а также
капиллярным потенциалом материала.Объемная масса ячеистого бетона определяется плотностью
скелета, количеством пор, образовавшихся в результате дейст¬
вия порообразователя (пены или газа), водотвердым отноше¬
нием ячеистобетонной смеси и характеризует основные физико¬
механические свойства материала. В зависимости от объемной
массы в сухом состоянии и конструктивных признаков разли¬
чают теплоизоляционные ( у0 = 300—5—400 кг/м3), конструктивно¬
теплоизоляционные ( jo = 500 -=-900 кг/м3) и конструктивные
(^о = Ю00 —i—1200 •, кг/м3) ячеистые бетоны. В соответствии с
кубиковой прочностью при заданной объемной массе и ее допу¬
стимой девиацией в ограждении их делят на следующие клас¬
сы: А — автоклавного твердения; Б — безавтоклавного тверде¬
ния или изготовленные по недостаточно освоенной технологии
автоклавного твердения.Эксплуатационные свойства ячеистого бетона в значительной
степени зависят от структурных характеристик материала (ин¬
тегральной и дифференцированной пористости) и особенностей
геометрии порового пространства. Плотность компонентов яче¬
истого бетона и технология его изготовления определяют истин¬
ную пористость материала Пяс (табл. 20), характеризующую
полный объем закрытых и открытых пор в единице объема
материала:/7ис (1 — Тс/Туд) 100%,	(126)где fc, Туд — объемная масса сухого материала и его плот¬
ность, кг/м3.114
. Кажущаяся пористость ячеистого бетона характеризует объем
открытых для диффузии водяного пара и массопереноса жидкой
влаги пор в единице объема материала и выражается его объем¬
ным влагосодержанием при водонасыщении:nK=[(GB-Gc)/V) 100%.	(127)Здесь Gc, GB— массы сухого и влагонасыщенного образцов ма-Таблица 20
Истинная пористость ячеистого бетонаоб-Ячеистыйбетонтериала; V — объем
разца, см3.Величина кажущейся
пористости зависит от
способа водонасыщения
образца ячеистого бетона
(насыщение под вакуу¬
мом, кипячение в воде и
т. д.) и для конкретного
ячеистого бетона всегда
меньше истинной.Интегральная пори¬
стость ячеистого бетона
образуется за счет воды
затворения (микропори¬
стость, реакция алюми¬
ниевой пудры и пенообра¬
зователя, макропори¬
стость) и рассчитывается
но формулеЯ = [(ef — fP)/d] 100% ++ [(Тр + То)/<*1 100%, (128)где d — плотность скелета
материала, г/см3 (2, 5);Тр — объемная масса рас¬
твора, г/см3 (1,5—1,75).Так, в ячеистом бетоне объемной массой 700 кг/м3 интеграль¬
ная пористость равна 68—70%, причем микропоры составляют
20—28, а макропоры — 37—45% [173].Микропористость ячеистого бетона определяет его сорбционную
влагоемкость и деформативность, а также влияет на ряд дру¬
гих свойств.Разность между истинной и кажущейся пористостями обус*
ловливает замкнутую пористость ячеистого бетонаЯ3 = ЯИС —Як.	(129)Критерий качества эффективного порового пространства ячеистого
бетонаКварцевый
песок 7уд == 2500 кг/м3
Кварцевый
песок чуд =
= 2700 кг/м3
Зола 7
= 2000 кг/м3
Цемент и
кварцевый
песок -гуд =
= 2650 кг/м3
Известь и
кварцевый
песок чуд =
= 2350 кг/м3
Спонголито-
вый песок
т уд = 2300
кг/м3Кварцевый
песок туд =
= 2500 кг/м3Объемная масса, кг/м30»2 *3 00400500600ООN-СООО1100(" к888480767264561378985827874675913785807570655545137898581777466591378785797470625313774706119188837975716354215Кп — Яис/Лк.(130)115
Его увеличение свидетельствует об улучшении ряда эксплуата¬
ционных качеств материала, теплопроводности, морозостойко¬
сти, водостойкости и т. д. Для ячеистого бетона Кп = l-s-2.Структура ячеистого бетона состоит из системы макропор,межпоровые перегородки
которых образуют скелет
материала, содержащий
микропоры и микрока¬
пилляры. В свою очередь
структура материала за¬
висит от количественного
распределения пор и ка¬
пилляров по размерам
[156, 191, 216], однород¬
ности (ГОСТ 12852—67)
и показателям макропо¬
ристой структуры [243].Макропоры в ячеи¬
стом бетоне имеют в сече¬
нии круглое или эллиптическое очертание неправильной формы,
а различие их размеров характеризуется коэффициентом вариа¬
ции (табл. 21) [137, с. 51]cd0 = od/dc р,	(131)где od — средние квадратические отклонения размеров макропор;
dCp — средние диаметры макропор.С увеличением диаметра пор и коэффициента вариации проч¬
ность ячеистого бетона снижает¬
ся [156]. Поэтому желательно
обеспечить такую макрострукту¬
ру ячеистого бетона, которая ха¬
рактеризовалась бы одинаковы¬
ми размерами макропор
(То > 700 кг/м3) или двумо¬
дальным распределением пор по
размерам (у0< 700 кг/м3), т. е.
минимальными значениями коэф¬
фициента вариации [326].Дифференцированная пори¬
стость ячеистого бетона выража¬
ется кривыми распределения пор
по размерам (рис. 29) [216]. Ее
анализ, проведенный в работах
[303, 326, 327], показывает, что
ультрамикропоры размером 5— 10~9 м и трубки диаметром
менее 1 мк.Геометрия порового пространства ячеистого бетона весьма
разнообразна, имеют место поры различного неправильногоРис. 29. Распределение макропор
по радиусам в газобетоне объемной
массой 550 кг/м3: Ап — приращение
количества пор; Дг — дискретность
измерения их радиуса.в ячеистом бетоне имеютсяТаблица 21Размеры макропор ячеистого бетонаМатериалГокг/м3Rкгс/см*^срмм°d4Пенобетон47539,20,3640,2460,7»10401070,1880,1410,75Пеносиликат49037,60,2750,1330,66Газобетон81583,40,6070,4680,77»1000184,10,4350,2940,55Газосиликат40022,30,7360,4370,6»90050,80,5560,4930,88»1085180,70,3260,1560,48»1185105,80,5030,2670,55116
очертания с резко различающимися толщинами межпоровых
перегородок. Поэтому модельное описание структуры ячеистого
бетона не позволяет корректно обосновать зависимость ряда
его физико-механических свойств от структурных характери*
стик материала, изготовленного по различным технологическим
схемам.§ 2. ПрочностьНормативные методы испытания ячеистого бетона
предусматривают определение предела прочности (контрольная
характеристика) и призменной прочности при сжатии, а также
прочности при растяжении (ГОСТ 12852—67). Образцы мате¬
риала испытывают на сжатие в положении, соответствующем
его работе в конструкции. Это обусловлено различием проч¬
ностных показателей ячеистого бетона при сжатии его образца
нагрузкой, направленной параллельно или перпендикулярно к
заливке. В последнем случае прочность бетона примерно на
25% выше его прочности при испытании нагрузкой, направлен-*
ной параллельно заливке [137, с. 67].Отпускную прочность ячеистого бетона определяют по конт¬
рольной характеристике с учетом водостойкости материала,
которая характеризуется коэффициентом размягченияс	(132)где Rc, Rw — прочность образца ячеистого бетона в сухом и влаж¬
ном состояниях, кгс/см2. Значения KR оговорены в ГОСТ12852-67 (см. ниже).Проектная марка ячеи¬
стого бетона R зависит от
временного сопротивле¬
ния сжатию кубического
образца материала с реб-	'ром 200 мм при влажности 8 и 15% по массе соответственно
для бетонов, изготовленных на кварцевом песке и золе. Проект
ную марку бетона определяют по контрольной характеристике
Rem с учетом переходного коэффициента kn:R = Rcnkn- (133)Он учитывает влияние на проч¬
ность при сжатии масштабного
фактора кубических образцов
ячеистого бетона на результа¬
ты ее измерения [144, 314].
Зависимость прочности на сжатие от объемного веса ячеистого
бетона определяется его составом и технологическими особен¬
ностями изготовления. Ниже [137, с. 69] приведены контроль¬Влажность,
% по масседо 8 до 10 до 12 до 15—250,85 0,82 0,780,75Размер ребра
куба, см5 710 1520Коэффициентперехода0,8 0,91 1,11,2117
- Ясж кгс/см225355075100 150200R кгс/см21525355075 100150Объемнаямасса,кг/м8А500 6007009001000 11001200Б60070080010001100 1200■ —ные характеристики прочности для различных объемных масс
ячеистого бетона отечественного изготовления.ГОСТ 12852-67 регла¬
ментировано измере¬
ние призменной проч¬
ности ячеистых бетог
нов путем сжатия
призм размером 15 X
X 15 X 60 или 20 X
X 20 X 80 см при
влажности образца
материала8—15% по массе. Зависимость нормативной призменной
прочности Рпр(кгс/см2) от кубиковой проектной марки ячеистого
бетона R описывается выражением [137, с. 72]Я5р = 0,95Я — 0,5 ■ КГ3/?2.	(134)Прочность ячеистого бетона при растяжении рассчитывают на
образцах-цилиндрах диаметром и высотой 100 мм и образцах-
кубах с длиной ребра 100 мм, высушенных до постоянного веса
"по методике, оговоренной в ГОСТ 12852—67. Нормативное
сопротивление осевому растяжению ячеистого бетона хорошо
коррелируется с проектной маркой бетона [137, с. 75]:(135)ЯБ = 0,15Я — 0,5 • 10-3R2илиRl = 0,63 R3/2сж'(136)Rc ж25 3550751001502002 3,44,66,28,41011,2Ниже приведены значения нормативного сопротивления ячеис¬
того бетона осевому растяже¬
нию.Эксплуатационная проч¬
ность материала, реализуемая
в ограждающей конструкции
при эксплуатации, определяет¬
ся интенсивностью взаимодействия ее поверхности с окружаю¬
щей средой, которое начинается с адсорбции ее элементов моле¬
кул или ионов поверхностью материала [153, с. 74]. Адсорбцион¬
ный механизм влияния среды на физико-механические свойства
материала предшествует другим видам воздействия. Величина
адсорбционного эффекта (эффект Ребиндера) обусловливает
степень снижения прочности материала при длительном нагру¬
жении и периодических нагрузках [200, с. 40], характерных для
эксплуатационных условий строительных конструкций. Меха¬
низм потери прочности материала при адсорбционном влаго-
насыщении состоит в том, что в микротрещинах или конических
микрокапиллярах адсорбируется тончайшая пленка влаги,
обладающая значительным избытком свободной энергии. Она
стремится к уменьшению свободной энергии и утолщается, про’
изводя дополнительное капиллярное давление на стенки микро-
'трещин. Это «расклинивающее давление», по Б. В. Дерягину,
выражается разностью химических потенциалов влаги в гранич¬
ном и свободном объемах, отнесенной к ее мольному объему
[149, с. 32]:'	PP-(^-v-c)iV,	(137)и достигает наибольших значений в узких концах микротрещин,
где толщина адсорбционной пленки минимальна.Таким образом, при адсорбционном увлажнении бетона
вначале наблюдается эффект Ребиндера, обусловливающий
резкое снижение прочности материала, которое усугубляется
расклинивающим действием влаги полимолекулярных слоев.На начальной стадии сорбции (W < 3% по массе) силы ка¬
пиллярного обжатия в образце незначительны и эффект адсорб¬
ционного уменьшения прочности проявляется в максимальной
мере [51, с. 38]. С началом капиллярной конденсации сорбцион¬
ной влаги увеличивается количество микрокапилляров, вовле¬
ченных в процесс капиллярного обждтия. При этом упрочняю¬
щим эффектом капиллярных сил в образце материала компен¬
сируется адсорбционный эффект снижения прочности и в неко¬
торых случаях, превышая последний, наблюдается регистрация
повышения прочности. Дальнейшее заполнение материала ка¬
пиллярной влагой уменьшает силы капиллярного обжатия, и
адсорбционный эффект, лишенный их компенсирующего дейст¬
вия, проявляется снова. При полном водонасыщении образца
материала капиллярные силы обжатия равны нулю, чем объяс¬
няется снижение его прочности на сверхсорбционной стадии
влагосодержания, когда действие адсорбционного эффекта до¬
стигает своего максимума в результате уменьшения сил капил¬
лярного обжатия до нуля. С увеличением полярности жидкости
•возрастает адсорбционный эффект снижения прочности [190].
Так, при насыщении образца бетона керосином, водой и
0,5% -ным водным раствором Са.С12 прочность уменьшилась
•соответственно на 10, 40 и 50%.В работах [20, 323] отмечается, что прочность гетеропорис-
тых материалов снижается в основном при мономолекулярной
адсорбции с дальнейшим экспоненциальным уменьшением
вследствие расклинивающего действия влаги в процессе много¬
слойной адсорбции. А. В. Михайлов [165], Э. Пурине [320],
Г. Хетше [312] установили, что на сорбционной стадии влаго¬
содержания ячеистые и тяжелые бетоны теряют от 30 до 80%
своей прочности в сухом состоянии. Л. С. Болквадзе [36], ис¬
следуя потерю прочности газосиликата. при увлажнении, опре¬
делил, что коэффициент размягчения возрастает с увеличением
объемной массы. Н. Ф. Брянцева [41] показала, что ячеистые
бетоны на сорбционной стадии- влагосодержания теряют до
50% своей прочности. Б. А. Новиков и Г. П. Масленникова [177]119
указывают (рис. 30, а), что ячеистый бетон на сорбционной
стадии влагосодержания 10—12% по массе теряет 88% проч¬
ности от общей потери при влагосодержании до 40% по массе.
В работе [298] отмечается, что наибольшее снижение прочности
ячеистого бетона наблюдается при сорбционном заполнении его
гелевых пор, а влага макропор уменьшает прочность при сжа¬
тии незначительно.Рис. 30. Зависимость прочности ячеистого бетона
объемной массой 700 кг/м3 от влажности (а) и ко¬
эффициент относительной потери прочности Кт(6).Анализ зависимости прочности ячеистого бетона от его влаж¬
ности свидетельствует о том, что потеря прочности происходит
на сорбционной стадии влагосодержания материала. Зависи¬
мость между прочностью ячеистого бетона при сжатии Rw и его
влажностью аппроксимируется уравнениями [137, с. 33; 177]RW = RCX (0,001 №2 — 0.04IP + 1);	(138)Rw = #сж (1 — 0,038№2/3 + q) (139); Rw = 63/IP'1 (140),где q — добавочный коэффициент, равный 0,03 и 0,04 соответ¬
ственно для цементных и известковых бетонов.Зависимости прочности при сжатии ячеистого бетона от его
влажности следует изучать на одинаковых образцах, рандоми¬
зированных по времени. Адекватность их физико-механических
характеристик оценивается коэффициентом адекватности [30,
с. 109]Aij = 2kijl[t{ • log (1 + tj/tt) -f- tj • log (1 + ti/tf)]. (141)Здесь kq—количество совпадающих значений (водопоглощение,
объемная масса, пористость, сорбционная влажность и т. д.);
U, tj—количество характеристик, определенных для t-ro и /-го
образцов исследуемого материала. При Лу = 0,9-г-1,0 физико¬
механические свойства образцов адекватны. Снижение Ац сви¬
детельствует о возрастании различий в физико-механических
свойствах образцов, а при Ац =* 0 образцы следует рассматри¬
вать как несопоставимые.120
Образцы ячеистого бетона высушивают до постоянной мас¬
сы [29, с. 27] в вакуумах-термостатах при температуре 105° С
и остаточном давлении 500—1000 Па. Затем по пять образцов
в партии испытывают на прочность при сжатии: в сухом состоя¬
нии после охлаждения — в герметизированном эксикаторе до
комнатной температуры; на стадии сорбционного увлажнения
при сорбционном влагонасыщении в течение 3 и 148 ч — в экси¬
каторе над насыщенным бинарным водно-солевым раствором
KNO3, обеспечивающим значение относительной влажности
9 = 0,92-т-<р0,93; на стадии сверхсорбционного влагосодержа-
ния — путем термовакуумной сушки водонасыщенного материа¬
ла до заданной влажности.Экспериментальные данные о потере прочности бетона при
его увлажнении оценивают по [144] коэффициенту относитель¬
ной потери прочности (рис. 30, б).kw = (Rq — Rw^iRo—Rw)>	(142)где Ro, Rwj. Rw — прочность образца ячеистого бетона в сухом,
увлажненном и водонасыщенном состояниях. Он характеризуется
отношением потери прочности образца при увлажнении и пол¬
ном водонасыщении, позволяет количественно рассчитать сниже¬
ние прочности материала на различных стадиях его влагосодер-
жания.В работах [114, 137, 177] показано, что коэффициент размяг¬
чения ячеистого бетона резко уменьшается на начальной стадии
адсорбции влаги и по своей величине значительно отличается
от значений, регламентированных ГОСТ 12852—67 (табл. 22).
Это свидетельствует о необходимости исследования зависимости
снижения прочности ячеистого бетона от его влажности для
каждого конкретного вида материала.Таблица 22
Коэффициенты размягчения ячеистого бетона K#W % по маесеИсточник0,010.1>3510204017710,760,630,570,540,50,470,441371	——0,850,70,6—1141—0,60,510,50,480,470,46ГОСТ 12852-671———0,850,820,75_При одинаковой объемной массе ячеистых бетонов, различаю¬
щихся составом сырьевой смеси или технологией изготовления,
предпочтительнее материал с меньшей сорбционной влагоем-
костью. Это определяет критерий качества ячеистого бетона по
эксплуатационной прочности — сорбционную влажность, изме¬
ренную по изотерме сорбции или с помощью количественного
анализа микропористости материала.121
§ 3. Влажностные деформацииУвлажнение и высыхание ограждающей конструкции
под действием эксплуатационной и атмосферной влаги вызы¬
вают деформации усадки и набухания ячеистого бетона. Много¬
кратное повторение влажностных деформаций приводит к поте¬
ре его эксплуатационных качеств.Влажностные деформации строительных материалов объяс¬
няются термодинамической теорией усадки (гипотеза Т. Пауэр¬
са), сорбционно-десорбционной гипотезой (Р. Фельдман и
П. Середа, К. Г. Красильников и Н. Н. Скоблинская), теорией
поверхностного натяжения (гипотеза Ф. Витмана) и капилляр¬
ной теорией (гипотеза Д. Фрейсинэ, Т. Хансена, А. Е. Шейкина,
3. Н. Цилосани) [76]. До сих пор не разработана обобщенная
теория влажностных деформаций бетона. Гипотеза 3. Н. Цило¬
сани связывает влажностные деформации бетона со структур¬
ными особенностями, определяющими количество испаряющейся
влаги различных форм связи. Испарение свободной влаги из
крупных прр и капилляров не ведет к усадке материала. В про¬
цессе десорбции влаги мениски воды смещаются в область мик-
рокапиллярной структуры. Капиллярные силы, сжимающие
скелет бетона, начинают проявляться при испарении влаги из
микрокапилляров радиусом 5-10—5 м, и в случае дальнейшей
десорбции нарастают деформации усадки. Такое влажностное
состояние материала наступает в среде с относительной влаж¬
ностью воздуха 40—96%.При увлажнении сухого материала паровоздушной смесью
происходит набухание, вызванное моно- и полимолекулярной
адсорбцией влаги. Тогда уменьшается поверхностное натяжение
твердой фазы, материал расширяется, что компенсируется си¬
лами капиллярного сжатия. Его последующее увлажнение сни¬
жает эффект капиллярного сжатия образца и при заполнении
эффективного порового пространства влагой набухания прояв¬
ляются наиболее полно. Этим объясняется регистрация незна¬
чительных влажностных деформаций на сверхсорбционной ста¬
дии влагосодержания материала.Влажностные деформации ячеистого бетона в ограждении
(м) определяют по формуле Г. И. Вейденбаума [50]± Д/ = [/р («о» — шз)] • 10-3,	(143)где р — влажностный коэффициент; u>i, ш2 — граничные значения
влажности при сушке или увлажнении материала, % по массе;
I — длина ограждающей конструкции, м.-	Деформации ячеистого бетона под действием силовых нагру¬
зок характеризуются модулем деформации. Методика расчета
деформативных свойств ячеистого бетона приведена в ГОСТ
12852—67. Начальный модуль деформации (упругости) на сжа¬
тие (МПа) вычисляют как отношение разности напряжений122
к разности соответствующих им деформаций при первых отсче¬
тах по формуле	_. . Ео (*2 - - 3|) '(Н2	 2]).	(144)Здесь Ео — начальный модуль упругости, определенный для ин¬
тервала напряжений 0,L/?np < ° < 0,5^Пр (1 кгс/см2 = 0,1 МПа);
о2) а,:—напряжение в образце материала при нагрузках, соот¬
ветствующих напряжениям 0,5/?Пр и 0,1/?пр; е2, ei — относитель¬
ные деформации, отвечающие напряжениям а2,Величина начального модуля упругости ячеистого бетона
(кгс см2) зависит от его объемной массы и прочности на сжатие
и в первом приближении устанавливается по эмпирическимфор¬
мулам [137, с. 89]£о= k10 (RKJU2 ,(145); Ео = 100 • т?/1 + (70//?цр) (146),. ‘где k — эмпирический коэффициент, равный 4 (для безавтоклав-
ных бетонов), 5 (для бесцементных автоклавных), 6 (для .автоклавных
цементных).Формула (146) [144, с. 99] позволяет с удовлетворительной
точностью находить начальный модуль упругости для бетонов
объемной массой не менее 1000 кг/м3:Ео = 100 • То/(1 +70//?пр).	(147)Эта зависимость [144, с. 100] учитывает влияние прочности и
объемной массы на значение модуля ячеистого бетона. Анало¬
гичная взаимосвязь описывается формулой Шаффлера [144, с. 100]Ю3 • (Tg. 7?ож)1/2(148)Т а б л и ц а 23
Начальный модуль упругости ячеисто¬
го бетонаЕо = 6Для ячеистых бетонов
отечественного производ¬
ства наилучшее соответ¬
ствие опытных и расчет¬
ных значений начального
модуля упругости отмеча¬
ется при вычислении по¬
следних по формуле
(145). В табл. 23 приведе¬
ны значения начального
модуля упругости Ео в за¬
висимости от вида и про¬
ектной марки ячеистого
бетона. .	,Ячеистый бетон изменяет свой объем также под действием тем¬
пературных нагрузок. Температурные деформации (мм) опреде¬
ляют по эмпирическому уравнению [50]М = /| {я0 + яш + Ьи> + (сш -Ь dm2 (t | 2)} |'« • 10-6, (149)где ao — коэффициент линейного температурного расширения
сухого материала (при изменении температуры от 0 до 100° С
a = 0,8, 10-f>); a, b, с, d—эмпирические коэффициенты; <u —МатериалНо10! (при R МПа)1.52,53,55,07,510.015,0Автоклавный наг
цементе121725385075100Автоклавный на
бесцементном вя¬
жущем и безавто-
клавный на
цемен ге101420304060ад123
весовая' влажность, %; / — температура, сС; t\, t2 — граничные
значения изменения температуры материала.Деформации ячеистого бетона при длительном действии
сжимающей нагрузки обусловлены его упругопластическими
свойствами, развиваются во времени за счет ползучести гелевой
составляющей (наблюдаются уже при небольших нагрузках)
и развития микротрещин в межпоровых перегородках (при зна¬
чительных и длительных нагрузках).Эксплуатационные деформации ячеистобетонных ограждаю¬
щих конструкций определяются суммарным действием силовых
и температурных нагрузок и влаги в материале. Деформации
сухого ячеистого бетона при нагрузке, равной 0,8 R, достигают
1,5—2,5 мм/м; с изменением его температуры от 0 до 100° С —
0,5—1,2 мм/м; в процессе увлажнения и высыхания— 1—3 мм/м.
Деформации ячеистого бетона при карбонизации значительно
превышают влажностные деформации.Повторяемость увлажнений и высыханий материала в ограж¬
дении в процессе его эксплуатации обусловливает доминирую¬
щее значение влажностных деформаций ячеистого бетона для
сохранения его эксплуатационных качеств и долговечности.Интенсивность усадки и набухания материала оценивают по
величине удельной деформации (табл. 24)i в = i Д1/W,	(150)возрастающей с увеличением объемной массы материала
(рис. 31).На рис. 31 приведены кривые влажностных деформаций,
построенные по данным А. А. Федина [249], А. Т. Дворядкина
[72], В. И. Сорокера [230] и результатам исследования дефор-
мативности ячеистого бетона ЗЖБК-З. Они свидетельствуют
о резком изменении усадки— Д/ и набухания + Д/ материала
на сорбционной стадии влажности. Переход влажностного со¬
стояния материала на сверхсорбционную стадию влажности
характеризуется явно выраженной сингулярной точкой, по ко¬
торой можно судить о резком снижении сил капиллярного об¬
жатия образца.Влажностные деформации ячеистого бетона следует опреде¬
лять на пяти адекватных образцах (§ 2 данной главы) размером
10X10X30 см, выпиленных из изделия, с помощью индикатор¬
ного прибора (по ГОСТ 12852—67), который позволяет реги¬
стрировать изменение размеров образца с точностью до
0,001 мм. Продольная ось образца принимается по направлению
вспучивания ячеистого бетона. Предварительно высушенные до
постоянной массы образцы адсорбционно влагонасыщают (при
9 = 0,96, < = 20° С) и измеряют их деформации набухания.
Затем водонасыщают (по ГОСТ 12852—67) на сверхсорбцион-
ной стадии влагосодержания и вновь определяют указанные124
Таблица 24Удельные влажностные деформация ячеистого бетона на сорбционной и сверхсорбционной стадиях влагосодержанияМатериал в его объемная масса
кг/ы3Влажность
Wн, % по мае
ееВ л аж местныедеформации, мм/мВлажность
на сорбцион-
1 ной стадии
влагосодер¬
жания №[с, %
по массеВлажностныедеформации,мм/мУдельные деформации 10*, мм/мИсточникна сверхсорбционнойна сорбционнойусадки
от W„
до 0напухания
от 0
доусадки
от Wc
до 0набухания
от 0
до Wcусадки
от WB
до 0набухания
от 0 допусадки
от Wc
до 0набухания
от 0 до
«’'сГазосиликат 70057—1,3940,571,05	0,614,2526,270То же50—1,363,70,571,09—0,615,429,570> 152—1,375,421,04—0,73719,370» >51—1,424,91,371,1—0,72722,470» »55—1,464,10,781,16—0,61928,370» »52—1,443,30,571	0,917,330,370Г азосиликат 65750,60,820,9650,610,720,50,512,214,472Газобетон 700211,28	,4,50,524,611,5138Газобетон 750100,82.		4,50,58_2,4	12,9138Газобетон 71570,41,592,632,71,320,20,43,648,87,441Г азобетон 74768,11,582,72,41,280,210,53,853,39,741Г азобетон 81066,71,572,742,21,20,260,63,854,511,841Газобетон 84562,91,72,832,11,310,30,64,262,414,341Газобетон 87751,82,173,7521,470,551,46,173,527,541Газошлакобетон вибриро-371,74		51,441,87,2	173ванный 733Газошлакобетон литой 763471,8951,6118173Газосиликат вибрированный58,41,75	51,37.1	68	173722Газосиликат литой 67763,21,68_51,14.1,2	5,7	173Газобетон на цементе виб¬411,78	,51,22		2,7	6,1	173рированный 767Газобетон на смешанном511,88	.51,32	1,8	6,6	173вяжущем литой 788Г азобетон на смешанном411,81	51,42_1,9	7,1	173вяжущем вибрированный 686Газобетон на смешанном43,61,76	51,19		2,4	5,9	173вяжущем литой 700
деформации. После этого образцы высушивают в эксикаторе
до сорбционной- влажности, соответствующей начальной, и из¬
меряют деформации усадки. Полные деформации , усадки и
остаточные деформации образцов ячеистого бетона устанавли¬
вают при высушивании их в вакуум-термостате (при t = 1;05° G
и остаточном давлении 650—1300 Па), Результаты определения
влажностных деформаций ячеистобетонных образцов различной
объемной массы на сорбционной и сверх^орбционной стадии
влагосодержания приведены в табл. 24.Рис. 31. Влажностные деформации ячеистого бетона в зависимости от стадиивлагосодержания:1 — сорбционная; 2 —еверхсорбционная; а — г— по данным А. А. Федина, А. Т. Дворяд-
кина, В. И. Сорокера, Г. И. Вейдёнбаума; д, е — по данный В. А. Хренова, Б. А. Качуры.Анализ экспериментальных данных о влажностных Деформациях ячеис¬
того бетона позволяет отметить следующее. Они наиболее интенсивно про¬
являются на сорбционной стадии влагосодержания. Зависимость деформаций
усадки и набухания имеет линейный характер только в пределах каждой из
рассматриваемых стадий влажностного состояния материала, разделенных
сингулярной точкой. Остаточные деформации увеличиваю1ся с возрастанием
сорбционной влагоемкости материала. Влажностные деформации на сорб¬
ционной стадии повышаются с увеличением объемной массы материала. Вели¬
чина влажностных деформаций зависит от состава сырьевой смеси и техно¬
логии изготовления. Деформативные свойства вибрированного ячеистого
бетона хуже, чем изготовленного по литьевой технологии, что объясняется
различием в их дифференцированной пористости.Таким образом, исходя из сорбционной влагоемкости ячеистого бетона,
можно прогнозировать его эксплуатационные деформативные свойства. При
сравнении материалов с одинаковой объемной массой, но различающихся
составом сырьевой смеси или технологией изготовления, влажностные дефор¬
мации у материала с минимальной сорбционной влагоемкостью будут меньше.“156
§ 4, ТеплопроводностьТеплопроводность ячеистого бетона в эксплуатацион¬
ном состоянии обусловливает термическое сопротивление ограж¬
дения и ряд его теплофизических характеристик, складывается
из тепловой проводимости скелета материала, воздуха и влаги
различных форм связи, защемленных в его порах и капиллярах.
Теплотехнические качества ячеистого бетона выражаются коэф¬
фициентом теплопроводности (Вт/(м-К))\ = — q/yt,	(151)определяющим количество тепла, проходящее за 1 ч через один
квадратный метр поверхности ограждения при падении темпе¬
ратуры в один градус на метр пути теплового потока q.Коэффициент теплопроводности скелета материала [81, с. 119]Хск = 2,5 • 10-2 + 9,4 • 10_2-2,Зрск2,	(152)где рек — плотность скелета ячеистого бетона, г/см3. Для ячеи¬
стого бетона с рск = 2,5 г/см3 Хск = 1,416 Вт/(м-К).Теплопроводность паровоздушной смеси в макропорах ма¬
териала практически равна теплопроводности воздуха, а сорб¬
ционная влага на его внутренней поверхности и в микропорах
имеет теплопроводность, несколько отличную от теплопровод¬
ности свободной воды [75].Коэффициент теплопроводности материала зависит от его
дифференцированной пористости и геометрии порового про¬
странства [143, 296], формы связи влаги с материалом [168] и
соотношения в нем количества влаги в газовой, жидкой, моди¬
фицированной и твердой фазах [13, 46,. 60, 279, 289]. С повы¬
шением влагосодержания и уменьшением температуры материала
ниже нуля увеличивается коэффициент теплопроводности. Это
объясняется тем, что, защемленный в поровом пространстве
материала воздух Х^д = 0,024 Вт/(м • К) замещается влагой
(Хвод = 0,587 Вт/(м-К), которая при криогенном фазовом пере¬
ходе в лед имеет ).1° = 2,21 Вт/(м • К). Очевидно, что такое
количество теплопроводящих фаз в ячеистом бетоне со значи¬
тельно изменяющимися теплофизическими параметрами затруд¬
няет корректное описание зависимости X = /(W). Задача не¬
сколько упрощается при постулировании изотермических усло¬
вий и двухфазности системы.	.Влияние влажности материала ограждения на его теплофи¬
зические качества рассмотрено К- Ф. Фокиным [252], А. У. Фран-
чуком [253], А. Ф. Чудновским [269], В. Н. Богословским [3,5.],.
Н. В. Морозовым [168], Б. Ф. Васильевым [45] и т. д. В работе
[168] показано, что характер кривых зависимости X = f{W)
можно классифицировать тремя сингулярными точками (рис.
32), первая из которых характеризует увеличение коэффициен¬
та теплопроводности на сорбционной стадии увлажнения до12?
появления капиллярной конденсации, вторая обусловлена рос¬
том влажности до значения максимального капиллярного водо-
поглощения, третья определяется капиллярной и диффузионной
стадиями водонасыщения до максимального значения.Зависимость коэффициента теплопроводности ячеистого бе¬
тона от его влажности аппроксимируется уравнением1Ш = Х0 + 0,5 . WW.	(153)Н. И. Сабаляусиас [212] утверждает, что коэффициент тепло¬
проводности газосиликата резко увеличивается на сорбционнойРис. 32 Зависимость коэффициента теплопроводности
шлакопемзобетона объемной массой 850 кг/м8 А (по
данным Н. В. Морозова, Н. А. Тачковой) и газобе¬
тона Б ЗЖБК-3 объемной массой 700 кг/м8 от влаго-
содержания на сорбционной / и сверхсорбционной 2
стадиях, а также во влагонасыщенном 3 состоянии;I — ДХ3 = 7%, II — ДХ2 = 34%, III — ДХ3 = 58%;Г- ДХ3 = 1% (Г3 = 54%), I I' - ДХ2 = 2,5%, III' -
ДХ] = 7%.стадии его влажности и в зависимости от сорбционной влаго-
емкости материала характеризует последний по степени «инерт¬
ности» к приращению- X при одинаковых условиях сорбции.
Рост объемной массы материала повышает коэффициент тепло¬
проводности ДХ. на 23% для = 500 и на 60% для т0=
= 940 кг/м3 (при ср = 0,96). Рассматривая сорбционную влаж¬
ность материала как его равновесную влажность в ограждении,
авторы работы [212] отмечают необходимость стандартизации
коэффициента теплопроводности ячеистого бетона на его сорб¬
ционной стадии влагосодержания.Анализ зависимости коэффициента теплопроводности ячеис¬
того бетона от его влажности (табл. 25) по величине удельного
изменения £>.на 1% влажности [279], равной(h-U)i[U(Wt-W0))>№%,	(154)показывает, что на сорбционной стадии е\ больше, чем на сверх¬
сорбционной. Это хорошо согласуется с результатами аналогич¬
ных исследований, проведенных Б. Н. Кауфманом [269, в. 101]
и Н. И. Сабаляускасом [212]. Поскольку эксплуатационная за¬
висимость X = / (№) в ограждении характеризуется его равно-128
5 8-41Таблица 25Зависимость коэффициента теплопроводности X ячеистого бетона от его влажности на сорбционной Хс и сверх
сорбционной \т стадиях влагосодержанияЯчеистый бетон и его объемная
масса, кг/м*хс = f(\Pc)Хш = HW)Е\лобщ%По СНиП П-А. 7-71Источ¬нико—гс%х0 —£хс %Wc-w %X с—Хщ51 %6Х %
ла■хв %е^обш%Пенобетон 3800—200,116—0,302820—600,3—0,420,94,387Сипорекс 4000—100,07—0,1511,710—400,15—0,262,36,72,72,32,8137Г азобетон 400———8—180,15—0,213,83,8137Пенобетон 4400,200,14—0,357,1520—600,35—0,460,83,987Газосиликат 5000—180,12—0,246,1			6,1212Газозолобетон 5000,50,13—0,154,4			4,4	——266Газобетон 5000,120,13—0,236,8			6,8163Сипорекс 5000,100,12—0,2710—400,2—0,2724,2137Пенобетон 6000, 7,50,15—0,226,17,330,22—0,321,93,5253Газосиликат 600	——8—420,23—0,493,93,23,154,2306Газобетон 600———8—180,19—0,243,13,1137I азосиликат 7000,170,17—0,376,717—5^0,37—0,440,52,835Газосиликат 7000—100,17—0,349,310—600.34—0,450,72,7	——266Газосиликат 7300—120,16—0,37———7212Пенозолобетон 80011-310,25—0,525,25,535Пенобетон 800—,	—7,210,3—0,452,52,535Газозолобетон 8500,260,21—0,55,326—400,5—0,652,15,32,22,74,2246Г чзозолобетон 8500,360,24—0,644,536—440,64—0,731,84,5246Газошлакозолобетон 8500,130,19—0,283,813—220,28—0,3854,8246Газобетон 9008—180,35—0,4222137Газосиликат 9400—100,22—0,356———6212Г азобетон 10000—60,27—0,429,49,42,53,33163Пенобетон 10000,70,31—0,43,77—300,4—0,5822,8253
весным влагосодержанием, соответствующим его сорбционной
влагоемкости материала, сопоставим эту зависимость с данными
СНиП П-А. 7-71 (табл. 25). Значения в 2—3 раза превышают
нормативные величины еХа, £хб. Так, если Х0=0,14 Вт/(м • К)
(70 = 600 кг/м3), расчетное значение Хо = 0,175 Вт/(м • К), что
при толщине стены в 30 см определяет термическое сопро¬
тивление ограждения R0 = 1,88 (м2 • К)/Вт. В эксплуатационных
условиях Ха = 0,208 и соответственно Ro = 1,6 (м2 . К)/Вт.Следовательно, нормативная зависимость X = f(W) не
отражает реального удельного приращения коэффициента теп¬
лопроводности ячеистого бетона, изготовленного по конкретной
технологии, в ограждении, особенно на сорбционной стадии
влагосодержания.Повышение точности k = f(W) статистической обработкой
экспериментальных данных не является достаточно представи¬
тельным приемом для стандартизации рассмотренной зависи¬
мости в силу ее многофакторности. Так, имеет место значи¬
тельное различие в коэффициенте теплопроводности ячеистого
бетона с одной и той же объемной массой, но изготовленного
по разным технологиям. В этом случае сказывается влияние
геометрии порового пространства и дифференцированной пори¬
стости. Указанная зависимость исследована в работах [31, 143,
168, 269], анализ которых свидетельствует о том, что для тер¬
мического сопротивления сухого ячеистого бетона следует
обеспечить в последнем равномерную макроструктуру (пока¬
затель качества по А. Т. Баранову [24, с. 36]) и отсутствие пор
диаметром более 0,5 мм, т. е. каверн.Э. Я.Лайвиньш [143] отмечает значительное различие в коэф¬
фициенте теплопроводности газобетона, изготовленного по двум
(А и Б) технологиям, которое характеризуется относительным
измерением коэффициента теплопроводностиеЫ = К/£Ч) • ЮО %.	(155)Сорбционная стадия вла-
300 400 450 500 550 600 650 госодержания материалаограждающей конструк-
	 ции наиболее сильноОбъемнаямасса,кг/м8Чб %30 5 26 6 30,6 18 7 15 2 13 18 влияет на величину коэф-
’ ’	’	фициента теплопроводно¬сти ограждения. Значи¬
тельное расхождение удельного приращения коэффициента теп¬
лопроводности ячеистого бетона при изменении его влажности
обусловливает необходимость экспериментального определения
зависимости	на сорбционной стадии влагосодержанияматериала, изготовленного по конкретной технологии (ГОСТ
7076—66). В табл. 26 приведены приближенные значения коэф¬
фициента теплопроводности сухого и увлажненного ячеистого
бетона отечественного (I) и зарубежного (II) производства.130
Таблица 26
Коэффициенты теплопроводности ячеистого бетонаКоэффициент,
Вт/(м - К)Объемная массакг/м»300400500600700800900*0 (I)0,0930,1050,1160,1390,1630,1980,233*0 (I)0,1510,1740,1860,2210,2440,2790,314Хш при 8% влаж¬
ности по массе
(11)—0,1630,1980,2440,2910,384—Основной показатель экономической эффективности применения
легкобетонных ограждающих конструкций — их удельная стои¬
мость, под которой понимают цену 1 м2 ограждения с термическим
сопротивлением 0,86 (м2 х
X К)/Вт [209, с. 4]. Следова¬
тельно, толщина, однослой¬
ной ячеистобетонной ограж¬
дающей конструкции (м), со¬
ответствующая коэффициенту
теплопроводности, имеет тер¬
мическое сопротивление,рав¬
ное единице. Отсюда следует,
что удельная стоимость 1 м2
однослойной конструкции
равна стоимости 1 м3 ячеи¬
стого бетона, умноженной на
величину его коэффициента
теплопроводности с учетом
эксплуатационной влажности
ограждения (р • Вт/(м4 . К))5УД = SI. (156)При оптовой цене ячеистого
бетона объемной массой
100 кг/м3 26,10 р. за 1 м3
удельная стоимость 1 м2 ог¬
раждения составляет в экс¬
плуатационных условиях А
и Б (СНиП П-А. 7-71) соот¬
ветственно 7,83 и 9,13 р.. Вт/(м4 • К). Увеличение средней влаж¬
ности материала в ограждении на 1 % по массе повышает удель¬
ную стоимость эксплуатации ячеистобетонной ограждающей
конструкции в среднем на 0,26 р. Вт/ (м4 • К).На рис. 33 показаны зависимость коэффициента теплопро¬
водности газосиликата объемной массой 650 кг/м3 (ЗЖБК-З)Бияр-Вт/м^К
4 3 6 7 в 9 10Г' “I	I	. — I	I	|Рис. 33. Коэффициент теплопроводности
газосиликата 1 объемной массой 650 кг/м8
(ЗЖБК-З) и его удельная стоимость SyA
2 в зависимости от влагосодержания ма¬
териала в ограждении (при оптовой цене
29 р/м3) на сорбционной / и сверхсорб-
ционной II стадиях влагосодержания.5*131
от его влагосодержания ( Х= f(W) определяли зондовым мето¬
дом [308]) и изменение удельной стоимости эксплуатации
ограждения в зависимости от эксплуатационного значения
коэффициента теплопроводности материала, а также прираще¬
ние удельной стоимости ограждения A SyJ AU? при увеличении
его влагосодержания на 1% по массе. Наибольшее приращение
удельной стоимости эксплуатации ограждения отмечается на
сорбционной стадии его влагосодержания — от 0,55 до
0,29 р. Вт/(м4-К) на 1% влажности по массе.Следовательно, сорбционное влагосодержание ячеистого бетона в ограж¬
дении обусловливает его эксплуатациочные теплофизические качества и эко¬
номическую эффективность эксплуатации. Это определяет критерий эксплуа¬
тационного качества ячеистого бетона по теплопроводности (минимальное
значение сорбционной влагоемкости материала).§ 5. Водопоглощение и сорбционная
влажностьЭксплуатационное влагосодержание ячеистого бетона
в ограждении характеризуется его сорбционной влагоемкостыо
и водопоглощением. Последнее обусловлено капиллярным по¬
тенциалом скелета материала и определяется по методике, при¬
веденной в ГОСТ 12852—67. Величина водопоглощения зависит
от интегральной и дифференцированной пористости ячеистого
бетона и продолжительности водонасыщения. Ориентировочные
значения водопоглощения ячеистого бетона приведены ниже
[137, с. 56].Объемная масса,
кг/м3300400500600700800900100011001200Пористость, %88848076726864605652Водопоглощение,
% по массе70575247434139383635Степень заполнения
пор, %24273237414855637181Сорбционная влажность ячеистого бетона определяется его удель¬
ной поверхностью, образованной в основном микропорами и ми¬
крокапиллярами межпоровых перегородок, составом сырьевой
смеси и технологией изготовления (70, 228, 246, 2491. Так, в зави¬
симости от соотношения известково-песчаного вяжущего, порт¬
ландцемента и молотого гранулированного шлака в ячеистом
бетоне (при то = 700 кг/м3) сорбционная влажность изменяется
от 3,3 до 5,4% по массе [249], т. е. на 64%.Введение в состав ячеистого бетона аглопорита значитель¬
но уменьшает его сорбционную влажность. Повышение В/Т,132
Таблица 21.Сорбционная влажность ячеистого бетона (ретроспективные зна
чения в сравнении с нормативными)Объемная масса,
кг/м’Относительная влажность воздуха0,40,60,80,961,0'“>0 %Источник50060070080085090010002,12,962,83,6—2.622,82,131,22,21,732,262,83,7—4,82,83,22,73,82,112,932,4	2,7	3,23,62,863,73,64.71,59.1—5254,75,23,14,22,232,2	2,83,31,62,12,63,133,74,15,53,54.72,43.234,12,23.12,63,31,923,14,22,143,13,83,65,32,53,92	2,33,21,11.83.85,33,23,81,72,64,35,84,34.74.2
3,6
4,515.3
6,24.55.6
4,174.75.7
6,2
12,288,29.56.05
4,1943.4
5,35.67.56.5
6,1
8,25.84.25.92.65.6
5,1
5,8
95.64.32.78.7
65—6,95°- И7™СТ180—11,768224—15,512322412,418,8170137—19173228—10°-^ст1935,26,733253—15,454137—15,85819112,517,575137—1880228—27,61761347,211.7Ъъ1о193—6.643180—7,23841—7,536137—163717612,117,146137—18,25517618,724,588225—2914722819,529,415122524,230,2158157,712,40— ГСТ193—6,547180—743416135134—14,9201911117,3391512,518,14613721,527,111815—13,5О-^ст193—134134—26НО246—19,70 — U?ст193—6,666225—8592256,213,2332281213,830151319322813,320113719,226,936228—21,60-Н7СТ193—6,669415,36,6369253—11,745245—1530180131817137—2913134133
удельной поверхности песка и активности формовочной смеси
увеличивает сорбционную влагоемкость ячеистого бетона [70].
Абсорбция (в процессе эксплуатации) ячеистым бетоном хлори¬
стого кальция увеличивает его сорбционную влажность до 40—
60% [246, 328]. Гидрофобизованный ячеистый бетон имеет по¬
ниженную сорбционную влагоемкость [228].В табл. 27 приведены значения сорбционной влажности
ячеистого бетона при (t = 20е С), заимствованные из ряда работ.
Отличие значений №0 от нормативных Wо [193] оценивается
относительной величиной[W-	100%.	(157)Отмеченное в табл. 27 значительное расхождение нормативных
и экспериментальных значений сорбционной влажности ячеисто¬
го бетона объясняется не только различием дифференцированной
пористости материала, изготовленного из различных составов
по разным режимам автоклавной обработки, но и представи¬
тельностью построения изотермы сорбции.Для выяснения необходимой точности определения сорбцион¬
ной влажности следует исходить из ее зависимости от объемной
массы ячеистого бетона при относительной влажности воздуха
от 0,4 до 1 и < = 20°С. Точность вычисления объемной массы
ячеистого бетона оговорена в ГОСТ 12852—67: [<зТо] = ± 5%.
Коэффициент изменчивости объемной массы,	= °то/3= ±1,67%.	(158)При надежности а = 95% имеем tq = 2%. Поскольку объем вы¬
борки п = 3 (по ГОСТу), допустимое отклонение объемной массы
от истинного значенияДТо = (t, • cj/я1/2 = 1,95% = 0,02.	(159)Отсюда получаем доверительный интервал при определении
объемной массы образцов ячеистого бетона= дТо (Totnil -ГemJ = 0,02(500- 1000) = ± 10-20 ктЫ\(160)По ГОСТу_ ®7« ’ . 1,67 (500 ч- 1000) ,0 q . 1«	f 1RTу	100	100 - (8,3-г-16,7).	( чДалее оценивают требуемую точность вычисления сорбционной
влажности бетона от точности расчета его объемной массы
в ограждении. Для этого по нормированным [193] изотермам
сорбции (табл. 28) опиеывают зависимость W0 = / (70) и строят
кривую гауееового распределения (рис. 34) объемной массы по
формулеTo=e-4T"/2°V(2*aJ'/2.	(162)134
Т а б л и ц а 28
Сорбционная влажность ячеистого
бетона (нормативные значения)Объемнаямасса,кг/м*Wс при относительной влажности
воздуха и t шя 20° С0,40,50,60,70,80,913502,553,053,64,25,26,58,34503,23,74,35,26,79,214,265022,32,83,64,76,2107002,12,73,34,15,156,710,97502,253,163,744,545,77,1711,98503,54,054,75,56,58,113,510002,53,23,94,75,67,721,6сы то И -fo ± 50 кг/м3, %
ячеистого бетона, равные
венно. Формула (161) для данного случая имеет видСорбционную влажность
материала объемной мас¬
сой то = то ± Зоу0 находят
по выражению= Г0 + [(И7С1 --Wc) (то,—То)]/(70l ^-То). (163)где W0x — сорбционная
влажность ячеистого бето¬
на объемной массой 70 ±—	ЗзТо, % по массе; Wс,
WZl — то же (объемные мас-
по массе); -[о*. t«i—объемные массы
То ± ЗоТо и 70 ± 50, кг/м3 соответст-= Г0 +По We и WCx, приведенным на
рис. 34, вычисляют относитель¬
ную ошибку в определении
сорбционной влажности, обу¬
словленную допустимой погреш¬
ностью измерения объемной
массы ячеистого бетона по
ГОСТ 12852—67:= (1 —:WqJWJ-№%.-± 50± 35%.(1о)(164)Аналогичные расчеты, прове¬
денные по данным о сорбцион¬
ной влажности ячеистого бето¬
на [180], определяют значение
°w = ± 2% при изме-
<тунении относительной влажно¬
сти воздуха от 0,4 до 1, Следо¬
вательно, результаты расчета
сорбционной влажности мате¬
риала в образце с заданной
объемной массой могут быть
отнесены к последней в ограж¬
дении с относительной точно¬
стью не хуже 5 (по ГОСТу) и
2% (по изотермам [180]) при
надежности 0,95,Wc% 10 10.310,9Пб111,9Ч> ! \ | '6,3 6.36.7
. 117172ip U/JI I15J11 15.5 5П
1 136 3,7
гг-Г'п\ I14.1114,41U.5
	12.8 3I3,6113,63.72.3 2,4
if*0.5\—I—2113—Н3.2Н(Pw(L)05Ю650Рис. 34. Кривая нормального распре¬
деления 1 значений объемной массы
ячеистого бетона и соответствующая
ей сорбционная влажность в зависи¬
мости от относительной влажности воз¬
духа при Т = 293 К; допустимая от¬
носительная ошибка в определении
сорбционной влажности ячеистого бе¬
тона 2, обусловленная (ГОСТ
12852—67) девиацией объемной массы:
‘	X—	и»(т„) ^о + 3°1о); —■—Х(То-ЗоТо).135
На следующем этапе обоснования требуемой точности вы¬
числения сорбционной влажности ячеистого бетона рассматри¬
вают правомерность оценки сорбционной влажности ячеистобе¬
тонной ограждающей конструкции по ее величине в образцах
материала. С этой целью осуществляют статистическую оценку
девиации объемной массы ячеистого бетона по толщине и полю
панели.L —~~	620	j^		 —— -S■^620	8<N1500a<Z720	iwy “-u s.		 J1500SГL. — 510-	\ _.У7/7У^ иЯП—--^I1	1Ш 		JбРис. 35. Изолинии распределения объемной массы в тол¬
ще ячеистобетонной панели: а —панель ЗЖБК-З; б, в —
по данным В. И. Станкявичюса.В работе [235] показано, что распределение объемной массы
в толще газобетонной панели характеризуется дисперсией в пре¬
делах 5—7%. Согласно этой методике исследовано распределе¬
ние объемной массы ячеистого бетона, выпускаемого ЗЖБК-З,
в направлениях, перпендикулярных к поднятию газобетонной
массы при формовании и параллельных ему. Для этого цилин¬
дрические образцы 5 X 5 см выбирают шлямбуром из панели
по сетке размерами 5 X 20 см в количестве 56 штук и высуши¬
вают до постоянной массы (ГОСТ 12852—67). По полученным
значениям объемной массы строят изолинии распределения
объемной массы в поперечном сечении панели (рис. 35).Статистическая обработка результатов эксперимента пока¬
зала, что при уровне значимости составного критерия (по мето¬
ду асимметрии и эксцесса) 0,04 гипотеза о нормальном распре¬
делении объемной массы в панели согласуется с данными наблю¬
дения при надежности 0,96. Доверительный интервал для136
истинного значения объемной массы ячеистого бетона в панели
(у о = 609,4 кг/м3) с надежностью 0,96 определяет ее относи-'
тельное изменение [158]еТо = ±^0/то = ±3,90/о,	(165)т. е. в пределах стандартной величины девиации объемной массы.Допустимая относительная ошибка расчета сорбционной
влажности образца материаласъ = т = ± 1-3% (,58);	АТо = = 1 >53% (159);= 9,3 кг/м3.	(161)Таким образом, допускаемая ГОСТ 12852-67 точность определения объем¬
ной массы и ее девиация обусловливают необходимую точность измерения
сорбционной влажности образца ячеистого бетона со средним значением объем¬
ной массы ±5%.§ 6. Стойкость при циклическом
увлажнении—высыханииМеханизм разрушения капиллярно-пористых материа¬
лов при циклическом воздействии на них увлажнения и высыха¬
ния объяснен акад. П. А. Ребиндером [200] и для строительных
материалов описан в работах Е. С. Силаенкова [225, 227], А. П.
Меркина [157], А. Т. Баранова [22, 23] и других исследователей
[72, 230, 244].При сорбции материалом влаги наблюдается три этапа его
деформаций: 1 — небольшое набухание при завершении насы¬
щения сорбирующей поверхности; 2 — медленная усадка под
влиянием сил капиллярной контракции, возникающих с появ¬
лением микроменисков влаги; 3 — быстрое и значительное рас¬
ширение в результате исчезновения сил капиллярного сжатия
при заполнении эффективного порового пространства материа¬
ла влагой [182]. В процессе десорбции происходят те же де¬
формации в обратном порядке. Следовательно, каждый цикл
увлажнения и высыхания вызывает в материале шестикратное
изменение тензора напряжений.А.	П. Меркин, В. П. Князева и А. Д. Дикун [157] отмечают,
что при циклическом увлажнении — высыхании имеет место
интенсификация деструкционных процессов в материале. На
этом этапе вследствие циклической миграции влаги активизит
руются гидратация и гидролиз. Одновременно увеличивается
сорбирующая поверхность материала при образовании микро¬
трещин размером 100—40 А. После 25 циклов увлажнения—!
высыхания в ячеистом бетоне укрупняются микротрещины и уве¬
личивается интегральная пористость. С ростом числа циклов
воздействия деструкция распространяется вглубь обрааца мате*
риала и способствует интенсификации процесса структурообра-
зования в пределах ресурсов клинкерного фонда.Из-за отсутствия нормативного критерия оценки некоторые
исследователи оценивают деструктивное воздействие цикличе¬
ского увлажнения — высыхания на ячеистый бетон по потере
прочности [139, 157], изменению модуля упругости [140, 261,
274, 57, с. 66], уменьшению объемной массы [241] и повышению
пористости [205, 241, 274, 261, 157]. Данные о зависимости пе¬
речисленных критериев оценки от количества циклов увлажне¬
ния — высыхания приведены в табл. 29.Таблица 29Стойкость ячеистого бетона при циклическом увлажнении —
высыханииКритерий оценки стойкостиМатериал
и его объемная
масса, кг/м*количествоЦИКЛОВ ВОЗ'действияснижение
прочности на
сжатие, %снижение
| модуля упру¬
гости, %: остаточные
1 деформации,
j мм/мi уменьшение
объемной
массы, %повышениепористости,%снижение
прочности
при изгибеизменениеводопоглощо-ния, %ИсточникГазом аршалит
70010050—6015—2010520241Газобетон 91010050—60	1,5—2<———244Г азошлакопем-
зобетон 9402406038230Газобетон 97024060		—54—139Силикатобетон170060140Г азобетон 6506__	0,57	—		140Газобетон 722258140Г азобетон 6902513140Газосиликат 7302518140Газосиликат 6702522140Газозолосили-
кат 90010035140Газобетон 66017___.	1,7	.	5198Газобетон 85519	.			1,7	—6261Газосиликат1000904012,169274Пеносиликат1000905012,46,510274Газошлакобетон60015025—30205Г азобетон 5506050—————205Г азошлакобе¬
тон 5506018205Пенобетон 50022548,7225Пенобетон 70022510,9225Газобетон 46522520,2225Газобетон 73022565,7225Газобетон 56022554,2225В работах В. И. Сорокера [230], JI. Н. Розенфельда [205],
Н. Ф. Брянцевой [41], Е. С. Силаенкова [223], Т. Т. Троцко138
[241], К. К. Куатбаева [140] изучено изменение прочности яче¬
истого бетона при циклическом увлажнении — высыхании. В не-*
которых случаях отмечено повышение прочности на сжатие
ячеистого бетона после 30 циклов воздействия [411 или несуще¬
ственное отличие ее от прочности до испытания [157]. Зареги¬
стрировано снижение прочности на сжатие после 15—30 циклов
воздействия. Это объясняется тем, что примерно после 25—30
циклов увлажнения — высыхания происходит локализация ма¬
кротрещин и омоноличивание структуры ячеистого бетона кар¬
бонатом кальция [157]. При этом прочность на сжатие ячеистого
бетона несколько возрастает. Дальнейшее циклическое воздей¬
ствие увлажнения — высыхания увеличивает микропористость и
сорбционную влагоемкость материала и, следовательно, снижаетТаблица 30
Значения коэффициентов в уравне¬
нии (166)МатериалОбъемнаямасса,кг/м3КоэффициентыаЬСГазосиликатПеносиликат11009009,1763,428—0;577
1,153—0,069—0,224его прочностные показа¬
тели.Наиболее представи¬
тельная оценка стойкости
ячеистого бетона — опре¬
деление деструктирующе-
го воздействия увлажне¬
ния — высыхания по из¬
менению его модуля
упругости и поверхност¬
ной твердости. Модуль упругости ячеистобетонных балочек раз¬
мером 10 X Ю X 100 мм устанавливают по их прогибу под за¬
данной нагрузкой в сухом состоянии и в зависимости от коли¬
чества циклов воздействия. Твердость ячеистрбетонных образцов
в виде пластинок размером 10 X 100 X 100 мм измеряют в су¬
хом состоянии маятниковым твердомером Н. Н. Протодьяконов а
и в зависимости от количества циклов воздействия. Рекомендуе¬
мый режим: сушка — 48 ч термовакуумной сушки при t — 105° С
и остаточном давлении в вакуум-термостате 650—1300 Па;;
увлажнение — 72 ч водопоглощения в дистиллированнои воде со
свободной верхней поверхностью образца.После 180 циклов увлажнения—-высыхания поверхностная
деструкция газо- и пеносиликата объемной массой от 900 до
1100 кг/м3 соответственно увеличилась в 1,8—2,2 и 1,7—1,9 раза„
что по сравнению со 120 циклами замораживания — оттаивания
составляет 1,4—1,7 и 1,6—1,8 раза. Модуль упругости газо- и;
пеносиликата после 90 циклов увлажнения — высыхания умень¬
шается на 40 и 50%, а после 60 циклов испытания на морозо¬
стойкость— на 2Q и 35%. Это свидетельствует о преобладании
интенсивности деструктирующего воздействия циклического,
увлажнения — высыхания на ячеистый бетон над циклическим,
замораживанием — оттаиванием [261, 274], г " _
[ Зависимость модуля упругости £ рт степени деструкции аппро¬
ксимируется уравнением (табл. 3Q) ^ м
* ,	Е =5 а + b lgi> ^:c • Jg-D2,	: (166)im
где D — степень поверхностной деструкции материала, опреде¬
ляемая изменением числа колебаний маятникового твердомера
и равная п/К‘, п—число колебаний; Л' — эмпирическая постоян¬
ная, для ячеистого бетона К = 15.■С увеличением объемной массы ячеистого бетона его стойкость
при увлажнении — высыхании снижается, т. е. уменьшается мо¬
дуль упругости и возрастает плотность раскрытия трещин на
поверхности образца.Стойкость ячеистого бетона при рассматриваемом воздейст¬
вии зависит от химико-минералогического состава кремнеземи¬
стого компонента, вида и расхода вяжущего. Так, глинистые
примеси в песке увеличивают сорбирующую поверхность мате¬
риала и снижают его деформативные качества [140]. Сорбцион-
пая влагоемкость материала определяет его стойкость под
воздействием циклического увлажнения — высыхания. Исходя
из сорбционного потенциала материала как критерия его каче¬
ства, отметим, что атмосферостойкость ячеистого бетона возра¬
стает с уменьшением его сорбционной влажности.§ 7. Стойкость при циклическом
замораживании-оттаиванииСпособность ячеистого бетона сохранять в заданных
пределах свои физико-механические свойства при циклическом
воздействии замораживания — оттаивания называется морозо¬
стойкостью. Ее нормативный критерий — потеря не более 25%
прочности на сжатие за определенное количество циклов замо¬
раживания — оттаивания, характеризующее марку морозостой¬
кости Мрз. Так, для ячеистых бетонов в наружных ограждениях
зданий с сухим и нормальным режимами эксплуатации морозо¬
стойкость должна составлять 25 циклов, а с влажным режимом
эксплуатации — 35.Результаты испытаний ячеистого бетона на морозостойкость
оценивают коэффициентом морозостойкостиКгЛрз = RtApJRc,	(167)где Rc, RmP3 — прочность бетона до и после испытания.Для автоклавного ячеистого бетона Кмрз25 выше 0,75, а
при оптимальной технологии изготовления Км рз близок к еди¬
нице [193].Механизм потери прочности ячеистых бетонов при цикличе¬
ских фазовых переходах влаги в лед описан в работах Г. И. Гор¬
чакова [61], С. В. Шестоперова [290], Ю. М. Бутта [42] и ряда
других исследователей [77, 127, 147, 330, 328]. Переход влаги,
заполняющей эффективное поровое пространство материала, в
лед способствует росту растягивающих напряжений в межпоро-
вых перегородках и образованию в них микротрещин. Адсорб¬
ционно-связанная влага микропор и микрокапилляров проника¬140
ет в микротрещины и уменьшает прочность скелета материала
(эффект Ребиндера). В области отрицательных температур это
обусловлено тем, что влага микропор и микрокапилляров не
замерзает в эксплуатационном интервале изменения температу¬
ры материала. Кроме того, на поверхности льда существуетквазижидкая пленка толщиной до 100 А с пониженной до
—15° С температурой фазового перехода в твердое состояние
[122, 146].При оттаивании материала переход льда в жидкое состояние
сопровождается резким уменьшением напряженного состояния
скелета в результате смыкания микротрещин. При этом адсорб¬
ционно-структурированная влага вследствие повышенной плот¬
ности и вязкости [75] не полностью выжимается из микротре¬
щин, в которых протекают процессы новообразования, чем
обусловлено аддитивное повышение уровня напряженного со¬
стояния материала относительно первоначального. При цикли¬
ческом воздействии фазовых переходов влаги в лед глубина
раскрытия микротрещин постепенно увеличивается, незамерзаю¬
щая влага все глубже проникает в скелет материала и снижает
его прочность до тех пор, пока ее резкое падение не приведет
к разрушению материала. Уменьшение температуры фазового
перехода интенсифицирует разрушение скелета материала.В.	В. Стольников отмечает, что замораживание бетона при
—55° С ускоряет его разрушение в 5—7 раз. Это объясняется
вовлечением в процесс фазового перехода сорбционной влаги,
замерзание которой увеличивает глубину раскрытия микро¬
трещин.Таким образом, морозостойкость ячеистого бетона обуслов¬
ливается относительной величиной растягивающих напряжений,
возникающих в гетеропористом скелете материала при низко¬
температурных фазовых переходах содержащейся в нем влаги.
Количество адсорбционной влаги в скелете материала и ее
количественные отношения с влагой других форм связи в основ¬
ном определяют морозостойкость. Рассмотрим основные положе¬
ния, объясняющие снижение температуры фазового перехода
влаги в поверхностных пленках и микрокапиллярах.В работах [75, с. 64—70; 126, 146] показано, что адсорб¬
ционно-связанная влага превращается в лед при температурах
значительно ниже нуля. Это обусловлено ее аномальными свой¬
ствами в тонких слоях адсорбционно-структурированной влаги и
квазижидкой пленки на поверхности льда в материале. На рис.
36, а изображена зависимость критической температуры фазово¬
го перехода от радиуса капилляра, адсорбировавшего влагу.
Адсорбционная влага не замерзает, так как для кристаллиза¬
ции, кроме уменьшения температуры, необходимо упорядоченное
расположение молекул. При температуре ниже нуля происходит
кристаллизация свободной неориентированной влаги. Связанная
влага не кристаллизируется и находится в равновесии с выде¬141
лившимися кристаллами льда, которое нарушается с дальней¬
шим снижением температуры и обусловливает фазовый переход
адсорбционно-связанной влаги. Б. В. Важенин [48] установил,
что фазовый переход влаги в микрокапиллярах радиусом 10_9м
наблюдается при температуре не выше —40—50° С.Т. А. Литвинова [146] отмечает, что при гигроскопическом
увлажнении пено- и газобетона в среде со 100% относительной
влажностью воздуха льдообразование в материале начинается
при температуре —5° С в количествах, зависящих от дифферен¬
цированной микропористости скелета и дисперсности льда [97,Ч	t3Рис. 36. Зависимость критической температур ы tK от радиуса
капилляра гк по данным В. А. Киркинского (а); количество
незамерзающей воды шн в в пенобетоне объемной массой 840 кг/м®
по данным Т. А. Литвиновой (б) в зависимости от температу¬
ры материала tu: 1 — сорбционное увлажнение, ер ='0,8; 2 —
то же, <р = 1; 3 — капиллярное увлажнение, W = 55,8%.с. 171]. На рис. 36,6 приведена зависимость количества неза¬
мерзающей адсорбционной влаги от температуры материала (по
данным Т. А. Литвиновой). На максимальной стадии сорбции
пенобетона образование в нем льда незначительно и составляет
(То = 840 кг/м3) 13,8%.Для оценки морозостойкости строительных материалов при¬
меняют ряд критериев; количество незамерзающей влаги (льди-
стость) [48, 146, 247, 97, с. 216]; деформации бетона [127, 169,
331, 332, 335]; изменение гетеропористой структуры ячеистого
бетона [154, 237, 292]; соотношение между влажностными ха¬
рактеристиками и пористостью; изменение геометрии ее порово¬
го пространства [42, 121, 290].Ячеистые бетоны в случае оптимального подбора состава сырь¬
евой смеси и технологии изготовления характеризуются высо¬
кой морозостойкостью. Так, по данным А. Т. Баранова [24],
пенобетон (уо = 600 кг/м3) выдерживает 100 циклов заморажи¬
вания — оттаивания при потере прочности на сжатие не более
25%. Е. С. Силаенков [227] указывает, что ячеистые бетоны
(Yo = 600 -s- 700 кг/м3) на извести и цементе соответственно вы¬
держивают 50—80 циклов воздействия без потери прочностных142
качеств. В работе [274] приведены результаты исследования
морозостойкости газо- и пеносиликата (у0 = 900 -г- 1100 кг/м3)
и отмечено снижение модуля упругости на 20—35% после
60 циклов замораживания — оттаивания. К. К. Куатбаев и
П. А. Ройзман [140] показали зависимость морозостойкости
ячеистого бетона от состава сырьевой смеси и вида вяжущего.
Добавка молотого кварцевого песка и гранулированного шлака
в бетоны на основе полевошпатного сырья повышает морозо¬
стойкость материала. Ячеистые бетоны на основе карбонатосо¬
держащего сырья, имеющие в составе не менее 50% кварца с
любым количественным содержанием карбоната, характеризу¬
ются высокой морозостойкостью (табл. 31) [140, с. 91]. Ячеис¬
тые бетоны на цементе обладают более высокой морозостойко¬
стью, чем изготовленные на извести [137, с. 60].Таблица 31Морозостойкость ячеистого бетона на различных кремнеземистыхкомпонентахВид ячеистого
бетонаКремнеземис¬
тый компонентОбъемная
масса, кг/м8КоэффициентразмягченияПотеря прочности
при сжатии после
15, 25 и 50 циклов15 | 25 | 50
снижение прочности,%ГазобетонКварцевый песок9000,732724177000,7924177Полевошпатовый9000,8232011песок7000,71252325ГазосиликатКварцевый песок9000,832625277000,64252324Полевошпатовый9000,72252628песок7000,76242220Морозостойкость ячеистого бетона в ограждении определяет¬
ся его влажностным состоянием. Поры и капилляры материала
в зависимости от влияния содержащейся в них влаги на моро¬
зостойкость разделяют на три группы: микропористость, объем
которой характеризуется величиной максимального сорбционно¬
го влагосодержания Р\, капиллярная пористость, влага которой
снижает морозостойкость ячеистого бетона и определяется коли¬
чеством воды водопоглощения на капиллярной стадии пропитки
Р2\ «условно-замкнутые», или «резервные», поры и капилляры
в ячеистом бетоне, содержащие защемленный капиллярной вла¬
гой воздух и заполняющиеся на стадии диффузионной пропитки,
их объем рассчитывают по величине кажущейся пористости, из¬
меренной путем водонасыщения образца материала под ва¬
куумом Р3.Исходя из этого деления пористости материала, А. В. Акимов
[61, с. 49] предложил критерий морозостойкостиК„ = (с+Р3)/Рг,	П 68)143
где с — объемная концентрация цементного камня в бетоне, учи¬
тывающий влияние влаги макро* и микропор на морозостойкость
материала. С увеличением Км морозостойкость материала воз¬
растает по параболе в зависимости от прочности и деформатив-
ных свойств межпоровых перегородок. Отметим, что аналогичная
критериальная зависимость между структурными характеристи¬
ками и морозостойкостью справедлива и для ячеистого бетона.
Ее экспериментальное обоснование — актуальная задача про¬
гнозирования эксплуатационных качеств ячеистого бетона в
ограждающих конструкциях.Следовательно, по величине влажностных характеристик ячеистого бетона
можно определить его морозостойкость. При этом следует учитывать, что Я2
вычисляют как разность между водопоглощением максимальной сорбционной
влажностью, а Рз — как разность между влагосодержанием при водонасы-
щении под вакуумом и водопоглощением.§ 8. Карбонатационная стойкостьАтмосферостойкость ячеистого бетона характеризует¬
ся не только его эксплуатационными качествами при цикличе¬
ском увлажнении — высыхании и замораживании — оттаивании,
но и стойкостью в среде углекислого газа. Влияние углекислоты
на физико-механические характеристики ячеистого бетона иссле¬
довали А. М. Бутт [42], Е. С. Силаенков [223, 225, 226],
Н. И. Федыкин [248], Т. Т. Троцко [241], М. Хамада, Г. Вербек,
Р. Кондо [171, с. 306—311] и др. В результате возрастающей
урбанизации концентрация углекислого газа в атмосфере зна¬
чительно повысилась и оказывает губительное действие на зеле¬
ные насаждения, исторические и архитектурные памятники,
ограждающие конструкции современных зданий.Механизм карбонатационного воздействия состоит в том, что
сорбция двуокиси углерода протекает одновременно с адсорб¬
цией материалом паровоздушной смеси и, взаимодействуя с ним,
изменяет химический и минералогический состав цементного
камня. Данный метаморфизм получил название карбонатации
бетона, которая происходит вследствие реакции хемосорбиро-
ванной влаги в порах геля с углекислотой воздуха. При этом
гидросиликат кальция разлагается углекислотой до образова¬
ния кальцита, ватерита и гидрогеля кремнезема [42]. Интен¬
сивность указанного процесса повышается пропорционально
температуре воздуха и влажности среды.Глубина карбонатации увеличивается с уменьшением коли¬
чества свободной влаги в материале, ростом В/Т и зависит от
вида вяжущего. У ячеистых бетонов на шлакопортландцементе
она вдвое больше, чем у бетона на портландцементе. Наиболее
подвержены карбонатации ячеистые бетоны на смешанном вя¬
жущем (табл. 32).144
Разрушающее влияние карбонатации выражается в измене’
нии дифференцированной пористости материала [42, 204]; сни*
жении прочности на сжатие и изгиб, особенно в начальный пе¬
риод воздействия [93]; увеличении плотности и ширины раскры¬
тия трещин [225]; снижении pH-влаги в бетоне, что приводит
к интенсификации коррозии арматуры [204, 248]; повышении
усадки [207], которая в 2—3 раза превышает усадку некарбо-
низированного бетона (табл. 32).Ю. М. Бутт [42], Н. К. Розенталь [204], Е. С. Силаенков
[223, 226] отмечают, что при карбонатации появляются поры
радиусом 4 мкм. Это увеличивает сорбирующую поверхность
ячеистого бетона и уменьшает содержание переходных и макро-
пор. Метаморфизм тонкопористой структуры тоберморита в
грубопористую структуру геля кремнекислоты объясняет сни¬
жение сорбционной влагоемкости материала в зависимости от
глубины и интенсивности карбонатации. Е. С. Силаенков указы¬
вает, что содержание СОг в пятисантиметровом слое (г/100 г)
ячеистого бетона в цехах с повышенным содержанием С02 в
атмосфере возрастает с уменьшением равновесного влагосодер-
жания материала и постепенно увеличивается в процессе экс¬
плуатации, снижая прочностные и эксплуатационные качества
ограждения.Воздействие углекислоты на ячеистый бетон оценивают по
стеиеии карбонатации — отношению содержания СаО, связан¬
ной с С02, к общему количеству СаО в бетоне. Уменьшение
сорбционной влагоемкости ячеистого бетона при карбонатации
также характеризует степень ее воздействия на материал в
ограждении. В работе [204] это показано на примере цемент¬
но-песчаного раствора. По методике, аналогичной [204], иссле¬
довано изменение сорбционной влагоемкости ячеистого бетона
объемными массами 510 и 970 кг/м3 при его карбонатации. На
рис. 37 приведены изотермы сорбции (при t = 20° С) ячеистого
бетона, построенные до и после карбонатации. Снижение сорб¬
ционной влажности вычисляют по величинеDk = (W'JWc)100o/o,	(169)где й?с. — сорбционная влажность после и до карбонатации
ячеистого бетона, % по массе.Снижение DK в граничных областях заполнения микропор
(<Р<25%, ср = 100%) в ячеистом бетоне хорошо согласуется с
представлениями Г. Вербека и М. Хамада [171, с. 306] о том,
что интенсивность карбонатации возрастает, если относительная
влажность воздуха равна 50—75% (нормальный и влажный
режимы эксплуатации), и уменьшается при ср < 25% из-за не¬
достатка влаги для реакции, а также в случае <р~ 100% вслед¬
ствие растворения углекислоты в капиллярно-сконденсированной
влаге.145
Интенсивность карбонатации со всеми ее последствиями для
материала проявляется именно на сорбционной стадии его вла-
госодержания. Увеличение сорбционной влагоемкости ячеистого
бетона приводит к интенсификации карбонатационного трещи-
нообразования, коррозии арматуры, росту остаточных деформа¬
ций и т. д., что характерно для ячеистых бетонов с повышенной90Ю5030ЮО^ 66050 ^
40 ^
30
20
10
О0.2ОЛ 0.6
аО, в q>Рис. 37. Изотермы сорбции карбонизированного и некарбонизированного це¬
ментно-песчаных растворов (а) по данным Н. К. Розенталя и газобетона (б)
объемными массами 510 и 970 кг/м3: 1,2— после и до карбонатации яче¬
истого бетона 970 кг/м3; 3, 4 — то же, 510 кг/м3.объемной массой. В работах [93, 204, 225] отмечено, что карбо-
натационная стойкость ячеистого бетона возрастает с уменьше¬
нием его объемной массы. В табл. 32 приведена оценка интен¬
сивности воздействия карбонатации на ячеистый бетон [207],Таблица 32Изменение прочности и усадки газобетона при карбонатацииЯчеистый бетонОбъемная
масса, кг/м3Продолжи¬тельностькарбонатации,суткиСнижение
прочности
при сжатии,%Увеличение
усадки вслед¬
ствие карбо¬
натации, %Г азобетон5802014,9177,2Газошлакобетон5702022,768,7Г азобетон на смешанном
вяжущем5952029,2186,5Исходя из доминирующей роли сорбционной влагоемкости яче¬
истого бетона в его атмосферостойкости под действием угле*146
кислого газа, необходимо определять эту характеристику для
сравнительного анализа стойкости материала при его карбони¬
зации.§ 9. Коррозия арматурыКоррозия арматуры в ячеистом бетоне протекает в
результате электрохимического взаимодействия металла со сре¬
дой, отличающейся от атмосферной пониженной щелочностью иРис. 38. Скорость коррозии ок арматуры в ячеистом
бетоне объемными массами 700 (а) и 500 (б) кг/м3 в	.зависимости от его влагосодержания в зоне располо¬
жения арматуры (по данным Е. С. Силаенкова): 1 —«7 = 30%; 2-№ = 20%; 3— № = 40%; 4 — W == 10%; 5- № = 5%.низкой основностью. Карбонатация и достаточно высокая кон¬
центрация солей в гидратных пленках ячеистого бетона интен¬
сифицируют коррозию арматуры. Высокая воздухопроницае¬
мость ячеистого бетона способствует повышению скорости кор¬
розии, которая определяется интенсивностью поступления
кислорода к корродирующей поверхности.Коррозионное разрушение арматуры характеризуется двумя
основными видами — равномерным и местным [20, с. 7]. Равно¬
мерная коррозия зависит от равномерного распространения
корродирующей поверхности по арматуре и проявляется при
работе последней на изгиб и кручение. Местная коррозия может
быть точечной, избирательной, межкристаллитной, транскри-
сталлитной и подповерхностной. Все виды местной коррозии
резко снижают механические свойства арматуры и несущую
способность ограждения, которая определяется прочностью сла¬
бого сечения арматурных стержней.147
Защитные свойства ячеистого бетона по отношению к арма¬
туре характеризуются его влажностным эксплуатационным со¬
стоянием, т. е. равновесной влажностью материала в зоне рас¬
положения арматуры в пределах защитного слоя бетона, наибо¬
лее подверженного влиянию внешней среды. Так, при очень
малой влажности с пониженной щелочностью скорость коррозии
уменьшается из-за малой ионной проводимости пленочной вла¬
ги. При высокой влажности защитного слоя бетона, когда
поступление кислорода к корродирующей поверхности ограни¬
чено капиллярной и свободной влагой, коррозия арматуры так¬
же замедляется (рис. 38).В работе [225] исследована зависимость скорости коррозии
от влагосодержания ячеистого бетона в зоне расположения
арматуры (рис. 38). Наиболее интенсивная коррозия наблюда¬
ется на начальной стадии эксплуатации арматуры в ячеистом
бетоне. При влагосодержании 40 и 50% скорость коррозии зна¬
чительно ниже, чем при 20—30% по массе. Снижение влажности
ячеистого бетона до 5—10% обусловливает быстрое затухание
коррозии и незначительную интенсивность воздействия на ме¬
талл в процессе эксплуатации.Для защиты арматуры от коррозии применяют различные
типы защитных покрытий [12], из которых наилучшую сохран¬
ность арматуры обеспечивает цементно-битумное покрытие.
Снижение коррозии арматуры в ячеистом бетоне можно достиг¬
нуть вследствие уменьшения его сорбционной влагоемкости до
5—10% по массе. При этом значительно снижаются требования
к качеству защитного покрытия металла [334].
у Методы измерения влажностных
глава *арактеРистик ячеистого бетона§ 1. Статические методыСтатические методы определения сорбционной влаж¬
ности ячеистого бетона обусловливают адсорбционное насыще¬
ние сорбента в статическом режиме до установления термоди¬
намического равновесия в системе сорбат—сорбент, регистри¬
рующегося по стабилизации массы образцов сорбента. Исследуя
взаимосвязь между количеством сорбата в сорбенте при разных
равновесных давлениях и постоянной температуре, вычисляют
количественные характеристики изотермы сорбции материала
[295, с. 60—132].Весовой метод построения изотерм сорбции заключается в
измерении количества адсорбированного вещества адсорбентом
с помощью микроаналитических весов различной конструкции,
например весов Мак-Бэна и Бакра [215, с. 87] с чувствитель¬
ностью 105. В специальной весовой адсорбционной установке
исследуемый образец материала насыщают адсорбатом при
заданных относительном давлении и температуре. Количествен¬
ную оценку адсорбции производят посредством катетометра
путем регистрации изменения длины кварцевой пружины под
весом адсорбированного материалом пара или газа [123, с. 38;
295, с. 108].Объемный метод исследования сорбционной влагоемкости
материала в образце состоит в определении объема пара или
газа, сорбированного образцом на специальной объемной ад¬
сорбционной установке [295, с. 75].Весовой и объемный статические методы измерения сорбци¬
онной влажности нашли ограниченное применение при сорбцион¬
ных исследованиях строительных материалов из-за сложности
аппаратурного обеспечения.Сравнительная простота аппаратуры и обслуживания, свой¬
ственная статическому эксикаторному (тензометрическому) ме¬
тоду построения изотерм сорбции, обусловила его широкое рас¬
пространение [43, 260] в исследовательской практике заводских
лабораторий предприятий строительной индустрии (ГОСТ
Г2852—67). Сущность эксикаторного способа состоит в том, что
исследуемый на сорбционную влажность образец материала
помещают в изолированный от окружающей среды объем —149
эксикатор. В последнем с помощью генератора влажности (рас¬
твор серной кислоты или глицерина, насыщенный бинарный
водно-солевой раствор или дистиллированная вода) обеспечи¬
вают требуемую относительную влажность воздуха. Термодина¬
мическое равновесие в системе ячеистый бетон — паровоздушная
смесь достигается после 4—6 месяцев, что негативно характери¬
зует метод в аспекте контроля качества продукции в заводских
условиях.Рассмотрим генераторы влажности, применяемые при экси-
каторном методе.Растворы серной кислоты с концентрацией, определяющей
упругость, водяных паров в эксикаторе, достаточно распростра¬
нены в практике сорбционных исследований [260,] хотя имеют
ряд существенных недостатков. Основной из них — их агрес¬
сивность [29, с. 363], обусловленная тем, что материалом сорби¬
руются не только молекулы Н20, но и молекулы S03, действую¬
щие на гидросиликатные связки и способствующие возникнове¬
нию новообразований в материале, которые искажают величину
его сорбционной влажности. Количественная оценка процесса
диссоциации газообразной серной кислоты приведена в работах
[151, 240, 333], где показано, что парциальное давление паров
воды в эксикаторе£*НгО = Р общ — PsOi = /’общ— (PH1SOi — Pso,) (170)обусловливает наличие в его газовой среде, кроме молекул Н20,
значительного количества молекул SO3. Причем с повышением
концентрации раствора H2S04 (для снижения относительной
влажности воздуха в эксикаторе) возрастают их количество и
степень агрессивного воздействия на исследуемый материал.
В процессе сорбции влаги образцом материала раствор H2SO4
обезвоживается, его концентрация увеличивается. Это обуслов¬
ливает снижение относительной влажности воздуха в эксикато¬
ре и приводит к тому, что термодинамическое равновесие в
системе сюрбат — сорбент наступает при значениях относитель¬
ной влажности, заниженных по отношению к начальным.Водные растворы глицерина не получили распространения в
отечественной исследовательской практике из-за нестабильности
их термодинамических характеристик [29, с. 364].Насыщенные бинарные водно-солевые растворы как генера¬
торы влажности широко применяют [97] благодаря ортодо¬
ксальному понятию о постоянном значении их растворимости
(концентрация насыщенного раствора в изотермических услови-,
ях называется растворимостью) и парциального давления паров
воды над ними в заданных термодинамических условиях. Недо¬
статками этого генератора влажности являются зависимость
растворимости и, следовательно, относительной влажности воз*
духа над раствором от некоторых факторов; значительная лету-,
честь ряда солей, в результате чего образец в процессе анализа150
покрывается налетом соли, искажающим результаты исследова¬
ния сорбции [65]; высокое значение температурного коэффици¬
ента растворимости ряда солей, обусловливающее необходимость
повышения точности термостатирования. Однако по сравнению
с двумя описанными генераторами влажности насыщенные би¬
нарные водно-солевые растворы более перспективны. Это опре¬
деляет актуальность устранения их недостатков для повышения
точности определения сорбционной влажности строительных
материалов эксикаторным способом.§ 2. Динамические методыДинамические методы исследования сорбционной
влажности разработаны с целью ускорения процесса построения
изотермы сорбции материала. В практике сорбционных исследо¬
ваний наиболее распространен метод, основанный на записи
хромотограмм [68, с. 81]. Однако методы газовой хромотогра-
фии не применяют при изучении сорбции водяного пара вслед¬
ствие того, что хромотографический анализ протекает очень
быстро, а сорбционное равновесие водяного пара характеризу¬
ется значительно большей продолжительностью.В вакуумном динамическом методе, когда паровоздушная
смесь просасывается сквозь адсорбент, прирост влажности реги¬
стрируют по достижении последним постоянной массы посред¬
ством специальной весоизмерительной установки. Ее оснащают
весами различных типов, которые обеспечивают заданную чув¬
ствительность: кварцевые пружинные весы Мак-Бэна, весы систе¬
мы Кан, электромагнитные весы [295, с. 123], весы с магнитной
подвеской [107, 284].В строительной исследовательской практике использование
статических методов ограничено требованиями экспрессности
анализа для оперативного контроля качества продукции. Дина¬
мические методы не применяют вследствие их сложности обслу¬
живания и аппаратурного обеспечения [4]. В связи с этим
представляют интерес ускоренные методы сорбционного анали¬
за, разработанные в агрохимии. Ранее [159] предложена мето¬
дика ускоренного определения сорбционной влажности семян,
позволяющая по данным их пятичасового статического влаго-
насыщения путем графической экстраполяции установить при¬
ближенное значение равновесной влажности при заданных отно¬
сительной влажности и температуре воздуха.§ 3. Эксикаторный способ (анализ
систематических и случайных погрешностей)При испытании ячеистых бетонов (ГОСТ 12852—67)
сорбционную влажность материала рассчитывают эксикаторным
способом с генератором влажности в виде насыщенных бинар¬151
ных водно-солевых растворов. Для минимизации погрешностей
в определении сорбционной влажности строительных материа¬
лов необходимо обеспечить негигроскопичность эксикатора и
находящегося в нем лабораторного оборудования; тщательное
термостатирование эксикатора с целью уменьшения в нем тем¬
пературных градиентов; возможное увеличение отношения пло¬
щади насыщенного раствора к объему воздуха в эксикаторе (для
снижения длительности переходных процессов); объем мате¬
риала, который не нарушал бы гигротермического равновесия
в системе сорбат — сорбент выделением или поглощением тепла
и влаги в процессе сорбции [98]. Представительность результа¬
тов сорбционного анализа обусловлена неизменностью термоди¬
намических характеристик генератора влажности 6 процессе
сорбции.Относительную влажность воздуха над водными растворами
солей определяют по закону Рауля<р = 1 — (п0Мс)/(пвМв + псМс),	(171где Мс, Мв — молекулярные массы соли и воды (Мв = 18); пс —
число молей соли, растворенной в пв молях воды, который сле¬
дует рассматривать как приближенный для насыщенных раство¬
ров, но свидетельствующий о том, что в изотермических усло¬
виях относительная влажность воздуха над этим генератором
влажности однозначно зависит от концентрации соли.Известно [17, с. 7], что растворимость при данных термоди¬
намических условиях и неизменном химическом составе твердой
фазы не однозначная, а зависит ог дисперсности соли (так как
с повышением дисперсности твердой фазы увеличиваются энер¬
гия гидратации и растворимость соли [71, с. 269]) и плотности
раствора [211], величины относительного пересыщения, темпе¬
ратуры кристаллизации пересыщенных растворов, переохлаж¬
дения и пересыщения растворов, метастабильной границы рас¬
творимости и размера кристаллических'зародышей. Следователь¬
но, если растворимость насыщенного бинарного водно-солевого
раствора зависит от большого количества факторов, то стабиль¬
ность относительной влажности воздуха над ним определяется
их суммарным воздействием. Отсюда следует, что первый кри¬
терий предпочтительного применения насыщенного раствора —
минимально возможное изменение его растворимости в изотер¬
мических условиях. Второй же критерий устанавливают с по¬
мощью температурного коэффициента насыщенного раствора/ = (d lg т)/дТ,	(172)(т —моляльность раствора; Г — температура), характеризующе¬
го изменения растворимости в зависимости от температуры [125;
17, с. 40].Некоторые насыщенные бинарные водно-солевые растворы по
этим критериям оценивают на основании результатов статисти¬152
ческой обработки опубликованных экспериментальных данных о
их растворимости в зависимости от температуры и изотермиче¬
ских условий; теоретической аргументации полученных зависи¬
мостей с помощью термодинамики насыщенных и пересыщенных
растворов. С этой целью проанализировано более 1000 значений
растворимости насыщенных растворов при барометрическом
давлении и температуре от 278 до 313 К [17, 19, 18, 53, 125,
166, 198, 231, 238, 293, 294]. В результате исследований и в
соответствии с рекомендациями Национального бюро эталонов
США выбраны растворы NaCl, MgCh, КС1, KNO3, Mg(N03)2,
Na2S04, K2SO4, которые характеризуются минимальным значе¬
нием температурного коэффициента, незначительной токсично¬
стью и агрессивностью к различным материалам.Высокое значение коэффициента корреляции (гк > 0,84), вы¬
численного по алгоритму, предложенному в работе [98], позво¬
ляет по уравнению регрессии, например для KNO3, видас(г) =26,417 + 0,727 (Г — 23,429)	(173)определить расчетные значения растворимости насыщенных би¬
нарных водно-солевых растворов (табл. 33) и точность аппро¬
ксимации рассматриваемой зависимости относительной погреш¬
ностьюев(Г) = (Дcjcm) • 100% € 10,04 ч- 2,86% |.	(174)Таблица 33Расчетные С\ и вероятные экспериментальные С* значения
растворимости насыщенных бинарных водно-солевых растворов
и абсолютная АС погрешность их определения по уравнению
регрессииНасыщен¬
ный водно¬
солевой
paciворКоэффи¬циенткорреля¬цииКонцентрация раствора в сравнении со спра¬
вочными даннымиВеро¬ятное’С(Т),2°<•20и'ГАС,20MgCls0,91335,7835,400,3836,0335,700,330,3361,07NaCl0,97226,3126,400,0926,4626,450,010,7550,34Na^SOJ0,90816,5616,100,4621,6321,800,170,9432,86КС10,83725,6025,690,0927,2527,200,050,8540,35KNO,0,97523,9524,000,0527,5627,500,060,9320,21K2S040,89310,0210,000,0210,8410,750,090,9720,02Mg(NC>3)20,92642,3442,300,0442,9942,900,090,5490,94Расхождение значений растворимости (при Т = 293 К),
определенных по уравнению регрессии, и среднестатистических
вероятных (по справочным данным [236]) оценено абсолютной
погрешностью А с и приведено в табл. 33. Проведенная статисти¬
ческая обработка показывает, что выбранные насыщенные би¬153
нарные водно-солевые растворы отличаются минимальным зна¬
чением /, а высокая точность аппроксимации зависимости с =
= f(T) позволяет количество оценить изменение над ними
относительной влажности воздуха при девиации температуры
опыта от заданного значения [98, с. 41].«Погрешность от растворимости». Рассмотрим изменение
растворимости насыщенного, бинарного водно-солевого раство¬
ра в изотермических условиях, обусловленное перечисленными
факторами нестабильности. С этой целью экспериментальные
значения растворимости (при Т = 278, 293 и 298 К), опублико¬
ванные в работах [19, 231, 237, 238], статистически обработаны,
определены их истинные значения, а также возможные откло¬
нения от них в пределах доверительного и толерантного интер¬
валов. Отметим, что результаты статистической обработки
результатов наблюдений зависят не только от точности их опре¬
деления, но и от принятой методики статистического исследо¬
вания.В настоящее время экспериментальные данные обрабатывают по методи¬
кам [27, 39, 97, 106, 130, 210, 232, 257], в основном различающихся толкованием
представительности тех или иных статистических критериев. Это вызывает
несопоставимость результатов статистической обработки (даже для адекват¬
ных зависимостей). Чтобы обеспечить сопоставимость результатов статисти¬
ческой обработки экспериментальных данных, необходимо унифицировать
алгоритм. Всесоюзный научно-исследовательский институт метрологии им.
Д. И. Менделеева издал в 1972 г. методическое пособие (под ред. д-ра техн.
наук, проф. К. П. Широкова), где приведен алгоритм статистической обра¬
ботки, составленный с учетом последних достижений теории вероятности и
математической статистики [108]. В нашей работе все статистические расче¬
ты выполнены по рекомендованному алгоритму.Выбор предпочтительного раствора для генератора влажности
обусловлен, кроме рассмотренных критериев, условиями экс¬
плуатации ячеистого бетона в ограждении. Влажностный режим
ограждающей конструкции (СНиП II-А. 7—71) оценивают по
значению относительной влажности воздуха: для сухого режи¬
ма эксплуатации (ср < 0,5) применяют насыщенный раствор
MgCl2-6H20; для нормального (0,5 < ^ < 0,6)—Mg(N03)2'6H20;
для влажного (0,61 < ср < 0,75) — NaCl; для мокрого (ср > 0,75)—
КС1. Чтобы определить максимальную сорбционную влажность,
при ср > 0,95 используют насыщенный раствор Na2S04 • ЮН20.
При этом обеспечивается достаточное количество эксперимен¬
тальных значений сорбционного влагосодержания материала для
построения его изотермы сорбции.Статистическую оценку изменения растворимости перечне-
ленных насыщенных бинарных водно-солевых растворов в изо¬
термических условиях осуществляем на основании следующих
положений. Нормальность распределения экспериментальных
значений растворимости определена при условии значимости со¬
ставного критерия 0,03, т. е. гипотеза о нормальности распреде¬
ления согласуется с данными наблюдения с вероятностью не154
менее 0,97. Доверительный интервал для истинного (вероятно¬
го) значения растворимости вычислен с вероятностью 0,999 и
характеризуется средним относительным отклонением для всех
рассматриваемых растворов [158, с. 30]е0 = (tqS-/ci) • 100%,	(175)где tq — критерий Стьюдента; S-— оценка среднего квадратиче¬
ского отклонения результата измерения.Границы толерантного интервала — экспериментальные зна¬
чения вероятной растворимости насыщенного раствора — рас¬
считаны с вероятностью 0,999 и свидетельствуют о том, что
99,73% будущих наблюдений будет находиться в границах толе¬
рантного интервала с указанной вероятностью.Результаты статистической обработки более 500 значений
растворимости насыщенных растворов солей NaCl, MgCl, К.С1,
Na2S04, KN03 (при Т = 293 К.) приведены в табл. 34.Количественная оценка истинных значений растворимости,
установленных выше, и вероятных, оговоренных в справочной
литературе [237, 238], произведена по следующим показателям.
Относительная ошибка определения истинного значения Cj по
сравнению с вероятным с\ес,- = (ос — с\!с\) • 100%.	(176)Относительное отклонение растворимости в пределах довери¬
тельного интервала найдено по формуле [175]. Относительное
отклонение растворимости в пределах толерантного интервала,
характеризующее ее экстремальные значения в изотермических
условиях:Ч = (Л —cmjn)/cmin • 100%; tCi = (/2—cmjn)/cmax • 100%, (177)где l\, I2 — верхняя и нижняя границы толерантного интервала.В результате статистической обработки вычислены такие
значения растворимости насыщенного бинарного водно-солевого
раствора: вероятная сь оговоренная в справочниках (при Т =
= const); истинная с,, полученная в результате статистической
обработки и совпадающая с точностью до 0,2% с вероятной;
минимально возможная с0> определенная по нижней границе то¬
лерантного интервала и характеризующая минимально возмож¬
ную растворимость насыщенного раствора в изотермических
условиях; максимально возможная с% рассчитанная по верхней
границе толерантного интервала и обусловливающая максималь¬
но возможную растворимость насыщенного раствора.Следовательно, экспериментальные значения растворимости
насыщенного раствора должны рассматриваться относительно
своего вероятного [236] значения и характеризоваться как кон¬
центрированные (с,с |с0—v-CjI), насыщенные (с» = Cj) и пересы¬
щенные (с{б|с,-г-б'г|). Это предопределяет систематическую по¬
грешность, возникающую при приготовлении генератора влаж¬155
ности, растворимость которого в зависимости от ряда факторов
не постоянная величина, а элемент множества значений в интер¬
вале Со — с2 [120]. Количественная оценка указанной погреш¬
ности, названной «погрешностью от растворимости», произведе¬
на по формулам (175) —(177) и приведена в табл. 34. Для
теоретической оценки этой погрешности обратимся к теории
пересыщенных растворов, развитой в работах Е. М. Ахумова,
Е. В. Пылковой, Е. В. Хамского, Н. С. Спиро, В. И. Псарева,
X. Баларева и т. д. [16, 18, 19, 237, 238]. Базируя теоретические
обоснования экспериментальных исследований на классических
положениях о кристаллизации русских академиков Т. Е. Ловица
и Д. И. Менделеева, советские ученые создали стройную теорию
растворимости насыщенных и пересыщенных многокомпонент¬
ных водно-солевых растворов, которая применяется в важнейшей
отрасли народного хозяйства — галургии.Таблица 34Значения вероятной, истинной, минимально возможной и макси¬
мальной концентрации растворов, рекомендованных в качестве
генераторов влажности при определении сорбционной влажности
ячеистых бетонов статическим способом5 Я
2 о.хЯ0? О.
«0 4*Границы довери¬
тельного интер¬
вала, %Границы
толерантного
интервала
/1—lgСоль^ S м5 « £о -чft* *
о 35CQ * sf* я
х <и
5 *и S R
« о я
S а: яS?1 с£ ~~ *q -S-
Ч + ^оГ|ессЕксаВMgCl2 X35,435,4035,23—35,560,4634,99—35,8135,2135,590,60,61X 6Н20NaCl26,426,4026,31—26,490,3325,49—27,3125,5626,800,271,9KCI25,625,6025,33—25,861,0523,1—28,0825,026,967,64,15Na2S04 X16,116,140,215,98—16,311,0214,95—17,3415,7517,345Д27,7X юн2оKN0324,023,970,123,02—24,923,9617,12—30,8121,1025,1219,026,6Насыщенные растворы приготовляют путем их нагревания
выше заданной температуры с последующим медленным охла¬
ждением. При этом достигается равновесное состояние в систе¬
ме жидкость — твердое тело, которое обусловлено раствори¬
мостью в заданных изотермических условиях. В зависимости
от ее дисперсности (как доминирующего параметра) и ряда
приведенных факторов концентрация раствора характеризуется
насыщенным или пересыщенным состоянием. Она также зави¬
сит от того, с каким гидратом соли находится в равновесии
вода. Д. И Менделеев, а позднее Вант-Гофф, показали, что
концентрация раствора, находящегося в равновесии со стабиль¬
ной формой гидрата, всегда значительно меньше, чем при рав¬
новесии с его нестабильной формой. Например, массовое содер¬
жание раствора Na2S04 (Т=283К) в равновесии со стабиль¬156
ным декагидратом ЫагБОг ЮНгО имеет концентрацию 8,35%
[17, с. 7], а в равновесии с гептагидратом Na2S04-7H20 —
23,6%.Зависимость растворимости соли от ее дисперсности можно
описать с помощью коэффициента пересыщения раствора
(табл. 35)(г = (с; — С\)1с\ • 100%,	(178)который в изотермических условиях обратно пропорционален
радиусу частиц соли:(д. = (k/ra) • 100%,	(179)где k — изотермический коэффициент по Срикантану [17, с. 11];
г0 — радиус частиц соли.Таблица 35Статистические ц и максимальные р-тах значения коэффициентов
пересыщения бинарных водно-солевых растворов (при Т — 293 К)Бинарный растеор
(твердая фаза)с\с2 %V- %Бинарный раствор
(твердая фаза)Cthnax%MgCla • 6Н2035,4035,600,56MgCl, • 6Н2037,405,65NaCI26,4026,801,51NaCI•2Н2028,096,40КС125,6026,965,31КС1 • Н2031,7524,02Na,S04 • ЮН2016,1025,1256,02Na2S04 • 7Н2029,4682,98Для рассмотренного выше примера пересыщения раствора
массовое содержание Na2S04-7H20 равно 238,4%, раствор пере¬
насыщается более чем в два раза.В работах Е. И. Ахумова [16—18] показано, что существует
метастабильная граница пересыщения водно-солевого раство¬
ра, за которой он (как бы его ни перегревали) нейтрализуется
переходом в лабильное состояние, характеризующееся спон¬
танным процессом кристаллизации соли.Термин «метастабильность» введен в 1897 г. В. Оствальдом
для обозначения пересыщенных растворов и переохлажденных
жидкостей, которые могут оставаться в таком состоянии в те¬
чение длительного времени.Таким образом, перегревая раствор относительно заданной
температуры, получаем пересыщенный раствор с растворимо¬
стью от Ci до метастабильной границы растворимости с2. В этом
случае предельное пересыщение раствора определяется макси¬
мальным значением коэффициента пересыщенияИглах = (С2— С\)!с\ • 100%.	(180)Оценивая степень пересыщения растворов статистическим и
максимальным (по данным Е. И. Ахумова, Е. В. Пылковой и
др.) значениями коэффициента пересыщения (табл. 35), отме¬
чаем их хорошую сопоставимость, свидетельствующую о том,157
что систематическая «погрешность от растворимости» измеря*
ется десятками процентов при априорном рассмотрении раство¬
римости генератора влажности. Здесь следует остановиться на
факторах, влияющих на степень и длительность пересыщения
растворов в процессе их приготовления.Известно, что охлажденная до заданной температуры бинар¬
ная смесь сохраняет свое равновесие с метастабильной фазой
до тех пор, пока в ней по тем или иным причинам не возникнут
центры кристаллизации, обусловливающие спонтанную крис¬
таллизацию избыточной соли из жидкой фазы. Эта кристалли¬
зация, т. е. переход раствора из пересыщенного в насыщенное
состояние, протекает с определенной скоростью, зависящей от
степени пересыщения и ряда других факторов. Так, в работе
[16] показано, что скорость изменения моляльной растворимо¬
сти раствора от метастабильной с2 до вероятной имеет видУкР = (с2 — ci)h	(181)(т—продолжительность кристаллизации), т. е. возрастает про¬
порционально пересыщению с уменьшением температуры предва¬
рительного разогрева. Отсюда вытекает, что для снижения сте¬
пени пересыщения раствора следует минимизировать температур¬
ный перепад при его предварительном разогреве по сравнению
с температурой опыта.Для кристаллизации соли необходимо наличие центров крис¬
таллизации, так как пока они не образуются, раствор будет
находиться в пересыщенном состоянии. Существует мнение
[71, с. 271], что если потереть стеклянной палочкой о стенки
сосуда с раствором или допустить адсорбцию посторонних при*
месей (даже лабораторной пыли), то в растворе произойдет
кристаллизация. X. Баларев [19] показал, что пересыщенные
бинарные водно-солевые растворы могут существовать даже
в присутствии твердой фазы сравнительно долго. При этом ни
трение стеклянной палочкой, ни растирание стекла в ступке с
пересыщенным раствором Na2S04, ни многомесячное хранение
его в открытой мензурке не приведут к кристаллизации. Так,
пересыщенный раствор Na2S04 массовым содержанием 29,8%,
насыщенный при 100° С, не кристаллизовался в течение восьми
месяцев при температуре от 6 до 25° С.Следовательно, пересыщенные растворы могут сохранять
свои свойства на всем протяжении сорбционного анализа влаж¬
ности эксикаторным способом, что подтверждается результа¬
тами многочисленных исследований. Это предопределяет акту¬
альность количественной оценки возникающей при этом погреш¬
ности в определении сорбционной влажности строительных ма¬
териалов. «Погрешность от растворимости» появляется при из¬
готовлении генератора влажности в виде насыщенного бинар¬
ного водно-солевого раствора с априорным значением его веро¬
ятной растворимости и обусловливается значительным отли¬158
чием последней от принятой в ГОСТ 12852—67 вследствие воз¬
можного пересыщения раствора от вероятного С\ до метаста-
бильного С2 значения растворимости.Теперь, когда установлены границы возможного изменения
концентрации и растворимости генератора влажности, оценим
его влияние на плотность раствора и относительную влажность
воздуха над ним в изотермических условиях. Анализ теоретиче¬
ских и эмпирических уравнений, описывающих зависимость
плотности d и относительной влажности воздуха ср от раствори¬
мости с [53, 125, 161, 166, 237, 238, 293, 294] показал, что наи¬
более пригодны формулы Д. И. Менделеева, Н. Л. Пейсахова,
И. Н. Максимовой, Ш. Лендьела, А. Б. Здановского, Г. И. Ми-
кулина, Юнга и Л. Л. Эзрохи. Эмпирические зависимости
Л. Л. Эзрохи [293, 294] d=f(c), tp=f(c) приняты в качестве
расчетных, поскольку их точность аппроксимации в диапазоне
температур 273—298 К не хуже 0,0001 и они имеют значения
эмпирических коэффициентов для рассматриваемого ряда насы¬
щенных бинарных водно-солевых растворов. Плотность раство¬
ра рассчитывают методом коэффициентов по формуле [293]Пlg (di/do) = 2 «А	(182)t=l(а; — эмпирический коэффициент; ct — растворимость; i — коли¬
чество различных солей в растворе), характеризующейся абсо¬
лютной ошибкой Дс для растворов NaCI—0,5 • 10-3; Na2S04 —
0,5 - 10-3; КС1—Ю-3; MgCb — 0,Ы0~3 (при Т = 293К).По формуле (182) вычислены значения плотности перечис¬
ленных растворов (Г=278н-313 К) в зависимости от измене¬
ния их растворимости от с0 до с2, которые сопоставлены с экс¬
периментальными значениями, измеренными денсиметром с точ¬
ностью до 0,001 (на рис. 39 они показаны точками). Изменение
плотности насыщенного раствора в зависимости от его раство¬
римости оценено относительной величинойed = (di/di — 1) • 100%	(183)и приведено в табл. 36. Здесь и далее со -> do -»■ <р0; с\ -*■ d\ -*■ 91;
С2 -+d2 -► 92; Ci-ydi-*- срЗависимость относительной влажности воздуха над раство¬
ром от его растворимости описывается эмпирическим уравнени¬
ем Л. Л. Эзрохи [294]lg ? = 2 (z<«< + 2 с\	(184)i= 1 \	;=i /где —эмпирические коэффициенты.По формуле (184) определены значения относительной влаж¬
ности воздуха над раствором в зависимости от его растворимо¬
сти (Т = 278-г-313 К). Результаты расчета оценены относитель¬
ной величинойе<р = (cpi/cpi — 1) • 100%	(185)159
с,Иедосыщенш
VXПересыщениеcta*f(c)
с/!0"69,56-3.8ТС +0.055-С*Рис. 39. Зависимость плотности а бинарного водно-солевого
раствора MgCl2 от его растворимости (t = 10, 20 и 40° Q:
	d = f (с);	sd = f (с)-Рис. 40. Зависимость относительной влажности воздуха <р над
бинарным водно-солевым раствором MgCl2 от его раствори¬
мости (f = 10, 20 и 40° С):	<р = / (с);	= / (с).
и сведены в табл. 36. Экспериментальные значения относитель¬
ной влажности воздуха над раствором измерены изопиестиче-
ским способом [200] и обозначены точками на рис. 40.Таблица 36Концентрация, плотность и относительная влажность воздуха
над бинарными водно-солевыми растворами и оценка их относи¬
тельного изменения за счет «погрешности от растворимости»
(Г = 293 К)Раст ворCic0, 1, 2• 100%*td0. 1,2tli ■ 100%fi=Р0, 1 , 2tlL ■ 100%солиblftг/млг/млdivtco35,001,130do1,32600,376To0,34903,254MgCljC)35,400di1,331000,33800ъ37,405,650d21,35301,653Ъ0,278017,751^025,563,182do1,19000,568?o0,76601,591■ NaCICi26,400di1,19680fi0,75400C228,096,401di1,21101,186Ъ0,72733,541c„25,002,344dq1,16690,325?00,85430,557КС1C)25,600di1,17070¥10,84940c231,7524,023d%1,21683,9384>20,79466,451C015,006,832d01,13791,052?00,94280,469. Na2S04C116,100d,1,15000?10,93840C229,4682,981d}1,293711,108Ъ0,88635,552Таким образом, при возможном пересыщении насыщенного
бинарного водно-солевого раствора ц,таж на десятки процентов
относительная влажность воздуха над ним е¥ изменяется до
20%, что влечет за собой изменение сорбционной влажности
материала, которое не учитывается в стандартной методике.По экспериментальным значениям сорбционной влажности
(определенной для граничных значений относительной влажно¬
сти воздуха в эксикаторе (WV-><pо.	№2->-¥2), постули¬
руя линейную зависимость № =/(<р) в рассматриваемом диапа¬
зоне изменения <р € |<ро-н<р2[, рассчитывают промежуточные зна¬
чения сорбционной влажности материалаW i = WQ + [{W % — W о)/(<рг — <рв)] (<р; — <ро)>	(186)где W{€ | W0-t- Й72|, и ошибку измерения сорбционной влажно¬
сти (табл. 37):e., = (W-l) • 100%.	(187)Зависимость еШо = / (<р) показана прямыми /—3, а изотермы
сорбции рассматриваемых материалов характеризуются танген¬
сом их угла наклона, описываются уравнением (рис. 41)Wt == % + Ь.	(188)6 1-41161
Таблица 37Сорбционная влажность ряда строительных материалов для огра¬
ждающих конструкций и ее относительная ошибка в определении,
обусловленная «погрешностью от растворимости» (Г = 293 К)Насыщен¬
ный водно¬
солевой
растворfts<ft 0/°wr %e»r%%ewK%W'r.c%Ч-.с%%Чл%0,3492,251,023,920,7991,393,471,440,2742,04MgCl20,33800,9800,78803,4200,?6900,27817,750,7721,360,7287,613,157,890,23911,150,7661,593,194,722,3963,16,081,290,5162,38NaCI0,75403,0502,3240600,50400,7273,542,7210,632,1626,975,822,920,4775,360,8540,586,734.53,8963,1810,653,930,6311,2КС10,84906,4403,776010,2500,62300,7956,453,3148,622,7227,976,734,590,55710,580,9430,4714,564,296,292,4417,822,310,8722,35NasS040,938013,9606,14017,4200,85200,8865,557,9642,984,6424,8313,3923,130,65223,47Wr, tWr — сорбционная влажноеть и относительная ошибка для газобетона,
о i0 = 650 кг/м8; WK, t —то же для керамзитобетона с ]0 = 735 кг/м3; Wrt>
*а,ре — то Ж0 Для газовиликата о f0 = 1290 кг/м3; №сл> еш<,л— тоже для си¬
ликатного кирпича с к„= 1800 кг/м8.Рио. 41. Зависимость относитель¬
ной погрешности ew в определении
сорбционной влажности ряда стро¬
ительных материалов от относи¬
тельной влажности воздуха в экси¬
каторе над раствором («погреш¬
ность от растворимости») при t == 20е Cl	для керамзитобе¬
тона 7о = 735 кг/м3, пеносиликата
у0 = 690 кг/м3 и газосиликата 70== 700 кг/м8 над р асгвором MgCl2;—	изотермы сорбции этих мате¬
риалов.Поскольку для исследуемых изо¬
терм tga; прямо пропорционален			приращению сорбционной влаж-Недосыщеиие Пересыщение	ности материала то с увели*чением сорбционного потенциала возрастает и его относитель¬
ная ошибка определения, что характерно для ячеистых бетонов.Чтобы уменьшить «погрешность от растворимости», рекомен¬
дуется строго оговорить исходную массовую концентрацию на¬
сыщенного бинарного водно-солевого раствора и методику его162
приготовления по ГОСТу .при испытании материалов ограждаю¬
щих конструкций [120].Методика приготовления насыщенного бинарного
водно-солевого раствора для использования его в ка¬
честве генератора влажности. Эмпирический насыщенный бинар¬
ный водно-солевой раствор с заданной концентрацией приготовляют на биди¬
стилляте и реактиве соли квалификации ч. д. а. или х. ч. Так как генерато¬
рами влажности воздуха в эксикаторе являются насыщенные растворы вод¬
ных солей, например MgCb, NaCl, КС1, Na2S04, следует учитывать их кри¬
сталлизационную влагу вследствие значительной гигроскопичности.Допустим, нужно приготовить 200 г насыщенного раствора с вероятным
Значением массового содержания концентрации 16,1% при Т = 293К (Na2S04).
Количество безводной соли находим из пропорции100 - 16,1200 — х * = 32-2г‘При этом количество воды, необходимое для растворения, а>н Q = 200-f-32,2 =
= 167,8 г, что определяет растворимость безводной соли32,2 - 167,8... *= 19,19 р на 100 г Н20.
х — 100Количество десятиводной соли находим согласно соотношению молекулярных
масс рассматриваемых солей MNajSOi = 142,041; AfNa>SOi. 10 Н20 = 322,195
из пропорции	*142,041 — 322,195 л: = 73,04 г, воды нужно взять
32,2 — х	»н ,0 = 200 — 73,04 = 126,96 г.Растворимость десятиводной соли определяем из отношения
73,04 — 126,96
х— 100х = 57,53 г на 100 г НаО.Таким образом, чтобы приготовить насыщенный раствор, следует поль¬
зоваться предварительно обезвоженной солью в количестве 19,2 г на 100 г
воды или растворять в воде"	,	Т а б л и ц а 38Растворимость бинарных водно-соле¬
вых растворов (Т = 293 К)соль с кристаллической влагой,
которую соль абсорбирует при
хранении в заводской лабора¬
тории, в количестве 57,53 г на
100 г воды. Аналогичные рас¬
четы проведены для остальных
растворов при их вероятной
растворимости Ci (табл. 38).В соответствии с количест¬
вом раствора (табл. 38) соль
растворяют в бидистилляте при
температуре, превышающей
температуру опыта на 10°. При
этом получают значение раст¬
воримости, близкое к вероятно¬
му. Затем раствор медленно
охлаждают и по температуре
термостатирования эксикатора
определяют найденное значение растворимости посредством денсиметра с точ¬
ностью до 0,001 с помощью графиков на рис. 42 или формул линейной
интерполяции (табл, 36).БезводнаясольРас¬твори¬мостьверо¬ятнаяКоли¬
чество
соли
в 1 г
на
100 г
водыВоднаясольКоличе¬
ство соли
в 1 г
на 100 р
водыMgCla35,454,8MgCljXХбНаО309,8NaCl26,435,87NaCl35,87КС125,634,4КС134,4Na2S0416,119,9Na»S04 х
X ЮНаО57,536*163
«Термодинамическая погрешность». Адсорбционное влаго-
насыщение образца материала в замкнутом объеме эксикатора
над ограниченным количеством раствора генератора влажности
имеет следующие термодинамические особенности. Образец сор¬
бирует влагу из ее газовой фазы над раствором под влиянием
адсорбционных сил взаимодействия. При этом количество водя¬
ного пара над раствором вследствие термодинамического равно¬
весия восстанавливается в результате испарения влаги из рас¬
твора, т. е. происходит экзогенное обезвоживание последнего
образцом. Степень обезвоживания раствора зависит от сорбци¬
онного потенциала материала, соотношения его объема и объ¬
ема раствора в эксикаторе, количества паровоздушной смеси,
а также определяет изменение концентрации раствора генера¬
тора влажности в зависимости от направления процесса сорб¬
ции. Это изменяет относительную влажность воздуха в экси¬
каторе, что в свою очередь обусловливает погрешность в опре¬
делении сорбционной влажности исследуемого материала.
В оценке данной погрешности исходим из аналогии процессов
обезвоживания растворов при кипении, вакуумировании и ад¬
сорбционном водопоглощении, усматривая разницу в том, что
в последнем случае происходит селективное (только паров
НгО) обезвоживание.Известно [175, с. 15], что газовая фаза образована смесью
воздуха и пара, в которой парциальный химический потенциал
пара [ап меньше потенциала [ап однокомпонентной системы. По-
сколько химический потенциал некоторой компоненты смеси
газовц'п (Р, Т) = (j-п (Р, Т) + RT • In xt,	(189)то испарение воды в экеикаторе увеличивает концентрацию пара
х„ и парциальный потенциал [ап(Р, Т). Испарение прекращается,
если [АП = [аж (Р, Т), т. е. при термодинамическом равновесии
в системе жидкость — газ, когда парциальное давление пара ха¬
рактеризуется упругостью насыщенного пара РП, которая зависит
от концентрации раствора генератора влажности и температуры.
Термодинамическое равновесие в двухфазной системе обеспечи¬
вается равенством суммы давлений пара Рп и газа Рр давлению
раствора Рр:Pn + Pv==Pp.	(190)При избирательной адсорбции паров воды это равновесие на¬
рушается и из раствора начинает испаряться влага, повышая
его концентрацию и парциальное давление пара до тех пор,
пока вновь не установится термодинамическое равновесие (190).
Е. И. HecHG [175] отмечает, что испарение, кипение и кавита¬
ция (вакуумирование) настолько ехожи между собой в термо¬
динамическом аспекте, что нельзя провести четкую границу в их
теоретическом обосновании.164
Таким образом, экзогенное повышение концентрации раствора,
обусловленное рядом неконтролируемых факторов сорбционного
процесса, уменьшает относительную влажность воздуха над на¬
сыщенным бинарным водно-солевым раствором. Возникающая
при этом ошибка в определении сорбционной влажности мате¬
риала вследствие априорного отнесения его массовой влажности
к величине относительной влажности воздуха над раствором
с вероятным значением растворимости называется «термодина¬
мической погрешностью».Аналитическое описание зависимости пересыщения раствора
относительно его начальной растворимости проведено исходя из
того, что известна сорбционная влажность материала при отно¬
сительной влажности воздуха в эксикаторе, соответствующей
вероятной и метасгабильной растворимостям раствора: W\ -*■
<pi —С|; W2 -> фг -> Сг; №*€ | Wi -ч- W21. Известно также, чточ>р = to н,о + “в.	(191)где сор, (он,о, “с — количество раствора, воды и соли в нем, г.
Массовое содержание концентрации раствора, %= [а>сД«>н,о( +“с*)] • 100%.	(192)Отсюда определяем количество воды в насыщенном и пересы¬
щенном растворах:o>(h,O),=<»p(100-Ci)/100, u)(HtOb=a>p(100 — с2)/100; (193)(oj = (шр . ci)/100, mc, = (о>р • Сг)/100,	(194)пренебрегая переходом соли в газовую фазу.Убыль воды и соли из жидкой фазы в процессе испаренияДН20 = Дн,о - Дhjo-, Дс = Д0Ж - Д» = 0.При адсорбции, особенно на начальной стадии, Дн,о = 0 и Дн,о =
= Дн,о, а коэффициент пропорциональности процесса испарения
запишем в видеa = (До: Дн,о)/(Д* : Дн,о).	(195)Его вычисление аналитическим путем затруднительно [65], поэто¬
му воспользуемся результатами эксперимента, показывающего,
что масса адсорбированной образцом влаги равна потере массы
раствора, т. е. в процессе испарения участвует в основном
жидкая фаза воды. Следовательно,“х = <»р — Дшн,о-	(196)Это обусловливает повышение растворимости раствора до рав¬
новесного значенияср = (^p ‘	где Op G J С\ —г*С2|*	(197)165
Поскольку начальная растворимость раствора вероятная (сО, то
оставшееся в нем количество водыюн*о = <вР • с, [(100 — ср)/(100 • ср)]	(198)позволит определить адсорбционную влагу образца материала
из равенстваГа>р (100 — е,)/100] — (Dbgo = ®p[l — (ci/cp)]. 100%. (199)Отсюда находим равновесное влагосодержание материала (% по
массе)Wр = (cop/GM) • [ 1 — (ci/вр)] • 100%.	(200)Исходя из постулированной линейной зависимости Wa — f (с),
запишем Wc —аср + Ь, или(ср —С])/(с2 —й) = (W,-Wl)/(W2-Wl). (201)Раскрывая последнее соотношение, имеемWp =Ср1(^2-^1)/(е2-С1)]-[о, -(Wa-WiMa-cti-Wil (202)
Принимая(Ц72— W\)/(02 — ci) = а\ [e2-(W2-Wi)/(c2-ci)-Wl] = bи приравнивая формулу (200) к (202), получаемоср + Ь = (u>p/GM) [1 — (с/ер)] • 100%.	(203)Решая уравнение (203) относительно значения равновесной рас¬
творимости ср, находим(W2—Wi)/(c2—ci) .cl + \Wx-{W2-Wx)l(c2-ex) «с,¬—	(о)р • 100)/GJ • ср + [(mpeO/Gj • 100 = 0.Тогда, обозначая W2—И?1=ди?; с2 — с\ = Дс, записываем урав¬
нение для определения равновесной растворимости ср в зависи¬
мости от количества и сорбционной влагоемкости Wa исследуемого
материала при заданных количествах раствора и объеме экси¬
катора:(Д W/Дс) • Ср + [Wi — (ДГ/Дс) • ci — (100 • <dp)/Gm] XX ср + [(ЮО • юр) G„] • с, = 0.	(204)Решая уравнение (204) относительноер = (с, • шр • 100)/(«р . 100— 1ГР . GM),	(205)устанавливаем вид зависимости между массой исследуемого ма¬
териала в эксикаторе GM и количеством раствора шр генератора
влажности:GM = [100 • юр (№р — №,)]/[Гр + (с, • Дс"1 • ДГ - W\) ■ Wpl (206)Экспериментальная оценка «термодинамической погрешности»
установлена на основании значительного объема (более 600)166
определений сорбционной влажности ряда строительных мате¬
риалов для ограждающих конструкций. По разработанному
алгоритму [198, т. II, с. 141—239] рассчитаны изменение отно¬
сительной влажности над насыщенным бинарным водно-соле¬
вым раствором (рис. 42)89 = 1(?р/«р,)-1]. 100%	(207)и относительная ошибка в определении сорбционной влажности
рассмотренных материаловbw = [{WvIWx) — \] . 100%(208)в зависимости от соотноше¬
ния объемов его образцов V„
и воздуха в эксикаторе Ув,\ = f(VJVB), bw = f{VJVB),
а также количества раство¬
ра, находящегося в нем:89 = /(и)р), 8Ш *=1 / (шр). Экс¬
периментальное исследова¬
ние этих зависимостей пока- ^ис- Зависимость «термодинамической
Л Л	погрешности» от соотношения объемовзывает, что «термодинамиче- образцов материала и паровоздушной
ская погрешность» возраста- смеси в эксикаторе для газобетона объем-
ет с увеличением объема об- ной массой 650 кг/м3 (при / = 20° С и
разцов К = const) В ЭКСИ- > = 100 г)! 7- 2- 3’ 4 - над насыщенны-
каторе и уменьшением в нем ми бинарными водно-солевыми раствора-
количества раствора(Ум/Ув = ми Mg°2’ NaC1* КС1’ Na’S0“= const).Материалы с большой сорбционной активностью могут пере¬
сыщать насыщенные растворы до их метастабильной границы
растворимости. При этом на внутренней поверхности эксика¬
тора образуются ползучие кристаллы десятиводной соли, сви¬
детельствующие о метастабильном равновесии и системе ход¬
кость — твердое. Количественная оценка «термодинамической
погрешности» в зависимости от вида материала приведена в
табл. 39.Чтобы установить способы снижения «термодинамической
погрешности», необходимо аналитически оценить зависимость
между количеством материала в эксикаторе (при шр=const)
в ограниченном объеме его конической части и минимальным
значением ошибки в измерении его сорбционной влажности.
Обозначая 8W (208) как «-процентный уровень относительной
ошибки, имеемя = 100 • (№р _№,)/№,.
Отсюда определяем Wp = f(n):Wp = (100 -f п) Wxim.(209)(210)167
Таблица 39Ошибка в определении сорбционной влажности ряда строительных
материалов, обусловленная «термодинамической погрешностью»Материалы«Ч%Cl%w. %Wi %cXt %%?рч %U7p %ew %Г азобетон35,437,40,970,8035,650,710,3341,200,961,04fo = 65024,428,23,052,7026,932,030,7742,932,933,94кг/м825,631,67,003,6026,714,320,8405,285,326,6616,119,613,9612,2817,615,020,9320,6413,245,16Керамзито-35,437,40,790,7336,162,150,3137,400,763,80бетон26,428,22,302,1527,805,300,7322,922,185,22fo = 73525,631,63,802,6028,7512,300,82216,213,0217,62кг/м»16,119,66,145,7217,377,920,9330,535,962,93Газосиликат35,437,43,483,2737,405,650,27817,753,276,03?о - 129026,428,25,955,7428,207.090,7253,725,743,53кг/м825,631,68,326,4731,6023,240,70634,266,7422,2216,119,615,7513,891»,6021,740,9241,4913,8911,81Ивходя из уравнения (204)
материала, соответствующем200	С0рРис. 43. Количество газобетона
объемной массой 650 кг/м8 в эк¬
сикаторе при 5% (А) и 1% (ф)
уровнях ошибки в определении
его сорбционной влажности, обу¬
словленной «термодинамичеекой
погрешностью», над насыщенным
бинарным водно-солевым раст¬
вором! 	MgCl2;	—NaCi; 	 KCls —	Na2SO«.при равн©весном влагосодержании
его еорбционной влажности над на¬
сыщенным раствором е вероятной рас¬
творимостью, т. е. №P = №i, нахо¬
димGM = mop/(l + 0,01 •п) [0,01 +-ь (Д^-ei) (Де-W7,)—'] W,. (211)Расчетные данные хорошо согласую¬
тся е эквпериментальными значения¬
ми сорбционной влажности газобе¬
тона уо = 650 кг/м3, силикатного и
глиняного кирпича, керамзитобетона
Та = 735 кг/м3 и газосиликата 70 =
= 390, 700 и 1290 кг/м3 (рис. 43).Экспериментальное исследование и ана¬
литическое обоснование величины относи¬
тельной ошибки в определении сорбцион¬
ной влажности материалов для ограждаю¬
щих конструкций, возникающей в ходе
сорбционного анализа в результате «термо¬
динамической погрешности», свидетельст¬
вуют о том, что для снижения этой ошиб¬
ки следует ограничивать количество мате¬
риала в эксикаторе (Ум/Ув «“ 0,1 -г-0,2) при
максимально возможном количестве раст¬
вора.«Термоградиентная погрешность». Изменение температуры в
системе материал — паровоздушная смесь нарушает направле¬
ние сорбционного процесса, так как при ее уменьшении, во-пер¬
вых, возрастают вандерваальсовые взаимодействия и энергия
связи сорбата в области больших и малых заполнений микро-168
пор, а также сорбционная влажность материала [29; 324; 263,
с. 43]. Во-вторых, снижается относительная влажность воздуха
над генератором влажности в эксикаторе, что уменьшает сорб¬
ционную влажность. Эти факторы обусловлены неконтролируе¬
мым воздействием — изменением температуры в эксикаторе во
время опыта, вследствие чего возникает случайная ошибка в
определении сорбционной влажности материала — «термогра¬
диентная погрешность».Количественную оценку «термоградиентной погрешности»
для учета одновременного и сорбционно противонаправленного
воздействий изменения температуры опыта осуществляют в двух
аспектах: по изобарам сорбции — для определения ошибки в
измерении сорбционной влажности материала, вызванной изме¬
нением сил адсорбционного взаимодействия; по изотермам
сорбции — для расчета ошибки в измерении сорбционной влаж¬
ности материала, обусловленной изменением относительной
влажности воздуха в эксикаторе.С этой целью изобары сорбции ряда строительных материа¬
лов аппроксимируют интерполяционным многочленом Лагран¬
жа [277] и уточняют до значения критерия адекватности
0,0001 дополнительным коэффициентом вида [106, с. 325]C = nr'2lWt-f(Tt)].	(212)/=■1Например, для газобетона уо = 650 кг/м3 имеем№* = 0,00112Г2 — 0,0717" + 1,965 (ср = 0,341);W, = 0,001 Г2 — 0,0807Г + 4,254 (ср = 0,753); (213)
W, = 0,0042Г2 — 0,2512Г + 9,811 (ср = 0,85);	,w; = 0.0063Т2 — 0,35Г + 18,453 (<Р = 0,938).	'Алгоритм расчета изобар сорбции приведен в работе [198, т. II,
с. 289—333], где установлена относительная ошибка £[(i| j’l В ОП--
ределении сорбционной влажности материала при изменении
температуры опыта и постоянном значении относительной влаж¬
ности воздуха (табл. 40)	:-	1] • 100%	(214)(W/20, Wi—сорбционная влажность при температуре 20° С и от^
личной от нее) и ее удельное (на 1°) приращение^Ю(Г) =	•	(21.5)При изменении температуры в системе материал — паровозДуий-
ная смесь плотность раствора и относительная влажность воз¬
духа над ним отклоняются от своего вероятного значения.
Оценивая это отклонение относительными величиями,,%т) l(d{T)/di) — 1) * 100% (плотность раствора); (216)
вт(Г) ~ f(<Fcr)/<Fi — 1) • 100% (относительная влажностьвоздуха над ним),	(217)Таблица 40Относительная ошибка в определении сорбционной влажностистроительных материалов при «термоградиентной
погрешности»Относи¬
тельная
влажность
воздуха <рТемпера¬
тура
опыта <,
°СНаименование строительных материаловгазобетонfo = 650
кг/м”к ер а мзи тобетон
to =* 735 кг/м»кирпич глиняный
Чо =* 1400 кг/м8‘“(т)S9)•ш(Г)S?)‘“'(Г)SТ)0,3410,037,663,7669,420,94220,0000030,015,110,1546,660,6660,7510,016,680,16711,201,20014,421,44220,0000000*30,010,100,1015,770,5779,610,9610,8510,019,240,1927,420,74211,480,11520,000000030,06,210,6217,090,7096,570,6570,9410,011,390,1143,550,3559,730,97320,000000030,02,780,2783,590,3596,260,626отмечаем, что с изменением температуры генератора влажности
ра 1° относительная влажность воздуха над ним изменяется от
и,01 до 1,1% на град.-1 (табл. 40). При этом в эксикаторе изме¬
нится сорбционная влажность материала, которую оценивают
(r=const) без учета изменения сил адсорбционного взаимодей¬
ствия. По экспериментальным изотермам сорбции (Г=293 К)
вычислена сорбционная влажность материала для значений
относительной влажности воздуха (табл. 41) по формулеW'(y) = + [(^1—W0)l(fl—<ро)1 (<Р(г> — То) • 100%, (218)
которая оценена относительной величиной= [(HV^o) — П * Ю0%	(219)с удельным (на 1°) приращением. (220)Суммарная ошибка в определении сорбционной влажности мате¬
риалов‘	= V(bW?T)-W2M)/(bW(T) - Л№(„). (221)Ее удельное приращениеSw = eJAT	(222)‘470
в зависимости от амплитуды изменения температуры аппрбксй-
мировано уравнением видаЧап = sSn ' LT (kT + b)>	(223)Таблица 41
Относительное изменение плотности
раствора и относительной влажности
воздуха над ним и зависимости от
температуры в системе сорбат—сорбентТемпература раствора, °СПара¬НБВСраствор102030метра
среды
и раст*
вораMgCl2 X1,3361,3321,325dХ6Н200,3000,53*d0,3380,3480,3451,2001,55NaCl1,2051,1071,195d0,6700,17ed0,7510,7530,755?0,7200,66КС11,1751,17101,116d£d0,84980,84960,84920,1700,36•?Na2S04 х1,1531,1501,146dX ЮНаО0,2600,3540,9250,9380,951<P11,3010,7где sgn • ДГ — сигнум-
функция изменения темпе¬
ратуры (рис. 44).Рис. 44. «Термоградиентная
погрешность» для газобетона
объемной массой 650 кг/м3:
J, 2,3,4 — бдо/д/ над насыщен¬
ными бинарными водно'солевы-
ми растворами.Проведенная количественная оценка зависимости величины
сорбционной влажности от изменения температуры опыта пока¬
зывает, что относительная ошибка, обусловленная «термогради¬
ентной погрешностью», выражается суммарным изменением сил
адсорбционного взаимодействия еШ(Г) и относительной влаж¬
ности воздуха в эксикаторе еШ((р), количественный вклад которых
зависит от сорбционного потенциала материала; удельная отно¬
сительная ошибка возрастает с увеличением амплитуды измене¬
ния температуры опыта, что согласуется с БЭТ [263, с. 45];
суммарная относительная ошибка еш при допускаемой стандар¬
том точности термостатирования эксикатора ± 2° С сопоставима
с [еш] = ± 2 — 5%, что свидетельствует о необходимости повы¬
шения точности термостатирования.Чтобы устранить ошибку в определении сорбционной влаж¬
ности строительных материалов, обусловленную «термогради¬
ентной погрешностью», воздействие которой акцентируется с
уменьшением температуры от заданного значения, рекоменду¬
ется повышать точность термостатирования эксикатора до171
0,5° с обязательным расчетом относительной влажности возду¬
ха, находящегося в нем, до установления термодинамического
равновесия в системе сорбат — сорбент.Методика учета «погрешности от растворимост и»,
«термодинамической и термоградиентной погрешно¬
стей». Точность сорбционного анализа влажности строительных материаловувеличивают путем устраненияТ а б л и ц а 42
Эмпирические коэффициенты в уравне¬
нии (224) для насыщенных водно¬
солевых растворов при Т =293 Ки учета ошибок, обусловленных
рассмотренными погрешностя-
Так, «погрешность от раст-I Эмпирические
коэффициентыФормула раствораОXиоьо%оXиСОZоXи°пXоСОсоZа1,7041,1190,6750,920Ь0,6711,2381,4090,416с—1,2741,289— 1,077—0,348Таблица 43
Термодинамические данные насыщен¬
ных бинарных водно-солевых раство¬
ровми.воримости» возникает не толь¬
ко вследствие приведенных ра¬
нее факторов, но и из-за значи¬
тельной гигроскопичности со¬
лей. При приготовлении раст¬
вора водной соли возможно
его значительное недосыще-
ние, что усугубляет «погреш¬
ность от растворимости». Чтобы
уменьшить ее, следует обеспе¬
чить исходную растворимость
раствора, приближающуюся по
своему значению к вероятной
ci. Для этого генератор влаж¬
ности нужно приготовлять по
методике [120].Измерение относительной
влажности воздуха в эксикато¬
ре в начале опыта позволяет (с
учетом ее дальнейшего сниже¬
ния вследствие «термодинами¬
ческой погрешности») экспе¬
риментально определить со¬
ответствие выбранного диапа¬
зона исследования сорбционной
влажности материала. Для
уменьшения влияния «термоди¬
намической погрешности» нуж¬
но ограничить объем образцов
ячеистого бетона до значения
соотношений VM Ув = 0,1—0,2.
Систематическую ошибку, воз¬
никающую при «термодинами¬
ческой погрешности», следует
учитывать измерением относи¬
тельной влажности в эксикато¬
ре при температуре термостати-
рования и после достижения в
нем термодинамического рав¬
новесия в системе материал —_
паровоздушная среда.Упругость насыщенного па¬
ра над генератором влажности
измеряют различными способа¬
ми,'среди которых наиболее распространены психрометрический, точки росы,
Сорбционный и изопиестический [29,201]. Особое место занимает изопиести-
чеекий способ, при котором раствор из эксикатора и эталонный раствор по¬
мещают в один замкнутый объем. По изменению давления пара эталонногоОтноси¬
тельная
влажность
.воздуха ср1, . ■ - ' • •Раствори¬
мость
на 100 г
воды, с,Плот¬
ность
раствора
при 20° С,
i -Наименова¬
ние насыщен¬
ного раствора0,352 (0)
•0,340 (1)
0,281 (2)54,8001,326 (0)
1,331 П)
1,353 (2)ХлоридмагнияА,766 (0) :
0,7535 (1)
0,727 (2)35,8701,190 (0)
1,197 (1)
1,211 (2)Хлористыйнатрий0,854 (0)
0,849 (I)
0,795 (2)34,4001,167 (0)
1,171 (1)
1,217 (2)Хлористыйкалий0,943 (0)
0,938 (1)
0,886 (2)19,1901,138 (0)
1,149 (1)
1.2ЭЗ (2)Сульфатнатрия
раствора определяют искомое давление исследуемого раствора [201]. В ка¬
честве эталонного раствора применяют раствор СаС12. Однако рекомендовать
в практику заводских лабораторий способ измерения относительной влажнос¬
ти воздуха, требующий дополнительного лабораторного оборудования, нецеле¬
сообразно. С достаточной точностью можно находить величину относительной
влажности воздуха над насыщенным раствором по значению его плотности,
измеренной пикнометрическим способом или денсиметрами с точностью0,001 г/мл. С этой целью зависимость относительной влажности воздуха от
плотности раствора (Г = const) аппроксимируют уравнениему = а + bd -f- cd2	(224)с критерием аппроксимации 0,3-10-5 (табл. 42). К вычисленному значению
относительной влажности воздуха в эксикаторе относят адсорбционную или
десорбционную влажность образца материала, что определяет его сорбцион¬
ную влажность как величину экспериментальную, а не априорную (ГОСТ
12852—67). Рекомендованные значения растворимости насыщенных бинар¬
ных водно-солевых растворов для исследования сорбционной влажности стро¬
ительных материалов даны в табл. 43 (количество обезвоженной соли приве¬
дено для вероятного ct значения растворимости).§ 4. Способ ускоренного определения
сорбционной влажностиСкорость физической адсорбции определяется гео¬
метрией порового пространства материала, которая у ячеистого
бетона характеризуется сотовой системой макропор. Они раз¬
делены межпоровыми перегородками с развитой микропористо¬
стью, сорбирующая поверхность которых на несколько поряд¬
ков выше, чем у макропор.Известно [104; 123; 68, с. 251], что в начальный период сорб¬
ции происходит быстрое замещение активных центров на сор¬
бирующей поверхности. Затем доминирующими стадиями стано¬
вятся диффузия молекул воды в микропоры и их объемное за*
полнение. Следовательно, скорость сорбции зависит от длины
пути молекул воды через пористое пространство материала от
лериферийных участков вглубь к посадочной площадке на его
свободной внутренней поверхности.Ускоренное определение сорбционной влажности образцов
ячеистого бетона следует проводить эксикаторным способом по
изложенной методике. Адекватные (141) образцы ячеистого
бетона объемом не более 1 см3 в количестве, необходимом для
статистической обработки результатов измерений (п=
= 5-=-10 шт.), сорбционно влагонасыщают в течение как ми¬
нимум 10—15 суток соответственно для =500-^-1000 кг/м3
и ежедневно устанавливают их сорбционную влажность. По
полученным экспериментальным данным рассчитывают их сорб¬
ционную влажность на 120 суток. С этой целью по 10—15 экспе¬
риментальным среднестатическим значениям сорбционной влаж¬
ности вычисляют эмпирические коэффициенты уравненийkti =а In [Ур/(Ур — V f()] при <р < 0,4	(225)173
в bod исходных
данных
~ *Вбод и печать
массиба Vt,. hXОпределение
из системы iхt-M-1IНетInvnЧ-Vt,■let(взаимосвязывают объем сорбированной влаги Vt{ за время сорб¬
ции ^(*=1, 2, 3, ..т) и ее равновесное значение на 120
суток);Vp = а + b • lg U + с ■ lg й при <р > 0,4.	(226)Сорбционную влажность материала, определяемую по формуле
(225), находят путем решения системы уравнений\n[V»l{Vv-Vt)] = kU-
\n[V9l{Vv-Vtl)\==kt2-,			In [V(Vp — V <от)] = ktm,
(227)где 1, 2, 3, ..., m — поряд¬
ковые номера суток из¬
мерения сорбционной
влажности образцов ячеи¬
стого бетона, по програм-
i*i ме машинного счета.
Блок-схема алгоритма
расчета приведена на
рис. 45. При 10—15 экс¬
периментальных значени¬
ях сорбционной влажно¬
сти материала в функции
времени коэффициент к
уравнения (225), вычис¬
ленный по этому алгорит¬
му, обеспечивает точность
расчета сорбционной вла¬
жности на 120 суток не
хуже 10% (табл. 44).
При относительной влаж¬
ности воздуха в эксика¬
торе более 0,4 сорбцион¬
ную влажность устанав¬
ливают с помощью эмпи¬
рических коэффициентов
полинома (226) в процессе решения системы уравненийPi*1 ti+fВычислениеIОпределение
массиба k(tj)Определение
параметров c,dIПечать Va,c.d	If	СШ JStrHtlLОстаноВРис. 45. Блок-схема алгоритма расчета рав
новесной сорбционной влажности по урав
нению (228).Vp = а + Ь • lg U + С
Vp = а b • lg^ + clg&
lg &(228)a + b • lg tm C • \g tnпо стандартной программе машинного счета или посредством
разработанного алгоритма ручного счета [277]. Один из наибо-174
лее распространенных математических приемов, применяемых
в лабораторной практике,— интерполирование таблично задан¬
ной экспериментальной функции для отыскания приближенно^
го промежуточного значения аргумента (в данном случае —
значений эмпирических коэффициентов). Универсальность, вы¬
сокая точность и сравнительная простота программирования
обусловливают широкое применение многочлена Лагранжа,
который аппроксимирует таблично заданную функцию Y(X)
полиномом п-й степени Р(Х), удовлетворяющим условию
Р(Х) = У(xi) в п + 1 узловых точках интерполяции (£=0, 1, 2,
... , п). С увеличением количества узловых точек повышается
точность интерполирования, но и возрастают сложность постро¬
ения многочлена и вероятность ошибки, которую можно обна¬
ружить только после написания многочлена — в первом прибли¬
жении при выполнении условия Х(€ |Х0-т-^„| и более точ¬
но — при оценке точности интерполирования. Необходимо обес¬
печить контроль на промежуточной стадии расчета, чтобы повы¬
сить надежность ручного или машинного счета.Таблица 44Сравнительный анализ экспериментальных и расчетных значений
сорбциснной влажностиОбъемнаямассагазобетона,кг/м3Относи-*тельнаявлаж¬ностьвоздухаЭксперимен¬
тальные зна¬
чения сорб¬
ционной влаж¬
ности на 120
суток гРасчетные
значения
сорбционной
влажности
на 120 суток
(225), гРасчетные
значения
сорбционной
влажности
на 120 суток
(226), гОтноси
тель на я
ошибка оп¬
ределения
сорбцион¬
ной влаги
по (225),
%Относи¬
тельная
ошибка
определе¬
ния сорб¬
ционной
влаги по
(226), %0,350,16520,15710,16034,934800,740,27140,22170,253418,36,60,960,50710,40030,460521,19,20,350,17510,16090,1697 -8,13,16100,740,29060,24150,281716,93,10,960,54170,42710,503421,17.10,350,20050,18170,19079,34,910500,740,31720,25110,301820,84,80,960,76280,56150,708326,47.1Принимая в интерполяционном многочлене Лагранжа У, =[=1аРп{х) {(* — Xo)(X — *l) ... {X — Xi-i) {X — x{+l) ...
i-0(x — *„)]/[(*( — Xq) (Xi — Xi) ... (Xi — *;_,) (Xj — xi+i) . . .... (xt — xn)\Y(,	‘ ‘ (229)175
легко показать, что сумма свободных членов в нем равна еди¬
нице, а сумма коэффициентов при х£ — нулю. Для этого, рас¬
крывая формулу (229), запишем(*-*!) (*-*2) ■■•(*-*«) Ко+ > +(*o“*i)(*o-*2) ••• (*о-■*,>)...1 (*„-*0) K-^l) • • • (*n —-*a_l)	vПеремножая и группируя относительно х числитель и обозна¬
чая результат алгебраичного сложения в знаменателе Ви получаему _ адХп + Ь0хп 1 -f- ... -f- k0x -f- Л0 _j_	1B0	' ' 'a„xn + b xn~1 + .. . + k„x + A+ -"-J-"	1	 n "Fn.	(231)Разделяя почленно числитель на В(, запишемY = [(аоХп)/Во -Ь (ЬоХп~1)/Во	(kox)/Bo -Ь-f- Aq/Bq] У о + • • • + [{{cinX'‘)l Вп + (Ьпхп~1) Вп ++ ... (k„x)IBn + AjBn] Уп-	(232)Группируя значение х с одинаковыми показателями степени,
устанавливаем критерий обеспеченности контроля построения
интерполяционного многочлена Лагранжа при Yi — 1:Я» = 2 iaixn)iBi = 0;
f=0Кп-х = 2 (biXn~'VBi = 0;	(233)' i—0Ki = 2 (М/Я/ = 0;1=0Ко = i] Л|/в, = l.1=0При соблюдении условий (233) остается умножить значения кри¬
териев обеспеченности на Y, т. е. построить многочлен Лагран¬
жа видаY — 2 ^ + 2 (bif-'W	•i=0 i=0’ ' 7. .+ 2 (WBd Yi * 2 Yi~C'	(234>:■)	0 ■>'. - . ;=o . - - -176
где С — дополнительный коэффициент, равный1/(л+lJ^Vt-/Ml-(•=0Анализ экспериментальных данных о сорбционной влажности ячеистого
бетона к моменту установления в эксикаторе термодинамического равновесия
(достигается на образцах объемом до 1 см3 на 100—120 суток сорбции)
показывает хорошее соответствие расчетных и экспериментальных величин
(табл. 44). Ускоренный способ определения сорбционной влажности ячеистого
бетона позволяет прогнозировать ряд эксплуатационных качеств материала
в ограждении и проводить сравнительный анализ при подборе их состава и
технологии изготовления.§ 5. Измерение водопоглощенияВодопоглощение ячеистого бетона — обязательная
(ГОСТ 12852—67) характеристика, определяющая способность
материала впитывать воду в течение оговоренного методикой
испытания времени. Оно характеризует степень заполнения
эффективного порового пространства материала водой. Величи¬
ну водопоглощения измеряют статическими (ГОСТ 12852—67)
и динамическими (ГОСТ 7025—67, ГОСТ 2409—67) способами.Статические способы предусматривают постепенное погру¬
жение образца материала в воду. Образцы ячеистого бетона,
высушенные до постоянного веса и охлажденные в эксикаторе
до комнатной температуры, помещают в воду на '/з высоты
так, чтобы обеспечивался доступ воды по всей их поверхности.
В подобном положении их выдерживают 8 ч при постоянном
уровне воды в ванне. Затем в ванну доливают воду в таком
количестве, чтобы образцы погрузились на 2/з своей высоты,
и в течение 8 ч поддерживают заданный уровень. После этого
образцы полностью заливают водой и выдерживают еще 56 ч.
По окончании 72-х часового цикла водопоглощения их выни¬
мают из воды, обтирают влажной тряпкой и взвешивают. По
приросту массы образца за счет поглощенной им воды вычис¬
ляют величину водопоглощения по формулам (40) — (49).Величина водопоглощения зависит от способа пропитки об¬
разца водой. При его постепенном погружении в воду последняя
под действием капиллярных сил заполняет его капиллярно-по¬
ристое пространство и вытесняет защемленный в нем воздух.
При этом достигается практически равномерное заполнение
образца водой. Если его погрузить в воду полностью, то впиты¬
ваемая им вода защемляет большое количество воздуха. Тогда
величина поглощения будет значительно меньше, чем у того же
образца, постепенно погруженного в воду. С увеличением про¬
должительности пропитки материала водой возрастает и вели¬
чина его водопоглощения [242].Для ускоренного определения водопоглощения разработаны
динамические прямые (ГОСТ 2409—67) и косвенные [152, 313,177
316, 323, 325] способы измерения. Отметим, что в отличие от
других влажностных характеристик (сорбционная влажность,
водонасыщение, потенциал влажности, водонепроницаемость и
др.) величина водопоглощения не имеет однозначного критерия
оценки и зависит от ряда факторов, характерных для каждого
способа измерения: продолжительности пропитки на капилляр¬
ной и диффузионной стадиях; температуры воды и защемленно¬
го ею воздуха; величины гидростатического давления на образ¬
цы и т. д. Следовательно, величина водопоглощения — условное
понятие о способности материала поглощать воду. Поэтому при
ее расчете с помощью способов, отличных от стандартного, не¬
обходимо обеспечивать сопоставимость экспериментальных зна¬
чений водопоглощения.Динамический способ водонасыщения образцов материала
под вакуумом (ГОСТ 2409—67) позволяет измерять величину
водонасыщения (т. е. кажущуюся пористость), а не водопогло-
щение материала.Способ термоградиентного определения водопоглощения
ячеистого бетона [111, 282, 287] дает возможность производить
измерение за 30—60 мин вместо 72 ч по стандартной методике
при хорошей сопоставимости результатов со стандартными зна¬
чениями. Теоретическое обоснование этого способа состоит в
описании зависимости глубины капиллярной пропитки от тем¬
пературы воды и защемленного ею воздуха в материале.Зависимость объема защемленного в еди¬
ничном тупиковом капилляре воздуха от его
температуры. При нагревании образца материала моль¬
ный объем защемленного в его порах и капиллярах воздуха
уменьшается, в результате чего снижается его противодавле¬
ние, а скорость и глубина капиллярного водопоглощения воз¬
растают. Аналогично уменьшению мольного объема воздуха в
материале при его нагревании и вакуумировании произведем
его количественную оценку. Согласно основным положениям
расчета, приведенным в § 5 главы IV, вычислим объем защем¬
ленного воздуха в момент изменения его температуры от 273
до 413 К и определим его относительное изменение в зависи*
мости от глубины предварительного вакуумированияе0т = [(Ко - Vt)/Vо] • 100% при />ат = 1,013-105 Н/м2; Т - 288 К;£»р “Ц^ат — Pl)IPат] • Ю0%(235)и температуры воздуха= Т(236)178
где Рат, Pi — атмосферное и остаточное давления, Н/м2; Vo,
Vi — объем воздуха при 273 К и других более высоких значениях.
Так, е0	”воздухажение объема защемленного
воздуха на 40о/0. Разогрев, ю,13
образца материала до 373 К,р при температуре воды 288 К и изменении давления
от атмосферного до 6,1 • 104 Н/м2 характеризует сни-уменьшает объем защемлен-^
ного в нем воздуха на 20%. &На рис. 46 приведена кри¬
вая адекватных значений от¬
носительного изменения объе¬
ма защемленного в материале
воздуха при его разогреве и
вакуумировании: е0п = е0 =
= f(T,P).	'6.0SОЬ05им2.030и‘V.Xч.\\\В результате проведенных ис¬
следований установлено, что пред¬
варительный разогрев образца яче-Рис. 46. Кривая адекватных значений от¬
носительного изменения объема защем¬
ленного в единичном тупиковом капил¬
		,		 Д^ре воздуха при вакуумировании и тер-истого бетона снижает ' мольный ^градиентном воздействии на систему ма-
объем защемленного в нем возду- теРиал — вода,
ха пропорционально увеличениюгермоградиента в системе материал—вода и независимо от радиуса ка¬
пилляра; адекватность баро-и термоградиентного воздействия позволяет оце¬
нить эффективность приложения термоградиента для интенсификации капил¬
лярной пропитки по сравнению с предварительным вакуумированием.Зависимость объема защемленного в еди¬
ничном тупиковом капилляре воздуха от тем¬
пературы воды. Капиллярное давление, в основном опре¬
деляющее величину пропиточного давления, зависит от поверх¬
ностного натяжения воды сг, ее смачивающей способности cos 9
и обусловлено радиусом капилляра г:Рк = 2 cos bat г.	(237)Поверхностное натяжение жидкости (по Мак-Леоду) зависит от
разности концентраций этого вещества в жидкой и газообразной
фазах [40, с. 63]:0= С (рвода Рпар)>	(238)где с — постоянная величина, и характеризуется (по Сегдену)
парахором [40, с. 64]~ [М./(Рвода — Рпар)]®*^	(239)(М — молекулярный вес воды), определение которого для боль¬
шинства полярных жидкостей не обеспечено надежными расчет¬
ными методами [203, с. 416].Наиболее точно зависимость поверхностного натяжения воды
от ее температуры вычисляют по формуле Ван-дер-Ваальса179
о = о0[1—(Т/Тк)]пз при я<, = 1, 2,	(240)где а0 — поверхностное натяжение воды при Тк, Н/м2.Уменьшение поверхностного натяжения воды на 10,2% при снижении
ее температуры от 323 до 273 К повышает капиллярное давление на 11,35%.
При этом объем защемленного в капилляре воздуха уменьшается, т. е. уве¬
личивается глубина капиллярного водопоглощения, особенно у микрокапил¬
ляров.Зависимость объема защемленного в еди¬
ничном тупиковом капилляре воздуха от вели¬
чины избыточного давления. Известно [226], что
с повышением избыточного гидростатического давления на по¬
верхности образца материала возрастает его водопоглощение.
Расчет относительного изменения объема защемленного воздуха
в зависимости от величины избыточного давления показал сле¬
дующее. Увеличение избыточного давления эффективно для
макрокапилляров, где капиллярное давление соизмеримо с из¬
быточным и позволяет повысить глубину капиллярной пропитки
макрокапилляров на 66% при /Затм=1 атм. Для микрокапилля¬
ров приложение избыточного давления нецелесообразно, так
как их капиллярный потенциал значительно превышает вели¬
чину практически реализуемого избыточного давления. Эффек¬
тивность приложения избыточного давления к системе матери¬
ал — вода не зависит от температуры воды.Зависимость объема защемленного в еди¬
ничном тупиковом капилляре воздуха от тем¬
пературы в системе материал — вода. Относитель¬
ное изменение объема защемленного воздуха в зависимости от
температуры в системе материал — вода V Т’сист свидетельст¬
вует о том, что глубина капиллярной пропитки увеличивается
по мере повышения температуры. При этом относительное при¬
ращение глубины водопоглощения возрастает на 0,23 (для г=
= 10—3 м) и 13,2% (для г=10-7 м), т. е. наибольшая эффектив¬
ность приложения термоградиента наблюдается в микрокапил-
лярной области структуры ячеистого бетона.На основании теоретического описания кинетики водопогло¬
щения капиллярно-пористых сред в зависимости от термодина¬
мических параметров системы материал — вода и в аспекте
дифференцированной пористости ячеистого бетона [198] разра¬
ботана методика ускоренного определения водопоглощения. Для
этого высушенный до постоянного веса образец материала на¬
гревают до адеструктивной температуры, например 100—-
110° С, и погружают в воду, охлажденную до температуры, не
превышающей 5° С, значение которой поддерживают в течение
процесса водонасыщения постоянным.Экспериментальные значения водопоглощения ячеистого
бетона зависят от величины термоградиента в системе матери¬
ал — вода. Исследование этой зависимости на адекватных
образцах, предварительно разогретых до 100—200° С и опущен*
ных в воду при 2—5° С, показало, что между значением термо»180
градиента и величиной водопоглощения существует тесная коо*
реляционная связь.На рис. 47, 48 приведены графики экспериментальной зави¬
симости U/=f(v7), описанной среднестатистическими величи¬
нами с доверительной вероятностью 0,97 и относительной дове¬
рительной девиацией значений водопоглощения е№=±5%. При
оа°то/толеРантный интервал (а=0,997) определяет отклонение
УУ,7 /о всех изменений водопоглощения от истинного значенияи/%4041
39
37
35495 110200 2S0
VT°C— -р/ft1г«О£'У.и1,$£NI, <</IIЧТ-97+119I		L-.1 1 1.18090100110 VTaCРис. 47. Зависимость водопоглощения пеиобётона объемной массой 840 кг/м8от величины термоградиента в сисгеме материал — вода \7Т (ппи t ——	о • *5° р\.	вода—	г-г-а и). 	экспериментальные значения водопоглощения при термо¬
градиентном способе определения, аппроксимированные уравнением W —
= (1,324— 1,259 lgvr + 0,307 lgVT2) • 10s (RA = 0,96);	степень за¬
полнения эффективного порового пространства пенобетона в зависимости от
величины термоградиента в системе материал — вода.Рис. 48. Зависимость водопоглощения газобетона объемной массой 860 кг/м3
от термоградиента в системе материал — вода (при tвода = 20° С) в сравнении
со стандартным значением 1ГСТ: 	экспериментальные значения водопог¬
лощения при термоградиентном определении, аппроксимированные уравнением
Ц7 = (0,543+ 0,525 lgVT-0M7 lgvr2). 10» (R А = 0,03);	линия рег¬
рессии W = 13,62 -f- 0,26 V71 (г = 0,92);	истинное значение водопог¬
лощения, рассчитанное по стандартной методике в границах толерантного
интервала (а = 0,9).в пределах 15%.Выявлено, что для ячеистого бетона с объемной массой от
500 до 1000 кг/м3 коэффициент корреляции равен 0,95—0,97.
Линейные уравнения регрессии W по VT:	’ 'W = 8,819 + 0,26^7 (То = 715 кг/м3);	(241)W = 16,1 + 0,105vr (то = 840 кг/м3).	(242)Экспериментальная зависимость W = / (уГ) аппроксимирована
по стандартной программе для ЭВМ «Минск-32» уравнением видаW =*= а + Ь ■ lg + с ■ lg S7T2	(243)при критерии аппроксимации. менее единицы и Д = ±2%.Анализируя экспериментальные данные и результаты их математической
обработки, отмечаем следующее. Зависимость W=f(VT) характеризуется тес¬181
ной корреляционной связью; высокая точность ее аппроксимации полиномом
второй степени указывает на ее нелинейный характер. Зона адекватных зна¬
чений водопоглощения ячеистого бетона, которое установлено по стандартной
и термоградиентной методикам, определяется ординатами границ толерантно¬
го интервала и абсциссами термоградиента, проведенными через точки пере¬
сечения с аппроксимирующей кривой, и позволяет рассчитать значение тер¬
моградиента в системе материал — вода (7’вода= 20° С); при разности тем¬
ператур разогретого образца материала и воды в 100—110° величина водо¬
поглощения, вычисленная с помощью термоградиентного способа, отличается
от значения, измеренного стандартным способом, не более чем на 2—3%.
Экспериментальное определение влияния температуры воды на величину водо¬
поглощения хорошо согласуется с теоретическими представлениями. Эффектив¬
ность снижения температуры воды возрастает с уменьшением объемной мас¬
сы материала. В табл. 45 приведены результаты сравнительного анализа водо¬
поглощения адекватных образцов ячеистого бетона стандартным и термогра¬
диентным способами.Таблица 45Водопоглощение образцов пеио- и газобетонаСпособПродолжи¬тельностьПенобетонГазобетонопределенияводонасыще-
ния, ч7008509001100650800850950гост12852—677245,540,936,827,7504742,932,2Термо¬градиентный0,5—145,841,337,12850,547,343,232,8Порядок проведения определения водопоглощения
ячеистого бетона термоградиентным способом1.	Водопоглощение ячеистого бетона измеряют на трех адекватных образ¬
цах, которые выпилены из готовых изделий или контрольных неармирован-
ных блоков, изготовленных одновременно с изделием из одной и той же яче¬
истобетонной массы. Образцы изготовляют размером 10Х10ХЮ см и из.
меряют штангенциркулем с точностью до 0,1 см. При проведении лабора¬
торных исследований допускается формование образцов в отдельных метал¬
лических формах с последующим отпиливанием «горбуши» образца.2.	Аппаратурное обеспечение состоит из сушильного шкафа с автомати¬
ческой регулировкой температуры в интервале 20—110° С, холодильника
(морозильной камеры), весов технических с ценой деления 1 г/дел., ванны
для водопогружения, штангенциркуля и ртутного термометра с пределами
измерения 0—150° С.3.	Подготовка образцов, изготовленных по п. 1, к водонасыщению преду¬
сматривает очистку их от пыли, попавшей в материал в процессе выпилива¬
ния, сушку при температуре 100—110° С до постоянного веса, охлаждение до
комнатной температуры в закрытом эксикаторе и взвешивание. После вы¬
числения объемной массы образец готов к термоградиентному водонасы¬
щению.4.	Термоградиентное водонасыщение образца ячеистого бетона произво¬
дят следующим способом: образец, высушенный до постоянного веса, поме¬
щают в сушильный шкаф при температуре 100—110° С и в течение трех часов
нагревают до температуры 100° С. В это время вода в ванне охлаждается до
5° С. Прогретый до 100° С образец быстро и полностью погружают в ванну
с -охлажденной водой так, чтобы вода имела беспрепятственный доступ ко
всем плоскостям образца и было исключено его всплывание. После 30—60
минутной выдержки, пропорциональной объемной массе, образец вынимают
из ванны, обтирают влажной тряпкой и взвешивают. Величину водопоглоще¬
ния вычисляют по известным формулам, как среднее арифметическое значе¬
ний водопоглощения трех адекватных образцов.182
VI Повышение эксплуатационных
качеств ячеистобетонныхГЛАВАограждающих конструкции§ 1. Способы повышения
атмосферостойкости огражденийОпыт эксплуатации ячеистобетонных ограждающих
конструкций зданий показывает, что проникающая во внутрен¬
ние слои влага ускоряет процессы износа и деструкцию мате¬
риала под влиянием атмосферных воздействий. Предотвратить
влагонакопление или не допустить вообще проникание влаги в
конструкцию можно путем придания ей свойств водонепрони¬
цаемости, водостойкости или гидрофобности. Отметим принци¬
пиальное различие этих понятий. Водонепроницаемость — спо¬
собность материала с развитой микро- и макропористостью пре¬
пятствовать прониканию через него (при наличии гидро-, баро-
и термоградиента) жидкой и парообразной влаги. Водостой¬
кость характеризуется коэффициентом размягчения. Это и
нерастворимость материала в воде, являющейся активным поляр¬
ным растворителем, который может при длительном контакте
растворять некоторые водонепроницаемые материалы. Гидро-
фобность (водоотталкивание) — способность не смачиваться
водой.В главах III—V показано, что эксплуатационные качества
ячеистобетонных панелей в значительной степени зависят от
их влажностного состояния на сорбционной стадии влагосодер-
жания. Таким образом, задача совершенствования эксплуата¬
ционных качеств ячеистого бетона сочетается с задачами улуч¬
шения его влажностных характеристик и влажностного режима
ограждения в целом.Технические методы воздействия на влажностное состояние
ячеистобетонных ограждений делятся на конструктивные и
технологические. Конструктивные методы призваны препятство¬
вать увлажнению поверхности стен и внутренних слоев ограж¬
дения. Они состоят из мероприятий по водоотводу (защитные
козырьки, отливы, обделки и др.), герметизации стыков элемен¬
тов ограждения (стен, оконных заполнений) и влагозащитных
покрытий (наружные защитно-декоративные и внутренние па¬
роизоляционные). По методам водоотвода накоплен большой
опыт, однако применяемые в массовом строительстве решения
не обладают требуемой надежностью. Неудовлетворительный183
водоотвод — одна из основных причин увлажнения панелей
стен.Обеспечение надежности герметизации стыков — актуальная
проблема современного панельного строительства, так как су¬
ществующие решения не обеспечивают полную влагозащиту
внутренних слоев панелей, поскольку стык образован их водо¬
непроницаемыми торцовыми гранями.Нанесение защитных покрытий изменяет механизм взаимо¬
действия стеновых ограждений с жидкой влагой и влажной
средой. В зависимости от условий эксплуатации влагозащитные
покрытия выполняют с обеих или с одной стороны (наружной
или внутренней). Для стен, работающих в агрессивных и влаж¬
ных средах, эффективны трещиностойкие защитные покрытия
на основе битумных материалов, латексов и ис¬
кусственных каучуков, полимеризационных и поликонденсаци-
онных композиций, которые полностью влаго- и пароизолируют
конструкцию.Паропроницаемые защитно-декоративные покрытия, в самой
идее которых заложена коллизия требований обеспечения паро-
проницаемости и водонепроницаемости, широко применяют для
отделки поверхностей стен зданий. Исследования [280] показы¬
вают, что повышение паропроницаемости отделок может быть
достигнуто за счет уменьшения коэффициента заполнения по¬
верхности до значений К=1— SraB=0,6ч-0,65, где SmB — пло¬
щадь швов между плитами или дробленым материалом на 1 м2
поверхности. В частности, для отделок из ковровой стекломо-
заики увеличение швов от 3 (по ГОСТ 17057—71) до 6 мм
повышает паропроницаемость в 1,5 раза и обеспечивает требо¬
вания СН-277-70, регламентирующие сопротивление слоя нару¬
жу от зоны конденсации не более чем на 30% этой величины
для внутреннего слоя. Однако с ростом ширины швов резко
повышается водопроницаемость поверхности панели [280].Гидрофобные покрытия кремнийорганическими полимерами,
детально рассмотренные ниже, разрешают противоречия требова¬
ний к паропроницаемости и водонепроницаемости.Технологические методы улучшения влажностного режима
ограждений объединяют по следующим признакам: снижение
технологической и построечной влажности, совершенствование
структурных характеристик материала.Технология приготовления сырьевой смеси для изготовления
стеновых панелей требует введения в нее влаги, которая в 3—
5 раз превышает количество воды гидратации вяжущего. Час¬
тичное удаление этой влаги происходит в процессе тепловлаж¬
ностной обработки панелей. Применение рациональных режи¬
мов автоклавирования (продувка сухим воздухом и вакууми-
рование автоклава) позволяет довести послеавтоклавную влаж¬
ность ячеистого бетона до 10% против 20—22% при обычных184
режимах обработки [258]. Однако в процессе последующей
заводской отделки панелей их влажность возрастает на 3—7%,
[280] и дополнительно увеличивается на 5—15%. Построечную
влажность можно уменьшить посредством монтажа «с колес»,
сокращения сроков монтажа здания и исключения мокрых про¬
цессов отделки.Эффективный способ снижения построечной влажности —
поверхностная гидрофобизация панелей [288], хранящихся на
открытых заводских или приобъектных складах.В эксплуатационный период величина равновесной экс¬
плуатационной влажности их материала определяется его
структурой и гидрофильностью стенок пор и капилляров.Улучшение дифференцированной пористости ячеистого бето¬
на исследовано в работе [155, 1561, где обоснована эффектив¬
ность создания двухмодальной структуры пористости, т. е. со¬
стоящей из макропор (л> 10~5 м), микропор (г< 10~7 м) и не
содержащей мезопор (/• € 10-5-=-10~7 м). Такая структура соз¬
дается путем использования фракционированного порообразова-
теля, а также виброобжимным вспучиванием ячеистобетонной
массы и обеспечивает минимальную сорбционную влажность.Гидрофобизация — эффективный метод улучшения влажно¬
стных характеристик ячеистого бетона. Под этим термином по¬
нимают придание материалу свойств несмачиваемости посред¬
ством нанесения на внутреннюю поверхность его пор различ¬
ных веществ, плохо смачиваемых водой (гидрофобных). Терми¬
ны гидрофильность и гидрофобность, распространенные в прак¬
тической терминологии, недостаточно точно передают характер
взаимодействия воды с твердыми телами по сравнению с тер¬
минами смачиваемость и несмачиваемость. Смачиваемость ха¬
рактеризует процесс, происходящий при контакте поверхности
твердого тела с жидкостью,— образование новой поверхности
раздела фаз (твердое тело — жидкость). На молекулярном
уровне процессы, протекающие при смачивании, аналогичны
физико-химическим процессам адсорбции и вызываются теми
же силами межмолекулярного взаимодействия (см. § 4 главы
III). По времени адсорбция может предшествовать смачиванию
(если твердое тело находилось в парах смачивающей жидко¬
сти) либо протекать одновременно с ним. В процессе смачива¬
ния имеет место как физическая, так и химическая адсорбция.
При смачивании за счет свободной поверхности энергии твер¬
дого тела совершается работа адгезии Wa по преодолению сил
межмолекулярного взаимодействия в жидкости, величина кото¬
рых характеризуется работой когезии WK. С энергетической точ¬
ки зрения основные случаи взаимодействия жидкости с твердым
телом характеризуются следующими соотношениями работ
адгезии и когезии [185]: несмачивание (W& < ll2Wк; ограничен¬
ное смачивание (№а>у2И?к); полное смачивание (1^а>^к)-185
Для характеристики смачивания применяют также величину
Б = cos 6 (функцию краевого угла 0, образуемого поверхностью
жидкости по периметру контакта с твердой поверхностью), свя¬
занную с адгезией — когезией уравнениемВ = cos 0 = (2WJWK) — 1.	(244)Используя меру смачивания В, запишем качественную характе¬
ристику: 5 = cos0<O (0 > 90°)—плохое смачивание, несмачи-
вание; B=cos0>O (0 < 0 < 90°) — ограниченное смачивание;
В = cos0 = 1 (0=0) — полное смачивание. Значение В — cosfl = 0
(6 = 90°) характеризует точку инверсии смачивания.Идея гидрофобизации базируется на различной величине
работы адгезии по отношению к воде, характерной для разных,
материалов. Нанесение на смачиваемую поверхность вещества,
нейтрализующего ее активные центры и уменьшающего сво¬
бодную поверхностную энергию, приводит к снижению работы
адгезии и инверсии смачивания.Гидрофобизаторы — это вещества, которые, адсорбируясь в
результате физической или химической адсорбции поверхно¬
стью твердого тела, уменьшают ее смачиваемость водой. Ад¬
сорбция молекул гидрофобизатора может изменять и другие
эксплуатационные и физико-технические характеристики обра¬
батываемого материала: цвет и фактуру'поверхности, способ¬
ность к адсорбции ею частиц пыли, паро- и воздухопроницае¬
мость материала, а также повышать его эксплуатационную
прочность, морозостойкость и химическую стойкость.Органические гидрофобизаторы могут связываться с поверх¬
ностью обрабатываемого материала в результате физической
(парафин, петролатум, битум и др.) или химической (мыло¬
нафт) адсорбции. При перенасыщении пор материала плохо
связываемым физически адсорбируемым гидрофобизатором
последний с повышением температуры может вытекать из пор
[221] и его нужно вводить в материал в количествах, исключа¬
ющих перенасыщение им его порового пространства. Хемосор-
бируемые органические гидрофобизаторы создают покрытия,
обладающие большей гидрофобностью (0 = 160°), чем покры¬
тия физически адсорбируемых гидрофобизаторов (парафин0	= 105°) [56] и поэтому более эффективны. Органические
гидрофобизаторы имеют большие размеры макромолекул (рас¬
плавленный битум 1000—2000 А°, парафин 800—900 А°), кото¬
рые кольматируют поры материала и уменьшает его водо-, паро-
и воздухопроницаемость. Их применение целесообразно в случае
необходимости устройства гидро- и пароизоляционного покры¬
тия [221] и для обработки внутренних поверхностей панелей
стен зданий с влажным режимом в помещениях [228].При нанесении органических гидрофобизаторов на поверх¬
ность материала (битумно-петролатумные, стирольные и др.186
составы) изменяются его декоративные качества, поверхность
изделий необходимо покрывать декоративным слоем.Низкая паропроницаемость материалов, обработанных орга¬
ническими гидрофобизаторами, ограничивает их использование
для отделки наружных поверхностей панели, так как приводит
к влагонакоплению под поверхностным слоем в результате за*
труднения влагообмена с наружным воздухом.В отличие от органических кремнийорганические гидрофоб и -
заторы не кольматируют поры материала, а создают на их по¬
верхности тонкий слой сорбированных молекул, что приводит к
инверсии смачивания. При этом капиллярные силы изменяют
свое направление и обеспечивают водонепроницаемость мате¬
риала, а для диффузии водяного пара препятствия не создаются.
Химические процессы, протекающие при гидрофобизации строи¬
тельных материалов различными типами кремнийорганических
соединений, исследованы в работе [185].Основное преимущество кремнийорганических гидрофобиза-
торов состоит в том, что в процессе хемосорбции происходит
сшивание силоксановых цепей и образование сплошной высоко¬
молекулярной пленки полимера на поверхности, прочно связан¬
ной с ней и имеющей гидрофобные углеводородные радикалы,
расположенные снаружи. Кремнийорганические вещества обра¬
зуют моно- и полимолекулярные пленки [56, 185].Важная особенность кремнийорганических гидрофобизато-
ров — способность полимолекулярных пленок к разворачива¬
нию в мономолекулярные при образовании новых свободных
поверхностей в материале вследствие трещинообразования в
поверхностных слоях ограждающих конструкций. Поэтому гид¬
рофобные кремнийорганические покрытия способны к «самоза-
лечиванию» в процессе эксплуатации.Исследование химической стойкости кремнийорганических
полимерных пленок [185] свидетельствует о их высокой сопро¬
тивляемости действию химических реагентов.В условиях эксплуатации кремнийорганические гидрофобные
покрытия подвергаются интенсивному влиянию атмосферных
факторов, в результате чего происходит их термоокислительная
и фотохимическая деструкция. Кроме того, на поверхности гид¬
рофобной пленки адсорбируются посторонние гидрофильные
частицы, наблюдается ветровая эррозия покрытия [87]. Это
приводит к гидрофилизации поверхности гидрофобных пленок
в течение 5—6 лет эксплуатации [88]. Однако гидрофобные
пленки, защищенные от непосредственного воздействия указан¬
ных факторов, не изменяют своих гидрофобных свойств, а в
отдельных случаях даже увеличивают угол смачивания [185].
Поэтому глубинная гидрофобизация внутренней поверхности
пор и капилляров материала позволяет значительно повысить
долговечность гидрофобных покрытий на основе кремнийорга¬
нических полимеров.187
Гидрофобные пленки кремнийорганических полимеров бес¬
цветны и при нанесении их на материалы последние не изме¬
няют своих декоративных качеств, как это имеет место с орга¬
ническими гидрофобизаторами, причем исследованиями [185]
установлено увеличение цветостойкости материалов, покрытых
кремнийорганическими пленками гидрофобизаторов.Эффективность гидрофобизации кремнийорганическими по¬
лимерами возрастает при учете химического состава ячеистого
бетона. Наиболее доступны органилсиликонаты натрия: этил-
силиконат ГКЖ-Ю (МРТУ 6-02-271-63), метилсиликонат
ГЖК-П (МРТУ 6-02-271-63), фетилсиликонат ГКЖ-П (МРТУ
6-02-322-65). Однако они менее эффективны из-за своей сильной
щелочности (pH до 13) для гидрофобизации материалов щелоч¬
ного характера, к которым относится газосиликат.Для газосиликата наиболее пригодны полиорганилгидроси-
локсаны и полиорганилсилоксанолы. Они хорошо растворяются
в органических растворителях (бензол, толуол) и не раство¬
ряются в воде и низших спиртах. При применении растворов
полиорганилгидросилоксанов и полиорганосилоксанов в органи¬
ческих растворителях для гидрофобизации крупноразмерных
изделий необходимо сложное технологическое оборудование,
чтобы удалять вредные испарения растворителя. Промышлен¬
ность выпускает устойчивые (50%) эмульсии кремнийорганиче¬
ских гидрофобизаторов.Из полиорганогидросилоксанов широко распространена по-
лиэтилгидросилоксановая жидкость (СгН55ЮН)п ГКЖ-94
(ГОСТ 10834-64), которая является универсальным гидрофоби-
затором и пригодна для обработки большинства строительных
материалов, наиболее атмосферостойка и химически стойка сре¬
ди кремнийорганических гидрофобизаторов [185]. Наличие в
полиэтилгидросилоксановой жидкости ГКЖ-94 активного водо¬
рода (1,3—1,42%) определяет ее способность реагировать с
гидроксильными группами гидро- и алюмосиликатов кальция
[56] и эффективно гидрофобизовать газосиликат.§ 2. Гидрофобизационная обработка
ячеистого бетонаОсновные цели гидрофобизационной обработки строи¬
тельных конструкций — предохранение их от увлажнения атмо¬
сферной влагой при строительстве или эксплуатации и предот¬
вращение увлажнения термоконденсационной влагой в эксплуа¬
тационный период. В соответствии с этим можно классифици¬
ровать виды гидрофобизационной обработки по их эффективно¬
сти и долговечности.188
Для обеспечения водонепроницаемости поверхности легко-
увлажняемых материалов и изделий на короткий период транс¬
портировки, хранения, монтажа и т. д. необходима кратко¬
срочная гидрофобизация. Чтобы улучшить эксплуатационные
физико-технические качества материала, эффективна долговре¬
менная гидрофобизация.Гидрофобизационную обработку изделий из ячеистого бетона
выполняют поверхностным нанесением гидрофобного покрытия
путем пульверизации или нанесением кистью гидрофобизующе-
го состава, (поверхностная гидрофобизация), пропиткой поверх¬
ностного слоя материала на заданную глубину или его сплош¬
ной пропиткой (пропиточная гидрофобизация), введением гид-
рофобизатора в смесь (объемная гидрофобизация).Исследование долговечности поверхностных гидрофобных
покрытий [86] подтверждает необходимость их периодического
возобновления, что не всегда возможно в эксплуатационных
условиях и чаще всего не выполняются. Поэтому поверхностная
гидрофобизация не может быть рекомендована для долговре¬
менной гидрофобизационной защиты ячеистобетонных ограж¬
дающих конструкций зданий.Гидрофобизация внутренней поверхности пор и капилляров
предохраняет гидрофобное покрытие от деструктирующего воз¬
действия атмосферных факторов (фотохимической деструкции,
адсорбции гидрофильных частиц и ветровой эррозии).Таким образом, для долговременной гидрофобизационной защиты ячеи¬
стобетонных стеновых панелей эффективны пропиточная и объемная гидро-
фобизации. Рекомендации по выбору вида гидрофобизационной обработки
приведены в табл. 46.Объемная гидрофобизация ячеистого бетона. Осуществляют
введением гидрофобизующего реагента в сырьевую смесь при
изготовлении изделий. В этом случае гидрофобизуется внутрен¬
няя поверхность пор и капилляров материала, улучшаются его
физико-технические характеристики. Способы объемной гидро-
фобизации ячеистого бетона исследованы в работах [205, 206],
где показано увеличение морозостойкости, снижение водопогло¬
щения и максимальной сорбционной влажности гидрофобизоваи-
ного ячеистого бетона (табл. 47). В качестве гидрофобизаторов
в этих исследованиях применяли битумные эмульсии и дис¬
персные порошки, получаемые холодным помолом битума в
шаровых мельницах, пиролизную смолу и кремнийорганический
полимер секвиоксан. Однако из-за токсичности указанных ве¬
ществ и отсутствия технологии приготовления эмульсий прак¬
тические рекомендации по объемной гидрофобизации еще не
разработаны [220].18»
Таблица 46П рименение гидрофобизационной обработки панелей из ячеистого
бетонаЦель гидрофобизационной обработки
изделийЗащита строительных материалов (кир¬
пич, легкобетонные камни, плиточный
утеплитель, перегородочные плиты и т. д.)
и конструкций из легких и ячеистых бе¬
тонов от увлажнения атмосферными
осадками при транспортировке или хра¬
нении на заводских и приобъектных
складах, а также в процессе производ¬
ства работУменьшение отсоса влаги поверхностью
материала из раствора при кладке (осо¬
бенно при зимней), что исключает необ¬
ходимость замачивания кирпича и дру¬
гих кладочных материалов
Уменьшение отсоса влаги поверхностью
крупноразмерных изделий из наносимого
на нее отделочного покрытия из поли-
мерцементного, силиконового и других
растворовПредотвращение отслоения тиоколовых и
других мастичных герметиков при термо¬
диффузионном увлажнении материала
панели в швахПредотвращение проникания влаги при
косых дождях во внутренние слои круп¬
ных стеновых панелей из ячеистого и
легкого бетоновУвеличение морозостойкости материалов,
имеющих соответствующие ГОСТу проч¬
ностные характеристики, но не удовлет¬
воряющих нормативам по морозостой¬
костиУвеличение термического сопротивления
материала стен и утеплителяУменьшение сорбционной влажности ма¬
териала при эксплуатационном увлажне¬
нии вследствие термодиффузии пара
внутреннего воздуха помещений с нор¬
мальным и влажным режимамиВид гидрофобизационной
обработкипо требуемой
длительности
гидрофобногоэф Ьектапо требуемой
толщине слоя
гидрофобного
материалаКратко¬срочнаяКратко¬срочнаяКратко¬срочнаяДолго¬временнаяДолго¬временнаяДолго¬временнаяДолго¬временнаяДолго¬временнаяПоверх¬ностнаяПоверх¬ностнаяПоверх¬ностнаяПоверх¬ностнаяПропиточ¬наяПропиточ¬наяПропиточ¬
ная
и объемная
Пропиточ¬
ная
и объемнаяТолщинаслоягидрофоб¬ногоматериала,мм1—21—21—21—2Порасчету17Порасчетуводо¬поглоще¬ния10—2010—20
на всю
толщинуОбъемная гидрофобизация ячеистого бетона путем введения
в сырьевую смесь изученных кремнийорганических гидрофоби-
заторов органилсиликонатов натрия и полиорганилгидроеилок-
санов, по данным Д. М. Розенфельда [206], не дает гидрофоб¬
ного эффекта. Это объясняется тем, что в условиях гидробаро-190
термальной обработки изделий из ячеистого бетона происходит
деструкция кремнийорганических полимеров. В работах [185,
206] показано, что в среде водяного пара при повышении дав¬
ления наблюдаются гидролиз гидрофобной поверхности пленки
с разрывом силоксановых связей SiO и отщепление гидрофоб¬
ных радикалов по схемеSi — R + Н2Оно_ -► SiOH + RH.Устойчивым при автоклавной обработке с давлением 8 атм оказа¬
лось лишь покрытие на основе этилхлорсилана CzHsSiCb.Таким образом, объемная гидрофобизация автоклавного ячеистого бетона
кремнийорганическими гидрофобизаторами невозможна.Таблица 47Влажностные характеристики объемно-гидрофобизованного ячеис¬
того бетонаМатериалДобавкаМаксимумсорбционнойвлажностиКапилляр¬
ный подсос
за 1 ч, %ИоточникГ азобетон 625Битум БН-5 5%9,365205,206660Без добавки12,7019—Газосиликат 595Битум БН-5 5%10,56—,205,206» 580Без добавки13,25—1«—» 650—70ИАС 0,7-1%	525» 650—70Без добавки—28•—Пропиточная гидрофобизация стен помещений с влаж¬
ным и мокрым режимами фактически должна выполнять
функции пароизоляции, в связи с чем необходимо приме»
нять гидрофобизаторы, кольматирующие поры материала и
уменьшающие его паропроницаемость. Такой способ гидрофоби-
зации битумно-петролатумным составом, разработанным Ураль¬
ским ПромстройНИИпроектом [228], хорошо зарекомендовал
себя при эксплуатации в условиях помещений промышленных
зданий с влажным режимом. Однако вследствие длительности
процесса обработки (24 ч), обусловленной высокой вязкостью
гидрофобизующего состава, он непригоден для использования
на конвейерных линиях. Кроме того, данный процесс опасен в
пожарном отношении и сопровождается выделением вредностей.
Но особенно важно то, что для панелей жилых и гражданских
зданий, имеющих помещения с нормальным тепловлажностным
режимом, не требуется пароизоляционная обработка внутрен¬
ней поверхности. В то же время пароизоляция на наружной
поверхности может ухудшить эксплуатационный режим панелей.Функциональным требованиям влагозащитного покрытия
для панелей жилых зданий (водонепроницаемость при паропро-
ницаемости) соответствует только гидрофобное покрытие крем-
неполимерами, из которых наиболее эффективна для газосили-
ката водная эмульсия полиэтилгидросилоксана ГКЖ-94. Однако191
сложность состоит в том, что, несмотря на малую вязкость
водной эмульсии ГКЖ-94, близкую к вязкости воды, не удается
достичь глубинной гидрофобизации поверхностного слоя пане¬
лей при обычных методах обработки. Отмечается [185], что
гидрофобизатор в эмульсии почти мгновенно реагирует с по¬
верхностью и образует водоотталкивающий слой, не пропускаю¬
щий раствор при вторичном нанесении.Эксперименты по длительной пропитке ячёйстого бетона вод¬
ной эмульсией гидрофобизатора показывают, что длительное
пребывание в ней образцов не повышает глубину проникания
гидрофобизатора, в то время как его носитель — вода — прохо¬
дит достаточно глубоко. Толщина слоя гидрофобного ячеистого
бетона при пропитке в водной эмульсии в течение 24 ч не пре¬
вышала 1—2 мм, несмотря на то что вода проникала за это
время на 80—100 мм. Однако в процессе обработки пористых
материалов растворами кремнийорганических гидрофобизаторов
в органическом растворителе глубины проникания пропиточного
состава и гидрофобизатора совпадают.Уменьшение глубины проникания гидрофобизатора в про¬
питываемый пористый материал при обработке водными эмуль¬
сиями объясняется различным механизмом процесса образова¬
ния гидрофобной пленки в результате адсорбции гидрофобиза¬
тора из раствора и эмульсии.В растворах более активной адсорбционной средой является
растворитель (вода для метил- и этилшл,иконато/в натрия или
органический растворитель для полиэтилгидросилоксана). По¬
этому при пропитке пористого материала раствором кремний-
органического гидрофобизатора адсорбция его поверхностью и
сшивание силоксановых цепей происходят после удаления раст¬
ворителя. Это обнаруживают по появлению гидрофобного эф¬
фекта на поверхности при высушивании материалов, обрабо¬
танных водными растворами алкилсиликонатов натрия, и испа¬
рении органического растворителя после обработки раствором
полиэтилгидросилоксана.В эмульсии более активно адсорбируется гидрофобизатор,
который при контакте с поверхностью образует адсорбционную
пленку независимо от наличия менее активной адсорбционной
среды, которой является вода. Следующая за образованием
мономолекулярной пленки полимолекулярная адсорбция гидро-
фобизатора, по-видимому, создает своеобразный фильтр, через
который свободно проникают молекулы воды, но не проходят
молекулы гидрофобизатора.Увеличение глубины проникания гидрофобизатора в мате¬
риал при пропитке достигается в результате интенсификации
процесса впитывания эмульсии гидрофобизатора [9] при ис¬
пользовании термоградиентного погружения в пропиточный
состав (авт. свид. № 523885), пропитке с предварительным192
вакуумированием, пропитке под давлением, комбинированной
пропитке (табл. 48).На основе теоретических исследований [285] способов интен¬
сификации пропитки были разработаны технологические схемы
глубинной гидрофобизации панелей из ячеистого бетона. На
рис. 49 показаны основные технологические операции и порядок
их выполнения при различных способах интенсификации гидро-
фобизационной пропитки.Таблица 48Глубина проникания эмульсии и гидрофобизатора в зависимости
от параметров режима глубинной гидрофобизации образцов ячеи¬
стого бетона (f0 = 735 кг/м3)Режим обработкиЗначение параметров режиматемпература
образца, °Стемпература
пропитки, °Спредвари¬
тельный ва¬
куум, атмгидростати¬
ческое дав¬
ление, атмГлубина проникания,ММ10МИН1 чэмуль¬сиигидро¬фобиза¬тораэмуль-еиигидро¬фобиза¬тораТ ермогр адиентный1104.8 ±0,58 ±0,714±28 ±0,56020——4 ±0,54 ±0,712 ± 2,54 ±0,5Предварительное2020—1—26 ±226 ± 25026 ±2вакуумировамие2020—0,5—16±216 ± 245 ± 416 ± 2Компрессирование2020—0,518±2,518±2,560±618 ± 2,52020—0,210±210 ± 234 ±410 ± 2Комбинированный1104— 1—29 ±329 ±35029±36020—0,5—22 ±322 ±348+222+3Контрольный20202± 1,51 ± 1,510± 41 ± 1,5Гидрофобизацию панелей производят со всех сторон или
только со стороны наружной поверхности. В последнем случае
гидрофобизационной обработке предшествует сборка пакета из
двух панелей с герметизацией его внутренней полости (рис. 50).
Тогда наружная поверхность панели и ее торцовые грани, обра¬
зующие внутренние плоскости швов при монтаже изделий, так¬
же будут гидрофобизированы в процессе обработки. Отметим,
что гидрофобизация торцовых граней панели — эффективное
средство повышения водонепроницаемости стыков.Панели с отделочным слоем из штучных материалов (ковро¬
вая мозаика и т. д.) перед гидрофобизацией необходимо очи¬
щать от бумажной основы плиточных ковров.Гидрофобизацию панелей осуществляют в вертикальном
положении в прони1 очной ванне. Ее объем и размеры зависят
от размеров панелей и принятого способа гидрофобизационной
обработки.7 8-41193
При обработке панелей термоградиентчым способом с ис¬
пользованием их послеавтоклавного тепла в целях создания
термоградиента следует обеспечить емкость ванны, достаточную
для того, чтобы в ней разместить все панели, находящиеся на
одной вагонетке, которая вышла из автоклава.Рис. 49. Последовательность выполнения технологических операций по глу¬
бинной гидрофобизации панелей из ячеистого бетона.Для проведения глубинной гидрофобизации панелей с помо¬
щью предварительного вакуумирования, компрессирования или
комбинированного способа необходима пропиточная ванна
емкостью на один пакет панелей или на одну панель. Пропи¬
точные ванны для этих способов могут быть стационар¬
ными. Тогда рационально блокирование двух-трех ванн на
одном посту гидрофобизационной обработки с оборудованием
общего для всех ванн узла подготовки и подачи эмульсии.194
Подобная схема реализована в экспериментальной установке,
действующей на ЗЖБК-З и ДСК-1.Установка (рис. 50) состоит из резервуара с пропиточным
составом, вакуум-насосного агрегата с центробежным насосом
8К18 1 и эжекторным вакуум-насосом 2 конструкции Б. Д. Ти-
ховидова и В. П. Иванова, поддона 3, на котором размещена
кассета 4 для двух панелей и смонтированы герметизирующие
прокладки 6, колпака 5, образующего при установке на поддон
герметическую пропиточную камеру. Панели вводят в кассету
и с помощью замка создают предварительное минимальноеРис. 50. Схема экспериментальной установки для глубинной гидрофобизаци¬
онной пропитки панелей ПН-6-4, реализованная на ЗЖБК-З:/ — насос 8к-18; 2 — эжекторный вакуум-насос; 3 — поддон; 4 — кассета; 5 — колпак;- 6 —
герметизирующие прокладки; 7 — малая вакуумная камера (а) и ее внешний вид (б).обжатие герметизирующих прокладок. Затем включают вакуум-
насосный агрегат и откачивают воздух из малой вакуумной
камеры 7, образованной обрабатываемыми панелями и кассе¬
той. В результате происходит обжатие прокладок и герметиза¬
ция пакета из двух панелей, что фиксируют замками. На под¬
доне размещают колпак и производят вакуумирование пропи¬
точной камеры до 0,9—0,95 атм. Положение колпака также
определяют посредством замков. После окончания вакуумиро-
вания пропиточную камеру заполняют 5%-ной водной эмульсией
ГКЖ-94 и создают в ней давление 0,5 атм. При выдержке в
режиме пропитки продолжают вакуумирование малой камеры,
что обеспечивает герметичность пакета и способствует ускоре¬
нию пропитки, так как происходит просасывание состава сквозь
материал. Затем эмульсию откачивают эжекторным вакуум-
насосом в резервуар, вакуумируют пропиточную камеру для
удаления излишков жидкости, сбрасывают вакуум и разгру¬
жают обработанные изделия. Все операции по обработке, кроме
погрузо-разгрузочных, осуществляют автоматически, а глубину
пропитки контролируют электрическим зондом. Благодаря высо¬
кой производительности вакуум-насосного агрегата продолжи¬
тельность цикла обработки составляет всего 30—35 мин.7*195
После проведения технологических испытаний на базе описанной уста¬
новки проектируется создание промышленной линии гидрофобизационной
пропитки панелей из ячеистого бетона.§ 3. Улучшение эксплуатационных качеств
ячеистого бетона и ограждающих
конструкций при глубинной гидрофобизации
поверхностного слоя панелейОценка эффективности глубинной гидрофобизации
поверхностного слоя панелей должна способствовать улучше¬
нию качества ячеистого бетона и влажностного режима ограж¬
дения. В результате глубинной ги¬
дрофобизации ячеистобетонных из¬
делий изменяется смачиваемость
поверхности пор и капилляров. При
этом важное значение имеет харак¬
тер распределения гидрофобизато-
ра в поровом пространстве.Теоретическое исследование эф¬
фективности гидрофобизации вы¬
полнено нами с помощью модели
пористого тела в виде системы кон¬
тактирующих сферических частиц,
которую Л. В. Радушкевич изучал
ранее без учета гидрофобности ма¬
териала. В этом случае вследствие
капиллярной конденсации в зоне
контакта (рис. 51) образуется жидкостная манжета с постоян¬
ной кривизной поверхности. При относительных влажностях
pslp поверхность (ноноид) создается вращением плоской винто¬
вой линии (трохоиды) вокруг оси, соединяющей центры частиц:у = ± \гоФ (а, ср) — Л w (а, <р)].	(245)В момент насыщения водяного пара до pjp = 1 она вырожда¬
ется в поверхность нулевой кривизны — катеноид, образуемый
вращением цепной линии:г = r0ch (у/гь).	(246)Для общего случая pjp' координата точки М пересечения тро¬
хоиды и окружности под углом о имеет видxl = \х (х + р) (1 -f р cos 0) + 0,5р2 sin2 6 ± р sin 0 х (247)Рис. 51. Образование жидкост¬
ной манжеты при неполном сма¬
чивании контактирующих час¬
тиц.х]/ х (х + р) (1 + р cos 6 — х(х + р)) -f 0,25р2 sin2e]/(l +2р cosO+p2).196
Таблица 49Сорбционная влажность модельной пористой среды при неполном смачивании, % по объемуРадиусы сферических частиц модельной пористойсреды, мPs/P1 . 10—85 • 10—81 • ю—75 • 1 о—7 :Углы смачивания поверхности045750457504575045750,50,16890,06130,00330,01170,00500,00040,00330,00150,00010,000150,00000,00000,60,26350,09100,00450,02010,00840,00060,00580,00260,00020,000280,00010,00000,70,42930,14090,00590,03720,01510,00110,01110,00480,00040,000560,00020,00000,80,76110,23070,00810,08060,03110,00200,02530,01050,00080,00140,00060,00000,91 59730,4260,01140,25220,08790,00430,08840,03380,00210,00550,00240,00020,952,63150,63020,01370,64750,20100,00750,26190,09100,0045001990,00840,00070,983,88450,83720,01530,65530,43810,01150,85050,25250,00850,09440,03950,0021,05,231,040,055,231,040,055,231,040,055,231,040,05
Кроме того, для точки пересечения трохоиды и окружности,
как показано Л. В. Радушкевичем, запишем1	— V\ — х\ = X [Ф (а, ср0) — I1 (а, сро)] — (а, ?о), (248)где х0 = го//?; х = rJR\ р = C/R-, п — г0 = С; г„ — радиус в точ¬
ке пересечения; го, г\—минимальное и максимальное расстоя¬
ния трохоиды от оси у\ R — радиус контактирующих частиц;
С = 2aV/RoT In (pslp) — кельвиновский радиус кривизны; Ф (а,
ср), W (а, <р) — разностные эллиптические интегралы первого и
второго рода по модулю а == arc sin К1 — х2/(х + (З)2 и аргументуср = arc sin (V (1 — х\!(х + [3)2/sin а).Трудоемкая работа по подбору вели¬
чин *0, удовлетворяющих условию (248),
определению параметров трохоиды и
объема сорбированной влаги выполнена
на ЭВМ «Наири-2» при значениях отно¬
сительной влажности от 0,5 до 0,99 и уг¬
лах смачивания 0 в интервале 0—90°.
Некоторые результаты расчета приведе¬
ны в табл. 49.При относительной влажности ps/p =
= 1 условие (248) ведет к бесконечности.
Поэтому для предельного значения пара¬
метры мениска жидкости и объем сорби¬
рованной влаги получены с учетом ну¬
левого угла смачивания в соответствии
с предельной формой образующей по¬
верхности мениска (246). Параметры
цепной линии (246), пересекающей ок¬
ружность под нулевым углом, определя¬
ли по трансцендентному уравнению
sh 2г = [2 ((ch2z — 2z2) cos 0 — г (sh z —2 ch г) sin 6)]: (2z cos 0 + ch г sin 0), (249)
где z = yMlro; r0 — расстояние до вершины цепной линии.Результаты проведенного теоретического исследования сорб¬
ционного увлажнения (см. табл. 49, рис. 52) показывают, что
уменьшение смачиваемости стенок пористого материала сокра¬
щает объем капиллярно-конденсированной влаги, а при инвер¬
сии смачивания, т. е. для гидрофобных материалов, капилляр¬
ная конденсация вообще невозможна. Вместе с тем экспери¬
ментальное исследование сорбционной влажности и распреде¬
ления влаги по формам связи, выполненное совместно с В. М. Ка¬
занским, свидетельствует о наличии сорбированной влаги в
ячеистом бетоне, гидрофобизованном полиэтилгидросилоксаном
ГКЖ-94 (табл. 50, 51). В табл. 50 принято: а — 2 мм, верхний
слой образца; 6 — 2 мм, слой образца на расстоянии 10 мм от
поверхности.Рис. 52. Сорбционная
влажность модельной
среды в зависимости
от угла смачивания и
относительной влаж¬
ности.198
Таблица 50Распределение влаги в образцах гидрофобизованного (ГКЖ-94)
ячеистого бетона -f0 = 712 кг/м3 (фракция 0,14—0,35), % по массеГидрофобизаторКоличество влагикапиллярно¬связаннаявлагаманжетнаявлагаполислойконослойОтсутствует52,9411,182,581,08а—1%-ный раствор18,15,2812,5821,0б—1%-ный раствор29,056,491,80,9а — 10%-ный раствор9,663,231,260,55б — 10%-ньш раствор10,333,692,220,63а— 1%-ная эмульсия21,274,831,210,66б — То же36,367,932,281,2а — 10%-ная эмульсия12,053,521,420,62б — То же22,3513,862,520,99Таблица 51Максимальная сорбционная влажность гидрофобизованного газоси-
ликата (у0 = 718 кг/м3) при p/ps = 0,95Фракция
образцов, ммГ идрофобизаторГКЖ-94Контрольные
образцы
Оез обработкираствор, %водная эмульсия, %1 | 101510Менее 0,054,2744,3657,2115,1784,0538,240,05-0,143,3553,1766,1784,7552,8917,7960,14—0,353,1272,8926,0524,7242,8567,385Анализ теоретических и экспериментальных данных позво¬
ляет сделать вывод о том, что при обработке кремнийорганиче-
ским гидрофобизатором его молекулы не проникают в микро-
поры, а адсорбируются только на поверхности макропор и пор
переходных радиусов, составляющей примерно 25% общей
внутренней поверхности ячеистого бетона. Образующаяся затем
гидрофобная пленка сшитого полимера остается проницаемой
для молекул воды в газовой фазе. Поэтому процессы сорбции и
капиллярной конденсации имеют место в гидрофобизованном
ячеистом бетоне, хотя их протекание несколько замедляет нали¬
чие гидрофобизатора в устьях микрокапилляров. Однако общая
величина максимальной сорбционной влажности у обработан¬
ного методом глубинной гидрофобизации ячеистого бетона в
1,5—2,2 раза меньше, чем у исходного, на 20—25% меньше199
сорбционная влажность при низких (р s/p<0,4) значениях
относительной влажности среды. Это объясняется тем, что при¬
мерно 20—25% общей внутренней поверхности пор и капилля¬
ров ячеистого бетона покрыты гидрофобной пленкой.Изменение сорбционного потенциала ячеистого бетона при
его глубинной гидрофобизации обусловливает некоторое сни¬
жение его паропроницаемости, установленное эксперименталь¬
но [88] и наблюдавшееся в наших экспериментах (табл. 52).Особенно велико влияние глубинной гидрофобизации на водо¬
проницаемость ячеистого бегона. Несмотря на развитую пори¬
стость, «эквивалентный» радиус его сквозных пор (для if0=
= 700—800 кг/м3) составляет 1,5- 10~7 — 6- 10~8 м, т. е. нахо¬
дится в области микрокапиллярных и переходных пор, поверх¬
ность которых не гидрофобизована при обработке. Но микро¬
капилляры пронизывают межпоровые перегородки и выходят
своими устьями в макрокапилляры, поверхность которых гидро¬
фобизована. Поэтому водонепроницаемость гидрофобизован-
ного ячеистого бетона определяется величиной капиллярного
противодавления Ркм в гндрофобизованных макрокапиллярах
(см. ниже).Радиус капил¬
ляра, мЮ-з10-“10-5Ю-610 ^Рк. п. Па9,65.109,65.10*9,65.1089,65.1049,65.105Она значительно больше возможного только при ураганных
ветрах гидростатистического давления дождя 1,5-103 Па.Водонепроницаемость слоя гидрофобного материала зависит
от превышения внешним гидростатистическим давлением Рг
величины Рк.п и толщины h гидрофобного слоя. Теоретическое
время начала сквозной фильтрации для составляющих 99%
общей длины макрокапилляров ячеистого бетона [121] капил¬
ляров с радиусом г порядка 10~6 м, рассчитанное по зависи¬
мостич = ЦМгЦР*-Рл.п),	(250)где г| = 10~3 н - с/м2 — динамическая вязкость воды, найден¬
ной из уравнения Пуазейля, достаточно хорошо совпадает с
результатами, полученными нами и А. С. Паниным при экспе¬
риментах на гидрофобной золе (табл. 53).При проведении экспериментов по определению водопрони¬
цаемости ячеистого бетона давления 1 • 104 Па (0,1 атм)
не вызывали сквозной фильтрации через гидрофобизованный200
Таблица 52Изменение коэффициентов паропроницаемости ячеистого бетонаг
при гидрофобизации кремнийорганическими соединениямиМатериал образцаСостав компонентов
(цемент : песок : из-
Бесть)Объемный вес 7«,
кг/м*|А0 • 10* контрольных
образцов,г/м • ч • мм • рт. ст.Г идрофобизовГКЖ-94
(5%-ный ке¬
росиновый
раствор
10%-ной
эмульсии)анные образны-гкж-и(3%-ный вод¬
ный раствор)(1 • 10аHo/l*ц. • 10*Р-о/^Пеносиликат [87]11 :36801,861,231,511,691,1»11 :37851,720,842,051,641,05Пенозолосиликат [205]11 : 06431,320,891,491,181,12Газосиликат [87]11 ! 36101,961,011,941,781,1Газосолосиликат [205]11 :07711,470,961,531,31,13Газосиликат111 :37212,0421,371,481,781,15Газосиликат111 :38151,671,041,751,3361,25Газосиликат111 :38901,430,672,151,091,311	Образцы изготовлены из одного состава сухой смеси с различным со¬
держанием газообразователя.2	Паропроницаемость определена на образцах, которые затем были гидро-
фобизованы пропиткой.Таблица 53Водопроницаемость гидрофобизованного ячеистого бетона и гидро¬
фобной золы при гидростатическом давленииМатериал
и его с&ъем-Гидрофобный слойТолщинаГидростати¬
ческое дав¬Время начала
фильтрации, аиый вес,
кг/м3слоя, мление при
испытаниях,
Парасчет¬ноеэкспери¬менталь¬ноеГазосиликатОтсутствует0,030,3 • 10*2,02,9 • 10750
То жеПоверхностная гидро¬0,031 • 10*1,42,5 • 10»фобизация 10%-ной
эмульсией ГКЖ-94
Пропиточная гидрофо¬0,031 ■ 1041,03 • 1026,4 • 10аЗолабизация 10%-ной
эмульсией ГКЖ-94
Отсутствует0,050,3 ■ 10*5,5 • 1021,2 • 103»Битумизация гранул0,051 • 10*2,3 • Ю24,47 • 10»ячеистый бетон, а его образцы, гидрофобизованные пропиткой
и находившиеся в воде на глубине 0,5 м, за 96 ч увеличили
влажность на 4—5%.Таким образом, гидрофобизационная обработка ячеистого бетона глу¬
бинной пропиткой водной эмульсией полиэтилгидросилоксана улучшает его
влажностные свойства, что обусловливает совершенствование характеристик
стойкости материала.201
1.	Водостойкость ячеистого бетона, гидрофобизованного глу¬
бинной пропиткой, исследована нами на образцах, изготовлен¬
ных по ГОСТ 12852—66. В исследованиях [87, 205] показано
увеличение прочности ячеистого бетона в сухом состоянии при
его гидрофобизации кремнийорганическими полимерами. В то
же время в работе [205] отмечено повышение хрупкости (отно¬
шение PJPo предела прочности при изгибе к пределу проч¬
ности при сжатии). Кроме того, согласно теории адсорбционно¬
го снижения прочности замещение сорбированной влаги более
активной адсорбционной средой — гидрофобизатором — должно
уменьшить прочность. Следует учесть, что, как показано выше,
гидрофобизатор адсорбирован только на поверхности макро¬
капилляров и переходных пор, поэтому в микропорах влага
оказывает расклинивающее действие и должно наблюдаться
адсорбционное снижение прочности при увлажнении.Гидрофобизованные и контрольные образцы газосиликата
испытывали в абсолютно сухом (после сушки до постоянного
веса, охлаждения в эксикаторе с силикагелем) и воздушно-су¬
хом состояниях ф = 0,5 (после сорбционного увлажнения при
Ф = 0,99 и двухсуточного нахождения в воде). Результаты опре¬
деления кубиковой прочности этих образцов, приведенные в
табл. 54, показывают, что адсорбционная мономолекулярная
пленка гидрофобизатора значительно снижает прочность газо¬
силиката по сравнению с абсолютно сухими образцами. Повы¬
шение влажности образцов при выдерживании в среде с 50%-
ной, а затем с 99%-ной влажностью уменьшает контрольную
характеристику Rc, особенно у негидрофобизованных образцов,
что объясняется различием пределов капиллярной конденсации
в гидрофильном и гидрофобном материалах. В результате сни¬
жения предела сорбционного увлажнения при гидрофобизации
образцов уменьшаются площадь полимолекулярных пленок и
их воздействие на межпоровые перегородки, а на стенках мак¬
рокапилляров адсорбционные пленки воды вообще не обра¬
зуются. Последующее двухсуточное увлажнение образцов, как
указано в работах [87, 88], приводит к еще большему падению
прочности гидрофильного ячеистого бетона и практически не
уменьшает прочность сплошь гидрофобизованных образцов.Несовпадение результатов наших экспериментов с данными
работ [87, 88], по-видимому, объясняется недостаточным высу¬
шиванием образцов, с результатами работы [205] — примене¬
нием способа объемной гидрофобизации, при котором изменя¬
ется структура пористости ячеистого бетона.Таким образом, установлено, что гидрофобизация ячеистого бетона, не¬
смотря на адсорбционное снижение прочности в сухом состоянии, в эксплуа¬
тационном диапазоне влажности увеличивает контрольную Rс и, следова¬
тельно, все его прочностные характеристики, связанные с первой эмпириче¬
ской зависимостью [137]. Это обеспечивает повышение стойкости ячеистого
бетона при деструктирующих воздействиях атмосферы и увеличивает долго¬
вечность ограждений.202
2.	Исследование предела сорбционного увлажнения показа¬
ло, что в гидрофобизованном ячеистом бетоне при нормальном
температурно-влажностном режиме эксплуатации ограждающей
конструкции могут быть заполнены водой только микрокапил¬
ляры. Этим в основном объясняется высокая морозостойкостьТаблица 54Изменение прочности ячеистого бетона при гидрофобизацииМатериалобразцовОбработкаОбъемный
вес, кг/м8Абсолют¬
но сухиеВоздуш¬
но-сухие
при
ср = 0,5Сорбцион¬
но-насы¬
щенные
при <р=0,99После
двух суток
водопо-
гружения-%«с,кг/см2%«с,кг/см2%«с,кг/смг%«с,кг/см2ГазосиликатПропитка183510455,210354,79852»—835100539748,2——4624,4ПеносиликатПропитка178010850,810649,8——10047»—7801004791436730,5Газошлако-Объемная2700——12770————■бетон»—700.——10055————ГазосиликатПропитка37169368,96851,86648,36648,0»—71610075,25642,25037,74735,4ГазосиликатПропитка8219180,76559,16458,36458,5»—82110091,05247,44843,64741,8i_ 2 — приводятся соответственно по работам [87, 88]; 3—образцы изго¬
товлены по вибрационной технологии.(табл. 55) гидрофобизованного ячеистого бетона, поскольку
фазовые переходы в макрокапиллярах происходят при значи¬
тельно более низких температурах (—40° для капилляров ради¬
усом 10~7 м),чем в микрокапиллярах (образцы для испытаний
на морозостойкость водонасыщены под вакуумом; I — потеря ве¬
са, %; II — визуальное описание). В макро- и переходных
капиллярах влага может накапливаться только вследствие тер¬
модиффузии и термоконденсации. Однако характер взаимодей¬
ствия замерзающей влаги в макро- и переходных капиллярах
гидрофильного и гидрофобного материалов различен, так как
в гидрофобных капиллярах отсутствует пленка модифицирован¬
ной влаги, имеющей отличные от нормальной кинетику, а также
начальные и конечные параметры фазового перехода жид¬
кость— лед [75]. К моменту максимума теплового расширения
льда при оттаивании, которое, как показано в § 7 главы IV,
является причиной деструкции от циклического заморажива¬
ния— оттаивания, на поверхности льда образуется пленка нор¬
мальной влаги, вытесняемая в резервные поры и уменьшающая
давление льда на межпоровые перегородки. В гидрофильном
материале давление льда передается на скелет слоем модифи¬
цированной влаги с высокой плотностью и вязкостью.203
Таблица 55Морозостойкость образцов газосиликата -f0 = 730 кг/м3Состояние образдов после морозостойкостиХарактеристика образцов10202535IIIII1ИIIIКонтрольные—Безизменений—Слабоешелушение1,5Появление трещин и
шелушение4,5Отслоение, округле¬
ние реберТо же с «ириской» на
одной грани	То жеТо же1,0То же, разрыхление
швов4,9То же, разрыхление
швовПоверхностная гидрофо¬
бизация	—Безизменений2,0Гидрофилизация, ше¬
лушение. трещины4,7То жеТо же с «ириской» на
одной грани—»—То же3,0То же, разрыхление
швов4,8»Гидрофобизованные про¬
питкой—»—»1,0Без изменений на про¬
питанной грани2Без изменений на про¬
питанной граниТо же с «ириской» на
одной граниsТо же1,0То же
Длительное воздействие влаги при влажном и мокром экс¬
плуатационных режимах помещений может привести к частич¬
ной гидрофилизации кремнийорганического гидрофобизатора и
заполнению части макрокапилляров. При этом льдообразование
будет отличаться от льдообразования в гидрофильном ячеистом
бетоне, о чем свидетельствуют эксперименты [87] на водона¬
сыщенных в вакууме образцах ячеистого бетона, позволившие
обнаружить увеличение льдистости и уменьшение количества
незамерзающей влаги. Увлажнение гидрофобизованного ячеи¬
стого бетона до 22—30°/о теоретически невозможно в условиях
мокрого и влажного режимов эксплуатации.3.	Гидрофобизованный ячеистый бетон имеет меньший диа¬
пазон колебания влажности, чем гидрофильный. Это связано с
меньшим пределом сорбционного увлажнения. Однако при ука¬
занных колебаниях появляются и удаляются тонкие пленки
влаги, расклинивающее действие которых вызывает деструкцию
при циклическом увлажнении — высушивании. Это приводит к
трещинообразованию в гидрофобизованном ячеистом бетоне,
хотя и в меньшей степени, чем в гидрофильном (табл. 56: А —
контактное увлажнение в течение 3 мин, Б — высушивание до
сухого веса, В — радиационная сушка до воздушно-сухого веса).Таблица 56Трещиностойкость ячеистого бетона fo — 718 кг/м3 при циклах
увлажнения — высушиваниясс*SОбразцыШирина раскрытия трещин после увлажнения
при количестве циклов, ммТИП Lячеистогобетона2550100150200250АБГидрофиль¬ныеПоявлениемикротре¬щин0,010,040,070,080,09АБГидрофоб¬ноеПоявлениемикротре¬щин0,010,0150,040,05АВГидрофиль¬ныеПоявлениемикротре¬щин0,010,0150,03АВГидрофоб¬ныеТрещин не
обнаруженоРезультаты наших экспериментов позволяют сделать вывод о том, что
гидрофобизации ячеистого бетона, уменьшая трещинообразование в 1,2—1,4
раза, все же не может исключить его деструкцию при циклическом увлажне¬
нии — высушивании, механизм которой рассмотрен в § 2 главы IV.4.	Экспериментальные данные о химической стойкости крем-
нийорганических гидрофобных пленок, приведенные в работе
[185], свидетельствуют о невозможности их деструкции слабы¬205
ми кислотами и основаниями, к которым относятся растворы
углекислоты, аммиака и углекислого аммония, образующиеся
при растворении химически активных газов из атмосферы. Ис¬
следование поглощения 100%-ной углекислоты ячеистым бето¬
ном показало снижение в 15—16 раз объема поглощения для
гидрофобизованных образцов. Такой же эффект дает и высу¬
шивание образцов гидрофильного бетона. Эксперименты по
карбонизации ячеистого бетона, гидрофобизованного кремний¬
органическими соединениями, проведенные авторами [87, 88,
205] и нами (табл. 57, 58), подтверждают отсутствие деструк¬
ции после нахождения образцов в атмосфере 1007о-ной кон¬
центрацией углекислоты (звездочкой отмечены образцы после
трехсуточного воздушного хранения). Естественно, что значи¬
тельно меньшие концентрации углекислоты в атмосфере не мо¬
гут привести к химической коррозии гидрофобизованного ячеи¬
стого бетона.Т а бл и ц а 5?Влияние карбонизации на гидрофобный ячеистый бетонЭксперименты В. И. ЖелезногоПенобетон*1:1:3591—33,57525Да33,534,1—Г азобетон1:1:3830—29,268,315Да29,229,2—Газосиликат0:1:3730—25,38018Да25,326,2—Наши эксперименты*20Увеличили5%21Увеличили5%20Увеличил»
6%5.	Фотохимическая деструкция под действием ультрафиоле¬
товых лучей согласно работам [87] — главная причина разру¬
шения поверхностных гидрофобных покрытий на основе крем-г1:1:3735—677Да661:1:3815	471Да44»1:1:3895	3,569Да3,53,5206:
нийорганических соединений. Проведены комплексные испы¬
тания образцов при действии циклов увлажнения и высушива¬
ния с радиационным разогревом. Разогрев осуществляли по¬
средством инфракрасного
(плотность теплового потока
1600 Вт/м2) и ультрафиолето¬
вого (86 Вт/м2) излучателей на
поверхности образцов. Износ
устанавливали по изменению
величины капиллярного подсо¬
са. Результаты эксперимента,
приведенные в табл. 59, пока¬
зывают, что комплексное воз¬
действие, смоделированное на
50 лет эксплуатации, практиче¬
ски не изменяет влагозащит¬
ных качеств гидрофобного по¬
ристого слоя при глубинной
гидрофобизации (I — до на¬
чала испытаний на атмосферостойкость; II — после испытаний).6.	Влагозащитные качества отделочных покрытий лучше
всего характеризует глубина проникания влаги при увлажнении.
В реальных материалах имеет место неравномерное распреде¬
ление массы жидкости в направлении движения фронта про¬
питки. Закон этого распределения с адекватностью 0,79 описы¬
вается зависимостьюи (*) = итахе~Ьх\	(251)где и, х — влагосодержание и координата слоя; итах— макси¬
мальное влагосодержание материала.Интегрируя формулу (251), получаем суммарную массу по¬
глощенной при капиллярном впитывании влаги -U = f и (х) dx = umax V^l2 V~b.	(252)оОтсюда имеемb = uL^/W.	(253)Таблица 59Капиллярный подсос (г/см2) поверхности ячеистого бетона 70 = 718 км/м3Образцыгазобетона1ч4ч24 ч48ч72 чIIII |IIIиV II1II10,410,410,480,440,490,480,5100,50,530,5421,691,992,292,933,113,343,283,403,303,4630,190,170,220,20,240,210,290,220,300,2440,410,600,780,961,161,351,431,631,611,79Примечание. 1 — гидрофобизованные без защитного слоя из «ириски»;
2 — то же, контрольные; 3 — гидрофобизованные с защитным слоем из
«ириски» со швом между плитками, мм; 4 — то же, контрольные.Таблица 58
Поглощение углекислоты
(г/г • 102) газосиликатом
-{0 = 785 кг/м3 за 1 ч
в среде 100%-ной СОа
при Р = 5-104 ПаВлаж¬
ность, %ОбразныгидрофобныеконтрольныеСухие0,00,3150,0580,8100,0581,020	1,24400,461,35207
Из выражений (251), (253) определяем расстояние до слоя с
заданной влажностьюX = 1,128i//«max • VIn йтах — In U (X)•	(254)Таким образом, по результатам испытаний капиллярного впитывания
поверхностью ограждающей конструкции можно оценить влагозащитные
свойства ее отделочного покрытия и установить характерные зоны в сече¬
нии ограждения: с 90%-ным заполнением пор, где возможна деструкция
материала при фазовых переходах влаги и с недопустимыми колебаниями
влажности, в которой интенсивно корродируют арматура и закладные эле¬
менты.Таблица 60	Расчеты глубины про¬Водопроницаемость защитно- _ никания влаги и ее рас-
декоративных покрытий панелей пределения в образцах с
из ячеистого бетона	гразличными типами от¬
делочных покрытий, вы¬
полненные по изложенной
методике на основании
экспериментальных дан¬
ных о капиллярном впи¬
тывании, показывают сле¬
дующее (табл. 60): в па¬
нелях без отделочного
слоя глубина проникания
влаги после 2 ч увлажне¬
ния поверхности дождем
достигает 8 см, а влаж¬
ность в зоне расположе¬
ния арматуры увеличива¬
ется на 10%; с цементно¬
песчаным отделочным
слоем — 5 см и 3%; с отделочным слоем из ковровой мозаики
с шириной шва 6 мм — 7 см и 6%- Поверхностная гидрофоби-
зация панели без отделочного слоя в достаточной мере защища¬
ет от увлажнения в течение 4 ч, однако после 12 ч увлажнения
происходит интенсивное впитывание влаги. Наиболее надежно
обеспечивает от увлажнения внутренние слои панели глубинная
гидрофобизация ее поверхностного слоя, сохраняющая свои за¬
щитные качества в течение более 72 ч увлажнения. При этом
прирост влажности не превышает 2%.7.	В процессе эксплуатации водонепроницаемость защитных
покрытий значительно ухудшается с появлением трещин в по¬
верхностном слое изделий. Для слоя гидрофобного материала
она обусловлена не только наличием в нем трещин, но и их
глубиной и шириной раскрытия, поскольку в трещинах шириной
менее 0,01 мм капиллярное противодавление в 2—3 раза пре¬
вышает возможный гидростатистический напор при косых дож¬
дях. Таким образом, требуемую глубину пропитки гидрофобиза-
тором можно получить на основании расчета возможных глу¬
бины и ширины раскрытия трещин в поверхностном слое мате¬
риала панелей.208Поверхностный слойМаксималь¬
ная глубина
проникания,
смУвеличение
влажности
в зоне арма¬
туры, %Цемептно -песч ан ый53Из плитки «ириска»76Полимерцементное по¬2,22,5крытиеГлубинная гидрофобиза¬——цияПоверхностная гидрофо¬0,3-бизацияБез обработки поверхно¬810стного слоя
Трещинообразование — следствие деформаций растяжения, сос¬
тоящих для каждого слоя материала панели из деформаций
от нормативной нагрузки ен, температурно-климатической нагруз¬
ки 8т.к.н и усадочных деформаций, вызванных карбонизацией
материала, а также колебаниями его температуры и влажности£к> £т, &W'Условие отсутствия трещин в бетоне без учета его ползу¬
чести имеет вид&ХХ ~ £н "4~ ^Т.К.Н "Ь £к "Ь	^ епр.п-	(255)Тогда условие отсутствия водопроницаемых трещин запишем так:< епр.рЛ;р,	(256)где ехх — сумммарная деформация слоя по сечению панели; епр.р—
предельная растяжимость материала; Кр = PJPr — коэффициент
раскрытия трещин; />,< = 2 cos 0/8тр — капиллярное противодавле¬
ние в трещине шириной 8хр = епр.р/Лг; N — количество трещин
на 1 погонный метр панели, устанавливаемое по данным натурных
наблюдений и экспериментов; Рг — гидростатическое давление
при косых дождях, равное 0,15 атм; 0 = 105ч-125° — угол сма¬
чивания для гидрофобных поверхностей.Поскольку предельная растяжимость ячеистых бетонов ко¬
леблется от 0,12 до 0,25 мм/м, а количество трещин на 1 погон¬
ный метр — от 20 до 50, коэффициент раскрытия трещин может
принимать значения от 0,2 для газозолобетонов до 3,6 для газо¬
бетонов. Получение при расчете значений /Ср < 1 указывает на
недопустимость образования трещин на глубине, большей толщи¬
ны слоя гидрофобизованного бетона. В этом случае условие от¬
сутствия водопроницаемых трещин совпадает с условием (255).Таким образом, расстояние до слоя, в котором выполняется условие
(255) ,или (256), можно рассматривать как требуемую минимальную глу¬
бину гидрофобизации материала. Расчет по предлагаемой методике приме¬
нительно к панели из газосиликата t = 800 кг/м3 толщиной 26 см, выпол¬
ненный по наиневыгоднейшей суммарной эпюре деформаций [50], показал,
что для надежной защиты от увлажнения атмосферной влагой панели из;
ячеистого бетона должны иметь поверхностный слой гидрофобного мате¬
риала толщиной 1,5—2 см. Такая толщина может быть получена при глу¬
бинной гидрофобизации ячеистобетонных панелей.Качество строительной продукции формируется и создается
в процессе ее проектирования, заводского и построечного изго¬
товления, а реализуется в период эксплуатации. При этом прин¬
ципиальную возможность получения требуемого качества обо¬
сновывают исходя из реальных методов производства изделий и
действительных условий его эксплуатации с учетом эффективных
способов повышения качества.Рассматривая некоторые особенности создания и реализации
качества ячеистобетонных ограждающих конструкций зданий,,
мы акцентировали внимание на этих наиболее важных, по на¬
шему мнению, проблемах.С точки зрения теории качества проведенный анализ эффек¬
тивности процессов производства панелей из ячеистого бетона
позволяет уточнить вероятную модель изготовления изделий в
показывает пути реализации требуемого качества.20»
Список литературы1.	Материалы XXIV съезда КПСС. М., Политиздат, 1971.
320 с. 2. Материалы XXV съезда КПСС. М., Политиздат, 1976. 256 с.3.	Авиром Л. С. Надежность конструкций сборных зданий и сооружений.
М., Стройиздат, 1971. 354 с. 4. Адамовский В. И., Поляк М. Л. Ротман-
ский А. А. Экспресс-метод определения равновесной влажности.— «Строит,
материалы», 1973, № 3, с. 34—35. 5. Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Гранов¬
ский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий.
М., «Наука», 1976. 278 с. 6. Аксельруд Г. А., Лысянский В. И. Экстрагиро¬
вание (система твердое тело — жидкость). Л., «Химия», 1974. 253 с.
7. Альтшулер М. А., Сисин В. Д., Дерягин Б. В. Об учете стадии пропитки
в процессах диффузионного извлечения из пористых материалов.— «Докл.
АН СССР», 1970, т. 193, с. 397—399. 8. Александров Г. Г. О пределе капил¬
лярной конденсации в гидрофильном и гидрофобном материале.— Реф.
информ. о законченных науч.-исслед. работах в вузах УССР. Вып. 10,
Киев, 1976, с. 8. 9. Александров Г. Г. Исследование процесса гидрофобиза¬
ционной пропитки ячеистого бетона.— В кн.: Физика. Л., «Наука», 1973,
с. 25. 10. Александров Г. Г., Качура Б. А., Полевик В. И. Совершенствова¬
ние технологии производства защитно-декоративных покрытий из плитки
«ириска» на ячеистобетонных ограждающих конструкциях.— В кн.: Про¬
мышленность автоклавных материалов и местных вяжущих. Вып. II. М.,1972,	с. 7. 11. Александров Г. Г., Качура Б. А. К сравнению кинетики
десорбции в ограждающих конструкциях при температурном и ветровом
воздействиях.— В кн.: Вопросы архитектуры. Вып. 6. Харьков, 1971, с. 68.12.	Алексеев С. Н., Баранов А. Т., Степанов В. Ф. Сохранность арматуры в
ячеистом бетоне.— В кн.: Вопросы технологии ячеистых бетонов и конст-
струкций из них. М., Стройиздат, 1972, с. 92. 13. Анапольская Л. Е., Гаи-
дии Л. С. Метеорологические факторы теплового режима зданий. Л., Гидро-
метиоиздат, 1973. 238 с. 14. Антонов С. С., Караваев А. В., Мальцов К. А.
Влияние водонасыщения на механические характеристики бетона и модель¬
ных материалов.— «Докл. АН СССР», 1971, т. 200, № 6, с. 1392—1395.
15. Астафьева В. Д. Некоторые физико-технические свойства пенобетона.—
В кн.: Исследования по строительной теплофизике. М., Стройиздат, 1959,
с. 115—124. 16. Ахумов Е. И. О переходе системы из метастабильного
состояния в стабильное.— «Журн. неорганической химии», 1971, т. XVI,
вып. 2, с. 291—294. 17. Ахумов Е. И. Исследование пересыщенных водных
растворов солей.— «Тр. ВНИИГа», 1960, вып. XI, с. 3—127. 18. Ахумов Е. И.,
Пылкова Е. В. Растворимость и пересыщение в системе сульфат натрия —
вода при высоких температурах.— В кн.: Термодинамика и строение рас¬
творов. М., Изд-во МГУ, 1959, с. 34—37. 19. Баларев X. Некоторые свойства
пересыщенных растворов и его кристаллогидратов.— «Журн. общей химии»,
1957, т. XXVII, вып. 1, с. 34—37. 20. Балалаев Г. А., Медведев В.М., Мо-
щанский Н. А, Защита сиюительных конструкций от коррозии. М., Строй¬
издат, 1966. 224 с. 21. Балоде Д. А. Исследование влажностного режима
в первые годы эксплуатации наружных стен крупнопанельных жилых зда,
ний с применением газобетона. Дис. на соиск. учен, степени канд. техн.210
наук. М., 1971. 157 с. 22. Баранов А. Т., Ухова Т. А., Ахметов А. Р. Совер¬
шенствование методов испытания стойкости ячеистых бетонов.— В кн.:
Совершенствование производства крупноразмерных изделий из бетонов,
автоклавного твердения. М., Стройиздат, 1973, с. 161. 23. Баранов А. Т.
Об оценке долговечности ячеистого бетона ограждающих конструкций.—
«Строит, материалы», 1973, № 6, с. 32—33. 24. Баранов А. Т., Бахтия¬
ров К. И., Ухова Т. А. Влияние качества макропористой структуры ячеистого
бетона на его прочность и морозостойкость.— В кн.: Вопросы технологии,
ячеистых бетонов и конструкций из них. М., Стройиздат, 1976, с. 37—42.
25. Баранов А. Т., Макаричев В. В. Состояние и перспективы развития про¬
изводства и применения изделий из ячеистых бетонов с пониженной объемно»
массой.—В кн.: Ячеистые бетоны с пониженной объемной массой. М., Строй¬
издат, 1974, с. 4—9. 26 Баранов А. Т., Меркин А. П. Повышение эффек¬
тивности и улучшение качества ячеистого бетона.— В кн.: Повышение эффек¬
тивности и качества бетона и железобетона. Тезисы докл. VIII Всесоюз*
конф. по бетону и железобетону. М., Стройиздат, 1977, с. 21—23. 27. Бату-
нер Л. М., Позин М. Е. Математические методы в химической технике. Л.,
«Химия», 1971. 822 с. 28. Беринг Б. П., Жуковская Е. Г., Рахмуков Б. X.
Адсорбция в микропорах.— В кн.: Основные проблемы теории физической
адсорбции. М., «Наука», 1970, с. 382—396. 29. Берлинер М. А. Измерение
влажности. М., «Энергия», 1973. 400 с. 30. Бешелев С. Д., Гуревич Ф, Г.
Математико-статистические методы экспертных оценок. М., «Статистика»,
1974. 159 с. 31. Биховскис А_ Исследование формочных параметров и
физико-механические свойства теплоизоляционного газосиликата.—
«Тр. ВГНИИСМа», 1964, вып. 1, с. 52—71. 32. Биркеланд Э. Навесные сте¬
ны. М., Стройиздат, 1964. 89 с. 33. Бобров О. Д. Определение теплопровод¬
ности газосиликатов.— В кн.: Материалы второй научной конференции. Са¬
ратов, 1965. с. 25—27. 34. Боброва К. Н., Зезин В. Г. Экономическая
эффективность легких ограждающих конструкций. М., Стройиздат, 1974.
98 с. 35. Богословский В. Н. Строительная теплофизика. М., Стройиздат,
1970. 374 с. 36. Болквадзе Л. С., Подобина Л. В. Основные свойства газо¬
силикатного бетона из итавазских кварцево-полевошпатных песков.—
«ТР. ТНИИСМа», 1970, вып. IV, с. 29—34. 37. Бойко М. Д. Диагностика
повреждений и методы восстановления эксплуатационных качеств зданий.
М., Стройиздат, 1975. 295 с. 38. Бондаренко Г. Н. Ячеистые бетоны на осно¬
ве железосодержащих отходов ГОКов.— «Строит, материалы», 1973, № 1 Г,
с. 25—27. 39. Браунфельд И. К- Влияние наружного отделочного слоя газо¬
бетонных панелей на теплопроводность.— В кн.: Вопросы проектирования и
эксплуатации зданий и сооружений. Вып. I. Рига, 1973, с. 78—80. 40. Брет-
шнейдер С. Свойство газов и жидкостей. М.-Л., «Химия», 1968. 637 с.41.	Брянцева Н. Ф. Свойства автоклавных ячеистых материалов из олене¬
горских кварцевых отходов и доломитовой извести.— В кн.: Комплексные-
исследования силикатного минерального сырья. Л., «Наука», 1970, с. 36—42.42.	Бутт Ю. М., Топильский Г. В., Горбань А. К. Исследование физико-хи¬
мических процессов, протекающих при эксплуатации газобетона.— «Журн.
прикл. химии», 1974, т. 47, № 4, с. 754—758. 43. Быков В. Т. Сорбционные
свойства и структура отбеливающих земель. Владивосток, 1953, с. 12—23.
44. Валента О. Долговечность бетона.— В кн.: Пятый международный кон¬
гресс по химии цемента. М., Стройиздат, 1973, с. 288. 45. Васильев Б. Ф.
Натурные исследования температурно-влажностного режима крупнопанель¬
ных жилых'зданий. М., Стройиздат, 1968. 156 с. 46. Васильева Г. В. О теп¬
лопроводности влажных пористых систем.— В кн.: Тепло- и массообмен.
Вып. 3. Минск, 1968, с. 224—227. 47. Васьковский А. П., Златинская Т. В.
Оценка влажности стен жилых зданий из газобетонных панелей.— «Изв.
вузов. Строительство и архитектура», 1977, № 1, с. 51. 48. Важенин Б. В.
Гистерезис льдистости и воздействие льда на стенки пор строительных ма¬
териалов.— В кн.: Строительные материалы и бетоны. Челябинск, 1967,
с. 88—94. 49. Вдовин М. Е. Формовочный конвейер для производства ячеис¬
тобетонных изделий.— «Строит, материалы», 1975, № 5, с. 32. 50. Вейден-
баум Г. И. Характеристики деформативных свойств строительных материа¬211
лов в зависимости от температуры и влажности.— В кн.: Научные труды
НИИСФ. Вып. I (IX). М., 1969, с. 63. 51. Вербецкий Г. П. Прочность и дол¬
говечность бетонов в водной среде. М., Стройиздат, 1976. 127 с. 52. Ви-
шее А. П., Мухин В. 3. Пистолет-распылитель для нанесения карбонатно-
силоксанового клея и других вязких композиций на поверхность изделий.—
«Реф. информ. ЦБНТИ МПС». Сер. IV, 1976, вып. 9, с. 5. 53. Вознесен¬
ский И. Е. Расширение таблицы коэффициентов активности и осмотических
коэффициентов водных растворов 150 электролитов при 25° С.— В кн.: Во¬
просы физической химии растворов электролитов. Л., 1968, с. 172—201.
54. Волженский А. В., Гладких К. В., Куранов В. П. Газозолобетонные сте¬
новые панели в эксплуатационных условиях.— «Строит, материалы», 1974,
№ 3, с. 29—30. 55. Волженский А. В. Некоторые задачи дальнейшего совер¬
шенствования технологии и свойств бетонов автоклавного твердения.— «Те¬
зисы докл. к Всесоюз. совещанию». М., 1973, с. 7. 56. Воронков М. Г.,
Шорохов Н. В. Водоотталкивающие покрытия в строительстве. Рига, Изд-во
АН Лат. ССР, 1963. 215 с. 57. Гаевой А. Ф. Научно-технический прогресс
в жилищно-гражданском строительстве. Харьков, «Вища школа», 1973. 192с.
58. Гаевой А. Ф. Механизация и автоматизация трудоемких процессов в
строительстве. Харьков, «Прапор», 1975. 190 с. 59. Гаевой А. Ф. Эффектив¬
ность стыков стеновых панелей с колоннами в промышленном строительстве,—
«Пром. стр-во и инж. сооружения», 1967, № 1, с. 27. 60. Гончаров А. К.
Исследование смещения нулевой изотермы в однослойной наружной
стене.— К кн.: Практические задачи строительной теплофизики крупно¬
панельных зданий. М., Стройиздат, 1966, с. 55. 61. Горчаков Г. И. Состав,
структура и свойства цементных бетонов. М., Стройиздат, 1976. 282 с.62.	Горчаков Г. И. Повышение трещиностойкости и водостойкости лег¬
ких бетонов для ограждающих конструкций. М., Стройиздат, 1973. 145 с.63.	Горчаков Г. И., Орентлихер JI. П., Алимов JI. А. Оценка капиллярного
всасывания материалов.— «Строит, материалы», 1971, № 10, с. 32. 64. Горя¬
чев А. В. К вопросу распределения солей между паром и жидкостью в про¬
цессе испарения раствора.—«Журн. физ. химии», 1973, № 5, с. 1188—1193.
65. Горчаков Г. И., Орхентлихер JI. П. Абрамова П. С. Климатология и
долговечность материала наружных ограждений.— «Изв. вузов. Строительство
и архитектура», 1973, № 7, с. 87—91. 66. Горяйнов К. Э., Нехорошее А. В.,
Счастный А. Н. Расчет с помощью ЭВМ температурных и влажностных по¬
лей, а также напряжений, возникающих п,ри тепловлажностной обработке
в процессе остывания бетонных изделий.— В кн.: Материалы IX науч.-техн.
конф. М., 1972, с. 24—25. 67. Горяев Г. А., Дзнеиадзе Ж. И., Лобашев.
К методике определения объемного веса пористых заготовок.— «Завод, лаб.»,1969,	№ 4, с. 479. 68. Грег С., Сниг К. Адсорбция, удельная поверхность,
пористость. М., «Мир», 1970. 408 с. 69. Грушко И. М. Влияние увлажнения
заполнителей на прочность бетона.— «Автомобильные дороги», 1961, № 9,
с. 17. 70. Гудинавичюте Л., Биховскис А. Исследование сорбционных свойств
силикатобетона, изготовленного на молотом песке.— «Тр. ВНИИТеплоизоля-
ция», Вильнюс, 1970, вып. 4, с. 152—157. 71. Даниэльс Ф., Альберти Р. Физи¬
ческая химия. М., «Высшая школа», 1967. 778 с. 72. Дворядкин А. Т. Влия¬
ние различных температурно-влажностных условий на деформативность яче¬
истых бетонов.— «Строит, материалы», 1968, № 12, с. 19—20. 73. Девято-
ва Н. К. Теплотехнические качества крупнопанельных домов со стенами из
ячеистых бетонов.— В кн.: Исследования по микроклимату населенных мест
и зданий и по строительной физике. М., НИИСФ, 1962, с. 124—138. 74. Де¬
рягин Б. В., Альтшулер М. А. О влиянии физико-химических свойств защем¬
ленных газов на пропитку пористых тел.— «Докл. АН СССР», 1963, т. 152,
№ 4, с. 911—914. 75. Дерягин Б. В., Чураев Н. В. Новые свойства жидкостей.
Сверхплотная вода (вода II.) М., Изд-во МГУ, 1971. 175 с. 76. Десов А. Е.,
Красильников К. Г., Цилосани 3. Н. Некоторые вопросы теории усадки бето¬
на.— В кн.: Ползучесть и усадка бетона и железобетонных конструкций. М.,
Стройиздат, 1976, с. 78—91. 77. Дибров Г. Д., Остриков М. С., Печикин О. Я.
Исследование внутренних напряжений в дисперсных структурах, развиваю¬
щихся при замораживании.— «Докл. АН СССР», 1969, т. 187, № 2, с. 385—212
388. 78. Дикун А. Д., Князева В. П., Меркин А. П. Исследование деструкции
ячеистого бетона при увлажнении — высушивании.— «Бетон и железобетон»,1974,	№ 8, с. 37—42. 79. Дубровина Н. И., Жуйкова Л. Ф. Влияние состава
вяжущего и кремнеземистого компонента на физико-механические свойства
ячеистого бетона.— «Изв. вузов. Строительство и архитектура», 1974, № 4,
с. 78—80. 80. Дубинин М. М., Бакаев В. А., Кадлец О. Основные свойства
уравнения адсорбции теории объемного заполнения микропор.— «Докл. АН
СССР», 1972, т. 205, № 3, с. 629. 81. Дульнев Г. И., Заричняк Ю. П. Тепло¬
проводность смесей и композиционных материалов. Л., «Энергия», 1974.
264 с. 82. Домбровский А. В., Клаусон В. Р. Новое оборудование и техно¬
логические линии, используемые в проектах заводов изделий из ячеистого
бетона.— «Строит, материалы», 1975, № 1, с. 37—38. 83. Егоров Г. А.
О величине активной поверхности зерна пшеницы и физическом содержании
этого термина.— «Изв. вузов. Пищевая технология», 1960, № 1. с. 52—56.
84. Емельянов А. А. Влияние ветра на температурные деформации и напря¬
жения в ограждающих конструкциях зданий».— «Пром. стр-во», 1968, № 4,
с. 20—22. 85. Есипович И. М. Современное технологическое оборудование
для производства изделий из ячеистых бетонов.— «Тезисы докл. к Всесоюз.
совещанию», М., 1973. с. 17—19. 86. Жаров Е. Ф., Бочаров В. К., Мордасо-
ва Г. Н. Влияние комплексной добавки на свойства ячеистого бетона.—
«Реф. информ. ВНИИЭСМ, 1974, вып. 5, с. 36—38. 87. Железный В. И. Влия¬
ние гидрофобизации на некоторые свойства ячеистых бетонов.— В кн.: Прак¬
тические задачи строительной теплофизики крупнопанельных зданий. М.,
Стройиздат, 1966, с. 68—81. 88. Железный В. И. Исследование некоторых
свойств ячеистых бетонов, гидрофобизованных кремнийорганическими соеди¬
нениями. Дис. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. М., НИИСФ, 1965,
357 с. 89. Жигалов И. И. Расчет температурно-влажностного режима панелей
из газосиликата.— В кн.: Практические задачи строительной теплофизики
крупнопанельных зданий. М., Стройиздат, 1966, с. 93—99. 90. Жодзиш-
ский И. Л. Условия улучшения эксплуатационных качеств ограждающих кон¬
струкций промзданий из ячеистых бетонов.— «Пром. стр-во», 1971, № 10,
с. 27—30. 91. Заварина М. В. Строительная климатология. Л., Гидрометео-
издат. 1976. 311 с. 92. Золотарев М. А., Круглова А. И. Количество перехо¬
дов температуры воздуха через 0° С на территории СССР.— «Докл. и сооб¬
щения ВНТС. Совершенствование крупнопанельного домостроения в районах
распространения вечномерзлых грунтов и сурового климата». М., 1969,
с. 120—124. 93. Иванова М. В., Реморова М. Б. Влияние карбонизации на
физико-механические свойства автоклавного газобетона.— «Сб. науч. тр. Куз¬
басса политехи, ин-та», Кемерово, 1973, № 58, с. 21—27. 94. Ильинский Г. А.
Определение плотности минералов. Л., «Недра», 1975. 118 с. 95. Ильин¬
ский В. М. Проектирование ограждающих конструкций зданий с учетом
физико-климатических воздействий. М., Стройиздат, 1964. 237 с. 96. Инозем¬
цева А. С., Шепетова И. М. Проектирование и строительство каркасных
жилых и общественных зданий. Киев, НИИНТИ, 1974. 145 с. 97. Исследова¬
ние теплофизических характеристик ячеистых бетонов в зависимости от их
капиллярно-пористой структуры. Б196038, М., ВИНТИ, 1972. 572 с. 98. Ин¬
струкция по определению сорбционной и десорбционной влажности ячеистых
бетонов. Минпромстрой СССР (ВСН-09-73), М., 1973. 59 с. 99. Исследование
теплозащитных качеств совмещенной кровли и стен жилых домов № 32, 33,
34 по ул. Коммунальной в г. Харькове. Б36851, М., ВИНТИ, 1974. 120 с.
100. Казанский В. М. Классификация влаги по формам и видам связи с це¬
ментным камнем с учетом его пористой структуры и химического состава.—
«Тезисы докл. на совещании по фильтрации воды через бетонные конструк¬
ции и сооружения», Тбилиси, 1969, с. 4—5. 101. Казанский В. М. О темпе¬
ратурной зависимости потенциала переноса влаги капиллярно-пористых тел.—
«Инж. физ. журн.», 1965, т. 7, с. 211—215. 102. Казанский В. М., Луцик П. П.,
Казанский М. Ф. Об энергетической связи пленочно-менисковой влаги в мак-
ропорах дисперсного тела.— «Инж. физ. журн.», 1969, т. 16, № 5, с. 798—
803. 103. Казанский В. М., Лейрих В. Э. Дифференциальные теплоты обезво¬
живания гидросульфоалюмината кальция.— «Изв. вузов. Химия и хим. тех¬213
нология», 1969, № 10, с. 1406—1409. 104. Казанский В. М. О термодинами¬
ческих обоснованных условиях применения метода термограмм сушки.—
«Инж. физ. журн.», 1973, т. 25, № 3, с. 419—423. 105. Карякин А. В., Кри-
венцова Г. А. Состояние воды в органических и неорганических соединениях.
М., «Наука», 1973. 174 с. 106. Кафаров В. В., Ветохин В. Н., Бояринов А. И.
Программирование и вычислительные методы в химии и химической техноло.
гии. М., «Наука», 1972. 487 с. 107. Качура Б. А. К повышению точности
измерения массы на весах с магнитной подвеской образца.— «Завод, лаб.»,1974,	т. 40, № 6, с. 713—714. 108. Качура Б. А., Шевченко В. П., Поле¬
вик В. И. Ускоренное определение водопоглощения ячеистого бетона.— В кн.:
Общие вопросы строительства. Вып. 12. М., ЦИНИСиА, 1973, с. 8. 109. Ка¬
чура Б. А., Хренов В. А. Влагосодержание ограждающих конструкций из
ячеистого бетона.— «Реф. информ. ВНИИЭСМ. Сер. Промышленность авто<
клавных материалов и местных вяжущих». М., 1973, вып. 2, с. И—14.
110. Качура Б. А. Теоретические аспекты определения глубины капиллярной
пропитки строительных материалов.— В кн.: Вопросы архитектуры. Вып. 8.
М., 1975, с. 150—153. 111. Качура Б. А. Поиск оптимальной продолжитель¬
ности водонасыщения ячеистого бетона при определении его водопоглоще¬
ния термоградиентным способом.— В кн.: Вопросы архитектуры. Вып. 7.
М., 1972, с. 76. 112. Качура Б. А. Определение послойного распределения вла¬
ги в ячеистых бетонах,— «Реф. информ. о законченных науч-исслед. рабо¬
тах в вузах УССР», 1974, вып. 8, с. 52. 113. Качура Б. А. К описанию термо¬
динамических параметров воздуха, защемленного в капиллярно-пористых
строительных материалах.— В кн.: Вопросы архитектуры. Вып. 8. М., 1975,
с. 149—150. 114. Качура Б. А. Прочность ячеистого бетона на сорбционной
и сверхсорбционной стадиях влагосодержания.— «Реф. информ. Минвуза
УССР», Киев, 1976, № 10, с. 83. 115. Качура Б. А. Повышение эффективно¬
сти измерения послойного влагосодержания материала ограждающих кон¬
струкций радиоизотопным методом.— В кн.: Физика. Л., 1973. с. 31—34.
116. Качура Б. А. Определение равновесной влагоемкости ячеистых бетонов
расчетными методами.— «Тезисы докл. и сообщений науч.-техн. конф. «Про¬
грессивные конструктивные решения в промышленном и гражданском строи¬
тельстве Харьковской области», Харьков, 1970, с. 200. 117. Качура Б. А.
Инструкция по определению сорбционной и десорбционной влажности ячеис¬
того бетона.— «Реф. информ. ВНИИЭСМ», М., 1974, № 6, с. 9. 118. Качу¬
ра Б. А. Эмпирические уравнения изотермы сорбции пено- и газобетона.—
Реф. сб. «Межотраслевые вопросы строительства. Отечественный опыт». М.,
ЦИНИСиА, 1972, № 12, с. 50—52. 119. Качура Б. А. Анализ сорбционной
влажности ячеистых бетонов.— «Реф. информ. о законченных науч.-исслед,
работах в вузах УССР», 1974, вып. 8, с. 53. 120. Качура Б. А., Шевченко В. П.
О точности дозировки водно-солевых растворов для определения сорбцион¬
ной влажности ячеистых бетонов. Вопросы теории и технологии железобе¬
тона.— «Тезисы докл. VII Всесоюзн. конф. по бетону и железобетону». Харь¬
ков, 1972, с. 139—140. 121. Качура Б. А. Удельная поверхность ячеистых
бетонов как критерий их морозостойкости.— В кн.: Вопросы архитектуры.
Вып. 6. Харьков, 1971, с. 67—68. 122. Квливидзе В. И., Киселев В. Ф„ Уша¬
кова Л. А. О существовании квазижидкой пленки на поверхности льда.—
«Докл. АН СССР», 1970, т. 191, с. 1088—1090. 123. Кельцев Н. В. Основы
адсорбционной техники. М., «Химия», 1976. 511 с. 124. Киселев В. Ф. О грани¬
цах между физической и химической адсорбцией. В кн.: Основные вопросы
теории физической адсорбции. М., «Наука», 1970, с. 152—161. 125. Киригин-
цев А. Н„ Лукьянов А. В. Термодинамические характеристики насыщенных
водных растворов солей.— «Журн. неорганической химии», 1967, т. XII, вып. 7,
с. 2032—2035. 126. Киркинский В. П. Об аналогии некоторых свойств веществ
в тонких пленках и при отрицательной температуре.— «Докл. АН СССР»,1970,	т. 192, № 2, с. 361. 127. Колесников В. П. Стойкость бетонов при пере¬
менном замораживании и оттаивании и ее теоретическая оценка.— «Науч.
тр. НИИСФ. Строительная теплофизика», М., 1971, вып. 2, с. 80—86. 128. Кол¬
могоров А. П., Ефименко П. Я. Поверхностная и объемная гидрофобиза¬
ция бетона кремнийорганической жидкостью —«Тр. Кузбасск, ВЗИСИ», 1972,214
с. 112—-119. 129. Колотилкин Б. М. Долговечность жилых зданий. М., Строй-
издат, 1965. 254 с. 130. Козлов Б. А., Ушаков И. А. Справочник по расчету
надежности аппаратуры радиоэлектроники и автоматики. М., «Энергия», 1975.
312 с. 131. Конюкова Л. Г., Орлова В. В., Швер Ц. А. Климатические харак¬
теристики СССР по месяцам. Л., Гидрометиоиздат, 1971. 144 с. 132. Коп¬
тев Д. В., Бухонцев Е. Н. Рациональный способ удаления стружки и пыли
при фрезеровании газобетонных изделий.— «Строит, материалы», 1976, № 5,
с. 27. 133. Косточкина Т. В. Механизированные конвейерные линии отделки
укрепленных стеновых панелей из ячеистого бетона. М., ВНИИЭСМ, 1974.
57 с. 134. Книгина Т. И. Сорбционные свойства строительных материалов.—
«Тр. НИИМосстрой», М., 1969, с. 168—174. 135. Круглова А. И. Климат и
ограждающие конструкции. М., Гидрометеоиздат, 1970. 166 с. 136. Кругло¬
ва А. И Рассеянная солнечная радиация на вертикальные поверхности ограж¬
дающих конструкций различной ориентации.— В кн.: Практические задачи
строительной теплофизики крупнопанельных зданий. М., Стройиздат, 1966,
с. 5. 137. Кривицкий М. Я., Левин Н. И., Макаричев В. В. Ячеистые бетоны
(технология, свойства и конструкции). М., Стройиздат, 1972. 247 с. 138. Кри¬
вицкий М. Я-, Кавтарадзе Т. С., Чехний В. П. Усадка газобетона при различ¬
ных способах автоклавной обработки.— В кн.: Ячеистые бетоны с пониженной
объемной массой, М., Стройиздат, 1972, с. 43—46. 139. Куатбаев К. К., Ко¬
валева Р. В. Физико-технические свойства силикатного бетона для ороситель¬
ных сооружений.— «Тр. Алма-Атинского НИС и проектного ин-та строит,
материалов», Алма-Ата, 1969, вып. 9, с. 26—40. 140. Куатбаев К. К-, Ройз-
ман А. А. Ячеистые бетоны на малокварцевом сырье. М., Стройиздат, 1972.197	с. 141. Куатбаев К. К. Долговечность автоклавных силикатных материа¬
лов на основе различных видов кремнеземистого компонента и вяжущих.—
«Тр. Алма-Атинского НИС и проектного ин-та строит, материалов», Алма-Ата,1969,	вып. 9, с. 218—225. 142. Кузнецов Б. М., Коровкевич В. В. Перспективы
применения изделий из автоклавных бетонов в жилищно-гражданском строи¬
тельстве,— «Тезисы докл. к Всесоюз. совещанию», М., 1973, с. 17. 143. Лай-
виньш Э. Я., Лаце Г. X. Влияние структуры на теплопроводность газобетона.—
В кн.: Исследования по механике строительных материалов и конструкций.
Рига, 1967, с. 70—80. 144. Левин Н. И. Механические свойства блоков из
ячеистых бетонов. М., Стройиздат, 1960. 141 с. 145. Литтл Л. Инфракрасные
спектры адсорбированных молекул. М., «Мир», 1969. 513 с. 146. Литвино¬
ва Т, А. Фазовый состав воды строительных материалов при отрицательных
температурах.— В кн.: Успехи строительной физики в СССР. М., Стройиздат,1967,	с. 38—45. 147. Логинов В. С., Жуков Г. Б. Исследование прочности
бетона, обработанного инфракрасными лучами.— «Бетон и железобетон», 1974,
№ 11, с. 15—16. 148. Лукьянов В. И., Франчук А. У. Расчет увлажнения на¬
ружных ограждений косыми дождями.— «Науч. тр. НИИСФ», М., 1971, вып. 2,
с. 212. 149. Лыков А. В. Теория сушки. М., «Энергия», 1968. 471 с. 150. Ма-
клакова Т. Г. Физико-технические свойства крупнопанельных жилых зданий.
М., Стройиздат, 1966. 156 с. 151. Максимова И. Н., Ованесьян К. К., Бул-
лан В. А. Исследование физико-химических свойств водных растворов серной
кислоты и гидроокиси калия при низких температурах.— «Журн. прикл. хи¬
мии», 1972, № 10, с. 2173—2176. 152. Маховер О. М. Определение влажност¬
ных характеристик материалов ограждающих конструкций зданий без нару¬
шений их целостности. Дис. на соиск. учен, степени канд. техн. наук. М., 1965.
191 с. 153. Маламедов И. М. Физические основы надежности. Л., «Энергия»,1970.	151 с. 154. Меркин А. П., Бруссер М. И., Князева В. П. Структурные из¬
менения ячеистых бетонов при испытании на морозостойкость.— «Бетон и
железобетон», 1974, № И, с. 11—12. 155. Меркин А. П., Вагина Л. Ф., Хол-
манских Н. А. Влияние гранулометрического состава алюминиевых порошков
на кинетику газовыделения и свойства поризованных бетонов.— «Изв. вузов.
Строительство и архитектура», 1971, № 9, с. 67—71. 156. Меркин А. П., Фи¬
лин А. П., Земцов Д. Г. Формирование макроструктуры ячеистых бетонов.—
«Строит, материалы», 1963. № 12, с. 29—31. 157. Меркин А. П., Дикун А. Д.,
Князева В. П. Исследование деструкции ячеистого бетона при увлажнении —
высушивании.— «Бетон и железобетон», 1974, № 8, с. 36—38. 158. Методы215
обработки результатов наблюдений при измерениях.— «Тр. метролог, ин-тов
СССР». М.-Л., 1972, вып. 134, с. 116. 159. Методика изучения равновесной
влажности семян. М., «Колос», 1964. 72 с. 160 Микли Л. И. Обследование
конструкций из плотного и ячеистого силикатного бетона, используемых в
строительстве гражданских и промышленных зданий октябрьской железной
дороги.— «Науч. техн. отчет НИПИСиликатобетон», Б129723. 1971, с. 173.
161. Микулин Г. И. О некоторых методах расчетного определения плотности
и теплоемкости смешанных растворов электролитов.— В кн.: Вопросы физи¬
ческой химии растворов электролитов. Л., «Химия», 1968, с. 401—415. 162. Ми-
ниович J1. М. О гигроскопических свойствах материалов и равновесной влаж¬
ности.— В кн.: Техника сушки. М., Стройиздат, 1937, с. 273. 163. Мирер М.
К вопросу об изучении влияния влажности на коэффициент теплопроводности
строительных материалов.— «Тр. ВГНИИСМ», Вильнюс, 1964, вып. 1, с. 88—
91. 164. Мирошников А. Д. Модернизация резательной машины СМ-1211 для
изготовления изделий из ячеистого бетона.— «Строит, материалы», 1976, № 5,
с. 12—15. 165. Михайлов А. В. Прочность бетона в зависимости от его влаго-
содержания,—«Бетон и железобетон», 1974, № 2, с. 19. 166. Мищенко К■ П.
Термодинамические свойства воды в растворах электролитов.— В кн.: Термо¬
динамика и строение растворов. М., Изд-во МГУ, 1959, с. 97—105. 167. Моги-
лат А. П. Теплоустойчивость полносборных наружных стен при воздействии
солнечной радиации. Харьков, Изд-во ХГУ, 1967. 135 с. 168. Морозов Н. В.,
Тачкова Н. А. Влияние структуры легких бетонов на характер зависимости
теплопроводности от влажности.— «Строит, материалы», 1968, № 10, с. 20—
22. 169. Москвин В. М. Стойкость бетона и железобетона при отрицательной
температуре. М., Стройиздат, 1967. 212 с. 170. Мухин В. 3. Совершенствова¬
ние производства изделий из ячеистого бетона.— «ЦБНТИ Минпромстроя
СССР», М., 1973, с. 9. 171. Мчедлов-Петросян О. П., Бутт Ю. М., Сата-
рин В. И. Пятый международный конгресс по химии цемента. М., Стройиздат,1973.	479 с. 172. Натурные исследования крупнопанельных изделий.— «Сб.
науч. тр. ЛенЗНИИЭП». Л., 1975, с. 77. 173. Нейман А. Г., Розенфельд Л. М.
Деформированные свойства ячеистых бетонов, изготовленных по литьевой и
вибрационной технологии.— В кн.: Вопросы технологии ячеистых бетонов и
конструкций из них. М., Стройиздат, 1972, с. 57—61. 174. Неренст П. Воздейст¬
вие мороза на бетон.— В кн.: Четвертый международный конгресс по химии
цемента. М., Стройиздат, 1964, с. 520—539. 175. Несис Б. И. Кипение жидко¬
стей. М., «Наука», 1973. 279 с. 176. Непомнящий С. Ф., Соловьева М. П.,
Строганова Л. Л. Влажностные характеристики ячеистых безцементных бето¬
нов.— В кн.: Практические задачи строительной теплофизики крупнопанель¬
ных зданий. М., Стройиздат, 1966, с. 52. 177. Новиков Б. А., Масленнико¬
ва Г. П. О характере зависимости прочности ячеистых бетонов от влажно¬
сти.— В кн.: Ячеистые бетоны с пониженной объемной массой. М., Стройиз¬
дат, 1974, с. 52—62. 178. Новиков Б. А. О точности оценки объемного веса
ячеистого бетона.— В кн.: Вопросы технологии ячеистых бетонов и конструк¬
ции из них. М., Стройиздат, 1972, с. 4—15. 179. Новикова А. Н., Добры¬
нин Е. Н. Физико-технические свойства и долговечность ячеистого бетона по¬
ниженной объемной массы.— В кн.: Совершенствование производства круп¬
норазмерных изделий из бетонов автоклавного твердения. М., Стройиздат,1973,	с. 163—166. 180. Никитина Л. М. Таблицы равновесного удельного вла-
госодержания и энергии связи влаги с материалом. М.— Л., Госэнергоиздат,
1963, с. 9—77. 181. Олейникова Н. А., Зеленый И. И. Изготовление и монтаж
пеносиликатных панелей. Харьков, «Прапор», 1968. 53 с. 182. Остриков М. С.,
Дибров Г. Д. О деформациях и разрушениях силикагеля под давлением
капиллярных сил, развивающихся в процессе увлажнения и высыхания.—
В кн.: Физико-химлчеокая механика дисперсных структур. М., «Наука», 1966,
с. 32—38. 183. Панин А. С. Гидрофобный пористый слой и его строительные
свойства.— В кн.: Гидро- и теплоизоляционные материалы и конструкции.
М., ВНИИСТ, 1955, с. 78—85. 184. Панов В. С. Статистические методы кон¬
троля технологических процессов производства ячеистых бетонов.— «Информ.
листок ЦИНИС», М., 1972, № 84 (186), с. 5—7. 185. Пащенко А. А., Ворон¬
ков М. Г., Ласская Е. М. Гидрофобизация. Киев, «Наукова думка», 1973.216
278 с. 186. Пермяков С. И. Длительность удаления избыточной
влаги из наружных стен зданий в условиях эксплуатации.— «Науч. тр.
НИИСФЮ», М., 1971, вып. 2, с. 83—91. 187. Пермяков С. И., Телегина И. А.
Экспериментальное исследование влажностного режима фрагментов наруж¬
ных стен промышленных зданий с высокой влажностью внутреннего возду¬
ха,— «Науч. тр. НИИСФ», М., 1971, вып. 2. с. 70. 188. Печикин О. Я. Оценка
напряженного состояния бетонов при замораживании.— «Бетон и железобе¬
тон», 1974, № 11, с. 3—4. 189. Подателев В. П. Исследование способов повы¬
шения трещиностойкости и снижения влажности панелей из газобетона.
Б143972. М., ВИНТИ, 1971. 215 с. 190. Подвальный А. М. Разрушение на¬
груженного бетона в коррозионной среде.— В кн.: Защита строительных кон¬
струкций зданий от коррозии. М., Стройиздат, 1973, с. 112—117. 191. Подо-
бина Л. В. Пористость спонголитового газосиликата.— «Тр. ТГНИСИСМа»,
Тбилиси, 1967, вып. 11, с. 93—100. 192. Поликанов М. В. О равновесной
влажности ограждающих конструкций зданий как функции расчетных клима¬
тических параметров.— «Изв. вузов. Строительство и архитектура», 1962,
№ 6, с. 158—169. 193. Пособие по проектированию ограждающих конструк¬
ций зданий. М. Стройиздат, 1967. 297 с. 194. Пивоварова 3. И. Радиацион¬
ные характеристики климата СССР. Л., Гидрометеоиздат. 1976. 325 с. 195. По¬
пов В., Кантер И., Кривоносое А. Експлуатацшш якосп стшових панелей з
пропареного газошлакобетону. «Буд1вельш матер1али i конструкцп», 1971,
№ 4, с. 13—14. 196. Прок А. Ю. Влияние зимней солнечной радиации на про¬
цесс теплопередачи через ограждающие конструкции.— «Учен. зап. ДВТУ»,
Владивосток, 1973, вып. 1, с. 157—163. 197. Путилов К- А. Термодинамика.
М., «Наука»,' 1971. 374 с. 198. Разработка временных технических условий
на методы ускоренных испытаний ячеистых бетонов. Б380863. М., ВИНТИ,1975.	576 с. 199. Рац Б. В., Резник С. Д. Экономичность отделки панелей из яче¬
истого бетона различными фактурными слоями.— В кн.: Материалы четвертой
конф. по ячеистым бетонам. Саратов-Пенза, 1969, с. 467—470. 200. Ребин¬
дер П. А. Физико-химическая механика. Сер. IV, № 39, 40. М., «Знание». 1958,
с. 39—53.201. Резник Ф. Я. Техника изопиестического определения давления
пара растворов электролитов.— В кн.: Вопросы физической химии растворов
электролитов. Л., «Химия», 1968, с. 222—237. 202. Рекомендации по опреде¬
лению технических свойств и долговечности отделки фасадной поверхности
ячеистобетонных стен (комплексная методика). Свердловск, 1973. 27 с.
203. Рид Р., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. Л., «Химия», 1971.
715 с. 204. Розенталь К. К., Алексеев С. Н. Изменение структуры пор бетона
в результате карбонизации.— В кн.: Коррозия бетона в агрессивных средах.
М., Стройиздат, 1971, с. 137—141. 205. Розенфельд Л. М., Васильева Т. Д.
Способ объемной гидрофобизации газобетона.— В кн.: Ячеистые бетоны с
пониженной объемной массой. М., Стройиздат, 1974, с. 17—25. 206. Розен¬
фельд Л. М., Беньялинович И. М., Березин Н. И. Влияние синтетических
смол и кремнийорганических соединений на свойства газошлакобетона.— В кн.:
Повышение долговечности панелей из ячеистого бетона. М., Стройиздат, 1965,
с. 35—41. 207. Розенфельд Л. М., Васильева Т. Д., Павловский Л. Д. Иссле¬
дование атмосферостойкости газобетонов с объемной массой 550—600 кг/м’
на основе различных вяжущих.— В кн.: Ячеистые бетоны с пониженной
объемной массой». М.. Стройиздат, 1974, с. 4—9. 208. Розенфельд Л. М., Най¬
ман А. Т., Скубарепко Н. Н. К вопросу долговечности стеновых панелей из
ячеистого бетона.— В кн.: Материалы четвертой конф. по ячеистым бетонам.
Саратов-Пенза, 1969, с. 524—529. 209. Руководство по определению экономи¬
чески целесообразного сопротивления теплопередаче стен и покрытий произ¬
водственных зданий. М., Стройиздат, 1976. 43 с. 210. Румшиский Д. 3. Эле¬
менты теории вероятностей. М., «Наука», 1976. 238 с. 211. Русанов А. И.
О влиянии плотности растворителя на растворимость.— «Журн. физ. хим.»,1972,	т. XVI, вып. 3, с. 750—752. 212. Сабаляусиас И. И., Станкявичус В. И.
Особенности определения и оценки теплофизических характеристик ячеистых
бетонов.— «Строит, материалы», 1964, № 9, с. 11 — 12. 213. Саввина 10. А.,
Казанский В. М. К. исследованию бетонов с различными видами дисперсных217
структур и формами связи влаги в цементном камне.— «Коллоидный журн.»,1970,	т. XXXII, № 3, с. 378—385. 214. Салиджанов С. Б., Туляганова С. 3.
Исследования атмосферостойкости ячеистого бетона в климатических усло¬
виях Узбекистана.— В кн.: Материалы четвертой конф. по ячеистым бето¬
нам. Саратов-Пенза, 1969, с. 488—491. 215. Сарахое А. И. Весы в физико¬
химических исследованиях. М., «Наука», 1968. 228 с. 216. Сахаров Г. П., Ко-
ниенко П. В. Образование оптимальной структуры ячеистого бетона.— «Стро¬
ит. материалы», 1973, № 10, с. 39—42. 217. Сборник изменений, поправок и
дополнений к I, II и III частям Строительных норм и правил (СНиП). М.,
Стройиздат, 1975. 48 с. 218. Серебровский Ф. Л. Аэрация жилой застройки.
М., Стройиздат, 1971. 110 с. 219. Силаенков Е. С. Долговечность крупнопа¬
нельных изделий из автоклавных ячеистых бетонов. М., Стройиздат, 1964.
196 с. 220. Силаенков Е. С., Засепская Р. И. Состояние и задачи исследо¬
ваний в области производства изделий из объемногидрофобизованных ячеи¬
стых бетонов.— В кн.: Совершенствование производства крупнопанельных
изделий из бетонов автоклавного твердения. М., ВНИИСтром, 1973, с. 166—
169. 221. Силаенков Е. С., Михалко В. Р., Удачкин И, Б. Защита цоколь¬
ных панелей от увлажнения пропиткой петролатумом.— В кн.: Повышение
долговечности панелей из ячеистых бетонов. Уральский ПромстройНИИпроект.
М., 1965, с. 144—156. 222. Силаенков Е. С., Гришко Н. М., Шубина Л. П.
Влияние косых дождей на влажность стен из ячеистых бетонов.— В кн.: По¬
вышение долговечности бетонов. М., Стройиздат, 1965, с. 158—169. 223. Си¬
лаенков Е. С., Захарикова Г. М., Беньяминович И. М. Результаты обследо¬
вания конструкций из ячеистобетонных панелей в зданиях с повышенными
тепловыделениями.— «Пром. стр-во», 1967, № 9, с. 24—27. 224. Силаен¬
ков Е. С., Михалко В. Р., Удачкин И. Б. Защита от увлажнения панелей
из ячеистого бетона в цокольной части стен.— «Пром. стр-во», 1968, № 12,
с. 36—38. 225. Силаенков Е. С., Гришко Н. М., Михалко В. Р. Нормирование
водозащитных свойств отделочных покрытий фасадной поверхности панелей
из ячеистых бетонов.— В кн.: Методы испытаний и оценка долговечности
ячеистых бетонов и панелей из них. Вып. 20. Свердловск, 1968, с. 76—93.
226. Силаенков Е. С., Тихомиров Г. В., Удачкин И. Б. Методика определения
некоторых свойств автоклавных ячеистых бетонов.— В кн.: Методы испыта¬
ний и оценка долговечности бетонов и панелей из них. Вып. 20. Свердловск,
1968. с. 5—7. 227. Силаенков Е. С. Некоторые вопросы оценки долговечности
автоклавных ячеистых бетонов.— Тр. проектного и НИИ Уральского Пром-
стройНИИпроекта», 1970, №24, с. 63—70. 228. Силаенков Е. С., Гонтарь Ю. В.,
Удачкин И. Б. Пароизоляция панелей из ячеистого бетона для стен зданий
с влажным микроклиматом.— «Пром. стр-во», 1972, № 2, с. 32—33. 229. Си¬
ницын А. П. Расчет конструкций на тепловой удар. М., Стройиздат, 1971.
230 с. 230. Сорокер В. И., Егудас Г. Г., Березин Н. Н. О стойкости газо-
шлакопемзобетоноз автоклавного твердения при попеременном водонасыще-
нии и высушивании.— В кн.: Строительные материалы и бетоны. Вып. 3.
Челябинск, 1970, с. 64—66. 231. Спирс И. С. Соотношение концентраций и
давлений в водных насыщенных растворах солей.— «Журн. физ. химии»,
1962, т. XXXVI, вып. 10, с. 2256. 232. Спиридонов В. П., Лопаткин А. А. Ма¬
тематическая обработка физико-химических данных. М., Изд-во МГУ, 1970.
375 с. 233. Справочник по климату СССР. Ч. 4. Л., Гидрометеоиздат, 1968.
473 с. 234. Справочник по климату СССР. Ч. 1. Солнечная радиация, радиа¬
ционный баланс и солнечное сияние. Вып. 1—34. Л., Гидрометеоиздат, 1966—1968.	512 с. 235. Станкявичус В. И., Сабаляускас И. И., Пенорт А. В. Струк¬
тура крупных элементов из газобетона и газосиликата.— «Бетон и железобе¬
тон», 1966, № 7, с. 31. 236. Сотская X. Н., Кузнецов А. С. Обработка резуль¬
татов лабораторных измерений. Минск, «Вышэйшая школа», 1971. 97 с.237.	Справочник по растворимости солевых систем. Т. 4. Л., 1963. 517 с.238.	Справочник экспериментальных данных по растворимости солевых си¬
стем. Т. 3. Двухкомпонентные системы. Элементы I группы и их соединения.
Л., 1961. 485 с. 239. Сухорукое Ю. М., Хитрое В. Т., Франк Г. А. К вопросу
о коррозийной стойкости легких бетонов.— В кн.: Легкие и силикатные бето¬
ны. Минск, «Вышэйшая школа», 1969, с. 116—122. 240. Суворов А. В. Равно-218
весне диссоциации в парах серной кислоты.— «Журн. неорганической химии»,
1965, т. X, вып. 6, с. 1027—1029. 241. Троцко Т. Т. Исследование долговечности
автоклавных ячеистых силикатных бетонов.— В кн.: Легкие и силикатные
бетоны. Минск, «Вышэйшая школа», 1969, с. 221—229. 242. Ушеров-Мар-
шак А. В., Шевченко В. П., Качура Б. А. К методике определения водопогло¬
щения ячеистых бетонов.— В кн.: Сборник сообщений о научно-исследова¬
тельских и экспериментально-конструкторских работах Харьковского строи¬
тельного техникума. Харьков, 1972, с. 26—34. 243. Ухова Т. А., Баранов А. Т.,
Усова Л С. Качество макропористой структуры и прочность ячеистого бето-'
на.—В кн.: Ячеистые бетоны с пониженной объемной массой. М., Стройиздат,1974,	с. 32—39. 244. Федынин Н. И., Баландин Г. П., Иванов И. А. Некоторые
итоги исследования газобетона с рациональной гранулометрией сырьевой
смеси.— В кн.: Материалы четвертой конф. по ячеистым бетонам. Саратов-
Пенза, 1969, с. 150—165. 245. Федин А. А., Дворядкин А. Т. Исследование
качества пористой структуры ячеистых бетонов методом воздухопроницаемо¬
сти.— В кн.: Исследования по цементам и силикатным бетонам. Вып. 4. Воро¬
неж, 1970, с. 44—54. 246. Федыкин Н., Пак Н. Увлажняемость и теплопровод¬
ность газобетона.— «Жилищное стр-во», 1968, № 8, с. 13—14. 247. Федоде-
ев В. И. Перераспределение влаги в поровом пространстве материалов при
фазовых переходах вода — лед.— В кн.: Материалы науч. конф. молодых
науч. работников. М., 1970, с. 68—73. 248. Федыкин Н. И., Баландин Г. П.
Результаты натурного обследования стеновых панелей из ячеистого бетона.—
«Пром. стр-во, 1969, № 3, с. 41—43. 249. Федин А. А., Чернышев Е. М. Влия¬
ние состава сырьевой шихты на структуру цементирующих веществ и физико¬
механические свойства силикатного ячеистого бетона.— В кн.: Исследования
по цементным и силикатным бетонам. Вып. 4. Воронеж, 1970, с. 15—30..250. Федин А. А., Погребнова Л. Б., Зуев Б. М. Натурные исследования
состояния жилых домов и эксплуатационных качеств ограждающих конструк¬
ций из газосиликата.— В кн.: Исследования по цементным и силикатным
бетонам. Вып. 4. Воронеж, 1970, с. 3—13. 251. Фискинд Е. С., Кобрин-
ский Г. С. Дисковая распиловка ячеистобетонных массивов после автоклав¬
ной обработки.— «Строит, материалы», 1976, № 7, с. 21—22. 252. Фокин К. Ф.
Строительная теплотехника ограждающих частей здания. М., Стройиздат,1973.	285 с. 253. Франчук А. У. Таблицы теплотехнических показателей строи¬
тельных материалов. Л., Стройиздат, 1949. 120 с. 254. Франчук А. У. Вопросы
теории и расчета влажности ограждающих частей зданий. М., Госстройиздат,
1953. 176 с. 255. Хамский Е. В. Пересыщенные растворы. Л., «Наука»,1975.	99 с. 256. Хайруллин К. Ш. Оттепели на территории СССР. Л., Гидро-
метеоиздат, 1969 87 с. 257. Хазанов Ю. С. Статистика. М., «Статистика»,1974,	124 с. 258. Хверенцас Т. С., Саснаукас К. И. Снижение содержания
влаги в ячеистом силикатобетоне.— «Науч. труды вузов Лит. ССР. Химия и
хим. технология». 1970, № 12, с. 76—80. 259. Хлевчук В. Р. Влажностный
режим керамзитобетонных панелей крупнопанельных зданий.— «Науч. труды
НИИМосстроя». Вып. 3. М., 1966, с. 168—178. 260. Хмелюк К. Д., Дуж-
кин Н. Н. Тепломассообмен в ограждающих конструкциях жилых зданий.—
В кн.: Литература по строительству и архитектуре УССР. Киев, 1962, с. 12—13.	261. Хренов В. А., Качура Б. А. О зависимости модуля деформации яче¬
истых бегонов от циклических воздействий внешней среды.— «Реф. информ.
о законченных науч. работах в вузах УССР. Киев, 1973, № 7, с. 20. 262. Хре¬
нов А. В. Эксплуатационное состояние подоконных панелей промышленных
зданий с влажным режимом.— В кн.: Вопросы архитектуры. Вып. 6. Харьков,1971,	с. 71. 263. Циммерманис Л, Б. Термодинамические и переносные свой¬
ства капиллярно-пористых тел. Челябинск, 1971. 200 с. 264. Цвид А. А. Изме¬
рение осадков, смачивающих вертикальные поверхности.— «Сб. науч. работ
ДВНИИС», Благовещенск, 1962, № 3, с. 137—140. 265. Цвид А. А. Влияние
климата и сочетания отдельных его элементов на строительство.— «Тр.
НИИАК», Новосибирск, 1967, вып. 48, с. 95—98. 266. Чесноков П. Н. Тепло¬
проводность газобетона во влажной среде, его термическая стойкость.— «Тр.
УПИ», Свердловск, 1966, № 150, с. 56—60. 267. Чизмаджев Ю. А., Мар¬
кин В, С., Тарасевич М. Р. Макрокинетика процессов в пористых средах. М.,219
«Наука», 1971. 362 с. 268. Чураев Н. В., Зорин 3. М., Соболев В. Д. Измере¬
ние капиллярного давления и вязкости жидкости в кварцевых капиллярах.—
«Докл. АН СССР», 1970, т. 193, с. 630. 269. Чураев Н. В. Механизм переноса
влаги в капиллярно-пористых телах.— «Докл. АН СССР», 1963, т. 148,
с. 1361—1364. 270. Чудновский А. Ф. Теплофизические характеристики дисперс¬
ных материалов. М., Физматгиз. 1962. 456 с. 271. Шаламов Н. П., Объед¬
ков В. А. Гигроскопическая конденсация влаги на внутренних поверхностях
ограждающих конструкций.— «Пром. стр-во», 1960, № 8, с. 48—50.
272. Швер Ц. А. Об оценке смачивания вертикальных поверхностей при косых
дождях.— «Тр. Главной геофиз. обсерватории». Вып. 283. Сер. прикл. кли¬
матология. Л., 1971, с. 56—65. 273. Шевченко В. П., Качура Б. А., Хре¬
нов В. А. Об учете теплового эффекта солнечного облучения стеновых ограж¬
дений,— В кн.: Межотраслевые вопросы строительства. Вып. 1. М., ЦИНИС.1972,	с. 22. 274. Шевченко В. П., Кренов В. А., Качура Б. А. Изменение
модуля упругости ячеистого бетона при воздействии внешней среды.— «Реф.
информ. ВНИИЭСМ. Сер. пром-сть автоклавных материалов и местных вяжу¬
щих». М., 1974, вып. 3, с. 11—13. 275. Шевченко В. П., Александров Г. Г.
Применение теории надежности для оценки ограждающих конструкций зда¬
ний.— «Изв. вузов. Строительство и архитектура», 1977, № 11, с. 38—42.
276. Шевченко В. П., Качура Б. А. Бесконтактные электронные весы с под¬
веской в аксиально-симметричном магнитном поле соленоида.— В кн.: Вопро¬
сы архитектуры. Харьков. 1969, с. 53—54. 277. Шевченко В. П., Качура Б. А.
Повышение надежности интерполяционных расчетов.— В кн.: Вопросы архи¬
тектуры. Вып. 8. М., 1975, с. 153—156. 278. Шевченко В. П., Лебфрейд А. Ю.,
Шафранский С. М. Теплозащитные качества стен.— «Жилищное стр-во», 1973,
№ 7, с. 21—23. 279. Шевченко В. П., Качура Б. А. О зависимости коэффи¬
циента теплопроводности ячеистого бетона от его влажности.— «Реф. информ.
Минвуза УССР», Киев, 1976, № 10, с. 27. 280. Шевченко В. П., Александ¬
ров Г. Г., Полевик В. И. Повышение долговечности ячеистобетонных изде¬
лий, отделанных стеклянной плиткой «ириска».— В кн.: Отделка и защита
изделий из материалов автоклавного твердения. М., ВНИИСтром, 1972, с. 17.
281. Шевченко В. П,, Калюжный В. В., Качура Б. А. Вопросы аналогового
моделирования некоторых задач строительной физики.— В кн.: Математиче¬
ское моделирование на сплошных и дискретных средах. Киев, изд. ин-та
математики АН УССР, 1974, с. 559. 282. Шевченко В. П., Ушеров-Мар-
шак А. В., Качура Б. А. Способ термоградиентного определения водопогло-
щения пористых строительных материалов. Авт. свид. № 421928.— «Бюл.
изобр., 1974, № 12, с. 124. 283. Шевченко В. П., Ушеров-Маршак А. В.,
Качура Б. А. Экспрессный контроль влажности материала под облицовочным
слоем ограждающих конструкций.— «Тезисы докл. Всесоюз. семинара «Хими¬
ческие и другие способы отделки и защиты изделий из строительных материа¬
лов автоклавного твердения», М., 1972, с. 133—138. 284. Шевченко В. П.,
Качура Б. А., Петров 10. А.— Электронные автоматические весы. Авт. свид.
№ 401893 — «Бюл. изобр.», 1973, № 41, с. 147 285. Шевченко В. П., Качу¬
ра Б. А., Александров Г. Г. Об интенсификации капиллярной пропитки мате¬
риалов ограждающих конструкций.— «Изв. вузов. Строительство и архитек¬
тура», 1973, № 4, с. 67—73. 286. Шевченко В. П., Качура б. А. К определению
степени массивности ограждающих конструкций,— «Жилищное стр-во, 1977,
№ 9, с. 27. 287. Шевченко В. П., Полевик В. И., Александров Г. Г, Ускорен¬
ное определение водопоглощения ячеистого бетона.— В кн.: Общие вопросы
строительства. Отечественный опыт. Вып. 12. М, 1973, с. 38. 288. Шевчен¬
ко В. П., Олейник Н. Т. Результаты исследования теплотехнических качеств
жилых домов из пеносиликатных панелей,— В кн.: Строительство и архитек¬
тура. Вып. 7. Киев, 1969, с. 37—39. 289. Шевелькоя В. Д. Теплотехнические
свойства наружных стен и зданий,— «Инж. физ. журн.», 1965, т. 8, № 2.
с. 251—254. 290. Шестоперов С. В., Горшков В. А. Исследование возможности
применения ультразвука для оценки морозостойкости бетона.— «Бетон и
железобетон», 1974, № 11, с. 13—14. 291. Ширдатов К■ Влияние солнечной ра¬
диации на тепловой режим здания.—«Пром. стр-во», 1969, № 6, с. 28—31.
292. Шумилин Ф. Г., Трофимов Б. Я. Влияние пористости цементного камня220
на его морозостойкость.— «Тр. Челяб. политехи, ин-та», 1967, № 46, с. 167—
178. 293. Эзрохи Л. А. Метод расчета плотности сложных солевых раство¬
ров.—«Тр. ВНИИГа. Методы переработки и анализа соляного сырья». Вып.
XXXVI. М., 1959, с. 32—35. 294. Эзрохи Л. Л. Метод расчета упругости пара
солевых растворов.Там же, с. 37—66.295. Экспериментальные методы вадсорб-
ции и молекулярной хроматографии. Под. ред. А. В. Киселева. М.,Изд-во МГУ,1973.	447 с. 296. Эпштейн А. С., Пак Н. В. Зависимость теплопроводности по¬
ристых материалов и объемного веса.— «Строит, материалы», 1967, Ха 2, с.
30—31.297. Alexandrov G. G., Kachura В. A, Schevchenko V. P. Studi of moisture
content and durability of proective and decorative coatings of wall enclosing
constructions. — «TheCIB 6-th Cong, book», Budapest, 1975, vol. 11, p. 55—59.
298 Bessey G., Dilnot S. Structure des betons cellvaires. — «Concrete Building
and Concrete Products», Sept., 1968 . 299. Bray W. #., Sellevold E. J. An
experemental studi of the offect of vacuum.—«Cem. and Concr. Res», 1973,
vol. 52, № 6, p. 723—728. 300. Brook R. J. Pores and grain growth kinetics —
«J. Amer. Geram. Soc.», 1969, vol. 52, № 6, p. 339—340. 301. Brunauer S.,
Odler J. A fajlages felutet es porositats jelentosege. — «Epitoanyag», 1971,
vol. 23, № 10, p. 363—374. 302. Cook D. J., Haque M. N. The effect of
sorption on the tensile creep and strength reduction of dessicated concrete. —
«Cem. and Concr. Res.», 1974, vol. 4; № 3, p. 367—379 . 303. Cormik М. C.,
Evyen E. A. J. Relationship between microvoid structure and volumetric
changes of plastic cellular concrete. — «J. Mater», 1968, vol.3, № 1, p.
87—99. 304. Cohan L. H. J. The compressive and tensile strength
of the cellular. — «Amer. Chem. Soc.», 1938, № 60, p. 433—435. 305. Figg J. W.
Methods of measurung the air and water permeability of concrete. — «Mag.
Concr. Res.», 1973, vol. 25, № 85, p. 213—219. 306. Foster P. K. Moisture
stress and the dry syrength of ceramic glays. — «N. Z. J. SGI», 1969, vol.
12, № 3, p. 553—563. 307. Gieruch A. Sposob oznaczania mrozoodpornosci
materialow budoianych.—«Hydrobudowa», 42K, 49/02 (G 01 № 33/389), 68600.
308. Golembowiez М., Pogorelski J. Metoda sondova do badania przewodnosci
cieplnei suchych i wilgotnych materialow budowlanych. — «Gas, Woda, Techn.
sanit.», 1966, vol. 40, № 6, p. 203 — 206 . 309. Harkins W. D., Jura G. A.
A vapour adsorption method for the determination of the area of a solid wit¬
hout the assumption of a molecular area. — «J. Amer. Chem. Soc.», №66.
1944, p. 1366—1375 . 310. Haynes В. C. Vapour pressure determination of seed
hygroscopicity. — «Techn. bulletin 1229, U. S. Dept, of Agriculture», 1961.
311. Henderson S. M. A basic concept of equilibrium moisture.—«Schretenr.
Bauforsh. R. Baustoffe», 1970, vol. 5, p. 33—34. 312. Hentsche G. Baustoff
gassilikatbeton. — Mater. Et. Constr.», 1971, vol. 4, № 22, p. 253—259. 313.
Hundt J., Buschmann J. Meistrue measurement in concrete. — «Mater. Et. Con¬
str.», 1971, vol. 6, p. 345—361. 314. Lewiski B. Die Beziehungen zwichen der
Festigkeit des Betons im Bauwerk. — «Wics. Z. Techn. Univ. Dresden», 1968,
vol. 17, № 6, 1497—1507. 315. Litvan G. G. Phase transistions of absorbantes.
IV Mechanism of frost action in habened cement paste. — «J. Amer. Ceram.
Soc.», 1972, vol. 55. № 1, p. 38—42. 316. Marty M. Etude et realisation d’urc
appareiliage pour la mesure d’une saturation. — «Thes. Doct.-Ingr. Fac. SCI.
Univ. Lille S. L. S. A.», 1967, p. 51. 317. Meissner S. Umhulluugskon-
strutionen aus gassillikatbeton. —«Schriftenr. Bauforsch. R. Baustoffe», 1970,
vol. 5, p. 41—43. 318 Paquei J. Mesure d'humidite in situ par method
es dielectriques application au beton.—«Meter, et Constr.», 1971, vol. 4,
№ 20, p. 87—100, 319. Polster //., Neumann E. Gasobetones tryck-och
draghallfasthet som fuktion av fuktvoten. — «Rapp. Statens Inst. Byggna-
dsforsk», 1972, vol. 52, № 123. 320. Purins E. Eigenschaften von gassili¬
katbeton in hindblick auf den kofrosionsschutz. — «Bauplanung-Bautecbnik»1971,	vol. 25, № 8, r. 380—383. 321. Rao K. S. Disappearance of the hyste¬
resis loop.— «I. Phys. Chem.», 1941. № 45, p. 531—539.322. Romer B. Anali-
tische frostwiederstandsbeurteilung wittels der porenstruktur in porosen baus-
toflen, beton und grosskeramik. — «Strassen und Tiefbau», 1969, vol. 23, №5»221
•p. 474—479. 323. Roth M. Now to measure moisture in solids. — «Chem.
Engeng.,» 1969, vol. 73, № 16, p. 83—88. 324. Sevcsenko V. P., Kachura B. A.
Device for determination of sorber humiditu bound in different from to-cappila-
ry porous materials. — «Abstracts of the IMEKO-symposium measurement»,1971,	Estergom, p. 4802. 325. Sitnandoux P. Sur une methode de mesure de
la saturation on eau d’un milieu poreux. — «Thes. Ihgr. Fac. SCI. Uhiv.
Lille», 1967, № 64, p. 349—365 . 326. Slatanoff V. S., Dt/abaroff N. B. Lim-
potance de la structure des betons cellvlaires changes of plastic cellular conc¬
rete. — «Rev. mater, cohstr. at trav. publics.», 1963, № 573, p. 211 —216. 327.
Spit B. J. Microscopisch onderzoek van bouwmate rialen: microstructur van
gasbeton. — «Tno Nieuws», 1971, vol. 26, № 2, p. 139—143. 328. Svaral J.
Vplyv prostredia na fysikanomechanicke vlastnosti porobetonu. — «Stavivo»,1973,	vol. 51, № 12, p. 24 — 30. 329. Tiusinen K., Rihlajvaara S. The strength
of extremente dry and wet nature concrete.—«Tied. Valtion Tekn. Tutkimus-
laitos», 1969, № 3, p. 139—145. 330. Tognon G., Pietro U. Tensioni interne
nella pasta cementiziache.—«Cemento», 1970, vol. 67, № 1, p. 33—40 . 331.
Trojer F., Breslmaier G. Methode zur bestimmung des frostweiderstandes von
dachziegelschreben.— «Br. Deutsch. Keram. Ges.», 1971, vol. 48, p. 205—209.
332. Venuat М., Levy P. La gelitive des ciments aux cerilh mode d’essais et
resultats obtenus commucation theme B. — «Rev. Mater. Constr. Et Trav. Pub¬
lics.», 1969, N 65, p. 374—376. 333. Volec J. Enstehen von schwindrissen in
gasbetonelementen durch feugtigkeit — schwerlust. — Baustoffindustrie», 1971,
vol. 15, № 3, p. 77—81. 334. Vrbecky J. Pozadavky na vlasnosti antikorosnio-
chrany ocelove vyzture porobetony. — «Stavivi», 1974, vol. 52, N 1, p. 30—32.335.	Vuokinen J. On use dilation factor and degree of saturnation in testing
concrete for frost resistahce. — «Nord. Beting.», 1970, vol. 14, № 1, p. 37—64.336.	Weise J. Zur projektierungrichtlinte fur elemente aus gassilikatbeton.—
«Schriftenr. Bauforsch. R. Baustoffe», 1970, vol. 5, p. 39—40. 337. Zsigmo¬
ndy R. Z. Mechanism of frost action in habenedcement paste. — «Anorg.
Allgem. Chem.», 1911, p. 356.
ОглавлениеПредисловие 			3Введение		5J	Совершенствование технологии производства и строительствазданий с ячеистобетонными ограждающими конструкциямиглава § 1. Промышленные, жилые и общественные панелмыеи каркасно-панельные здания		8§ 2. Снижение материалоемкости и веса здания, повыше¬
ние эффективности ограждающих конструкций		11§ 3. Вопросы качества изделий из ячеистого бетона ...	14§ 4. Подготовка сырьевых материалов		16§ 5. Вибрационная технология изготовления ограждающихконструкций		18§ 6. Изготовление конструкций в формах с отделяющимсяподдоном		22§ 7. Поточно-конвейерные линии формирования ограждаю¬
щих конструкций		29§ 8. Отделка ограждающих конструкций	• . . .	36§ 9. Изготовление плитного утеплителя		51IJ	Эксплуатационные качества ячеистобетонных ограждающихконструкцийглава § 1. Влага в ограждении •		53§ 2. Климат района эксплуатации	• . . .	54§ 3. Воздействие солнечной радиации		57§ 4. Увлажнение косыми дождями		GS§ 5. Замораживание и оттаивание наружной поверхностиограждения 		66§ 6. Влажностный режим эксплуатации		79§ 7. Оценка надежности ограждения		84III	Теоретическое описание влажностного состояния материала
в ограждающей конструкцииглава § 1. Форма и энергия связи влаги с материалом ....	92§ 2. Оценка содержания влаги в материале 		94§ 3. Теория адсорбции (основные положения)		98§ 4. Уравнения сорбции	104§ 5. Капиллярное водопоглощение	106IV	Зависимость физико-механических характеристик ячеистого
бетона от его влажностного состоянияглава § 1. Объемная масса, пористость и структура	114§ 2. Прочность 	117§ 3. Влажноетные деформации	122§ 4. Теплопроводность	127§ 5. Водопоглощение и сорбционная влажность	132§ 6. Стойкость при циклическом увлажнении — высыха¬
нии 	137§ /. Стойкость при циклическом замораживании — оттаи¬
вании 	140§ 8. Карбонатационная стойкость	144§ 9, Коррозия арматуры	14722S
Методы измерения влажностных характеристик ячеистого
бетонаглава § 1. Статические методы			149§ 2. Динамические методы	151§ 3. Эксикаторный способ (анализ систематических и слу¬
чайных погрешностей)	151§ 4. Способ ускоренного определения сорбционной влаж¬
ности 	•	173§ 5. Измерение водопоглощения	177YI	Повышение эксплуатационных качеств ячеистобетонныхограждающих конструкцийглава § 1. Способы повышения атмосферостойкости ограждений	183
§ 2. Гидрофобизационная обработка ячеистого бетона . .	188
§ 3. Улучшение эксплуатационных качеств ячеистого бе¬
тона и ограждающих конструкций при глубинной гидро¬
фобизации поверхностного слоя панелей		 .	196Список литературы	210Александр Федорович Гаевой
Борис Антонович КачураКачество и долговечность
ограждающих конструкций
из ячеистого бетонаРедактор К. К■ Гулый
Переплет художника Jl. М. Юрченко
Художественный редактор А. С. Романова
Технический редактор Г. П. Александрова
Корректоры J1. П. Пипенко, М.. Ф. ХристенкоИнформ. бланк № 3430Сдано в набор 19.01,78. Подп. в печать 16.08.78. БЦ 09240,
Формат 60х90/1в. Бумага типогр. № 1. Лит. гарн. Выс. печать.
14 уел. печ. л. 16,6 уч.-изд. л. Тираж 1000 экз. Изд. №611.
Зак. 8-41. Цена 2 р. 60 к.Издательство при Харьковском государственном университете
издательского объединения «Вища школа»310003, Харьков*3, ул. Университетская, 16Харьковская книжная фабрика «Коммунист» республиканского
производственного объединения «Полиграфкнига* Госкомиздата
УССР, 310012, Харьков-12, ул. Энгельса, И