авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Астрологический Прогноз на год: карьера, финансы, личная жизнь


Отделочные покрытия ограждающих конструкций из цементно-стружечных плит

На правах рукописи

ИБАТУЛЛИН РАВИЛЬ РАШИТОВИЧ ОТДЕЛОЧНЫЕ ПОКРЫТИЯ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ЦЕМЕНТНО-СТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ Специальность 05.23.05.- "Строительные материалы и изделия"

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Уфа - 2005

Работа выполнена в Уфимском государственном нефтяном техническом универ ситете.

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент Хасанов Рафаэль Шаймуллович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор, Хозин Вадим Григорьевич;

кандидат технических наук, доцент Анваров Рамиль Айдарович.

Открытое акционерное общество Ведущая организация "Башстрой".

Защита состоится 30 июня 2005года в 10-00 на заседании диссертационного совета Д 212.289.02 при Уфимском государственном нефтяном техническом уни верситете по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государствен ного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан 30 мая 2005года.

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Конструкции из цементно-стружечных плит (ЦСП) на ходят все большее применение в малоэтажном жилищном строительстве. В России действуют 7 заводов ЦСП общей мощностью свыше 450 тыс. м3 в год, выпускаются плиты для изготовления панелей, устройства полов и опалубки, деталей фасадов.

Трудно решаемой проблемой является отделка ограждающих конструкций из ЦСП, так как при эксплуатации окрашенные плиты подвергаются необратимому одно стороннему короблению. Это создает препятствия для применения эффективных мелкозернистых покрытий (МЗП), хорошо себя зарекомендовавших в технологии крупнопанельного домостроения. Высокие декоративно-художественные и защит ные свойства МЗП обусловлены использованием атмосферостойких и цветонасы щенных горных пород, минеральных промышленных отходов, измельченных в зер на и нанесенных на клеящий слой.

Предложенные в начале освоения ЦСП способы их формостабилизации гид рофобными органическими пропитками – маслами, нефтепродуктами и другими создали дополнительные трудности для применения защитно-декоративных покры тий, особенно мелкозернистых из-за снижения их адгезии к пропитанной поверхно сти. Нами принят, как более эффективный, способ формостабилизации ЦСП техни ческой серой, разработанный на кафедре "Строительные конструкции" УГНТУ.

Возможность прочного сцепления поверхности пропитанных серой ЦСП с клеящи ми компонентами МЗП послужило научной предпосылкой для проведения диссер тационного исследования по получению новых отделочных составов с перспекти вой их применения не только для нанесения на фасады, но и изготовления отделоч ных плиток.

Работа выполнялась в соответствии с планами жилищного строительства Республики Башкортостан и в координации с общероссийской межвузовой про граммой "Строительство" по теме "Создание полимерсиликатных систем и новых материалов на их основе". Руководитель темы и научный консультант – д-р техн.

наук, профессор В.М. Хрулев.

Цель исследования: получить новые составы мелкозернистых покрытий с улучшенными адгезионными и защитными свойствами, разработать технологию их изготовления и применения для отделки ограждающих конструкций из ЦСП.

Задачи исследования:

• проанализировать опыт применения МЗП для отделки ограждающих конструк ций зданий;

• подобрать водо- и атмосферостойкие составы МЗП для наружной отделки;

• подобрать составы МЗП со свойствами сорбентов для изготовления отделочных плит;

• определить технические свойства МЗП, применяемых внутри и снаружи зданий;

• изучить структурные изменения в покрытиях в процессе эксплуатации;

• разработать технологию приготовления и нанесения составов МЗП;

• проверить эксплуатационные свойства, провести натурные обследования покры тий и оценить технико-экономическую эффективность предлагаемых техноло гий;

• составить технологическую инструкцию по применению МЗП для отделки кон струкций из цементно-стружечных плит.

Научная новизна:

• установлена и научно обоснована возможность применения МЗП с клеящими полимерминеральными компонентами для отделки ограждающих конструкций из ЦСП при условии формостабилизации и гидрофобизации плит серой;

• определено сцепление покрытий с поверхностью ЦСП, пропитанных серой на 17-24% по массе, и установлено, что адгезия повышается при использовании высоковязких составов, обладающих жизнеспособностью не менее 60 минут;

• показано, что использование полимерсиликатных композиций позволяет более эффективно регулировать вязкость клеящих составов МЗП для лучшей адгезии покрытий к поверхности формостабилизированных серой ЦСП;

• установлено, что требуемое СНиП сцепление зерен с клеящими полимерсили катными составами МЗП прочностью не менее 0,3 МПа достигается при введе нии в них бутадиенстирольного латекса.

Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечены применением методов математического и физического моделирования, анализа структуры и свойств строительных материалов, сравнением расчетных и экспери ментальных, теоретических и натурных данных.

Практическое значение:

• разработаны составы и технология нанесения МЗП на поверхность формостаби лизированных серой ЦСП (патент на изобретение № 2236525 от25.02.03);



• разработаны составы и технология нанесения МЗП-сорбентов на отделочные плиты из ЦСП способом придавливания зерен в специальном устройстве (патент на изобретение № 2244078 от 06.08.04);

• разработано и утверждено Министерством строительства и транспорта Респуб лики Башкортостан «Временное руководство по отделке деталей из древес ных плит мелкозернистыми покрытиями из дробленых горных пород со спе циальными защитными свойствами» (Уфа, 2004 г.);

• получен экономический и социально-бытовой эффект от отделки зернистыми покрытиями наружных и внутренних ограждений из ЦСП;

• результаты исследования использованы в учебном процессе УГНТУ по кур су «Конструкции из дерева и пластмасс».

Апробация работы. Результаты исследования доложены и обсуждены на ежегодных научных конференциях УГНТУ и НГАСУ в 2002-2004 гг., на Между народных научно-технических конференциях: «Проблемы строительства, инже нерного обеспечения и экологии городов», Пенза, 2002 г.;

«Надежность и долго вечность строительных материалов и конструкций», Волгоград, 2003 г.;

«Актуальные проблемы градостроительства и жилищно-коммунального ком плекса», Москва, 2003 г.;

«Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии», Тула, 2003 г;

«Композиционные строительные материалы. Теория и практика», Пенза, 2003 г.;

«Проблемы строительного комплекса России», Уфа, 2003, 2004 гг.;

«Современные технологии в промышленности строительных мате риалов и стройиндустрии», Белгород, 2003 г;

"Современные строительные конст рукции из металла и древесины", Одесса, 2003 г.;

«Наука на рубеже тысячелетий», Тамбов, 2004 г.

Публикации: Основные положения диссертации опубликованы в 16 трудах:

сборниках научных конференций и центральных журналах: «Конструкции из ком позиционных материалов», «Строительные материалы», «Жилищное строительст во».

Структура и объем научного труда. Диссертация состоит из Введения, че тырех глав, основных выводов, списка использованной литературы и приложения;

содержит 128 страниц машинописного текста, включая 14 таблиц, 19 рисунков, 103 литературных источника.

Автор защищает:

• научное обоснование применения МЗП для отделки ограждающих конструк ций из ЦСП мелкозернистыми покрытиями;

• составы покрытий для наружной и внутренней отделки;

• технологию приготовления составов и нанесения МЗП на наружные поверхно сти формостабилизированных серой ЦСП;

• свойства МЗП, нанесенных на наружные поверхности ЦСП и на отделочные плиты, эксплуатируемые внутри помещений;

• результаты производственного применения МЗП для ограждающих конструк ций из ЦСП;

• результаты исследования структур клеящих составов и прогнозные оценки долговечности МЗП;

• расчеты технико-экономической эффективности применения МЗП для отделки конструкций и деталей из ЦСП.

Содержание диссертации Введение раскрывает прогрессивные направления в технологии отделки мало этажных деревянных домов, в частности домов с ограждающими конструкциями из ЦСП, обосновывает возможность их отделки мелкозернистыми покры тиями из дробленых горных пород. Сформулированы научная гипотеза, цель и задачи исследования, его новизна и практическая полезность.





В первой главе даны сведения о МЗП, показаны их свойства, особенности и области применения в строительстве. Отмечено, что технические свойства МЗП зависят в первую очередь от клеящего слоя, его прочности, водостойкости, ад гезии, а также от сцепления зерен покрытия с клеящим слоем. Подчеркивается, что применение МЗП для отделки конструкций и деталей из ЦСП представляет перспективную технологию и содержит ряд новых научных задач.

Практические сведения о технологии и свойствах МЗП почерпнуты из нормативных изданий ЦНИИЭПжилища, ЦНИИОМТП, Строительных норм и правил «Изоляционные и отделочные покрытия» (СНиП 3.04.01.-87), а также из работ Е.Д. Белоусова, Н.Н. Завражина, Г.В. Севериновой, В.П. Малышева.

Научные основы выполнения МЗП, совершенствование их состава, вопро сы повышения долговечности и улучшения эксплуатационных свойств изложены в работах Ю.Е. Громова, Г.Н. Мышеловой, В.И. Логаниной, Л.П. Орентлихер, В.В. Козлова, М.И. Карякиной, С.Г. Анцуповой.

Исследования в области формостабилизации ЦСП покрытиями и пропитками проводили А.Д. Ломакин, В.В. Бабков, М.Г. Мальцев, Р.Ш. Хасанов, В.М. Хрулев.

Установлено, что эффективным способом формостабилизации ЦСП может быть пропитка в расплаве серы.

Общие закономерности проектирования клеевых составов, регулиро вание их реологических и адгезионных свойств, обеспечение прочности и долго вечности клеевых соединений изучались в работах Л.М. Ковальчука, А.С. Фрейди на, В.В. Козлова, В.М. Хрулева, В.Г. Микульского.

Анализ литературных источников и патентный поиск показали, что МЗП с клеящим слоем из наполненных полимерных дисперсий (НПЛ) являются эф фективным видом отделки по бетону, штукатурке, асбестоцементу. НПЛ прочно сцепляются с основанием и зернами покрытия, лучше противостоят атмо сферным воздействиям, нежели стандартизованные лакокрасочные материалы.

Нанесение МЗП на конструкции из ЦСП требует новых технологических подходов и научно-производственных решений. Это борьба с односторонним не обратимым короблением плит, предотвращение разбухания древесных частиц в поверхностном слое ЦСП, защита от коррозии цементного камня в плитах.

Надежная эксплуатация МЗП возможна при оптимальном соотношении прочности сцепления клеящего слоя с модифицированной поверхностью плиты и зерен покрытия с клеящим слоем. Для решения этой задачи построены структур ные модели покрытия по двум вариантам: а - зерна внедрены в клеевой слой пу тем набрызга;

б - зерна вдавлены в клеевой слой плоским штампом. В случае «а» зерна утапливаются в клей на глубину, коррелирующую с массой частиц. В слу чае «б» крупные зерна упираются в поверхность ЦСП, а мелкие - не дости гают этой поверхности. Математическим моделированием определено, какой из этих случаев более эффективен для прочного сцепления зерен с клеевым слоем.

Во второй главе дана характеристика материалов для экспериментов и опи сана методика исследования. В опытах использовали плиты марки ЦСП-1 толщиной 10 мм (ГОСТ 26816-86), изготовитель - Стерлитамакский завод ЦСП. Их проч ность при изгибе 12,7 МПа, модуль упругости 3290 МПа, водопоглощение за 24 ч 0,9 %. Прочность на разрыв перпендикулярно плоскости плиты 0,4 МПа, плотность 1340 кг/м3.

Для пропитки ЦСП использовали серу - продукт Ново-Уфимского нефтепе рерабатывающего завода, соответствующую ГОСТ 127.1-93 «Сера техническая».

Ее плотность 2,06 г/см3, прочность при сжатии 20-30 МПа, температура плавления 112,8°С, вязкость расплава при 155°С - 6,5мПа*с, поверхностное натяжение 54*10 -3 Н/м. Расплав обладает адгезией к древесине и цементному камню.

В качестве зернистого материала для наружной отделки использовали дроб леный мрамор фракции 0,63-1,25 и 1,25-2,5 мм, очищенный от пылевидных примесей. Истинная плотность зерен до 3030 кг/м 3, водопоглощение 0,1-0,3 %, пористость 0,5-3,0 %, прочность при сжатии в сухом состоянии до 150 МПа, в во донасыщенном состоянии до 146 МПа, после замораживания - до 135 МПа.

Наполнителем клеящих составов для наружной отделки служил мра морный порошок с удельной поверхностью 2000 - 4000 см 2 /г. Зернистым ма териалом - сорбентом для покрытия отделочных плит выбран природный дробле ный, фракционированный цеолит с истинной плотностью 2360 - 2420 кг/м3, пористостью 19-25 %;

прочностью при сжатии 40 - 70 МПа, фракции 0,63-1,25 и 1,25-2,5 мм. Цвет зерен от зеленоватого до светло-голубого.

М а т е р и а л о м к л е я щ е г о с л о я М З П д л я н а р у ж н о й о т д е л к и в з я т бу тадиенстирольный латекс СКС-65 ГП Омского завода СК (ГОСТ 10564 -74), со держащий 50-52 % полимера, а также опробована композиция из жидкого на триевого стекла и бутадиенстирольного латекса - полимерсиликатный клеевой состав, отверждаемый кремнефторидом натрия. Для изготовления отделочных плит с МЗП подобрана водоразбавляемая клеевая композиция, состоящая из рас твора натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы - Na-КМЦ и поливинилацетатной дисперсии Д 50 Н по ГОСТ 18992-80, содержащая не менее 50% полимера по су хому остатку.

Клеевые составы оптимизированы по плану трехфакторного экспери мента. Сцепление клеевого слоя с поверхностью формостабилизированных ЦСП и сцепление зерен с клеевым слоем определяли разрывом крестовидно скле енных образцов. Вязкость составов определяли чашечным вискозиметром ВЗ-4, расплывом порции клея из латунного кольца и подвижностью смеси по конусу СтройЦНИЛ. Водо- и атмосферостойкость определяли стандартными метода ми. Структуру покрытий изучали оптическими и ультразвуковыми приборами и методом газопроницаемости.

Третья глава описывает подбор составов МЗП и определение их свойств.

Составы подбирали по прочности сцепления зерен с клеевым слоем и по реологическим показателям. В первом случае составы оптимизировали в зависи мости от способа нанесения зерен на клеевой слой: а - вдавливание плоским штампом;

б - напыление воздушным потоком.

Уравнение регрессии по случаю «а»: в кодовых значениях с отбрасыванием незначимых членов:

у = 0,166 + 0,043х1 - 0,015х2+ 0,021 х3 + 0,006x1х2. (1) Уравнение по случаю «б» при тех же условиях:

у = 0,153 + 0,04х - 0,017х2 + 0,622х3 – 0,007х1х2 + 0,005х1х3, (2) где у - прочность сцепления зерен с клеевым слоем, МПа;

х1 - толщина клее вого слоя, мм;

х2 - средний размер зерен покрытия, мм;

х3 - содержание микрона полнителя в клеевом составе, масс. ч.

Из уравнений (1) и (2) следует, что вдавливание обеспечивает более проч ное сцепление зерен с клеем, в этом случае взаимовлияние толщины клеевого слоя и среднего размера зерен (x1x2), а также взаимовлияние толщины клеевого слоя и содержания микронаполнителя (x 1 x 2 ) в оптимальных границах малозна чимы. В обоих случаях уменьшение размеров зерен повышает прочность их сцеп ления с клеем (увеличивается удельная поверхность).

Подбор состава по реологическим характеристикам преследовал цель обес печить достаточную смачиваемость, жизнеспособность и удерживаемость клея на вертикальных поверхностях. Эти качества достигаются введением в ла текс 30% мраморной муки. Латекс с мраморной мукой приобретает необходимую для клея начальную вязкость, а главное - долго ее сохраняет (рис. 1, кривая 2).

При совмещении чистого латекса с жидким стеклом начальная вязкость ниже, чем у латекса с наполнителем, но загустевание состава идет быстрее (рис. 1, кривая 3). Этому способствует содержание в жидком стекле отвердителя кремнефторида натрия. Ход кривых 2 и 3 показывает, что комплекс необходи мых реологических свойств клея может быть получен, если оперировать одно временно двумя факторами - наполнением и загущением состава жидким стек лом.

Рис. 1. Вязкость клеящих составов: 1 - латекс без наполнителя;

2 - латекс + 30% мраморной муки;

3 - латекс + 60% жидкого стекла;

4 - латекс с жидким стеклом и мраморной мукой (мас. %):

52: 16: Этот вывод подтверждает кривая 4 (рис.1). Наполненная мрамором и загу щенная жидким стеклом клеевая композиция имеет удобную для работы началь ную вязкость. Композицию можно использовать как при ручном, так и при механи зированном нанесении: она обладает тиксотропными свойствами, о чем свидетель ствует сокращенная жизнеспособность в достаточном рабочем интервале. Клея щий состав, отвечающий нормативам МЗП, включает (мас. %) - латекс 20-25;

мра морную муку - 40-50%;

жидкое натриевое стекло 13-15;

кремнефторид натрия 1,4 1,5;

вода -остальное.

Пользование вискозиметром ВЗ-4 ограничивает интервал определения рабочей вязкости и снижает жизнеспособность. По способу расплыва из кольца жизнеспособность состава больше и достигает 105-110 мин. Способ кольца ре комендован для применения в производственных условиях. Сцепление клеящего слоя с ЦСП зависит от возраста состава. В возрасте 45 мин прочность сцепления больше, чем в возрасте 60 мин, что объясняется лучшими условиями смачива ния непропитанных ЦСП.

Пропитка серой снижает прочность сцепления с 0,5 до 0,38-0,43 МПа, если клеевой состав имеет возраст 45 мин, снижение происходит при пропитке се рой в начальном интервале – до 12%. При более высоком поглощении сцепление лучше у состава в возрасте 60 мин (рис. 2, кривые 2,4). Если состав смешивается с серой при растирании жесткой щеткой поверхности пропитанных ЦСП, то проч ность сцепления увеличивается тем больше, чем выше поглощение серы материа лом плиты (рис. 2).

Сцепление клеевого состава с поверхностью непропитанных ЦСП неоднородно: вариационный коэффициент 16,4-18,8%, относительная ошибка бо лее 5%. Если клеевой слой наносится на поверхность ЦСП, пропитанных серой, то вариационный коэффициент снижается до 13,7-15,6%, а относительная ошибка меньше 5%. В целом это свидетельствует об улучшении адгезии клеящих со ставов к поверхности формостабилизированных плит.

0, Рис. 2. Прочность сцепления клеящего слоя с поверхностью ЦСП, пропитанной серой на 17% (1) при возрасте клея 45 мин (1) и 60 мин (2). То же при пропитке серой на 24% (3,4), возраст клея 45 мин (3) и 60 мин (4) Прочность сцепления зерен покрытия с клеевым слоем зависит от содер жания латекса в составе и степени его наполнения мраморной мукой. При 35 40%-ом наполнении прочность сцепления превышает норматив, т.е. более 0, МПа. Латекс в составе увеличивает прочность сцепления зерен благодаря их луч шему смачиванию. Глобулы латекса взаимодействуют с серой, отделяющейся с по верхности ЦСП. При пропитке ЦСП серой на 12-24% прочность сцепления зерен с клеевым составом увеличивается (рис. 3).

Рис. 3. Влияние пропитки ЦСП серой на сцепление зерен с клеящим слоем при содержании в нем латекса (мас. ч.): 1-20;

2-25;

3- При нанесении МЗП на отделочные плиты вязкость клеевого слоя регулиру ется добавками ПВА и мела. Для водосмываемости клеевого слоя содержание ПВА не должно выходить за пределы 12-40 мас.%. Введение мела сверх 15% загущает состав, ограничивает его жизнеспособность. Оптимальным по вязкости и расходу материалов является состав (мас. ч.): Na-КМЦ-100;

ПВА-12 40;

мел. 15-20.

Прочность сцепления зерен с клеящим составом на отделочных плитах опре деляли разрывом крестовидных образцов с рабочей площадью 20x20 мм. Проч ность сцепления оказывается выше нормативного уровня 0,3 МПа при содер жании в составе ПВА 20-40 мас.ч. мела 15-20 мас.ч. (рис. 4).

Содержание ПВА в клеящем составе для отделочных плит ограничивается, чтобы легче смывался клеевой состав при замене зернового материала на новый.

Здесь толщина клеевого слоя допускается до 1/2 диаметра зерна. Рекомендуется применение мелких фракций 0,63-1,25. Это увеличивает удельную поверхность зерна, площадь клеевого контакта и поверхность сорбции.

При отмывке зернового материала древесные частицы на поверхности формо стабилизированных ЦСП не набухают. Отмывка производится при температуре 30-50°С, продолжительностью не более 17-30 мин. С повышением температуры смываемость зерна ускоряется: при 50 оС – 15-20 мин, а при 80 оС – 5-7 мин.

Четвертая глава описывает технологию приготовления и нанесения МЗП на ограждающие конструкции и отделочные плиты. Клеящий состав для наружной отделки готовят из жидкой и порошкообразной частей: жидкая содержит натриевое стекло и латекс в объемном соотношении 1:1,5 - 1:1,6. Сухая часть содержит 13,2 л мраморной муки и 0,8 л. порошка кремнефторида натрия с расчетом, чтобы при смешении сухой и жидкой частей получился объем около 25 литров, что со ответствует вместимости бачков малярных агрегатов.

Для приготовления клеящих составов используется смеситель производи тельностью 40 кг/ч, массой 35 кг. Мелкозернистый материал наносится на клеящий слой пневмоагрегатом конструкции ЦНИИОМТП. Расход зерна регулируется в за висимости от высоты его подачи и фракционного состава. В среднем расходуется 1,8 кг зерна в минуту. Зерно утапливается в клеящий слой подогретым до 60 70оС.

Рис. 4. Прочность сцепления зерен покрытия с клеящим слоем, состоящим из системы Na КМЦ-ПВА, наполненной мелом (мас. ч.): 2-15;

3-20;

4- В состав клея для крепления зерен к отделочным плитам входит Na-КМЦ, ПВА-дисперсия Д 50 Н и наполнитель - мел в порошке с размерами час тиц 2-50 мкм. Первый этап -растворение Na-КМЦ производится по технологии по лучения обойного клея КМЦ-Н (ТУ6-15-1077-77). Для этого сухой порошок Na КМЦ в количестве 0,5 кг высыпается в эмалированную или пластмассовую емкость вместимостью не менее 10 литров, заливается 6 литрами воды при температуре 20+2 °С, содержимое тщательно перемешивается и оставляется на три часа для набухания. По истечении указанного времени образуется коллоидный раствор вязкостью 0,8-1,0 кПа*с. В него вводят расчетное количество ПВА, начи ная с 10%, и состав перемешивается. Рабочая вязкость, измеряемая прибором Сут тарда, подбирается путем добавления мела. Наполнение 15% достаточно, если клей наносится кистью или валиком, и 20% когда используется безвоздушное распы ление.

Для изготовления отделочных плит заготовки ЦСП нарезают по за данному формату и пропитывают в расплаве серы. Пропитка осуществляется в два этапа в специальной двухкамерной ванне, запатентованной УГНТУ (кафедра "Строительные конструкции"). В первой камере сера нагрета до 150-155 °С и по груженные в расплав плиты высушиваются. После выхода паровоздушной смеси, т.е. полного прогрева плит, их перемещают, не вынимая из ванны, во вторую каме ру, где расплав имеет температуру 120-130 °С. Плиты несколько охлаждаются, ос таточный воздух в порах сжимается и создает небольшой вакуум, под влиянием которого расплав серы глубже проникает в структуру ЦСП. Поглощение серы ма териалом плиты достигает 24-33% по массе, что обеспечивает плотность, формо стабильность и водостойкость материала (Патент № 2165843 РФ "Способ пропитки деревянных щитов и устройство для его осуществления", Р.Ш. Хасанов, М.Г. Маль цев, В.М. Хрулев и др.). Остаточное тепло, которое плиты сохраняют некоторое время после окончания пропитки, способствует ускоренному сцеплению клеящего слоя с поверхностью плит.

Рис. 5. Устройство для нанесения зернового материала на клеевой слой отделочной плитки ЦСП, про питанной серой: 1-рабочий стол, 2-ящик с зерном, 3-подъемное днище, 4-подъемная штанга, 5-зерно, 6-плитка с клеевым слоем «вниз», 7-зажимы, 8-подъемная педаль, 9-упор, 10-противовес, 11-направляющая подъемной штанги Для нанесения зернового материала предложено устройство (рис.

5), в котором пропитанная серой плита, с нанесенным на нее клеящим слоем, ук ладывается в ящик, доверху наполненный калиброванным зерном, подогретым до 50-60оС. При этом клеящий слой накрывает зерно: оно втапливается в клей под давлением подвижного днища, поднимающего массу зерна вверх (Патент № 2244078 РФ "Способ нанесения зернистого покрытия на древесные плиты и уст ройство для его осуществления", Р.Р. Ибатуллин, Р.Ш. Хасанов, В.М. Хрулев).

Эксплуатация отделочных плит с зернистым покрытием - сорбентом вклю чает определение сроков загрязнения зерен вредными веществами и позволяет прогнозировать долговечность изделий. Срок загрязнения зерен-сорбентов опре деляется их поглотительной способностью. После того, как установлено время пол ного поглощения зернами газовой смеси, загрязняющей воздух помещений, плиты снимают со стен и отделяют зерна от клеящего слоя путем смывания теплой водой.

Частично смывается и клеящий слой, но остается его нижняя часть – грунт, кото рый благодаря подвулканизации латекса серой надежно скреплен с пропитанной плитой.

Скорость загрязнения материала - сорбента определяли по уравнению dCz/t = Kvc (Су – Су*), (3) где Cz- количество вещества, поглощаемое единицей объема адсорбента, мл;

Су - объемная относительная концентрация адсорбируемого вещества в парогазовой смеси, доли ед.;

Су* - объемная равновесная концентрация адсорбируемого вещества в парогазовой смеси, доли ед.;

Kvc - коэффициент массопередачи, отнесенный к еди нице объема слоя, мл-1;

t - продолжительность адсорбции, мин.

Установлено, что при нормальных температуре (20°+2°С) и атмосферном давлении 750 мм рт. ст. и при прохождении газовой смеси со средней скоростью 160 мл/мин 5г зерен цеолита крупностью 2,5 мм за 24 ч способны очистить от се роводорода (Н2S) 6.26 м3 воздушной смеси при ПДК Н2S 10 мг/м3.;

очистить 12,92 м3 газовой смеси от диоксида углерода (СО2) при ПДК 9000 мг/м3;

21,66 мЗ смеси, содержащей диоксид серы (SО2) с ПДК 10 мг/м3;

19,32 м3 смеси, содержа щей пропан (С3Н8) с ПДК 5мг/м3;

16 м3 смеси, содержащей фенол (С6НзОН) с ПДК 5 мг/м3;

18м газовой смеси, содержащей аммиак (NH3) с ПДК 20 мг/м3. Таким образом, очистительная способность плит с МЗП-сорбентом достаточно высокая.

Водосмываемость клеящего слоя определяли после выдерживания образцов в воде при 20°С, 50°С, 80°С. Показателем водосмываемости служило время, за ко торое слой зерна с клеящим слоем отделялся самопроизвольно от огрунтованного основания. Установлено, что повышение доли ПВА в Na-КМЦ композиции с 28 до 40 масс. ч. замедляет растворение клеящего состава, его отслоение от грунта и смыв зерен: при температуре 20°С, - примерно втрое, при температуре 50°С в 2, раза и при 80°С – в два раза. Смыв при 80°С полезен тем, что сокращенный срок действия воды на всю систему МЗП практически не затрагивает основания плиты.

Основные выводы 1. Разработаны состав, технология приготовления и нанесения мелкозерни стых покрытий на ограждающие конструкции из ЦСП. Покрытия включают ла тексный грунт, полимерсиликатный клеящий слой (жидкое натриевое стекло и бутандиенстирольный латекс) и зерновой материал. Формостабильность плит, покрываемых МЗП-композицией достигается пропиткой в расплаве серы. Поро шок серы, попадающий с поверхности формостабилизированных плит в составы с латексом, способствует их упрочнению.

2. Предложен способ формостабилизации ЦСП для предотвращения разбу хания древесных частиц при обработке плит водосодержащими клеящими со ставами, а также при смыве зернового слоя для замены его новым. Способ формостабилизации включает пропитку ЦСП в расплаве технической серы при 150-155°С с использованием двухкамерной пропиточной ванны. Разница темпера тур в камерах до 30 °С создает вакуумный подсос серного расплава.

3. Разработаны состав, технология приготовления и нанесения мелкозерни стых покрытий на отделочные плиты из ЦСП. Покрытие состоит из водоразбав ляемого латексного грунта, клеящей композиции из Na-КМЦ полимера и ПВА дисперсии, наполненной гидрофобным мелом, и зернового слоя из дробленых гор ных пород со свойствами сорбентов.

4. Используя аккумулированное при пропитке серой тепло, плиты нагревают грунтовочный латексный слой и этим способствуют его подвулканизации микро частицами серы. Прочность сцепления грунта с плитами выше, чем у других компо нентов МЗП, а водостойкость достаточна, чтобы не отслаиваться от поверхности ЦСП при смыве загрязненного зернового слоя и замене его новым. Для обеспечения водосмываемости зернового и клеящего слоев с ЦСП содержание ПВА в компози ции ограничено.

5. Разработаны система монтажа-демонтажа и режим эксплуатации отде лочных плит с зернистым покрытием в помещениях с вредными выделениями в воздух от бытовых и производственных процессов. Расчетом определены сроки насыщения зерен-сорбентов углекислым газом, сероводородом, аммиаком, диок сидом серы. Предложено смывать загрязненный слой зерен теплой водой вместе с клеевым слоем и после сушки плиты наносить новый слой. Особо ценные зерна по крытия, например из цеолита, регенерируются термообработкой при 300 °С и возвращаются в производственный цикл (патент на изобретение РФ № 2244078 от 06.08.04).

6. Предложено и запатентовано устройство для нанесения зерен - сорбен тов на плиты методом их вдавливания клеевым слоем вниз в зернистую массу.

Способ позволяет практически полностью исключить потери зерна и обеспечивает втапливание зерен в клей на заданную глубину согласно требованиям СниП 3.04.01-87 «Изоляционные и отделочные покрытия, М.2001».

7. В отличие от лакокрасочных покрытий клеящие составы МЗП меньше подвержены атмосферному старению, термодеструкции и действию агрессивных сред, благодаря защитному эффекту зернового слоя. Прогнозирование сроков службы МЗП возможно по кинетике термоокисления составов наружного примене ния и по кинетике насыщения зерен-сорбентов вредными веществами в составах отделочных плит внутри помещений.

8. Разработано и утверждено «Временное руководство по отделке фасад ных деталей из древесных плит мелкозернистыми покрытиями из дробленых горных пород со специальными защитными свойствами», содержащее тре бования к материалам, рекомендации по приготовлению клеящих соста вов, грунтов, зернового материала, параметры технологии формостабили зации ЦСП серой, изготовление отделочных плит, их монтажа, демонтажа, смыва слоев, регенерации зерен-сорбентов и требования по технике безопасно сти и охране труда.

9. Определен технико-экономический и социально-бытовой эффект от применения МЗП в наружной и внутренней отделке конструкций из ЦСП.

Экономия от замены отделочных покрытий полимерными эмалями древесно волокнистых плит «Инсулак» на съемные плиты из формостабилизированных серой ЦСП с зернистым покрытием при планируемом годовом выпуске плит 30 тыс. м2 составляет 2220 руб./год.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Шибаева Г.Н., Ибатуллин P.P., Анцупова С.Г. Отделочные композици онные материалы и изделия с улучшенными санитарно- гигиеническими свойст вами //Проблемы строительства, инженерного обеспечения и экологии городов. Пенза: ПГСХА, 2002. - С. 60-62.

2. Ибатуллин P.P., Хасанов Р.Ш., Хрулев В.М. Формостабилизация и от делка древесных плит в наружных конструкциях малоэтажных зданий // Проблемы строительства, инженерного обеспечения и экологии городов. - Пенза: ПГСХА, 2002. - С. 63-64.

3. Ибатуллин P.P., Хасанов Р.Ш., Анцупова С.Г. Отделка и применение в строительстве цементно-стружечных плит, модифицированных серой // Тех нология и оборудование деревообработки в XXI веке. - Воронеж: ВГЛТА, 2003. - С. 99-101.

4. Хрулев В.М., Ибатуллин P.P., Хасанов Р.Ш. Отделочные композиции с мелкозернистым покрытием для древесных плит //Надежность и долговечность строительных материалов и конструкций. - Волгоград: ВолгГАСА, 2003. - С. 46-48.

5. Ибатуллин P.P., Сафиуллин Ш.Р., Хасанов Р.Ш. Отделка цементно стружечных плит лицевым покрытием с зернистой фактурой // Проблемы строи тельного комплекса России. - Уфа: УГНТУ, 2003. - С.69-70.

6. Ибатуллин P.P. Технология нанесения зернистых защитно-декоративных покрытий на фасадные детали из цементно-стружечных плит // Проблемы строи тельного комплекса России. - Уфа: УГНТУ, 2003. - С. 68-69.

7. Ибатуллин P.P., Хасанов Р.Ш. Отделка фасадных деталей из цементно стружечных плит мелкозернистыми покрытиями // Актуальные проблемы строи тельства и строительной индустрии. - Тула: ТГУ, 2003. - С. 25-26.

8. Хрулев В.М., Хасанов Р.Ш., Ибатуллин P.P. Покрытия на латексной и полимерсиликатной основе для защиты конструкций из цементно стружечных плит от влаги и атмосферной коррозии // Актуальные проблемы градостроительства и жилищно-коммунального комплекса. - М: МИКХиС, 2003. С. 336-339.

9. Ю.Анцупова С.Г., Ибатуллин P.P., Хасанов Р.Ш. Полимерные компози ции с зернистым покровным слоем для отделки стен малоэтажных домов из дре весных плит // Композиционные строительные материалы. Теория и практика. Пенза: Дом Знаний, 2003. - С. 7-9.

10. Хрулев В.М., Хасанов Р.Ш., Ибатуллин P.P. Конструкции из цемент но-стружечных плит в малоэтажном домостроении: защита от влаги и атмосферной коррозии // Современные строительные конструкции из металла и древесины. Одесса: ОГАСА, 2003. - С. 262-264.

11. Ибатуллин P.P., Хасанов Р.Ш., Анцупова С.Г. Отделка зернистыми по крытиями наружных и внутренних поверхностей стен по основанию из древесных плит // Проблемы строительного комплекса России. - Уфа: УГНТУ, 2004. – С. 87-88.

12. Ибатуллин P.P. Мелкозернистые защитно-декоративные покрытия для наружной отделки домов из цементно-стружечных плит // Проблемы строительного комплекса России. - Уфа: УГНТУ, 2004. - С. 106.

13. Хрулев В.М., Титунин А.А., Ибатуллин P.P. Проявление эффектов ад дитивности и синергизма в технологии клееных конструкций для деревянного домостроения // Конструкции из композиционных материалов. - М.:ВИМИ, 2004, №2. - С. 4-6.

14. Ибатуллин P.P., Хрулев В.М. Влагозащита и формостабилизация ог раждающих конструкций из цементно-стружечных плит в деревянном домострое нии // Жилищное строительство. - 2004, №8. - С. 15.

15. Шурышева Г.В., Ибатуллин P.P., Хрулев В.М. Полимерсиликатные композиции для клеев и защитных покрытий // Наука на рубеже тысячелетий. Тамбов: ТГТУ, 2004. - С. 27-30.

16. Хасанов Р.Р., Хасанов Р.Ш., Тинеев Р.Б., Ибатуллин Р.Р. Технология мо дификации серой тонкостенных цементных изделий// Строительные материалы. 2004. - №8. - С. 10-11.

Отпечатано в типографии БашНИИстрой Подписано к печати 2005 г.

Формат бумаги 84x108/32. Усл. Печ. Л. 1,0.

Тираж 90 экз. Заказ №_ _

 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.