Анотація до роботи:

Чабаненко Петро Миколайович. Роль твердої фази в формуванні теплопровідності пінобетону. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук зі спеціальності 05.23.05 – Будівельні матеріали та вироби. – Одеська державна академія будівництва та архітектури, Одеса, 2006р.

Дисертація присвячена питанням підвищення теплозахисних властивостей пінобетону шляхом спрямованого структуроутворення за рахунок рецептурно-технологічних факторів.

На фізичних моделях ніздрюватого матеріалу вивчено вплив характеру розподілу твердої складової на теплопровідність. Запропонована методика візуалізації теплового фронту і його переміщення в прозорих, моделях дозволяючи спостерігати рух теплового потоку по міжпоровим перегородкам. Встановлено зниження теплопровідності при зменшені товщини перегородок та збільшені їх кількості.

Досліджено вплив кількості виду та характеру розподілу твердої фази на теплопровідність. Для пінобетонів різної щільності найбільший вплив на теплопровідність виявляє кількість твердої фази – об’ємний склад твердої складової перегородок.

Характер розподілу твердої фази – кількість (протяжність) та товщина міжпорових перегородок – визначається розподілом в матеріалі газових чарунок – диференціальною пористістю

На основі аналізу експериментально статистичних моделей та компромісної оптимізації визначена зона раціональних рецептурно- технологічних рішень, забезпечуючих отримання конструкційно-теплоізоляційного пінобетону щільністю 550 кг/м³ з оптимальним поєднанням теплозахисних та міцністних властивостей ( 0,230 Вт/мК и R 1,5 МПа).

1. Проведений комплекс досліджень показав, що теплозахисні властивості пінобетону в значній мірі залежать від співвідношення об'ємного вмісту в матеріалі структурних елементів: твердої складової, мікропористості і ніздрюватої пористості, і можуть бути поліпшені шляхом направленого структуроутворення за рахунок рецептурно-технологічних факторів.

2. Проаналізований механізм формування теплового потоку в ніздрюватих будівельних матеріалах. Тепловий потік в ніздрюватому матеріалі при його односторонньому нагріві переміщається не суцільним фронтом, а переважно по теплопроводящим місткам – міжпоровим перегородках. Визначальний вплив на теплопередачу в пінобетоні робить тверда складова. Роль власне пор і їх повітряного наповнення у формуванні теплового потоку в ніздрюватому бетоні за експлуатаційних умов – не значна.

3. На фізичних моделях ніздрюватого матеріалу вивчений вплив характеру розподілу твердої складової на теплопровідність. Запропонована методика візуалізації теплового фронту і його переміщення в прозорих моделях, що дозволяє спостерігати рух теплового потоку по міжпоровим перегородках. Встановлене зниження теплопровідності при зменшенні товщини перегородок і збільшенні їх кількості.

4. Вивчений вплив кількості, вигляду і характеру розподілу твердої фази на теплопровідність пінобетону. Для пінобетонів різної густини найбільший вплив на теплопровідність надає кількість твердої фази – об'ємний зміст твердої частини перегородок. Для рівнощільних пінобетонів основним чинником впливу на теплопровідність стають природа і характер розподілу твердої фази. Використовування вапняку як наповнювача знижує теплопровідність, використовування піску - її підвищує. Характер розподілу твердої фази – кількість (протяжність) і товщина міжпорових перегородок - визначається розподілом в матеріалі газових осередків – диференціальною пористістю.

5. Вивчений вплив мікропористості матеріалу міжпорових перегородок на зміну теплопровідності пінобетону. Однозначного впливу мікропористості на теплопровідність не встановлено. Це можна пояснити невизначеним вмістом в мікропорах сорбційної вологи, що має, до того ж, різну власну теплопровідність у вільному стані і в поверхневих шарах.

6. Достатньо помітний вплив на теплопровідність робить ніздрювата пористість (коефіцієнт кореляції R = - 0,56). Збільшення об'ємного змісту ніздрюватої пористості означає підвищення загальної пористості і приводить до зниження теплопровідності. Для рівнощільних матеріалів зміна ніздрюватої пористості компенсується зміною мікропористості. При постійній загальній ніздрюватій пористості визначальним чинником стає розподіл осередків за розмірами - диференціальна макропористість, яка задає розподіл твердої складової в матеріалі.

7. На підставі аналізу експериментально-статистичних моделей і компромісної оптимізації визначена зона раціональних рецептурно-технологічних рішень, що забезпечують отримання пінобетону густиною 550 кг/м³ з оптимальним поєднанням теплозахисних і міцністних властивостей ( 0,230 Вт/мК и R 1,5 МПа).

Публікації автора:

1. Чабаненко П.Н., Керш В.Я. Влияние параметров твердой составляющей на теплозащитные свойства ячеистого бетона // Вісник Донбаської державної академії будівництва архітектури. Макіївка: ДонДАБА. - 2005. Вип. 2005 - 1(49). - С. 102-110.

Внесок здобувача – досліджена порова структура і вплив параметрів міжпорових перегородок. Визначена теплопровідність ніздрюватого бетону в вакуумі.

2. Керш В.Я. Чабаненко П.Н., Выровой В.Н. Влияние характера распределения и свойств твердой составляющей на теплопроводность ячеистых бетонов // Зб. наук. праць „Ресурсоєкономні матеріали, конструкції будівлі та споруди”. – Рівне: Вид-во РДТУ. - 2005. - Вип. № 13. - С. 56-61.

Внесок здобувача – досліджено та проаналізовано вплив структурних елементів, зокрема – кількості і характеру розподілу твердої складової пінобетону, мікропористості та інших характеристик структури пінобетону на його теплопровідність.

3. Керш В.Я., Чабаненко П.Н. Влияние структурных элементов ячеистого бетона на его теплопроводность // Сб. наук. праць „Вісник ОДАБА”. – Одеса: ОДАБА. – 2006. - Вип. № 21. - С. 109-115.

Внесок здобувача – проаналізовано роздільний вплив твердої частини міжпорових перегородок ніздрюватої (макро) пористості і мікропористості пінобетону на теплопровідність. Виявлено найбільше взаємозв’язаний з теплопровідністю вміст твердої частини перегородок.

4. Керш В.Я., Чабаненко П.Н., Выровой В.Н. Теплозащитные свойства ячеистых материалов // Сб. научн. трудов „Современные строительные конструкции из металла и древесины”. - Одесса: ОДАБА. -2006. -с. 89-95.

Внесок здобувача – доказано визначальний вплив об’ємного вмісту і розподілу твердої складової на теплопровідність пінобетону та запропоновано технологічні прийоми регулювання розподілу твердої складової для мінімізації теплопровідності пінобетону.

5. Чабаненко П.Н., Керш В.Я. Связь структурных параметров ячеистых материалов с теплопроводностью // Материалы 44-го международного семинара МОК'44.- Одесса: изд. "Астропринт".- 2005.- С. 136.

6. Чабаненко П.Н. Анализ влияния структурных составляющих пенобетона на теплопроводность // Материалы 45-го международного семинара МОК'45. - Одесса: изд. "Астропринт". – 2006. - С. 116-117.

7. Керш В.Я., Чабаненко П.Н. Моделирование процесса теплопередачи в ячеистых композитах // Материалы 45-го международного семинара МОК'45.- Одесса: изд. "Астропринт". - 2006. - С. 115.

Внесок здобувача – обґрунтовано розподіл твердої складової в пінобетоні регулюванням змін рецептурно-технологічних факторів.