Теплотехнические свойства крупных блонов из эффективных керамических камней

В Научно-исследовательском институте санитарной техники и зданий и сооружений АСиА УССР проведены исследования теплотехнических свойств крупных блоков пустотелых керамических камней (объемным весом менее 1 300 кг/м3) и блоков, сложенных из сырца (тех же камней, не прошедших обжига) на глинистом растворе, а затем пожженных в тоннельной печи. Приведенные в нзготовлении последних раствор, термораствором, обладает свойством плавиться в обычном температурном режиме.

Опытные образцы изготавливались из 18 керамических камней размером 256Х121Х100 со средним бъеммым весом 1 170 кг/м3. Предел рочности нх при сжатии составлял 73—100 кг/см2, водопоглощаемость — до 20—22%.

При испытании образцов их устанавливали в проем холодильной камеры. С одной стороны блока, обращенной внутрь камеры, при помощи аммиачной установки ЛК 10 поддерживалась температура — 20—22, а с другой око- т, + 18°.

Измерение температур в исследуемых инструкциях производилось при помощи комстантановых термопар, соединенных через переключательные щитки потенциометром. Тепловые потоки, идущие через материал, определялись при помощи термотранзитометров конструкции инж. А 3 Дмитриева.

Средний коэффициент теплопроводности основного сечения исследуемых блоков () определялся по формуле:


Второй и третий образцы изготовлялись по новой технологии. Их собирал из сырка тех же 18-щелевых керамических камней на так называемом растворе и в таком виде обжигали в тоннельной печи по принятому па заводе режиму обжига общей продолжительностью цикла в 28 час

Один из этих блоков, сложенный в полтора камня толщину как и обычные блоки — 0,38 м, а другой — 0.28 м.

В процессе обжига камни из сырца плотно склеивались друг с другом и не деформировались. Интересно отметить, что после обжига блоки сохраняли по ширине, длине и высоте те же размеры, что и до обжига. Объясняется это тем. что вспучивание раствора компенсировало усадку камней.

Четвертый и пятый образцы выкладывались из обожженных 18-щелевых керамических камней, однако, с учетом белее эффективного использования термических сопротивлений их воздушны

Эти образца подверглись в разное время кратному теплотехническое, что дало возможность их теплопроводност при различной влажности.

Сравнительные показатели исследованных блоков обычных стеновых конструкции приведены в таблице.

Как видно нз таблицы, по теплотехническим свойствам конструкции из эффективных керамических камней выгод но отличаются от стен из полнотелого кирпича- Наиболее высокими показателями характеризуются блоки, получаемые на терморастворе. Это объясняется, во-первых, тем, что их предварительно собирают из сырца, а затем обжигают, в результате в готовом блоке отсутствует влага, и. во-вторых, более высокими теплотехническими свойствами термораствора по сравнению с цементным раствором.



Однако и блоки, получаемые из эффективных керамических камней на цементном растворе, с применением более эффективной в теплотехническом отношениями.

Стена из эффективных 20-щелевых керамических камней на сложном растворе толщиной 0,38 м. Блок из эффективных 18-щелевых керамических камней на цементном растворе толщиной 0,38 .и .

Блок из тех же камней на терморастворе толщиной 0,38 м. Блок из тех же камней на терморастворе толщиной 0,28 м Блок из тех же камней на цементном растворе при тычковой кладке камней в сухом состоянии толщиной 0,25 м.

Тот же блок после второго испытания Тот же блок после третьего испытания.

Зависнмость коэффициента теплопроводности от влажности стены показана на рис. 1.

Материалы исследуемых конструкций подверглись также исследованию на сорбцию и десорбцию влаги из окружающего воздуха.

Для изучения сорбционных свойств испытуемых конструкций был принят так называемый статический метод, при котором образцы, высушенные при температуре 105°, помещались в ряд эксикаторов, заполненных серной кислотой определенной концентрации. Над раствором кислоты в замкнутом пространстве эксикатора при постоянной температуре (+20°) создается относительная влажность воздуха: 2°,с, 7°о, 19%, 38°/о, 56.5%, 74%, 87%, 96% и 100%.

Были исследованы как основные материалы конструкций, так п растворы, которые применялись для кладки. Объемный вес материалов определяли в ртутном объемомере.

Результаты испытантя представлены на рис. 2. Каждая точка изотермы сорбции и десорбции является средней из пяти определений. На графике кривые сорбции показаны сплошной линией, десорбции — пунктиром.

Сопоставление результатов исследование показывает, что наименьшее количество влаги поглощает термораствор, а наибольшее — цементно-песчаный- Максимальная гигроскопичность термораствора составляет 0,543% весовой (абсолютной) влажности. Капиллярная конденсация начинается при р — 75%.

Капиллярная конденсация в керамических камнях начинается примерно при 9 = 75%. Интенсивная капиллярная конденсация наступает несколько раньше, чем у термораствора — при 9=87—90%. Максимальная гигроскопичность составляет 2,27%. Отдача влаги происходит сравнительно быстро с небольшим гистерезисом, заканчивающимся при относительной влажности воздуха 9=70%-

Наибольшей гигроскопичностью из всех исследуемых материалов обладает цементно-песчаный раствор — 5,38%. Кривая сорбции резко начинает подниматься вверх уже при с=38%. Отдача влаги замедленная, а гнетеризисная в 10 раз больше, чем термораствора

Такое положение объясняется природой и структурой пор. Термораствор представляет собой стекловидный вспученный материал с сильно развитой закрытой пористостью, напоминающий пеностекло или керамзит. Вода сорбируется в основном только внешней поверхностью и весьма мало дифундирует во внутрь, чем улучшаются теплотехнические свойства конструкции и ликвидируются мостики холода.

Несколько более развитая и открытая пористость керамики увеличивает ее гнг роскопичность, хотя общий процент сорбции керамики не пысок.

Значительная сорбционная влажность цементно-песчаного раствора.

Как видно из приведенных данных, 18-щелевые эффективные камни обладают высокими теплотехническими свойствами и выгодно отличаются от полнотелой керамики. Именно это обстоятельство послужило нам основанием в творческом содружестве с коллективом работников Киевского завода керамических блоков заняться изучением вопроса получения тонкостенных панелей из эффективных керамических камней без применения специального утеплителя.

В заключение следует отметить, что производство эффективных керамических камней объемного веса 1100— 1 200 кг/c.v? и изготовление из них крупных блоков или панелей может быть организовано на кирпичных заводах почти повсеместно.