ПРОГНОЗИРОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПЕНОПОЛИУРЕТАНА ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПЕНОПОЛИУРЕТАНА ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Актуальность работы. Строительство - крупный потребитель жестких пенополиуретанов (ППУ). Пенополиуретанами заполняют пустотелые плиты, стеновые блоки на заводе или непосредственно на стройке, напыляют ППУ на строительные конструкции (наружные стены, бетонные блоки, трубы и т. д.), заливают в емкости или герметизируют стыки панелей. Плиточные ППУ широко используют для теплоизоляции крыш и наружных стен, так как они слабо возгораются и выделяют мало запаха и дыма.

Однако опыт применения ППУ в строительстве показывает его сравни­тельно малую долговечность по отношению к другим материалам строитель­ных конструкций. Так, нередко, в ходе эксплуатации зданий и сооружений приходится не один раз менять дополнительное утепление, которое со вре­менем приходит в негодность. Все это приводит к большим экономическим затратам, а иногда просто невозможно без демонтажа конструкций.

Исследованию длительной работоспособности ППУ посвящено немного работ, и нет общей методики прогнозирования его долговечности и единых рекомендаций по увеличению срока эксплуатации в строительных изделиях.

Актуальность данной работы обусловлена необходимостью уточнения методики прогнозирования и разработки технологических способов повыше­ния долговечности утеплителя из пенополиуретана в строительных изделиях. Для этого следует рассмотреть закономерности разрушения и деформирова­ния ППУ, которые определяются достижением предельных состояний при сочетании различных нагрузок, температур и времени их действия. Также необходимо знать изменение во времени механических, теплофизических, адгезионных свойств данного утеплителя при действии различных эксплуа­тационных факторов.

Испытания проводились с позиции кинетической термофлуктуационной концепции разрушения и деформирования.

Целью работы является уточнение методики прогнозирования долго­вечности утеплителя с позиции кинетической концепции механического по­ведения твердых тел и разработка технологических способов ее повышения на примере пенополиуретана в строительных изделиях различного назначе­ния.

Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие Задачи:

- при вариации заданных постоянных напряжений и температур иссле­довать закономерности разрушения и деформирования пенополиуретана;

- изучить влияние ячеистой макроструктуры и химической микрострук­туры полимера-основы на долговечность пенополиуретана;

- изучить влияние агрессивных жидкостей, климатических факторов, УФ-облучения и высокотемпературного старения на долговечность (работо­способность) пенополиуретана;

- в зонах крепления утеплителя к строительным конструкциям изучить теплофизические и адгезионные свойства;

- на основании полученных результатов исследований уточнить методи­ку прогнозирования и предложить способы повышения долговечности утеп­лителя из пенополиуретана в различных строительных изделиях.

Научная новизна и отличительные особенности результатов^ получен­ных в диссертационной работе, состоят в следующем:

- выявлены термофлуктуационные закономерности разрушения и де­формирования пенополиуретана при разных видах нагружения;

- установлено влияние химической структуры полимера-основы и ячеи­стой структуры на физические константы и эмпирические коэффициенты, определяющие долговечность пенополиуретана;

- изучено влияние различных эксплуатационных воздействий (агрессив­ных сред, климатических факторов, УФ-облучения и высокотемпературного старения) на долговечность пенополиуретана;

- получены эмпирические поправки, учитывающие действие неблаго­приятных факторов внешней среды на долговечность пенополиуретанов;

- уточнена методика прогнозирования и предложены технологические способы повышения долговечности утеплителя из пенополиуретана в строи­тельных изделиях.

Достоверность полученных результатов и выводов по работе обеспе­чена проведением экспериментов с достаточной воспроизводимостью на по­веренном оборудовании, необходимым количеством повторных испытаний, применением статистических методов обработки результатов, а также срав­нением результатов экспериментов с данными других авторов.

Практическое значение. Предложена методика прогнозирования дол­говечности утеплителя из пенополиуретана в строительных изделиях. Даны рекомендации для увеличения срока службы ППУ в зависимости от конст­рукции утепления и режима его эксплуатации.

Внедрение результатов.

Результаты работы внедрены: в ЗАО «Проект-сервис» (г. Тамбов, Мор - шанское шоссе, 23а); в НТЦС ТГТУ (г. Тамбов, ул. Советская, 106).

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и об­суждались на V Международной конференции «Научно-технические про­блемы прогнозирования надежности и долговечности конструкций и методы их решения» (Санкт-Петербург 2003); II, IV Международной научно - технической конференции «Эффективные строительные конструкции. Тео­рия и практика» (Пенза 2003, 2005); VII - XII научных конференциях ТГТУ (Тамбов 2003-2006); Международной научно-технической конференции «Композиционные строительные материалы. Теория и практика» (Пенза 2004); Международной научно-практической конференции «Прогрессивные технологии развития» (Тамбов 2004); Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы в строительстве и архитектуре» (Сама­ра 2004); Десятых академических чтениях отделения строительных наук РААСН «Достижения, проблемы и перспективные направления развития теории и практики строительного материаловедения» (Казань 2006).

Публикации. Основные положения и результаты диссертации отраже­ны в 12 опубликованных работах, в том числе 2 статьи опубликованы в жур­налах из перечня ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, оп­ределенных ВАК РФ.

Автор защищает:

- результаты исследования влияния ячеистой структуры, химического состава полимера-основы, вида нагружения, УФ-облучения, высокотемпера­турного старения, агрессивных сред и температурно-влажностных воздейст­вий на физические константы и эмпирические коэффициенты, определяю­щие долговечность пенополиуретана;

- результаты исследования влияния вида комбинированных соединений ППУ с различными материалами полученных в процессе производства строительных изделий на коэффициент линейного термического расшире­ния;

- результаты исследования влияния климатических факторов на проч­ность клеевого шва между ППУ и другими материалами;

- методику прогнозирования долговечности пенополиуретана в строи­тельных изделиях.

- практические рекомендации по выбору марки утеплителя из пенопо­лиуретана и технологические мероприятия для увеличения его срока службы в строительных изделиях.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введе­ния, пяти глав, основных выводов, содержит 182 страницы, в том числе 138 страниц машинописного текста, 31 таблицу, 76 рисунков, список литературы из 118 наименований и 3 приложения.

ЛЫСЕНКО НИКОЛАЙ ВЛАДИМИРОВИЧ