ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ ПЕНОПЛАСТЫ НА ОСНОВЕ КАРБАМИДНЫХ СМОЛ С АКТИВИРОВАННЫМИ НАПОЛНИТЕЛЯМИ

Получение опытной партии теплоизоляционных плит на основе карбамидных композиций с активированными наполнителями и технико-экономические расчеты

Пенопласты на синтетических связующих в последнее время находят все более широкое применение в качестве утеплителя стеновых панелей и плит совмещенных покрытий.

Центральным научно-исследовательским институтом строительных конструкций (ЦНИИСК) им. В. А. Кучеренко разработаны требования на новые пенопласты, предназначенные для применения в ограждающих конструкциях /9/. Согласно этим требованиям, средняя плотность пенополимеров, содержащих минеральные или другие наполнители, не должна превышать 200 кг/м3: разрушающее напряжение при сжатии - не менее 0,5 МПа: теплопроводность - не более 0,046 Вт/мК. С целью проверки результатов экспериментальных исследований и изучения возможности использования разработанных карбамидных пенопластов с активированными наполнителями в слоистых ограждающих конструкциях, нами выпущены опытные партии плит размером 1000x500x80 мм.

Плиты получали на опытно-промышленной установке, согласно технологической последовательности, описанной в разделе 5.1.

Процесс заливки пенопласта показан на рис. 5.2.

Состав опытно-промышленной партии карбамидных пенопластов на активированных наполнителях и их основные свойства представлены в таблицах 5.1. и 5.2.

Как видно из данных табл. 5.2 свойства опытной партии пенопластов соответствует требованиям ЦНИИСК им. Кучеренко на утеплителе ограждающих конструкций.

Произведен расчет экономической эффективности применения карбамидных пенопластов в соответствии с требованиями СН 509-78 «Инструкция поопределениюэкономической эффективности использования в строительстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений», Москва, 1979 г.

За базовый вариант принята тепловая изоляция пенопластами на основе фенолоформальдегидных смол (кажущаяся плотность 160 кг/м3) по ТУ 401-01-2-83. Из-за отсутствия установленных цен компонентов карбамидного пенопласта, расчет произведен в ценах 1991 г.

Расчет экономического эффекта от создания и использования новых строительных конструкций производится по формуле:

Э = [(3, +3С1)ф + Ээ-(32+3С2)]-А2 где: , 32 - приведенные затраты на заводское изготовление конструкций по сравниваемым вариантам базовой и новой техники (по СНиП IV-2-82)

3С1, 3С2 - приведенные затраты по возведению конструкций на стройплощадке по сравниваемым вариантам базовой и новой техники, в данном случае

3С1 = ЗС2 =о

Ф - коэффициент изменения срока службы новой строительной конструкции по сравнению с базовым вариантом

(Pi + Ен)7лет Ф = =1

(Р2 + Ен)7лет

Ээ - экономия в сфере эксплуатации конструкций за срок их службы, в данном случае Ээ = 0

А, - годовой объем строительно-монтажных работ с применением

Новых строительных конструкций в расчетном году, /^=1000 м3 в год.

Ен - нормативный коэффициент эффективности Ен = 0,15

Расчет затрат на получение 1 м3 пенопласта на основе фенольных смол приведен в таблице 5.3.

Экономический эффект за счет применения карбамидных пенопластов на активированных наполнителях составляет:

Э=[( 140,2+0) х 1+0-(55,82+0)] х 1000=82,4 тыс. руб.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработаны карбамидные пенопласты с улучшенными физико - техническими и эксплуатационными свойствами на активированных высокодисперсных наполнителях. Установлено, что при совмещении с карбамидной смолой активный наполнитель входит в координационно - химическую связь с полимером.

2. Предложены эффективные катионоактивные поверхностно-активные вещества для карбонатсодержащих кварцевых наполнителей на основе четвертичных аммониевых оснований.

3. Установлено, что активация поверхности наполнителя ЛДБАХ и ДПХ позволяет улучшить смачиваемость ее полимером. При этом краевой угол смачивания снижается соответственно на 35° и 31°, поверхность наполнителя переходит в гидрофобное состояние.

4. Выявлено, что использование активированных наполнителей позволяет повысить термостойкость пенопласта на 20-25%, а степень их отверждения к 30 сут возрасту на 8-10%.

5. Методом математического планирования эксперимента оптимизированы составы карбамидных пенопластов с активированными наполнителями. Установлено, что статистические модели прочности адекватно описывают результаты исследований.

6. Исследованы прочностные свойства наполненных карбамидных пенопластов. Выявлено, что активация поверхности барханного песка ЛДБАХ и ДПХ обеспечивает постоянство высоких прочностных свойств пенопласта в температурном интервале от 0° до 60° С.

7. Установлено, что применение активированных наполнителей способствует снижению интенсивности удаления влаги из материала в начальный период хранения и, в следствии, более равномерному протеканию процессов деформирования при отверждении. Пенопласты на активированных наполнителях позволяют развитие 11-12%-ных деформаций сжатия без потери материалом несущей способности.

8. С применением наполнителей активированных ЛДБАХ и ДПХ теплостойкость пенопластов повышается на 13-15% при оптимальной дисперсности наполнителя, а также значительно снижается показатель горючести конечного продукта.

9. Установлено, что разработанные карбамидные композиции отвечают требованиям, предъявляемым к теплоизоляционным материалам, применяемым в качестве утеплителя для многослойных ограждающих конструкций. На основании разработанных составов и технологии изготовления осуществляется производственное внедрение на базе А. О «Мантра», где строится цех по выпуску карбамидных пенопластов на конвейере непрерывного действия, мощностью 100 тыс. м2 в год.