Материалы на основе вспученного вермикулита

Разработки в области строительных материалов
сотрудников Инженерно-строительного института СФУ
МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ВСПУЧЕННОГО
ВЕРМИКУЛИТА
Василовская Нина Григорьевна, к.т.н., доцент;
89029408242;
Енджиевская Ирина Геннадьевна, к.т.н., доцент, тел.
89131832477, icaend@mail.ru;
Дружинкин Сергей Валентинович, к.т.н., старший
преподаватель, 89135127037, DSV_24@BK.RU
1
Материалы на основе
вспученного вермикулита
1.Составы для производства стеновых
блоков из вермикулитобетона
2. Теплые вермикулитовые штукатурки
и строительные кладочные растворы
3. Огнезащитные составы
2
ВЕРМИКУЛИТ - минерал из группы гидрослюд
слоистого строения, образующийся в природных
условиях в результате гидратации и других вторичных
изменений различных слюд. В процессе нагревания
вермикулит вспучивается с образованием мелких пор;
размер частиц при этом увеличивается в 7-15 раз.
В 2004 г. в группе подготавливаемых к
освоению месторождений вермикулита
было учтено Татарское в Красноярском
крае, на долю которого приходится 34% запасов вермикулита в России. Его
активная промышленная разработка
осуществляется с 2009 г. В пгт.
Березовка,
в
непосредственной
близости
от
краевого
центра,
организовано
производство
вспученного вермикулита Татарского
месторождения.
3
Вермикулит вспученный
- насыпной теплоизоляционный утеплитель
природный материал. Служит теплоизоляцией,
наполнителем при строительстве ( в т.ч. и частном).
Применяется теплоизоляция как засыпка пустот,
межстеновых пространств, чердачных перекрытий.
Слой вермикулитовой засыпки в 20см по
теплозащите эквивалентен кирпичной стене
толщиной 1,5м или бетонной стене толщиной 2м.
Слой вермикулита на чердачных перекрытиях
толщиной 5см снижает потери тепла на 75%,
толщиной 7,5см – на 85% и толщиной 10см – на 92%.
4
Применение вспученного вермикулита
позволяет решить многие задачи:
обеспечить тепловую изоляцию зданий и сооружений;
повысить огнестойкость строительных конструкций;
обеспечить звукопоглощение воздушного и изоляцию структурного шума;
произвести выравнивание и утепление полов;
дополнительно утеплить стены дома «теплыми» штукатурными растворами.
•
•
•
•
•
Материалы на основе вермикулита являются экологически чистыми, не токсичными. На
всех этапах жизненного цикла здания: в строительстве, эксплуатации, утилизации.
соблюдаются требования Федерального закона «Технический регламент о безопасности
зданий и сооружений» по:
1)
2)
3)
4)
5)
Механической безопасности;
Пожарной безопасности
Безопасных для здоровья человека условий проживания;
Энергетической эффективности зданий и сооружений;
Безопасного уровня воздействия зданий и сооружений на окружающую среду.
Биологически стоек:
•
•
не подвержен разложению и гниению под
действием микроорганизмов, препятствует распространению плесени;
не является благоприятной средой для насекомых и грызунов.
Химически инертен: нейтрален к действию щелочей и кислот.
5
Составы для производства стеновых
блоков из вермикулитобетона
Разработаны составы теплоизоляционного материала на основе
жидкого стекла и вспученного вермикулита плотностью 400-450 кг/м3,
прочностью 2-2,5 МПа.
•Разработаны составы легкого бетона на основе цемента и вспученного
вермикулита Татарского месторождения по литьевой технологии и
методом прессования. Полученные материалы отличаются малой
плотностью 400-900 кг/м3, прочностью от 3,5 до 5 МПа, низкой
теплопроводностью λ= 0,09-0,17 Вт/м ͦС. Отработаны режимы ТВО.
Виды изделий:
• Полнотелые стеновые блоки и камни (ГОСТ 21520-89); плиты и др.
6
Теплые вермикулитове штукатурки и
строительные кладочные растворы
• Чтобы
термическое
сопротивление
стены
было
однородным, необходимо подбирать кладочный раствор
по плотности и коэффициенту теплопроводности к
материалу блоков, иначе образуются «мостики холода».
• В условиях Сибири актуальным является вопрос
сохранения тепла в наших домах. Сделать жилое
помещение максимально теплым при минимальных
физических
и
материальных
затратах
помогут
вермикулитовые штукатурки и растворы. Они позволяют
намного улучшить качество строительных работ и создать
экологически чистое теплое жилое пространство с
прекрасными
огнезащитными
качествами.
Приготовление вермикулитовых растворов, их нанесение
и применение ничем не отличаются от стандартных
методов.
7
Вермикулитовые штукатурные и кладочные растворы могут
выполнять, помимо повышенных теплоизоляционных функций,
декоративные, звукопоглощающие, огнезащитные и др.. При
нанесении вермикулитовых штукатурных растворов на поверхности
различных материалов (каменных, бетонных,) они удовлетворительно
сцепляются с основанием, легко затираются и при твердении не
отслаиваются и не дают усадочных трещин.
Разработаны составы сухих строительных смесей на основе
вспученного вермикулита Татарского месторождения. По сравнению с
обычными (песчаными) строительными растворами, вермикулитовые
растворы вследствие высокой пористости имеют в 2 - 3 раза меньшую
плотность - 670-750 кг/м3 , прочность - 2,2-3,0 МПа и меньший
коэффициент теплопроводности 0,142-0,175 Вт/м°С. и относятся к
группе легких ("теплых") растворов.
8
Огнезащитные составы на основе
вермикулита Татарского месторождения
Фактический предел огнестойкости незащищенных
несущих металлических конструкций, как правило, не
превышает в среднем 10–15 минут независимо от их
толщины. В условиях пожара уже при 500 0С стальная
конструкция снижает свою устойчивость к нагрузкам и
прогибанию, что может привести к обрушению здания.
Огнезащитная
эффективность
характеризуется
временем в минутах (от 15 до 150) от начала огневого
испытания до достижения критической температуры
(500°С). Ежегодный требуемый объем огнезащитных
работ составляет до 2,5 млн.м3. Необходимо расширить
номенклатуру
отечественных
огнезащитных
материалов, понизить их стоимость и исключить
дефицитные материалы.
9
Огнезащитные составы
Темпиратура.С0
• Разработаны составы огнезащитных покрытий на основе
вспученного вермикулита Татарского месторождения, которые
исследованы в независимой испытательной лаборатории «СибТест»
ООО «Центр пожарной экспертизы». Огнезащитная эффективность
разработанных ОЗП превышает 150 мин. при температурах на
поверхности металла от 250-300 0С при толщине нанесения 1-1,5 см.
Разрушения
ОЗП
незначительны,
адгезия
не
нарушена,
восстановления не требуется.
до испытания
350
300
250
200
Термопара 1
150
Термопара 2
100
Термопара 3
50
0
0
после испытания
50
100
150
Время. мин.
10
Эффективные керамические материалы с
использованием вспученного вермикулита
Разработаны составы для производства керамического
кирпича с добавкой вспученного вермикулита:
повышенной эффективности;
пониженной плотности;
низкой теплопроводности.
Получены значения
p = 700 кг/м3;
λ = 0,09-0,1 Вт/м·°С
(вместо p = 1400 кг/м3;
λ = 0,4 Вт/м·°С,
требуемых ГОСТ).
11