Теплопроводность автоклавного газобетона при разных температурно-влажностных состояниях

Цель работы заключается в измерении коэффициентов теплопроводности автоклавных газобетонов марок по средней плотности (D450, D500 и D600) в сухом, водонасыщенном и мерзлом состоянии. Коэффициенты теплопроводности определялись на кубах с размером ребра 100 мм в соответствии со стандартной методикой при помощи прибора ИТП-МГ «Зонд». В процессе работы установлено, что теплопроводность сухих образцов исследуемых марок газобетонов примерно в 3,3–4 раза ниже, чем у образцов в водонасыщенном состоянии и в 3,5–4,2 раза ниже, чем у замороженных в водонасыщенном состоянии образцов. Снижение средней плотности автоклавного газобетона с 618 кг/м³ до 434 кг/м³ способствует уменьшению коэффициента теплопроводности на 24,4%. Разница в значениях коэффициентов теплопроводности водонасыщенных образцов и их же в замороженном состоянии составляет 3,5–21,1% для исследуемых марок автоклавных газобетонов. Расхождения между значениями коэффициентов теплопроводности, полученными расчетным и опытным путем, составляют: 7,6–36,5% – для сухих образцов, 32,6–61,7% – для водонасыщенных образцов и 38,6–88,6% – для замороженных в водонасыщенном состоянии образцов. По результатам исследований для автоклавных газобетонов марок по средней плотности D450, D500 и D600 были получены математические зависимости коэффициентов теплопроводности от их средней плотности и температурно-влажностного состояния.

1. Вылегжанин В.П., Пинскер В.А., Петрова Т.М. Особенности пористой структуры ячеистых бетонов и ее влияние на теплопроводность // Строительные материалы. 2021. № 8. С. 67–71. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2021-794-8-67-71.

2. Корниенко С.В. Теплопроводность газобетонных стен при эксплуатационных условиях // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2020. Вып. 3(80). С. 152–159.

3. Горшков А.С., Пестряков И.И., Корниенко С.В., Ватин Н.И., Ольшевский В.Я. Фактические теплотехнические характеристики ячеистых бетонов автоклавного твердения // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2018. № 5 (68). С. 75–104. https://doi.org/10.18720/CUBS.68.7.

4. Yafei S., Peiwei G., Fei G., Li H., Zhang L., Liu H. Thermal conductivity and mechanical properties of porous concrete materials // Materials Letters. 2017. Vol. 209. P. 349–352. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2017.08.046.

5. Othuman Mydin M.A. An experimental investigation on thermal conductivity of lightweight Foamcrete for thermal insulation // Jurnal Teknologi. 2013. Vol. 63. Iss. 1. P. 43–49. https://doi.org/10.11113/jt.v63.1368.

6. Habsya Ch., Diharjo K., Setyono P., Satwiko P. Physical, mechanical and thermal properties of lightweight foamed concrete with fly ash // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 420. P. 012062. https://doi.org/10.1088/1757-899X/420/1/012062.

7. Batool F., Rafi M.M., Bindiganavile V. Microstructure and thermal conductivity of cement-based foam A rewiew // Journal of Building Engineering. 2018. Vol. 20. Р. 696–704. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2018.09.008.

8. Asadi I., Shafigh P., Abu Hassan Z.F.B., Mahyuddin N.B. Thermal conductivity of concrete – A review // Journal of Building Engineering. 2018. Vol. 20. P. 81–93. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2018.07.002.

9. Liu S., Zhu K., Cui Sh., Shen X., Tan G. A novel building material with low thermal conductivity: Rapid synthesis of foam concrete reinforced silica aerogel and energy performance simulation // Energy and Buildings. 2018. Vol. 177. Р. 385–393. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2018.08.014.

10. Farnaz B., Prasad N.N.G., Bindiganavile V. Statistical modeling of thermal conductivity for cement-based foam // Journal of Building Engineering. 2018. Vol. 19. Р. 449–458. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2018.05.022.

11. Batool F., Bindiganavile V. Quantification of factors influencing the thermal conductivity of cement-based foam // Cement and Concrete Composites. 2018. Р. 76–86. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2018.04.015.

12. Крутилин А.Б., Рыхленок Ю.А., Лешкевич В.В. Теплофизические характеристики автоклавных ячеистых бетонов низких плотностей и их влияние на долговечность наружных стен зданий // Инженерно-строительный журнал. 2015. № 2 (54). С. 46–55. https://doi.org/10.5862/MCE.54.5.

13. Гринфельд Г.И., Коркина Е.В., Пастушков П.П., Павленко П.П., Ерофеева И.В., Губанов Д.А. Исследования теплопроводности ячеистых бетонов // Актуальные вопросы архитектуры и строительства: материалы четырнадцатой Международной научно-технической конференции (г. Саранск, 23–25 декабря 2015 г.). Саранск: Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва, 2015. Ч. 2. С. 21–24.

14. Рябков М.И., Баранова А.А., Скулин А.С., Коцырь А.И. Исследование теплопроводности автоклавного газобетона // Современные технологии и научно-технический прогресс. 2021. № 8. С. 195–196.

15. Баранова А.А. Теплопроводность и термическое сопротивление неавтоклавного пенобетона на основе микрокремнезема // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2020. Т. 10. № 3 (34). С. 370–377. https://doi.org/10.21285/2227-2917-2020-3-370-377.

16. Baranova A., Ryabkov I. Investigation of thermal conductivity of non-autoclaved foam concrete based on microsilica // Investments, Construction, Real Estate: New Technologies and SpecialPurpose Development Priorities: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (25 April 2019, Irkutsk). Published under licence by IOP Publishing Ltd. 2019. Vol. 667. Р. 012010. https://doi.org/10.1088/1757-899X/667/1/012010.

17. Рябков И.В., Баранова А.А. Влияние средней плотности и влажности пенобетона на основе микрокремнезема на коэффициент теплопроводности // Современные технологии и научно-технический прогресс. 2019. Т. 1. С. 204–205.