Издаётся с сентября 1923 года
DOI: 10.33622/0869-7019
Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science
  • СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ
  • Теплоизоляционные свойства эффективных легких бетонов для трехслойных ограждающих покрытий зданий
  • УДК 666.97 DOI: 10.33622/0869-7019.2020.05.36-44
    Ву Динь ТХО (Вьетнам), аспирант, e-mail: vuthoks@gmail.com
    Танг Ван ЛАМ (Вьетнам), аспирант, e-mail: lamvantang@gmail.com
    Елена Анатольевна КОРОЛЬ, доктор технических наук, профессор, e-mail: KorolEA@mgsu.ru
    Борис Игоревич БУЛГАКОВ, кандидат технических наук, доцент, e-mail: BulgakovBI@mgsu.ru
    Ольга Владимировна АЛЕКСАНДРОВА, кандидат технических наук, доцент, e-mail: AleksandrovaOV@mgsu.ru
    Оксана Александровна ЛАРСЕН, кандидат технических наук, доцент, e-mail: LarsenOA@mgsu.ru.
    ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ), 129337 Москва, Ярославское ш., 26
    Аннотация. В настоящее время происходит интенсивная смена структуры и материалов ограждающих конструкций с целью повышения энергоэффективности зданий, а также улучшения их внешнего вида и продления сроков безремонтной эксплуатации. В работе приведены результаты исследований физико-механических характеристик легкого полистиролбетона и эффективной теплоизоляции трехслойных конструкций на основе теплоизоляционного легкого и конструкционного тяжелого бетонов. Рассматриваемые конструкции предназначены для устройства покрытий зданий, чтобы исключить перегрев помещений исходя из климатических условий и режима комфортности внутренних помещений сооружения. Для получения бетонной смеси были использованы портландцемент, гранулированный пенополистирол, поликарбоксилатный суперпластификатор, кварцевый песок и известняковый щебень. Все сырьевые компоненты были местного происхождения (Вьетнам). Состав тяжелой и легкой бетонной смеси рассчитывали с помощью метода абсолютных объемов согласно нормам Вьетнама, теплопроводность бетона измеряли соответствующим прибором. Установлено, что путем использования местных сырьевых компонентов можно получить конструкционный бетон, а также полистиролбетон, обладающие достаточной прочностью при сжатии и на растяжение при изгибе и теплопроводностью в сухом состоянии. Из расчетов, выполненных с помощью компьютерной программы, следует, что трехслойная железобетонная плита покрытия (объект исследования), состоящая из тяжелого конструкционного бетона и легкого полистиролбетона, обладает лучшими теплоизоляционными свойствами по сравнению с покрытием аналогичной толщины из полнотелого и перфорированного конструкционного бетона, а также с плитой с пенополистирольными блоками.
    Ключевые слова: конструкционно-теплоизоляционный материал, энергоэффективность, ограждающие конструкции, теплофизические свойства, гранулированный пенополистирол, средняя плотность, теплопроводность.
  • ЛИТЕРАТУРА
    1. Babu K. G., Babu D. S. Behaviour of lightweight expanded polystyrene concrete containing silica fume [Поведение легкого пенополистиролбетона, содержащего микрокремнезем]. Cement and Concrete Research, 2003, no. 33(5), pp. 755-762. Available at: https://doi.org/10.1016/S0008-8846(02)01055-4 (accessed 28.03.2020).
    2. Babu D. S., Babu K. G., Wee T. H. Properties of lightweight expanded polystyrene aggregate concretes containing fly ash [Свойства легких пенополистирольных заполнителей, содержащих золу-уноса]. Cement and Concrete Research, 2005, no. 35, pp. 1218-1223. DOI:10.1016/j.cemconres.2004.11.015
    3. QCVN 02-2009. Vietnam building code natural physical & climatic data for construction [Вьетнамский строительный кодекс физических природных и климатических данных для строительства]. Standard. Vietnam. 2009. 324 p.
    4. TCVN 4605-1988. Heating techniques - Insulating component - Designs standard [Методы обогрева - Изолирующий компонент - Стандарты конструкции]. Standard. Vietnam. 1988. 27 p.
    5. QCVN 09-2013. National technical regulation on energy efficiency building [Национальный технический регламент по энергоэффективности строительства]. Standard. Vietnam. 2013. 19 p.
    6. Elzafraney M., Soroushian P. Deru M. Development of energy-efficient concrete buildings using recycled plastic aggregates [Разработка энергоэффективных бетонных зданий с использованием переработанных пластиковых заполнителей]. Journal of Architectural Engineering, 2005, vol. 12, pp. 122-130.
    7. Lam N. S., Hanh P. D. Thermal insulation for buildings [Теплоизоляция для зданий]. Journal of Science and Technology in Civil Engineering, 2015, no. 4, pp. 36-41.
    8. Guo W., Qiao X., Huang Y., Fang M., Han X. Study on energy saving effect of heat-reflective insulation coating on envelopes in the hot summer and cold winter zone [Исследование энергосберегающего эффекта теплоотражающего изоляционного покрытия на ограждающие конструкции в жаркой летней и холодной зимней зоне]. Energy and Buildings, 2012, vol. 50, pp. 196-203. Available at: https://doi.org/10.1016/j.solener.2018.07.036. (accessed 28.03.2020).
    9. Korniyenko S. Complex analysis of energy efficiency in operated high-rise residential building: Case study [Комплексный анализ энергоэффективности в эксплуатируемом многоэтажном жилом доме: изучение случаев]. E3S Web of Conferences, 2018, vol. 33, pp. 02005. Available at: https://doi.org/10.1051/e3sconf/20183302005 (accessed 28.03.2020).
    10. Leshchenko M. V., Semko V. Thermal characteristics of the external walling made of cold-formed steel studs and polystyrene concrete [Термические характеристики наружных стен из стальных стоек холодной штамповки и полистиролбетона]. Magazine of Civil Engineering, 2015, no. 8, pp. 43-55. DOI: 10.5862/MCE.60.6.
    11. Bilous I. Yu., Deshko V. I., Sukhodub I. O. Building inside air temperature parametric study [Параметрическое исследование температуры воздуха внутри помещений]. Magazine of Civil Engineering, 2016, no. 8(68), pp. 65-75. DOI: 10.5862/MCE.68.7.
    12. Ву Ким Зиен, Танг Ван Лам, Баженов Ю.М., Баженова. С. И., Баженова О. Ю. Влияние пенополистирола и золы-уноса на свойства полистиролбетона // БСТ. 2019. № 1. С. 50-52.
    13. Ali Sadr Momtazi, Alebar Khodaparast Haggi, Hadi Rasmi Atigh. Durability of lightweight concrete containing EPS In salty exposure conditions [Долговечность легких бетонов, содержащих пенополистирол, в условиях воздействия соленой воды]. Second Intermational Conference on Sustainable Construction Material and Technologies, 2010, no. 6, pp. 28-30
    14. Herki B. A., Khatib J. M., Negim E. M. Lightweight concrete made from waste polystyrene and fly ash [Легкий бетон из отходов полистирола и золы-уноса]. World Applied Sciences Journal, 2013, no. 21 (9), pp. 1356-1360. DOI: 10.5829/idosi.wasj.2013.21.9.20213
    15. Kim Huy Hoang, Kim Kha, Truong Van Viet, Bui Duc Vinh, Nguyen Van Chanh. Survey optimal composition of lightweight concrete to create hollow beads EPS (expanded polystyrene) to produce the panel wall and panel floor used for the housing assembly [Исследование оптимального состава легкого полистиролбетона для производства сборных стеновых панелей и панелей пола]. Sience & Technology Development, 2010, vol. 13 (3), pp. 14-28.
    16. Суворов Д. И. Полистиролбетон в несущих конструкциях и его теплотехнические свойства // Молодежный научный вестник. 2018. № 1. С. 6-12.
    17. Tang Van Lam, Vu Dinh Tho, Vu Kim Dien, Bulgakov Boris Igorevich, Elena Anatolyevna Korol. Properties and thermal insulation performance of light-weight concrete [Свойства и теплоизоляционные характеристики легкого бетона]. Magazine of Civil Engineering, 2019, no. 8(84), pp. 173-191. Available at: https://doi.org/10.18720/MCE.84.17
    18. Nguyen Duy Hieu, Kim Xuan T. Truong, Ngoc Minh Nguyen, Do Trong Toan. Self-compacting lightweight aggregate concrete in Vietnam [Самоуплотняющийся бетон на легких заполнителях во Вьетнаме]. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2018, vol. 365, pp. 032030. DOI:10.1088/1757-899X/365/3/032030
    19. Babu K.G., Babu D.S. Performance of fly ash concretes containing lightweight EPS aggregates [Характеристики легких бетонов, содержащих золу-уноса и легкие пенополистирольные заполнители]. Cement and Concrete Composites, 2004, vol 26, pp. 605-611. Available at: https://doi.org/10.1016/S0958-9465(03)00034-9 (accessed 28.03.2020).
    20. Tang Van Lam, Vu Kim Dien, Ngo Xuan Hung, Vu Dinh Tho, Bulgakov B. I., Bazhenova S. I. Effect of aluminium powder on light-weight aerated concrete properties [Влияние алюминиевого порошка на свойства легкого газобетона]. E3S Web of Conferences, 2019, vol. 97, pp. 02005. Available at: https://doi.org/10.1051/e3sconf/20199702005 (accessed 28.03.2020).
    21. Fathi M., Yousefipour A., Hematpoury Farokhy E. Mechanical and physical properties of expanded polystyrene structural concretes containing micro-silica and nano-silica [Механические и физические свойства пенополистирольных конструкционных бетонов, содержащих микрокремнезем и нанокремнезем]. Construction and Building Materials, 2017, vol. 136, pp. 590-597. Available at: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.01.040 (accessed 28.03.2020).
    22. Liu N., Chen B. Experimental study of the influence of EPS particle size on the mechanical properties of EPS lightweight concrete [Экспериментальное исследование влияния размера частиц пенополистирола на механические свойства легкого полистиролбетона]. Construction and Building Materials, 2014, vol 68, pp. 227-232. Available at: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.06.062. (accessed 28.03.2020).
    23. Tang Van Lam, Vu Dinh Tho, Vu Kim Dien, Bulgakov B. I., Aleksandrova O. V., Bazhenova S. I. Combined effects of bottom ash and expanded polystyrene on light-weight concrete properties [Комбинированное влияние зольных остатков и вспененного полистирола на свойства легких бетонов]. MATEC Web of Conferences, 2018, vol. 251, pp. 01007. Available at: https://doi.org/10.1051/matecconf/201825101007 (accessed 28.03.2020).
    24. Hoang Minh Duc, Le Phuong Ly. Effect of matrix particle size on EPS lightweight concrete properties [Влияние размера частиц матрицы на свойства легкого полистиролбетона]. MATEC Web of Conferences, 2018, no. 251, pp. 01027. Available at: https://doi.org/10.1051/matecconf/201825101027 (accessed 28.03.2020).
    25. TCVN 7570: 2006. Aggregates for concrete and mortar - Specifications [Агрегаты для бетона и раствора - Технические условия]. Standard. Vietnam. 2006. 11 p.
    26. TCVN 9382 : 2012. Guide for selecting proportions for concrete made with manufactured sand [Руководство по подбору состава бетона, изготовленного с использованием обогащенного песка]. Standard. Vietnam. 2012. 21 p.
    27. Баженов Ю. М. Технология бетона. М. : АСВ, 2011. 524 c.
    28. Moaveni S. Finite element analysis: theory and application with ANSYS [Конечно-элементный анализ: теория и применение ANSYS]. Pearson Prentice Hall. California. 2015. 861 p.
    29. Sergeev V. V., Petrichenko M. R., Nemova D. V., Kotov E. V., Tarasova D. S., Nefedova A. V., Borodinecs A. B. The building extension with energy efficiency light-weight building walls [Надстройка зданий с использованием энергоэффективных легких стен]. Magazine of Civil Engineering, 2018, no. 84(8), pp. 67-74. Available at: https://doi.org/10.18720/MCE.84.7 (accessed 28.03.2020).
    30. Korol E., Vu Dinh Tho, Nguyen Huy Hoang. Analysis of the effectiveness of thermal insulation of a multi-layer reinforced concrete slab using a layer of concrete with low thermal conductivity under the climatic conditions of Vietnam [Анализ эффективности теплоизоляции многослойной железобетонной плиты с использованием слоя бетона с низкой теплопроводностью в климатических условиях Вьетнама]. MATEC Web of Conferences, 2018, vol. 251, pp. 04026. Available at: https://doi.org/10.1051/matecconf/201825104026. (accessed 28.03.2020).
    31. Lurie S.A., Solyaev Yu.O., Koshurin A.A., Formalev V. F., Dobryanskiy V. N., Kachanovd M. L. Design of the corrugated-core sandwich panel with external active cooling system [Конструкция рифленой сандвич-панели с внешней активной системой охлаждения]. Composite Structures, 2018, vol. 188, pp. 278-286. Available at: https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2017.12.082. (accessed 28.03.2020).
    32. Король Е.А. Трехслойные ограждающие железобетонные конструкции из легкого бетона и особенности их расчета. M. : АСВ, 2001. 255 с.
    33. Korol E., Vu Dinh Tho, Nguyen Huy Hoang. Analysis the effects of lightweight concrete in the middle layer of multi-layered reinforced concrete structures on the stress-strain state using the finite element method [Анализ влияния легкого бетона в среднем слое многослойных железобетонных конструкций на их напряженно-деформированное состояние с использованием метода конечных элементов]. MATEC Web of Conferences, 2018, vol. 196, pp. 02022. Available at: https://doi.org/10.1051/matecconf/201819602022 (accessed 28.03.2020).
  • Для цитирования: Тхо В. Д., Лам Т. В., Король Е. А., Булгаков Б. И., Александрова О. В., Ларсен О. А. Теплоизоляционные свойства эффективных легких бетонов для трехслойных ограждающих покрытий зданий // Промышленное и гражданское строительство. 2020. № 5. С. 36-44. DOI: 10.33622/0869-7019.2020.05.36-44.

НАЗАД