Утепление крыши керамзитом, толщина слоя теплоизоляции, последовательность работ
Как лучше обустроить дом, чтобы в нем было уютно и тепло? До 20% тепла здание теряет через крышу. Поэтому при решении вопроса об утеплении постройки необходимо определиться, как и чем утеплить крышу.
Утепление крыши керамзитом – один из наиболее старых методов, но до сих пор его достаточно часто применяют при теплозащите зданий. Керамзит признан универсальным утеплителем. Его популярность обусловлена небольшой ценой и высокими эксплуатационными характеристиками.
Свойства материала
Поскольку керамзит — это материал, имеющий природную основу, он обладает прочностью, долговечностью, которая отсутствует у синтетических материалов. Срок его эксплуатации на порядок выше древесных утеплителей. Еще одним плюсом является то, что в его слое не заводятся грызуны.
Сырьем для изготовления керамзита служит глина, поэтому процесс гниения ему не страшен. Его структуру не могут изменить низкие температуры при сильных морозах или высокие в жару.
Он не разрушается под воздействием влаги.
Керамзит получают путем плавления, обжига глины. Для этого отбирают только ее определенные сорта, предварительно высушивают и измельчают.
Сырье загружают в печь барабанного типа, которая вращается с определенной скоростью. В печь подается нагретый воздух. При движении вниз по барабану глина начинает слипаться в комочки, спекаться, а вращение придает ей округлую форму.
Качества керамзита, размеры его гранул достигаются путем регулирования температуры нагретого воздуха и скорости вращения печи. В результате на выходе получают экологически безопасный материал с отличными характеристиками теплоизоляции, звуконепроницаемости, огнеупорный и морозостойкий.
Виды
В качестве утеплителя можно использовать несколько разновидностей керамзита — это щебень, гравий, песок.
Но щебень имеет острые края, а песок тяжелый.
Поэтому для утепления крыши больше подходит гравий. Он позволяет засыпать все полости, создать качественный теплоизоляций слой. Для лучшего эффекта керамзитовый гравий смешивают с крошкой пенопласта. Возможно использование керамзита сразу нескольких фракций.
Слой в 10 см по утеплению сопоставим с 25 см деревянного бруса, с 60 см толщины керамзитобетонной плиты, с метровой кирпичной кладкой. Но лучше, если слой превышает 15 см, тогда получается максимальный эффект. Кроме этого, такая изоляция экономичнее древесины в 3 раза, а в сравнении со стеной из кирпича – в 10 раз.
Технология
Утепление керамзитом – процесс, который не требует специальных знаний, поэтому может быть выполнен самостоятельно. Главное учитывать особенности конструкции здания, стен, покат крыши и знать правильную последовательность выполнения работ.
Традиционные технологии теплоизоляции кровли предполагают определенный порядок действий: сначала делается внутренняя обшивка, затем пароизоляция, ложится слой утеплителя, гидроизоляция, завершает все кровельное покрытие.
При использовании керамзита суть процесса та же.
Теплоизоляция потолка в деревянном доме
При утеплении деревянных конструкций важно защитить поверхность от попадания влаги. Для этого производят укладку пароизоляции. В качестве пароизоляционного материала подойдут фольга, фольгированный изолон, рубероид или полиэтиленовая пленка.
Металлизированная сторона пароизоляции должна быть направлена внутрь жилого помещения. Укладку материала необходимо производить внахлест, с заходом на стену примерно в 10–15 см. Для исключения возможности проникновения влаги, все швы и стыки необходимо проклеить.
Если используют фольгированную пароизоляцию, то для обработки стыков применяют металлизированный скотч, пленку можно проклеить обычным скотчем, а для рубероида используют резинобитумную мастику.
Пароизоляция должна закрывать балки перекрытий.
Затем насыпают слой керамзита и выравнивают. Иногда специалисты советуют перед засыпкой на пароизоляцию уложить небольшой слой мягкой глины для дополнительной тепло- и шумоизоляции.
Рекомендуемая толщина слоя керамзита – 14–16 см.
Важно оставить между утеплителем и будущим полом зазор, чтобы при эксплуатации не возникало скрипа от трения гранул керамзита друг об друга.
Засыпку материала нужно производить очень аккуратно, чтобы гранулы не повреждались. Иначе теплоизоляционные характеристики утеплительного слоя снизятся.
Керамзит хорошо впитывает влагу, из-за чего становится очень тяжелым. Поэтому поверх утеплителя производят укладку второго слоя влагоотталкивающего покрытия либо делают цементно-песчаную стяжку.
Завершающий этап работ – монтаж напольного покрытия.
Засыпая керамзитом деревянный потолок, необходимо учитывать прочность конструкции. Использование керамзита для изоляции подшивного потолка в деревянном доме допустимо только при большом запасе прочности крепления. Например, если есть дополнительная обрешетка. Иначе конструкция может не выдержать нагрузки.
Укладка на железобетонное основание
При наличии на крыше железобетонных плит перекрытия верхнего этажа процесс теплоизоляции упрощается.
Нижний слой пароизоляции в таком случае не нужен. На бетонные плиты засыпают слой керамзитового гравия, уплотняют его, по возможности делают стяжку.
Стяжка придает необходимую жесткость, выравнивает поверхность для укладки рубероидного рулонного ковра. Важно предусмотреть наличие вентиляционных каналов для выведения лишней влажности.
При желании сверху рубероида можно укладывать любые гидроизоляционные материалы, тротуарную плитку, что увеличивает срок службы кровельных конструкций. В Германии очень распространены кровли, покрытие которых происходит аналогичным образом, но вместо тротуарной плитки используют газонный ковер. Называют они такие конструкции «зеленой кровлей».
В заключение хочется напомнить, что качественное утепление крыши зависит от используемых материалов, правильного расчета несущих конструкций, поката крыши, хорошей гидрозащиты.
расчет толщины слоя, технология утепления для частного дома и недостатки по отзывам потребителей
При возведении частных коттеджей, дачных домов или общественных зданий рачительные владельцы заботятся о том, как можно максимально снизить теплопотери фасада, чтобы уменьшить расходы на использование газа, жидкого топлива, дров или электрических источников обогрева.
По сравнению с другими утеплителями подобная теплоизоляция выгоднее, эффективнее и результативнее. Использование такого отделочного материала, как керамзит позволит уменьшить тепловые потери снаружи до 75%.
Особенности
Керамзит представляет собой разновидность утеплителя, состоящего из мелких сыпучих фрагментов с пористой структурой. Данный отделочный материал получается путем вспенивания легкоплавкой глины и сланцев. А также среди добавок могут быть заявлены древесные опилки, соляровое масло и торфяник. Затем сырье катают в барабанах и обжигают в печи при высокой температуре для придания дополнительной прочности.
В результате получаются легкие и одновременно прочные гранулы величиной от 2 до 40 мм.
Они могут иметь следующую форму: керамзитовый песок величиной до 5 мм, керамзитовый щебень, напоминающий по форме кубики, а также керамзитовый гравий продолговатой формы.
Керамзит весьма практичный материал. Специалисты доказали, что всего 10 см керамзита в стене по утепляющим свойствам равносильны кирпичной кладке в 1 метр или деревянной обшивке в 25 см. Именно поэтому в морозы такой утеплитель не пропускает холод внутрь помещения, а в жару не дает дому перегреваться и сохраняет внутри приятную прохладу. При выборе керамзита стоит учитывать, в какой климатической зоне будет строиться дом, из каких материалов и по какому проекту.
Следует придерживаться простого правила – характеристики продукта (плотность, марка, морозостойкость) должны соответствовать заявленным техническим параметрам.
Преимущества и недостатки
Использование керамзита в качестве утеплителя имеет свои преимущества и недостатки.
Среди плюсов данного отделочного материала стоит отметить следующие:
- доступная цена;
- возможность использования керамзита в составе бетонных смесей для блоков, которые лучше чем кирпич или железобетон сберегают тепло;
- экологичность и безопасность для здоровья человека;
- долговечность и большой срок годности;
- устойчивость к внешним воздействиям и химическим соединениям – керамзит не гниет, не коррозируется и ему не страшны грызуны и насекомые;
- простота монтажа, так как для этого не понадобится специальная техника и инструменты, поэтому даже мастера с минимальным опытом в строительстве смогут справиться с работами по теплоизоляции;
- отличная тепло- и звукоизоляция благодаря пористости керамзита;
- высокая огнестойкость, так как материал предварительно обжигается при высоких температурах;
- благодаря сыпучей текстуре и гранулам небольшого размера керамзитом можно заполнить полость практически любого объема;
- устойчивость к температурным перепадам.
Среди недостатков стоит выделить длительное высыхание керамзита в случае случайного увлажнения и склонность сухих гранул к пылеобразованию. Чтобы не нанести вред своему здоровью, лучше работать с керамзитом в специальном респираторе.
Технологии
Утепление стен керамзитом наиболее распространено в кирпичных домах, хотя и в каркасных вариантах иногда используется. Технология одинаковая – это укладка насыпью. Хотя в каркасных строениях в большинстве случаев строители прибегают к утеплению легкими материалами. Они используют минеральную вату, пенопласт, жидкий пенополиуретан и пеноизол. Но в пользу керамзита хозяева делают выбор в первую очередь из-за его невысокой стоимости.
Один из распространенных способов утепления дома керамзитом является организация трехслойного каркаса.
- Внутренняя часть обычно имеет толщину около 40 см и делается из керамзитобетона – этот слой исполняет роль теплоизоляции.
- Второй слой представляет собой керамзит, смешанный с цементом в соотношении 10: 1. Эта смесь носит название капсицемент. Такая твердая смесь придает каркасу дополнительной прочности и жесткости, а ее небольшая масса почти не несет дополнительную нагрузку на фундамент здания.
- Третий наружный слой исполняет роль защиты утеплителя и просто украшения здания. Для него используют различные отделочные материалы в зависимости от предпочтений и финансовых возможностей владельца, а также общего архитектурного решения. Это может быть дерево, клинкерный кирпич, вагонка, гранит, камень, фиброцементные плиты или алюминиевые панели.
При трехслойном утеплении стен специалисты в зависимости от типа строения используют три варианта отделки.
- Кладка с диафрагмами. В этом варианте возводятся стенки: одна толщиной в кирпич, а другая – наполовину тоньше, при этом расстояние между ними должно составлять 20 см. После каждого пятого ряда в образовавшийся зазор между стенами засыпают утеплитель, трамбуют его и заливают цементным молочком. Затем из кирпича выкладывается 3 ряда, а углы выполняются без полостей.
- Кладка с закладными деталями делается по похожей технологии с засыпкой керамзита между стенами как при кладке с диафрагмами. При этом стены фиксируются между собой скобами из арматуры.
- Колодцевая кладка предполагает постройку стенок на расстоянии 20–30 см друг от друга. Перевязка стен через ряд происходит с помощью перемычек в 80–100 см. Полости засыпают сначала керамзитом, а затем цементным молочком.
Расчет толщины слоя
Толщина такого утеплителя, как керамзит зависит от его свойств и технических характеристик материалов стены.
Конечно, проще обратиться к услугам профессиональных строителей, которые при расчете толщины слоя утеплителя обязательно учтут и особенности местного климата.
Рассчитать необходимую толщину слоя утеплителя можно и самостоятельно, используя следующие показатели:
- коэффициент теплопроводности керамзита – 0,17 Вт/м х К;
- минимальная толщина – 200 мм;
- теплосопротивление, которое равно разнице температур по всем краям материала и объему тепла, проходящему через его толщину. То есть, R (сопротивление) = толщина стены / КТС (коэффициент теплопроводности стены).
Советы мастеров
Стоит обратить внимание на то, что если речь идет о возведении каркасного дома, то керамзит придется утрамбовывать особенно тщательно. А деревянное строение утеплять керамзитом будет весьма непросто, так как необходимо оставлять полости около 30 см толщиной, а это дополнительная нагрузка на конструкции и фундамент.
Намного эффективнее, проще и дешевле в данном случае будет применение минеральной ваты в качестве утеплителя. А если климатические условия и толщина сруба позволяют, то можно и вовсе обойтись без него.
Несмотря на положительную оценку такого теплоизоляционного материала, как керамзит, при монтаже стоит обратить внимание на такой недостаток, как высокий уровень хрупкости, что стоит учитывать при засыпке и утрамбовке. Рачительные хозяева советуют утеплять с помощью экономного керамзита не только стены, но и пол, потолок, а также чердачное пространство. При условии правильного ухода такой теплоизоляционный материал прослужит долгие годы.
При выборе керамзита нужно обратить внимание на плотность – чем она выше, тем он прочнее, но вместе с тем хуже его теплоизоляционные свойства. А величина показателя водопоглощения определяет долговечность данного утеплителя (от 8 до 20%).
Соответственно, чем оно меньше, тем дольше прослужит теплоизоляционный слой.Любой строительный материал, в том числе и керамзит при неправильном хранении может потерять свои первоначальные свойства. Например, если мешки с этим утеплителем простоят долгое время на даче, то существует риск, что шарики керамзита со временем превратятся в обычную пыль. Если керамзит необходим в качестве утеплителя для стен или наполнителя для легкого бетона, то стоит выбирать фракции 5–10 или 10–20.
Отзывы
Пользователи интернета оставляют много положительных отзывов, хотя и встречаются негативные. Многие пользователи, сделавшие ремонт коттеджа с помощью использования керамзита, отмечают, что зимой даже при 20-градусных морозах значительно сократилось использование топлива, и даже без отопления помещения остаются теплыми надолго.
Не очень высокая популярность керамзита, возможно, обусловлена стереотипами или недостаточной информацией об этом материале. Многие считают, что его использование и техника укладки сложнее, чем у других теплоизоляторов.
На самом деле утепление стен коттеджа керамзитом дает отличные результаты, главное – это выбрать качественный материал и обеспечить хорошую утрамбовку, не экспериментируя и доверив монтаж профессионалам своего дела. Еще одна сложность, с которой можно столкнуться при использовании керамзита – это угроза сдавливания другим материалом. Поэтому дополнительные работы по укреплению помогут избежать подобных ситуаций. Но следует учитывать, что это в результате приведет к уменьшению полезной площади помещения.
Итак, если нужно утеплить дачный домик или коттедж, то выбор керамзита станет отличным решением для строительства энергоэффективных и экологичных домов.
К тому же он доступен по цене даже людям с весьма скромными финансовыми возможностями.
Перед покупкой керамзита настоятельно рекомендуется прочитать отзывы в интернете не только о марках этого утеплителя и фирмах-производителях, но и о поставщиках, у которых собираетесь приобрести товар. Чтобы не получилось так, что нерадивый продавец подмешал в мешки с керамзитом обычную грязь. Такие казусы редко, но, к сожалению, иногда встречаются.
О том, как керамзитом утеплялся дом из самана, смотрите в следующем видео.
расчет толщины слоя, технология утепления для частного дома и недостатки по отзывам потребителей
При возведении частных коттеджей, дачных домов или общественных зданий рачительные владельцы заботятся о том, как можно максимально снизить теплопотери фасада, чтобы уменьшить расходы на использование газа, жидкого топлива, дров или электрических источников обогрева.
Для этого применяются различные виды утепления, при этом самый доступный по цене вариант – это сделать отделку керамзитом или керамзитобетоном.
По сравнению с другими утеплителями подобная теплоизоляция выгоднее, эффективнее и результативнее. Использование такого отделочного материала, как керамзит позволит уменьшить тепловые потери снаружи до 75%.
Особенности
Керамзит представляет собой разновидность утеплителя, состоящего из мелких сыпучих фрагментов с пористой структурой. Данный отделочный материал получается путем вспенивания легкоплавкой глины и сланцев. А также среди добавок могут быть заявлены древесные опилки, соляровое масло и торфяник. Затем сырье катают в барабанах и обжигают в печи при высокой температуре для придания дополнительной прочности.
В результате получаются легкие и одновременно прочные гранулы величиной от 2 до 40 мм.
Они могут иметь следующую форму: керамзитовый песок величиной до 5 мм, керамзитовый щебень, напоминающий по форме кубики, а также керамзитовый гравий продолговатой формы.
Керамзит весьма практичный материал. Специалисты доказали, что всего 10 см керамзита в стене по утепляющим свойствам равносильны кирпичной кладке в 1 метр или деревянной обшивке в 25 см. Именно поэтому в морозы такой утеплитель не пропускает холод внутрь помещения, а в жару не дает дому перегреваться и сохраняет внутри приятную прохладу. При выборе керамзита стоит учитывать, в какой климатической зоне будет строиться дом, из каких материалов и по какому проекту.
Следует придерживаться простого правила – характеристики продукта (плотность, марка, морозостойкость) должны соответствовать заявленным техническим параметрам.
Преимущества и недостатки
Использование керамзита в качестве утеплителя имеет свои преимущества и недостатки.
Среди плюсов данного отделочного материала стоит отметить следующие:
- доступная цена;
- возможность использования керамзита в составе бетонных смесей для блоков, которые лучше чем кирпич или железобетон сберегают тепло;
- экологичность и безопасность для здоровья человека;
- долговечность и большой срок годности;
- устойчивость к внешним воздействиям и химическим соединениям – керамзит не гниет, не коррозируется и ему не страшны грызуны и насекомые;
- простота монтажа, так как для этого не понадобится специальная техника и инструменты, поэтому даже мастера с минимальным опытом в строительстве смогут справиться с работами по теплоизоляции;
- отличная тепло- и звукоизоляция благодаря пористости керамзита;
- высокая огнестойкость, так как материал предварительно обжигается при высоких температурах;
- небольшой вес, поэтому с таким материалом будет проще работать;
- благодаря сыпучей текстуре и гранулам небольшого размера керамзитом можно заполнить полость практически любого объема;
- устойчивость к температурным перепадам.
Среди недостатков стоит выделить длительное высыхание керамзита в случае случайного увлажнения и склонность сухих гранул к пылеобразованию. Чтобы не нанести вред своему здоровью, лучше работать с керамзитом в специальном респираторе.
Технологии
Утепление стен керамзитом наиболее распространено в кирпичных домах, хотя и в каркасных вариантах иногда используется. Технология одинаковая – это укладка насыпью. Хотя в каркасных строениях в большинстве случаев строители прибегают к утеплению легкими материалами. Они используют минеральную вату, пенопласт, жидкий пенополиуретан и пеноизол. Но в пользу керамзита хозяева делают выбор в первую очередь из-за его невысокой стоимости.
Один из распространенных способов утепления дома керамзитом является организация трехслойного каркаса.
- Внутренняя часть обычно имеет толщину около 40 см и делается из керамзитобетона – этот слой исполняет роль теплоизоляции.
- Второй слой представляет собой керамзит, смешанный с цементом в соотношении 10: 1. Эта смесь носит название капсицемент. Такая твердая смесь придает каркасу дополнительной прочности и жесткости, а ее небольшая масса почти не несет дополнительную нагрузку на фундамент здания.
- Третий наружный слой исполняет роль защиты утеплителя и просто украшения здания. Для него используют различные отделочные материалы в зависимости от предпочтений и финансовых возможностей владельца, а также общего архитектурного решения. Это может быть дерево, клинкерный кирпич, вагонка, гранит, камень, фиброцементные плиты или алюминиевые панели.
При трехслойном утеплении стен специалисты в зависимости от типа строения используют три варианта отделки.
- Кладка с диафрагмами. В этом варианте возводятся стенки: одна толщиной в кирпич, а другая – наполовину тоньше, при этом расстояние между ними должно составлять 20 см. После каждого пятого ряда в образовавшийся зазор между стенами засыпают утеплитель, трамбуют его и заливают цементным молочком. Затем из кирпича выкладывается 3 ряда, а углы выполняются без полостей.
- Кладка с закладными деталями делается по похожей технологии с засыпкой керамзита между стенами как при кладке с диафрагмами. При этом стены фиксируются между собой скобами из арматуры.
- Колодцевая кладка предполагает постройку стенок на расстоянии 20–30 см друг от друга. Перевязка стен через ряд происходит с помощью перемычек в 80–100 см. Полости засыпают сначала керамзитом, а затем цементным молочком.
Расчет толщины слоя
Толщина такого утеплителя, как керамзит зависит от его свойств и технических характеристик материалов стены.
Конечно, проще обратиться к услугам профессиональных строителей, которые при расчете толщины слоя утеплителя обязательно учтут и особенности местного климата.
Рассчитать необходимую толщину слоя утеплителя можно и самостоятельно, используя следующие показатели:
- коэффициент теплопроводности керамзита – 0,17 Вт/м х К;
- минимальная толщина – 200 мм;
- теплосопротивление, которое равно разнице температур по всем краям материала и объему тепла, проходящему через его толщину. То есть, R (сопротивление) = толщина стены / КТС (коэффициент теплопроводности стены).
Советы мастеров
Стоит обратить внимание на то, что если речь идет о возведении каркасного дома, то керамзит придется утрамбовывать особенно тщательно. А деревянное строение утеплять керамзитом будет весьма непросто, так как необходимо оставлять полости около 30 см толщиной, а это дополнительная нагрузка на конструкции и фундамент.
Намного эффективнее, проще и дешевле в данном случае будет применение минеральной ваты в качестве утеплителя. А если климатические условия и толщина сруба позволяют, то можно и вовсе обойтись без него.
Несмотря на положительную оценку такого теплоизоляционного материала, как керамзит, при монтаже стоит обратить внимание на такой недостаток, как высокий уровень хрупкости, что стоит учитывать при засыпке и утрамбовке. Рачительные хозяева советуют утеплять с помощью экономного керамзита не только стены, но и пол, потолок, а также чердачное пространство. При условии правильного ухода такой теплоизоляционный материал прослужит долгие годы.
При выборе керамзита нужно обратить внимание на плотность – чем она выше, тем он прочнее, но вместе с тем хуже его теплоизоляционные свойства. А величина показателя водопоглощения определяет долговечность данного утеплителя (от 8 до 20%).
Соответственно, чем оно меньше, тем дольше прослужит теплоизоляционный слой.Любой строительный материал, в том числе и керамзит при неправильном хранении может потерять свои первоначальные свойства. Например, если мешки с этим утеплителем простоят долгое время на даче, то существует риск, что шарики керамзита со временем превратятся в обычную пыль. Если керамзит необходим в качестве утеплителя для стен или наполнителя для легкого бетона, то стоит выбирать фракции 5–10 или 10–20.
Отзывы
Пользователи интернета оставляют много положительных отзывов, хотя и встречаются негативные. Многие пользователи, сделавшие ремонт коттеджа с помощью использования керамзита, отмечают, что зимой даже при 20-градусных морозах значительно сократилось использование топлива, и даже без отопления помещения остаются теплыми надолго.
Не очень высокая популярность керамзита, возможно, обусловлена стереотипами или недостаточной информацией об этом материале. Многие считают, что его использование и техника укладки сложнее, чем у других теплоизоляторов.
На самом деле утепление стен коттеджа керамзитом дает отличные результаты, главное – это выбрать качественный материал и обеспечить хорошую утрамбовку, не экспериментируя и доверив монтаж профессионалам своего дела. Еще одна сложность, с которой можно столкнуться при использовании керамзита – это угроза сдавливания другим материалом. Поэтому дополнительные работы по укреплению помогут избежать подобных ситуаций. Но следует учитывать, что это в результате приведет к уменьшению полезной площади помещения.
Итак, если нужно утеплить дачный домик или коттедж, то выбор керамзита станет отличным решением для строительства энергоэффективных и экологичных домов.
К тому же он доступен по цене даже людям с весьма скромными финансовыми возможностями.
Перед покупкой керамзита настоятельно рекомендуется прочитать отзывы в интернете не только о марках этого утеплителя и фирмах-производителях, но и о поставщиках, у которых собираетесь приобрести товар. Чтобы не получилось так, что нерадивый продавец подмешал в мешки с керамзитом обычную грязь. Такие казусы редко, но, к сожалению, иногда встречаются.
О том, как керамзитом утеплялся дом из самана, смотрите в следующем видео.
расчет толщины слоя, технология утепления для частного дома и недостатки по отзывам потребителей
При возведении частных коттеджей, дачных домов или общественных зданий рачительные владельцы заботятся о том, как можно максимально снизить теплопотери фасада, чтобы уменьшить расходы на использование газа, жидкого топлива, дров или электрических источников обогрева.
Для этого применяются различные виды утепления, при этом самый доступный по цене вариант – это сделать отделку керамзитом или керамзитобетоном.
По сравнению с другими утеплителями подобная теплоизоляция выгоднее, эффективнее и результативнее. Использование такого отделочного материала, как керамзит позволит уменьшить тепловые потери снаружи до 75%.
Особенности
Керамзит представляет собой разновидность утеплителя, состоящего из мелких сыпучих фрагментов с пористой структурой. Данный отделочный материал получается путем вспенивания легкоплавкой глины и сланцев. А также среди добавок могут быть заявлены древесные опилки, соляровое масло и торфяник. Затем сырье катают в барабанах и обжигают в печи при высокой температуре для придания дополнительной прочности.
В результате получаются легкие и одновременно прочные гранулы величиной от 2 до 40 мм.
Они могут иметь следующую форму: керамзитовый песок величиной до 5 мм, керамзитовый щебень, напоминающий по форме кубики, а также керамзитовый гравий продолговатой формы.
Керамзит весьма практичный материал. Специалисты доказали, что всего 10 см керамзита в стене по утепляющим свойствам равносильны кирпичной кладке в 1 метр или деревянной обшивке в 25 см. Именно поэтому в морозы такой утеплитель не пропускает холод внутрь помещения, а в жару не дает дому перегреваться и сохраняет внутри приятную прохладу. При выборе керамзита стоит учитывать, в какой климатической зоне будет строиться дом, из каких материалов и по какому проекту.
Следует придерживаться простого правила – характеристики продукта (плотность, марка, морозостойкость) должны соответствовать заявленным техническим параметрам.
Преимущества и недостатки
Использование керамзита в качестве утеплителя имеет свои преимущества и недостатки.
Среди плюсов данного отделочного материала стоит отметить следующие:
- доступная цена;
- возможность использования керамзита в составе бетонных смесей для блоков, которые лучше чем кирпич или железобетон сберегают тепло;
- экологичность и безопасность для здоровья человека;
- долговечность и большой срок годности;
- устойчивость к внешним воздействиям и химическим соединениям – керамзит не гниет, не коррозируется и ему не страшны грызуны и насекомые;
- простота монтажа, так как для этого не понадобится специальная техника и инструменты, поэтому даже мастера с минимальным опытом в строительстве смогут справиться с работами по теплоизоляции;
- отличная тепло- и звукоизоляция благодаря пористости керамзита;
- высокая огнестойкость, так как материал предварительно обжигается при высоких температурах;
- небольшой вес, поэтому с таким материалом будет проще работать;
- благодаря сыпучей текстуре и гранулам небольшого размера керамзитом можно заполнить полость практически любого объема;
- устойчивость к температурным перепадам.
Среди недостатков стоит выделить длительное высыхание керамзита в случае случайного увлажнения и склонность сухих гранул к пылеобразованию. Чтобы не нанести вред своему здоровью, лучше работать с керамзитом в специальном респираторе.
Технологии
Утепление стен керамзитом наиболее распространено в кирпичных домах, хотя и в каркасных вариантах иногда используется. Технология одинаковая – это укладка насыпью. Хотя в каркасных строениях в большинстве случаев строители прибегают к утеплению легкими материалами. Они используют минеральную вату, пенопласт, жидкий пенополиуретан и пеноизол. Но в пользу керамзита хозяева делают выбор в первую очередь из-за его невысокой стоимости.
Один из распространенных способов утепления дома керамзитом является организация трехслойного каркаса.
- Внутренняя часть обычно имеет толщину около 40 см и делается из керамзитобетона – этот слой исполняет роль теплоизоляции.
- Второй слой представляет собой керамзит, смешанный с цементом в соотношении 10: 1. Эта смесь носит название капсицемент. Такая твердая смесь придает каркасу дополнительной прочности и жесткости, а ее небольшая масса почти не несет дополнительную нагрузку на фундамент здания.
- Третий наружный слой исполняет роль защиты утеплителя и просто украшения здания. Для него используют различные отделочные материалы в зависимости от предпочтений и финансовых возможностей владельца, а также общего архитектурного решения. Это может быть дерево, клинкерный кирпич, вагонка, гранит, камень, фиброцементные плиты или алюминиевые панели.
При трехслойном утеплении стен специалисты в зависимости от типа строения используют три варианта отделки.
- Кладка с диафрагмами. В этом варианте возводятся стенки: одна толщиной в кирпич, а другая – наполовину тоньше, при этом расстояние между ними должно составлять 20 см. После каждого пятого ряда в образовавшийся зазор между стенами засыпают утеплитель, трамбуют его и заливают цементным молочком. Затем из кирпича выкладывается 3 ряда, а углы выполняются без полостей.
- Кладка с закладными деталями делается по похожей технологии с засыпкой керамзита между стенами как при кладке с диафрагмами. При этом стены фиксируются между собой скобами из арматуры.
- Колодцевая кладка предполагает постройку стенок на расстоянии 20–30 см друг от друга. Перевязка стен через ряд происходит с помощью перемычек в 80–100 см. Полости засыпают сначала керамзитом, а затем цементным молочком.
Расчет толщины слоя
Толщина такого утеплителя, как керамзит зависит от его свойств и технических характеристик материалов стены. Конечно, проще обратиться к услугам профессиональных строителей, которые при расчете толщины слоя утеплителя обязательно учтут и особенности местного климата.
Рассчитать необходимую толщину слоя утеплителя можно и самостоятельно, используя следующие показатели:
- коэффициент теплопроводности керамзита – 0,17 Вт/м х К;
- минимальная толщина – 200 мм;
- теплосопротивление, которое равно разнице температур по всем краям материала и объему тепла, проходящему через его толщину. То есть, R (сопротивление) = толщина стены / КТС (коэффициент теплопроводности стены).
Советы мастеров
Стоит обратить внимание на то, что если речь идет о возведении каркасного дома, то керамзит придется утрамбовывать особенно тщательно. А деревянное строение утеплять керамзитом будет весьма непросто, так как необходимо оставлять полости около 30 см толщиной, а это дополнительная нагрузка на конструкции и фундамент. Намного эффективнее, проще и дешевле в данном случае будет применение минеральной ваты в качестве утеплителя. А если климатические условия и толщина сруба позволяют, то можно и вовсе обойтись без него.
Несмотря на положительную оценку такого теплоизоляционного материала, как керамзит, при монтаже стоит обратить внимание на такой недостаток, как высокий уровень хрупкости, что стоит учитывать при засыпке и утрамбовке. Рачительные хозяева советуют утеплять с помощью экономного керамзита не только стены, но и пол, потолок, а также чердачное пространство. При условии правильного ухода такой теплоизоляционный материал прослужит долгие годы.
При выборе керамзита нужно обратить внимание на плотность – чем она выше, тем он прочнее, но вместе с тем хуже его теплоизоляционные свойства. А величина показателя водопоглощения определяет долговечность данного утеплителя (от 8 до 20%). Соответственно, чем оно меньше, тем дольше прослужит теплоизоляционный слой.
Любой строительный материал, в том числе и керамзит при неправильном хранении может потерять свои первоначальные свойства. Например, если мешки с этим утеплителем простоят долгое время на даче, то существует риск, что шарики керамзита со временем превратятся в обычную пыль. Если керамзит необходим в качестве утеплителя для стен или наполнителя для легкого бетона, то стоит выбирать фракции 5–10 или 10–20.
Отзывы
Пользователи интернета оставляют много положительных отзывов, хотя и встречаются негативные. Многие пользователи, сделавшие ремонт коттеджа с помощью использования керамзита, отмечают, что зимой даже при 20-градусных морозах значительно сократилось использование топлива, и даже без отопления помещения остаются теплыми надолго. Не очень высокая популярность керамзита, возможно, обусловлена стереотипами или недостаточной информацией об этом материале. Многие считают, что его использование и техника укладки сложнее, чем у других теплоизоляторов.
На самом деле утепление стен коттеджа керамзитом дает отличные результаты, главное – это выбрать качественный материал и обеспечить хорошую утрамбовку, не экспериментируя и доверив монтаж профессионалам своего дела. Еще одна сложность, с которой можно столкнуться при использовании керамзита – это угроза сдавливания другим материалом. Поэтому дополнительные работы по укреплению помогут избежать подобных ситуаций. Но следует учитывать, что это в результате приведет к уменьшению полезной площади помещения.
Итак, если нужно утеплить дачный домик или коттедж, то выбор керамзита станет отличным решением для строительства энергоэффективных и экологичных домов. К тому же он доступен по цене даже людям с весьма скромными финансовыми возможностями.
Перед покупкой керамзита настоятельно рекомендуется прочитать отзывы в интернете не только о марках этого утеплителя и фирмах-производителях, но и о поставщиках, у которых собираетесь приобрести товар. Чтобы не получилось так, что нерадивый продавец подмешал в мешки с керамзитом обычную грязь. Такие казусы редко, но, к сожалению, иногда встречаются.
О том, как керамзитом утеплялся дом из самана, смотрите в следующем видео.
расчет толщины слоя, технология утепления для частного дома и недостатки по отзывам потребителей
При возведении частных коттеджей, дачных домов или общественных зданий рачительные владельцы заботятся о том, как можно максимально снизить теплопотери фасада, чтобы уменьшить расходы на использование газа, жидкого топлива, дров или электрических источников обогрева. Для этого применяются различные виды утепления, при этом самый доступный по цене вариант – это сделать отделку керамзитом или керамзитобетоном.
По сравнению с другими утеплителями подобная теплоизоляция выгоднее, эффективнее и результативнее. Использование такого отделочного материала, как керамзит позволит уменьшить тепловые потери снаружи до 75%.
Особенности
Керамзит представляет собой разновидность утеплителя, состоящего из мелких сыпучих фрагментов с пористой структурой. Данный отделочный материал получается путем вспенивания легкоплавкой глины и сланцев. А также среди добавок могут быть заявлены древесные опилки, соляровое масло и торфяник. Затем сырье катают в барабанах и обжигают в печи при высокой температуре для придания дополнительной прочности.
В результате получаются легкие и одновременно прочные гранулы величиной от 2 до 40 мм. Они могут иметь следующую форму: керамзитовый песок величиной до 5 мм, керамзитовый щебень, напоминающий по форме кубики, а также керамзитовый гравий продолговатой формы.
Керамзит весьма практичный материал. Специалисты доказали, что всего 10 см керамзита в стене по утепляющим свойствам равносильны кирпичной кладке в 1 метр или деревянной обшивке в 25 см. Именно поэтому в морозы такой утеплитель не пропускает холод внутрь помещения, а в жару не дает дому перегреваться и сохраняет внутри приятную прохладу. При выборе керамзита стоит учитывать, в какой климатической зоне будет строиться дом, из каких материалов и по какому проекту.
Следует придерживаться простого правила – характеристики продукта (плотность, марка, морозостойкость) должны соответствовать заявленным техническим параметрам.
Преимущества и недостатки
Использование керамзита в качестве утеплителя имеет свои преимущества и недостатки.
Среди плюсов данного отделочного материала стоит отметить следующие:
- доступная цена;
- возможность использования керамзита в составе бетонных смесей для блоков, которые лучше чем кирпич или железобетон сберегают тепло;
- экологичность и безопасность для здоровья человека;
- долговечность и большой срок годности;
- устойчивость к внешним воздействиям и химическим соединениям – керамзит не гниет, не коррозируется и ему не страшны грызуны и насекомые;
- простота монтажа, так как для этого не понадобится специальная техника и инструменты, поэтому даже мастера с минимальным опытом в строительстве смогут справиться с работами по теплоизоляции;
- отличная тепло- и звукоизоляция благодаря пористости керамзита;
- высокая огнестойкость, так как материал предварительно обжигается при высоких температурах;
- небольшой вес, поэтому с таким материалом будет проще работать;
- благодаря сыпучей текстуре и гранулам небольшого размера керамзитом можно заполнить полость практически любого объема;
- устойчивость к температурным перепадам.
Среди недостатков стоит выделить длительное высыхание керамзита в случае случайного увлажнения и склонность сухих гранул к пылеобразованию. Чтобы не нанести вред своему здоровью, лучше работать с керамзитом в специальном респираторе.
Технологии
Утепление стен керамзитом наиболее распространено в кирпичных домах, хотя и в каркасных вариантах иногда используется. Технология одинаковая – это укладка насыпью. Хотя в каркасных строениях в большинстве случаев строители прибегают к утеплению легкими материалами. Они используют минеральную вату, пенопласт, жидкий пенополиуретан и пеноизол. Но в пользу керамзита хозяева делают выбор в первую очередь из-за его невысокой стоимости.
Один из распространенных способов утепления дома керамзитом является организация трехслойного каркаса.
- Внутренняя часть обычно имеет толщину около 40 см и делается из керамзитобетона – этот слой исполняет роль теплоизоляции.
- Второй слой представляет собой керамзит, смешанный с цементом в соотношении 10: 1. Эта смесь носит название капсицемент. Такая твердая смесь придает каркасу дополнительной прочности и жесткости, а ее небольшая масса почти не несет дополнительную нагрузку на фундамент здания.
- Третий наружный слой исполняет роль защиты утеплителя и просто украшения здания. Для него используют различные отделочные материалы в зависимости от предпочтений и финансовых возможностей владельца, а также общего архитектурного решения. Это может быть дерево, клинкерный кирпич, вагонка, гранит, камень, фиброцементные плиты или алюминиевые панели.
При трехслойном утеплении стен специалисты в зависимости от типа строения используют три варианта отделки.
- Кладка с диафрагмами. В этом варианте возводятся стенки: одна толщиной в кирпич, а другая – наполовину тоньше, при этом расстояние между ними должно составлять 20 см. После каждого пятого ряда в образовавшийся зазор между стенами засыпают утеплитель, трамбуют его и заливают цементным молочком. Затем из кирпича выкладывается 3 ряда, а углы выполняются без полостей.
- Кладка с закладными деталями делается по похожей технологии с засыпкой керамзита между стенами как при кладке с диафрагмами. При этом стены фиксируются между собой скобами из арматуры.
- Колодцевая кладка предполагает постройку стенок на расстоянии 20–30 см друг от друга. Перевязка стен через ряд происходит с помощью перемычек в 80–100 см. Полости засыпают сначала керамзитом, а затем цементным молочком.
Расчет толщины слоя
Толщина такого утеплителя, как керамзит зависит от его свойств и технических характеристик материалов стены. Конечно, проще обратиться к услугам профессиональных строителей, которые при расчете толщины слоя утеплителя обязательно учтут и особенности местного климата.
Рассчитать необходимую толщину слоя утеплителя можно и самостоятельно, используя следующие показатели:
- коэффициент теплопроводности керамзита – 0,17 Вт/м х К;
- минимальная толщина – 200 мм;
- теплосопротивление, которое равно разнице температур по всем краям материала и объему тепла, проходящему через его толщину. То есть, R (сопротивление) = толщина стены / КТС (коэффициент теплопроводности стены).
Советы мастеров
Стоит обратить внимание на то, что если речь идет о возведении каркасного дома, то керамзит придется утрамбовывать особенно тщательно. А деревянное строение утеплять керамзитом будет весьма непросто, так как необходимо оставлять полости около 30 см толщиной, а это дополнительная нагрузка на конструкции и фундамент. Намного эффективнее, проще и дешевле в данном случае будет применение минеральной ваты в качестве утеплителя. А если климатические условия и толщина сруба позволяют, то можно и вовсе обойтись без него.
Несмотря на положительную оценку такого теплоизоляционного материала, как керамзит, при монтаже стоит обратить внимание на такой недостаток, как высокий уровень хрупкости, что стоит учитывать при засыпке и утрамбовке. Рачительные хозяева советуют утеплять с помощью экономного керамзита не только стены, но и пол, потолок, а также чердачное пространство. При условии правильного ухода такой теплоизоляционный материал прослужит долгие годы.
При выборе керамзита нужно обратить внимание на плотность – чем она выше, тем он прочнее, но вместе с тем хуже его теплоизоляционные свойства. А величина показателя водопоглощения определяет долговечность данного утеплителя (от 8 до 20%). Соответственно, чем оно меньше, тем дольше прослужит теплоизоляционный слой.
Любой строительный материал, в том числе и керамзит при неправильном хранении может потерять свои первоначальные свойства. Например, если мешки с этим утеплителем простоят долгое время на даче, то существует риск, что шарики керамзита со временем превратятся в обычную пыль. Если керамзит необходим в качестве утеплителя для стен или наполнителя для легкого бетона, то стоит выбирать фракции 5–10 или 10–20.
Отзывы
Пользователи интернета оставляют много положительных отзывов, хотя и встречаются негативные. Многие пользователи, сделавшие ремонт коттеджа с помощью использования керамзита, отмечают, что зимой даже при 20-градусных морозах значительно сократилось использование топлива, и даже без отопления помещения остаются теплыми надолго. Не очень высокая популярность керамзита, возможно, обусловлена стереотипами или недостаточной информацией об этом материале. Многие считают, что его использование и техника укладки сложнее, чем у других теплоизоляторов.
На самом деле утепление стен коттеджа керамзитом дает отличные результаты, главное – это выбрать качественный материал и обеспечить хорошую утрамбовку, не экспериментируя и доверив монтаж профессионалам своего дела. Еще одна сложность, с которой можно столкнуться при использовании керамзита – это угроза сдавливания другим материалом. Поэтому дополнительные работы по укреплению помогут избежать подобных ситуаций. Но следует учитывать, что это в результате приведет к уменьшению полезной площади помещения.
Итак, если нужно утеплить дачный домик или коттедж, то выбор керамзита станет отличным решением для строительства энергоэффективных и экологичных домов. К тому же он доступен по цене даже людям с весьма скромными финансовыми возможностями.
Перед покупкой керамзита настоятельно рекомендуется прочитать отзывы в интернете не только о марках этого утеплителя и фирмах-производителях, но и о поставщиках, у которых собираетесь приобрести товар. Чтобы не получилось так, что нерадивый продавец подмешал в мешки с керамзитом обычную грязь. Такие казусы редко, но, к сожалению, иногда встречаются.
О том, как керамзитом утеплялся дом из самана, смотрите в следующем видео.
Утепление стен керамзитом
Выбрать утеплитель для стен дома непросто: производители предлагают широкий ассортимент материалов разного происхождения и стоимости. Самым экологичным и дешевым можно назвать керамзит – гранулы вспененной глины с пористой структурой. Они отлично удерживают тепло, не требуют сложного монтажа. Утепление стен дома этим материалом в наше время не так популярно, как применение плитных материалов (пенопласт, минвата), тем не менее, такой вариант исключать нельзя, некоторые застройщики частных домов по-прежнему используют этот способ теплоизоляции конструкций сыпучими шариками.
Разновидности и качество керамзита: какой выбрать
Гранулы из вспененной легкоплавкой глины получают методом обжига готового сырья. Раствор помещают в печи с высокими температурами, где при +13000 происходит вспенивание глины, в результате процесса нагрева-остывания формируются шарики керамзита. Они могут быть разного размера, в зависимости от этого их сортируют на фракции:
- «Песок» – размер зерен до 10 мм;
- «Щебень» – 10…20 мм;
- «Гравий» – гранулы крупной остроугольной формы до 40 мм.
Качественный материал получается только при верном соблюдении технологии от подготовки раствора до его обжига. При малейших отклонениях гранулы либо не образуют достаточного количества пустот для обеспечения термоизоляции, либо их формы и размеры, структура отклоняются от нормы, что так же недопустимо.
Для утепления стен следует отдать предпочтение фракции керамзита 10…40 мм, т.е. щебень или гравий. С ними удобнее работать, они дают меньшую усадку, чем песок. Такой же выбирают для организации сухой стяжки пола.
При покупке партии сыпучего материала для утепления стен следует запросить копию протокола испытаний образцов данной партии или сертификат качества продукции, чтобы быть уверенным в приобретаемом товаре и не нарваться на неожиданные неприятности в связи с низким качеством или браком.
Достоинства применения керамзита для теплоизоляции стен
Засыпка в стену сыпучего глиняного утеплителя имеет ряд достоинств:
- Абсолютная экологическая и биологическая безопасность в виду применения натуральных материалов для производства;
- Высокие показатели тепло- и шумоизоляции. Для сравнения: слой 10 см керамзита эквивалентен по характеристикам стене из кирпича толщиной 1 метр;
- Малый вес утеплителя не требует мощного основания;
- Пожаростойкость из-за производственного обжига гранул предотвратит распространение огня между этажами;
- Обожженная глина не подвержена гниению, распространению грибков и атакам грызунов;
- В благоприятных условиях изоляция долговечна;
- Материал стоек к перепадам температур за счет сохранения теплого воздуха в порах;
- Минимальная толщина слоя керамзита для эффективной теплозащиты – 200 мм, более точный расчет необходимо производить с помощью специалистов или он-лайн программ.
Недостатки утепления стен керамзитом
Обширный список плюсов не обойдется без минусов:
- Влага – главный враг гранул. Несмотря на обожжённую оболочку, керамзит легко впитывает влагу, теряя при этом свои свойства до высыхания, которое происходит очень медленно в зависимости от условий.
- Как и все сыпучие материалы, глиняные гранулы требуют уплотнения при укладке. В противном случае со временем изоляция даст усадку, оголив верхние отделы стены или засыпанной секции.
- Гранулы очень хрупкие. При неосторожной трамбовке их легко повредить, что приведет к некоторому снижению теплоизоляционных свойств слоя.
Технология утепления кирпичной стены керамзитом
Поскольку керамзит – сыпучий материал, для его применения необходимо организовать каркас, в который он будет засыпан. Поэтому, такой способ утепления обычно используют в трехслойных конструкциях стен.
Необходимо понимать: введение керамзита необходимо осуществлять постепенно по мере роста кладки, а не засыпать его с чердака, когда стена уже возведена.
Способ 1: облегченная колодцевая кладка
Суть метода заключается в выкладывании 2 слоев стеновой конструкции из кирпича или кирпича с блоками порядно, расстояние между ними должно быть 15…30 см. Чем холоднее регион, тем шире зазор между рядами. Через каждый 1-2 ряда кладку перевязывают кирпичными перемычками через всю толщину стены с шагом 50-70 см. По мере роста конструкции на каждые 30-50 см в образовавшиеся колодцы засыпают утеплитель, осторожно его уплотняя. Для связки гранул их поливают жидким раствором цемента (молочком). Это предотвратит оседание керамзита в закрытой стене.
Способ 2: колодцевая кладка с диафрагмами жесткости
Этот способ оптимален для кирпичной кладки. Выкладываются ленты внутренней и наружной стены толщиной 1 и ½ кирпича соответственно. Внешний ряд может быть выложен из облицовочного кирпича, керамических блоков (необходимо следить, чтобы при усилении кладки уровни противоположных рядов совпадали), бетонных блоков под штукатурку, силикатного кирпича. Расстояние между лентами оставляют прежним 10…30 см. Углы выполняют сплошными для создания жесткости конструкции.
Керамзит засыпается после каждого пятого ряда кладки, уплотняется и заливается цементным молочком. После этого выкладывается кирпичная диафрагма жесткости на всю толщину стены. Это позволяет избежать применения перевязочных анкеров и создаст жесткость конструкции по высоте. Единственный недостаток метода, который может возникнуть: при недостаточной трамбовке керамзита после его незначительного оседания внутрь стены попасть будет невозможно, чтобы заполнить пустое пространство.
Способ 3: кладка с закладными деталями
Этот способ аналогичен ведению облегченной кладки, только вместо кирпичных перемычек в конструкцию выкладывают металлические или стеклопластиковые анкера с шагом 40-60 см. Таким образом получается меньший расход кирпича, не нужно высчитывать шаги для ведения кладки, а прочность остается на высоком уровне. Керамзит засыпают так же на каждые 30-50 см стены, в такой объеме его легче утрамбовать и пропитать молочком цемента.
Утепление стен из разных материалов
Керамзитом от потери тепла можно защитить не только кирпичную, но и стену из блоков, монолита. Во всех случаях необходимо соблюдение одного условия – конструкция должна быть трехслойной, чтобы между внутренним и лицевым рядом можно было насыпать глиняные шарики.
- Для газобетонных блоков следует выбрать расстояние до облицовочного слоя не менее 10 см. Принцип укладки материала прежний – шарики засыпаются по мере роста кладки, тщательно утрамбовываются и поливаются цементным молоком;
- Керамзит может быть использован для утепления каркасной стены. Правда, в этом случае следует правильно выбрать толщину боковых поверхностей сэндвича, поскольку при тщательной утрамбовке нагрузка на них заметно возрастает.
Не подходит для утепления сыпучим материалом деревянный дом. Чтобы обеспечить достаточный слой теплоизоляции (от 20 до 40 см), придется сделать специальные навесы для засыпки, что весьма проблематично, потому легче воспользоваться другими утеплителями.
Выбирать или не выбирать
Низкая популярность керамзита обусловлена недостаточной проинформированностью людей об этом материале, некоторые выбирают другие теплоизоляторы в виду более простого их использования. В любом случае, утепление стен дома керамзитом дает результаты ничуть не хуже, чем современные утеплители. Главное, что нужно учесть при выборе – качественный материал и хорошая утрамбовка.
Утепление стен керамзитом: технология применения
Утепление стен керамзитом характеризуется как эффективный и доступный вариант теплоизоляции кирпичных домов. Иногда керамзитовые гранулы используют и в строительстве каркасных конструкций. При этом приоритетность решения обуславливается исключительно экономическими соображениями, так как для утепления стен деревянных домов требуется слой керамзита не менее 30 см, что грозит дополнительной нагрузкой на фундамент.
Характеристики и свойства материала
Сыпучий утеплитель с пористой структурой – керамзит – изготавливается из смеси легкоплавкой глины и сланцевых пород. В качестве добавок используются опилки, торфяник и соляровое масло. Сырье после вспенивания катают в барабанах, на следующем этапе подвергают термической обработке в высокотемпературной печи.
Керамзитовый утеплитель в виде легких и прочных гранул величиной 2-40 мм находит широкое применение в частном домостроении. Популярность материала обуславливается отменными тепло- и звукоизоляционными свойствами в тандеме с доступностью. Керамзитвостребован в обустройстве пола, утеплении наружных стен дома,чердачных помещений и цокольного этажа. По теплозащитным свойствам керамзитовый слой в 10 см в стеновой конструкции эквивалентен деревянной обшивке в 25 см.
Плюсы и минусы применения при утеплении стен
По популярности в качестве материала для утепления наружных стен кирпичного дома керамзитне уступает ряду современных изоляторов. Данный феномен объясняется экономической выгодностью и эффективностью применения в силу конкурентных преимуществ материала.
Плюсы использования керамзита для утепления наружных стен:
- из-за безупречных характеристик сопротивляемости теплопередаче насыпной утеплитель представляет собой надежный барьер от теплопотерь в холодный сезон. Летом тоже сохраняется комфортный микроклимат в доме, так как керамзитовый изолятор не пропускает уличный зной;
- сыпучий материал можно использовать в составе бетонных смесей, что положительно отражается на теплоизоляционных свойствах конструкции;
- натуральный состав характеризуется экологичностью, устойчивостью к воздействиям химических веществ, инертностью к биологическим угрозам;
- керамзитовые гранулы непривлекательны для грызунов и насекомых;
- пористость структуры обуславливает эффективность решения в качестве звукоизоляции фасада.
Среди плюсов применения керамзита для утепления наружных стен кирпичного или каркасного дома также отмечают негорючесть, устойчивость к температурным перепадам, несложность самостоятельного монтажа и доступность решения.
Минусом в копилку отмечают то, что гранулы впитывают влагу, требуется защита в виде бетонной заливки, штукатурного покрытия стены или другого влагоустойчивого материала.
Виды фракций керамзита и критерии выбора
Для теплозащиты стен дома используется керамзитовая смесь из гранул разной величины, чтобы обеспечить максимальную плотность укладки массы. Выпускают материал разных фракций. При выборе варианта насыпного изолятора учитывается ряд факторов, в том числе особенности утепляемого строения, климатические условия региона, вид планируемых работ.
Гравий
Продукция в виде гранул округлых или овальных форм производится на основе глиняной смеси методом обжига в высокотемпературной вращающейся печи. Различают 3 фракции керамзитового гравия:
- 20-40 мм. В силу геометрических особенностей и величины керамзит данной фракции располагает малой насыпной плотностью. Продукт используется для создания толстого термоизоляционного слоя. Образец в основном востребован при обустройстве фундаментных конструкций, применяется при сооружении погреба, подходит для теплозащиты чердачных перекрытий;
- 10-20 мм. Как вариант с оптимальными характеристиками керамзитэтой категории находит широкое применение вутеплении наружных стен кирпичных домовколодцевого способа кладки, используется при формировании пола, кровельного пирога;
- 5-10 мм. Гравий мелкой фракции востребован в качестве эффективной термоизоляции при обустройстве систем теплого пола.
Образец также актуален при утеплении фасада снаружи: мелкофракционный керамзит включают в цементный раствор для заливки между кладкой и облицовкой.
Песок
Материал производится методом дробления керамзита в шахтных печах. Также получают песок при отсеве крупных фракций сырья.
Виды и применение:
- до 3 мм. Керамзитовый песок с фракцией до 3 мм преимущественно применяется в качестве «теплого» кладочного раствора;
- до 5 мм. Решение предназначено, в том числе, и для выполнения цементной стяжки при обустройстве напольного пирога.
В зависимости от планируемых работ толщина слоя стяжки с керамзитовым наполнителем варьируется в пределах до 20 см.
Щебень
Образец получают при дроблении запекшихся кусков глиняно-сланцевой смеси. Керамзитовый щебень востребован в производстве бетонных конструкций с малой удельной плотностью и выполняет функцию теплоизоляционного наполнителя.
При выборе керамзита учитываются следующие моменты:
- величина насыпной плотности и прочность гранул. Для усиления характеристик прочности в процессе производства керамзита глиняно-сланцевую смесь обогащают специальными добавками;
- тепло- и звукоизоляционные свойства. В зависимости от особенностей утепляемой конструкции выбирается вариант с оптимальными характеристиками сопротивляемости к теплопередаче и способностями шумопоглощения;
- параметры влагопоглощения. В приоритете материал с коэффициентом корреляции от 0,46%, иначе гранулы впитывают влагу и удерживают, что свидетельствует о нарушениях технологии производства продукции;
- стоимость. Материал представлен в демократичном сегменте. При этом цены варьируются в зависимости от вида керамзита, чем меньше фракция, тем дороже.
Также при выборе керамзита в качестве теплоизоляционного наполнителя наружных стен деревянных или кирпичных домов учитываются такие свойства, как негорючесть, стойкость к грибку и плесени, непривлекательность для мышей.
Методы применения материала
Технология утепления наружных стен керамзитом востребована при обустройстве кирпичных домов, хотя в отдельных случаях применяется и для теплоизоляции деревянных каркасных строений.
Нюансы сооружения утепленных наружных стен дома по технологии трехслойного каркаса:
- внутренняя (интерьерная) часть конструкции представляет собой кладку из блоков керамзитобетона толщиной около 40 см;
- наружная (фасадная) плоскость выполняет защитную функцию, представляет собой облицовочный слой из клинкера, дерева, камня или другой отделки;
- средняя часть выполняется из капсицемента, это смесь керамзита с цементом в пропорциях 10:1. Наполнитель призван придать стеновой конструкции дополнительную жесткость и прочность.
В зависимости от типа строения применяется 3 варианта кладки:
- кладка с диафрагмами. Стенка сооружается в виде двух параллельных плоскостей с интервалом в 20 см: первая – толщиной в кирпич, вторая – в полкирпича. После каждого пятого ряда зазор между двух поверхностей засыпается керамзитом. После трамбовки насыпной утеплитель заливается цементным молочком;
- кладка с закладными элементами крепления. Метод дублирует кладку с диафрагмами, при этом для фиксации двух параллельных плоскостей из кирпича используются скобы из арматуры;
- колодцевая кладка. Технология подразумевает сооружение параллельных кирпичных плоскостей с интервалом 20-30 см с перевязкой через ряд с помощью перемычек. Сформировавшуюся полость засыпают керамзитом, утрамбовывают и заливают цементным молочком.
Метод утепления стен керамзитом выбирается с учетом климата местности, особенностей конструкции дома, материала основы строения и типа работ.
Технология утепления стен керамзитом
Укладка насыпью обуславливает легкость применения материала в теплоизоляции кирпичных конструкций. Если планируется использовать керамзит для утепления каркасных стен, следует знать, что нужно оставлять полости не менее 30 см и тщательно утрамбовать гранулы. При этом важно учитывать, что создается дополнительная нагрузка на несущие элементы деревянного строения и фундамент.
Расчет количества материала
Чтобы рассчитать необходимую толщину слоя насыпного утеплителя, используются следующие показатели:
- коэффициент теплопроводности керамзита;
- минимальную толщину слоя;
- параметры теплосопротивления стены.
Для формирования слоя в 10 см потребуется 1/3 часть куба, эта величина варьируется в зависимости от вида гранул. Утеплитель реализуется в мешках, на упаковке указываются данные о фракции, марке прочности и насыпной плотности, объемы продукции в литрах.
Подготовительные работы
На стартовом этапе требуется обеспечить основание гидроизоляцией для защиты керамзита от избыточной влажности. Используются влагонепроницаемые ресурсы, к примеру, плотная пленка или специальный мембранный материал.
Этапы проведения утепления стен
В частном домостроении в основном применяется колодезная кладка. Технология предусматривает наполнение слоем насыпного утеплителя полости между внутренней и наружной плоскостей из кирпича.
Последовательность работы:
- На фундамент укладывается гидрозащита, выполняется основание в виде двух рядов кирпича.
- Сооружаются параллельные стенки со связующими перегородками, при этом углы конструкции выполняются без полостей.
- Через каждые 5 рядов колодец засыпают гранулами, утрамбовывают, заливают цементным раствором.
- Из кирпича выкладывают 3 ряда.
Алгоритм работы повторяется до конца возведения стеновой конструкции.
Финишная отделка
Период набора прочности цементно-керамзитовой смеси составляет примерно месяц. Далее необходимо выполнить черновую отделку в виде штукатурки для создания влаго- и парозащитного слоя. Для этого следует отштукатурить стену изнутри и снаружи. На завершающем этапе поверхность покрывается выбранным вариантом облицовки. Для финишной отделки применяют декоративный камень, клинкерный кирпич, плитку с имитацией натуральных материалов, древесину, декоративную штукатурку.
Утрамбованные земляные стены в средиземноморском климате: характеристики материалов и термическое поведение | Международный журнал низкоуглеродных технологий
Аннотация
Утрамбованный грунт считается очень устойчивой строительной системой из-за низкого содержания энергии, длительного срока службы и высокой пригодности для вторичной переработки. Однако авторы обнаружили, что отсутствуют экспериментальные результаты в реальном масштабе, касающиеся теплового поведения утрамбованной земли. По этой причине данная статья в первую очередь сосредоточена на характеристике двух разных типов грунта, чтобы проверить пригодность их использования в утрамбованных земляных стенах.После определения характеристик были построены два экспериментальных здания в форме боксов в Барселоне и Пучверд-де-Лерида (Испания), чтобы проверить термическое поведение их стен в двух различных климатических условиях. Температурные профили внутри стен контролировались с помощью термопар, а температурный профиль южных стен был проанализирован в условиях свободного плавания в течение летнего и зимнего периодов 2013 года. Результаты показывают, что тепловая амплитуда снаружи внутрь температуры снижается за счет утрамбованных земляных стен, обеспечивая постоянную температуру внутри. внутренняя поверхность южных стен.
1 ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время большое количество энергоемких материалов с высокой степенью воплощения используется в традиционном строительстве, что связано с высокими затратами энергии в течение их жизненного цикла (добыча, производство, транспортировка, строительство и утилизация). Как Cabeza et al. [1] утверждает, что во многих исследованиях принимается во внимание рабочая энергия. Однако оценка воплощенной энергии в материалах более сложна и требует много времени, по этой причине этого не делается, хотя на нее приходится значительная часть общей воплощенной энергии здания.Сокращение выбросов углерода в строительном секторе является обязательным в Европейском Союзе [2, 3]; поэтому во всем мире была продвинута новая политика по строительству экологически безопасных зданий и, следовательно, по сокращению выбросов CO 2 .
Утрамбованный грунт считается очень устойчивым решением из-за его низкой энергии, небольшого процесса обработки материалов, длительного срока службы и высокой пригодности для вторичной переработки [4]. Кроме того, выбросы CO 2 при транспортировке можно снизить, если земляные работы на месте использовать в качестве утрамбованного грунта.Таким образом, утрамбованная земля соответствует европейским требованиям [3], что увеличивает научный интерес к ее использованию.
Исторически земное строительство было ответом на жилищный спрос населения со всего мира. Однако в новейшей истории использование утрамбованной земли сократилось с использованием других современных строительных технологий во время промышленной революции. После Первой Мировой войны утрамбованная земля была предпринята в Великобритании, а после Второй мировой войны – в Восточной Германии. В последние века утрамбованная земля использовалась в экстремальных условиях (например, после войны) в Европе, потому что требуемый материал был доступен во многих частях мира и не требовал затрат.Точно так же использование портландцемента с 1824 года, железа и стали вытеснило утрамбованную землю из обычного строительства [5]. К сожалению, испанские строительные нормы [6] не включают утрамбованную землю в качестве строительного материала, что затрудняет ее использование [7].
С энергетической точки зрения, земляные стены обладают хорошими тепловыми характеристиками из-за их большой массы и могут способствовать, при правильной стратегии естественной вентиляции, комфорту внутри здания, обеспечивая высокую тепловую инерцию, чтобы справиться с изменениями температуры днем и ночью [ 8, 9].Конструкции с высокой тепловой массой, такие как здания с утрамбованными земляными стенами, замедляют теплопередачу в здание и из него [10]. Однако утрамбованная земля имеет важные конструктивные ограничения, особенно в многоэтажных домах. Эти ограничения усугубляются в современных строительных системах, где требуется меньшая толщина стен для оптимизации полезной площади пола. Однако этих конструктивных ограничений можно избежать, если использовать утрамбованную землю в качестве ограждения.
Цель этого исследования – физически и механически охарактеризовать два разных земляных материала (с двух разных строительных площадок на северо-востоке Испании – Барселона и Пучверд-де-Лерида), чтобы проверить возможность их использования в качестве строительных материалов.Эта характеристика проводится путем тестирования гранулометрического состава и, таким образом, классификации используемого грунта. Кроме того, прочность на сжатие утрамбованных образцов земли, содержащих различные стабилизаторы, такие как цемент, керамзит и солома, проверяется в лабораторных масштабах. Авторы обнаружили, что в литературе отсутствует термический анализ и, следовательно, экспериментальные результаты в реальном масштабе с утрамбованными земляными зданиями. По этой причине после определения характеристик в лабораторном масштабе в Барселоне и Пучверд-де-Лерида (Испания) были построены две утрамбованные землянки, похожие на домики, и за ними проводился надлежащий мониторинг, чтобы проверить тепловое поведение их стен в летних и зимних условиях в двух местах. разный климат.
2 МАТЕРИАЛЫ
Утрамбованный грунт можно разделить на стабилизированный и нестабилизированный. Нестабилизированная утрамбованная земля полностью состоит из глины, ила, песка, гравия и воды. Стабилизированная утрамбованная земля включает другие материалы для улучшения ее свойств. В настоящем исследовании солома добавляется для повышения ее устойчивости к водной эрозии, керамзит для улучшения термических свойств и портландцемент для повышения прочности на сжатие [11].
Портландцемент действует как физико-химический стабилизатор.Его производство чрезвычайно энергоемко, и в карьерах образуется остаточная пыль, которая оказывает значительное воздействие на окружающую среду. Его использование должно быть ограничено конструктивными элементами с оптимизированным сечением конструкции, а его долговечность должна быть увеличена до максимума. Одним из недостатков использования портландцемента в качестве стабилизатора является то, что он делает утрамбованную землю непригодной для повторного использования, хотя ее можно будет использовать повторно [11]. Кроме того, это отрицательно увеличивает воплощенную энергию утрамбованной земли [12].Предпочтительно, чтобы энергия, воплощенная в стабилизированной цементом утрамбованной земле, была значительно ниже, чем в традиционных строительных системах, таких как бетон, железобетон или глиняный кирпич [12, 13]; кроме того, он действует как стабилизатор против водной эрозии. Солома действует как физический стабилизатор [14, 15], который используется для минимизации усадки во время процесса отверждения и уменьшения плотности утрамбованной земли. Он также уменьшает набухание и сжатие, вызванные водой во время формования, а также хрупкость, и, с другой стороны, улучшает упругую деформацию.Этот физический стабилизатор является биоразлагаемым и поэтому может быть полностью возвращен в окружающую среду. Керамзит добавляют для улучшения тепловых свойств утрамбованной земли (высокая пористость) и уменьшения ее плотности (очень низкая плотность).
Три различных типа утрамбованной земли (рис. 1 и 2) были использованы для создания прототипа, расположенного в Барселоне, и один тип был использован в Пучверд-де-Лерида. Информация об ориентации стенок, толщине и материале стабилизатора, использованном в каждом прототипе, представлена в таблице 1.
Таблица 1.Характеристики утрамбованных земляных стен.
| Прототип . | Расположение . | Название стены . | Ориентация стены . | Толщина стенки (см) . | Материал стабилизатора . |
|---|---|---|---|---|---|
| # 1 | Барселона | a) Нестабилизированный | N, S | 50 | – |
| b) Керамзит | N | 50 | Керамзит | ||
| c) Цемент | S | 50 | Цемент | ||
| # 2 | Puigverd de Lleida | d) Солома | N, S, E, W | 29 | Солома |
| Прототип . | Расположение . | Название стены . | Ориентация стены . | Толщина стенки (см) . | Материал стабилизатора . |
|---|---|---|---|---|---|
| # 1 | Барселона | a) Нестабилизированный | N, S | 50 | – |
| b) Керамзит | N | 50 | Керамзит | ||
| c) Цемент | S | 50 | Цемент | ||
| # 2 | Puigverd de Lleida | d) Солома | N, S, E, W | 29 | Солома |
Характеристики утрамбованных земляных стен.
| Прототип . | Расположение . | Название стены . | Ориентация стены . | Толщина стенки (см) . | Материал стабилизатора . |
|---|---|---|---|---|---|
| # 1 | Барселона | a) Нестабилизированный | N, S | 50 | – |
| b) Керамзит | N | 50 | Керамзит | ||
| c) Цемент | S | 50 | Цемент | ||
| # 2 | Puigverd de Lleida | d) Солома | N, S, E, W | 29 | Солома |
| Прототип . | Расположение . | Название стены . | Ориентация стены . | Толщина стенки (см) . | Материал стабилизатора . |
|---|---|---|---|---|---|
| # 1 | Барселона | a) Нестабилизированный | N, S | 50 | – |
| b) Керамзит | N | 50 | Керамзит | ||
| c) Цемент | S | 50 | Цемент | ||
| # 2 | Puigverd de Lleida | d) Солома | N, S, E, W | 29 | Солома |
Рисунок 1.
Сечение стены утрамбованной земляной стены (в см). ( a ) нестабилизированный, ( b ) стабилизированный керамзитом, ( c ) стабилизированный цементом и ( d ) стабилизированный соломой.
Рисунок 1.
Сечение стены утрамбованной земляной стены (в см). ( a ) нестабилизированный, ( b ) стабилизированный керамзитом, ( c ) стабилизированный цементом и ( d ) стабилизированный соломой.
Рисунок 2.
Состав смеси (об.) Утрамбованных земляных валов.
Рисунок 2.
Состав смеси (об.) Утрамбованных земляных валов.
Стены Барселоны включают: 40% (по объему) керамзита (диаметром 3–10 мм) в северной стене (Рисунок 2b) и 3% (по объему) цемента (CEM II / BL 32,5 R) в южная стена (рис. 2в). Северо-западная и юго-западная стены без добавок. Земля, использованная для постройки бокса, была получена из раскопок и имеет состав (в т.): 71% глины и 29% песка (Рисунок 2а). С другой стороны, стены Puigverd de Lleida содержат 10% (по объему) соломы. Земля состоит из: 38% глины, 45% песка и 7% гравия [16] (см. Рисунок 2d).
3 МЕТОДОЛОГИЯ
3.1 Весы лабораторные
В этом разделе объясняется методология определения характеристик грунтовых материалов, использованных при строительстве обоих прототипов.
Гранулометрический состав определен с помощью Единой системы классификации почв (USSC), разработанной А.Casagrande [17], в соответствии со стандартом UNE 103101: 1995 [18]. Этот эксперимент направлен на определение различных размеров частиц (до 0,08 мм) почвы и получение процентного содержания каждого размера в исследуемой пробе. Гранулометрический состав получают путем просеивания почвы с использованием сит разного размера и взвешивания количества земли, оставшейся в каждом сите. Земляной материал (рисунки 1 и 2) анализируется с использованием этой методики испытаний, чтобы оценить изменение размера частиц соединений земли и, следовательно, классифицировать землю, используемую в прототипах утрамбованной земли в Барселоне и Пучверд-де-Лерида.Гранулометрический состав земли, использованной в прототипе в Барселоне, был изучен без стабилизатора, с 40% керамзита и 3% цемента [19]. Добавление керамзита в утрамбованную землю – совершенно новое дело; Таким образом, ранее не проводились научные исследования, подтверждающие процентное содержание используемого керамзита. Однако из-за его хороших изоляционных свойств компания Casa S-Low решила добавить этот материал в утрамбованную землю, следуя рекомендациям ассоциации CETARemporda, которая является экспертом в земляных сооружениях.Земля, использованная в прототипе Lleida, была исследована без стабилизаторов и 10% соломы.
Техника строительства утрамбованной земли включает уплотнение почвенной смеси (глина, песок, гравий, стабилизатор и вода) слоями толщиной около 7 см на деревянной опалубке. Он моделирует геологические процессы, которые формируют осадочную породу, так что утрамбованная земля имеет твердость и долговечность, сопоставимые с низким диагенетическим качеством (рис. 3) [20]. Композиции Barcelona утрамбовывались вручную из-за требований компании Casa S-Low, но для проверки вариабельности результатов в зависимости от используемого метода уплотнения образцы Puigverd de Lleida утрамбовывались вручную и механически.
Рисунок 3.
Образец утрамбованной земли в процессе послойного изготовления (слева) и готовой (справа).
Рисунок 3.
Образец утрамбованной земли в процессе послойного изготовления (слева) и готовой (справа).
В предыдущих исследованиях для определения прочности на сжатие использовался широкий диапазон размеров: кубики 10 см [21] или 15 см [22], 10 × 10 × 20 см, 30 × 30 × 60 см [23], 40 × 40 × 65 см [11] и даже больше 100 × 100 × 30 см [24]. В настоящем исследовании четыре образца (25 × 30 × 30 см) типа Барселона и по два образца каждого метода уплотнения (30 × 30 × 30 см) типа Пучверд де Лерида были использованы для испытания прочности на сжатие утрамбованной земли без добавки (рисунок 4).
Рисунок 4.
Образцы утрамбованного грунта во время испытаний на прочность на сжатие.
Рисунок 4.
Образцы утрамбованного грунта во время испытаний на прочность на сжатие.
Для определения прочности стен на сжатие использовался стандарт UNE EN 772-1: 2011 [25]. Этот тест состоит из приложения равномерно распределенной нагрузки в образце и увеличения ее до тех пор, пока образец не сломается. Максимальная нагрузка, которой выдерживает образец, делится на поверхность, на которую была приложена нагрузка, чтобы получить значение прочности на сжатие.Прочность на сжатие каждой композиции получается как среднее значение всех результатов. Наконец, полученные результаты сравниваются с литературными значениями, представленными в Barbeta [15] и Bauluz и Bárcena [26], которые представляют диапазон теоретических значений прочности на сжатие утрамбованной земли.
3,2 Экспериментальная установка
Чтобы экспериментально определить тепловое поведение утрамбованных земляных стен, они были протестированы на двух экспериментальных установках, расположенных в Барселоне и Пучверд-де-Лерида (Испания) (рис. 5).Они состоят из двух жилых корпусов, которые анализируются в летних и зимних условиях путем измерения свободно плавающего температурного профиля южной стены обоих прототипов. Эксперименты проходили зимой и летом 2013 года.
Рис. 5.
Экспериментальная установка в Барселоне, прототип №1 (слева) и Пучверд де Лерида, прототип №2 (справа).
Рис. 5.
Экспериментальная установка в Барселоне, прототип №1 (слева) и Пучверд де Лерида, прототип №2 (справа).
Географические и климатические характеристики обеих экспериментальных установок перечислены в таблице 2, а также характеристики прототипа и утрамбованных земляных стен. Экспериментальная установка, расположенная в Барселоне, имеет средиземноморский климат центрального побережья, характеризующийся продолжительным теплым или жарким сухим летом и мягкой влажной зимой. Экспериментальная установка, расположенная в Пучверд-де-Лерида, имеет средиземноморский континентальный климат, характеризующийся холодной зимой и жарким и относительно сухим летом.
Таблица 2.Экспериментальная установка характеристик Барселоны и Пучверд-де-Лерида.
| Характеристики . | Барселона # 1 . | Puigverd de Lleida # 2 . | |
|---|---|---|---|
| Прототип | Внутренние размеры | 2,48 × 2,15 × 2,50 м | 2,4 × 2,4 × 2,4 м |
| Конструкция | Деревянная несущая конструкция | Несущие утрамбованные земляные стены | |
| Крыша | Две разные деревянные зеленые крыши | Деревянная зеленая крыша | |
| Покрытие | Нет внутреннего и внешнего покрытия | Нет внутреннего и внешнего покрытия | |
| Утрамбованные земляные стены | Функция | Корпус, не несущий | Несущая способность и ограждение |
| Толщина | 50 см | 29 см | |
| Метод уплотнения | Ручной | Механический | |
| Географическая | Ориентация | Север −74 ° | Север 0 ° |
| Расположение | N 41 ° 23 ′, E 2 ° 6 ′ | N 41 ° 32 ′, E 0 ° 44 ′ | |
| Высота над уровнем моря | 9 м | 219 м | |
| Климатический | Климат | Центральное побережье Средиземного моря | Средиземноморский континентальный |
| Климатическая классификация [27] | Csa | Csa / Cfa | |
| Годовое количество дней в градусах нагрева [28] | 573 | 1,230 | |
| Годовое количество дней в градусах охлаждения [9] | 354 | 423 | |
| Средние летние температуры [29] | 21.1 ° C | 22,6 ° C | |
| Средние зимние температуры [29] | 12,2 ° C | 8 ° C | |
| Годовое количество осадков [29] | 568 мм | 456 мм | |
| Характеристики . | Барселона # 1 . | Puigverd de Lleida # 2 . | |
|---|---|---|---|
| Прототип | Внутренние размеры | 2.48 × 2,15 × 2,50 м | 2,4 × 2,4 × 2,4 м |
| Конструкция | Деревянная несущая конструкция | Несущие утрамбованные земляные стены | |
| Крыша | Две разные деревянные зеленые крыши | Деревянная зеленая крыша | |
| Покрытие | Нет внутреннего и внешнего покрытия | Нет внутреннего и внешнего покрытия | |
| Утрамбованные земляные стены | Функция | Корпус, не несущий | Несущий и корпус |
| Толщина | 50 см | 29 см | |
| Метод уплотнения | Ручной | Механический | |
| Географический | Ориентация | Север −74 ° | Север 0 ° |
| Расположение | N 41 ° 23 ′, E 2 ° 6 ′ | N 41 ° 32 ′, E 0 ° 44 ′ | |
| Высота над уровнем моря л | 9 м | 219 м | |
| Климатический | Климат | Центральное побережье Средиземного моря | Континентальное Средиземноморье |
| Классификация климата [27] | Csa | Csa / Cfa | |
| Годовое количество градусо-дней [28] | 573 | 1,230 | |
| Годовое количество градусо-дней [9] | 354 | 423 | |
| Средние летние температуры [29] | 21.1 ° C | 22,6 ° C | |
| Средние зимние температуры [29] | 12,2 ° C | 8 ° C | |
| Годовое количество осадков [29] | 568 мм | 456 мм | |
Экспериментальная установка характеристик Барселоны и Пучверд-де-Лерида.
| Характеристики . | Барселона # 1 . | Puigverd de Lleida # 2 . | |
|---|---|---|---|
| Прототип | Внутренние размеры | 2,48 × 2,15 × 2,50 м | 2,4 × 2,4 × 2,4 м |
| Конструкция | Деревянная несущая конструкция | Несущие утрамбованные земляные стены | |
| Крыша | Две разные деревянные зеленые крыши | Деревянная зеленая крыша | |
| Покрытие | Нет внутреннего и внешнего покрытия | Нет внутреннего и внешнего покрытия | |
| Утрамбованные земляные стены | Функция | Корпус, не несущий | Несущая способность и ограждение |
| Толщина | 50 см | 29 см | |
| Метод уплотнения | Ручной | Механический | |
| Географическая | Ориентация | Север −74 ° | Север 0 ° |
| Расположение | N 41 ° 23 ′, E 2 ° 6 ′ | N 41 ° 32 ′, E 0 ° 44 ′ | |
| Высота над уровнем моря | 9 м | 219 м | |
| Климатический | Климат | Центральное побережье Средиземного моря | Средиземноморский континентальный |
| Климатическая классификация [27] | Csa | Csa / Cfa | |
| Годовое количество дней в градусах нагрева [28] | 573 | 1,230 | |
| Годовое количество дней в градусах охлаждения [9] | 354 | 423 | |
| Средние летние температуры [29] | 21.1 ° C | 22,6 ° C | |
| Средние зимние температуры [29] | 12,2 ° C | 8 ° C | |
| Годовое количество осадков [29] | 568 мм | 456 мм | |
| Характеристики . | Барселона # 1 . | Puigverd de Lleida # 2 . | |
|---|---|---|---|
| Прототип | Внутренние размеры | 2.48 × 2,15 × 2,50 м | 2,4 × 2,4 × 2,4 м |
| Конструкция | Деревянная несущая конструкция | Несущие утрамбованные земляные стены | |
| Крыша | Две разные деревянные зеленые крыши | Деревянная зеленая крыша | |
| Покрытие | Нет внутреннего и внешнего покрытия | Нет внутреннего и внешнего покрытия | |
| Утрамбованные земляные стены | Функция | Корпус, не несущий | Несущий и корпус |
| Толщина | 50 см | 29 см | |
| Метод уплотнения | Ручной | Механический | |
| Географический | Ориентация | Север −74 ° | Север 0 ° |
| Расположение | N 41 ° 23 ′, E 2 ° 6 ′ | N 41 ° 32 ′, E 0 ° 44 ′ | |
| Высота над уровнем моря л | 9 м | 219 м | |
| Климатический | Климат | Центральное побережье Средиземного моря | Континентальное Средиземноморье |
| Классификация климата [27] | Csa | Csa / Cfa | |
| Годовое количество градусо-дней [28] | 573 | 1,230 | |
| Годовое количество градусо-дней [9] | 354 | 423 | |
| Средние летние температуры [29] | 21.1 ° C | 22,6 ° C | |
| Средние зимние температуры [29] | 12,2 ° C | 8 ° C | |
| Годовое количество осадков [29] | 568 мм | 456 мм | |
3.2.1 Настройка
в БарселонеЭкспериментальная установка в Барселоне состоит из прототипа с северной ориентацией −74 ° и внутренними размерами 2,48 × 2,15 × 2,50 м. Строительная система основана на деревянной несущей конструкции и деревянной зеленой крыше (Рисунок 6а).Фундамент состоит из железобетонного основания. На южном и северном фасадах нет окон, но есть два проема на восточном и западном фасадах. Утрамбованные земляные стены 50 см вручную утрамбовываются разными смесями на каждом фасаде (рис. 6b), без внутреннего или внешнего покрытия. Этот прототип был построен в соответствии с требованиями компании Casa S-low.
Рис. 6.
Прототип Барселоны № 1: ( a ) Деталь секции фасад-крыша, ( b ) План.
Рис. 6.
Прототип Барселоны № 1: ( a ) Деталь секции фасад-крыша, ( b ) План.
Температуры ячеек Барселоны измеряются термопарами типа K с точностью 0,75%. Шесть термопар расположены на внутренней поверхности (север, юг), внутри стены (север, юг на глубине 25 см) и внешней поверхности (север, юг).
3.2.2 Установка Puigverd de Lleida
Экспериментальная установка в Пучверд-де-Лерида состоит из прототипа с ориентацией N-S 0 ° и размером 2.40 м внутренней ширины и высоты. Система строительства основана на несущих утрамбованных земляных стенах и деревянной зеленой крыше (рис. 7а). Фундамент представляет собой железобетонное основание размером 3,60 × 3,60 м. У него есть только одно отверстие – изолированная дверь, расположенная на северном фасаде (рис. 7b). Чтобы защитить утрамбованные земляные стены от влажности грунта, они были построены на основе одного ряда альвеолярного кирпича (высотой 19 см) с водонепроницаемым листом полипропилена.
Рисунок 7.
Прототип Puigverd de Lleida № 2: ( a ) Фрагмент секции фасад-крыша, ( b ) План.
Рис. 7.
Прототип Puigverd de Lleida № 2: ( a ) Фрагмент секции фасад-крыша, ( b ) План.
Экспериментальная установка Puigverd de Lleida позволяет измерять тепловые характеристики корпуса с утрамбованной землей путем регистрации температуры внутренней поверхности стен (восток, запад, север, юг, потолок и пол), температуры внутри стен (север, юг, восток и запад), температура внешней поверхности стены (юг), температура и влажность воздуха в помещении, солнечная радиация и температура наружного воздуха, а также скорость ветра.Все температуры были измерены с помощью датчиков Pt-100 DIN B, откалиброванных с максимальной погрешностью ± 0,3 ° C.
4 РЕЗУЛЬТАТЫ
Во-первых, гранулометрический состав обоих земляных материалов без стабилизаторов в Барселоне и Пучверд-де-Лерида показан на рисунке 8. Согласно Единой системе классификации почв Касагранде [17], земля в клетке Барселоны соответствует связному грунту из глины. со средней пластичностью. Земля кабинки Puigverd de Lleida представляет собой зернистый грунт из песка, должным образом смешанного с 6% глины.Существуют значительные различия между гранулометрическими составами обеих земель, потому что они имеют разное происхождение: земля Барселоны была получена со строительной площадки, а земля Пучверд-де-Лерида была куплена и правильно перемешана в соответствии с литературой [16]. Эти несходства из-за разного происхождения земли, использованной в каждом прототипе, зависят от наличия глины, песка и гравия при выемке грунта и точности качества земли при его использовании. Утрамбованная земля требует большего или меньшего количества воды во время ее строительства в зависимости от состава грунта, и по этой причине надлежащая характеристика материала земли, используемой в утрамбованных земляных зданиях, будет необходима при каждом новом строительстве.
Рисунок 8.
Земля «Барселона»: 40% керамзита, 3% цемента и без добавок (слева). Земля Puigverd Lleida: без добавок и 10% соломы (справа).
Рис. 8.
Земля «Барселона»: 40% керамзита, 3% цемента и без добавок (слева). Земля Puigverd Lleida: без добавок и 10% соломы (справа).
Во-вторых, реакции смесей (рис. 8) различаются из-за методологии испытания, которая учитывает плотности материала при расчете гранулометрического состава.Добавление 3% цемента и 40% керамзита изменяет гранулометрический состав барселонской земли, увеличивая процент крупных частиц. Однако гранулометрический состав земли Puigverd de Lleida остается почти постоянным при добавлении 10% соломы (которая имеет очень низкую плотность).
Наконец, результаты прочности на сжатие, полученные для каждого типа утрамбованной земли, показаны в таблице 3. Результаты образцов Puigverd de Lleida показывают, что используемый метод уплотнения изменяет результаты прочности на сжатие, будучи на 10% выше, если образцы уплотняются механически.Кроме того, тип земли и размер частиц также влияют на прочность на сжатие утрамбованной земли, поскольку она на 21% выше, чем у типа «Барселона». Результаты находятся в диапазоне литературных значений [15, 26], и поэтому оба грунта подходят для использования в строительстве утрамбованных грунтов.
Таблица 3.Результаты прочности на сжатие утрамбованной земли без добавок.
| . | Ручное уплотнение (Н / мм 2 ) . | Механическое уплотнение (Н / мм 2 ) . | Barbeta [15] (Н / мм 2 ) . | Баулуз и Барсена [26] (Н / мм 2 ) . |
|---|---|---|---|---|
| Barcelona # 1 | 1.08 | – | 0,5–2 | 0,6–1,8 |
| Puigverd de Lleida # 2 | 0,85 | 0,94 |
| . | Ручное уплотнение (Н / мм 2 ) . | Механическое уплотнение (Н / мм 2 ) . | Barbeta [15] (Н / мм 2 ) . | Баулуз и Барсена [26] (Н / мм 2 ) . |
|---|---|---|---|---|
| Barcelona # 1 | 1.08 | – | 0,5–2 | 0,6–1,8 |
| Puigverd de Lleida # 2 | 0,85 | 0,94 |
Прочность на сжатие результаты утрамбованной земли без добавок.
| . | Ручное уплотнение (Н / мм 2 ) . | Механическое уплотнение (Н / мм 2 ) . | Barbeta [15] (Н / мм 2 ) . | Баулуз и Барсена [26] (Н / мм 2 ) . |
|---|---|---|---|---|
| Barcelona # 1 | 1.08 | – | 0,5–2 | 0,6–1,8 |
| Puigverd de Lleida # 2 | 0.85 | 0,94 |
| . | Ручное уплотнение (Н / мм 2 ) . | Механическое уплотнение (Н / мм 2 ) . | Barbeta [15] (Н / мм 2 ) . | Баулуз и Барсена [26] (Н / мм 2 ) . |
|---|---|---|---|---|
| Барселона # 1 | 1.08 | – | 0.5–2 | 0,6–1,8 |
| Puigverd de Lleida # 2 | 0,85 | 0,94 |
После испытания прочности на сжатие, и авторы обнаружили, что более высокая прочность на сжатие была получена при механическом уплотнении в Puigverd de Lleida авторы решили построить кабину, используя механическое уплотнение. Однако в барселонских боксах пришлось использовать ручное уплотнение из-за требований проекта Casa S-Low.
На рисунках 9 и 10 представлены профили температуры в условиях свободного плавания в два репрезентативных дня (один для лета и один для зимы) в районах Барселоны и Лериды.Как обозначают температуры внешней поверхности стен, в Лериде более широкий диапазон температур в течение дня (тепловая амплитуда 15 ° C летом и 17 ° C зимой), тогда как в Барселоне температурный диапазон меньше (тепловая амплитуда 5 ° C летом и <2 ° C). ° C зимой). Это общие термические профили в обоих городах: в Лериде более засушливый и континентальный климат, а в Барселоне - более мягкий климат, поскольку она находится недалеко от Средиземного моря.
Рис. 9.
Барселона, прототип №1.Температуры южной стены в летних условиях – 10 июля 2013 г. (слева) и зимних условиях – 10 января 2014 г. (справа).
Рис. 9.
Барселона, прототип №1. Температуры южной стены в летних условиях – 10 июля 2013 г. (слева) и зимних условиях – 10 января 2014 г. (справа).
Рис. 10.
Прототип Пучверд де Лерида №2. Температуры южной стены в летних условиях – 15 октября 2013 г. и зимой – 7 февраля 2013 г.
Рисунок 10.
Прототип Puigverd de Lleida №2. Температура южной стены в летних условиях – 15 октября 2013 г. и зимних условиях – 7 февраля 2013 г.
На рисунке 9 показаны профили температуры через южную стену Барселоны. Температура внутренней поверхности очень постоянна в течение дня как летом (тепловая амплитуда 2 ° C), так и зимой (тепловая амплитуда 0,5 ° C). Тем не менее, температура на внешней поверхности показывает разницу в 5 ° C летом и 1 ° C зимой в течение исследуемого дня.
С другой стороны, внутренняя поверхность стены ячейки Puigverd de Lleida (Рисунок 10) означает более высокую тепловую амплитуду в летний (3,5 ° C) и зимний (5 ° C) периоды, но и тепловая амплитуда на внешних стенках выше. (15 ° C летом и 17 ° C зимой).
В обоих случаях тепловая амплитуда (снаружи внутрь) уменьшается вдоль утрамбованной земляной стены, достигая почти постоянных температур на внутренней поверхности южных стен. В случае стены 50 см тепловая амплитуда температуры внутренней поверхности стены была снижена на 80% летом и на 75% зимой в этих конкретных условиях.Как и ожидалось, при использовании более тонких утрамбованных земляных стен (29 см) температура внутренней поверхности стен показала более высокую тепловую амплитуду. Однако, хотя толщина утрамбованной земли является определяющим фактором, важно отметить, что более резкие перепады температур окружающей среды днем и ночью (в климате Пучверд-де-Лерида) оказывают более сильное негативное влияние на утрамбованную земляную стену, имея более широкую тепловые амплитуды на внешней поверхности 15 ° C летом и 17 ° C зимой. При количественной оценке уменьшения тепловой амплитуды можно заметить, что тепловая амплитуда сильно уменьшилась, достигнув 77% летом и 70% зимой.
5 ВЫВОДЫ
Характеристика различных использованных грунтовых смесей в лабораторном масштабе показала, что земля Барселоны состоит из связного грунта из глины со средней пластичностью, а земля Puigverd de Lleida состоит из зернистого грунта из песка, должным образом смешанного с 6% глины. Эти различия связаны с разным происхождением земли, использованной в каждом прототипе.
Результаты испытания прочности на сжатие показывают, что проанализированные значения прочности на сжатие грунтовых материалов находятся в диапазоне литературных значений.Кроме того, результаты по прочности на сжатие демонстрируют, что тип земли и размер частиц не оказали сильного влияния на прочность на сжатие в исследуемых случаях. Что касается метода уплотнения, то механическое уплотнение привело к несколько более высоким показателям прочности в земле Puigverd de Lleida.
Наконец, тепловые эксперименты в условиях свободного плавания в летний и зимний периоды показали, что, несмотря на тепловую амплитуду температуры внешней поверхности в течение дня, температура внутренней южной поверхностной стенки имеет тенденцию быть постоянной в обоих отсеках.
Несмотря на уменьшение толщины стен, ухудшающее тепловые характеристики утрамбованной земли, уменьшение толщины будет необходимо в большинстве случаев, если утрамбованная земля используется в современных зданиях из-за текущих высоких цен на жилую площадь. Современные строительные конструкции имеют тенденцию уменьшать толщину стен, используя меньшую толщину (30–35 см), в то время как традиционные здания (включая утрамбованные земляные постройки) имеют толщину от 60 до 100 см. Кроме того, недостатки теплового поведения могут быть уменьшены, например, за счет применения изоляционных материалов, прикрепленных к внешней стороне стены; пассивным дизайном (ориентация, проемы, тени и т. д.) здания и за счет использования утрамбованной земляной стены в качестве ограждающего элемента (а не как конструктивного элемента), особенно в многоэтажных домах.
БЛАГОДАРНОСТИ
Работа частично финансировалась правительством Испании (ENE2015-64117-C5-1-R (MINECO / FEDER)) в сотрудничестве с мэрией Пучверд-де-Лерида. Авторы хотели бы поблагодарить правительство Каталонии за аккредитацию качества, предоставленную их исследовательской группе (2014 SGR 123). Этот проект получил финансирование от Седьмой рамочной программы Европейской комиссии (FP / 2007-2013) в рамках грантового соглашения № PIRSES-GA-2013-610692 (INNOSTORAGE) и из программы исследований и инноваций Европейского союза Horizon 2020 в рамках грантового соглашения № 657466 ( INPATH-TES).Кабинет в Барселоне был проведен под руководством компании Casa S-Low в сотрудничестве с Луисом Аллепусом и Кристианом Поза в их дипломном проекте в EPSEB (UPC).
ССЫЛКИ
1Cabeza
LF
,Barreneche
C
,Miro
L
и др. .Доступное строительство к устойчивым зданиям: обзор воплощенной энергии в строительных материалах
.Environ Sust
2013
;5
:229
–36
.2Директива 2010/31 / EU Европейского парламента и совета от 19 мая 2010 г. об энергоэффективности зданий. Доступно по адресу: http://www.epbd-ca.eu
3Lucon
O
,Ürge-Vorsatz
D
A
, et al. . Здания. InEdenhofer
O.
,Pichs-Madruga
R.
,Sokona
Y.
,Farahani
E.
,Kadner
S.
,Seyboth
K.
,Adler
A.
,Baum
I.
,Brunner
S.
,Eickemeier
P.
B.Kriemann
Savolainen
J.
,Schlömer
S.
,von Stechow
C.
,Zwickel
T.
,Minx
JC
Изменение климатаИзменение климатаВклад Рабочей группы III в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата
.Cambridge University Press
,Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США
,2014
,4Morel
JC
,Mesbah
A
,Oggero
M
и др. .Строительство домов из местных материалов: средства радикального снижения воздействия строительства на окружающую среду
.Build Environ
2001
;36
:1119
–26
.5Jaquin
PA
,Augarde
C
,Gerrard
CM
.Хронологическое описание пространственного развития техники утрамбовки
.Int J Archit Herit
2008
;2
:377
–400
,6Código Técnico de la Edificación. Ministerio de Fomento (CTE). REAL DECRETO 314/2006, de 17 de marzo, por el que se aprueba el Código Técnico de la Edificación.
7Хименес Дельгадо
MC
,Каньяс Герреро
I
.Выбор грунтов под нестабилизированное земляное строительство: нормативный обзор
.Constr Build Mater
2007
;21
:237
–51
,8Кеннет
I
,Миллер
A
.Температурное поведение защищенного от земли автономного здания – Брайтонский Земной Корабль
.Renew Energ
2009
;34
:2037
–43
.9Gagliano
A
,Patania
F
,Nocera
F
и др. .Оценка динамических тепловых характеристик массивных зданий
.Energ Build
2014
;72
:361
–70
.10Heathcote
K.
Тепловые характеристики земляных построек
.Inf Constr
2011
;63
:117
–26
.11Bui
QB
,Morel
JC
,Hans
S
и др. .Характеристики сжатия непромышленных материалов в гражданском строительстве по трем масштабным экспериментам: случай утрамбованной земли
.Mater Struct
2009
;42
:1101
–16
.12Venkatarama Reddy
BV
,Prasanna Kumar
P
.Энергия, воплощенная в укрепленных цементом стенах из утрамбованного грунта
.Energ Build
2010
;42
:380
–85
.13Kariyawasam
KKGKD
,Jayasinghe
C
.Цементно-уплотненная утрамбованная земля как экологически чистый строительный материал
.Constr Build Mater
2016
;105
:519
–27
.14Houben
H
,Alva Balderrama
A
,Simon
S
.Наше земляное архитектурное наследие: исследование и сохранение материалов. БЮЛЛЕТЕНЬ МИССИСЫ / МАЙ 2004 г. Доступно на сайте www.mrs.org/publications/bulletin. 15Barbeta i Solà
G
. Mejora de la tierra installizada en el desarrollo de una arquitectura sostenible hacia el siglo XXI. ETSAB (Escola Tècnica Superior d’Arquitectura de Barcelona) de la UPC (Политический университет Каталонии),2002
.16Jiménez Delgado
MC
,Guerrero
IC
.Земляные постройки в Испании
.Constr Build Mater
2006
;20
:679
–90
,17ASTM D2487-11. Стандартная практика классификации почв для инженерных целей (Единая система классификации почв). ASTM International, West Conshohocken, PA, 2011. www.astm.org.
18UNE 103101: 1995. Гранулометрический анализ почвы методом просеивания.
19Минке
G
. Строительство с землей.Биркхойзер – Издательство по архитектуре. Базель, Швейцария, 2009. IBSN-13: 978-3-7643-8992-5. 20Литтл
B
,Morton
T
. Строительство из земли в Шотландии: инновационный дизайн и экологичность. Шотландское исполнительное центральное исследовательское подразделение,2001
,21Холл
M
,Джербиб
Y
.Изготовление образцов утрамбованной земли: контекст, рекомендации и последовательность
.Constr Build Mater
2004
;18
:281
–6
.22Лилли
DM
,Робинсон
Дж
.Предел прочности утрамбованных земляных стен с отверстиями
.Proc ICE Struct Buildings
1995
;110
:278
–87
.23Maniatidis
V
,Walker
P
.Конструктивная способность утрамбованного грунта при сжатии
.J Mater Civil Eng
2008
;20
:230
–38
.24Jaquin
PA
,Augarde
CE
,Gerrard
CM
.Анализ исторического строительства утрамбованного грунта
.Структурный анализ исторических построек
. В: Lourenço PB, Roca P, Modena C, Agrawal S (ред.).Нью-Дели, Индия
,2006
. ISBN 972-8692-27-7.25UNE EN 772-1:
2011
.Методы испытаний каменных блоков – Часть 1: Определение прочности на сжатие. 26Баулус-дель-Рио
G
,Bárcena Barrios
P
. Основы для дизайна и конструкции con tapial. Monografías de la Dirección General para la vivienda y arquitectura. MOPT. Часть V: Control de la ejecución. Мадрид, 1992 год: Ministerio de Obras Públicas y Transportes. Secretaría General Técnica,1992
.27Kottek
M
,Grieser
J
,Beck
C
,Rudolf
B
,, руб.Обновленная карта мира по классификации климата Кеппен-Гейгера на
.Meteorol Z
2006
;15
:259
–63
,28Margarit i Roset
J
. Els graus-dia de calefacció i coldració de Catalunya: результаты муниципального образования. No14). Барселона2003
: Generalitat de Catalunya – ICAEN.© Автор, 2016. Опубликовано Oxford University Press.
Прикладные науки | Бесплатный полнотекстовый | Численное моделирование теплоизоляции железобетонных перекрытий сложного сечения
1.Введение
Возведение здания с железобетонными перекрытиями в соответствии с принципами устойчивого развития требует точного определения теплоизоляции перекрытия [1,2,3]. При определенной толщине потолка теплоизоляцию можно улучшить двумя способами. Первый способ – использовать в перегородке материалы с низким коэффициентом теплопроводности. Второй способ связан с возведением перегородки. Использование изоляционных материалов внутри потолка, в местах, где есть свободные пространства, значительно снижает интенсивность теплового потока.Однако затем создаются конструкции со сложной геометрией. Коэффициент теплопередачи может быть определен путем проведения испытаний (неразрушающих, лабораторных) или путем проведения расчетов. Методы неразрушающего контроля в настоящее время развиваются очень динамично [4,5,6,7] на основе передовых математических моделей, включая искусственный интеллект [8,9] и машинное обучение [10,11,12]. Однако для проведения таких испытаний обычно требуется специализированное оборудование [13,14]. В случае испытаний теплоизоляции неразрушающие методы предлагают возможность испытания однородных материалов на небольших площадях [15,16].Поэтому на практике лабораторные исследования проводятся чаще. Как и в случае неразрушающего контроля, они позволят контролировать теплоизоляцию только мелких элементов [17,18,19,20]. Для потолков сложной формы как неразрушающий контроль на небольших площадях, так и лабораторные испытания небольших образцов не дают хороших результатов [21,22,23]. Правильные результаты получаются только при проведении испытаний теплоизоляции в естественном масштабе, что, однако, требует создания полноразмерной модели со стенами, потолком и оконными и дверными деревянными панелями [21,22].Хорошей альтернативой здесь является выполнение расчетов с использованием простых или сложных расчетных методов [21,23,24]. В последнее время для определения коэффициента проницаемости все чаще используются программы, основанные на методе конечных элементов (МКЭ) [25,26,27]. В статье сравниваются значения коэффициентов теплопередачи потолков, полученные из расчетов, выполненных в соответствии с с EN ISO 6946: 2017 [28] и численными моделями. Были проанализированы сборные предварительно напряженные железобетонные, композитные железобетонные и ребристые железобетонные перекрытия с различными типами заполнения между железобетонными балками.Анализируемые потолки имеют сложное сечение.2. Анализируемые потолки
Были проанализированы следующие потолочные системы: сборный предварительно напряженный потолок Smart Channel и панели Teriva, ребристые потолки Teriva Base, Teriva Plus и Teriva Termo. Умный потолок представляет собой предварительно напряженную бетонную плиту шириной 60 см с пятью воздуховодами 60 × 90 мм и арматурой в виде шести стержней ø 9,3 мм в нижней части и двух стержней ø 6,85 мм в верхней части. Разрез Умного потолка показан на рисунке 1.Боковые кромки сборного элемента имеют такую форму, что после заполнения их бетоном произойдет постоянное соединение, которое обеспечит правильное взаимодействие между панелями при передаче нагрузок. Наиболее важные параметры рассматриваемого потолка приведены в Таблице 1. Потолок Teriva Panel представляет собой предварительно напряженную композитную конструкцию с железобетонным покрытием, уложенным на строительной площадке. Сборная предварительно напряженная часть состоит из нижней плиты шириной 590 мм и двух ребер.Пространство между ребрами заполняется пенобетоном плотностью 400 кг / м 3 , а на строительной площадке всю конструкцию заливают слоем композитного бетона толщиной 4 см. Поперечное сечение потолка Teriva Panel показано на рисунке 2, а его основные параметры приведены в таблице 2. Потолочная система Teriva Base состоит из сборных стропильных балок с бетонным основанием, трехкамерного заполняющего керамзита и бетонной пустоты. кладка кирпича и бетона на строительной площадке.Поперечное сечение этого потолка показано на рисунке 3, а основные параметры приведены в таблице 3. Система Teriva Plus похожа на потолок Teriva Base, но их отличие заключается в типе заполнения. В случае Teriva Plus заполнение представляет собой керамзит и бетонный пятикамерный пустотелый кирпич в так называемой верхней полке, как показано на рисунке 4, которая остается открытой после заливки бетона в потолок. Благодаря такому решению высота потолка в сборе равна высоте самого пустотелого кирпича.Основные параметры потолка Teriva Plus приведены в Таблице 4. Потолок Teriva Termo характеризуется использованием керамзитового и бетонного пустотелого 10-камерного кирпича со смещенными вертикальными стенами, как показано на Рисунке 5. Это решение исключает возникновение прямые тепловые мостики между верхней и нижней поверхностями пустотелого кирпича, что в свою очередь должно улучшить тепловые свойства потолка. Основные параметры потолка Teriva Termo приведены в Таблице 5.3. Традиционные расчеты
Теплоизоляция обсуждаемых потолочных систем описывалась тремя параметрами: тепловым сопротивлением, коэффициентом теплопередачи и сопротивлением теплопередаче. R T Термическое сопротивление определяется как отношение разницы температур и плотности теплового потока в установившемся состоянии, которое в случае плоского однородного слоя равно отношению толщины и коэффициента теплопроводности. Коэффициент теплопередачи U для плоской перегородки определяется как тепловой поток в установившемся режиме, деленный на площадь поверхности и разницу температур окружающей среды (жидкостей) по обе стороны от перегородки.Сопротивление теплопередаче R U плоской перегородки складывается из ее теплового сопротивления и сопротивления теплопередаче. В то же время этот параметр является обратной величиной коэффициента теплоотдачи.
Сначала было определено сопротивление теплопроводности. Этот параметр был рассчитан в соответствии с принципами, приведенными в стандарте EN ISO 6946: 2017 [28]. Поскольку все рассматриваемые потолки представляют собой перегородки, состоящие из термически неоднородных слоев, сопротивление R T рассчитывалось по формуле: где RT′ – верхний предел теплового сопротивления: RT ″ – нижний предел теплового сопротивления.Таким образом, этот подход требует разделения рассматриваемой перегородки на секции и слои, причем секции должны быть параллельны направлению теплового потока, а слои – перпендикулярны. Разделение потолка на секции касается определения верхнего предела термического сопротивления. Это делается таким образом, чтобы разделенные участки состояли из однородных слоев. Исходя из этого, сопротивление рассчитывается как параллельное соединение сопротивлений отдельных участков в предположении одномерного теплового потока, перпендикулярного поверхности слоев:1RT ′ = f1RT1 ′ + f1RT1 ′ + ⋯ + fnRTn ′,
(2)
где RTi′ – термическое сопротивление отдельных секций (рассчитывается как сумма сопротивлений отдельных слоев данного участка), fi – относительная площадь поверхности данного участка (рассчитывается как отношение площади поверхности данного участка к поверхность всей перегородки).Деление потолка на слои связано с расчетом нижнего предела термического сопротивления. Это сопротивление рассчитывается как последовательное соединение сопротивлений отдельных слоев:RT ″ = RT1 ″ + RT2 ″ + ⋯ + RTn ″,
(3)
где RTi ″ – эквивалентное термическое сопротивление каждого неоднородного слоя, рассчитанное как параллельное соединение сопротивлений элементов (однородных участков), присутствующих в этом слое. Эти количества рассчитываются по формуле:1RTi ″ = f1RT1i ′ + f1RT1i ′ + ⋯ + fnRTni ′,
(4)
Тепловое сопротивление однородного потолочного элемента, за исключением воздушных слоев, описывается как соотношение где: di – размер элемента перегородки в направлении теплового потока, ki – теплопроводность материала этого элемента.Большинство обсуждаемых потолков содержат в своей конструкции свободные пространства, заполненные воздухом. Термическое сопротивление этих частей потолков определяли, рассматривая их как слои непроветриваемого воздуха. Значение этого параметра в зависимости от направления теплового потока и толщины слоя выбирается из табличных данных [22]. После определения термического сопротивления рассчитывалось сопротивление теплопередаче. Сопротивление R U рассчитывалось как последовательное соединение термического сопротивления потолка и сопротивления теплопередаче: где: Rsi, Rso – сопротивление теплопередаче на внутренней и внешней поверхностях потолка.Значения этих сопротивлений в зависимости от типа перегородки (внешняя или внутренняя) и направления теплового потока представлены в таблице 6. Последний из анализируемых параметров, т.е. коэффициент теплопередачи U, рассчитывался как инверсия сопротивления теплопередаче: методика определения этих тепловых параметров подробно представлена на одном из потолков в публикации [22]. При выполнении соответствующих расчетов были рассмотрены два направления теплового потока (вниз и вверх) для каждой потолочной системы. при обращении с ними как с внутренними перегородками.Значения коэффициентов теплопроводности k, принятые для отдельных материалов, встречающихся в анализируемых перекрытиях, сведены в Таблицу 7. В случае системы Teriva Panel расчеты проводились для трех вариантов конструкции, различающихся толщиной перекрывающего слоя бетона: Teriva Panel 160 (верхний слой бетона 40 мм), Teriva Panel 180 (верхний слой бетона 60 мм) и Teriva Panel 200 (верхний слой бетона 80 мм). Результаты расчетов сравнивались в Таблице 8 и Таблице 9.В таблице 8 представлены результаты, полученные для отдельных вариантов потолка Teriva Panel, а в таблице 9 представлены результаты, полученные для системы Smart и трех систем Teriva: Base, Plus и Termo.Среди расчетных параметров наиболее важным с практической точки зрения следует считать сопротивление теплопередаче, полученное для теплового потока вниз. Сравнение значений этого параметра показывает, что увеличение толщины бетонного покрытия с 40 мм (Teriva Panel 160) до 60 мм (Teriva Panel 180) и 80 мм (Teriva Panel 200) увеличивает сопротивление теплопередаче этих систем на 3.6% и 7% соответственно.
Наименьшее значение сопротивления проникновению имеет Умный потолок, для которого этот параметр составляет 0,459 (м 2 · K) / Вт. Такой результат вызван двумя факторами. Прежде всего, этот потолок имеет самую низкую высоту (всего 15 см), и, как следует из уравнения (5), тепловое сопротивление слоя тем больше, чем больше его размер. Вторым фактором в этом отношении является относительно большая высота воздуховодов, которая способствует усилению теплообмена за счет конвекции.В свою очередь, наилучшими изоляционными свойствами обладает потолок Teriva Termo, для которого анализируемый параметр составляет 0,874 (м 2 · К) / Вт. Такой результат обусловлен высотой потолка, которая в данном случае составляет 30 см, и относительно небольшим размером воздушных камер внутри пустотелых блоков. Последний фактор значительно снижает конвекцию воздуха.
Для более детального анализа полученных результатов было определено процентное превышение сопротивления теплопередаче по отношению к значению, полученному для Умного потолка.Этот параметр рассчитывался по соотношению:δR = Rx − R0R0 · 100%,
(8)
где R x – сопротивление теплопередаче анализируемого потолка, R 0 – сопротивление теплопередаче Умного потолка. Результаты расчетов параметра δR, полученные для обоих направлений теплового потока, сведены в Таблицу 10. Так как Как видно, более высокое значение излишка возникает при восходящем тепловом потоке. Этот результат следует объяснить относительно большой долей конвекции воздуха в свободных пространствах смарт-панели, что снижает ее изоляцию.В случае нисходящего теплового потока явления конвекции в воздушных камерах не происходит. В этой ситуации сопротивление теплопередаче у такого потолка намного выше.Для нисходящего потока тепла процентный избыток для отдельных потолков составляет от 15% (Teriva Panel 160) до 90% (Teriva Termo). Это означает, что потолок Teriva Termo имеет почти вдвое большую теплоизоляцию по сравнению с потолком Smart. Для восходящего потока этот параметр, в свою очередь, изменяется от 25% до 131%.Большие значения в этом случае вызваны большим влиянием конвекции на тепловое сопротивление Умного потолка.
Строительные перегородки, в том числе перекрытия, являющиеся элементами наружной обшивки или элементами, разделяющими помещения с различными микроклиматическими параметрами, должны соответствовать определенным требованиям к теплоизоляции. Для этого требуется соответствующее постановление [12]. Согласно этому документу, значения коэффициента теплопередачи стен, потолка и кровли не могут быть выше значения U max .Для жилых, коллективных жилых и общественных зданий требования к потолкам следующие:потолки на неотапливаемых чердаках или над переходами при внутренней температуре помещений выше 16 ° CU max = 0,25 Вт / (м ). 2 · K),
потолки под неотапливаемыми чердаками или над переходами, когда внутренняя температура в комнатах меньше или равна 16 ° CU max = 0,50 Вт / (м 2 · K),
перекрытия над неотапливаемыми подвалами и закрытыми жилыми помещениями U max = 0.45 Вт / (м 2 · К).
U max = 0,25 Вт / (м 2 · K) – 134,4 ÷ 158,3 мм,
U max = 0,45 Вт / ( м 2 · К) – 57,9 ÷ 81,7 мм.
В этом контексте также интересно влияние направления теплового потока.Для всех систем, независимо от значения U max , разница между толщиной пенополистирола между восходящим и нисходящим тепловыми потоками не превышает 6 мм. Это показывает, что направление теплового потока относительно мало влияет на показатели теплоизоляции потолков.
4. Численный анализ
Для определения теплового потока Q были выполнены численные расчеты в программе PSI THERM на основе метода конечных элементов. Были сделаны те же предположения, что и при расчетах в соответствии с руководящими принципами EN ISO 6946: 2017 [28].Моделировались восходящий и нисходящий потоки. Учитывалось наличие арматуры, воздушных пустот и материалов разной плотности и разных коэффициентов теплоотдачи. Коэффициент теплопередачи в воздушных пустотах был выбран на основе базы данных по воздушным пустотам, доступной в компьютерной программе. Значение коэффициента теплопередачи пустоты выбирается в зависимости от ее толщины (в программе толщина градуируется каждые 5 мм – диапазон значений для пустот толщиной от 5 мм до 300 мм), в зависимости от направления. теплового потока (горизонтально, вверх, вниз) и типа пустоты (невентилируемая или плохо вентилируемая).Поэтому было использовано альтернативное сопротивление. Модели потолка были разделены на конечные элементы с размером стороны 20 мм. Полученные результаты показаны на рисунках 6, 7, 8, 9, 10, 11 и 12. По тепловым показателям. рассчитаны поток Q полученных численных моделей, коэффициент теплоотдачи U, тепловое сопротивление R T, и тепловое сопротивление потолка R U . Результаты этих расчетов сведены в Таблицу 13 и Таблицу 14.В таблице 13 представлены результаты, полученные для отдельных вариантов потолка Teriva Panel, а в таблице 14 представлены результаты, полученные для системы Smart и трех систем Teriva: Base, Plus и Termo. Сравнение результатов численных расчетов с расчетами, выполненными в соответствии с с EN ISO 6946: 2017 [28] можно констатировать, что коэффициенты теплопередачи, полученные на основе численных расчетов, выше, чем полученные на основе стандартных расчетов.Наименьшая разница почти в 12% была получена для потолка Teriva Panel высотой 200 мм. Наибольшая разница между результатами расчетов произошла в случае «Умного потолка», где численное моделирование показало, что коэффициент U на 39% выше, чем в расчетах, выполненных в соответствии с EN ISO 6946: 2017 [28]. Процентные различия между значениями коэффициента теплопередачи U, рассчитанными в соответствии со стандартом и полученными в результате численного анализа, приведены в таблице 15.Численные расчеты всегда приводили к более высоким значениям U. При нисходящем потоке наблюдались большие различия в результатах стандартных и численных расчетов, чем при восходящем. Это связано с разными значениями сопротивления теплопередаче, используемыми в традиционных и численных расчетах.
При расчете тепловых характеристик строительных перегородок чаще всего используется стандарт EN ISO 6946: 2017 [28]. Теплообмен через потолки происходит за счет теплопроводности, конвекции и излучения.В случае заполненных воздухом пространств в потолке математическое описание свободной конвекции в свободных пространствах заключается в предоставлении системы уравнений, которая включает уравнение неразрывности, уравнение количества движения и уравнение сохранения энергии с граничными условиями. Если пространства имеют правильную форму, можно заменить сложное описание явления, предположив, что перенос тепла в полости является одномерным теплопроводностью с модифицированным коэффициентом проводимости воздуха.Интенсивность циркуляции воздуха в результате конвекции зависит от геометрии свободного пространства (его высоты и ширины) и разницы температур окружающих стен. Это явление можно охарактеризовать эквивалентным коэффициентом теплопроводности, принятым для расчетов на основе номограмм, приведенных в работе [22].Для численных расчетов воздушного пространства была дана фактическая геометрия пустот. Коэффициент теплопроводности был выбран из базы данных материалов программы.Другой способ учета конвекции в потолочных пространствах, заполненных воздухом, показал ожидаемую возможность получения различных результатов численного моделирования и нормативных расчетов с дополнительным учетом эквивалентного коэффициента теплопроводности воздуха. В случае потолков Teriva Panel, где отсутствуют воздушные пустоты, разница при восходящем потоке 12% –14,9% не слишком велика. При нисходящем потоке различия составляют 25,8–28,2%. Для потолков с воздушными пустотелыми блоками результаты численных расчетов существенно отличаются от результатов.При восходящем течении разница составляет 19,1–30,9%, а при нисходящем – 31,1–39,4%. Как упоминалось выше, эти различия связаны с геометрией воздушного пространства, в котором происходит конвективный теплообмен, и с тем, как явления конвекции учитываются в расчетах.
% PDF-1.6 % 1 0 объект > / Метаданные 2 0 R / Страницы 3 0 R / StructTreeRoot 5 0 R / Тип / Каталог >> эндобдж 2 0 obj > поток 2017-02-09T15: 28: 52 + 02: 002017-02-09T15: 28: 52 + 02: 002017-02-09T15: 28: 52 + 02: 00 Приложение Adobe InDesign CC 2017 (Windows) / pdfuuid: 1edb6956-6e34 -426d-b00f-61bc66fe3352uuid: 1631895d-96d3-46d9-a579-a09c5dc590fa Adobe PDF-библиотека 15.0 конечный поток эндобдж 3 0 obj > эндобдж 5 0 obj > эндобдж 8 0 объект > эндобдж 9 0 объект > эндобдж 10 0 obj > эндобдж 11 0 объект > эндобдж 408 0 объект > эндобдж 409 0 объект > эндобдж 410 0 объект > эндобдж 411 0 объект > эндобдж 412 0 объект > эндобдж 413 0 объект > эндобдж 414 0 объект > эндобдж 415 0 объект > эндобдж 416 0 объект > эндобдж 417 0 объект > эндобдж 418 0 объект > эндобдж 419 0 объект > эндобдж 420 0 объект > эндобдж 421 0 объект > эндобдж 422 0 объект > эндобдж 423 0 объект > эндобдж 424 0 объект > эндобдж 425 0 объект > эндобдж 426 0 объект > эндобдж 427 0 объект > эндобдж 428 0 объект > эндобдж 429 0 объект > эндобдж 430 0 объект > эндобдж 431 0 объект > эндобдж 432 0 объект > эндобдж 433 0 объект > эндобдж 434 0 объект > эндобдж 435 0 объект > эндобдж 436 0 объект > эндобдж 437 0 объект
Что такое R-значение?
Что такое R-ценность?Мера сопротивления строительных материалов и конструкций потоку тепла; чем выше значение R, тем эффективнее теплоизоляция вещества.
, где разница температур в градусах Фаренгейта между двумя сторонами изоляции, площадь – в квадратных футах, время – в часах, а тепловые потери – в британских тепловых единицах. Если вы знаете R-значение перегородки, вы можете использовать эту формулу, чтобы найти теплопотери.
Обратное значение R (1 / R) известно как U-значение. Чем выше значение U, тем лучше отвод тепла.
В Европе принято использовать U-значения вместо R. Здесь значения U определяются уравнением:
Это не обратная величина американского R-значения (кельвин вместо градусов Фаренгейта, метры вместо футов и т. Д.) Чтобы преобразовать американское значение R в европейское значение U, разделите 1 на значение R, а затем умножьте результат на 5,682. Чтобы преобразовать европейское значение U в американское значение R, умножьте его на 0,176, а затем разделите 1 на результат.
R-значение структуры, состоящей из слоев из разных материалов, можно оценить, сложив R-значения слоев. Значение R слоя можно оценить, умножив его толщину в дюймах на значение R на дюйм. Эти методы не дают строго точных результатов (среди прочего, слой воздуха, застрявший на поверхностях между слоями, сам по себе является изолятором), но они близки к этому.
Удобные онлайн-калькуляторы для оценки коэффициента сопротивления многослойной стены, пола или крыши составляют
.www.ekotrope.com/r-value-calculator
| Тип изоляции | R-значение на дюйм толщины |
|---|---|
| Вермикулит сыпучий | 2,08 |
| Перлит сыпучий | 2,7 |
| Стекловолокно, одеяла и войлоки | 3,33 |
| Стекловолокно, сыпучий наполнитель | 2.2 |
| Стекловолокно, плиты | 4,5 |
| Минеральная вата, вата | 3,66 |
| Минеральная вата, сыпучий наполнитель | 2,93 |
| Пенополистирольные плиты | 3,45 |
| Целлюлоза, насыпная выдувная | 3,6 |
| Пена карбамидоформальдегидная | 4,48 |
| Пенополиуретан | 5,3 |
| Тепловой поток вверх | 0.87 |
| Тепловой поток вверх, отражение одной поверхности | 2,23 |
| Деревянный сайдинг со скосом, внахлест ½ ″ × 8 ″ | 0,81 | |
| Деревянная черепица для сайдинга, экспозиция 16 ″ × 7½ ″ | 0,87 | |
| Битумная черепица асбестоцементная | 0,03 | |
| Штукатурка, за дюйм | 0,20 | |
| Строительная бумага | 0,06 | |
| Обшивка изоляционной панелью для гвоздей ½ дюйма | 1.14 | |
| Изоляционная плита толщиной ½ дюйма обычной плотности | 1,32 | |
| изоляционная плита обычной плотности | 2,04 | |
| Фанера ¼ дюйма | 0,31 | |
| Фанера 3/8 дюйма | 0,47 | |
| Фанера ½ дюйма | 0,62 | |
| Фанера 5/8 дюйма | 0,78 | |
| Мягкая древесина, за дюйм | 1.25 | |
| Доска хвойных пород толщиной ¾ дюйма | 0,94 | |
| Бетонный блок, три ядра овальной формы | зольный агрегат толщиной 4 дюйма | 1.11 |
| зольный агрегат толщиной 8 дюймов | 1,72 | |
| зольный агрегат толщиной 12 дюймов | 1,89 | |
| песчано-гравийный заполнитель толщиной 8 дюймов | 1.11 | |
| легкий заполнитель (керамзит, сланец, шлак, пемза и др.)), толщиной 8 дюймов | 2,00 | |
| Бетонный блок, две прямоугольные жилы | Песочно-гравийный заполнитель, 8 дюймов | 1,04 |
| Легкий агрегат толщиной 8 дюймов | 2,18 | |
| Обычный кирпич, за дюйм | 0,20 | |
| Лицевой кирпич, на дюйм | 0,11 | |
| Песчано-гравийный бетон, дюйм | 0,08 | |
| Гипсокартон ½ дюйма | 0.45 | |
| 5 / 8 900 Гипсокартон 12 дюймов | 0,56 | |
| Гипсовая штукатурка на легком заполнителе ½ дюйма | 0,32 | |
| Паркетная отделка | 0,68 |
| Асфальт, линолеум, виниловая или резиновая напольная плитка | 0,05 |
| Ковер с волокнистой подушкой | 2,08 |
| Ковер с поролоновой подушкой | 1.23 |
| Битумная черепица | 0,44 |
| Деревянная черепица | 0,94 |
| 3 / 8 дюймовая крыша надстройки | 0,33 |
| Массив дерева толщиной 1 дюйм | 1,56 |
| Массив дерева толщиной 1 дюйм с деревянной шторной дверью | 3,3 |
| Массив дерева толщиной 1,5 дюйма | 2.04 |
| Массив дерева толщиной 1½ дюйма с деревянной шторной дверью | 3,7 |
| Массив дерева толщиной 2 дюйма | 2,33 |
| Массив дерева толщиной 2 дюйма с деревянной шторной дверью | 4,17 |
Строительные нормы и правила определяют минимальный уровень изоляции. Оптимальное количество изоляции зависит от предположения, какая погода, а также стоимости и наличия топлива для обогрева (или электричества для охлаждения) будет в течение срока службы дома, и сравнения этого со стоимостью изоляции.Национальная лаборатория Окриджа предоставляет апплет, который дает оценку с учетом многих факторов.
www.ornl.gov/~roofs/Zip/ZipHome.html
Для апплета Oak Ridge требуется Java. В Интернете есть много более простых предложений по оптимальным значениям изоляции, большинство из которых основано на рекомендациях Департамента энергетики. Например:
www.allfloridainsulation.com/insulation-levels.html
www.energystar.gov/campaign/seal_insulate/identify_problems_you_want_fix/diy_checks_inspections/insulation_r_values
институт изоляции.org / im-a-homeowner / about-изоляция / how-much-do-i-need /
Хотите больше?
https://www.energy.gov/energysaver/weatherize/insulation/types-insulation
https://www.energy.gov/energysaver/weatherize/insulation/where-insulate-home
ИксИзвините. Для этой страницы нет информации об участниках.
Copyright © 2000 Sizes, Inc. Все права защищены.
Последняя редакция: 19 октября 2015 г.
Керамзит легкий – многоцелевой материал
Легкий керамзитовый заполнитель – это тип бетона, получаемый путем нагревания глины до высокой температуры во вращающейся печи.LECA – натуральный строительный материал с пористой структурой, легкий, негорючий, устойчивый к влажности и химическим факторам, и очень хорошими теплоизоляционными свойствами. LECA имеет относительно небольшой вес, который в зависимости от грануляции составляет от 300 до 350 кг / м 3 . Бетон LECA – это материал с большей массой, в среднем 700 кг / м 3 .
LECA недвижимость
Легкий керамзит обжигают из глинистых пород, таких как сланцы, глины и тяжелые глины.Материал легкий, без запаха, химически инертен и устойчив к грибкам, плесени, насекомым и грызунам.
Среди других свойств бетона LECA стоит упомянуть:
- высокая огнестойкость,
- относительно низкое водопоглощение,
- высокое сопротивление давлению,
- морозостойкость,
- хорошее звукопоглощение,
- легкая механическая обработка (например, отрезка по длине),
- емкость для аккумулирования тепла,
- низкий коэффициент теплопередачи.
Преимущества использования элементов из бетона LECA
БетонLECA, благодаря использованию более пористого LECA, представляет собой материал меньшей толщины, чем обычный бетон. Изготовленные элементы обычно имеют форму блоков и кирпичей, благодаря чему они легче и с ними легче работать. Учитывая эти преимущества, бетон LECA используется для изготовления стеновых и потолочных блоков, перегородок, а также различной фурнитуры, необходимой в строительстве.Шероховатая текстура стен из сборных материалов LECA значительно облегчает адгезию штукатурки.
Недостатки бетона LECA
Из-за немного меньшей толщины по сравнению с кирпичом или силикатными блоками стены из бетона LECA не так хорошо поглощают шум. Более того, учитывая способ строительства из этого материала, по окончании работ необходимо убрать так называемую технологическую влажность. Использование бетона LECA может повлечь за собой необходимость использования более дорогих теплоизоляционных растворов для сохранения правильной теплоизоляции однослойных стен.
Сборные бетонные элементы LECA
Как уже упоминалось выше, сборные бетонные элементы LECA обычно представляют собой блоки или кирпичи. Все они имеют необходимые отверстия (для труб и другого оборудования), что позволяет значительно сэкономить время при строительстве дома. Бетон LECA также можно использовать для производства более изысканных полуфабрикатов, таких как L-образные опалубочные блоки и U-образные фитинги, которые позволяют делать перемычки.
Наиболее популярные области применения бетона LECA
Бетон LECA – универсальный материал, используемый в строительном секторе.Его основные приложения:
- изоляция деревянных и бетонных перекрытий и плоских крыш,
- утепление полов на земле,
- выполнение стоков (например при строительстве полигонов),
- наливных каналов с трубами и трубопроводами,
- садоводство.
В каркасном строительстве блоки LECA можно использовать как для внутренних, так и для наружных стен, независимо от этажности.
БетонLECA также может использоваться в геотехнической инженерии, где он используется в качестве наполнителя LECA, который часто устраняет дорогостоящие методы укрепления грунта (пиллинг, инъекция, замена грунта, специальные фундаменты).В дорожном строительстве LECA используется в составе слоя LECA-асфальта. Также может использоваться как слой профилирования поверхностей, а также как теплоизоляционный слой, специальный пол, теплоизоляция в строительных зданиях.
Структурная кладка стен, подверженная воздействию высоких температур с контролем теплового расширения
ВСТУПЛЕНИЕ
Часто в лабораторных испытаниях стен при высоких температурах не учитываются внутренние силы, возникающие в элементах в реальных условиях из-за ограничений теплового расширения, вызванного температурой (LI et al., 2015). Это связано с тем, что некоторые стандарты, такие как бразильский (ABNT, 2001), для проведения испытаний на огнестойкость стен, несущих или нет, рекомендуют, чтобы боковые края анализируемого образца имели свободное перемещение, что позволяет им расширяться. сбоку. Однако международные стандарты, такие как ISO 834-4 (1994) и BS 476 (1987), хотя и предполагают использование свободных вертикальных краев, позволяют использовать боковые ограничения при условии, что это соответствует реальной ситуации, в которой находится стена. .В частности, вышеупомянутый британский стандарт рекомендует использовать ограничители по вертикали, если рассматриваемый образец стены меньше реальных размеров оцениваемого элемента, или если эта стена расположена между прочными колоннами. На основании этих стандартов и других исследований отмечается, что простое пренебрежение реальными характеристиками стен, которые будут анализироваться в лаборатории, может значительно исказить конечный результат. Shieids et al. (1988), например, проанализировали различные режимы термической деформации малогабаритной модели каменной стены и обнаружили, что максимальный прогиб для данной ситуации зависит от граничных условий, которым подвергается элемент, это означает, что он варьируется в зависимости от ограничения смещения по краям образца.Это также было замечено Нгуеном и Мефтахом (2012), что путем измерения деформаций в разных точках тестируемых стен были получены разные деформации для разных граничных условий, что свидетельствует о влиянии связей на тепловое поведение элемента.
Обеспокоенность по поводу ограничений, применяемых к образцам, возникает из-за того, что внутренние силы, вызванные тепловым расширением, ограниченным в реальных пожарных ситуациях, не имеют должного изучения. При обследовании здания, подвергшегося сильному пожару, можно было наблюдать случаи отслаивания лицевых поверхностей из глиняного кирпича (НАВАРРО; АЯЛА, 2015).В то время элементы не имели структурной функции. Поэтому возникает необходимость понять, при каких обстоятельствах происходит такое растрескивание, какие механизмы вызывают его и каковы возможные последствия этого явления для поведения конструкции, когда речь идет о несущей кладке, поскольку такой конструктивный прием широко используется в зданиях. на нескольких этажах.
Таким образом, мотивация этой работы заключается в необходимости лучше понять поведение каменных структурных стен, подвергающихся воздействию высоких температур, что ранее изучалось в других исследованиях, таких как Souza (2017), Al-Sibahy and Edwards (2013) и Ayala (2010). ), включая понятие внутренних напряжений, вызванных ограничениями теплового расширения, чтобы понять повреждение элементов в реальных ситуациях.Таким образом, цель данной работы – проанализировать поведение каменных стен небольшого размера при воздействии высоких температур, осевой нагрузки и ограничении их бокового теплового расширения, чтобы смоделировать условия, близкие к реальности в пожарной ситуации.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Материалы
Для этого исследования использовались блоки трех различных типов – 7 и 10 МПа, толщиной 14 см и 7 МПа, толщиной 19 см – все из обожженной глины (рис. 1).Размеры и другие характеристики агрегатов приведены в таблице 1.
Таблица 1
Свойства пустотелых блоков из глины.
| ID | Характеристическая прочность | Размеры (l x h x c) | Прочность призмы (раствор f м 4 МПа) | Площадь нетто / общая площадь |
| B1 | 7 МПа | 14 x 19 x 29 см | ≈ 3,5 МПа | ≈ 0,41 |
| B2 | 10 МПа | 14 x 19 x 29 см | ≈ 6,0 МПа | ≈ 0,48 |
| B3 | 7 МПа | 19 x 19 x 29 см | ≈ 3,0 МПа | ≈ 0,36 |
Рисунок 1
Использованы полые блоки из глины. (а) B1. (б) B2. (c) B3.
http://www.pauluzzi.com.br/produtos.php
В стыках образцов использовались традиционные готовые растворы с сопротивлением 4, 6 и 10 МПа – в зависимости от используемого блока. Также было оценено использование полимерного раствора для укладки блоков, чтобы оценить его поведение при чрезмерном нагревании и нагрузке, а также проверить последствия для кладки в целом.
На одном из этапов исследования образцы покрывали строительным раствором. В качестве материала покрытия использовался промышленный раствор толщиной около 1 см.
Экспериментальная программа
Экспериментальная программа проводилась в три этапа: на первом сравнивались все три типа блоков; Второй оценивает толщину и прочность раствора кладочных швов, а также наличие покрытия оценивает для того же блока. Наконец, на третьем этапе оценивается использование полимерных строительных швов.Подробности каждого шага описаны ниже.
Первая очередь
На первом этапе мини-стены из трех различных блоков были подвергнуты термическому испытанию с прочностью раствора, соответствующей максимум 70% от характерной прочности блоков на сжатие. Швы на этом этапе были выполнены толщиной 10 ± 3 мм, заполнены строительными растворами, указанными в таблице 2, как по вертикали, так и по горизонтали, образцы не имели никакого типа покрытия.
Таблица 2
Испытания первой очереди мини-стен – Группа 01.
| Мини-стена | Кирпич | Тип раствора | Толщина шва |
| P1 | B1 | f м ≈ 4,0 МПа | 10 ± 3 мм |
| P2 | B2 | f м ≈ 6,0 МПа | 10 ± 3 мм |
| P3 | B3 | f м ≈ 4,0 МПа | 10 ± 3 мм |
Вторая ступень
На втором этапе использовался только кирпич В1 толщиной 14 см и давлением 7 МПа.На этом этапе оценивали толщину швов, раствор, использованный при изготовлении образцов, и наличие покрытия.
В одном случае (P4) толщина стыка слоя была уменьшена до 5 мм, что позволило сохранить прочность раствора на сжатие на уровне 4 МПа. Последовательно прочность на сжатие была увеличена до 10 МПа, при этом толщина соединения поддерживалась на уровне 10 мм (P5).
Наконец, на этом этапе возникла последняя ситуация: нанесение покрытия. На образец, изготовленный с такими же характеристиками, как у P1, был нанесен слой раствора толщиной 10 мм.Такое покрытие наносили только на лицо, подвергшееся воздействию огня, чтобы не мешать позиционированию приборов на противоположной грани.
Таким образом, были протестированы еще три конфигурации стен и сравнивались с образцами P1, как показано в Таблице 3.
Таблица 3
Испытания мини-стен второго этапа – Группа 02.
| Мини-стена | Кирпич | Тип раствора | Толщина шва |
| P1 | B1 | f м ≈ 4,0 МПа | 10 ± 3 мм |
| P4 | B1 | f м ≈ 4,0 МПа | ≈ 5 мм |
| P5 | B1 | f м ≈ 10,0 МПа | 10 ± 3 мм |
| P6 | B1 | f м ≈ 4,0 МПа и покрытие | 10 ± 3 мм |
Третья ступень
На этом этапе испытания оценивали образцы, построенные с использованием швов из полимерного раствора, по сравнению с образцами, построенными с использованием традиционного раствора.При строительстве этих стен был использован кирпич 10 МПа (В2), чтобы облегчить нанесение полимерного раствора, так как они имеют твердые перемычки. Таким образом, сравнение проводилось в отношении стен P2, поскольку они были выполнены из того же конструкционного кирпича. Характеристики образцов представлены в таблице 4.
Важно отметить, что даже несмотря на то, что обычно головные швы кладки, построенной из полимерного раствора, открыты, для этого исследования полимерный раствор также наносился вертикально, чтобы сохранить герметичность образцов против воздействия высоких температур и обеспечить безопасность. во время теста.
Таблица 4
Испытания мини-стен третьей ступени – Группа 02.
| Мини-стена | Кирпич | Тип раствора | Толщина шва |
| P2 | B2 | f м ≈ 6,0 МПа | 10 ± 3 мм |
| P7 | B2 | Полимерный | – |
Малые стены
Стены были построены из блоков и строительного раствора, как указано в пункте 2.1 и размером 90 x 80 см из-за ограничений по размеру духового шкафа; поэтому их и назвали мини-стенками. Они были построены на металлическом профиле с U-образной гнутой пластиной, чтобы облегчить его движение. Чтобы нагрузки были приложены и равномерно распределены по стене, образцы были покрыты цементным раствором сверху и с обеих сторон, таким образом получив ровную поверхность.
Образцы выдерживались не менее 56 дней, так что влага, присутствующая в строительном растворе, была уменьшена и результаты не пострадали из-за эффектов, присутствующих только в начальном возрасте.Аналогичным образом, для образцов, на которые было нанесено покрытие, это было выполнено по крайней мере через 7 дней после возведения стен, а испытания были выполнены по крайней мере через 56 дней.
Образцы были размещены для испытаний в нагружающем портале, предназначенном для выдерживания приложенных напряжений и предотвращения бокового расширения. Он также был разработан, чтобы позволить приложение распределенных вертикальных нагрузок для имитации нагрузки на несущую стену. Это рама из рельсовых путей с прикрепленными к ней двумя гидравлическими домкратами: один для вертикального нагружения и один для бокового удержания.Оба гидравлических домкрата были прикреплены к тензодатчикам для контроля приращений. Усилие гидравлических домкратов распределялось по поверхностям стен с помощью металлических профилей. Схематический чертеж проектируемого и смонтированного оборудования представлен на рисунке 2.
Рисунок 2
Реакционная рамка, использованная в тестах.
После того, как образец был помещен в реакционную раму, его подключили к электрической печи сопротивления Sanchis, таким образом, одна из поверхностей мини-стенки подвергалась нагреву.Приборы для контроля температуры и смещения были размещены на неэкспонированной поверхности.
Нагрузка, приложенная к образцам, была оценена, поэтому они были применены в соответствии с требованиями NBR 6120 – Нагрузки для расчета строительных конструкций (ABNT, 1980). Таким образом, перед началом испытания на огнестойкость к образцу была приложена нагрузка 97,83 кН / м, которая увеличивалась из-за попыток расширения после начала испытания
Температуры
Из-за ограничений оборудования, доступного в лаборатории, испытание, требуемое NBR 5628 (ABNT, 2001), было адаптировано для небольших стен, которые соответствуют имеющемуся размеру печи.Температура печи увеличивалась со скоростью, подобной стандартной кривой, описанной в NBR 5628 (ABNT, 2001), до максимума 950 ° C, температуры, обычно достигаемой во время реального пожара. Затем мини-стены выдерживали при такой температуре около 4 часов.
Для проверки целостности образцов при необходимости проводился тест на ватных дисках, как описано в NBR 5628 (ABNT, 2001). Тепловая изоляция была проверена с помощью термопар с медным диском на конце для измерения температуры на неэкспонированной поверхности образцов, как рекомендовано в NBR 5628 (ABNT, 2001).В дополнение к термопарам, размещенным на ненагреваемой поверхности, термопары K-типа были размещены через стену для получения значений температуры внутри печи и внутри блоков. Всего было распределено семь термопар, пять из них на неэкспонированной поверхности, для контроля теплоизоляции, а остальные для сбора дополнительной информации (Рисунок 3).
Рис. 3 Расположение термопары
в образцах. (а) Вид спереди. (б) Вид сверху.
Продольные смещения
Используя датчики смещения, также называемые зажимными датчиками, расположенные на неэкспонированной поверхности устройства в центре мини-стен, во время проверки слуха были измерены горизонтальные и вертикальные деформации.Эти устройства были построены на основе устройств, используемых Бебером (2003), и состоят из арок с экстензометрами на их нижней и верхней сторонах (рис. 4). Эти дуги прикрепляются к поверхности, смещения которой необходимо измерить. Удельная деформация, определяемая тензодатчиками в центральной части дуг, коррелирует с относительными смещениями между фиксированными точками A и B.
Расстояние или приближение между различными блоками одного и того же ряда и последовательного ряда также измерялось с помощью зажимных щупов в стыках, что дает указание на поглощение строительным раствором смещений, вызванных термической деформацией.Расположение зажимов в образцах показано на рисунке 4.
Рис. 4 Геометрия зажимов
(BEBER, 2003) и размещение в стене.
Термография
Термографический анализ образца проводился также при его термической обработке. Использование этого метода позволило составить карту температуры по поверхности образцов с помощью термографической камеры FLIR T440 для обнаружения инфракрасного излучения, испускаемого образцами при нагревании.С помощью этого оборудования можно было отслеживать повышение температуры на протяжении всего испытания и определять зоны возможных повреждений кладки. Это также дало возможность провести сравнение распределения тепла в различных типах кладки.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Температура по всем образцам
На рисунке 5 можно увидеть изменение температуры внутри кирпичей (оттенок) для первых трех конфигураций стен, намереваясь сравнить три разных блока.Для блоков B1 и B2 результаты для промежуточной термопары достигли пика около 600 ° C. Стена P3 показывала значения ниже 600ºC, что было связано с тем, что она была построена из блока B3, более широкого, чем другие.
Рисунок 5
Температура внутри кладки для различных типов кирпича (Группа 1).
При сравнении образцов из второго этапа, из рисунка 6 видно, что толщина швов и прочность их растворов не влияют на теплопередачу, при этом температура стенок P1, P4 и P5 внутри блоков составляет около 600 ° C. ° C, хотя нанесение покрытия на открытую поверхность приводит к значительному снижению температуры до менее 400 ° C для стенки P6.
Рисунок 6
Температура внутри кладки по отношению к разным швам и покрытиям (Группа 2).
Третья группа образцов указывает на отсутствие влияния типа соединения на теплопередачу по толщине стенки, поскольку результаты показаний термопары внутри стеновых блоков P2 и P7 были очень похожи (Рисунок 7). Таким образом, использование полимерного раствора не приносит никакого вреда или пользы в отношении этого предмета.
Рисунок 7
Температура внутри кладки по отношению к различным швам при укладке традиционным раствором и полимерным раствором (Группа 3).
Максимальные температуры, зарегистрированные на неотапливаемой поверхности, представлены на Рисунке 8. В целом значения оставались в пределах 140–160 ° C. Исключение составляет образец P3, изготовленный из самого толстого кирпича (B3), и образец P6, который имел покрытие на открытой поверхности. Последний поддерживает температуру ниже 90 ° C, что еще раз демонстрирует изоляцию, которую покрытие обеспечивает элементу, даже если оно нанесено только на одну из его поверхностей. Эти результаты подтверждают данные, полученные Nguyen e Meftah (2012) и Souza (2017), которые обнаружили аналогичные результаты со значительно более низкими температурами в кирпичной кладке с облицованными поверхностями.Первые также выявили некоторое влияние увеличения толщины блока на теплоизоляцию кладки. Как и ожидалось, прочность блоков и швы при укладке не оказывают значительного влияния на температурные результаты испытанной кладки.
Что касается выполнения критериев, установленных бразильским стандартом NBR 14432 (2001b), ни один из образцов не смог достичь требуемых критериев огнестойкости во время испытания – целостности, теплоизоляции и несущей способности.
Рисунок 8
Максимальная температура на неэкспонированной поверхности.
Термографические снимки
Термографические изображения, получаемые каждые 25 минут до тех пор, пока не будут выбраны первые 50 минут теста (Рисунок 9, Рисунок 10 и Рисунок 11). Анализы были выполнены с целью сравнения образцов кладки. На термографических изображениях области светлых тонов представляют самые высокие температуры.
С помощью изображений удалось подтвердить лучшую теплоизоляцию образцов с блоком толщиной 19 см (P3) и покрытием на открытой поверхности (P6).
Для нагретого образца с покрытой поверхностью нагрев неэкспонированной области был задержан и смягчился. Однако на 25-минутном снимке рисунка 11 можно увидеть участки с более высокой температурой в верхней части. Это объясняется местным растрескиванием и отслаиванием раствора для покрытия, что привело к большому распространению тепла в этих областях.
Разница в цвете и, следовательно, в температуре, которую можно увидеть между первыми изображениями (время 0 мин) каждого рисунка, относится к разным температурам в помещении в дни испытаний, которые сильно различаются в течение года в регионе, где тесты были проведены.
Рисунок 9 Термографические изображения
– Группа 01.
Рисунок 10 Термографические изображения
– Группа 02.
Рисунок 11 Термографические изображения
– Группа 03.
Другой образец нагрева может быть также визуализирован для образцов P2 и P7, изготовленных из кирпичей типа B2, с сопротивлением 10 МПа, где температура распространяется в основном через полости (рисунок 11). Картина подобна той, которую наблюдал Nguyen e Meftah (2012), которая идентифицировала более высокие температуры в альвеолах блоков.По мнению авторов, основными механизмами теплопередачи в стене являются конвекция и излучение, поэтому температуры, измеренные в полостях блока, выше, чем измеренные в их поперечных стенках, где тепло распространяется за счет теплопроводности. Таким образом, наблюдаемая картина объясняется тем, что перемычки блоков B2 массивные и, следовательно, распространение тепла в этих областях меньше, чем в кирпичах с пустотелыми стенками.
Продольное перемещение
Смещения, представленные в этом элементе, относятся к движениям в плоскости стен.Были измерены расширения или сжатия кирпичей в вертикальном и горизонтальном направлениях – CG 1 и CG 2, соответственно, а также раздавливание или расстояние между стыками кладки, также по вертикали (CG3) и по горизонтали (CG4).
Для анализа результатов учитывались данные, полученные за первые 150 минут воздействия. После этого они могут испытывать температурные помехи, так как в это время испытания нагрев неэкспонированной поверхности достиг примерно своего максимума, а также нагреваются зажимные манометры, используемые в контрольно-измерительных приборах.Отрицательные значения на графиках представляют закрытие датчиков перемещения, а положительные значения указывают на их открытие.
Одно из наблюдений, которые можно сделать из представленных результатов, заключается в том, что образцы с более гибкими соединениями имеют тенденцию расширять блок, образуя более деформируемую систему по сравнению с другими. Такое поведение можно наблюдать в образце P1, где преобразователи, прикрепленные к центральному блоку – CG 1 и CG 2 – показали поведение, указывающее на расширение в обоих направлениях (Рисунок 12).Начало дилатации совпадает с моментом, когда температура на внешней поверхности начинает повышаться.
Рисунок 12
Продольное смещение кирпичей – Группа 01.
Хотя для образца P2 раствор имел немного более высокое сопротивление, чем у предыдущих, расширение блока не имело такого же поведения. Это могло произойти из-за того, что поперечное ограничение было более эффективным, или из-за большей жесткости кирпича, который имеет массивные, а не полые перемычки, чтобы придать ему большее сопротивление.В случае образца П3 блок практически не двигался в течение рассматриваемого периода. Такое поведение было приписано лучшей теплоизоляции, наблюдаемой для этого образца, который показал небольшое повышение температуры в первые периоды, что привело к меньшему тепловому перемещению. То же самое и с образцом П6, который имеет лучшую теплоизоляцию за счет покрытия лицевой стороны.
За счет повышения прочности шовного раствора до точки, где она достигает или даже превышает прочность кирпича, как в случае P5, шов больше не поглощает деформации, таким образом передавая сжимающие напряжения на кирпич, обозначенные отрицательными значениями CG2 (рисунок 13).То же самое верно и для образца с полимерным раствором (P7), который, поскольку он имеет низкую деформацию, также передает напряжения на кирпич, вызывая его сжатие в обоих направлениях – CG1 и CG2 (Рисунок 14).
Эти передачи сжимающего напряжения на кирпич могут указывать на предупреждающий сигнал о возможном появлении растрескивания в кирпичной кладке при выполнении с применением высокопрочного раствора. Например, в образце П7, соединенном полимерным раствором, можно было визуализировать в кирпиче значительную трещину, хотя это был блок с массивными перемычками.Эта трещина может быть связана с имеющимися в ней сжимающими напряжениями.
Рисунок 13
Продольное смещение кирпичей – Группа 02.
Рисунок 14
Продольное смещение кирпичей – Группа 03.
Несмотря на то, что в проведенных испытаниях не наблюдалось отслаивания, это начало для лучшего понимания характеристик, которые могут способствовать этому явлению в стенах реальных размеров, как было отмечено в исследованиях Nguyen e Meftah (2012) и Souza (2017). .
Почти в каждом случае стык кровати, отслеживаемый CG 3, показывал закрытие, что сигнализировало о сжатии в стыке (Рисунок 15 и Рисунок 16). Такое проявление может быть вызвано либо вертикальной нагрузкой, приложенной к образцу, либо расширением прилегающих к нему кирпичей, либо сочетанием того и другого. Исключение из этой схемы произошло в образце P7, где стык ложа первоначально ведет себя как другие, показывая сжатие, а затем меняет свое движение на противоположное, обозначая раскрытие стыка (рис. 17).Этот факт может быть вызван деградацией и потерей стойкости раствора на внутренней поверхности стены.
Рисунок 15
Продольное смещение кирпичей – Группа 01.
Рисунок 16
Продольное смещение кирпичей – Группа 02.
Рисунок 17
Продольное смещение кирпичей – Группа 03
Движение открытия, отмеченное на CG 4, которое проявлялось для большинства результатов, могло быть результатом движения стены в целом, которая могла расширяться вбок из-за неэффективного ограничения в этом направлении.Возможно, что раствор, использованный для покрытия образцов, не обладал достаточной прочностью для предотвращения деформации. Таким образом, эффект дробления стыка между блоками лучше всего визуализируется в вертикальном направлении с помощью зажимного щупа 3, поскольку в этом направлении приложение нагрузки делает ограничение более эффективным.
В целом, представленные здесь результаты являются важным вкладом в развитие исследований механического поведения кладки при воздействии высоких температур, а также способствуют получению знаний о влиянии типов материалов, используемых при строительстве кладки, на Полученные результаты, предметы, классифицированные как дефицитные или отсутствующие в исследовании Russo e Sciarretta (2013).
ВЫВОДЫ
Испытанные стены показали хорошую стойкость к воздействию высоких температур. После воздействия на них наблюдались преимущественно вертикальные трещины, особенно на лице, подвергающемся воздействию тепла. Кладочный раствор имел значительную потерю прочности. В образцах с покрытием раствор для покрытия полностью отделяется от подложки при повышении температуры.
Можно было сделать вывод, что увеличение толщины блока и, прежде всего, использование строительного раствора снижает теплопередачу к неэкспонированной поверхности.
Анализ данных, полученных для продольных смещений, показал, что более гибкие соединения образуют более деформируемую систему по сравнению с другими, позволяя кирпичу расширяться в обоих направлениях в плоскости. Повышение прочности раствора, равное или превышающее прочность блоков каменной кладки, может представлять опасность для элементов, так как поглощение напряжения швами уменьшается, таким образом передавая напряжение на блок. То же касается и полимерного раствора из-за его низкой деформируемости.
С помощью полученных данных можно наблюдать множество переменных, которые могут влиять на поведение элементов кладки, поскольку это метод строительства, свойства которого трудно понять в случае пожара. Примечательно, что масштабы исследуемых образцов, будучи уменьшенными по сравнению с реальностью, придают им большую жесткость, что, безусловно, влияет на механическое поведение элементов.
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
Аль-Сибахи, А., Эдвардс, Р. (2013), Поведение каменных бумажников, изготовленных из нового состава бетона, при сочетании осевой сжимающей нагрузки и теплового воздействия: экспериментальный подход.Инженерные сооружения, т. 48, с. 193–204, 2013. http://dx.doi.org/10.1016/j.engstruct.2012.09.028
Associação Brasileira De Normas Técnicas (2001), NBR 5628: components construtivos estruturais –terminação da resistência ao fogo. Рио де Жанейро.
Associação Brasileira De Normas Técnicas (1980), NBR 6120 – Cargas para o cálculo de estruturas de edificações. Рио де Жанейро.
Associação Brasileira De Normas Técnicas (2001b), NBR 14432 – Exigências de resistência ao fogo de elementos construtivos de edificações – Procedure.Рио де Жанейро.
Айяла, Ф. Р. Р. (2010). Механические свойства и структурное поведение кладки при повышенных температурах. Тезе (Доуторадо) – Манчестерский университет, факультет инженерии и физических наук. п. 294.
Бебер, А. Дж. (2003). Comportamento Estrutural de Vigas de Concreto Armado Reforçadas com Compósitos de Fibra de Carbono, стр. 317.
Британский институт стандартов (1987). BS 476: огнестойкие испытания строительных материалов и конструкций. Лондон.
Международная организация по стандартизации (1994).ISO 834: Испытания на огнестойкость – Элементы строительных конструкций. Женева.
Ли, Ю., Лу, X., Гуань, Х., Ин, М., Янь, В. (2015). Исследование случая пожара, вызванного обрушением железобетонной каркасной конструкции из каменной кладки. Пожарная техника. https://doi.org/10.1007/s10694-015-0491-0
Наварро, М. К., Аяла, Ф. Р. Р. (2015). Degradación de Materiales de la Construcción Ante la Acción de Altas Temperaturas. Congreso Internacional de Ciencias de la Ingeniería, 2., 2015. Los Mochis. Анаис. Лос Мочис.
Нгуен, Т.Д., Мефтах, Ф. (2012). Поведение стен из глиняной пустотелой кладки при пожаре. Часть 1: Экспериментальный анализ. Журнал пожарной безопасности, т. 52, с. 55–64. https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2012.06.001
Руссо, С., Скиарретта, Ф. (2013). Кладка, подверженная воздействию высоких температур: механическое поведение и свойства – обзор. Журнал пожарной безопасности, т. 55, стр. 69–86, Elsevier. https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2012.10.001
Шиидс, Т.Дж., Коннор, Д. Дж. О., Силкок, Г. В. Х., Донеган, Х. А. (1988). Тепловой прогиб модельной кирпичной кладки. Международная конференция по кирпичной / блочной кладке, 8. Анаис. Дублин: Elsevier Applied Science, v. 2. p.846–856.
Соуза, Р. П. (2017). Avaliação da infência da espessura do revestimento argamassado e do carregamento no comportamento de alvenaria frente a altas temperaturas. Dissertação (Mestrado) – Universidade do Vale dos Sinos. Сан-Леопольдо. 138 с.
Заметки автора
menegonjulia @ gmail.com
Дополнительная информация
Цитируйте как: Menegon, J., Gaio Graeff, A., Silva Filho, LCP (2020), «Структурные кирпичные стены, подвергающиеся воздействию высоких температур с контролем теплового расширения», Revista ALCONPAT, 10 (1), стр. 98 – 114, DOI: http://dx.doi.org/10.21041/ra.v10i1.440
Юридическая информация: Revista ALCONPAT – это ежеквартальное издание Asociación Latinoamericana de Control de Calidad, Patología y Recuperación de la Construcción, Internacional, A.С., км. 6 antigua carretera a Progreso, Мерида, Юкатан, 97310, тел. 5219997385893, [email protected], веб-сайт: www.alconpat.org Ответственный редактор: Педро Кастро Борхес, доктор философии. Сохранение прав на исключительное использование № 04-2013-011717330300-203 и ISSN 2007-6835, оба предоставлены Instituto Nacional de Derecho de Autor. Ответственный за последнее обновление этого выпуска, подразделение информатики ALCONPAT, Элизабет Сабидо Мальдонадо, км. 6, antigua carretera a Progreso, Mérida, Yucatán, C.P. 97310. Мнения авторов не обязательно отражают позицию редактора.Полное или частичное воспроизведение содержания и изображений публикации строго запрещено без предварительного разрешения ALCONPAT Internacional AC. Любой спор, включая ответы авторов, будет опубликован в третьем выпуске 2020 года при условии, что информация будет получена ранее. закрытие второго выпуска 2020г.
Постройте свой дом: как укладывать пол | Блог
Способ укладки полов
В этой статье мы подробно рассмотрим элементы конструкции, необходимые для безупречной современной инсталляции.Начиная с основ, шаги к полной укладке пола просты и гарантируют эффективные и долговечные результаты. Мы также представим оригинальное и инновационное решение в мире строительных профилей, которое позволит вам расположить пол и окна на идеальной высоте.
Напольная секция
Начнем с основ. Слои, из которых состоит пол:
– Плита: самый глубокий слой и наиболее устойчивая к механическому давлению часть.Он может быть реализован из различных материалов, которые изменяют его свойства в зависимости от конкретных потребностей здания. Наиболее распространенной является плита из бетона / пустотелого кирпича, часто используемая в зданиях, где бетон соединяется с пустотелым кирпичом для облегчения конструкции.
– Изоляция: второй слой, не обязательный, но часто используемый. В строительстве под изоляцией понимаются материалы, обладающие термической или акустической стойкостью. Значения изоляции варьируются в зависимости от типа используемого материала.В последние годы композиты, полученные из экологически чистых материалов, стали популярными благодаря своим высоким характеристикам.
– Основание + слой раствора: третий слой поддерживает сам пол. По мере приближения к плиточной поверхности слой раствора позволяет выровнять поверхность, на которую укладывается пол, будь то керамика, смола, дерево, ламинат или камень. Также он позволяет распределять статические или динамические нагрузки на пол.
– Клей: четвертый слой, критичный для монтажников.
– Пол: пятый и последний слой, выбирается в соответствии с личными предпочтениями и дизайном помещения. Дерево, керамика, ламинат и смола – это поверхности с различными характеристиками, которые часто устанавливаются вместе с широким спектром профилей, доступных в бесконечных формах, материалах и отделках, созданных для удовлетворения любых потребностей и стилей.
Отличие основания от раствора
Термины «подложка» и «слой раствора» часто путают при строительстве; хотя они могут казаться идентичными, на самом деле они очень разные.Не следует путать субстрат со слоем под напольное покрытие; фактически он располагается между изоляцией и слоем раствора. В основе лежат трубы или дренажные системы, и он часто используется для уменьшения постоянных механических нагрузок, которым подвергается плита. Кроме того, слой раствора часто действует как теплоизоляция.
Типы подложек
Различие между слоем раствора и субстратом также может быть рассмотрено, поскольку последнее не является обязательным при последующем строительстве, но настоятельно рекомендуется.Экономические и временные ограничения могут привести к изготовлению одного слоя, однако это приведет к увеличению веса и ограниченным изоляционным свойствам. Какие типы субстрата доступны?
Основание из ячеистого бетона (для получения толщины с уменьшенными статическими нагрузками и повышенной звукоизоляцией).
Легкая основа из керамзита (легкое, эффективное решение с отличной прочностью, которое также гарантирует превосходную теплоизоляцию и значительную экономию энергии).
Легкая основа из перлитового бетона (обеспечивает среднюю устойчивость к механическому давлению, но придает выгодные изоляционные свойства, как тепловые, так и акустические).
Важность ступки
Слой раствора – это слой, ближайший к поверхности перед клеем, и, следовательно, он играет важную роль в точности конструкции. Ошибки при выравнивании слоя раствора могут нарушить всю структуру пола, вызывая трещины и трещины. Устойчивость к механическому давлению, способность гарантировать точно выровненную поверхность и распределение нагрузки – основные функции раствора.
Швы перекрытий
В первые дни после заливки слой раствора может дать усадку из-за изменений температуры, и даже несколько миллиметров могут вызвать трещины и трещины.Проблема может усугубиться при установке плитки большого формата. Во избежание этого неудобства рекомендуется размещение структурных швов. Конструкционные швы чаще встречаются на больших поверхностях, таких как промышленные зоны.
Типы и характеристики ступки
Выбор слоя раствора зависит от условий здания и его использования. Основные типы:
Подушка из песка и цементного раствора: классическое и, безусловно, наиболее распространенное решение, требует быстрого нанесения, так как смешивается на строительной площадке.
Самовыравнивающаяся основа для раствора: очень похожа на предыдущие материалы, но с добавлением химических компонентов и воды, что упрощает выравнивание и упрощает нанесение клея.
Подсыпка из керамзитового раствора: альтернатива с высокими тепловыми и акустическими свойствами; его легкий вес отличает его от других вариантов.
Раствор на натуральной основе: самый грубый в списке, состоит исключительно из натуральной извести. Благодаря своим характеристикам его часто используют при реставрации исторических зданий.
Как правильно выбрать толщину слоя раствора
Наиболее часто используемые строительные растворы можно разделить на две большие категории: закрепленные и плавающие. Выбор слоя раствора говорит о его толщине. Чаще всего используются плавающие засыпки из раствора, которые позволяют отделить пол от конструкции за счет размещения звукоизоляции. В этом случае толщина должна составлять от 4 см до 8 см. Во втором случае, когда слой раствора крепится к несущей конструкции, толщина может быть менее 4 см.Стандартная рекомендуемая толщина в обоих случаях составляет 5 см, что гарантирует более высокую безопасность и прочность.
Как использовать профили конструкций
На этом этапе интересно более пристально взглянуть на решение, для которого требуется строительный профиль, дающий установщику определенную точку отсчета для размещения дверей и окон. Укладка профилей обычно происходит после укладки раствора во время укладки плитки. Здесь мы хотели бы выделить чрезвычайно инновационное и удобное решение для установки профиля перед засыпкой раствора.Профиль Plano BFZ, предназначенный для создания плинтуса заподлицо из того же материала, что и пол, также дает установщику ориентир для определения точной высоты слоя раствора и, следовательно, готового пола.
Как такое возможно?
В нижней части профиля есть небольшие каналы, которые соединяются с небольшим горизонтальным линейным профилем, который может быть расположен на желаемой высоте в зависимости от толщины вышеуказанного покрытия. Таким образом, он определит исходную высоту слоя раствора и позволит установщику рассчитать точную высоту дверей и окон.
Технические аспекты этого профиля не влияют на эстетический конечный результат. Фактически, профиль Plano BFZ создает элегантный линейный дизайн.
Фундамент для современных сооружений
Идеальное решение для безупречной установки находится в основах.