projekto koordinatorius ir projekto vadovas lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos...

32
1

Upload: others

Post on 16-Feb-2020

3 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

1

2

Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje

Vilniaus Gedimino technikos universiteto profesorius vyresnysis mokslo darbuotojas

dr Marijonas Sinica

Darbovietės adresas Saulėtekio al 11 LT-10223 Vilnius

Tel +370 5 2512358

Mob +370 615 74075

e-mails marijonassinicavgtult marijonassinicagmailcom

Eureka projekto E8790 ndash Enclosurewasteconcrete partneriai Lietuvoje

- Vilniaus Gedinino technikos universitetas ndash Rektorius Prof Dr Alfonsas Daniūnas

- UAB bdquoElnet Groupldquo - direktorius Ridas Čirvinskas

Projekto partneriai iš užsienio

- Įmonė MTO-CV spol s ro ndash direktorius Jan Šamal

- Libereco Technikos universitetas ndash Rektorius Prof Dr Ing Zdenek Kus

3

4

Santrumpos ir simboliai

OĮP ndash orą įtraukiantis priedas

PAM ndash paviršių aktyvinanti medžiaga

PC ndash portlandcementis

RM ndash rišamoji medžiaga

MK ndash metakaolinas

FS ndash polikarbokilatinis superplastiklis

PS ndash pustojo stiklo granulės

PPS ndash putų polistireno granulės

Rgn ndashgniuždymo stipris MPa

Rl ndashlenkimo stipris MPa

Fs ndash sukibimo jėga MPa

λ (10) ndash šilumos laidumo koeficientas W(mmiddotK)

Tegzo - egzoterminio efekto temperatūra ordm C

tegzo ndash laikas per kurį pasiekiama maksimali temperatūramin

5

Referatas

Ataskaitą sudaro 33 puslapiai spausdinto teksto 6 lentelės 21 paveikslas 63 literatūros šaltiniai

Darbe tirtas cementinio kompozito matricos modifikavimas kompleksiniu (MK+FS40+OIP) priedu

Nustatytas jo poveikis matricos porizacijos dydžiui bei cementinio akmens savybėms Ištirtas

cementinio termoizoliacinio kompozito užpildo granuliometrinės sudėties bei granulių ir rišamosios

medžiagos kiekio poveikis kompozito savybėms

Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo 35 tūrio sudaro stambios pūsto stiklo granulės (8-16 mm)

Vidutinio dydžio (4-8 mm) pūsto stiklo granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio polistireninio putplasčio

trupintos granulės sudaro po 15 kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių

ir suformuoti kompaktiškai užpildyta kompozito struktūra Sukurtas cementinis termoizoliacinis

kompozitas kurio sudėtis modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3

rišamosios medžiagos kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas

siekia 007 Wm∙K esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 metakaolino

pakaitalas o kompozito RM ir smulkių iki 2 mm stambumo pūsto stiklo granulių tūrių santykis

sausame mišinyje yra 11Sukietėjusio skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

Ištirtas ir nustatytas porėtų užpildų (pūsto stiklo (PS) ir polistireninio putplaščio granulių (PPS))

granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio

struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K)

gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos granulės padengtos porizuota cementine tešla

(esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3) tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir

formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS

granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31)

tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per porizuotą matricą

Raktiniai žodžiai Cementinis termoizoliacinis kompozitas apsauginiai lakštai apdailinis sluoksnis

porėti užpildai (pūsto stiklo ir polistireninio putplasčio granulės) metakaolinas polikarboksilatinis

superplastiklis orą įtraukiantis priedas fizikinės medžiagų savybės

6

Turinys

Įvadas 7 psl

1 Mokslinė ataskaitos dalis 8 psl

11 Projekto tikslai ir uždaviniai 8 psl

12 Literatūros apžvalga 9 psl

2 Žaliavos ir tyrimų metodika 11 psl

21 Žaliavos 11 psl

22 Tyrimų metodika 12 psl

3 Eksperimentinė dalis 12 psl

31 Termoizoliacinis kompozitas su PS ir PPS granulėmis 12 psl

32 Lakštų rišamosios medžiagos parinkimas ir savybių tyrimas 18 psl

33 Lengvo užpildo ir RM santykio nustatymas apdailiniame sluoksnyje ir jo savybių tyrimas

19 psl

34 Porėtų granulių dydžio poveikis lakšto termoizoliacinio sluoksnio fizikinėms mechaninėms

savybėms 21 psl

4 Bendradarbiavimas su projekto partneriais 23 psl

5 Projekto etapai ir tarpiniai rezultatai 24 psl

6 Tyrimų mokslinė vertė 26 psl

7 Išvados ir rekomendacijos 27 psl

8 Literatūra 28 psl

9 Komandiruočių ataskaita 32 psl

10 Projekto išlaidų sąmata 33 psl

7

Įvadas

Šis darbas yra vykdomas pagal tarptautinį EUREKA projektą Е 8790 - Enclosurewasteconcrete

tema ldquoIŠ TECHNOGENINIŲ ATLIEKŲ SUKURTI NEKENKSMINGUS APLINKAI

CEMENTINIUS KOMPOZITUS IR JŲ GAMYBOS TECHNOLOGIJASrdquo ldquoTO DEVELOP

ENVIRONMENTAL FRIENDLY CEMENT COMPOSITES AND THEIR PRODUCTION

TECHNOLOGIES FROM THE TECHNOLOGICAL WASTErdquo Projekto darbai vykdomi pagal

technologijos mokslų sritį (kodas T000) medžiagų inžinerijos kryptį (kodas 08T) Darbo rūšis ndash

taikomieji moksliniai tyrimai ir technologinė plėtra Projektas vykdomas 36 mėnesius Darbų pradžia

ndash 2014-07-01 darbų pabaiga ndash 2017-06-30

Santrauka

Šiame darbe bus sprendžiamos dvi problemos pirma utilizuoti gamyboje susikaupusias

technogenines atliekas Antra ndash technogenines atliekas pritaikyti naujų efektyvių statybinių

kompozitų kūrimui skirtų pastatų atitvarų konstrukcijoms Bus panaudotos pūsto stiklo bei

polistireninio putplasčio trupintos taros atliekų granulės pagamintos iš technogeninių atliekų Bus

sukurta užpiltinė termoizoliacinio cementinio kompozito formavimo masė kuri sukietėjusi užtikrins

šilumos laidumo koeficientą 006 ndash 007 WmmiddotK gniuždymo stiprį ndash 02 MPa laidumo vandens

garams koeficientą micro ~ 50 ir atsparumą ugniai klasę ndash A2

Bus sukurti termoizoliaciniai lakštai skirti klojinių gamybai iš kurių bus galima suformuoti sienų

stogo bei pamatų pado atitvarų tuščiavidures konstrukcijas Klojinius užpildžius termoizoliacinio

cementinio kompozito užpiltine formavimo mase bus suformuotas vientisos vienalytės pastatų

monolitinės atitvaros užtikrinančios šiluminę varžą iki 8 m2middotKW esant sienos storiui apie 05 m

Tokiu būdu suformuotos pastatų atitvaros bus nekenksmingos žmogaus sveikatai draugiškos aplinkai

ir galės tenkinti pasyviems statiniams keliamus reikalavimus

Finansavimo šaltiniai

Pirmus metus (nuo 2014-07 iki 2015-06-30) darbai yra finansuojami iš Europos sąjungos struktūrinių

fondų programos o nuo 2015-07-01 iki 2017-06-30 iš Lietuvos Respublikos biudžetinių lėšų

Projekto tikslas ir uždaviniai

Tikslas yra iš technogeninių atliekų sukurti aplinkai nekenksmingus cementinius kompozitus ir jų

gamybos technologijas ir pritaikyti jas atitvarų gamyboje Tikslo įgyvendinimui reikės išspręsti

sekančius uždavinius

- sukurti termoizoliacinį kompozitą kurio šilumos laidumo koeficientas bus 006 ndash 007

Wm∙K ir jo gamybos technologiją

- iš termoizoliacinio kompozito formavimo masės sukurti armuotus termoizoliacinius lakštus

jų gamybos technologiją bei lakštų gamybos barą

- iš termoizoliacinių armuotų lakštų sukurti klojinių sistemą skirtą atitvarų formavimui

- sukurti automatizuotą cementinio kompozito formavimo mišinių sudėtinių komponentų

dozavimo maišymo ir paruošto produkto padavimo lanksčių žarnų pagalba į darbinę zoną mobilų

įrenginį

- sukurti atitvarų gamybos technologijas lauko sienų stogo pamatų plokštės su

temoizoliaciniu padu

8

1 Mokslinė ataskaitos dalis

11 Projekto tikslai ir uždaviniai

Šiame darbe bus sprendžiamos dvi problemos Pirma utilizuoti gamyboje susikaupusias

technogenines atliekas ir tuo pačiu sumažinti gamtos teršimą Antra technogenines atliekas pritaikyti

naujų efektyvių statybinių kompozitų kūrimui kuriuos būtų galima panaudoti pastatų atitvarų

konstrukcijose užtikrinant joms kokybiškai naujas eksplotacines savybes Sukurti techniniai

sprendimai sumažins gyvenamųjų namų statybos kaštus kartu užtikrindami komfortabilią aplinką

gyvenamuose būsto patalpose

Šių tikslų įgyvendinimui bus panaudotos pūsto stiklo bei polistireninio putplasčio trupintos taros

atliekų granulės Papildomai apdorotos technogeninės atliekos tampa pagrindine žaliava naujo

produkto PS granulių gamyboje Pagamintos porėtos PS granulės sudaro 110 ndash 310 kgm3 užpildo

skirto termoizoliacinio cementinio kompozito kūrimui PPS taros atliekų trupintos granulės buvo

ištirtos ir panaudotos kuriant polistirenbetonį pagal Eureka projektą E3446 ldquoSandplastrdquo 2005 ndash 2006

metais Sukurtas polistirenbetonis su PPS granulių užpildu turi du esminius trūkumus Tai atsparumas

gniuždymui kurio vertės tenkina termoizoliacinių medžiagų savybes tik esant 2divide6 deformacijai

Dėl didelio organikos kiekio kompozito tūryje jo atsparumo ugniai klasė siekė B ndash s1 d0

Vykdant šį projektą stengsimės pašalinti PPS trūkumus keisdami užpildo rūšį ty PPS granules į PS

granules Granulių atsparumas trupinimui siekia 11 ndash 12 MPa o šilumos laidumo koeficientas

priklausomai nuo granulių dydžio svyruoja nuo 005 iki 0077 WmmiddotK Organikos kiekį sieksime

sumažinti iki 7 kgm3 kas leis padiditi kompozito atsparumą ugniai klasę iki A2 Naujai sukurto

termoizoliacinio cementinio kompozito šilumos laidumo koeficientas būtų 006 ndash 007 WmmiddotK ir būtų

skirtas formuoti lauko sienų ndash atitvarų konstrukcijas Kita sukurto kompozito panaudojimo sritis būtų

ndash armuotų termozioliacinių lakštų konstrukcijose Sukurti armuoti termoizolianiai lakštai būtų

panaudoti klojinių gamybai Tokiu būdu klojinių pagalba galėtume suformuoti atitvarų konstrukcijas

sienų stogo bei pamatų pado

Sienų konstrukciją sudarytų klojiniai suformuoti iš armuotų termoizoliacinių lapų užpildyti statybos

objekte užpiltiniu formavimo mišiniu

Stogą formuotų laikančios dviteinės sijos iš abiejų pusių dengtos klojinių lakštais ir tokiu būdu

suformuotos ertmės būtų užpildytos formavimo mišiniu

Pamatų padą sudarytų iš lakštų suformuoti klojiniai kurių apačioje ant izoliuoto grunto būtų iš

užpiltinės termoizoliacijos formavimo mišinio įrengtas termoizoliacinis sluoksnis kurį dengtų

gelžbetoninis laikantis pamatų padasVisuose techniniuose atitvarų konstrukciniuose sprendimuose

klojiniai ir užpiltinė termoizoliacinė cementinio kompozito formavimo masę sudarytų vienalytę

monolitinę atitvarą Reikia pabrėžti kad rišamoji medžiaga visuose kompozituose yra porėtas

betonas kuris užtikrina gerą vandens garų migraciją per atitvarą iš vidaus į lauko pusę cementinis

kompozias ndash pakankamą atsparumą šalčiui o viensluoksnė atitvarų konstrukcija suformuota iš

vienalytės medžiagos numatomą atitvaros šiluminę varžą R iki 8 m2middotKW užtikrins vandens garų

migraciją ty siena bus bdquokvėpuojantildquo o iš technogeninių atliekų pagamintos užpildo granulės (pūsto

stiklo polistireninio putplasčio taros atliekos) leis išspręsti atliekų utilizavimo problemas Pasibaigus

statinio eksplotacijos laikui cementiniai kompozitai galės būti lengvai smulkinami ir gražinti atgal į

gamybą kaip termozioliaciniai betono užpildai

Manome kad EUREKA projektas leis sukurti ir įdiegti į gamybą naujas termoizoliacines medžiagas

ndash pagamintas iš technogeninių atliekų kurios bus apgintos Europiniais patentais Naujai sukurtos

medžiagos ir jų gamybos technologijos galės būti įdomios ir kitoms Europos šalims sprendžiančioms

analogiškas problemas

9

12 Literatūros apžvalga

Siekiant užtikrinti reikiamą sienos šiluminę varžą naudojamos daugiasluoksnės atitvaros

susidedančios iš vidaus tinko AAC blokų termoizoliacinio bei išorės tinko sluoksnių Dažniausiai

termoizoliacinį sluoksnį sudaro mineralinės vatos arba polistireninis putplastis (1 pav)

Toks daugiasluoksnės sieninės atitvaros šiltinimas įgavo sudėtinės termoizoliacijos sistemos (STS)

pavadinimą (STR201102007) Tačiau STS turi trūkumų

- polistireninis putplastis yra nelaidus vandens garams todėl patalpos turi būti

intensyviai ventiliuojamos

- mineralinės vatos plokštės sugeria drėgmę todėl turi būti rengiami specialūs

ventiliuojami fasadai

- polistireninis putplastis yra degi medžiaga Gaisro metu iš abiejų šiltintojų skiriasi

nuodingi lakūs produktai

1 pav Daugiasluoksnės atitvaros siena a ndash AAC su putų polistireniniu putplasčiu b ndash AAC su mineralinės

vatos sluoksniu ir ventiliuojamuoju fasadu c ndash rūsio sienos šiltinimo variantas 1 ndash AAC blokas 2 ndash vidaus

tinko sluoksnis 3 ndash putų polistireno ar mineralinės vatos pluokštė 4 - išorės tinkas 5 - apdailos plyta 6 ndash oro

tarpas 7 ndash hidroizoliacija 8 - apsauginė plėvelė 9 ndash gruntas (Захарченко еt al 2009)

Įvertinus išvardintus STS trūkumus galima teigti kad pastaruoju metu tampa vis aktualesniu

lengvųjų termoizoliacinių statybinių kompozitų panaudojimas Pastatų statyboje yra naudojamos

progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007) Išorinės sienos

daromos iš lengvo betono (putbetonio keramzitbetonio) šiluminei varžai padidinti daromos

sluoksniuotos monolitinės sienos su termoizoliacinių polistireninio putplasčio arba mineralinės vatos

plokščių įdėklais iš abiejų pusių apsaugotais betono sluoksniu Pagal šią technologiją sudėtiniai

atitvarų elementai tarpusavyje jungiami jungčių kurios yra fiksuojamos užpiltiniuose lengvo betono

sluoksniuose pagalba

Formuojant lakštinius gaminius iš portlandcemenčio ir vandens svarbu gauti stabilią cemento tešlą

kurią galima būtų paskleisti plonu sluoksniu ant formos dugno paviršiaus Tokį efektą galima pasiekti

naudojant superplastiklius tarp kurių dažniausiai į cementinį mišinį pridedami nedideli kiekiai

(01divide15 ) polikarboksilatų Šie priedai efektyviai disperguoja cemento daleles dengdami jas plonu

10

monomolekuliniu sluoksniu Polikarboksilatinių superplastiklių aukšta dispergavimo geba aiškinama

didesnio kiekio uždaryto tarp cemento dalelių vandens išsilaisvinimu į aplinkinį tirpalą Ir nors

plastikliai lėtina cemento hidratacijos procesą tačiau galutiniame jų poveikyje suformuoti gaminiai

įgauna didesnį mechaninį stiprumą (Ramachandran 1998 Houst et al 2008)

Jei ruošiant cemento mišinius naudojami OĮP tai susidarę oro burbuliukai sukimba su hidratuoto

cemento dalelėmis kurių masė padeda disperguoti oro burbuliukus mišinyje ir tuo pačiu mažina jų

polinkį slinkti prie paviršiaus t y flotacijos jėga mažina dalelių nusėdimo galimybes ir greitį

(Lianxiang and Kevin 2005) Priklausomai nuo cemento dalelių sunkio ir įtrauktų oro burbuliukų

kiekio gauname atitinkamo tankio cementinę tešlą kuri sukietėjusi sudaro porėtą betoną (Sinica et al

2005) Atkreipiamas dėmesys į tai kad cementinės tešlos porizacijos procese svarbų vaidmenį vaidina

vanduo Vandens kiekis daro tiesioginį poveikį betono mišinio slankumui Didėjant slankumui

cementinė tešla geba įtraukti didesnį oro kiekį ir tuo pačiu didinti jos porėtumą Tačiau jei betono

mišinio slankumas viršija 150 mm didesni oro burbuliukai dėl plūdurumo jėgų pasidaro mažiau

stabilūs ir bendras oro kiekis betono mišinyje sumažėja (Du and Folliard 2005) Kitas OĮP kaip PAM

poveikis yra kai kurių hidrofobinių dalelių dėl tirpalo paviršiaus įtempimo sumažinimo

hidrofilizacija Rezultate šių dalelių paviršius legvai ir kokybiškai pasidengia cementiniu skiediniu

kas be OĮP butų atlikti problematiška (Kligys 2009)

Betonų stiprumo didinimui ir jų tankio mažinimui yra naudojami pucolaniniai priedai Tai yra aktyvūs

mineraliniai priedai kurie kambario temperatūroje reaguoja su Ca(OH)2 Šių reakcijų metu susidaro

kalcio hidrosilikatai hidroaliuminatai ir kt hidratai kurie didina cementinio akmens stiprumą

Pucolaninėse medžiagose pagrindiniai aktyvūs komponentai yra Al2O3 SiO2 Fe2O3 (Xu and Chung

2000a Brykov et al 2010) Pagal saveiką su Ca(OH)2 yra priedai kurių pagrindą sudaro amorfinis

SiO2 (diatomitai trepeliai opokos SiO2 mikrodulkės ir kt) priedai kurių pagrindą sudaro degtas

molis ndash metakaolinas pelenai šlakai ir kt bei priedai kurių pagrindą sudaro stiklo būsenos silikatai

ir aliumosilikatai (tufai penzos ir kt Zain et al 2000) Reikia atkreipti dėmesį į tai kad degto molio

pagrindinis komponentas ndash inertinis kaolinitas ndash dehidratuojasi ir pereina į aktyvų amorfizuotą

metakaolinitą (Al2O3 2SiO2 Quercia et al 2012) Jam reaguojant su kalkėmis Ca(OH)2 susidaro

hidrogelenitas (2CaO∙Al2O3 SiO2∙8H2O) ir C-S-H(1) kurie lemia pirminį cemento tešlos kietėjimą ir

stiprį nes jo hidratacijos greitis yra didesnis nei amorfinių SiO2 pucolanų (Davraz and Gunduz 2005)

(Oğuzhan Keleştemur and Bahar Demirel 2015) šaltinyje tirtas metakaolino poveikis betono

savybėms Nustatyta kad iki 15 metakaolino pakaitalas gali šiek tiek atlikti superplastiklio

funkcijas užtikrina betono smulkiųjų porų susidarymą ir didina jo ilgaamžiškumą Išsamiai

metakoalino ir ir pelenų kompleksinio priedo poveikį mišinių ir betonų savybių gerinimui mišinių

rišimosi ir kietėjimo laikui tyrė D Šnelson ir kt Nustatyta kad mišinių konsistencijai pagrindinę

įtaką turi metakaolinas

Įvairių naturalių pucolaninių priedų poveikį keičiant jais portlandcementį ištyrė Kenal Celik ir kt

Nustatyta kad šie priedai kurių sudėtyje yra aktyvių aliuminio ir silicio oksidų gali būti efektyviai

panaudoti gaminant stabilių savybių produktus gerinant betono mišinių plastiųkumą bei gaminių

stiprumines savybes Pucolanų panaudojimas betonuose reikalauja padidinto vandens kiekio

formavimo mišiniuose todėl patariama vartoti vandens poreikį mažinančių priedų Apie pucolaninių

priedų poveikį betono savybėms yra paskelbta nemažai duomenų įvardijančių jų teigiamą poveikį

betono savybėms (Jorge ITobon at al 2015 Ameer A Hilal et al 2015 Ru Ji et al 2015)

Įvertinant orą įtraukiančių pucolaninių ir plastifikuojančių priedų poveikį cementinės tešlos ir betono

savybėms bei plonasluoksnių lakštų formavimo specifiką ir mūsų anksčiau atliktų tyrimų rezultatus

buvo parinkti tokie efektyvūs modifikuojantieji priedai

- OĮP bdquoUfapore TCOldquo priedas kurio kiekis užtikrina PPS trupinių hidrofilizaciją ir smulkių porų

susidarymą termoizoliacinio kompozito matricoje

- pucolaninis cemento (10) pakaitalas - MK mažinantis cementinės tešlos ir cementinio akmens

tankį didinantis skiedinio klampą ir stimuliuotis produkto stiprio augimo greitėjimą

- naujos kartos polikarboksilatinis superplastiklis Castament FS-40 kurio 02

portlandcemenčio masės kiekis palengvina lakštų sluoksnių formavimą ir didina galutinio produkto

stiprį

11

Šiame darbe pateikiamas visų išvardintų priedų poveikis cementinių termoizoliacinių kompozitų ir

lakštų sluoksnių savybėms Ir tarplakštinių ir lakštų termoizoliacinių kompozitų matricą sudaro porėta

cementinė tešla o lengvuoju užpildu tarnaja dirbtinių arba technogeninių medžiagų porėtos granulės

((polistireninio putplasčio panaudotos taros trupiniai bei sferinės pūstojo stiklo granulės pagamintos

iš stiklo duženų) Weigler and Karl 1980 Синицa et al 2013 Limbachiya and Meddah 2012))

Naudojant bei utilizuojant šiuos užpildus kartu būtų sprendžiama ir ekologinė problema (Сеземан еt

al 2013) Preleminariai išmatuotas sukurto kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia apie 007

WmmiddotK kas užtikrina 7 m2WK sienos šiluminę varžą esant jos storiui 05 m

Mūsų darbo objektas ir tikslas ndash cementinių ir termoizoliacinių kompozitų ir apdalos lakštų sluoksnių

sudėčių parinkimas ir savybių tyrimas bei lakštų gamybos technologijos sukūrimas

2 Žaliavos ir tyrimų metodika

21 Žaliavos

Termoizoliaciniams kompozitams paruošti naudotas UAB bdquoAkmenės cementasldquo CEM I 425 R

markės portlandcementis atitinkantis LST EN 197-12011 standarto reikalavimus Cemento cheminė

ir mineralinė sudėtys bei charakteristikos pateiktos 1 lentelėje

1 lentelė Portlandcemenčio sudėtys ir charakteristikos

Cheminė sudėtis

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O+Na2O SO3 Kaitmenys Netirpmenys

2076 612 337 6350 401 103 080 023 007

Mineralinė sudėtis Rišimosi trukmė min Savitasis paviršius cm2g

C3S C2S C3A C4AF Pradžia Pabaiga 4200

4854 1529 1040 1017 140 190

Metakaolinas (MK) ndash įmonės UAB Stikloporasldquo technologinė atlieka gauta pūsto stiklo granulių

gamybos metu Savitasis MK paviršius ndash 8650 cm2g piltinis tankis ndash 480 kgm3

Kaip rišamoji medžiaga (RM) buvo naudoti abiejų cementų bei metakaolino kaip 10 cemento

pakaitalo sausieji mišiniai

Cemento ir užpildų tarpusavis turinis santykis kompozituose bei VC santykis buvo nustatomas

eksperimentiniu keliu atsivelgiant į technologines kompozito gavimo galimybes bei jo užsiduotų

savybių verčių

Orą įtraukiantis priedas (OĮP) naudojamas termoizoliaciniam sluoksniui suformuoti ndash bdquoUfapore

TCOldquo balti milteliai turintys 94 aktyviosios medžiagos Priedo kiekis iki 01 RМ masės

Polikarboksilatinis superplastiklis naudojamas visuose kompozituose - Castament FS-40 ndash gelsvi

milteliai Priedo kiekis ndash 02 RM masės

Pagalbinės medžiagos Stiklo audinio bdquoSakretldquo firmos armavimo tinklelis akelių dydis ndash 4 x 4 cm

atitinkantis LVS 203-22005 Latvijos standarto

Kaip užpildas taip pat naudotos 3-jų skirtingų frakcijų ir piltinio tankio pūstojo stiklo granulės (2

lentelė) pagamintos UAB bdquoStikloporasldquo ir polistireninio putplasčio taros smulkūs trupiniai iki 2 mm

dydžio

12

2 lentelė PS ir PPS granulių frakcijos tankis ir šilumos laidumas

Grūdelių skersmuo mm Piltinis tankis kgm3 Šilumos laidumo koeficientas WmmiddotK

PS iki 2 190 0077

PS 4divide8 140 0059

PPS 8-16 120 0052

PPS iki 2 15 0038

22 Tyrimų metodika

Portlandcemenčio rišimosi trukmė buvo nustatyta remiantis standartine metodika LST EN 196-

32005 о savitasis paviršius ndash Bleino prietaisu pagal (LST EN 1097-62010) metodiką

Užpildų (pūstojo stiklo ir polistireninio putplasčio granulių) piltiniai tankiai buvo nustatomi remiantis

(LST EN 3310-12003) Modifikuotos cementinės tešlos egzoterminiam efektui tirti buvo naudojami

laboratorijoje sukonstruotas temperatūros matavimo prietaisas ir sukurta metodika (Antonovič and

Goberis 2003) Rišamoji medžiaga (RM) buvo ruošiama sausai maišant portlandcementį su 10

metakaolino pakaitalu laboratorinėje bdquoVarimixer bearldquo maišyklėje 3 min esant 60 apsmin maišyklės

veleno sukimosi greičiui Ruošiant formavimo mišinius RM kartu su vandeniu ir modifikuojančiais

priedais (FS-40 visuose atvejuose OĮP ndash formuojant termoizoliacinį sluoksnį) buvo maišoma dar 1

min o supylus užpildus (PS visuose atvejuose PPS - formuojant tik termoizoliacinį sluoksnį) dar 2

min esant tam pačiam sukimosi greičiui

Kompozitų formavimo mišiniai buvo ruošiami MXP 1602E maišyklės pagalba (esant jos sukimosi

ašies greičiui 225 apsmin) permaišant 2 min bėgyje visus komponentus (cementą vandenį ir

priedus OĮP ir superplastiklį) išskyrus porėtus užpildus Užpildai buvo dedami į mišinį pačiam

maišymo gale ir maišymas trukdavo dar 5 min esant 60 apsmin greičiui Mišiniai buvo supilami į

skirtingų matmenų formas iš kurių sukietėję bandiniai buvo išformuojami po 2 parų Tolesnis jų

kietėjimas vyko ant grotelių virš vandens klimatinėje kameroje 26 parų bėgyje esant temperatūrai

(20plusmn3) ordmC Po to bandiniai buvo džiovinami 105ordm C temperatūroje (bandiniai su PPS užpildu - iki 50

ordmC) iki pastoviosios masės ir buvo nustatomos jų savybės Sausasis tankis gniuždymo ir lenkimo

stipriai buvo nustatomi taikant (LST EN 1602+ AC+P LST EN 826 LST EN 12089) metodikas

Nustatant kompozito stipruminių savybių vertes buvo pasinaudota komputerizuota įranga

ldquoHaunsfield ndash H10KS)

Bandinių šilumos laidumo koeficientas λ10 buvo nustatomas pagal (LST EN 12664+AC+P) prietaiso

bdquoλ ndash meter EP500ldquopagalba (bandinių matmenys ndash 400x400x100mm)

Naudotų priedų poveikį cementinei matricai (cemento mineralų hidratacijos egzoterminiam efektui)

nustatyti buvo naudotasi (Antonovich and Goberis 2003) metodika išlaikant eksperimento metu

vienodą (037) VC santykį

Kompozito bandinių sorbcinis drėgnis buvo nustatomas pagal (LST EN ISO 1257) metodiką iš-

laikant bandinius (20 plusmn3)ordmC temperatūroje virš K2CO3 NaBr (NH4)2SO4 ir K2SO4 tirpalų kurių

sočiųjų garų drėgnis siekė atitinkamai 43 58 81 ir 94

Sukietėjusių kompozitų struktūrai bei kontakto zonos su pagrindu analizei atlikti naudotas

kompiuterizuotas optinis mikroskopas Motic su skaitmenine kamera (didinimas iki 100 kartų)

Rentgeno struktūriniai tyrimai atlikti difraktometru DRON-7 kurio antikatodas varinis filtras -

nikelinis anodo įtampa ndash 30 kV anodo srovė 12 mA goniometro plyšeliai (05 1 15)mm smailių

iššifravimui naudota ICDD duomenų bazė

3 Eksperimentinė dalis

31 Termoizoliacinis kompozitas su PS ir PPS granulėmis

Formuojant kompozitus su skirtingomis PS granulių frakcijomis reikėjo surasti optimalų frakcijų

tarpusavio santykį Kadangi lengvus užpildus patogiausia matuoti tūrio vienetais bei apribojus

13

cemento sąnaudas iki 150 kgm3 (cemento piltinis tankis 1130 kgm3) ir prilyginus visą sausųjų

komponentų tūrį 100 (atitinkančių 5 tūrio dalims) gavome kompozito sudėtis pateiktas 3 lentelėje

Siekiant nustatyti lengvojo kompozito užpildo frakcijos stambumo ir kiekio poveikį kompozito

tankiui ir stipriui buvo tiriami kompozito bandiniai suformuoti pagal K-1divideK-6 sudėtis (3 lentelė)

OĮP kiekis formavimo mišiniuose buvo didesnis nei kompozitų su AAC trupiniais atveju ir siekė

0045 cemento masės todėl kad reikėjo hidrofilizuoti užpildo granules bei gauti lengvesnę

porizuotą matricą (2 pav)

3 lentelė Kompozitų su pūstojo stiklo granulėmis sudėtys

Kompozito

šifras

Sudėtis

Cementas tūrio dalys

PS granulių frakcijų tūrių dalys

PPS granulių tūrio dayis

8divide16 mm 4divide8 mm le4 mm le4 mm

K-1 083 500 - - -

K-2 083 - 500 - -

K-3 083 - - 500 -

K-4 083 166 166 166 -

K-5 083 250 125 125 -

K-6 083 300 100 100 -

K-7 057 279 - - 221

K-8 048 279 - - 221

K-9 04 279 - - 221

K-10 036 310 100 - 090

K-11 036 300 100 - 100

2 pav OĮP kiekio poveikis cementinės tešlos tankiui (Kligys 2009 Sinica et al 2009)

Atliktų tyrimų rezultatai rodo kad termoizoliacinio kompozito tankis pagrinde priklauso nuo

cementinės matricos kiekio kompozite ir beveik nepriklauso nuo pūstojo stiklo granulių frakcijos

stambumo Pavyzdžiui formuojant kompozitą kuriame cemento ir pūstojo stiklo granulių tūrinis

santykis siekia 0834 gaunamų kompozito bandinių tankis kinta nuo 390 kgm3 kai naudojamos

8divide16 mm stambumo granulės iki 410 kgm3 kai naudojamos le 4 mm stambumo granulės (3 lentelė

K-1divideK-3 kompozito sudėtys)

Analogišką tankį (390 kgm3) gauname naudojant užpildo frakcijų mišinį kuriame stambių vidutinių

ir smulkių pūsto stiklo granulių tūrinis santykis siekė 133133133 (4 lentelė K-4 kompozito

sudėtis) Ir tik padidinus stambios frakcijos pūstojo stiklo granulių tūrį mišinyje iki santykio 211

kompozito tankis sumažėjo iki 370 kgm3 (4 lentelė K-5 kompozito sudėtis) o kai stambių granulių

tūrinis santykis dar padidėjo iki 240808 gavome lengvąjį termoizoliacinį 320 kgm3 tankio

14

kompozitą (3 lentelė K-6 kompozito sudėtis) Suformuotų skirtingo tankio kompozito bandinių

gniuždymo stiprio vertės pateiktos 3 paveiksle

3 pav Termoizoliacinio kompozito bandinių gniuždomasis stipris Kompozito bandinių šifrai atitinka 3

lentelės duomenis

Kaip rodo 3 pav rezultatai didžiausiu stipriu (09 MPa) pasižymi 410 kgm3 tankio kompozitas K-1

(3 pav K-1 stulp) Esant kompozito tankiui 320 kgm3 jo gniuždomasis stipris yra dar pakankamas

ndash 035 MPa (3 pav K-6 stulp) Suformuoti kompozito K-1 divide K-6 bandiniai pateikti 4 pav Matome

kad gautų kompozitų struktūra yra vienalytė t y užpildų ir rišamosios medžiagos tarpusavio santykis

yra adekvatus

Siekiant gauti kuo mažesnį kompozito šilumos laidumo koeficientą mažinome jo tankį Gauto

kompozito gniuždomojo stiprio esama atsarga (pakanka 02 MPa) leido tai padaryti palaipsniui

mažinant portlandcemenčio kiekį nuo 150 kgm3 iki 100 kgm3 kompozite (4 lentelė) bei panaudojant

vietoje smulkiosios (le4 mm) PS granulių frakcijos smulkiąją (le4 mm) PPS trupinių frakciją (4

lentelė K-7divideK-10 kompozito sudėtys) bei panaudojus tarpinę (4divide8 mm) pūsto stiklo granulių frakciją

(4 lentelė K-11 kompozito sudėtis)

K-1 K-2 K-3

K-4 K-5 K-6

4 pav Kompozito bandinių suformuotų pagal K-1divideK-6 sudėtis struktūra

15

4 lentelė Palengvinto termoizoliacinio kompozito savybės

Kompozito

Šifras Tankis kgm3

Stipris MPa Šilumos laidumo koeficientas λ10 WmmiddotK

Gniuždymo Lenkimo

K-7 305 072 026 0114

K-8 260 039 019 0105

K-9 250 030 018 0095

K-10 245 026 017 0070

K-11 240 020 015 0069

Pastaba kompozito sudėtys atitinka 5 lentelės sudėtims

Apsistoti ties K-11 kompozito sudėtimi padėjo jo struktūros tyrimai Kompozito bandinių (K-7divideK-

10) skerspjūvio nuotraukos (5 pav) parodė kad užpildo grūdeliai netolygiai pasiskirstė cementinėje

matricoje o kai kur tarp matricos ir užpildų pasitaiko oro tuštumų

K-7 K-8 K-9

K-10 K-11

5 pav Kompozito bandinių suformuotų pagal K-7divideK-11 sudėtis struktūra

Įvertinus šiuos trūkumus kompozito struktūroje buvo atliktas K-10 sudėties koregavimas

portlandcemenčio kiekis liko toks pat (100 kgm3) o tam kad pasiekti tolygų užpildų pasiskirstymą

bei išvengti oro tuštumų struktūroje buvo palaipsniui didinamas pūsto stiklo stambios frakcijos kiekis

(nuo 126 iki 300 tūrio dalių) bei pridėta 1 tūrio dalis 4divide8 mm skersmens pūsto stiklo granulių ty

abiejų frakcijų pūsto stiklo granulių ir polistireninio putplasčio smulkios frakcijos tarpusavio tūrinis

santykis sudarė 311 (3 ir 4 lentelės K-11) Atlikti šio kompozito savybių tyrimai parodė kad esant

jo tankiui 240 kgm3 gniuždomasis stipris siekia 02 MPa o šilumos laidumo koeficientas ndash 0069

WmmiddotK (3 lentelė K-11)

Tolesni kompozito tyrimai buvo atlikti kompleksiškai nustatant rišamosios medžiagos ir užpildo

(pūsto stiklo granulių bei polistireninio putplasčio taros trupinių kiekio poveikį kompozitų tankiui

stiprumui šilumos laidumui laidumui vandens garams susitraukimui džiūstant bei atsparumo šalčiui

Bandinių formavimo sudėtys pateiktos 5 lentelėje o gauti tyrimų duomenys 6 7 8 9 10 ir 11

paveiksluose

16

5 lentelė Kompozitinės medžiagos formavimo mišinių sudėtys

Kompozito

sudėties Nr

Rišamosios

medžiagos

kiekis kgm3

Pūstojo stiklo granulių tūrinis santykis

Polistireninio putplasčio

taros granulių tūrinis

santykis

(8divide16) mm (4divide8) mm (0divide2) mm (0divide2) mm

1 700 3 1 1 -

2 1000 3 1 1 -

3 1300 3 1 1 -

4 700 3 1 - 1

5 1000 3 1 - 1

6 1300 3 1 - 1

Pastaba Užpildų kiekis bandiniuose (100) buvo prilygintas 5 tūrio dalims

6 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų tankiui

7 pav Kompozitų tankio priklausomybė šilumos laidumui

Tankio ir šilumos laidumo koeficiento mažiausios vertės priklauso nuo rišamosios medžiagos kiekio

esant 70 kgm3 ir panaudojus polistireninio putplasčio granules gaunamas mažiausias tankis tuo pačiu

ir mažiausia šilumos laidumas Šiuo atveju kompozitų stiprumas būna mažiausias bet pakankamas

užsiduotoms vertėms (8 pav) ty stipris gniuždant siekia virš 03 MPa o stipris lenkiant ndash 015 MPa

(9 pav) Tuo atveju kompozitų atsparumas šalčiui net po 100 šaldymo ciklų didina kompozitų stiprį

gniuždant (dėl tolesnio cemento mineralų hidratacijos proceso vykstančio bandymo metu) (10 pav)

Analizuojant kompozitų struktūrą po 100 šaldymo ciklų jokių suirimo požymių nepastebime tai

reiškia jog kompozitai atsparūs šalčiui (11 pav) Atsparumas šaldymui bandymas 4 5 sudėties

kompozitams dar vyksta todėl rezultatai nepateikti

17

8 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam gniuždymo stipriui

9 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam lenkimo stipriui

10 pav Kompozitų vidutinio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo šaldymo ciklų

a b c d 11 pav Kompozitai po 100 šaldymo ciklų a ndash 1 sudėtis b ndash 2 sudėtis c ndash 3 sudėtis d ndash 6 sudėtis

18

32 Lakštų rišamosios medžiagos parinkimas ir savybių tyrimas

Šie tyrimai labai aktualūs lakšto apdailino sluoksnio formavimo mišiniui kurį kaip tik ir sudaro

portlandcementis FS40 polikarboksilatas ir 10 portlandcemenčio keičiantis MK Technologiškai

yra svarbu kad formuojant po pirmo pasluoksnio suformavimo galima būtų kuo greičiau įspausti

armuojantį stiklo audinio tinklelį į cementinę tešlą Tai padėjo atlikti 10 portlandcemenčio

keičiantis MK ir 02 PC masės polikarboksilatinio superplastiklio FS ndash 40 priedas

FS-40 polikarboksilatinio superplastiklio ir MK poveikis portlandcemenčio mineralų hidratacijai

pateiktas 12 pav

12 pav Egzotermijos efekto temperatūrų kaitos priklausomybė nuo laiko 1 ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC +

MK 4 - PC + MK + FS40

Gauti duomenys rodo kad ir MK ir FS-40 priedai lėtina PC mineralų hidrataciją bei žemina

egzoterminio efekto temperatūrą jei gryno cemento Tegzo = 95 ˚C tegzo = 420 min (12 pav 1 kr) tai

esant mišinyje abiems priedams Tegzo sumažėja iki 65 ˚C o tegzo pailgėja iki 1070 min (12 pav4 kr)

Šių priedų poveikis siūlių sukietėjusio skiedinio tankiui pateiktas 13 pav

13 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio tankiui 1 ndash PC 2 ndash

PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

13 pav duomenys rodo kad superplastiklio priedas padidina sukietėjusio skiedinio tankį 125 (13

pav 2 kr) tuo tarpu MK pakaitalas jį 10 mažina 13 pav 3 kr) todėl abiejų medžiagų (priedo ir

pakaitalo) poveikyje tankis sumažėjo nežymiai (apie 5 ) Jų poveikis gniuždymo stipriui pateiktas

14 o lenkimo ndash 15 pav

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

20

30

40

50

60

70

80

90

100T

emp

erat

ucircra

0C

Laikas min

1

3

2

4

19

14 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio gniuždymo stipriui 1

ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

15 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio lenkimo stipriui 1 ndash

PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

Atliktų tyrimų rezultatai parodė kad superplastiklio priedas padidina kaip gniuždymo taip ir lenkimo

sukietėjusio skiedinio stiprį atitinkamai 8 ir 26 (14 ir 15 pav 1 ir 2 kr) tuo tarpu MK daro

teigiamą poveikį tik lenkimo stipriui (15 pav 3 kr)

33 Lengvojo užpildo ir RM santykio nustatymas apdailiname sluoksnyje

ir jo savybių tyrimas

Siekiant pagerinti apdailinio sluoksnio termoizoliacines savybes į formavimo mišinį buvo pridedama

smulkiosios iki 2 mm PS frakcijos granulių kurių tūris sudarė atitinkamai 25 ir 50 RM tūrio

Tankio ir stipruminių savybių kaita priklausomai nuo PS granulių tūrio pavaizduota 16 ir 17 pav

20

16 pav Apdailinio sluoksnio tankio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

17 pav Apdailinio sluoksnio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

18 pav Apdailinio sluoksnio lenkimo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

Gauti duomenys rodo kad sukietėjusio skiedinio tankis ir stiprumas proporcingai mažėja nuo PS

granulių tūrio didėjimo formavimo mišinyje Optimalus PS užpildo kiekis buvo nustatytas lyginant

suformuotų plokštelių fasado paviršius (19 pav)

21

19 pav Apdailinio sluoksnio paviršiaus kokybės priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo

mišinyje 1 ndash 25 2 ndash 50 3- 60 4 ndash 75

Vizualiai lyginant gautų paviršių kokybę galima teigti kad PS granulių tūris formavimo mišinyje

turi būti ne didesnis kaip 50

34 Porėtų PS granulių dydžio poveikis lakšto termoizoliacinio sluoksnio fizikinėms

mechaninėms savybėms

Nustatant PS granulių dydį iš pradžių buvo panaudotos ir stambiosios (8divide16 mm) frakcijos granulės

tačiau tokio kompozito sukibimas su apdailinio sluoksnio stiklo tinkleliu nebuvo kokybiškas dėl

stambių neužpildytų cementine tešla ertmių tarp užpildo granulių Dėl šios priežasties šių bandinių

lenkimo stipris nesiekdavo net 01 MPa o pats bandinys išsisluoksniuodavo (20 pav) tuo tarpu

vidutinės (4divide8 mm) ir smulkiosios (iki 2 mm) PS frakcijos bandiniai po bandymo likdavo

neišsisluoksniavę Norint pagerinti badinių su stambiąja PS frakcija sukibimą su tinkleliu teko

naudoti daugiau cementinės tešlos glaistant ja ant tinklelio paviršiaus nes tešla prasmukdavo pro

tinklelio akutes į ertmes tarp stambiosios frakcijos granulių kas blogino kompozito termoizoliacines

savybes Todėl stambiosios frakcijos granulių tolesniuose tyrimuose teko atsisakyti 6 lentelėje

pateiktos tirtų kompozitų savybių vertės Geriausiomis termoizoliacinėmis savybėmis pasižymi LV

ndash 7 sudėties kompozitas kurio šilumos laidumo koeficientas turi mažiausią vertę ndash 0075 WmmiddotK o

jo stipruminės savybės ne žymiai nusileidžia kitų kompozitų su didesniu RM kiekiu savybėms 20

pav pateikta kompozito bandinių struktūra su stambiosios ir smulkiosios PS frakcijų granulėmis

20 pav Termoizoliacinio sluoksnio bandinių vaizdas po lenkimo stiprio nustatymo bandiniai su stambia PS granulių frakcija (be numeracijos) smulkiosios ir vidutinės frakcijos bandiniai

pažymėti 32 ir 52

22

6 lentelė Kompozitų su porėtais užpildais savybės

Kompozitų šifrai atitinka 3 lentelės šiframs

Lenkimo stipris buvo nustatomas bandant prizmes su įtvirtintu iš abiejų pusių stiklo audinio tinkleliu

a b

21 pav Lakšto termoizoliacinio sluoksnio struktūra kai užpildą sudaro PPS (30 visų užpildo tūrio)

ir PS granulės a ndash stambiosios frakcijos b ndash smulkiosios frakcijos (LV ndash 5) sudėtis ir smulkiosios ndash

vidutinės frakcijos (LV- 7) sudėtis

Kompozito

šifras

Sausasis tankis

kgm3

Gniuždymo

stipris MPa

Lenkimo stipris

MPa

Šilumos laidumo

koeficientas 10

W(mK)

LV-1 420 065 070 0135

LV-2

LV -3

LV-4

LV-5

LV-6

LV-7

385

375

355

330

280

240

060

055

050

050

045

040

065

050

050

045

040

030

0130

0125

0100

0090

0080

0075

23

4 Bendradarbiavimas su projekto partneriais

Glaudžiausias bendradarbiavimas buvo vykdomas su Projekto partneriu iš Lietuvos ndash UAB ldquoElnet

Grouprdquo Ūkio subjektas pastoviai buvo supažindinamas su vykdomais moksliniais tyrimais bei

gautais tyrimų rezultatais Buvo diskutuojama kaip būtų galima juos įgyvendinti praktikoje Darbų

pasiskirstimas tarp Projekto partnerių reikalauja tampraus bendradarbiavimo kad ūkio subjektas

galėtų sukurti technologinę įrangą sugebančia pasiekti tyrimais nustatytus cementinio

termoizoliacinio kompozito technologinius parametrus Kartu buvo išbandomi technologinių

įrengimų ndash maišyklės formavimo mišinio sudėtinių komponentų maišymo principas bei darbinio

maišyklės veleno konstrukcija Daug problėmų kėlė paruošto mišinio transportavimas lanksčių žarnų

pagalba į tarpą tarp klojinių Cementinio termoizoliacinio kompozito sudėtiniai komponentai ndash

užpildo granulės (padengtos apvalios pūsto stiklo tuščiavidurės formos kevalu) turi nedidelį

atsparūmą gniuždymui ir veikiant didesnei spaudimo jėgai turi galimybę suirti Bendradarbiaujant

su Slovakijos firma bdquoSTROJSTAV CMldquo ši problema buvo išspręsta

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu Pirmoje komandiruotėje buvome susitikę su mokslinės dalies

vadove Eva Navratilova kuri sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės

praktikos Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami

cementinio termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų

tarpusavio jungties pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku

aptarėme bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo

sistemų tyrimus Lietuvoje buvo suformuoti bandiniai o Libereco universitete atliekami triukšmo

slopinimo sistemos elementų dinaminio standžio matavimai Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių

metu Čekijos ūkio subjekto atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su poretų granulių gamyba iš

maltų šlako atliekų ir kartu numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei

sieninių panelių gamyboje Bendradarbiavimas tarp partneriu bus tęsiamas per visą Projekto

vykdymo laikotarpį

24

5 Projekto etapai ir tarpiniai rezultatai

Pirmame projekto etape turėjome parinkti termoizoliacinio cementinio kompozito skirto sienų

konstrukcijoms formavimo mišinio parametrus Darbo eigoje nustatyta kad termoizoliacinio

cementinio kompozito matrica turi sudaryti porizuota cementinė tešla modifikuota pūsto stiklo

gamybos atlieka ndash metakaolino priedu Kompozito užpildu kuris sudaro 100 tūrio yra

kombinuotos PS granulės pagamintos iš stiklo duženų miltų ir polistireninės taros susmulkinti

trupiniai PS granulės yra skirtingų frakcijų nuo 4 iki 16 mm dydžio ir kompozite tartusavyje liečiasi

tokiu būdu suformuodami termoizoliacinės medžiagos bdquokarkasąldquo PPS smulkūs trupiniai užpildo

tarpus tarp PS granulių ir tokiu būdu mažino laisvo oro erdvę kompozito struktūroje Šis faktorius

turi tiesioginę įtaką kompozito šilumos laidumo vertei Kompozito užpildas tarpusavyje jungiamas

plonu porizuotos modifikuotos cementinės tešlos sluoksniu Taip yra gaunamas lengvas cementinis

termoizoliacinis kompozitas kurio tankis siekia 230 ndash 250 kgm3 šilumos laidumo koeficientas yra

apie 007 WmmiddotK gniuždymo stipris apie 03 MPa

Kitas uždavinys buvo sukurti termoizoliacinio cementinio kompozito gamybos technologiją

Sprendžiant šią užduotį buvo ištirtas modifikuojančių priedų ir jų maišymo trukmės poveikis

cementinės matricos savybėms rišamosios medžiagos ir skirtingos frakcijos granulių kiekio įtaka

termoizoliacinio sukietėjusio kompozito savybėms Atlikti moksliniai tyrimai leido parinkti

formavimo mišinių maišymo trukmę sudėtiniu komponentų padavimo į formavimo mišinio

paruošimo maišyklę eiliškumą rišiklio rišimosi laikus įvertinant priedų poveikį cemento mineralų

hidratacijos procesui Nustatyta kad pradiniame etape reikia vandenyje permaišyti orą įtraukiatį ir

mišinį plastifikuojanti priedus ir cementą po to maišyti PPS smulkius trupinius ir tik po to į

formavimo mišinių paruošimo maišyklę dėti PS granules Bendra formavimo mišinio paruošimo

trukmė siekia 7 ndash 10 min Laboratorinėmis salygomis paruoštu formavimo mišiniu buvo užpildomos

bandinių formavimui skirtos formos Suformuoti bandiniai iš formų buvo išimami po 12 val

sudedami į polietileninius maišus ir natūraliose sąlygose buvo kietinami 28 paras

Kompozito bandinių fizikinės savybės bei sudėtinių kompozito komponentų tarpusavio jungties

pobūdis kontakto zonoje buvo nustatomos tiriant bandinius pagal galiojančius techninius

reikalavimus VGTU Termoizoliacijos instituto laboratorijose sukomplektuotomis naujausią įranga

Šių tyrimų rezultatai yra pateikiami ataskaitoje plačiau aprašant termoizoliacinio kompozito fizikines

savybes

Darbe buvo sprendžiamas ir armuotų termoizoliacinių lakštų ir jų gamybos technologijos sukūrimas

Lakštų prototipu buvo parinkta dekoratyvinio apdailos laksto konstrukcija sukurta projekto vadovo

ir apginta Lietuvos patentu Nr 4599 Toks techninis sprendimas leido termoizoliacinio kompozito

sluoksnį iš abiejų pusių armuoti stiklo audinio tinkleliu ir sukurti padidinto atsparumo lenkimui

termoizoliacinį lakštą Moksliniais tyrimais buvo nustatyta kad lakštų konstrukcijose galima naudoti

tik 2-8 mm dydžio pūsto stiklo granules o cementine tešlą galima modifikuoti MK priedų iki 30

nuo cemento masės Stiklo audinio tinklelį galima panardinti į cementinės tešlos ir smulkių PS

granulių mišinį esant granulių užpildo kiekiui ne didesniam kaip 50 tešlos mišinio tūrio Optimalus

armuojančių stiklo audinio tinklelių akučių dydis 45times45 mm užtikrinantis sluoksnių esančių

abiejuose tinklelio pusėse stabilią jungtį

Lakštų gamybos išmatavimus lemia gaminami armuojančių tinklelių matmenys Esant tinklo kilimo

pločiui 1000 mm automatiškai išsisprendžia ir lakštų plotis kuris gali būti 500 mm arba 10 m Esant

kitam lakšto pločiui reikalingas tinklelio jungimas kas didina gamybos proceso imlumą ir gamybos

kaštus

Sukurta laboratorinė lakštų gamybos technologija kurioje yra numatyta sekančios operacijos

išvardintos eilės tvarka modifikuotos cementinės tešlos užpilimas ant formos dugno tolygus

cementinės masės paskleidimas armuojančio apatinio tinklelio įspaudimas į cementinę masę

termoizoliacinio cementinio formavimo masės sluoksnio užpilimas į formą ir jos tolygus

paskirstymas viršutinio armuojančio tinklelio uždėjimas ant viršutinio termoizoliacinio kompozito

formavimo masės paviršiaus viršutinio tinklelio dengimas cementine mase jos tolygus paskirstymas

ir įspaudimas į tinklelio akutes Tokiu būdu pagamintas lakštas turi lygų apatinį paviršių ir grubų

25

viršutinį Panaudojus lakštus klojinių konstrukcijose lygus paviršius formuoja galutinai išlygintą

sienos plokštumą reikalaujančią minimalių darbo sąnaudų paviršiaus apdailai Išorinių apdailos

lakštų paviršiaus formavimas bus sprendžiamas ateityje

Įvertinant lakšto paskirtį galime konstatuoti kad termoizoliacines lakšto sąvybes lemia užpildo

granulių kompaktiškas pasiskirstymas lakšto termoizoliacineme sluoksnyje Stambios granulės turi

formuoti karkasą liesdamosios tarpusavyje o tarpai tarp jų turi būti ūžpildyti smulkios frakcijos PPS

trupinių granulėmis Reikia stengtis kad būtų kuo mažiau neužpildytų oro tarpų Lakšto

termoizoliacines sąvybes gerina smulkios frakcijos PS granulių kiekis esantis modifikuotoje

cementinėje tešloje iki 50 tūrio

Lakšto lenkimo stipriui didžiausios įtakos turi armuojančio tinklelio akučių dydis tinklelio sukibimas

su cementine tešla užpildo granulių stabili tarpusavio jungtis bei paties lakšto storis Skaitome kad

mažiausias lakšto storis galėtų būti 25 mm

Pirmais metais viešinant projektą buvo parengtas mokslinis straipsnis apie įvairių priedų poveikį

cementinės matricos porizacijai Be priedų poveikio buvo atsižvelgta į formavimo mišinio maišymo

trukmę Medžiaga apie matricos porėtumo didinimo būdus išsamiai pateikta publikacijoje o

ataskaitoje pateikiama tik nuoroda į straipsnyje pateikiamus tyrimo rezultatus

Žurnale ldquoMokslas ir technikardquo yra supažindinama Lietuvos visuomenė apie Eureka projekto

partnerius projekto tikslus kuriuos turėtų įgyvendinti kiekvienas partneris atskirai darbus

koordinuojant VGTU projekto vadovui Pateikiama projekto trukmė bei nurodomi finansavimo

šaltiniai tame tarpe ir iš Europos struktūrinių fondo lėšų

26

6 Tyrimų mokslinė vertė

Mokslinę liekamąją vertę turi modifikuojančių priedų poveikio cementinės matricos mišinio bei

akmens poretumui tyrimai Ištirta pucolaninio priedo pūsto stiklo gamybos atliekos ndash metakaolino

poveikis cementinės matricos tankiui cemento mineralų hidratacijos procesui mišinio klampai bei

poreto cementinio akmens fizikinėms sąvybėms Ši priklausomybė sujungta kartu su orą įtraukiančiu

ir plastifikuojančių priedų panaudojimu modifikuojant cementinę tešląTyrimų rezultatai yra

apibendrinti moksliniame straipsnyje išsiūstame į Oksfordo universiteto žurnalą bdquoConstruction and

Building Materialsldquo

Porėtų užpildo granulių granuliometrinės sudėties ir jų frakcijų santykis bei porizuotos matricos

kiekio poveikis cementinio termoizoliacinio kompozito savybėms bus apgintas Lietuvos patentu su

tolesniu patentavimu ES

Cementinio termoizoliacinio kompozito ir jo gamybos technologijos sukūrimas leis statyti kokybiškai

naujus namus artimus pasyvaus namo koncepcijos keliamiems reikalavimams

27

7 Išvados ir rekomendacijos

1 Nustatyta kad kompleksinis (MK+FS40+OIP) priedas betonų mineralų hidratacijos procesą

cemento tešloje prailgina iki 1100 min pasiekdamas 60 degC egzoterminio efekto maksimalią

temperatūrą MK modifikuotos cemento tešlos hidratacijos procesas nežymiai pailgėja nors dėl

papildomos pucolaninės reakcijos tarp MK ir cemento hidratacijos produktų egzoterminio efekto

maksimali temperatūra pakyla 8 degC

2 Ištirta kad kompleksinio priedo (FS40+OIP) poveikis mažinant cementinės tešlos tankį labiausiai

pastebimas MK priedų modifikuotoje cementinėje tešloje Modifikuotos cementinės tešlos tankis

sumažėja 33 karto nuo 2158 kgm3 iki 714 kgm3 po 10 min mišinio maišymo Tai yra apie 29

mažesnis tankis nei maltu smėliu modifikuotos cementinės tešlos ir 32 mažesnis tankis nei gryno

cemento porizuotos tešlos Sukietėjusios tešlos ndash porėto betono tankis siekia apie 800 kgm3 tuo tarpu

gryno cementbetonio ndash 1150 kgm3 o maltu smėliu modifikuoto betono ndash 1200 kgm3 Šiuos pokyčius

galima paaiškinti lengvos sutirštintos struktūros formavimo mišinyje susidarymu ir OIP molekulių

adsorbuotų ant cemento dalelių paviršiaus pakankamos jungties suformuotu oro burbuliuku

užtikrinimas

3 Nustatyta kad pucolaniniu priedu MK modifikuota cementinė tešla kartu su kompleksiniais (FS40

ir OIP) priedais įtakoja papildomų naujadarų ndash kalcio hidrosilikatų susidarymą mikro struktūros

pokyčius užtikrinančius submikrokristalinę struktūrą cementinėje matricoje Tai užtikrina mažo

tankio porėto betono pakankamą stiprumą 800 kgm3 tankio porėto betono gniuždymo stipris siekia

25 MPa o lenkimo stipris 10 MPa

4 Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo - 35 tūrio sudaro stambios PS granulės (8-16 mm) Vidutinio

dydžio (4-8 mm) PS granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio PPS trupintos granulės sudaro po 15

kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių ir suformuoti kompaktiškai

užpildyta kompozito struktūrą Sukurtas cementinis termoizoliacinis kompozitas kurio sudėtis

modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3 rišamosios medžiagos

kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia 007Wm∙K

esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

5 Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 - MK o kompozito

RM ir smulkių iki 2 mm stambumo PS granulių tūrių santykis sausame mišinyje yra 11 Sukietėjusio

skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

6 Nustatytas porėtų užpildų PS ir PPS granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis

termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos

laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K) gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos

granulės padengtos porizuota cementine tešla (esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3)

tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai

padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS

granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31) tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per

porizuotą matricą

28

8 Literatūra

Antonovič V Goberis S The effect of different admixture of the properties of refractory conerefe

with portland cement Material science (Medžiagotyra) 4(9) 2003 379-382 p

Asthana R Kumar ADahotre N B2006 Materials Processing and Manufacturing Science

Amsterdam Butterworth-Heinemann 628 p

bdquoAstra ndash polskaldquo firmos tinklalapis internete httpwwwastra-polskacom

Brykov A S Kamaliev R T Mokeev M V 2010 Influence of ultradispersed silica on portland

cement hydration Russian Journal of Applied Chemistry 83(2) 208minus213

Capener J C-M 2009 Properties of Modern Rendering Systems Based on Mineral Binders

Modified by Organic Admixtures Concrete Repair Rehabilitation and Retrofitting II ndash Alexander et

al (eds) Taylor and Francis Group London 863 ndash 869

Davraz M Gunduz L 2005 Engineering properties of amorphous silica as a new natural pozzolan

for use in concrete Cement and Concrete Research 35(7) 1251ndash1261

Du L Folliard K J 2005Mechanisms of entrainment in concrete Cement and Concrete Research

35(8)1463 ndash 1471

Hernaudes-Olivares F Mayer-Lobo P 2011 Experimental Assessment of Comercial One-coat

Renders for Buildings Facades Construction and Building Materials 22 (1) pp 156 ndash 162

Hilal A AThom N H Dawson A R 2015 On void structure and strength of foamed concrete made

without with additives Construction and Building Materials 85 157 ndash 164

Houst Y F Bowen P Perche F Kauppi A Borget P Galmiche L Meins J F Lafuma F

Flatt R J Schober I Banfill P FG Swift D S Myrvold B O Petersenf B G Reknes K

2008 Design and function of novel superplasticizers for more durable high performance concrete

(Superplast Project) Cement and Concrete Research 38(10) 1197 ndash 1209

Hurley J A 2003 UK market survey for foam glas Published by The Waste and Resource Action

Programme The Old Academy 114 p Prieiga per internetą httpwwwwraporguk

Kligys M Laukaitis A Sinica M Sezemanas G Dranseika N 2008 Investigations into the fire

hazard of a composite made from aerated concrete and crushed expanded polystyrene waste

Mechanics of Composite Materials 44(2) 173 ndash 180

Kligys M 2009 Kompozitinės medžiagos iš poringosios cemento tešlos ir trupinto polistireninio

putplasčio gamybos technologija ir savybės Daktaro disertacija Vilnius 137 p

Landensivu J 2012 Durability properties and actual deterioration of Finish concrete fasades and

balcones Thesis for the degree of doctor of science in technology Tampere university of technology

117 p

Lauzon M Garcia-Ruiz P A 2009 Evaluation of Capillary Water Absorbtion in Rendering Mortars

with Powdered Waterproofing Additives Construction and Building Materials 23 (10) 3287 ndash 3291

Lianxiang D Kevin J 2005 Mechanizm of air entrainment in concrete Cement and Concrete

research (35) 1463-1471 p

Limbachiya M Meddah M S Fotiadou S 2012 Performance of granulated foam glass concrete

Construction and Building materials 28(1) 759ndash768

LST EN 197-12011 Cementas 1 dalis Įprastinių cementų sudėtis techniniai reikalavimai ir atitikties

kriterijai

LST EN 196-62010 Cemento bandymų metodai 6 dalis Smulkumo nustatymas

29

LST EN 196-32005 Cemento bandymų metodai 3 dalis Rišimosi trukmių ir tūrio pastovumo

nustatymas

LST EN 933-12002 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 1 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Sijojimo metodas

LST EN 933-22001 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 2 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Analiziniai sietai Vardiniai akelių matmenys

LST ISO 3310-12003 Laboratoriniai sietai Techniniai reikalavimai ir bandymai 1 dalis

Laboratoriniai pinto metalinio vielinio tinkle sietai (tpt ISO 3310-12000) LST EN 1097-62003

Užpildų mechaninių ir fizikinių savybių nustatymo metodai 6 dalis Dalelių tankio ir įmirkio

nustatymas

LST EN 1015-3+A12004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 3 Determination of

Consistence of Fresh Mortar (by Flow Table)

LST EN 1015-102004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 10 Determination of Dry

Bulk Density of Hardened Mortar

LST EN 1015-112002 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 11 Determination of

Flexural and Compressive Strength of Hardened Mortar

LST EN 1015-182003 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of Water

Absorption Coefficient Due to Capillary Action of Hardened Mortar

LST EN 1015-122004 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of

Adhesive Strength of Hardened Rendering and Plastering Mortars on Substrates

LST EN 120892013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiai Elgsenos lenkiant nustatymas

LST EN 16022013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiaiTariamojo tankio nustatymas

LST EN 826 Statybinės termoizoliacines medžiagos Stiprio gniuždant nustatymas

LST EN 126642002 Šiluminės statybinių medžiagų ir gaminių charakteristikos Šiluminės varžos

nustatymas apsaugotos karštosios plokštės ir šilumos srauto matuoklio metodais Vidutinės ir mažos

šiluminės varžos sausi ir drėgni gaminiai

LST EN ISO 125712013 Hygrothermal Performance of Building Materials and Products -

Determination of Hygroscopic Sorption Properties

LST CENTS 772 -222006 Mūro gaminių bandymo metodai 22 dalis Keraminių mūro gaminių

atsparumo šalčiui nustatymas

LST L 1413112005 Statybinis skiedinys Bandymo metodai Atsparumo šalčiui nustatymas

LVS 203-22005 Sakret stiklo audinio armavimo tinklelis

Marčiukaitis G 2007 Statybinės medžiagos ir konstrukcijos Paskaitų konspektas Vilnius 88 p

Mисников O С Тимофеев АВ Черткова ЕЮ 2011 Гидрофобизация минеральных

дисперсных материалов добавками на основе торфа Труды Инсторфа 2 (55)15 ndash 33

Oğuzhan Keleştemur Bahar Demirel 2015 Effect of metakaolin on the corrosion resistance of

structural lightweight concrete Construction and Building Materials 81172 - 178

Quercia G Huumlsken G Brouwers H J 2012 Water demand of amorphous nanosilica and its

impact on the workability of cement paste Cement and Concrete Research 42(2) 344ndash357

Paruta V A Brynzin E I 2009 Manual on Designing and Erecting of Buildings using the Products

with Trademark UDK GAZOBETON Dnepropetrovsk 213 p

30

Ramachandran V S 1998 Superplasticizersproperties and applications in concrete Ottawa

Materials Technology LaboratoryCANMET

Ries J 2008 Structural lightweight aggregate and concrete Structure June 62-63

Ru Ji Zuotai Zhang Yang He Lili Liu Xidong Wang 2015Synthesis characterization and modeling

of new building insulation material using ceramic polishing waste residue Construction and Building

Materials 85 119 ndash 126

Сеземан Г Синица М Клигис М Шепутите-Юцике Ю Вайткус С Мечай А 2013

Цементные строительные композиты на основе лёгких заполнителей из техногенного сырья

Материалы международной научно ndash технической конференции laquo Наука и технология

строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29 ноября Минск

БГТУ 21 ndash 24

Sezemanas G Sinica M Zacharčenko P Pivenj N Mikulskis D Kligys M 2013 Influence

of zeolite additive on the properties of plaster used for external walls from autoclaved aerated

concrete Materials Science (Medžiagotyra) 19(2) 222ndash229

Синица М Шепутите-Юцике Ю Сеземан Г Клигис М Мечай А 2013 Особенности

выполнения ограждающих конструкций с использованием заливной теплоизоляции на основе

гранул вспученного стекла Материалы международной научноndash технической конференции laquo

Наука и технология строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29

ноября Минск БГТУ 69 ndash 72

Sinica MSezemanas GKligys M Česokas S 2007 Investigation of hydro ndash and higro ndash sorption

properties of silicate masonry products Materials Science (Medžiagotyra) 13(3) 229ndash 234

Sinica M Sezemanas G Chesnauskas V 2005 Influence of Air Absorbing Additive on Plaster

Layer Properties Designated to Cover Partions Built from Autoclave Porous Concrete Blocks

Chemical Technology (Cheminė technologija) 4 (38) 91 ndash 95

Sinica M Laukaitis A Sezemanas G Kligys M 2008 Operational Properties of a Heat-insulation

Composite with Expanded Polystyrene Crumbs Mechanics of Composite Materials 4 (44) 415 ndash 424

Sinica M Sezeman G Mikulskis D Kligys M Česnauskas V Zacharčenko P Kuprijenko

P Ščerbina N Pivenj N 2009 Investigation of the composite material with inclusions of

autoclaved aerated concrete chips Materials science 15 ( 4) 356ndash362

Sinica M Sezeman G Zakharchenko P 2012 Daugiasluoksnė lauko atitvara ir jos džiovinimo

būdas Patentas LT5837B

Стерлятов АН 2007 Совместный тепло- и влаго- перенос в ограждающих конструкциях

зданий из газобетона Дисертация кандидата технических наук Новосибиpск 167 с

Tobon J I Paya Jordy Restrepo O J 2015 Study of durability of portland cement mortars blended

with silica nanoparticles Construction and Building Materials 80 92 - 97

STR 205012005 Pastatų atitvarų šiluminė technika Statybos technikos reglamentai Statybos ir

urbanistikos ministerija Vilnius 2005 109p

STR 201102007 Išorės tinkuojamos sudėtinės termoizoliacinės sistemos Statybos technikos

reglamentai Statybos ir urbanistikos ministerija Vilnius 2007 p

Šadauskienė J Ramanauskas J Stankevičius V 2003 Effect of hydrophobicmaterials on water

impermeability and drying of finish brick mansory Material science (medžiagotyra) 9 (1) 94 - 98

Ungkoon Y Sittipunt Ch Namprakai P Jetipattaranat W Kim KS Charinpanitkul T 2007

Analysis of microstructure and properties of autoclaved aerated concrete wall construction materials

Journal of Industrial and Engineering Chemistry 13(7) 1103ndash1108

31

Weigler H Karl S 1980 Structural lightweight aggregate concrete with reduced density-

lightweight aggregate foamed concrete The International Journal of Lightweight Concrete 2 101ndash

104

Xu Y Chung D D L 1999a Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behaviour

of cement paste ACI Materials Journal 96(4) 455minus461

Xu Y Chung D D L 2000a Improving silica fume cement by using silane Cement and Concrete

Research 30(8) 1305- 1311

Zain M F M Safiuddin Md Mahmud H 2000 Developement of high performance concrete

using silica fume at relatively high water-binder rations Cement and Concrete Research 30(9) 1501

ndash 1505

Захарченко П Синица М Сеземан Г Чеснаускас В 2009 Изменение влажности стеновых

конструкций из ячеистобетонных блоков с системой скреплённой теплоизоляции Будiвельнi

матерiали вироби та санiтарна технiка науково-технiчний збiрник Киев Товариство

laquoЗнаниеraquo Украiни (23) 50 ndash 53234

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje

Page 2: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

2

Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje

Vilniaus Gedimino technikos universiteto profesorius vyresnysis mokslo darbuotojas

dr Marijonas Sinica

Darbovietės adresas Saulėtekio al 11 LT-10223 Vilnius

Tel +370 5 2512358

Mob +370 615 74075

e-mails marijonassinicavgtult marijonassinicagmailcom

Eureka projekto E8790 ndash Enclosurewasteconcrete partneriai Lietuvoje

- Vilniaus Gedinino technikos universitetas ndash Rektorius Prof Dr Alfonsas Daniūnas

- UAB bdquoElnet Groupldquo - direktorius Ridas Čirvinskas

Projekto partneriai iš užsienio

- Įmonė MTO-CV spol s ro ndash direktorius Jan Šamal

- Libereco Technikos universitetas ndash Rektorius Prof Dr Ing Zdenek Kus

3

4

Santrumpos ir simboliai

OĮP ndash orą įtraukiantis priedas

PAM ndash paviršių aktyvinanti medžiaga

PC ndash portlandcementis

RM ndash rišamoji medžiaga

MK ndash metakaolinas

FS ndash polikarbokilatinis superplastiklis

PS ndash pustojo stiklo granulės

PPS ndash putų polistireno granulės

Rgn ndashgniuždymo stipris MPa

Rl ndashlenkimo stipris MPa

Fs ndash sukibimo jėga MPa

λ (10) ndash šilumos laidumo koeficientas W(mmiddotK)

Tegzo - egzoterminio efekto temperatūra ordm C

tegzo ndash laikas per kurį pasiekiama maksimali temperatūramin

5

Referatas

Ataskaitą sudaro 33 puslapiai spausdinto teksto 6 lentelės 21 paveikslas 63 literatūros šaltiniai

Darbe tirtas cementinio kompozito matricos modifikavimas kompleksiniu (MK+FS40+OIP) priedu

Nustatytas jo poveikis matricos porizacijos dydžiui bei cementinio akmens savybėms Ištirtas

cementinio termoizoliacinio kompozito užpildo granuliometrinės sudėties bei granulių ir rišamosios

medžiagos kiekio poveikis kompozito savybėms

Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo 35 tūrio sudaro stambios pūsto stiklo granulės (8-16 mm)

Vidutinio dydžio (4-8 mm) pūsto stiklo granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio polistireninio putplasčio

trupintos granulės sudaro po 15 kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių

ir suformuoti kompaktiškai užpildyta kompozito struktūra Sukurtas cementinis termoizoliacinis

kompozitas kurio sudėtis modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3

rišamosios medžiagos kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas

siekia 007 Wm∙K esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 metakaolino

pakaitalas o kompozito RM ir smulkių iki 2 mm stambumo pūsto stiklo granulių tūrių santykis

sausame mišinyje yra 11Sukietėjusio skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

Ištirtas ir nustatytas porėtų užpildų (pūsto stiklo (PS) ir polistireninio putplaščio granulių (PPS))

granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio

struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K)

gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos granulės padengtos porizuota cementine tešla

(esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3) tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir

formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS

granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31)

tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per porizuotą matricą

Raktiniai žodžiai Cementinis termoizoliacinis kompozitas apsauginiai lakštai apdailinis sluoksnis

porėti užpildai (pūsto stiklo ir polistireninio putplasčio granulės) metakaolinas polikarboksilatinis

superplastiklis orą įtraukiantis priedas fizikinės medžiagų savybės

6

Turinys

Įvadas 7 psl

1 Mokslinė ataskaitos dalis 8 psl

11 Projekto tikslai ir uždaviniai 8 psl

12 Literatūros apžvalga 9 psl

2 Žaliavos ir tyrimų metodika 11 psl

21 Žaliavos 11 psl

22 Tyrimų metodika 12 psl

3 Eksperimentinė dalis 12 psl

31 Termoizoliacinis kompozitas su PS ir PPS granulėmis 12 psl

32 Lakštų rišamosios medžiagos parinkimas ir savybių tyrimas 18 psl

33 Lengvo užpildo ir RM santykio nustatymas apdailiniame sluoksnyje ir jo savybių tyrimas

19 psl

34 Porėtų granulių dydžio poveikis lakšto termoizoliacinio sluoksnio fizikinėms mechaninėms

savybėms 21 psl

4 Bendradarbiavimas su projekto partneriais 23 psl

5 Projekto etapai ir tarpiniai rezultatai 24 psl

6 Tyrimų mokslinė vertė 26 psl

7 Išvados ir rekomendacijos 27 psl

8 Literatūra 28 psl

9 Komandiruočių ataskaita 32 psl

10 Projekto išlaidų sąmata 33 psl

7

Įvadas

Šis darbas yra vykdomas pagal tarptautinį EUREKA projektą Е 8790 - Enclosurewasteconcrete

tema ldquoIŠ TECHNOGENINIŲ ATLIEKŲ SUKURTI NEKENKSMINGUS APLINKAI

CEMENTINIUS KOMPOZITUS IR JŲ GAMYBOS TECHNOLOGIJASrdquo ldquoTO DEVELOP

ENVIRONMENTAL FRIENDLY CEMENT COMPOSITES AND THEIR PRODUCTION

TECHNOLOGIES FROM THE TECHNOLOGICAL WASTErdquo Projekto darbai vykdomi pagal

technologijos mokslų sritį (kodas T000) medžiagų inžinerijos kryptį (kodas 08T) Darbo rūšis ndash

taikomieji moksliniai tyrimai ir technologinė plėtra Projektas vykdomas 36 mėnesius Darbų pradžia

ndash 2014-07-01 darbų pabaiga ndash 2017-06-30

Santrauka

Šiame darbe bus sprendžiamos dvi problemos pirma utilizuoti gamyboje susikaupusias

technogenines atliekas Antra ndash technogenines atliekas pritaikyti naujų efektyvių statybinių

kompozitų kūrimui skirtų pastatų atitvarų konstrukcijoms Bus panaudotos pūsto stiklo bei

polistireninio putplasčio trupintos taros atliekų granulės pagamintos iš technogeninių atliekų Bus

sukurta užpiltinė termoizoliacinio cementinio kompozito formavimo masė kuri sukietėjusi užtikrins

šilumos laidumo koeficientą 006 ndash 007 WmmiddotK gniuždymo stiprį ndash 02 MPa laidumo vandens

garams koeficientą micro ~ 50 ir atsparumą ugniai klasę ndash A2

Bus sukurti termoizoliaciniai lakštai skirti klojinių gamybai iš kurių bus galima suformuoti sienų

stogo bei pamatų pado atitvarų tuščiavidures konstrukcijas Klojinius užpildžius termoizoliacinio

cementinio kompozito užpiltine formavimo mase bus suformuotas vientisos vienalytės pastatų

monolitinės atitvaros užtikrinančios šiluminę varžą iki 8 m2middotKW esant sienos storiui apie 05 m

Tokiu būdu suformuotos pastatų atitvaros bus nekenksmingos žmogaus sveikatai draugiškos aplinkai

ir galės tenkinti pasyviems statiniams keliamus reikalavimus

Finansavimo šaltiniai

Pirmus metus (nuo 2014-07 iki 2015-06-30) darbai yra finansuojami iš Europos sąjungos struktūrinių

fondų programos o nuo 2015-07-01 iki 2017-06-30 iš Lietuvos Respublikos biudžetinių lėšų

Projekto tikslas ir uždaviniai

Tikslas yra iš technogeninių atliekų sukurti aplinkai nekenksmingus cementinius kompozitus ir jų

gamybos technologijas ir pritaikyti jas atitvarų gamyboje Tikslo įgyvendinimui reikės išspręsti

sekančius uždavinius

- sukurti termoizoliacinį kompozitą kurio šilumos laidumo koeficientas bus 006 ndash 007

Wm∙K ir jo gamybos technologiją

- iš termoizoliacinio kompozito formavimo masės sukurti armuotus termoizoliacinius lakštus

jų gamybos technologiją bei lakštų gamybos barą

- iš termoizoliacinių armuotų lakštų sukurti klojinių sistemą skirtą atitvarų formavimui

- sukurti automatizuotą cementinio kompozito formavimo mišinių sudėtinių komponentų

dozavimo maišymo ir paruošto produkto padavimo lanksčių žarnų pagalba į darbinę zoną mobilų

įrenginį

- sukurti atitvarų gamybos technologijas lauko sienų stogo pamatų plokštės su

temoizoliaciniu padu

8

1 Mokslinė ataskaitos dalis

11 Projekto tikslai ir uždaviniai

Šiame darbe bus sprendžiamos dvi problemos Pirma utilizuoti gamyboje susikaupusias

technogenines atliekas ir tuo pačiu sumažinti gamtos teršimą Antra technogenines atliekas pritaikyti

naujų efektyvių statybinių kompozitų kūrimui kuriuos būtų galima panaudoti pastatų atitvarų

konstrukcijose užtikrinant joms kokybiškai naujas eksplotacines savybes Sukurti techniniai

sprendimai sumažins gyvenamųjų namų statybos kaštus kartu užtikrindami komfortabilią aplinką

gyvenamuose būsto patalpose

Šių tikslų įgyvendinimui bus panaudotos pūsto stiklo bei polistireninio putplasčio trupintos taros

atliekų granulės Papildomai apdorotos technogeninės atliekos tampa pagrindine žaliava naujo

produkto PS granulių gamyboje Pagamintos porėtos PS granulės sudaro 110 ndash 310 kgm3 užpildo

skirto termoizoliacinio cementinio kompozito kūrimui PPS taros atliekų trupintos granulės buvo

ištirtos ir panaudotos kuriant polistirenbetonį pagal Eureka projektą E3446 ldquoSandplastrdquo 2005 ndash 2006

metais Sukurtas polistirenbetonis su PPS granulių užpildu turi du esminius trūkumus Tai atsparumas

gniuždymui kurio vertės tenkina termoizoliacinių medžiagų savybes tik esant 2divide6 deformacijai

Dėl didelio organikos kiekio kompozito tūryje jo atsparumo ugniai klasė siekė B ndash s1 d0

Vykdant šį projektą stengsimės pašalinti PPS trūkumus keisdami užpildo rūšį ty PPS granules į PS

granules Granulių atsparumas trupinimui siekia 11 ndash 12 MPa o šilumos laidumo koeficientas

priklausomai nuo granulių dydžio svyruoja nuo 005 iki 0077 WmmiddotK Organikos kiekį sieksime

sumažinti iki 7 kgm3 kas leis padiditi kompozito atsparumą ugniai klasę iki A2 Naujai sukurto

termoizoliacinio cementinio kompozito šilumos laidumo koeficientas būtų 006 ndash 007 WmmiddotK ir būtų

skirtas formuoti lauko sienų ndash atitvarų konstrukcijas Kita sukurto kompozito panaudojimo sritis būtų

ndash armuotų termozioliacinių lakštų konstrukcijose Sukurti armuoti termoizolianiai lakštai būtų

panaudoti klojinių gamybai Tokiu būdu klojinių pagalba galėtume suformuoti atitvarų konstrukcijas

sienų stogo bei pamatų pado

Sienų konstrukciją sudarytų klojiniai suformuoti iš armuotų termoizoliacinių lapų užpildyti statybos

objekte užpiltiniu formavimo mišiniu

Stogą formuotų laikančios dviteinės sijos iš abiejų pusių dengtos klojinių lakštais ir tokiu būdu

suformuotos ertmės būtų užpildytos formavimo mišiniu

Pamatų padą sudarytų iš lakštų suformuoti klojiniai kurių apačioje ant izoliuoto grunto būtų iš

užpiltinės termoizoliacijos formavimo mišinio įrengtas termoizoliacinis sluoksnis kurį dengtų

gelžbetoninis laikantis pamatų padasVisuose techniniuose atitvarų konstrukciniuose sprendimuose

klojiniai ir užpiltinė termoizoliacinė cementinio kompozito formavimo masę sudarytų vienalytę

monolitinę atitvarą Reikia pabrėžti kad rišamoji medžiaga visuose kompozituose yra porėtas

betonas kuris užtikrina gerą vandens garų migraciją per atitvarą iš vidaus į lauko pusę cementinis

kompozias ndash pakankamą atsparumą šalčiui o viensluoksnė atitvarų konstrukcija suformuota iš

vienalytės medžiagos numatomą atitvaros šiluminę varžą R iki 8 m2middotKW užtikrins vandens garų

migraciją ty siena bus bdquokvėpuojantildquo o iš technogeninių atliekų pagamintos užpildo granulės (pūsto

stiklo polistireninio putplasčio taros atliekos) leis išspręsti atliekų utilizavimo problemas Pasibaigus

statinio eksplotacijos laikui cementiniai kompozitai galės būti lengvai smulkinami ir gražinti atgal į

gamybą kaip termozioliaciniai betono užpildai

Manome kad EUREKA projektas leis sukurti ir įdiegti į gamybą naujas termoizoliacines medžiagas

ndash pagamintas iš technogeninių atliekų kurios bus apgintos Europiniais patentais Naujai sukurtos

medžiagos ir jų gamybos technologijos galės būti įdomios ir kitoms Europos šalims sprendžiančioms

analogiškas problemas

9

12 Literatūros apžvalga

Siekiant užtikrinti reikiamą sienos šiluminę varžą naudojamos daugiasluoksnės atitvaros

susidedančios iš vidaus tinko AAC blokų termoizoliacinio bei išorės tinko sluoksnių Dažniausiai

termoizoliacinį sluoksnį sudaro mineralinės vatos arba polistireninis putplastis (1 pav)

Toks daugiasluoksnės sieninės atitvaros šiltinimas įgavo sudėtinės termoizoliacijos sistemos (STS)

pavadinimą (STR201102007) Tačiau STS turi trūkumų

- polistireninis putplastis yra nelaidus vandens garams todėl patalpos turi būti

intensyviai ventiliuojamos

- mineralinės vatos plokštės sugeria drėgmę todėl turi būti rengiami specialūs

ventiliuojami fasadai

- polistireninis putplastis yra degi medžiaga Gaisro metu iš abiejų šiltintojų skiriasi

nuodingi lakūs produktai

1 pav Daugiasluoksnės atitvaros siena a ndash AAC su putų polistireniniu putplasčiu b ndash AAC su mineralinės

vatos sluoksniu ir ventiliuojamuoju fasadu c ndash rūsio sienos šiltinimo variantas 1 ndash AAC blokas 2 ndash vidaus

tinko sluoksnis 3 ndash putų polistireno ar mineralinės vatos pluokštė 4 - išorės tinkas 5 - apdailos plyta 6 ndash oro

tarpas 7 ndash hidroizoliacija 8 - apsauginė plėvelė 9 ndash gruntas (Захарченко еt al 2009)

Įvertinus išvardintus STS trūkumus galima teigti kad pastaruoju metu tampa vis aktualesniu

lengvųjų termoizoliacinių statybinių kompozitų panaudojimas Pastatų statyboje yra naudojamos

progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007) Išorinės sienos

daromos iš lengvo betono (putbetonio keramzitbetonio) šiluminei varžai padidinti daromos

sluoksniuotos monolitinės sienos su termoizoliacinių polistireninio putplasčio arba mineralinės vatos

plokščių įdėklais iš abiejų pusių apsaugotais betono sluoksniu Pagal šią technologiją sudėtiniai

atitvarų elementai tarpusavyje jungiami jungčių kurios yra fiksuojamos užpiltiniuose lengvo betono

sluoksniuose pagalba

Formuojant lakštinius gaminius iš portlandcemenčio ir vandens svarbu gauti stabilią cemento tešlą

kurią galima būtų paskleisti plonu sluoksniu ant formos dugno paviršiaus Tokį efektą galima pasiekti

naudojant superplastiklius tarp kurių dažniausiai į cementinį mišinį pridedami nedideli kiekiai

(01divide15 ) polikarboksilatų Šie priedai efektyviai disperguoja cemento daleles dengdami jas plonu

10

monomolekuliniu sluoksniu Polikarboksilatinių superplastiklių aukšta dispergavimo geba aiškinama

didesnio kiekio uždaryto tarp cemento dalelių vandens išsilaisvinimu į aplinkinį tirpalą Ir nors

plastikliai lėtina cemento hidratacijos procesą tačiau galutiniame jų poveikyje suformuoti gaminiai

įgauna didesnį mechaninį stiprumą (Ramachandran 1998 Houst et al 2008)

Jei ruošiant cemento mišinius naudojami OĮP tai susidarę oro burbuliukai sukimba su hidratuoto

cemento dalelėmis kurių masė padeda disperguoti oro burbuliukus mišinyje ir tuo pačiu mažina jų

polinkį slinkti prie paviršiaus t y flotacijos jėga mažina dalelių nusėdimo galimybes ir greitį

(Lianxiang and Kevin 2005) Priklausomai nuo cemento dalelių sunkio ir įtrauktų oro burbuliukų

kiekio gauname atitinkamo tankio cementinę tešlą kuri sukietėjusi sudaro porėtą betoną (Sinica et al

2005) Atkreipiamas dėmesys į tai kad cementinės tešlos porizacijos procese svarbų vaidmenį vaidina

vanduo Vandens kiekis daro tiesioginį poveikį betono mišinio slankumui Didėjant slankumui

cementinė tešla geba įtraukti didesnį oro kiekį ir tuo pačiu didinti jos porėtumą Tačiau jei betono

mišinio slankumas viršija 150 mm didesni oro burbuliukai dėl plūdurumo jėgų pasidaro mažiau

stabilūs ir bendras oro kiekis betono mišinyje sumažėja (Du and Folliard 2005) Kitas OĮP kaip PAM

poveikis yra kai kurių hidrofobinių dalelių dėl tirpalo paviršiaus įtempimo sumažinimo

hidrofilizacija Rezultate šių dalelių paviršius legvai ir kokybiškai pasidengia cementiniu skiediniu

kas be OĮP butų atlikti problematiška (Kligys 2009)

Betonų stiprumo didinimui ir jų tankio mažinimui yra naudojami pucolaniniai priedai Tai yra aktyvūs

mineraliniai priedai kurie kambario temperatūroje reaguoja su Ca(OH)2 Šių reakcijų metu susidaro

kalcio hidrosilikatai hidroaliuminatai ir kt hidratai kurie didina cementinio akmens stiprumą

Pucolaninėse medžiagose pagrindiniai aktyvūs komponentai yra Al2O3 SiO2 Fe2O3 (Xu and Chung

2000a Brykov et al 2010) Pagal saveiką su Ca(OH)2 yra priedai kurių pagrindą sudaro amorfinis

SiO2 (diatomitai trepeliai opokos SiO2 mikrodulkės ir kt) priedai kurių pagrindą sudaro degtas

molis ndash metakaolinas pelenai šlakai ir kt bei priedai kurių pagrindą sudaro stiklo būsenos silikatai

ir aliumosilikatai (tufai penzos ir kt Zain et al 2000) Reikia atkreipti dėmesį į tai kad degto molio

pagrindinis komponentas ndash inertinis kaolinitas ndash dehidratuojasi ir pereina į aktyvų amorfizuotą

metakaolinitą (Al2O3 2SiO2 Quercia et al 2012) Jam reaguojant su kalkėmis Ca(OH)2 susidaro

hidrogelenitas (2CaO∙Al2O3 SiO2∙8H2O) ir C-S-H(1) kurie lemia pirminį cemento tešlos kietėjimą ir

stiprį nes jo hidratacijos greitis yra didesnis nei amorfinių SiO2 pucolanų (Davraz and Gunduz 2005)

(Oğuzhan Keleştemur and Bahar Demirel 2015) šaltinyje tirtas metakaolino poveikis betono

savybėms Nustatyta kad iki 15 metakaolino pakaitalas gali šiek tiek atlikti superplastiklio

funkcijas užtikrina betono smulkiųjų porų susidarymą ir didina jo ilgaamžiškumą Išsamiai

metakoalino ir ir pelenų kompleksinio priedo poveikį mišinių ir betonų savybių gerinimui mišinių

rišimosi ir kietėjimo laikui tyrė D Šnelson ir kt Nustatyta kad mišinių konsistencijai pagrindinę

įtaką turi metakaolinas

Įvairių naturalių pucolaninių priedų poveikį keičiant jais portlandcementį ištyrė Kenal Celik ir kt

Nustatyta kad šie priedai kurių sudėtyje yra aktyvių aliuminio ir silicio oksidų gali būti efektyviai

panaudoti gaminant stabilių savybių produktus gerinant betono mišinių plastiųkumą bei gaminių

stiprumines savybes Pucolanų panaudojimas betonuose reikalauja padidinto vandens kiekio

formavimo mišiniuose todėl patariama vartoti vandens poreikį mažinančių priedų Apie pucolaninių

priedų poveikį betono savybėms yra paskelbta nemažai duomenų įvardijančių jų teigiamą poveikį

betono savybėms (Jorge ITobon at al 2015 Ameer A Hilal et al 2015 Ru Ji et al 2015)

Įvertinant orą įtraukiančių pucolaninių ir plastifikuojančių priedų poveikį cementinės tešlos ir betono

savybėms bei plonasluoksnių lakštų formavimo specifiką ir mūsų anksčiau atliktų tyrimų rezultatus

buvo parinkti tokie efektyvūs modifikuojantieji priedai

- OĮP bdquoUfapore TCOldquo priedas kurio kiekis užtikrina PPS trupinių hidrofilizaciją ir smulkių porų

susidarymą termoizoliacinio kompozito matricoje

- pucolaninis cemento (10) pakaitalas - MK mažinantis cementinės tešlos ir cementinio akmens

tankį didinantis skiedinio klampą ir stimuliuotis produkto stiprio augimo greitėjimą

- naujos kartos polikarboksilatinis superplastiklis Castament FS-40 kurio 02

portlandcemenčio masės kiekis palengvina lakštų sluoksnių formavimą ir didina galutinio produkto

stiprį

11

Šiame darbe pateikiamas visų išvardintų priedų poveikis cementinių termoizoliacinių kompozitų ir

lakštų sluoksnių savybėms Ir tarplakštinių ir lakštų termoizoliacinių kompozitų matricą sudaro porėta

cementinė tešla o lengvuoju užpildu tarnaja dirbtinių arba technogeninių medžiagų porėtos granulės

((polistireninio putplasčio panaudotos taros trupiniai bei sferinės pūstojo stiklo granulės pagamintos

iš stiklo duženų) Weigler and Karl 1980 Синицa et al 2013 Limbachiya and Meddah 2012))

Naudojant bei utilizuojant šiuos užpildus kartu būtų sprendžiama ir ekologinė problema (Сеземан еt

al 2013) Preleminariai išmatuotas sukurto kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia apie 007

WmmiddotK kas užtikrina 7 m2WK sienos šiluminę varžą esant jos storiui 05 m

Mūsų darbo objektas ir tikslas ndash cementinių ir termoizoliacinių kompozitų ir apdalos lakštų sluoksnių

sudėčių parinkimas ir savybių tyrimas bei lakštų gamybos technologijos sukūrimas

2 Žaliavos ir tyrimų metodika

21 Žaliavos

Termoizoliaciniams kompozitams paruošti naudotas UAB bdquoAkmenės cementasldquo CEM I 425 R

markės portlandcementis atitinkantis LST EN 197-12011 standarto reikalavimus Cemento cheminė

ir mineralinė sudėtys bei charakteristikos pateiktos 1 lentelėje

1 lentelė Portlandcemenčio sudėtys ir charakteristikos

Cheminė sudėtis

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O+Na2O SO3 Kaitmenys Netirpmenys

2076 612 337 6350 401 103 080 023 007

Mineralinė sudėtis Rišimosi trukmė min Savitasis paviršius cm2g

C3S C2S C3A C4AF Pradžia Pabaiga 4200

4854 1529 1040 1017 140 190

Metakaolinas (MK) ndash įmonės UAB Stikloporasldquo technologinė atlieka gauta pūsto stiklo granulių

gamybos metu Savitasis MK paviršius ndash 8650 cm2g piltinis tankis ndash 480 kgm3

Kaip rišamoji medžiaga (RM) buvo naudoti abiejų cementų bei metakaolino kaip 10 cemento

pakaitalo sausieji mišiniai

Cemento ir užpildų tarpusavis turinis santykis kompozituose bei VC santykis buvo nustatomas

eksperimentiniu keliu atsivelgiant į technologines kompozito gavimo galimybes bei jo užsiduotų

savybių verčių

Orą įtraukiantis priedas (OĮP) naudojamas termoizoliaciniam sluoksniui suformuoti ndash bdquoUfapore

TCOldquo balti milteliai turintys 94 aktyviosios medžiagos Priedo kiekis iki 01 RМ masės

Polikarboksilatinis superplastiklis naudojamas visuose kompozituose - Castament FS-40 ndash gelsvi

milteliai Priedo kiekis ndash 02 RM masės

Pagalbinės medžiagos Stiklo audinio bdquoSakretldquo firmos armavimo tinklelis akelių dydis ndash 4 x 4 cm

atitinkantis LVS 203-22005 Latvijos standarto

Kaip užpildas taip pat naudotos 3-jų skirtingų frakcijų ir piltinio tankio pūstojo stiklo granulės (2

lentelė) pagamintos UAB bdquoStikloporasldquo ir polistireninio putplasčio taros smulkūs trupiniai iki 2 mm

dydžio

12

2 lentelė PS ir PPS granulių frakcijos tankis ir šilumos laidumas

Grūdelių skersmuo mm Piltinis tankis kgm3 Šilumos laidumo koeficientas WmmiddotK

PS iki 2 190 0077

PS 4divide8 140 0059

PPS 8-16 120 0052

PPS iki 2 15 0038

22 Tyrimų metodika

Portlandcemenčio rišimosi trukmė buvo nustatyta remiantis standartine metodika LST EN 196-

32005 о savitasis paviršius ndash Bleino prietaisu pagal (LST EN 1097-62010) metodiką

Užpildų (pūstojo stiklo ir polistireninio putplasčio granulių) piltiniai tankiai buvo nustatomi remiantis

(LST EN 3310-12003) Modifikuotos cementinės tešlos egzoterminiam efektui tirti buvo naudojami

laboratorijoje sukonstruotas temperatūros matavimo prietaisas ir sukurta metodika (Antonovič and

Goberis 2003) Rišamoji medžiaga (RM) buvo ruošiama sausai maišant portlandcementį su 10

metakaolino pakaitalu laboratorinėje bdquoVarimixer bearldquo maišyklėje 3 min esant 60 apsmin maišyklės

veleno sukimosi greičiui Ruošiant formavimo mišinius RM kartu su vandeniu ir modifikuojančiais

priedais (FS-40 visuose atvejuose OĮP ndash formuojant termoizoliacinį sluoksnį) buvo maišoma dar 1

min o supylus užpildus (PS visuose atvejuose PPS - formuojant tik termoizoliacinį sluoksnį) dar 2

min esant tam pačiam sukimosi greičiui

Kompozitų formavimo mišiniai buvo ruošiami MXP 1602E maišyklės pagalba (esant jos sukimosi

ašies greičiui 225 apsmin) permaišant 2 min bėgyje visus komponentus (cementą vandenį ir

priedus OĮP ir superplastiklį) išskyrus porėtus užpildus Užpildai buvo dedami į mišinį pačiam

maišymo gale ir maišymas trukdavo dar 5 min esant 60 apsmin greičiui Mišiniai buvo supilami į

skirtingų matmenų formas iš kurių sukietėję bandiniai buvo išformuojami po 2 parų Tolesnis jų

kietėjimas vyko ant grotelių virš vandens klimatinėje kameroje 26 parų bėgyje esant temperatūrai

(20plusmn3) ordmC Po to bandiniai buvo džiovinami 105ordm C temperatūroje (bandiniai su PPS užpildu - iki 50

ordmC) iki pastoviosios masės ir buvo nustatomos jų savybės Sausasis tankis gniuždymo ir lenkimo

stipriai buvo nustatomi taikant (LST EN 1602+ AC+P LST EN 826 LST EN 12089) metodikas

Nustatant kompozito stipruminių savybių vertes buvo pasinaudota komputerizuota įranga

ldquoHaunsfield ndash H10KS)

Bandinių šilumos laidumo koeficientas λ10 buvo nustatomas pagal (LST EN 12664+AC+P) prietaiso

bdquoλ ndash meter EP500ldquopagalba (bandinių matmenys ndash 400x400x100mm)

Naudotų priedų poveikį cementinei matricai (cemento mineralų hidratacijos egzoterminiam efektui)

nustatyti buvo naudotasi (Antonovich and Goberis 2003) metodika išlaikant eksperimento metu

vienodą (037) VC santykį

Kompozito bandinių sorbcinis drėgnis buvo nustatomas pagal (LST EN ISO 1257) metodiką iš-

laikant bandinius (20 plusmn3)ordmC temperatūroje virš K2CO3 NaBr (NH4)2SO4 ir K2SO4 tirpalų kurių

sočiųjų garų drėgnis siekė atitinkamai 43 58 81 ir 94

Sukietėjusių kompozitų struktūrai bei kontakto zonos su pagrindu analizei atlikti naudotas

kompiuterizuotas optinis mikroskopas Motic su skaitmenine kamera (didinimas iki 100 kartų)

Rentgeno struktūriniai tyrimai atlikti difraktometru DRON-7 kurio antikatodas varinis filtras -

nikelinis anodo įtampa ndash 30 kV anodo srovė 12 mA goniometro plyšeliai (05 1 15)mm smailių

iššifravimui naudota ICDD duomenų bazė

3 Eksperimentinė dalis

31 Termoizoliacinis kompozitas su PS ir PPS granulėmis

Formuojant kompozitus su skirtingomis PS granulių frakcijomis reikėjo surasti optimalų frakcijų

tarpusavio santykį Kadangi lengvus užpildus patogiausia matuoti tūrio vienetais bei apribojus

13

cemento sąnaudas iki 150 kgm3 (cemento piltinis tankis 1130 kgm3) ir prilyginus visą sausųjų

komponentų tūrį 100 (atitinkančių 5 tūrio dalims) gavome kompozito sudėtis pateiktas 3 lentelėje

Siekiant nustatyti lengvojo kompozito užpildo frakcijos stambumo ir kiekio poveikį kompozito

tankiui ir stipriui buvo tiriami kompozito bandiniai suformuoti pagal K-1divideK-6 sudėtis (3 lentelė)

OĮP kiekis formavimo mišiniuose buvo didesnis nei kompozitų su AAC trupiniais atveju ir siekė

0045 cemento masės todėl kad reikėjo hidrofilizuoti užpildo granules bei gauti lengvesnę

porizuotą matricą (2 pav)

3 lentelė Kompozitų su pūstojo stiklo granulėmis sudėtys

Kompozito

šifras

Sudėtis

Cementas tūrio dalys

PS granulių frakcijų tūrių dalys

PPS granulių tūrio dayis

8divide16 mm 4divide8 mm le4 mm le4 mm

K-1 083 500 - - -

K-2 083 - 500 - -

K-3 083 - - 500 -

K-4 083 166 166 166 -

K-5 083 250 125 125 -

K-6 083 300 100 100 -

K-7 057 279 - - 221

K-8 048 279 - - 221

K-9 04 279 - - 221

K-10 036 310 100 - 090

K-11 036 300 100 - 100

2 pav OĮP kiekio poveikis cementinės tešlos tankiui (Kligys 2009 Sinica et al 2009)

Atliktų tyrimų rezultatai rodo kad termoizoliacinio kompozito tankis pagrinde priklauso nuo

cementinės matricos kiekio kompozite ir beveik nepriklauso nuo pūstojo stiklo granulių frakcijos

stambumo Pavyzdžiui formuojant kompozitą kuriame cemento ir pūstojo stiklo granulių tūrinis

santykis siekia 0834 gaunamų kompozito bandinių tankis kinta nuo 390 kgm3 kai naudojamos

8divide16 mm stambumo granulės iki 410 kgm3 kai naudojamos le 4 mm stambumo granulės (3 lentelė

K-1divideK-3 kompozito sudėtys)

Analogišką tankį (390 kgm3) gauname naudojant užpildo frakcijų mišinį kuriame stambių vidutinių

ir smulkių pūsto stiklo granulių tūrinis santykis siekė 133133133 (4 lentelė K-4 kompozito

sudėtis) Ir tik padidinus stambios frakcijos pūstojo stiklo granulių tūrį mišinyje iki santykio 211

kompozito tankis sumažėjo iki 370 kgm3 (4 lentelė K-5 kompozito sudėtis) o kai stambių granulių

tūrinis santykis dar padidėjo iki 240808 gavome lengvąjį termoizoliacinį 320 kgm3 tankio

14

kompozitą (3 lentelė K-6 kompozito sudėtis) Suformuotų skirtingo tankio kompozito bandinių

gniuždymo stiprio vertės pateiktos 3 paveiksle

3 pav Termoizoliacinio kompozito bandinių gniuždomasis stipris Kompozito bandinių šifrai atitinka 3

lentelės duomenis

Kaip rodo 3 pav rezultatai didžiausiu stipriu (09 MPa) pasižymi 410 kgm3 tankio kompozitas K-1

(3 pav K-1 stulp) Esant kompozito tankiui 320 kgm3 jo gniuždomasis stipris yra dar pakankamas

ndash 035 MPa (3 pav K-6 stulp) Suformuoti kompozito K-1 divide K-6 bandiniai pateikti 4 pav Matome

kad gautų kompozitų struktūra yra vienalytė t y užpildų ir rišamosios medžiagos tarpusavio santykis

yra adekvatus

Siekiant gauti kuo mažesnį kompozito šilumos laidumo koeficientą mažinome jo tankį Gauto

kompozito gniuždomojo stiprio esama atsarga (pakanka 02 MPa) leido tai padaryti palaipsniui

mažinant portlandcemenčio kiekį nuo 150 kgm3 iki 100 kgm3 kompozite (4 lentelė) bei panaudojant

vietoje smulkiosios (le4 mm) PS granulių frakcijos smulkiąją (le4 mm) PPS trupinių frakciją (4

lentelė K-7divideK-10 kompozito sudėtys) bei panaudojus tarpinę (4divide8 mm) pūsto stiklo granulių frakciją

(4 lentelė K-11 kompozito sudėtis)

K-1 K-2 K-3

K-4 K-5 K-6

4 pav Kompozito bandinių suformuotų pagal K-1divideK-6 sudėtis struktūra

15

4 lentelė Palengvinto termoizoliacinio kompozito savybės

Kompozito

Šifras Tankis kgm3

Stipris MPa Šilumos laidumo koeficientas λ10 WmmiddotK

Gniuždymo Lenkimo

K-7 305 072 026 0114

K-8 260 039 019 0105

K-9 250 030 018 0095

K-10 245 026 017 0070

K-11 240 020 015 0069

Pastaba kompozito sudėtys atitinka 5 lentelės sudėtims

Apsistoti ties K-11 kompozito sudėtimi padėjo jo struktūros tyrimai Kompozito bandinių (K-7divideK-

10) skerspjūvio nuotraukos (5 pav) parodė kad užpildo grūdeliai netolygiai pasiskirstė cementinėje

matricoje o kai kur tarp matricos ir užpildų pasitaiko oro tuštumų

K-7 K-8 K-9

K-10 K-11

5 pav Kompozito bandinių suformuotų pagal K-7divideK-11 sudėtis struktūra

Įvertinus šiuos trūkumus kompozito struktūroje buvo atliktas K-10 sudėties koregavimas

portlandcemenčio kiekis liko toks pat (100 kgm3) o tam kad pasiekti tolygų užpildų pasiskirstymą

bei išvengti oro tuštumų struktūroje buvo palaipsniui didinamas pūsto stiklo stambios frakcijos kiekis

(nuo 126 iki 300 tūrio dalių) bei pridėta 1 tūrio dalis 4divide8 mm skersmens pūsto stiklo granulių ty

abiejų frakcijų pūsto stiklo granulių ir polistireninio putplasčio smulkios frakcijos tarpusavio tūrinis

santykis sudarė 311 (3 ir 4 lentelės K-11) Atlikti šio kompozito savybių tyrimai parodė kad esant

jo tankiui 240 kgm3 gniuždomasis stipris siekia 02 MPa o šilumos laidumo koeficientas ndash 0069

WmmiddotK (3 lentelė K-11)

Tolesni kompozito tyrimai buvo atlikti kompleksiškai nustatant rišamosios medžiagos ir užpildo

(pūsto stiklo granulių bei polistireninio putplasčio taros trupinių kiekio poveikį kompozitų tankiui

stiprumui šilumos laidumui laidumui vandens garams susitraukimui džiūstant bei atsparumo šalčiui

Bandinių formavimo sudėtys pateiktos 5 lentelėje o gauti tyrimų duomenys 6 7 8 9 10 ir 11

paveiksluose

16

5 lentelė Kompozitinės medžiagos formavimo mišinių sudėtys

Kompozito

sudėties Nr

Rišamosios

medžiagos

kiekis kgm3

Pūstojo stiklo granulių tūrinis santykis

Polistireninio putplasčio

taros granulių tūrinis

santykis

(8divide16) mm (4divide8) mm (0divide2) mm (0divide2) mm

1 700 3 1 1 -

2 1000 3 1 1 -

3 1300 3 1 1 -

4 700 3 1 - 1

5 1000 3 1 - 1

6 1300 3 1 - 1

Pastaba Užpildų kiekis bandiniuose (100) buvo prilygintas 5 tūrio dalims

6 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų tankiui

7 pav Kompozitų tankio priklausomybė šilumos laidumui

Tankio ir šilumos laidumo koeficiento mažiausios vertės priklauso nuo rišamosios medžiagos kiekio

esant 70 kgm3 ir panaudojus polistireninio putplasčio granules gaunamas mažiausias tankis tuo pačiu

ir mažiausia šilumos laidumas Šiuo atveju kompozitų stiprumas būna mažiausias bet pakankamas

užsiduotoms vertėms (8 pav) ty stipris gniuždant siekia virš 03 MPa o stipris lenkiant ndash 015 MPa

(9 pav) Tuo atveju kompozitų atsparumas šalčiui net po 100 šaldymo ciklų didina kompozitų stiprį

gniuždant (dėl tolesnio cemento mineralų hidratacijos proceso vykstančio bandymo metu) (10 pav)

Analizuojant kompozitų struktūrą po 100 šaldymo ciklų jokių suirimo požymių nepastebime tai

reiškia jog kompozitai atsparūs šalčiui (11 pav) Atsparumas šaldymui bandymas 4 5 sudėties

kompozitams dar vyksta todėl rezultatai nepateikti

17

8 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam gniuždymo stipriui

9 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam lenkimo stipriui

10 pav Kompozitų vidutinio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo šaldymo ciklų

a b c d 11 pav Kompozitai po 100 šaldymo ciklų a ndash 1 sudėtis b ndash 2 sudėtis c ndash 3 sudėtis d ndash 6 sudėtis

18

32 Lakštų rišamosios medžiagos parinkimas ir savybių tyrimas

Šie tyrimai labai aktualūs lakšto apdailino sluoksnio formavimo mišiniui kurį kaip tik ir sudaro

portlandcementis FS40 polikarboksilatas ir 10 portlandcemenčio keičiantis MK Technologiškai

yra svarbu kad formuojant po pirmo pasluoksnio suformavimo galima būtų kuo greičiau įspausti

armuojantį stiklo audinio tinklelį į cementinę tešlą Tai padėjo atlikti 10 portlandcemenčio

keičiantis MK ir 02 PC masės polikarboksilatinio superplastiklio FS ndash 40 priedas

FS-40 polikarboksilatinio superplastiklio ir MK poveikis portlandcemenčio mineralų hidratacijai

pateiktas 12 pav

12 pav Egzotermijos efekto temperatūrų kaitos priklausomybė nuo laiko 1 ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC +

MK 4 - PC + MK + FS40

Gauti duomenys rodo kad ir MK ir FS-40 priedai lėtina PC mineralų hidrataciją bei žemina

egzoterminio efekto temperatūrą jei gryno cemento Tegzo = 95 ˚C tegzo = 420 min (12 pav 1 kr) tai

esant mišinyje abiems priedams Tegzo sumažėja iki 65 ˚C o tegzo pailgėja iki 1070 min (12 pav4 kr)

Šių priedų poveikis siūlių sukietėjusio skiedinio tankiui pateiktas 13 pav

13 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio tankiui 1 ndash PC 2 ndash

PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

13 pav duomenys rodo kad superplastiklio priedas padidina sukietėjusio skiedinio tankį 125 (13

pav 2 kr) tuo tarpu MK pakaitalas jį 10 mažina 13 pav 3 kr) todėl abiejų medžiagų (priedo ir

pakaitalo) poveikyje tankis sumažėjo nežymiai (apie 5 ) Jų poveikis gniuždymo stipriui pateiktas

14 o lenkimo ndash 15 pav

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

20

30

40

50

60

70

80

90

100T

emp

erat

ucircra

0C

Laikas min

1

3

2

4

19

14 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio gniuždymo stipriui 1

ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

15 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio lenkimo stipriui 1 ndash

PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

Atliktų tyrimų rezultatai parodė kad superplastiklio priedas padidina kaip gniuždymo taip ir lenkimo

sukietėjusio skiedinio stiprį atitinkamai 8 ir 26 (14 ir 15 pav 1 ir 2 kr) tuo tarpu MK daro

teigiamą poveikį tik lenkimo stipriui (15 pav 3 kr)

33 Lengvojo užpildo ir RM santykio nustatymas apdailiname sluoksnyje

ir jo savybių tyrimas

Siekiant pagerinti apdailinio sluoksnio termoizoliacines savybes į formavimo mišinį buvo pridedama

smulkiosios iki 2 mm PS frakcijos granulių kurių tūris sudarė atitinkamai 25 ir 50 RM tūrio

Tankio ir stipruminių savybių kaita priklausomai nuo PS granulių tūrio pavaizduota 16 ir 17 pav

20

16 pav Apdailinio sluoksnio tankio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

17 pav Apdailinio sluoksnio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

18 pav Apdailinio sluoksnio lenkimo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

Gauti duomenys rodo kad sukietėjusio skiedinio tankis ir stiprumas proporcingai mažėja nuo PS

granulių tūrio didėjimo formavimo mišinyje Optimalus PS užpildo kiekis buvo nustatytas lyginant

suformuotų plokštelių fasado paviršius (19 pav)

21

19 pav Apdailinio sluoksnio paviršiaus kokybės priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo

mišinyje 1 ndash 25 2 ndash 50 3- 60 4 ndash 75

Vizualiai lyginant gautų paviršių kokybę galima teigti kad PS granulių tūris formavimo mišinyje

turi būti ne didesnis kaip 50

34 Porėtų PS granulių dydžio poveikis lakšto termoizoliacinio sluoksnio fizikinėms

mechaninėms savybėms

Nustatant PS granulių dydį iš pradžių buvo panaudotos ir stambiosios (8divide16 mm) frakcijos granulės

tačiau tokio kompozito sukibimas su apdailinio sluoksnio stiklo tinkleliu nebuvo kokybiškas dėl

stambių neužpildytų cementine tešla ertmių tarp užpildo granulių Dėl šios priežasties šių bandinių

lenkimo stipris nesiekdavo net 01 MPa o pats bandinys išsisluoksniuodavo (20 pav) tuo tarpu

vidutinės (4divide8 mm) ir smulkiosios (iki 2 mm) PS frakcijos bandiniai po bandymo likdavo

neišsisluoksniavę Norint pagerinti badinių su stambiąja PS frakcija sukibimą su tinkleliu teko

naudoti daugiau cementinės tešlos glaistant ja ant tinklelio paviršiaus nes tešla prasmukdavo pro

tinklelio akutes į ertmes tarp stambiosios frakcijos granulių kas blogino kompozito termoizoliacines

savybes Todėl stambiosios frakcijos granulių tolesniuose tyrimuose teko atsisakyti 6 lentelėje

pateiktos tirtų kompozitų savybių vertės Geriausiomis termoizoliacinėmis savybėmis pasižymi LV

ndash 7 sudėties kompozitas kurio šilumos laidumo koeficientas turi mažiausią vertę ndash 0075 WmmiddotK o

jo stipruminės savybės ne žymiai nusileidžia kitų kompozitų su didesniu RM kiekiu savybėms 20

pav pateikta kompozito bandinių struktūra su stambiosios ir smulkiosios PS frakcijų granulėmis

20 pav Termoizoliacinio sluoksnio bandinių vaizdas po lenkimo stiprio nustatymo bandiniai su stambia PS granulių frakcija (be numeracijos) smulkiosios ir vidutinės frakcijos bandiniai

pažymėti 32 ir 52

22

6 lentelė Kompozitų su porėtais užpildais savybės

Kompozitų šifrai atitinka 3 lentelės šiframs

Lenkimo stipris buvo nustatomas bandant prizmes su įtvirtintu iš abiejų pusių stiklo audinio tinkleliu

a b

21 pav Lakšto termoizoliacinio sluoksnio struktūra kai užpildą sudaro PPS (30 visų užpildo tūrio)

ir PS granulės a ndash stambiosios frakcijos b ndash smulkiosios frakcijos (LV ndash 5) sudėtis ir smulkiosios ndash

vidutinės frakcijos (LV- 7) sudėtis

Kompozito

šifras

Sausasis tankis

kgm3

Gniuždymo

stipris MPa

Lenkimo stipris

MPa

Šilumos laidumo

koeficientas 10

W(mK)

LV-1 420 065 070 0135

LV-2

LV -3

LV-4

LV-5

LV-6

LV-7

385

375

355

330

280

240

060

055

050

050

045

040

065

050

050

045

040

030

0130

0125

0100

0090

0080

0075

23

4 Bendradarbiavimas su projekto partneriais

Glaudžiausias bendradarbiavimas buvo vykdomas su Projekto partneriu iš Lietuvos ndash UAB ldquoElnet

Grouprdquo Ūkio subjektas pastoviai buvo supažindinamas su vykdomais moksliniais tyrimais bei

gautais tyrimų rezultatais Buvo diskutuojama kaip būtų galima juos įgyvendinti praktikoje Darbų

pasiskirstimas tarp Projekto partnerių reikalauja tampraus bendradarbiavimo kad ūkio subjektas

galėtų sukurti technologinę įrangą sugebančia pasiekti tyrimais nustatytus cementinio

termoizoliacinio kompozito technologinius parametrus Kartu buvo išbandomi technologinių

įrengimų ndash maišyklės formavimo mišinio sudėtinių komponentų maišymo principas bei darbinio

maišyklės veleno konstrukcija Daug problėmų kėlė paruošto mišinio transportavimas lanksčių žarnų

pagalba į tarpą tarp klojinių Cementinio termoizoliacinio kompozito sudėtiniai komponentai ndash

užpildo granulės (padengtos apvalios pūsto stiklo tuščiavidurės formos kevalu) turi nedidelį

atsparūmą gniuždymui ir veikiant didesnei spaudimo jėgai turi galimybę suirti Bendradarbiaujant

su Slovakijos firma bdquoSTROJSTAV CMldquo ši problema buvo išspręsta

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu Pirmoje komandiruotėje buvome susitikę su mokslinės dalies

vadove Eva Navratilova kuri sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės

praktikos Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami

cementinio termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų

tarpusavio jungties pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku

aptarėme bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo

sistemų tyrimus Lietuvoje buvo suformuoti bandiniai o Libereco universitete atliekami triukšmo

slopinimo sistemos elementų dinaminio standžio matavimai Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių

metu Čekijos ūkio subjekto atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su poretų granulių gamyba iš

maltų šlako atliekų ir kartu numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei

sieninių panelių gamyboje Bendradarbiavimas tarp partneriu bus tęsiamas per visą Projekto

vykdymo laikotarpį

24

5 Projekto etapai ir tarpiniai rezultatai

Pirmame projekto etape turėjome parinkti termoizoliacinio cementinio kompozito skirto sienų

konstrukcijoms formavimo mišinio parametrus Darbo eigoje nustatyta kad termoizoliacinio

cementinio kompozito matrica turi sudaryti porizuota cementinė tešla modifikuota pūsto stiklo

gamybos atlieka ndash metakaolino priedu Kompozito užpildu kuris sudaro 100 tūrio yra

kombinuotos PS granulės pagamintos iš stiklo duženų miltų ir polistireninės taros susmulkinti

trupiniai PS granulės yra skirtingų frakcijų nuo 4 iki 16 mm dydžio ir kompozite tartusavyje liečiasi

tokiu būdu suformuodami termoizoliacinės medžiagos bdquokarkasąldquo PPS smulkūs trupiniai užpildo

tarpus tarp PS granulių ir tokiu būdu mažino laisvo oro erdvę kompozito struktūroje Šis faktorius

turi tiesioginę įtaką kompozito šilumos laidumo vertei Kompozito užpildas tarpusavyje jungiamas

plonu porizuotos modifikuotos cementinės tešlos sluoksniu Taip yra gaunamas lengvas cementinis

termoizoliacinis kompozitas kurio tankis siekia 230 ndash 250 kgm3 šilumos laidumo koeficientas yra

apie 007 WmmiddotK gniuždymo stipris apie 03 MPa

Kitas uždavinys buvo sukurti termoizoliacinio cementinio kompozito gamybos technologiją

Sprendžiant šią užduotį buvo ištirtas modifikuojančių priedų ir jų maišymo trukmės poveikis

cementinės matricos savybėms rišamosios medžiagos ir skirtingos frakcijos granulių kiekio įtaka

termoizoliacinio sukietėjusio kompozito savybėms Atlikti moksliniai tyrimai leido parinkti

formavimo mišinių maišymo trukmę sudėtiniu komponentų padavimo į formavimo mišinio

paruošimo maišyklę eiliškumą rišiklio rišimosi laikus įvertinant priedų poveikį cemento mineralų

hidratacijos procesui Nustatyta kad pradiniame etape reikia vandenyje permaišyti orą įtraukiatį ir

mišinį plastifikuojanti priedus ir cementą po to maišyti PPS smulkius trupinius ir tik po to į

formavimo mišinių paruošimo maišyklę dėti PS granules Bendra formavimo mišinio paruošimo

trukmė siekia 7 ndash 10 min Laboratorinėmis salygomis paruoštu formavimo mišiniu buvo užpildomos

bandinių formavimui skirtos formos Suformuoti bandiniai iš formų buvo išimami po 12 val

sudedami į polietileninius maišus ir natūraliose sąlygose buvo kietinami 28 paras

Kompozito bandinių fizikinės savybės bei sudėtinių kompozito komponentų tarpusavio jungties

pobūdis kontakto zonoje buvo nustatomos tiriant bandinius pagal galiojančius techninius

reikalavimus VGTU Termoizoliacijos instituto laboratorijose sukomplektuotomis naujausią įranga

Šių tyrimų rezultatai yra pateikiami ataskaitoje plačiau aprašant termoizoliacinio kompozito fizikines

savybes

Darbe buvo sprendžiamas ir armuotų termoizoliacinių lakštų ir jų gamybos technologijos sukūrimas

Lakštų prototipu buvo parinkta dekoratyvinio apdailos laksto konstrukcija sukurta projekto vadovo

ir apginta Lietuvos patentu Nr 4599 Toks techninis sprendimas leido termoizoliacinio kompozito

sluoksnį iš abiejų pusių armuoti stiklo audinio tinkleliu ir sukurti padidinto atsparumo lenkimui

termoizoliacinį lakštą Moksliniais tyrimais buvo nustatyta kad lakštų konstrukcijose galima naudoti

tik 2-8 mm dydžio pūsto stiklo granules o cementine tešlą galima modifikuoti MK priedų iki 30

nuo cemento masės Stiklo audinio tinklelį galima panardinti į cementinės tešlos ir smulkių PS

granulių mišinį esant granulių užpildo kiekiui ne didesniam kaip 50 tešlos mišinio tūrio Optimalus

armuojančių stiklo audinio tinklelių akučių dydis 45times45 mm užtikrinantis sluoksnių esančių

abiejuose tinklelio pusėse stabilią jungtį

Lakštų gamybos išmatavimus lemia gaminami armuojančių tinklelių matmenys Esant tinklo kilimo

pločiui 1000 mm automatiškai išsisprendžia ir lakštų plotis kuris gali būti 500 mm arba 10 m Esant

kitam lakšto pločiui reikalingas tinklelio jungimas kas didina gamybos proceso imlumą ir gamybos

kaštus

Sukurta laboratorinė lakštų gamybos technologija kurioje yra numatyta sekančios operacijos

išvardintos eilės tvarka modifikuotos cementinės tešlos užpilimas ant formos dugno tolygus

cementinės masės paskleidimas armuojančio apatinio tinklelio įspaudimas į cementinę masę

termoizoliacinio cementinio formavimo masės sluoksnio užpilimas į formą ir jos tolygus

paskirstymas viršutinio armuojančio tinklelio uždėjimas ant viršutinio termoizoliacinio kompozito

formavimo masės paviršiaus viršutinio tinklelio dengimas cementine mase jos tolygus paskirstymas

ir įspaudimas į tinklelio akutes Tokiu būdu pagamintas lakštas turi lygų apatinį paviršių ir grubų

25

viršutinį Panaudojus lakštus klojinių konstrukcijose lygus paviršius formuoja galutinai išlygintą

sienos plokštumą reikalaujančią minimalių darbo sąnaudų paviršiaus apdailai Išorinių apdailos

lakštų paviršiaus formavimas bus sprendžiamas ateityje

Įvertinant lakšto paskirtį galime konstatuoti kad termoizoliacines lakšto sąvybes lemia užpildo

granulių kompaktiškas pasiskirstymas lakšto termoizoliacineme sluoksnyje Stambios granulės turi

formuoti karkasą liesdamosios tarpusavyje o tarpai tarp jų turi būti ūžpildyti smulkios frakcijos PPS

trupinių granulėmis Reikia stengtis kad būtų kuo mažiau neužpildytų oro tarpų Lakšto

termoizoliacines sąvybes gerina smulkios frakcijos PS granulių kiekis esantis modifikuotoje

cementinėje tešloje iki 50 tūrio

Lakšto lenkimo stipriui didžiausios įtakos turi armuojančio tinklelio akučių dydis tinklelio sukibimas

su cementine tešla užpildo granulių stabili tarpusavio jungtis bei paties lakšto storis Skaitome kad

mažiausias lakšto storis galėtų būti 25 mm

Pirmais metais viešinant projektą buvo parengtas mokslinis straipsnis apie įvairių priedų poveikį

cementinės matricos porizacijai Be priedų poveikio buvo atsižvelgta į formavimo mišinio maišymo

trukmę Medžiaga apie matricos porėtumo didinimo būdus išsamiai pateikta publikacijoje o

ataskaitoje pateikiama tik nuoroda į straipsnyje pateikiamus tyrimo rezultatus

Žurnale ldquoMokslas ir technikardquo yra supažindinama Lietuvos visuomenė apie Eureka projekto

partnerius projekto tikslus kuriuos turėtų įgyvendinti kiekvienas partneris atskirai darbus

koordinuojant VGTU projekto vadovui Pateikiama projekto trukmė bei nurodomi finansavimo

šaltiniai tame tarpe ir iš Europos struktūrinių fondo lėšų

26

6 Tyrimų mokslinė vertė

Mokslinę liekamąją vertę turi modifikuojančių priedų poveikio cementinės matricos mišinio bei

akmens poretumui tyrimai Ištirta pucolaninio priedo pūsto stiklo gamybos atliekos ndash metakaolino

poveikis cementinės matricos tankiui cemento mineralų hidratacijos procesui mišinio klampai bei

poreto cementinio akmens fizikinėms sąvybėms Ši priklausomybė sujungta kartu su orą įtraukiančiu

ir plastifikuojančių priedų panaudojimu modifikuojant cementinę tešląTyrimų rezultatai yra

apibendrinti moksliniame straipsnyje išsiūstame į Oksfordo universiteto žurnalą bdquoConstruction and

Building Materialsldquo

Porėtų užpildo granulių granuliometrinės sudėties ir jų frakcijų santykis bei porizuotos matricos

kiekio poveikis cementinio termoizoliacinio kompozito savybėms bus apgintas Lietuvos patentu su

tolesniu patentavimu ES

Cementinio termoizoliacinio kompozito ir jo gamybos technologijos sukūrimas leis statyti kokybiškai

naujus namus artimus pasyvaus namo koncepcijos keliamiems reikalavimams

27

7 Išvados ir rekomendacijos

1 Nustatyta kad kompleksinis (MK+FS40+OIP) priedas betonų mineralų hidratacijos procesą

cemento tešloje prailgina iki 1100 min pasiekdamas 60 degC egzoterminio efekto maksimalią

temperatūrą MK modifikuotos cemento tešlos hidratacijos procesas nežymiai pailgėja nors dėl

papildomos pucolaninės reakcijos tarp MK ir cemento hidratacijos produktų egzoterminio efekto

maksimali temperatūra pakyla 8 degC

2 Ištirta kad kompleksinio priedo (FS40+OIP) poveikis mažinant cementinės tešlos tankį labiausiai

pastebimas MK priedų modifikuotoje cementinėje tešloje Modifikuotos cementinės tešlos tankis

sumažėja 33 karto nuo 2158 kgm3 iki 714 kgm3 po 10 min mišinio maišymo Tai yra apie 29

mažesnis tankis nei maltu smėliu modifikuotos cementinės tešlos ir 32 mažesnis tankis nei gryno

cemento porizuotos tešlos Sukietėjusios tešlos ndash porėto betono tankis siekia apie 800 kgm3 tuo tarpu

gryno cementbetonio ndash 1150 kgm3 o maltu smėliu modifikuoto betono ndash 1200 kgm3 Šiuos pokyčius

galima paaiškinti lengvos sutirštintos struktūros formavimo mišinyje susidarymu ir OIP molekulių

adsorbuotų ant cemento dalelių paviršiaus pakankamos jungties suformuotu oro burbuliuku

užtikrinimas

3 Nustatyta kad pucolaniniu priedu MK modifikuota cementinė tešla kartu su kompleksiniais (FS40

ir OIP) priedais įtakoja papildomų naujadarų ndash kalcio hidrosilikatų susidarymą mikro struktūros

pokyčius užtikrinančius submikrokristalinę struktūrą cementinėje matricoje Tai užtikrina mažo

tankio porėto betono pakankamą stiprumą 800 kgm3 tankio porėto betono gniuždymo stipris siekia

25 MPa o lenkimo stipris 10 MPa

4 Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo - 35 tūrio sudaro stambios PS granulės (8-16 mm) Vidutinio

dydžio (4-8 mm) PS granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio PPS trupintos granulės sudaro po 15

kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių ir suformuoti kompaktiškai

užpildyta kompozito struktūrą Sukurtas cementinis termoizoliacinis kompozitas kurio sudėtis

modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3 rišamosios medžiagos

kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia 007Wm∙K

esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

5 Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 - MK o kompozito

RM ir smulkių iki 2 mm stambumo PS granulių tūrių santykis sausame mišinyje yra 11 Sukietėjusio

skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

6 Nustatytas porėtų užpildų PS ir PPS granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis

termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos

laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K) gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos

granulės padengtos porizuota cementine tešla (esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3)

tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai

padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS

granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31) tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per

porizuotą matricą

28

8 Literatūra

Antonovič V Goberis S The effect of different admixture of the properties of refractory conerefe

with portland cement Material science (Medžiagotyra) 4(9) 2003 379-382 p

Asthana R Kumar ADahotre N B2006 Materials Processing and Manufacturing Science

Amsterdam Butterworth-Heinemann 628 p

bdquoAstra ndash polskaldquo firmos tinklalapis internete httpwwwastra-polskacom

Brykov A S Kamaliev R T Mokeev M V 2010 Influence of ultradispersed silica on portland

cement hydration Russian Journal of Applied Chemistry 83(2) 208minus213

Capener J C-M 2009 Properties of Modern Rendering Systems Based on Mineral Binders

Modified by Organic Admixtures Concrete Repair Rehabilitation and Retrofitting II ndash Alexander et

al (eds) Taylor and Francis Group London 863 ndash 869

Davraz M Gunduz L 2005 Engineering properties of amorphous silica as a new natural pozzolan

for use in concrete Cement and Concrete Research 35(7) 1251ndash1261

Du L Folliard K J 2005Mechanisms of entrainment in concrete Cement and Concrete Research

35(8)1463 ndash 1471

Hernaudes-Olivares F Mayer-Lobo P 2011 Experimental Assessment of Comercial One-coat

Renders for Buildings Facades Construction and Building Materials 22 (1) pp 156 ndash 162

Hilal A AThom N H Dawson A R 2015 On void structure and strength of foamed concrete made

without with additives Construction and Building Materials 85 157 ndash 164

Houst Y F Bowen P Perche F Kauppi A Borget P Galmiche L Meins J F Lafuma F

Flatt R J Schober I Banfill P FG Swift D S Myrvold B O Petersenf B G Reknes K

2008 Design and function of novel superplasticizers for more durable high performance concrete

(Superplast Project) Cement and Concrete Research 38(10) 1197 ndash 1209

Hurley J A 2003 UK market survey for foam glas Published by The Waste and Resource Action

Programme The Old Academy 114 p Prieiga per internetą httpwwwwraporguk

Kligys M Laukaitis A Sinica M Sezemanas G Dranseika N 2008 Investigations into the fire

hazard of a composite made from aerated concrete and crushed expanded polystyrene waste

Mechanics of Composite Materials 44(2) 173 ndash 180

Kligys M 2009 Kompozitinės medžiagos iš poringosios cemento tešlos ir trupinto polistireninio

putplasčio gamybos technologija ir savybės Daktaro disertacija Vilnius 137 p

Landensivu J 2012 Durability properties and actual deterioration of Finish concrete fasades and

balcones Thesis for the degree of doctor of science in technology Tampere university of technology

117 p

Lauzon M Garcia-Ruiz P A 2009 Evaluation of Capillary Water Absorbtion in Rendering Mortars

with Powdered Waterproofing Additives Construction and Building Materials 23 (10) 3287 ndash 3291

Lianxiang D Kevin J 2005 Mechanizm of air entrainment in concrete Cement and Concrete

research (35) 1463-1471 p

Limbachiya M Meddah M S Fotiadou S 2012 Performance of granulated foam glass concrete

Construction and Building materials 28(1) 759ndash768

LST EN 197-12011 Cementas 1 dalis Įprastinių cementų sudėtis techniniai reikalavimai ir atitikties

kriterijai

LST EN 196-62010 Cemento bandymų metodai 6 dalis Smulkumo nustatymas

29

LST EN 196-32005 Cemento bandymų metodai 3 dalis Rišimosi trukmių ir tūrio pastovumo

nustatymas

LST EN 933-12002 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 1 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Sijojimo metodas

LST EN 933-22001 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 2 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Analiziniai sietai Vardiniai akelių matmenys

LST ISO 3310-12003 Laboratoriniai sietai Techniniai reikalavimai ir bandymai 1 dalis

Laboratoriniai pinto metalinio vielinio tinkle sietai (tpt ISO 3310-12000) LST EN 1097-62003

Užpildų mechaninių ir fizikinių savybių nustatymo metodai 6 dalis Dalelių tankio ir įmirkio

nustatymas

LST EN 1015-3+A12004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 3 Determination of

Consistence of Fresh Mortar (by Flow Table)

LST EN 1015-102004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 10 Determination of Dry

Bulk Density of Hardened Mortar

LST EN 1015-112002 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 11 Determination of

Flexural and Compressive Strength of Hardened Mortar

LST EN 1015-182003 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of Water

Absorption Coefficient Due to Capillary Action of Hardened Mortar

LST EN 1015-122004 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of

Adhesive Strength of Hardened Rendering and Plastering Mortars on Substrates

LST EN 120892013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiai Elgsenos lenkiant nustatymas

LST EN 16022013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiaiTariamojo tankio nustatymas

LST EN 826 Statybinės termoizoliacines medžiagos Stiprio gniuždant nustatymas

LST EN 126642002 Šiluminės statybinių medžiagų ir gaminių charakteristikos Šiluminės varžos

nustatymas apsaugotos karštosios plokštės ir šilumos srauto matuoklio metodais Vidutinės ir mažos

šiluminės varžos sausi ir drėgni gaminiai

LST EN ISO 125712013 Hygrothermal Performance of Building Materials and Products -

Determination of Hygroscopic Sorption Properties

LST CENTS 772 -222006 Mūro gaminių bandymo metodai 22 dalis Keraminių mūro gaminių

atsparumo šalčiui nustatymas

LST L 1413112005 Statybinis skiedinys Bandymo metodai Atsparumo šalčiui nustatymas

LVS 203-22005 Sakret stiklo audinio armavimo tinklelis

Marčiukaitis G 2007 Statybinės medžiagos ir konstrukcijos Paskaitų konspektas Vilnius 88 p

Mисников O С Тимофеев АВ Черткова ЕЮ 2011 Гидрофобизация минеральных

дисперсных материалов добавками на основе торфа Труды Инсторфа 2 (55)15 ndash 33

Oğuzhan Keleştemur Bahar Demirel 2015 Effect of metakaolin on the corrosion resistance of

structural lightweight concrete Construction and Building Materials 81172 - 178

Quercia G Huumlsken G Brouwers H J 2012 Water demand of amorphous nanosilica and its

impact on the workability of cement paste Cement and Concrete Research 42(2) 344ndash357

Paruta V A Brynzin E I 2009 Manual on Designing and Erecting of Buildings using the Products

with Trademark UDK GAZOBETON Dnepropetrovsk 213 p

30

Ramachandran V S 1998 Superplasticizersproperties and applications in concrete Ottawa

Materials Technology LaboratoryCANMET

Ries J 2008 Structural lightweight aggregate and concrete Structure June 62-63

Ru Ji Zuotai Zhang Yang He Lili Liu Xidong Wang 2015Synthesis characterization and modeling

of new building insulation material using ceramic polishing waste residue Construction and Building

Materials 85 119 ndash 126

Сеземан Г Синица М Клигис М Шепутите-Юцике Ю Вайткус С Мечай А 2013

Цементные строительные композиты на основе лёгких заполнителей из техногенного сырья

Материалы международной научно ndash технической конференции laquo Наука и технология

строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29 ноября Минск

БГТУ 21 ndash 24

Sezemanas G Sinica M Zacharčenko P Pivenj N Mikulskis D Kligys M 2013 Influence

of zeolite additive on the properties of plaster used for external walls from autoclaved aerated

concrete Materials Science (Medžiagotyra) 19(2) 222ndash229

Синица М Шепутите-Юцике Ю Сеземан Г Клигис М Мечай А 2013 Особенности

выполнения ограждающих конструкций с использованием заливной теплоизоляции на основе

гранул вспученного стекла Материалы международной научноndash технической конференции laquo

Наука и технология строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29

ноября Минск БГТУ 69 ndash 72

Sinica MSezemanas GKligys M Česokas S 2007 Investigation of hydro ndash and higro ndash sorption

properties of silicate masonry products Materials Science (Medžiagotyra) 13(3) 229ndash 234

Sinica M Sezemanas G Chesnauskas V 2005 Influence of Air Absorbing Additive on Plaster

Layer Properties Designated to Cover Partions Built from Autoclave Porous Concrete Blocks

Chemical Technology (Cheminė technologija) 4 (38) 91 ndash 95

Sinica M Laukaitis A Sezemanas G Kligys M 2008 Operational Properties of a Heat-insulation

Composite with Expanded Polystyrene Crumbs Mechanics of Composite Materials 4 (44) 415 ndash 424

Sinica M Sezeman G Mikulskis D Kligys M Česnauskas V Zacharčenko P Kuprijenko

P Ščerbina N Pivenj N 2009 Investigation of the composite material with inclusions of

autoclaved aerated concrete chips Materials science 15 ( 4) 356ndash362

Sinica M Sezeman G Zakharchenko P 2012 Daugiasluoksnė lauko atitvara ir jos džiovinimo

būdas Patentas LT5837B

Стерлятов АН 2007 Совместный тепло- и влаго- перенос в ограждающих конструкциях

зданий из газобетона Дисертация кандидата технических наук Новосибиpск 167 с

Tobon J I Paya Jordy Restrepo O J 2015 Study of durability of portland cement mortars blended

with silica nanoparticles Construction and Building Materials 80 92 - 97

STR 205012005 Pastatų atitvarų šiluminė technika Statybos technikos reglamentai Statybos ir

urbanistikos ministerija Vilnius 2005 109p

STR 201102007 Išorės tinkuojamos sudėtinės termoizoliacinės sistemos Statybos technikos

reglamentai Statybos ir urbanistikos ministerija Vilnius 2007 p

Šadauskienė J Ramanauskas J Stankevičius V 2003 Effect of hydrophobicmaterials on water

impermeability and drying of finish brick mansory Material science (medžiagotyra) 9 (1) 94 - 98

Ungkoon Y Sittipunt Ch Namprakai P Jetipattaranat W Kim KS Charinpanitkul T 2007

Analysis of microstructure and properties of autoclaved aerated concrete wall construction materials

Journal of Industrial and Engineering Chemistry 13(7) 1103ndash1108

31

Weigler H Karl S 1980 Structural lightweight aggregate concrete with reduced density-

lightweight aggregate foamed concrete The International Journal of Lightweight Concrete 2 101ndash

104

Xu Y Chung D D L 1999a Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behaviour

of cement paste ACI Materials Journal 96(4) 455minus461

Xu Y Chung D D L 2000a Improving silica fume cement by using silane Cement and Concrete

Research 30(8) 1305- 1311

Zain M F M Safiuddin Md Mahmud H 2000 Developement of high performance concrete

using silica fume at relatively high water-binder rations Cement and Concrete Research 30(9) 1501

ndash 1505

Захарченко П Синица М Сеземан Г Чеснаускас В 2009 Изменение влажности стеновых

конструкций из ячеистобетонных блоков с системой скреплённой теплоизоляции Будiвельнi

матерiали вироби та санiтарна технiка науково-технiчний збiрник Киев Товариство

laquoЗнаниеraquo Украiни (23) 50 ndash 53234

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje

Page 3: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

3

4

Santrumpos ir simboliai

OĮP ndash orą įtraukiantis priedas

PAM ndash paviršių aktyvinanti medžiaga

PC ndash portlandcementis

RM ndash rišamoji medžiaga

MK ndash metakaolinas

FS ndash polikarbokilatinis superplastiklis

PS ndash pustojo stiklo granulės

PPS ndash putų polistireno granulės

Rgn ndashgniuždymo stipris MPa

Rl ndashlenkimo stipris MPa

Fs ndash sukibimo jėga MPa

λ (10) ndash šilumos laidumo koeficientas W(mmiddotK)

Tegzo - egzoterminio efekto temperatūra ordm C

tegzo ndash laikas per kurį pasiekiama maksimali temperatūramin

5

Referatas

Ataskaitą sudaro 33 puslapiai spausdinto teksto 6 lentelės 21 paveikslas 63 literatūros šaltiniai

Darbe tirtas cementinio kompozito matricos modifikavimas kompleksiniu (MK+FS40+OIP) priedu

Nustatytas jo poveikis matricos porizacijos dydžiui bei cementinio akmens savybėms Ištirtas

cementinio termoizoliacinio kompozito užpildo granuliometrinės sudėties bei granulių ir rišamosios

medžiagos kiekio poveikis kompozito savybėms

Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo 35 tūrio sudaro stambios pūsto stiklo granulės (8-16 mm)

Vidutinio dydžio (4-8 mm) pūsto stiklo granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio polistireninio putplasčio

trupintos granulės sudaro po 15 kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių

ir suformuoti kompaktiškai užpildyta kompozito struktūra Sukurtas cementinis termoizoliacinis

kompozitas kurio sudėtis modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3

rišamosios medžiagos kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas

siekia 007 Wm∙K esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 metakaolino

pakaitalas o kompozito RM ir smulkių iki 2 mm stambumo pūsto stiklo granulių tūrių santykis

sausame mišinyje yra 11Sukietėjusio skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

Ištirtas ir nustatytas porėtų užpildų (pūsto stiklo (PS) ir polistireninio putplaščio granulių (PPS))

granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio

struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K)

gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos granulės padengtos porizuota cementine tešla

(esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3) tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir

formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS

granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31)

tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per porizuotą matricą

Raktiniai žodžiai Cementinis termoizoliacinis kompozitas apsauginiai lakštai apdailinis sluoksnis

porėti užpildai (pūsto stiklo ir polistireninio putplasčio granulės) metakaolinas polikarboksilatinis

superplastiklis orą įtraukiantis priedas fizikinės medžiagų savybės

6

Turinys

Įvadas 7 psl

1 Mokslinė ataskaitos dalis 8 psl

11 Projekto tikslai ir uždaviniai 8 psl

12 Literatūros apžvalga 9 psl

2 Žaliavos ir tyrimų metodika 11 psl

21 Žaliavos 11 psl

22 Tyrimų metodika 12 psl

3 Eksperimentinė dalis 12 psl

31 Termoizoliacinis kompozitas su PS ir PPS granulėmis 12 psl

32 Lakštų rišamosios medžiagos parinkimas ir savybių tyrimas 18 psl

33 Lengvo užpildo ir RM santykio nustatymas apdailiniame sluoksnyje ir jo savybių tyrimas

19 psl

34 Porėtų granulių dydžio poveikis lakšto termoizoliacinio sluoksnio fizikinėms mechaninėms

savybėms 21 psl

4 Bendradarbiavimas su projekto partneriais 23 psl

5 Projekto etapai ir tarpiniai rezultatai 24 psl

6 Tyrimų mokslinė vertė 26 psl

7 Išvados ir rekomendacijos 27 psl

8 Literatūra 28 psl

9 Komandiruočių ataskaita 32 psl

10 Projekto išlaidų sąmata 33 psl

7

Įvadas

Šis darbas yra vykdomas pagal tarptautinį EUREKA projektą Е 8790 - Enclosurewasteconcrete

tema ldquoIŠ TECHNOGENINIŲ ATLIEKŲ SUKURTI NEKENKSMINGUS APLINKAI

CEMENTINIUS KOMPOZITUS IR JŲ GAMYBOS TECHNOLOGIJASrdquo ldquoTO DEVELOP

ENVIRONMENTAL FRIENDLY CEMENT COMPOSITES AND THEIR PRODUCTION

TECHNOLOGIES FROM THE TECHNOLOGICAL WASTErdquo Projekto darbai vykdomi pagal

technologijos mokslų sritį (kodas T000) medžiagų inžinerijos kryptį (kodas 08T) Darbo rūšis ndash

taikomieji moksliniai tyrimai ir technologinė plėtra Projektas vykdomas 36 mėnesius Darbų pradžia

ndash 2014-07-01 darbų pabaiga ndash 2017-06-30

Santrauka

Šiame darbe bus sprendžiamos dvi problemos pirma utilizuoti gamyboje susikaupusias

technogenines atliekas Antra ndash technogenines atliekas pritaikyti naujų efektyvių statybinių

kompozitų kūrimui skirtų pastatų atitvarų konstrukcijoms Bus panaudotos pūsto stiklo bei

polistireninio putplasčio trupintos taros atliekų granulės pagamintos iš technogeninių atliekų Bus

sukurta užpiltinė termoizoliacinio cementinio kompozito formavimo masė kuri sukietėjusi užtikrins

šilumos laidumo koeficientą 006 ndash 007 WmmiddotK gniuždymo stiprį ndash 02 MPa laidumo vandens

garams koeficientą micro ~ 50 ir atsparumą ugniai klasę ndash A2

Bus sukurti termoizoliaciniai lakštai skirti klojinių gamybai iš kurių bus galima suformuoti sienų

stogo bei pamatų pado atitvarų tuščiavidures konstrukcijas Klojinius užpildžius termoizoliacinio

cementinio kompozito užpiltine formavimo mase bus suformuotas vientisos vienalytės pastatų

monolitinės atitvaros užtikrinančios šiluminę varžą iki 8 m2middotKW esant sienos storiui apie 05 m

Tokiu būdu suformuotos pastatų atitvaros bus nekenksmingos žmogaus sveikatai draugiškos aplinkai

ir galės tenkinti pasyviems statiniams keliamus reikalavimus

Finansavimo šaltiniai

Pirmus metus (nuo 2014-07 iki 2015-06-30) darbai yra finansuojami iš Europos sąjungos struktūrinių

fondų programos o nuo 2015-07-01 iki 2017-06-30 iš Lietuvos Respublikos biudžetinių lėšų

Projekto tikslas ir uždaviniai

Tikslas yra iš technogeninių atliekų sukurti aplinkai nekenksmingus cementinius kompozitus ir jų

gamybos technologijas ir pritaikyti jas atitvarų gamyboje Tikslo įgyvendinimui reikės išspręsti

sekančius uždavinius

- sukurti termoizoliacinį kompozitą kurio šilumos laidumo koeficientas bus 006 ndash 007

Wm∙K ir jo gamybos technologiją

- iš termoizoliacinio kompozito formavimo masės sukurti armuotus termoizoliacinius lakštus

jų gamybos technologiją bei lakštų gamybos barą

- iš termoizoliacinių armuotų lakštų sukurti klojinių sistemą skirtą atitvarų formavimui

- sukurti automatizuotą cementinio kompozito formavimo mišinių sudėtinių komponentų

dozavimo maišymo ir paruošto produkto padavimo lanksčių žarnų pagalba į darbinę zoną mobilų

įrenginį

- sukurti atitvarų gamybos technologijas lauko sienų stogo pamatų plokštės su

temoizoliaciniu padu

8

1 Mokslinė ataskaitos dalis

11 Projekto tikslai ir uždaviniai

Šiame darbe bus sprendžiamos dvi problemos Pirma utilizuoti gamyboje susikaupusias

technogenines atliekas ir tuo pačiu sumažinti gamtos teršimą Antra technogenines atliekas pritaikyti

naujų efektyvių statybinių kompozitų kūrimui kuriuos būtų galima panaudoti pastatų atitvarų

konstrukcijose užtikrinant joms kokybiškai naujas eksplotacines savybes Sukurti techniniai

sprendimai sumažins gyvenamųjų namų statybos kaštus kartu užtikrindami komfortabilią aplinką

gyvenamuose būsto patalpose

Šių tikslų įgyvendinimui bus panaudotos pūsto stiklo bei polistireninio putplasčio trupintos taros

atliekų granulės Papildomai apdorotos technogeninės atliekos tampa pagrindine žaliava naujo

produkto PS granulių gamyboje Pagamintos porėtos PS granulės sudaro 110 ndash 310 kgm3 užpildo

skirto termoizoliacinio cementinio kompozito kūrimui PPS taros atliekų trupintos granulės buvo

ištirtos ir panaudotos kuriant polistirenbetonį pagal Eureka projektą E3446 ldquoSandplastrdquo 2005 ndash 2006

metais Sukurtas polistirenbetonis su PPS granulių užpildu turi du esminius trūkumus Tai atsparumas

gniuždymui kurio vertės tenkina termoizoliacinių medžiagų savybes tik esant 2divide6 deformacijai

Dėl didelio organikos kiekio kompozito tūryje jo atsparumo ugniai klasė siekė B ndash s1 d0

Vykdant šį projektą stengsimės pašalinti PPS trūkumus keisdami užpildo rūšį ty PPS granules į PS

granules Granulių atsparumas trupinimui siekia 11 ndash 12 MPa o šilumos laidumo koeficientas

priklausomai nuo granulių dydžio svyruoja nuo 005 iki 0077 WmmiddotK Organikos kiekį sieksime

sumažinti iki 7 kgm3 kas leis padiditi kompozito atsparumą ugniai klasę iki A2 Naujai sukurto

termoizoliacinio cementinio kompozito šilumos laidumo koeficientas būtų 006 ndash 007 WmmiddotK ir būtų

skirtas formuoti lauko sienų ndash atitvarų konstrukcijas Kita sukurto kompozito panaudojimo sritis būtų

ndash armuotų termozioliacinių lakštų konstrukcijose Sukurti armuoti termoizolianiai lakštai būtų

panaudoti klojinių gamybai Tokiu būdu klojinių pagalba galėtume suformuoti atitvarų konstrukcijas

sienų stogo bei pamatų pado

Sienų konstrukciją sudarytų klojiniai suformuoti iš armuotų termoizoliacinių lapų užpildyti statybos

objekte užpiltiniu formavimo mišiniu

Stogą formuotų laikančios dviteinės sijos iš abiejų pusių dengtos klojinių lakštais ir tokiu būdu

suformuotos ertmės būtų užpildytos formavimo mišiniu

Pamatų padą sudarytų iš lakštų suformuoti klojiniai kurių apačioje ant izoliuoto grunto būtų iš

užpiltinės termoizoliacijos formavimo mišinio įrengtas termoizoliacinis sluoksnis kurį dengtų

gelžbetoninis laikantis pamatų padasVisuose techniniuose atitvarų konstrukciniuose sprendimuose

klojiniai ir užpiltinė termoizoliacinė cementinio kompozito formavimo masę sudarytų vienalytę

monolitinę atitvarą Reikia pabrėžti kad rišamoji medžiaga visuose kompozituose yra porėtas

betonas kuris užtikrina gerą vandens garų migraciją per atitvarą iš vidaus į lauko pusę cementinis

kompozias ndash pakankamą atsparumą šalčiui o viensluoksnė atitvarų konstrukcija suformuota iš

vienalytės medžiagos numatomą atitvaros šiluminę varžą R iki 8 m2middotKW užtikrins vandens garų

migraciją ty siena bus bdquokvėpuojantildquo o iš technogeninių atliekų pagamintos užpildo granulės (pūsto

stiklo polistireninio putplasčio taros atliekos) leis išspręsti atliekų utilizavimo problemas Pasibaigus

statinio eksplotacijos laikui cementiniai kompozitai galės būti lengvai smulkinami ir gražinti atgal į

gamybą kaip termozioliaciniai betono užpildai

Manome kad EUREKA projektas leis sukurti ir įdiegti į gamybą naujas termoizoliacines medžiagas

ndash pagamintas iš technogeninių atliekų kurios bus apgintos Europiniais patentais Naujai sukurtos

medžiagos ir jų gamybos technologijos galės būti įdomios ir kitoms Europos šalims sprendžiančioms

analogiškas problemas

9

12 Literatūros apžvalga

Siekiant užtikrinti reikiamą sienos šiluminę varžą naudojamos daugiasluoksnės atitvaros

susidedančios iš vidaus tinko AAC blokų termoizoliacinio bei išorės tinko sluoksnių Dažniausiai

termoizoliacinį sluoksnį sudaro mineralinės vatos arba polistireninis putplastis (1 pav)

Toks daugiasluoksnės sieninės atitvaros šiltinimas įgavo sudėtinės termoizoliacijos sistemos (STS)

pavadinimą (STR201102007) Tačiau STS turi trūkumų

- polistireninis putplastis yra nelaidus vandens garams todėl patalpos turi būti

intensyviai ventiliuojamos

- mineralinės vatos plokštės sugeria drėgmę todėl turi būti rengiami specialūs

ventiliuojami fasadai

- polistireninis putplastis yra degi medžiaga Gaisro metu iš abiejų šiltintojų skiriasi

nuodingi lakūs produktai

1 pav Daugiasluoksnės atitvaros siena a ndash AAC su putų polistireniniu putplasčiu b ndash AAC su mineralinės

vatos sluoksniu ir ventiliuojamuoju fasadu c ndash rūsio sienos šiltinimo variantas 1 ndash AAC blokas 2 ndash vidaus

tinko sluoksnis 3 ndash putų polistireno ar mineralinės vatos pluokštė 4 - išorės tinkas 5 - apdailos plyta 6 ndash oro

tarpas 7 ndash hidroizoliacija 8 - apsauginė plėvelė 9 ndash gruntas (Захарченко еt al 2009)

Įvertinus išvardintus STS trūkumus galima teigti kad pastaruoju metu tampa vis aktualesniu

lengvųjų termoizoliacinių statybinių kompozitų panaudojimas Pastatų statyboje yra naudojamos

progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007) Išorinės sienos

daromos iš lengvo betono (putbetonio keramzitbetonio) šiluminei varžai padidinti daromos

sluoksniuotos monolitinės sienos su termoizoliacinių polistireninio putplasčio arba mineralinės vatos

plokščių įdėklais iš abiejų pusių apsaugotais betono sluoksniu Pagal šią technologiją sudėtiniai

atitvarų elementai tarpusavyje jungiami jungčių kurios yra fiksuojamos užpiltiniuose lengvo betono

sluoksniuose pagalba

Formuojant lakštinius gaminius iš portlandcemenčio ir vandens svarbu gauti stabilią cemento tešlą

kurią galima būtų paskleisti plonu sluoksniu ant formos dugno paviršiaus Tokį efektą galima pasiekti

naudojant superplastiklius tarp kurių dažniausiai į cementinį mišinį pridedami nedideli kiekiai

(01divide15 ) polikarboksilatų Šie priedai efektyviai disperguoja cemento daleles dengdami jas plonu

10

monomolekuliniu sluoksniu Polikarboksilatinių superplastiklių aukšta dispergavimo geba aiškinama

didesnio kiekio uždaryto tarp cemento dalelių vandens išsilaisvinimu į aplinkinį tirpalą Ir nors

plastikliai lėtina cemento hidratacijos procesą tačiau galutiniame jų poveikyje suformuoti gaminiai

įgauna didesnį mechaninį stiprumą (Ramachandran 1998 Houst et al 2008)

Jei ruošiant cemento mišinius naudojami OĮP tai susidarę oro burbuliukai sukimba su hidratuoto

cemento dalelėmis kurių masė padeda disperguoti oro burbuliukus mišinyje ir tuo pačiu mažina jų

polinkį slinkti prie paviršiaus t y flotacijos jėga mažina dalelių nusėdimo galimybes ir greitį

(Lianxiang and Kevin 2005) Priklausomai nuo cemento dalelių sunkio ir įtrauktų oro burbuliukų

kiekio gauname atitinkamo tankio cementinę tešlą kuri sukietėjusi sudaro porėtą betoną (Sinica et al

2005) Atkreipiamas dėmesys į tai kad cementinės tešlos porizacijos procese svarbų vaidmenį vaidina

vanduo Vandens kiekis daro tiesioginį poveikį betono mišinio slankumui Didėjant slankumui

cementinė tešla geba įtraukti didesnį oro kiekį ir tuo pačiu didinti jos porėtumą Tačiau jei betono

mišinio slankumas viršija 150 mm didesni oro burbuliukai dėl plūdurumo jėgų pasidaro mažiau

stabilūs ir bendras oro kiekis betono mišinyje sumažėja (Du and Folliard 2005) Kitas OĮP kaip PAM

poveikis yra kai kurių hidrofobinių dalelių dėl tirpalo paviršiaus įtempimo sumažinimo

hidrofilizacija Rezultate šių dalelių paviršius legvai ir kokybiškai pasidengia cementiniu skiediniu

kas be OĮP butų atlikti problematiška (Kligys 2009)

Betonų stiprumo didinimui ir jų tankio mažinimui yra naudojami pucolaniniai priedai Tai yra aktyvūs

mineraliniai priedai kurie kambario temperatūroje reaguoja su Ca(OH)2 Šių reakcijų metu susidaro

kalcio hidrosilikatai hidroaliuminatai ir kt hidratai kurie didina cementinio akmens stiprumą

Pucolaninėse medžiagose pagrindiniai aktyvūs komponentai yra Al2O3 SiO2 Fe2O3 (Xu and Chung

2000a Brykov et al 2010) Pagal saveiką su Ca(OH)2 yra priedai kurių pagrindą sudaro amorfinis

SiO2 (diatomitai trepeliai opokos SiO2 mikrodulkės ir kt) priedai kurių pagrindą sudaro degtas

molis ndash metakaolinas pelenai šlakai ir kt bei priedai kurių pagrindą sudaro stiklo būsenos silikatai

ir aliumosilikatai (tufai penzos ir kt Zain et al 2000) Reikia atkreipti dėmesį į tai kad degto molio

pagrindinis komponentas ndash inertinis kaolinitas ndash dehidratuojasi ir pereina į aktyvų amorfizuotą

metakaolinitą (Al2O3 2SiO2 Quercia et al 2012) Jam reaguojant su kalkėmis Ca(OH)2 susidaro

hidrogelenitas (2CaO∙Al2O3 SiO2∙8H2O) ir C-S-H(1) kurie lemia pirminį cemento tešlos kietėjimą ir

stiprį nes jo hidratacijos greitis yra didesnis nei amorfinių SiO2 pucolanų (Davraz and Gunduz 2005)

(Oğuzhan Keleştemur and Bahar Demirel 2015) šaltinyje tirtas metakaolino poveikis betono

savybėms Nustatyta kad iki 15 metakaolino pakaitalas gali šiek tiek atlikti superplastiklio

funkcijas užtikrina betono smulkiųjų porų susidarymą ir didina jo ilgaamžiškumą Išsamiai

metakoalino ir ir pelenų kompleksinio priedo poveikį mišinių ir betonų savybių gerinimui mišinių

rišimosi ir kietėjimo laikui tyrė D Šnelson ir kt Nustatyta kad mišinių konsistencijai pagrindinę

įtaką turi metakaolinas

Įvairių naturalių pucolaninių priedų poveikį keičiant jais portlandcementį ištyrė Kenal Celik ir kt

Nustatyta kad šie priedai kurių sudėtyje yra aktyvių aliuminio ir silicio oksidų gali būti efektyviai

panaudoti gaminant stabilių savybių produktus gerinant betono mišinių plastiųkumą bei gaminių

stiprumines savybes Pucolanų panaudojimas betonuose reikalauja padidinto vandens kiekio

formavimo mišiniuose todėl patariama vartoti vandens poreikį mažinančių priedų Apie pucolaninių

priedų poveikį betono savybėms yra paskelbta nemažai duomenų įvardijančių jų teigiamą poveikį

betono savybėms (Jorge ITobon at al 2015 Ameer A Hilal et al 2015 Ru Ji et al 2015)

Įvertinant orą įtraukiančių pucolaninių ir plastifikuojančių priedų poveikį cementinės tešlos ir betono

savybėms bei plonasluoksnių lakštų formavimo specifiką ir mūsų anksčiau atliktų tyrimų rezultatus

buvo parinkti tokie efektyvūs modifikuojantieji priedai

- OĮP bdquoUfapore TCOldquo priedas kurio kiekis užtikrina PPS trupinių hidrofilizaciją ir smulkių porų

susidarymą termoizoliacinio kompozito matricoje

- pucolaninis cemento (10) pakaitalas - MK mažinantis cementinės tešlos ir cementinio akmens

tankį didinantis skiedinio klampą ir stimuliuotis produkto stiprio augimo greitėjimą

- naujos kartos polikarboksilatinis superplastiklis Castament FS-40 kurio 02

portlandcemenčio masės kiekis palengvina lakštų sluoksnių formavimą ir didina galutinio produkto

stiprį

11

Šiame darbe pateikiamas visų išvardintų priedų poveikis cementinių termoizoliacinių kompozitų ir

lakštų sluoksnių savybėms Ir tarplakštinių ir lakštų termoizoliacinių kompozitų matricą sudaro porėta

cementinė tešla o lengvuoju užpildu tarnaja dirbtinių arba technogeninių medžiagų porėtos granulės

((polistireninio putplasčio panaudotos taros trupiniai bei sferinės pūstojo stiklo granulės pagamintos

iš stiklo duženų) Weigler and Karl 1980 Синицa et al 2013 Limbachiya and Meddah 2012))

Naudojant bei utilizuojant šiuos užpildus kartu būtų sprendžiama ir ekologinė problema (Сеземан еt

al 2013) Preleminariai išmatuotas sukurto kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia apie 007

WmmiddotK kas užtikrina 7 m2WK sienos šiluminę varžą esant jos storiui 05 m

Mūsų darbo objektas ir tikslas ndash cementinių ir termoizoliacinių kompozitų ir apdalos lakštų sluoksnių

sudėčių parinkimas ir savybių tyrimas bei lakštų gamybos technologijos sukūrimas

2 Žaliavos ir tyrimų metodika

21 Žaliavos

Termoizoliaciniams kompozitams paruošti naudotas UAB bdquoAkmenės cementasldquo CEM I 425 R

markės portlandcementis atitinkantis LST EN 197-12011 standarto reikalavimus Cemento cheminė

ir mineralinė sudėtys bei charakteristikos pateiktos 1 lentelėje

1 lentelė Portlandcemenčio sudėtys ir charakteristikos

Cheminė sudėtis

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O+Na2O SO3 Kaitmenys Netirpmenys

2076 612 337 6350 401 103 080 023 007

Mineralinė sudėtis Rišimosi trukmė min Savitasis paviršius cm2g

C3S C2S C3A C4AF Pradžia Pabaiga 4200

4854 1529 1040 1017 140 190

Metakaolinas (MK) ndash įmonės UAB Stikloporasldquo technologinė atlieka gauta pūsto stiklo granulių

gamybos metu Savitasis MK paviršius ndash 8650 cm2g piltinis tankis ndash 480 kgm3

Kaip rišamoji medžiaga (RM) buvo naudoti abiejų cementų bei metakaolino kaip 10 cemento

pakaitalo sausieji mišiniai

Cemento ir užpildų tarpusavis turinis santykis kompozituose bei VC santykis buvo nustatomas

eksperimentiniu keliu atsivelgiant į technologines kompozito gavimo galimybes bei jo užsiduotų

savybių verčių

Orą įtraukiantis priedas (OĮP) naudojamas termoizoliaciniam sluoksniui suformuoti ndash bdquoUfapore

TCOldquo balti milteliai turintys 94 aktyviosios medžiagos Priedo kiekis iki 01 RМ masės

Polikarboksilatinis superplastiklis naudojamas visuose kompozituose - Castament FS-40 ndash gelsvi

milteliai Priedo kiekis ndash 02 RM masės

Pagalbinės medžiagos Stiklo audinio bdquoSakretldquo firmos armavimo tinklelis akelių dydis ndash 4 x 4 cm

atitinkantis LVS 203-22005 Latvijos standarto

Kaip užpildas taip pat naudotos 3-jų skirtingų frakcijų ir piltinio tankio pūstojo stiklo granulės (2

lentelė) pagamintos UAB bdquoStikloporasldquo ir polistireninio putplasčio taros smulkūs trupiniai iki 2 mm

dydžio

12

2 lentelė PS ir PPS granulių frakcijos tankis ir šilumos laidumas

Grūdelių skersmuo mm Piltinis tankis kgm3 Šilumos laidumo koeficientas WmmiddotK

PS iki 2 190 0077

PS 4divide8 140 0059

PPS 8-16 120 0052

PPS iki 2 15 0038

22 Tyrimų metodika

Portlandcemenčio rišimosi trukmė buvo nustatyta remiantis standartine metodika LST EN 196-

32005 о savitasis paviršius ndash Bleino prietaisu pagal (LST EN 1097-62010) metodiką

Užpildų (pūstojo stiklo ir polistireninio putplasčio granulių) piltiniai tankiai buvo nustatomi remiantis

(LST EN 3310-12003) Modifikuotos cementinės tešlos egzoterminiam efektui tirti buvo naudojami

laboratorijoje sukonstruotas temperatūros matavimo prietaisas ir sukurta metodika (Antonovič and

Goberis 2003) Rišamoji medžiaga (RM) buvo ruošiama sausai maišant portlandcementį su 10

metakaolino pakaitalu laboratorinėje bdquoVarimixer bearldquo maišyklėje 3 min esant 60 apsmin maišyklės

veleno sukimosi greičiui Ruošiant formavimo mišinius RM kartu su vandeniu ir modifikuojančiais

priedais (FS-40 visuose atvejuose OĮP ndash formuojant termoizoliacinį sluoksnį) buvo maišoma dar 1

min o supylus užpildus (PS visuose atvejuose PPS - formuojant tik termoizoliacinį sluoksnį) dar 2

min esant tam pačiam sukimosi greičiui

Kompozitų formavimo mišiniai buvo ruošiami MXP 1602E maišyklės pagalba (esant jos sukimosi

ašies greičiui 225 apsmin) permaišant 2 min bėgyje visus komponentus (cementą vandenį ir

priedus OĮP ir superplastiklį) išskyrus porėtus užpildus Užpildai buvo dedami į mišinį pačiam

maišymo gale ir maišymas trukdavo dar 5 min esant 60 apsmin greičiui Mišiniai buvo supilami į

skirtingų matmenų formas iš kurių sukietėję bandiniai buvo išformuojami po 2 parų Tolesnis jų

kietėjimas vyko ant grotelių virš vandens klimatinėje kameroje 26 parų bėgyje esant temperatūrai

(20plusmn3) ordmC Po to bandiniai buvo džiovinami 105ordm C temperatūroje (bandiniai su PPS užpildu - iki 50

ordmC) iki pastoviosios masės ir buvo nustatomos jų savybės Sausasis tankis gniuždymo ir lenkimo

stipriai buvo nustatomi taikant (LST EN 1602+ AC+P LST EN 826 LST EN 12089) metodikas

Nustatant kompozito stipruminių savybių vertes buvo pasinaudota komputerizuota įranga

ldquoHaunsfield ndash H10KS)

Bandinių šilumos laidumo koeficientas λ10 buvo nustatomas pagal (LST EN 12664+AC+P) prietaiso

bdquoλ ndash meter EP500ldquopagalba (bandinių matmenys ndash 400x400x100mm)

Naudotų priedų poveikį cementinei matricai (cemento mineralų hidratacijos egzoterminiam efektui)

nustatyti buvo naudotasi (Antonovich and Goberis 2003) metodika išlaikant eksperimento metu

vienodą (037) VC santykį

Kompozito bandinių sorbcinis drėgnis buvo nustatomas pagal (LST EN ISO 1257) metodiką iš-

laikant bandinius (20 plusmn3)ordmC temperatūroje virš K2CO3 NaBr (NH4)2SO4 ir K2SO4 tirpalų kurių

sočiųjų garų drėgnis siekė atitinkamai 43 58 81 ir 94

Sukietėjusių kompozitų struktūrai bei kontakto zonos su pagrindu analizei atlikti naudotas

kompiuterizuotas optinis mikroskopas Motic su skaitmenine kamera (didinimas iki 100 kartų)

Rentgeno struktūriniai tyrimai atlikti difraktometru DRON-7 kurio antikatodas varinis filtras -

nikelinis anodo įtampa ndash 30 kV anodo srovė 12 mA goniometro plyšeliai (05 1 15)mm smailių

iššifravimui naudota ICDD duomenų bazė

3 Eksperimentinė dalis

31 Termoizoliacinis kompozitas su PS ir PPS granulėmis

Formuojant kompozitus su skirtingomis PS granulių frakcijomis reikėjo surasti optimalų frakcijų

tarpusavio santykį Kadangi lengvus užpildus patogiausia matuoti tūrio vienetais bei apribojus

13

cemento sąnaudas iki 150 kgm3 (cemento piltinis tankis 1130 kgm3) ir prilyginus visą sausųjų

komponentų tūrį 100 (atitinkančių 5 tūrio dalims) gavome kompozito sudėtis pateiktas 3 lentelėje

Siekiant nustatyti lengvojo kompozito užpildo frakcijos stambumo ir kiekio poveikį kompozito

tankiui ir stipriui buvo tiriami kompozito bandiniai suformuoti pagal K-1divideK-6 sudėtis (3 lentelė)

OĮP kiekis formavimo mišiniuose buvo didesnis nei kompozitų su AAC trupiniais atveju ir siekė

0045 cemento masės todėl kad reikėjo hidrofilizuoti užpildo granules bei gauti lengvesnę

porizuotą matricą (2 pav)

3 lentelė Kompozitų su pūstojo stiklo granulėmis sudėtys

Kompozito

šifras

Sudėtis

Cementas tūrio dalys

PS granulių frakcijų tūrių dalys

PPS granulių tūrio dayis

8divide16 mm 4divide8 mm le4 mm le4 mm

K-1 083 500 - - -

K-2 083 - 500 - -

K-3 083 - - 500 -

K-4 083 166 166 166 -

K-5 083 250 125 125 -

K-6 083 300 100 100 -

K-7 057 279 - - 221

K-8 048 279 - - 221

K-9 04 279 - - 221

K-10 036 310 100 - 090

K-11 036 300 100 - 100

2 pav OĮP kiekio poveikis cementinės tešlos tankiui (Kligys 2009 Sinica et al 2009)

Atliktų tyrimų rezultatai rodo kad termoizoliacinio kompozito tankis pagrinde priklauso nuo

cementinės matricos kiekio kompozite ir beveik nepriklauso nuo pūstojo stiklo granulių frakcijos

stambumo Pavyzdžiui formuojant kompozitą kuriame cemento ir pūstojo stiklo granulių tūrinis

santykis siekia 0834 gaunamų kompozito bandinių tankis kinta nuo 390 kgm3 kai naudojamos

8divide16 mm stambumo granulės iki 410 kgm3 kai naudojamos le 4 mm stambumo granulės (3 lentelė

K-1divideK-3 kompozito sudėtys)

Analogišką tankį (390 kgm3) gauname naudojant užpildo frakcijų mišinį kuriame stambių vidutinių

ir smulkių pūsto stiklo granulių tūrinis santykis siekė 133133133 (4 lentelė K-4 kompozito

sudėtis) Ir tik padidinus stambios frakcijos pūstojo stiklo granulių tūrį mišinyje iki santykio 211

kompozito tankis sumažėjo iki 370 kgm3 (4 lentelė K-5 kompozito sudėtis) o kai stambių granulių

tūrinis santykis dar padidėjo iki 240808 gavome lengvąjį termoizoliacinį 320 kgm3 tankio

14

kompozitą (3 lentelė K-6 kompozito sudėtis) Suformuotų skirtingo tankio kompozito bandinių

gniuždymo stiprio vertės pateiktos 3 paveiksle

3 pav Termoizoliacinio kompozito bandinių gniuždomasis stipris Kompozito bandinių šifrai atitinka 3

lentelės duomenis

Kaip rodo 3 pav rezultatai didžiausiu stipriu (09 MPa) pasižymi 410 kgm3 tankio kompozitas K-1

(3 pav K-1 stulp) Esant kompozito tankiui 320 kgm3 jo gniuždomasis stipris yra dar pakankamas

ndash 035 MPa (3 pav K-6 stulp) Suformuoti kompozito K-1 divide K-6 bandiniai pateikti 4 pav Matome

kad gautų kompozitų struktūra yra vienalytė t y užpildų ir rišamosios medžiagos tarpusavio santykis

yra adekvatus

Siekiant gauti kuo mažesnį kompozito šilumos laidumo koeficientą mažinome jo tankį Gauto

kompozito gniuždomojo stiprio esama atsarga (pakanka 02 MPa) leido tai padaryti palaipsniui

mažinant portlandcemenčio kiekį nuo 150 kgm3 iki 100 kgm3 kompozite (4 lentelė) bei panaudojant

vietoje smulkiosios (le4 mm) PS granulių frakcijos smulkiąją (le4 mm) PPS trupinių frakciją (4

lentelė K-7divideK-10 kompozito sudėtys) bei panaudojus tarpinę (4divide8 mm) pūsto stiklo granulių frakciją

(4 lentelė K-11 kompozito sudėtis)

K-1 K-2 K-3

K-4 K-5 K-6

4 pav Kompozito bandinių suformuotų pagal K-1divideK-6 sudėtis struktūra

15

4 lentelė Palengvinto termoizoliacinio kompozito savybės

Kompozito

Šifras Tankis kgm3

Stipris MPa Šilumos laidumo koeficientas λ10 WmmiddotK

Gniuždymo Lenkimo

K-7 305 072 026 0114

K-8 260 039 019 0105

K-9 250 030 018 0095

K-10 245 026 017 0070

K-11 240 020 015 0069

Pastaba kompozito sudėtys atitinka 5 lentelės sudėtims

Apsistoti ties K-11 kompozito sudėtimi padėjo jo struktūros tyrimai Kompozito bandinių (K-7divideK-

10) skerspjūvio nuotraukos (5 pav) parodė kad užpildo grūdeliai netolygiai pasiskirstė cementinėje

matricoje o kai kur tarp matricos ir užpildų pasitaiko oro tuštumų

K-7 K-8 K-9

K-10 K-11

5 pav Kompozito bandinių suformuotų pagal K-7divideK-11 sudėtis struktūra

Įvertinus šiuos trūkumus kompozito struktūroje buvo atliktas K-10 sudėties koregavimas

portlandcemenčio kiekis liko toks pat (100 kgm3) o tam kad pasiekti tolygų užpildų pasiskirstymą

bei išvengti oro tuštumų struktūroje buvo palaipsniui didinamas pūsto stiklo stambios frakcijos kiekis

(nuo 126 iki 300 tūrio dalių) bei pridėta 1 tūrio dalis 4divide8 mm skersmens pūsto stiklo granulių ty

abiejų frakcijų pūsto stiklo granulių ir polistireninio putplasčio smulkios frakcijos tarpusavio tūrinis

santykis sudarė 311 (3 ir 4 lentelės K-11) Atlikti šio kompozito savybių tyrimai parodė kad esant

jo tankiui 240 kgm3 gniuždomasis stipris siekia 02 MPa o šilumos laidumo koeficientas ndash 0069

WmmiddotK (3 lentelė K-11)

Tolesni kompozito tyrimai buvo atlikti kompleksiškai nustatant rišamosios medžiagos ir užpildo

(pūsto stiklo granulių bei polistireninio putplasčio taros trupinių kiekio poveikį kompozitų tankiui

stiprumui šilumos laidumui laidumui vandens garams susitraukimui džiūstant bei atsparumo šalčiui

Bandinių formavimo sudėtys pateiktos 5 lentelėje o gauti tyrimų duomenys 6 7 8 9 10 ir 11

paveiksluose

16

5 lentelė Kompozitinės medžiagos formavimo mišinių sudėtys

Kompozito

sudėties Nr

Rišamosios

medžiagos

kiekis kgm3

Pūstojo stiklo granulių tūrinis santykis

Polistireninio putplasčio

taros granulių tūrinis

santykis

(8divide16) mm (4divide8) mm (0divide2) mm (0divide2) mm

1 700 3 1 1 -

2 1000 3 1 1 -

3 1300 3 1 1 -

4 700 3 1 - 1

5 1000 3 1 - 1

6 1300 3 1 - 1

Pastaba Užpildų kiekis bandiniuose (100) buvo prilygintas 5 tūrio dalims

6 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų tankiui

7 pav Kompozitų tankio priklausomybė šilumos laidumui

Tankio ir šilumos laidumo koeficiento mažiausios vertės priklauso nuo rišamosios medžiagos kiekio

esant 70 kgm3 ir panaudojus polistireninio putplasčio granules gaunamas mažiausias tankis tuo pačiu

ir mažiausia šilumos laidumas Šiuo atveju kompozitų stiprumas būna mažiausias bet pakankamas

užsiduotoms vertėms (8 pav) ty stipris gniuždant siekia virš 03 MPa o stipris lenkiant ndash 015 MPa

(9 pav) Tuo atveju kompozitų atsparumas šalčiui net po 100 šaldymo ciklų didina kompozitų stiprį

gniuždant (dėl tolesnio cemento mineralų hidratacijos proceso vykstančio bandymo metu) (10 pav)

Analizuojant kompozitų struktūrą po 100 šaldymo ciklų jokių suirimo požymių nepastebime tai

reiškia jog kompozitai atsparūs šalčiui (11 pav) Atsparumas šaldymui bandymas 4 5 sudėties

kompozitams dar vyksta todėl rezultatai nepateikti

17

8 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam gniuždymo stipriui

9 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam lenkimo stipriui

10 pav Kompozitų vidutinio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo šaldymo ciklų

a b c d 11 pav Kompozitai po 100 šaldymo ciklų a ndash 1 sudėtis b ndash 2 sudėtis c ndash 3 sudėtis d ndash 6 sudėtis

18

32 Lakštų rišamosios medžiagos parinkimas ir savybių tyrimas

Šie tyrimai labai aktualūs lakšto apdailino sluoksnio formavimo mišiniui kurį kaip tik ir sudaro

portlandcementis FS40 polikarboksilatas ir 10 portlandcemenčio keičiantis MK Technologiškai

yra svarbu kad formuojant po pirmo pasluoksnio suformavimo galima būtų kuo greičiau įspausti

armuojantį stiklo audinio tinklelį į cementinę tešlą Tai padėjo atlikti 10 portlandcemenčio

keičiantis MK ir 02 PC masės polikarboksilatinio superplastiklio FS ndash 40 priedas

FS-40 polikarboksilatinio superplastiklio ir MK poveikis portlandcemenčio mineralų hidratacijai

pateiktas 12 pav

12 pav Egzotermijos efekto temperatūrų kaitos priklausomybė nuo laiko 1 ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC +

MK 4 - PC + MK + FS40

Gauti duomenys rodo kad ir MK ir FS-40 priedai lėtina PC mineralų hidrataciją bei žemina

egzoterminio efekto temperatūrą jei gryno cemento Tegzo = 95 ˚C tegzo = 420 min (12 pav 1 kr) tai

esant mišinyje abiems priedams Tegzo sumažėja iki 65 ˚C o tegzo pailgėja iki 1070 min (12 pav4 kr)

Šių priedų poveikis siūlių sukietėjusio skiedinio tankiui pateiktas 13 pav

13 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio tankiui 1 ndash PC 2 ndash

PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

13 pav duomenys rodo kad superplastiklio priedas padidina sukietėjusio skiedinio tankį 125 (13

pav 2 kr) tuo tarpu MK pakaitalas jį 10 mažina 13 pav 3 kr) todėl abiejų medžiagų (priedo ir

pakaitalo) poveikyje tankis sumažėjo nežymiai (apie 5 ) Jų poveikis gniuždymo stipriui pateiktas

14 o lenkimo ndash 15 pav

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

20

30

40

50

60

70

80

90

100T

emp

erat

ucircra

0C

Laikas min

1

3

2

4

19

14 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio gniuždymo stipriui 1

ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

15 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio lenkimo stipriui 1 ndash

PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

Atliktų tyrimų rezultatai parodė kad superplastiklio priedas padidina kaip gniuždymo taip ir lenkimo

sukietėjusio skiedinio stiprį atitinkamai 8 ir 26 (14 ir 15 pav 1 ir 2 kr) tuo tarpu MK daro

teigiamą poveikį tik lenkimo stipriui (15 pav 3 kr)

33 Lengvojo užpildo ir RM santykio nustatymas apdailiname sluoksnyje

ir jo savybių tyrimas

Siekiant pagerinti apdailinio sluoksnio termoizoliacines savybes į formavimo mišinį buvo pridedama

smulkiosios iki 2 mm PS frakcijos granulių kurių tūris sudarė atitinkamai 25 ir 50 RM tūrio

Tankio ir stipruminių savybių kaita priklausomai nuo PS granulių tūrio pavaizduota 16 ir 17 pav

20

16 pav Apdailinio sluoksnio tankio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

17 pav Apdailinio sluoksnio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

18 pav Apdailinio sluoksnio lenkimo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

Gauti duomenys rodo kad sukietėjusio skiedinio tankis ir stiprumas proporcingai mažėja nuo PS

granulių tūrio didėjimo formavimo mišinyje Optimalus PS užpildo kiekis buvo nustatytas lyginant

suformuotų plokštelių fasado paviršius (19 pav)

21

19 pav Apdailinio sluoksnio paviršiaus kokybės priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo

mišinyje 1 ndash 25 2 ndash 50 3- 60 4 ndash 75

Vizualiai lyginant gautų paviršių kokybę galima teigti kad PS granulių tūris formavimo mišinyje

turi būti ne didesnis kaip 50

34 Porėtų PS granulių dydžio poveikis lakšto termoizoliacinio sluoksnio fizikinėms

mechaninėms savybėms

Nustatant PS granulių dydį iš pradžių buvo panaudotos ir stambiosios (8divide16 mm) frakcijos granulės

tačiau tokio kompozito sukibimas su apdailinio sluoksnio stiklo tinkleliu nebuvo kokybiškas dėl

stambių neužpildytų cementine tešla ertmių tarp užpildo granulių Dėl šios priežasties šių bandinių

lenkimo stipris nesiekdavo net 01 MPa o pats bandinys išsisluoksniuodavo (20 pav) tuo tarpu

vidutinės (4divide8 mm) ir smulkiosios (iki 2 mm) PS frakcijos bandiniai po bandymo likdavo

neišsisluoksniavę Norint pagerinti badinių su stambiąja PS frakcija sukibimą su tinkleliu teko

naudoti daugiau cementinės tešlos glaistant ja ant tinklelio paviršiaus nes tešla prasmukdavo pro

tinklelio akutes į ertmes tarp stambiosios frakcijos granulių kas blogino kompozito termoizoliacines

savybes Todėl stambiosios frakcijos granulių tolesniuose tyrimuose teko atsisakyti 6 lentelėje

pateiktos tirtų kompozitų savybių vertės Geriausiomis termoizoliacinėmis savybėmis pasižymi LV

ndash 7 sudėties kompozitas kurio šilumos laidumo koeficientas turi mažiausią vertę ndash 0075 WmmiddotK o

jo stipruminės savybės ne žymiai nusileidžia kitų kompozitų su didesniu RM kiekiu savybėms 20

pav pateikta kompozito bandinių struktūra su stambiosios ir smulkiosios PS frakcijų granulėmis

20 pav Termoizoliacinio sluoksnio bandinių vaizdas po lenkimo stiprio nustatymo bandiniai su stambia PS granulių frakcija (be numeracijos) smulkiosios ir vidutinės frakcijos bandiniai

pažymėti 32 ir 52

22

6 lentelė Kompozitų su porėtais užpildais savybės

Kompozitų šifrai atitinka 3 lentelės šiframs

Lenkimo stipris buvo nustatomas bandant prizmes su įtvirtintu iš abiejų pusių stiklo audinio tinkleliu

a b

21 pav Lakšto termoizoliacinio sluoksnio struktūra kai užpildą sudaro PPS (30 visų užpildo tūrio)

ir PS granulės a ndash stambiosios frakcijos b ndash smulkiosios frakcijos (LV ndash 5) sudėtis ir smulkiosios ndash

vidutinės frakcijos (LV- 7) sudėtis

Kompozito

šifras

Sausasis tankis

kgm3

Gniuždymo

stipris MPa

Lenkimo stipris

MPa

Šilumos laidumo

koeficientas 10

W(mK)

LV-1 420 065 070 0135

LV-2

LV -3

LV-4

LV-5

LV-6

LV-7

385

375

355

330

280

240

060

055

050

050

045

040

065

050

050

045

040

030

0130

0125

0100

0090

0080

0075

23

4 Bendradarbiavimas su projekto partneriais

Glaudžiausias bendradarbiavimas buvo vykdomas su Projekto partneriu iš Lietuvos ndash UAB ldquoElnet

Grouprdquo Ūkio subjektas pastoviai buvo supažindinamas su vykdomais moksliniais tyrimais bei

gautais tyrimų rezultatais Buvo diskutuojama kaip būtų galima juos įgyvendinti praktikoje Darbų

pasiskirstimas tarp Projekto partnerių reikalauja tampraus bendradarbiavimo kad ūkio subjektas

galėtų sukurti technologinę įrangą sugebančia pasiekti tyrimais nustatytus cementinio

termoizoliacinio kompozito technologinius parametrus Kartu buvo išbandomi technologinių

įrengimų ndash maišyklės formavimo mišinio sudėtinių komponentų maišymo principas bei darbinio

maišyklės veleno konstrukcija Daug problėmų kėlė paruošto mišinio transportavimas lanksčių žarnų

pagalba į tarpą tarp klojinių Cementinio termoizoliacinio kompozito sudėtiniai komponentai ndash

užpildo granulės (padengtos apvalios pūsto stiklo tuščiavidurės formos kevalu) turi nedidelį

atsparūmą gniuždymui ir veikiant didesnei spaudimo jėgai turi galimybę suirti Bendradarbiaujant

su Slovakijos firma bdquoSTROJSTAV CMldquo ši problema buvo išspręsta

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu Pirmoje komandiruotėje buvome susitikę su mokslinės dalies

vadove Eva Navratilova kuri sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės

praktikos Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami

cementinio termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų

tarpusavio jungties pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku

aptarėme bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo

sistemų tyrimus Lietuvoje buvo suformuoti bandiniai o Libereco universitete atliekami triukšmo

slopinimo sistemos elementų dinaminio standžio matavimai Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių

metu Čekijos ūkio subjekto atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su poretų granulių gamyba iš

maltų šlako atliekų ir kartu numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei

sieninių panelių gamyboje Bendradarbiavimas tarp partneriu bus tęsiamas per visą Projekto

vykdymo laikotarpį

24

5 Projekto etapai ir tarpiniai rezultatai

Pirmame projekto etape turėjome parinkti termoizoliacinio cementinio kompozito skirto sienų

konstrukcijoms formavimo mišinio parametrus Darbo eigoje nustatyta kad termoizoliacinio

cementinio kompozito matrica turi sudaryti porizuota cementinė tešla modifikuota pūsto stiklo

gamybos atlieka ndash metakaolino priedu Kompozito užpildu kuris sudaro 100 tūrio yra

kombinuotos PS granulės pagamintos iš stiklo duženų miltų ir polistireninės taros susmulkinti

trupiniai PS granulės yra skirtingų frakcijų nuo 4 iki 16 mm dydžio ir kompozite tartusavyje liečiasi

tokiu būdu suformuodami termoizoliacinės medžiagos bdquokarkasąldquo PPS smulkūs trupiniai užpildo

tarpus tarp PS granulių ir tokiu būdu mažino laisvo oro erdvę kompozito struktūroje Šis faktorius

turi tiesioginę įtaką kompozito šilumos laidumo vertei Kompozito užpildas tarpusavyje jungiamas

plonu porizuotos modifikuotos cementinės tešlos sluoksniu Taip yra gaunamas lengvas cementinis

termoizoliacinis kompozitas kurio tankis siekia 230 ndash 250 kgm3 šilumos laidumo koeficientas yra

apie 007 WmmiddotK gniuždymo stipris apie 03 MPa

Kitas uždavinys buvo sukurti termoizoliacinio cementinio kompozito gamybos technologiją

Sprendžiant šią užduotį buvo ištirtas modifikuojančių priedų ir jų maišymo trukmės poveikis

cementinės matricos savybėms rišamosios medžiagos ir skirtingos frakcijos granulių kiekio įtaka

termoizoliacinio sukietėjusio kompozito savybėms Atlikti moksliniai tyrimai leido parinkti

formavimo mišinių maišymo trukmę sudėtiniu komponentų padavimo į formavimo mišinio

paruošimo maišyklę eiliškumą rišiklio rišimosi laikus įvertinant priedų poveikį cemento mineralų

hidratacijos procesui Nustatyta kad pradiniame etape reikia vandenyje permaišyti orą įtraukiatį ir

mišinį plastifikuojanti priedus ir cementą po to maišyti PPS smulkius trupinius ir tik po to į

formavimo mišinių paruošimo maišyklę dėti PS granules Bendra formavimo mišinio paruošimo

trukmė siekia 7 ndash 10 min Laboratorinėmis salygomis paruoštu formavimo mišiniu buvo užpildomos

bandinių formavimui skirtos formos Suformuoti bandiniai iš formų buvo išimami po 12 val

sudedami į polietileninius maišus ir natūraliose sąlygose buvo kietinami 28 paras

Kompozito bandinių fizikinės savybės bei sudėtinių kompozito komponentų tarpusavio jungties

pobūdis kontakto zonoje buvo nustatomos tiriant bandinius pagal galiojančius techninius

reikalavimus VGTU Termoizoliacijos instituto laboratorijose sukomplektuotomis naujausią įranga

Šių tyrimų rezultatai yra pateikiami ataskaitoje plačiau aprašant termoizoliacinio kompozito fizikines

savybes

Darbe buvo sprendžiamas ir armuotų termoizoliacinių lakštų ir jų gamybos technologijos sukūrimas

Lakštų prototipu buvo parinkta dekoratyvinio apdailos laksto konstrukcija sukurta projekto vadovo

ir apginta Lietuvos patentu Nr 4599 Toks techninis sprendimas leido termoizoliacinio kompozito

sluoksnį iš abiejų pusių armuoti stiklo audinio tinkleliu ir sukurti padidinto atsparumo lenkimui

termoizoliacinį lakštą Moksliniais tyrimais buvo nustatyta kad lakštų konstrukcijose galima naudoti

tik 2-8 mm dydžio pūsto stiklo granules o cementine tešlą galima modifikuoti MK priedų iki 30

nuo cemento masės Stiklo audinio tinklelį galima panardinti į cementinės tešlos ir smulkių PS

granulių mišinį esant granulių užpildo kiekiui ne didesniam kaip 50 tešlos mišinio tūrio Optimalus

armuojančių stiklo audinio tinklelių akučių dydis 45times45 mm užtikrinantis sluoksnių esančių

abiejuose tinklelio pusėse stabilią jungtį

Lakštų gamybos išmatavimus lemia gaminami armuojančių tinklelių matmenys Esant tinklo kilimo

pločiui 1000 mm automatiškai išsisprendžia ir lakštų plotis kuris gali būti 500 mm arba 10 m Esant

kitam lakšto pločiui reikalingas tinklelio jungimas kas didina gamybos proceso imlumą ir gamybos

kaštus

Sukurta laboratorinė lakštų gamybos technologija kurioje yra numatyta sekančios operacijos

išvardintos eilės tvarka modifikuotos cementinės tešlos užpilimas ant formos dugno tolygus

cementinės masės paskleidimas armuojančio apatinio tinklelio įspaudimas į cementinę masę

termoizoliacinio cementinio formavimo masės sluoksnio užpilimas į formą ir jos tolygus

paskirstymas viršutinio armuojančio tinklelio uždėjimas ant viršutinio termoizoliacinio kompozito

formavimo masės paviršiaus viršutinio tinklelio dengimas cementine mase jos tolygus paskirstymas

ir įspaudimas į tinklelio akutes Tokiu būdu pagamintas lakštas turi lygų apatinį paviršių ir grubų

25

viršutinį Panaudojus lakštus klojinių konstrukcijose lygus paviršius formuoja galutinai išlygintą

sienos plokštumą reikalaujančią minimalių darbo sąnaudų paviršiaus apdailai Išorinių apdailos

lakštų paviršiaus formavimas bus sprendžiamas ateityje

Įvertinant lakšto paskirtį galime konstatuoti kad termoizoliacines lakšto sąvybes lemia užpildo

granulių kompaktiškas pasiskirstymas lakšto termoizoliacineme sluoksnyje Stambios granulės turi

formuoti karkasą liesdamosios tarpusavyje o tarpai tarp jų turi būti ūžpildyti smulkios frakcijos PPS

trupinių granulėmis Reikia stengtis kad būtų kuo mažiau neužpildytų oro tarpų Lakšto

termoizoliacines sąvybes gerina smulkios frakcijos PS granulių kiekis esantis modifikuotoje

cementinėje tešloje iki 50 tūrio

Lakšto lenkimo stipriui didžiausios įtakos turi armuojančio tinklelio akučių dydis tinklelio sukibimas

su cementine tešla užpildo granulių stabili tarpusavio jungtis bei paties lakšto storis Skaitome kad

mažiausias lakšto storis galėtų būti 25 mm

Pirmais metais viešinant projektą buvo parengtas mokslinis straipsnis apie įvairių priedų poveikį

cementinės matricos porizacijai Be priedų poveikio buvo atsižvelgta į formavimo mišinio maišymo

trukmę Medžiaga apie matricos porėtumo didinimo būdus išsamiai pateikta publikacijoje o

ataskaitoje pateikiama tik nuoroda į straipsnyje pateikiamus tyrimo rezultatus

Žurnale ldquoMokslas ir technikardquo yra supažindinama Lietuvos visuomenė apie Eureka projekto

partnerius projekto tikslus kuriuos turėtų įgyvendinti kiekvienas partneris atskirai darbus

koordinuojant VGTU projekto vadovui Pateikiama projekto trukmė bei nurodomi finansavimo

šaltiniai tame tarpe ir iš Europos struktūrinių fondo lėšų

26

6 Tyrimų mokslinė vertė

Mokslinę liekamąją vertę turi modifikuojančių priedų poveikio cementinės matricos mišinio bei

akmens poretumui tyrimai Ištirta pucolaninio priedo pūsto stiklo gamybos atliekos ndash metakaolino

poveikis cementinės matricos tankiui cemento mineralų hidratacijos procesui mišinio klampai bei

poreto cementinio akmens fizikinėms sąvybėms Ši priklausomybė sujungta kartu su orą įtraukiančiu

ir plastifikuojančių priedų panaudojimu modifikuojant cementinę tešląTyrimų rezultatai yra

apibendrinti moksliniame straipsnyje išsiūstame į Oksfordo universiteto žurnalą bdquoConstruction and

Building Materialsldquo

Porėtų užpildo granulių granuliometrinės sudėties ir jų frakcijų santykis bei porizuotos matricos

kiekio poveikis cementinio termoizoliacinio kompozito savybėms bus apgintas Lietuvos patentu su

tolesniu patentavimu ES

Cementinio termoizoliacinio kompozito ir jo gamybos technologijos sukūrimas leis statyti kokybiškai

naujus namus artimus pasyvaus namo koncepcijos keliamiems reikalavimams

27

7 Išvados ir rekomendacijos

1 Nustatyta kad kompleksinis (MK+FS40+OIP) priedas betonų mineralų hidratacijos procesą

cemento tešloje prailgina iki 1100 min pasiekdamas 60 degC egzoterminio efekto maksimalią

temperatūrą MK modifikuotos cemento tešlos hidratacijos procesas nežymiai pailgėja nors dėl

papildomos pucolaninės reakcijos tarp MK ir cemento hidratacijos produktų egzoterminio efekto

maksimali temperatūra pakyla 8 degC

2 Ištirta kad kompleksinio priedo (FS40+OIP) poveikis mažinant cementinės tešlos tankį labiausiai

pastebimas MK priedų modifikuotoje cementinėje tešloje Modifikuotos cementinės tešlos tankis

sumažėja 33 karto nuo 2158 kgm3 iki 714 kgm3 po 10 min mišinio maišymo Tai yra apie 29

mažesnis tankis nei maltu smėliu modifikuotos cementinės tešlos ir 32 mažesnis tankis nei gryno

cemento porizuotos tešlos Sukietėjusios tešlos ndash porėto betono tankis siekia apie 800 kgm3 tuo tarpu

gryno cementbetonio ndash 1150 kgm3 o maltu smėliu modifikuoto betono ndash 1200 kgm3 Šiuos pokyčius

galima paaiškinti lengvos sutirštintos struktūros formavimo mišinyje susidarymu ir OIP molekulių

adsorbuotų ant cemento dalelių paviršiaus pakankamos jungties suformuotu oro burbuliuku

užtikrinimas

3 Nustatyta kad pucolaniniu priedu MK modifikuota cementinė tešla kartu su kompleksiniais (FS40

ir OIP) priedais įtakoja papildomų naujadarų ndash kalcio hidrosilikatų susidarymą mikro struktūros

pokyčius užtikrinančius submikrokristalinę struktūrą cementinėje matricoje Tai užtikrina mažo

tankio porėto betono pakankamą stiprumą 800 kgm3 tankio porėto betono gniuždymo stipris siekia

25 MPa o lenkimo stipris 10 MPa

4 Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo - 35 tūrio sudaro stambios PS granulės (8-16 mm) Vidutinio

dydžio (4-8 mm) PS granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio PPS trupintos granulės sudaro po 15

kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių ir suformuoti kompaktiškai

užpildyta kompozito struktūrą Sukurtas cementinis termoizoliacinis kompozitas kurio sudėtis

modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3 rišamosios medžiagos

kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia 007Wm∙K

esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

5 Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 - MK o kompozito

RM ir smulkių iki 2 mm stambumo PS granulių tūrių santykis sausame mišinyje yra 11 Sukietėjusio

skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

6 Nustatytas porėtų užpildų PS ir PPS granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis

termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos

laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K) gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos

granulės padengtos porizuota cementine tešla (esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3)

tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai

padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS

granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31) tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per

porizuotą matricą

28

8 Literatūra

Antonovič V Goberis S The effect of different admixture of the properties of refractory conerefe

with portland cement Material science (Medžiagotyra) 4(9) 2003 379-382 p

Asthana R Kumar ADahotre N B2006 Materials Processing and Manufacturing Science

Amsterdam Butterworth-Heinemann 628 p

bdquoAstra ndash polskaldquo firmos tinklalapis internete httpwwwastra-polskacom

Brykov A S Kamaliev R T Mokeev M V 2010 Influence of ultradispersed silica on portland

cement hydration Russian Journal of Applied Chemistry 83(2) 208minus213

Capener J C-M 2009 Properties of Modern Rendering Systems Based on Mineral Binders

Modified by Organic Admixtures Concrete Repair Rehabilitation and Retrofitting II ndash Alexander et

al (eds) Taylor and Francis Group London 863 ndash 869

Davraz M Gunduz L 2005 Engineering properties of amorphous silica as a new natural pozzolan

for use in concrete Cement and Concrete Research 35(7) 1251ndash1261

Du L Folliard K J 2005Mechanisms of entrainment in concrete Cement and Concrete Research

35(8)1463 ndash 1471

Hernaudes-Olivares F Mayer-Lobo P 2011 Experimental Assessment of Comercial One-coat

Renders for Buildings Facades Construction and Building Materials 22 (1) pp 156 ndash 162

Hilal A AThom N H Dawson A R 2015 On void structure and strength of foamed concrete made

without with additives Construction and Building Materials 85 157 ndash 164

Houst Y F Bowen P Perche F Kauppi A Borget P Galmiche L Meins J F Lafuma F

Flatt R J Schober I Banfill P FG Swift D S Myrvold B O Petersenf B G Reknes K

2008 Design and function of novel superplasticizers for more durable high performance concrete

(Superplast Project) Cement and Concrete Research 38(10) 1197 ndash 1209

Hurley J A 2003 UK market survey for foam glas Published by The Waste and Resource Action

Programme The Old Academy 114 p Prieiga per internetą httpwwwwraporguk

Kligys M Laukaitis A Sinica M Sezemanas G Dranseika N 2008 Investigations into the fire

hazard of a composite made from aerated concrete and crushed expanded polystyrene waste

Mechanics of Composite Materials 44(2) 173 ndash 180

Kligys M 2009 Kompozitinės medžiagos iš poringosios cemento tešlos ir trupinto polistireninio

putplasčio gamybos technologija ir savybės Daktaro disertacija Vilnius 137 p

Landensivu J 2012 Durability properties and actual deterioration of Finish concrete fasades and

balcones Thesis for the degree of doctor of science in technology Tampere university of technology

117 p

Lauzon M Garcia-Ruiz P A 2009 Evaluation of Capillary Water Absorbtion in Rendering Mortars

with Powdered Waterproofing Additives Construction and Building Materials 23 (10) 3287 ndash 3291

Lianxiang D Kevin J 2005 Mechanizm of air entrainment in concrete Cement and Concrete

research (35) 1463-1471 p

Limbachiya M Meddah M S Fotiadou S 2012 Performance of granulated foam glass concrete

Construction and Building materials 28(1) 759ndash768

LST EN 197-12011 Cementas 1 dalis Įprastinių cementų sudėtis techniniai reikalavimai ir atitikties

kriterijai

LST EN 196-62010 Cemento bandymų metodai 6 dalis Smulkumo nustatymas

29

LST EN 196-32005 Cemento bandymų metodai 3 dalis Rišimosi trukmių ir tūrio pastovumo

nustatymas

LST EN 933-12002 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 1 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Sijojimo metodas

LST EN 933-22001 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 2 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Analiziniai sietai Vardiniai akelių matmenys

LST ISO 3310-12003 Laboratoriniai sietai Techniniai reikalavimai ir bandymai 1 dalis

Laboratoriniai pinto metalinio vielinio tinkle sietai (tpt ISO 3310-12000) LST EN 1097-62003

Užpildų mechaninių ir fizikinių savybių nustatymo metodai 6 dalis Dalelių tankio ir įmirkio

nustatymas

LST EN 1015-3+A12004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 3 Determination of

Consistence of Fresh Mortar (by Flow Table)

LST EN 1015-102004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 10 Determination of Dry

Bulk Density of Hardened Mortar

LST EN 1015-112002 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 11 Determination of

Flexural and Compressive Strength of Hardened Mortar

LST EN 1015-182003 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of Water

Absorption Coefficient Due to Capillary Action of Hardened Mortar

LST EN 1015-122004 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of

Adhesive Strength of Hardened Rendering and Plastering Mortars on Substrates

LST EN 120892013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiai Elgsenos lenkiant nustatymas

LST EN 16022013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiaiTariamojo tankio nustatymas

LST EN 826 Statybinės termoizoliacines medžiagos Stiprio gniuždant nustatymas

LST EN 126642002 Šiluminės statybinių medžiagų ir gaminių charakteristikos Šiluminės varžos

nustatymas apsaugotos karštosios plokštės ir šilumos srauto matuoklio metodais Vidutinės ir mažos

šiluminės varžos sausi ir drėgni gaminiai

LST EN ISO 125712013 Hygrothermal Performance of Building Materials and Products -

Determination of Hygroscopic Sorption Properties

LST CENTS 772 -222006 Mūro gaminių bandymo metodai 22 dalis Keraminių mūro gaminių

atsparumo šalčiui nustatymas

LST L 1413112005 Statybinis skiedinys Bandymo metodai Atsparumo šalčiui nustatymas

LVS 203-22005 Sakret stiklo audinio armavimo tinklelis

Marčiukaitis G 2007 Statybinės medžiagos ir konstrukcijos Paskaitų konspektas Vilnius 88 p

Mисников O С Тимофеев АВ Черткова ЕЮ 2011 Гидрофобизация минеральных

дисперсных материалов добавками на основе торфа Труды Инсторфа 2 (55)15 ndash 33

Oğuzhan Keleştemur Bahar Demirel 2015 Effect of metakaolin on the corrosion resistance of

structural lightweight concrete Construction and Building Materials 81172 - 178

Quercia G Huumlsken G Brouwers H J 2012 Water demand of amorphous nanosilica and its

impact on the workability of cement paste Cement and Concrete Research 42(2) 344ndash357

Paruta V A Brynzin E I 2009 Manual on Designing and Erecting of Buildings using the Products

with Trademark UDK GAZOBETON Dnepropetrovsk 213 p

30

Ramachandran V S 1998 Superplasticizersproperties and applications in concrete Ottawa

Materials Technology LaboratoryCANMET

Ries J 2008 Structural lightweight aggregate and concrete Structure June 62-63

Ru Ji Zuotai Zhang Yang He Lili Liu Xidong Wang 2015Synthesis characterization and modeling

of new building insulation material using ceramic polishing waste residue Construction and Building

Materials 85 119 ndash 126

Сеземан Г Синица М Клигис М Шепутите-Юцике Ю Вайткус С Мечай А 2013

Цементные строительные композиты на основе лёгких заполнителей из техногенного сырья

Материалы международной научно ndash технической конференции laquo Наука и технология

строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29 ноября Минск

БГТУ 21 ndash 24

Sezemanas G Sinica M Zacharčenko P Pivenj N Mikulskis D Kligys M 2013 Influence

of zeolite additive on the properties of plaster used for external walls from autoclaved aerated

concrete Materials Science (Medžiagotyra) 19(2) 222ndash229

Синица М Шепутите-Юцике Ю Сеземан Г Клигис М Мечай А 2013 Особенности

выполнения ограждающих конструкций с использованием заливной теплоизоляции на основе

гранул вспученного стекла Материалы международной научноndash технической конференции laquo

Наука и технология строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29

ноября Минск БГТУ 69 ndash 72

Sinica MSezemanas GKligys M Česokas S 2007 Investigation of hydro ndash and higro ndash sorption

properties of silicate masonry products Materials Science (Medžiagotyra) 13(3) 229ndash 234

Sinica M Sezemanas G Chesnauskas V 2005 Influence of Air Absorbing Additive on Plaster

Layer Properties Designated to Cover Partions Built from Autoclave Porous Concrete Blocks

Chemical Technology (Cheminė technologija) 4 (38) 91 ndash 95

Sinica M Laukaitis A Sezemanas G Kligys M 2008 Operational Properties of a Heat-insulation

Composite with Expanded Polystyrene Crumbs Mechanics of Composite Materials 4 (44) 415 ndash 424

Sinica M Sezeman G Mikulskis D Kligys M Česnauskas V Zacharčenko P Kuprijenko

P Ščerbina N Pivenj N 2009 Investigation of the composite material with inclusions of

autoclaved aerated concrete chips Materials science 15 ( 4) 356ndash362

Sinica M Sezeman G Zakharchenko P 2012 Daugiasluoksnė lauko atitvara ir jos džiovinimo

būdas Patentas LT5837B

Стерлятов АН 2007 Совместный тепло- и влаго- перенос в ограждающих конструкциях

зданий из газобетона Дисертация кандидата технических наук Новосибиpск 167 с

Tobon J I Paya Jordy Restrepo O J 2015 Study of durability of portland cement mortars blended

with silica nanoparticles Construction and Building Materials 80 92 - 97

STR 205012005 Pastatų atitvarų šiluminė technika Statybos technikos reglamentai Statybos ir

urbanistikos ministerija Vilnius 2005 109p

STR 201102007 Išorės tinkuojamos sudėtinės termoizoliacinės sistemos Statybos technikos

reglamentai Statybos ir urbanistikos ministerija Vilnius 2007 p

Šadauskienė J Ramanauskas J Stankevičius V 2003 Effect of hydrophobicmaterials on water

impermeability and drying of finish brick mansory Material science (medžiagotyra) 9 (1) 94 - 98

Ungkoon Y Sittipunt Ch Namprakai P Jetipattaranat W Kim KS Charinpanitkul T 2007

Analysis of microstructure and properties of autoclaved aerated concrete wall construction materials

Journal of Industrial and Engineering Chemistry 13(7) 1103ndash1108

31

Weigler H Karl S 1980 Structural lightweight aggregate concrete with reduced density-

lightweight aggregate foamed concrete The International Journal of Lightweight Concrete 2 101ndash

104

Xu Y Chung D D L 1999a Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behaviour

of cement paste ACI Materials Journal 96(4) 455minus461

Xu Y Chung D D L 2000a Improving silica fume cement by using silane Cement and Concrete

Research 30(8) 1305- 1311

Zain M F M Safiuddin Md Mahmud H 2000 Developement of high performance concrete

using silica fume at relatively high water-binder rations Cement and Concrete Research 30(9) 1501

ndash 1505

Захарченко П Синица М Сеземан Г Чеснаускас В 2009 Изменение влажности стеновых

конструкций из ячеистобетонных блоков с системой скреплённой теплоизоляции Будiвельнi

матерiали вироби та санiтарна технiка науково-технiчний збiрник Киев Товариство

laquoЗнаниеraquo Украiни (23) 50 ndash 53234

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje

Page 4: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

4

Santrumpos ir simboliai

OĮP ndash orą įtraukiantis priedas

PAM ndash paviršių aktyvinanti medžiaga

PC ndash portlandcementis

RM ndash rišamoji medžiaga

MK ndash metakaolinas

FS ndash polikarbokilatinis superplastiklis

PS ndash pustojo stiklo granulės

PPS ndash putų polistireno granulės

Rgn ndashgniuždymo stipris MPa

Rl ndashlenkimo stipris MPa

Fs ndash sukibimo jėga MPa

λ (10) ndash šilumos laidumo koeficientas W(mmiddotK)

Tegzo - egzoterminio efekto temperatūra ordm C

tegzo ndash laikas per kurį pasiekiama maksimali temperatūramin

5

Referatas

Ataskaitą sudaro 33 puslapiai spausdinto teksto 6 lentelės 21 paveikslas 63 literatūros šaltiniai

Darbe tirtas cementinio kompozito matricos modifikavimas kompleksiniu (MK+FS40+OIP) priedu

Nustatytas jo poveikis matricos porizacijos dydžiui bei cementinio akmens savybėms Ištirtas

cementinio termoizoliacinio kompozito užpildo granuliometrinės sudėties bei granulių ir rišamosios

medžiagos kiekio poveikis kompozito savybėms

Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo 35 tūrio sudaro stambios pūsto stiklo granulės (8-16 mm)

Vidutinio dydžio (4-8 mm) pūsto stiklo granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio polistireninio putplasčio

trupintos granulės sudaro po 15 kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių

ir suformuoti kompaktiškai užpildyta kompozito struktūra Sukurtas cementinis termoizoliacinis

kompozitas kurio sudėtis modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3

rišamosios medžiagos kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas

siekia 007 Wm∙K esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 metakaolino

pakaitalas o kompozito RM ir smulkių iki 2 mm stambumo pūsto stiklo granulių tūrių santykis

sausame mišinyje yra 11Sukietėjusio skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

Ištirtas ir nustatytas porėtų užpildų (pūsto stiklo (PS) ir polistireninio putplaščio granulių (PPS))

granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio

struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K)

gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos granulės padengtos porizuota cementine tešla

(esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3) tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir

formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS

granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31)

tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per porizuotą matricą

Raktiniai žodžiai Cementinis termoizoliacinis kompozitas apsauginiai lakštai apdailinis sluoksnis

porėti užpildai (pūsto stiklo ir polistireninio putplasčio granulės) metakaolinas polikarboksilatinis

superplastiklis orą įtraukiantis priedas fizikinės medžiagų savybės

6

Turinys

Įvadas 7 psl

1 Mokslinė ataskaitos dalis 8 psl

11 Projekto tikslai ir uždaviniai 8 psl

12 Literatūros apžvalga 9 psl

2 Žaliavos ir tyrimų metodika 11 psl

21 Žaliavos 11 psl

22 Tyrimų metodika 12 psl

3 Eksperimentinė dalis 12 psl

31 Termoizoliacinis kompozitas su PS ir PPS granulėmis 12 psl

32 Lakštų rišamosios medžiagos parinkimas ir savybių tyrimas 18 psl

33 Lengvo užpildo ir RM santykio nustatymas apdailiniame sluoksnyje ir jo savybių tyrimas

19 psl

34 Porėtų granulių dydžio poveikis lakšto termoizoliacinio sluoksnio fizikinėms mechaninėms

savybėms 21 psl

4 Bendradarbiavimas su projekto partneriais 23 psl

5 Projekto etapai ir tarpiniai rezultatai 24 psl

6 Tyrimų mokslinė vertė 26 psl

7 Išvados ir rekomendacijos 27 psl

8 Literatūra 28 psl

9 Komandiruočių ataskaita 32 psl

10 Projekto išlaidų sąmata 33 psl

7

Įvadas

Šis darbas yra vykdomas pagal tarptautinį EUREKA projektą Е 8790 - Enclosurewasteconcrete

tema ldquoIŠ TECHNOGENINIŲ ATLIEKŲ SUKURTI NEKENKSMINGUS APLINKAI

CEMENTINIUS KOMPOZITUS IR JŲ GAMYBOS TECHNOLOGIJASrdquo ldquoTO DEVELOP

ENVIRONMENTAL FRIENDLY CEMENT COMPOSITES AND THEIR PRODUCTION

TECHNOLOGIES FROM THE TECHNOLOGICAL WASTErdquo Projekto darbai vykdomi pagal

technologijos mokslų sritį (kodas T000) medžiagų inžinerijos kryptį (kodas 08T) Darbo rūšis ndash

taikomieji moksliniai tyrimai ir technologinė plėtra Projektas vykdomas 36 mėnesius Darbų pradžia

ndash 2014-07-01 darbų pabaiga ndash 2017-06-30

Santrauka

Šiame darbe bus sprendžiamos dvi problemos pirma utilizuoti gamyboje susikaupusias

technogenines atliekas Antra ndash technogenines atliekas pritaikyti naujų efektyvių statybinių

kompozitų kūrimui skirtų pastatų atitvarų konstrukcijoms Bus panaudotos pūsto stiklo bei

polistireninio putplasčio trupintos taros atliekų granulės pagamintos iš technogeninių atliekų Bus

sukurta užpiltinė termoizoliacinio cementinio kompozito formavimo masė kuri sukietėjusi užtikrins

šilumos laidumo koeficientą 006 ndash 007 WmmiddotK gniuždymo stiprį ndash 02 MPa laidumo vandens

garams koeficientą micro ~ 50 ir atsparumą ugniai klasę ndash A2

Bus sukurti termoizoliaciniai lakštai skirti klojinių gamybai iš kurių bus galima suformuoti sienų

stogo bei pamatų pado atitvarų tuščiavidures konstrukcijas Klojinius užpildžius termoizoliacinio

cementinio kompozito užpiltine formavimo mase bus suformuotas vientisos vienalytės pastatų

monolitinės atitvaros užtikrinančios šiluminę varžą iki 8 m2middotKW esant sienos storiui apie 05 m

Tokiu būdu suformuotos pastatų atitvaros bus nekenksmingos žmogaus sveikatai draugiškos aplinkai

ir galės tenkinti pasyviems statiniams keliamus reikalavimus

Finansavimo šaltiniai

Pirmus metus (nuo 2014-07 iki 2015-06-30) darbai yra finansuojami iš Europos sąjungos struktūrinių

fondų programos o nuo 2015-07-01 iki 2017-06-30 iš Lietuvos Respublikos biudžetinių lėšų

Projekto tikslas ir uždaviniai

Tikslas yra iš technogeninių atliekų sukurti aplinkai nekenksmingus cementinius kompozitus ir jų

gamybos technologijas ir pritaikyti jas atitvarų gamyboje Tikslo įgyvendinimui reikės išspręsti

sekančius uždavinius

- sukurti termoizoliacinį kompozitą kurio šilumos laidumo koeficientas bus 006 ndash 007

Wm∙K ir jo gamybos technologiją

- iš termoizoliacinio kompozito formavimo masės sukurti armuotus termoizoliacinius lakštus

jų gamybos technologiją bei lakštų gamybos barą

- iš termoizoliacinių armuotų lakštų sukurti klojinių sistemą skirtą atitvarų formavimui

- sukurti automatizuotą cementinio kompozito formavimo mišinių sudėtinių komponentų

dozavimo maišymo ir paruošto produkto padavimo lanksčių žarnų pagalba į darbinę zoną mobilų

įrenginį

- sukurti atitvarų gamybos technologijas lauko sienų stogo pamatų plokštės su

temoizoliaciniu padu

8

1 Mokslinė ataskaitos dalis

11 Projekto tikslai ir uždaviniai

Šiame darbe bus sprendžiamos dvi problemos Pirma utilizuoti gamyboje susikaupusias

technogenines atliekas ir tuo pačiu sumažinti gamtos teršimą Antra technogenines atliekas pritaikyti

naujų efektyvių statybinių kompozitų kūrimui kuriuos būtų galima panaudoti pastatų atitvarų

konstrukcijose užtikrinant joms kokybiškai naujas eksplotacines savybes Sukurti techniniai

sprendimai sumažins gyvenamųjų namų statybos kaštus kartu užtikrindami komfortabilią aplinką

gyvenamuose būsto patalpose

Šių tikslų įgyvendinimui bus panaudotos pūsto stiklo bei polistireninio putplasčio trupintos taros

atliekų granulės Papildomai apdorotos technogeninės atliekos tampa pagrindine žaliava naujo

produkto PS granulių gamyboje Pagamintos porėtos PS granulės sudaro 110 ndash 310 kgm3 užpildo

skirto termoizoliacinio cementinio kompozito kūrimui PPS taros atliekų trupintos granulės buvo

ištirtos ir panaudotos kuriant polistirenbetonį pagal Eureka projektą E3446 ldquoSandplastrdquo 2005 ndash 2006

metais Sukurtas polistirenbetonis su PPS granulių užpildu turi du esminius trūkumus Tai atsparumas

gniuždymui kurio vertės tenkina termoizoliacinių medžiagų savybes tik esant 2divide6 deformacijai

Dėl didelio organikos kiekio kompozito tūryje jo atsparumo ugniai klasė siekė B ndash s1 d0

Vykdant šį projektą stengsimės pašalinti PPS trūkumus keisdami užpildo rūšį ty PPS granules į PS

granules Granulių atsparumas trupinimui siekia 11 ndash 12 MPa o šilumos laidumo koeficientas

priklausomai nuo granulių dydžio svyruoja nuo 005 iki 0077 WmmiddotK Organikos kiekį sieksime

sumažinti iki 7 kgm3 kas leis padiditi kompozito atsparumą ugniai klasę iki A2 Naujai sukurto

termoizoliacinio cementinio kompozito šilumos laidumo koeficientas būtų 006 ndash 007 WmmiddotK ir būtų

skirtas formuoti lauko sienų ndash atitvarų konstrukcijas Kita sukurto kompozito panaudojimo sritis būtų

ndash armuotų termozioliacinių lakštų konstrukcijose Sukurti armuoti termoizolianiai lakštai būtų

panaudoti klojinių gamybai Tokiu būdu klojinių pagalba galėtume suformuoti atitvarų konstrukcijas

sienų stogo bei pamatų pado

Sienų konstrukciją sudarytų klojiniai suformuoti iš armuotų termoizoliacinių lapų užpildyti statybos

objekte užpiltiniu formavimo mišiniu

Stogą formuotų laikančios dviteinės sijos iš abiejų pusių dengtos klojinių lakštais ir tokiu būdu

suformuotos ertmės būtų užpildytos formavimo mišiniu

Pamatų padą sudarytų iš lakštų suformuoti klojiniai kurių apačioje ant izoliuoto grunto būtų iš

užpiltinės termoizoliacijos formavimo mišinio įrengtas termoizoliacinis sluoksnis kurį dengtų

gelžbetoninis laikantis pamatų padasVisuose techniniuose atitvarų konstrukciniuose sprendimuose

klojiniai ir užpiltinė termoizoliacinė cementinio kompozito formavimo masę sudarytų vienalytę

monolitinę atitvarą Reikia pabrėžti kad rišamoji medžiaga visuose kompozituose yra porėtas

betonas kuris užtikrina gerą vandens garų migraciją per atitvarą iš vidaus į lauko pusę cementinis

kompozias ndash pakankamą atsparumą šalčiui o viensluoksnė atitvarų konstrukcija suformuota iš

vienalytės medžiagos numatomą atitvaros šiluminę varžą R iki 8 m2middotKW užtikrins vandens garų

migraciją ty siena bus bdquokvėpuojantildquo o iš technogeninių atliekų pagamintos užpildo granulės (pūsto

stiklo polistireninio putplasčio taros atliekos) leis išspręsti atliekų utilizavimo problemas Pasibaigus

statinio eksplotacijos laikui cementiniai kompozitai galės būti lengvai smulkinami ir gražinti atgal į

gamybą kaip termozioliaciniai betono užpildai

Manome kad EUREKA projektas leis sukurti ir įdiegti į gamybą naujas termoizoliacines medžiagas

ndash pagamintas iš technogeninių atliekų kurios bus apgintos Europiniais patentais Naujai sukurtos

medžiagos ir jų gamybos technologijos galės būti įdomios ir kitoms Europos šalims sprendžiančioms

analogiškas problemas

9

12 Literatūros apžvalga

Siekiant užtikrinti reikiamą sienos šiluminę varžą naudojamos daugiasluoksnės atitvaros

susidedančios iš vidaus tinko AAC blokų termoizoliacinio bei išorės tinko sluoksnių Dažniausiai

termoizoliacinį sluoksnį sudaro mineralinės vatos arba polistireninis putplastis (1 pav)

Toks daugiasluoksnės sieninės atitvaros šiltinimas įgavo sudėtinės termoizoliacijos sistemos (STS)

pavadinimą (STR201102007) Tačiau STS turi trūkumų

- polistireninis putplastis yra nelaidus vandens garams todėl patalpos turi būti

intensyviai ventiliuojamos

- mineralinės vatos plokštės sugeria drėgmę todėl turi būti rengiami specialūs

ventiliuojami fasadai

- polistireninis putplastis yra degi medžiaga Gaisro metu iš abiejų šiltintojų skiriasi

nuodingi lakūs produktai

1 pav Daugiasluoksnės atitvaros siena a ndash AAC su putų polistireniniu putplasčiu b ndash AAC su mineralinės

vatos sluoksniu ir ventiliuojamuoju fasadu c ndash rūsio sienos šiltinimo variantas 1 ndash AAC blokas 2 ndash vidaus

tinko sluoksnis 3 ndash putų polistireno ar mineralinės vatos pluokštė 4 - išorės tinkas 5 - apdailos plyta 6 ndash oro

tarpas 7 ndash hidroizoliacija 8 - apsauginė plėvelė 9 ndash gruntas (Захарченко еt al 2009)

Įvertinus išvardintus STS trūkumus galima teigti kad pastaruoju metu tampa vis aktualesniu

lengvųjų termoizoliacinių statybinių kompozitų panaudojimas Pastatų statyboje yra naudojamos

progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007) Išorinės sienos

daromos iš lengvo betono (putbetonio keramzitbetonio) šiluminei varžai padidinti daromos

sluoksniuotos monolitinės sienos su termoizoliacinių polistireninio putplasčio arba mineralinės vatos

plokščių įdėklais iš abiejų pusių apsaugotais betono sluoksniu Pagal šią technologiją sudėtiniai

atitvarų elementai tarpusavyje jungiami jungčių kurios yra fiksuojamos užpiltiniuose lengvo betono

sluoksniuose pagalba

Formuojant lakštinius gaminius iš portlandcemenčio ir vandens svarbu gauti stabilią cemento tešlą

kurią galima būtų paskleisti plonu sluoksniu ant formos dugno paviršiaus Tokį efektą galima pasiekti

naudojant superplastiklius tarp kurių dažniausiai į cementinį mišinį pridedami nedideli kiekiai

(01divide15 ) polikarboksilatų Šie priedai efektyviai disperguoja cemento daleles dengdami jas plonu

10

monomolekuliniu sluoksniu Polikarboksilatinių superplastiklių aukšta dispergavimo geba aiškinama

didesnio kiekio uždaryto tarp cemento dalelių vandens išsilaisvinimu į aplinkinį tirpalą Ir nors

plastikliai lėtina cemento hidratacijos procesą tačiau galutiniame jų poveikyje suformuoti gaminiai

įgauna didesnį mechaninį stiprumą (Ramachandran 1998 Houst et al 2008)

Jei ruošiant cemento mišinius naudojami OĮP tai susidarę oro burbuliukai sukimba su hidratuoto

cemento dalelėmis kurių masė padeda disperguoti oro burbuliukus mišinyje ir tuo pačiu mažina jų

polinkį slinkti prie paviršiaus t y flotacijos jėga mažina dalelių nusėdimo galimybes ir greitį

(Lianxiang and Kevin 2005) Priklausomai nuo cemento dalelių sunkio ir įtrauktų oro burbuliukų

kiekio gauname atitinkamo tankio cementinę tešlą kuri sukietėjusi sudaro porėtą betoną (Sinica et al

2005) Atkreipiamas dėmesys į tai kad cementinės tešlos porizacijos procese svarbų vaidmenį vaidina

vanduo Vandens kiekis daro tiesioginį poveikį betono mišinio slankumui Didėjant slankumui

cementinė tešla geba įtraukti didesnį oro kiekį ir tuo pačiu didinti jos porėtumą Tačiau jei betono

mišinio slankumas viršija 150 mm didesni oro burbuliukai dėl plūdurumo jėgų pasidaro mažiau

stabilūs ir bendras oro kiekis betono mišinyje sumažėja (Du and Folliard 2005) Kitas OĮP kaip PAM

poveikis yra kai kurių hidrofobinių dalelių dėl tirpalo paviršiaus įtempimo sumažinimo

hidrofilizacija Rezultate šių dalelių paviršius legvai ir kokybiškai pasidengia cementiniu skiediniu

kas be OĮP butų atlikti problematiška (Kligys 2009)

Betonų stiprumo didinimui ir jų tankio mažinimui yra naudojami pucolaniniai priedai Tai yra aktyvūs

mineraliniai priedai kurie kambario temperatūroje reaguoja su Ca(OH)2 Šių reakcijų metu susidaro

kalcio hidrosilikatai hidroaliuminatai ir kt hidratai kurie didina cementinio akmens stiprumą

Pucolaninėse medžiagose pagrindiniai aktyvūs komponentai yra Al2O3 SiO2 Fe2O3 (Xu and Chung

2000a Brykov et al 2010) Pagal saveiką su Ca(OH)2 yra priedai kurių pagrindą sudaro amorfinis

SiO2 (diatomitai trepeliai opokos SiO2 mikrodulkės ir kt) priedai kurių pagrindą sudaro degtas

molis ndash metakaolinas pelenai šlakai ir kt bei priedai kurių pagrindą sudaro stiklo būsenos silikatai

ir aliumosilikatai (tufai penzos ir kt Zain et al 2000) Reikia atkreipti dėmesį į tai kad degto molio

pagrindinis komponentas ndash inertinis kaolinitas ndash dehidratuojasi ir pereina į aktyvų amorfizuotą

metakaolinitą (Al2O3 2SiO2 Quercia et al 2012) Jam reaguojant su kalkėmis Ca(OH)2 susidaro

hidrogelenitas (2CaO∙Al2O3 SiO2∙8H2O) ir C-S-H(1) kurie lemia pirminį cemento tešlos kietėjimą ir

stiprį nes jo hidratacijos greitis yra didesnis nei amorfinių SiO2 pucolanų (Davraz and Gunduz 2005)

(Oğuzhan Keleştemur and Bahar Demirel 2015) šaltinyje tirtas metakaolino poveikis betono

savybėms Nustatyta kad iki 15 metakaolino pakaitalas gali šiek tiek atlikti superplastiklio

funkcijas užtikrina betono smulkiųjų porų susidarymą ir didina jo ilgaamžiškumą Išsamiai

metakoalino ir ir pelenų kompleksinio priedo poveikį mišinių ir betonų savybių gerinimui mišinių

rišimosi ir kietėjimo laikui tyrė D Šnelson ir kt Nustatyta kad mišinių konsistencijai pagrindinę

įtaką turi metakaolinas

Įvairių naturalių pucolaninių priedų poveikį keičiant jais portlandcementį ištyrė Kenal Celik ir kt

Nustatyta kad šie priedai kurių sudėtyje yra aktyvių aliuminio ir silicio oksidų gali būti efektyviai

panaudoti gaminant stabilių savybių produktus gerinant betono mišinių plastiųkumą bei gaminių

stiprumines savybes Pucolanų panaudojimas betonuose reikalauja padidinto vandens kiekio

formavimo mišiniuose todėl patariama vartoti vandens poreikį mažinančių priedų Apie pucolaninių

priedų poveikį betono savybėms yra paskelbta nemažai duomenų įvardijančių jų teigiamą poveikį

betono savybėms (Jorge ITobon at al 2015 Ameer A Hilal et al 2015 Ru Ji et al 2015)

Įvertinant orą įtraukiančių pucolaninių ir plastifikuojančių priedų poveikį cementinės tešlos ir betono

savybėms bei plonasluoksnių lakštų formavimo specifiką ir mūsų anksčiau atliktų tyrimų rezultatus

buvo parinkti tokie efektyvūs modifikuojantieji priedai

- OĮP bdquoUfapore TCOldquo priedas kurio kiekis užtikrina PPS trupinių hidrofilizaciją ir smulkių porų

susidarymą termoizoliacinio kompozito matricoje

- pucolaninis cemento (10) pakaitalas - MK mažinantis cementinės tešlos ir cementinio akmens

tankį didinantis skiedinio klampą ir stimuliuotis produkto stiprio augimo greitėjimą

- naujos kartos polikarboksilatinis superplastiklis Castament FS-40 kurio 02

portlandcemenčio masės kiekis palengvina lakštų sluoksnių formavimą ir didina galutinio produkto

stiprį

11

Šiame darbe pateikiamas visų išvardintų priedų poveikis cementinių termoizoliacinių kompozitų ir

lakštų sluoksnių savybėms Ir tarplakštinių ir lakštų termoizoliacinių kompozitų matricą sudaro porėta

cementinė tešla o lengvuoju užpildu tarnaja dirbtinių arba technogeninių medžiagų porėtos granulės

((polistireninio putplasčio panaudotos taros trupiniai bei sferinės pūstojo stiklo granulės pagamintos

iš stiklo duženų) Weigler and Karl 1980 Синицa et al 2013 Limbachiya and Meddah 2012))

Naudojant bei utilizuojant šiuos užpildus kartu būtų sprendžiama ir ekologinė problema (Сеземан еt

al 2013) Preleminariai išmatuotas sukurto kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia apie 007

WmmiddotK kas užtikrina 7 m2WK sienos šiluminę varžą esant jos storiui 05 m

Mūsų darbo objektas ir tikslas ndash cementinių ir termoizoliacinių kompozitų ir apdalos lakštų sluoksnių

sudėčių parinkimas ir savybių tyrimas bei lakštų gamybos technologijos sukūrimas

2 Žaliavos ir tyrimų metodika

21 Žaliavos

Termoizoliaciniams kompozitams paruošti naudotas UAB bdquoAkmenės cementasldquo CEM I 425 R

markės portlandcementis atitinkantis LST EN 197-12011 standarto reikalavimus Cemento cheminė

ir mineralinė sudėtys bei charakteristikos pateiktos 1 lentelėje

1 lentelė Portlandcemenčio sudėtys ir charakteristikos

Cheminė sudėtis

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O+Na2O SO3 Kaitmenys Netirpmenys

2076 612 337 6350 401 103 080 023 007

Mineralinė sudėtis Rišimosi trukmė min Savitasis paviršius cm2g

C3S C2S C3A C4AF Pradžia Pabaiga 4200

4854 1529 1040 1017 140 190

Metakaolinas (MK) ndash įmonės UAB Stikloporasldquo technologinė atlieka gauta pūsto stiklo granulių

gamybos metu Savitasis MK paviršius ndash 8650 cm2g piltinis tankis ndash 480 kgm3

Kaip rišamoji medžiaga (RM) buvo naudoti abiejų cementų bei metakaolino kaip 10 cemento

pakaitalo sausieji mišiniai

Cemento ir užpildų tarpusavis turinis santykis kompozituose bei VC santykis buvo nustatomas

eksperimentiniu keliu atsivelgiant į technologines kompozito gavimo galimybes bei jo užsiduotų

savybių verčių

Orą įtraukiantis priedas (OĮP) naudojamas termoizoliaciniam sluoksniui suformuoti ndash bdquoUfapore

TCOldquo balti milteliai turintys 94 aktyviosios medžiagos Priedo kiekis iki 01 RМ masės

Polikarboksilatinis superplastiklis naudojamas visuose kompozituose - Castament FS-40 ndash gelsvi

milteliai Priedo kiekis ndash 02 RM masės

Pagalbinės medžiagos Stiklo audinio bdquoSakretldquo firmos armavimo tinklelis akelių dydis ndash 4 x 4 cm

atitinkantis LVS 203-22005 Latvijos standarto

Kaip užpildas taip pat naudotos 3-jų skirtingų frakcijų ir piltinio tankio pūstojo stiklo granulės (2

lentelė) pagamintos UAB bdquoStikloporasldquo ir polistireninio putplasčio taros smulkūs trupiniai iki 2 mm

dydžio

12

2 lentelė PS ir PPS granulių frakcijos tankis ir šilumos laidumas

Grūdelių skersmuo mm Piltinis tankis kgm3 Šilumos laidumo koeficientas WmmiddotK

PS iki 2 190 0077

PS 4divide8 140 0059

PPS 8-16 120 0052

PPS iki 2 15 0038

22 Tyrimų metodika

Portlandcemenčio rišimosi trukmė buvo nustatyta remiantis standartine metodika LST EN 196-

32005 о savitasis paviršius ndash Bleino prietaisu pagal (LST EN 1097-62010) metodiką

Užpildų (pūstojo stiklo ir polistireninio putplasčio granulių) piltiniai tankiai buvo nustatomi remiantis

(LST EN 3310-12003) Modifikuotos cementinės tešlos egzoterminiam efektui tirti buvo naudojami

laboratorijoje sukonstruotas temperatūros matavimo prietaisas ir sukurta metodika (Antonovič and

Goberis 2003) Rišamoji medžiaga (RM) buvo ruošiama sausai maišant portlandcementį su 10

metakaolino pakaitalu laboratorinėje bdquoVarimixer bearldquo maišyklėje 3 min esant 60 apsmin maišyklės

veleno sukimosi greičiui Ruošiant formavimo mišinius RM kartu su vandeniu ir modifikuojančiais

priedais (FS-40 visuose atvejuose OĮP ndash formuojant termoizoliacinį sluoksnį) buvo maišoma dar 1

min o supylus užpildus (PS visuose atvejuose PPS - formuojant tik termoizoliacinį sluoksnį) dar 2

min esant tam pačiam sukimosi greičiui

Kompozitų formavimo mišiniai buvo ruošiami MXP 1602E maišyklės pagalba (esant jos sukimosi

ašies greičiui 225 apsmin) permaišant 2 min bėgyje visus komponentus (cementą vandenį ir

priedus OĮP ir superplastiklį) išskyrus porėtus užpildus Užpildai buvo dedami į mišinį pačiam

maišymo gale ir maišymas trukdavo dar 5 min esant 60 apsmin greičiui Mišiniai buvo supilami į

skirtingų matmenų formas iš kurių sukietėję bandiniai buvo išformuojami po 2 parų Tolesnis jų

kietėjimas vyko ant grotelių virš vandens klimatinėje kameroje 26 parų bėgyje esant temperatūrai

(20plusmn3) ordmC Po to bandiniai buvo džiovinami 105ordm C temperatūroje (bandiniai su PPS užpildu - iki 50

ordmC) iki pastoviosios masės ir buvo nustatomos jų savybės Sausasis tankis gniuždymo ir lenkimo

stipriai buvo nustatomi taikant (LST EN 1602+ AC+P LST EN 826 LST EN 12089) metodikas

Nustatant kompozito stipruminių savybių vertes buvo pasinaudota komputerizuota įranga

ldquoHaunsfield ndash H10KS)

Bandinių šilumos laidumo koeficientas λ10 buvo nustatomas pagal (LST EN 12664+AC+P) prietaiso

bdquoλ ndash meter EP500ldquopagalba (bandinių matmenys ndash 400x400x100mm)

Naudotų priedų poveikį cementinei matricai (cemento mineralų hidratacijos egzoterminiam efektui)

nustatyti buvo naudotasi (Antonovich and Goberis 2003) metodika išlaikant eksperimento metu

vienodą (037) VC santykį

Kompozito bandinių sorbcinis drėgnis buvo nustatomas pagal (LST EN ISO 1257) metodiką iš-

laikant bandinius (20 plusmn3)ordmC temperatūroje virš K2CO3 NaBr (NH4)2SO4 ir K2SO4 tirpalų kurių

sočiųjų garų drėgnis siekė atitinkamai 43 58 81 ir 94

Sukietėjusių kompozitų struktūrai bei kontakto zonos su pagrindu analizei atlikti naudotas

kompiuterizuotas optinis mikroskopas Motic su skaitmenine kamera (didinimas iki 100 kartų)

Rentgeno struktūriniai tyrimai atlikti difraktometru DRON-7 kurio antikatodas varinis filtras -

nikelinis anodo įtampa ndash 30 kV anodo srovė 12 mA goniometro plyšeliai (05 1 15)mm smailių

iššifravimui naudota ICDD duomenų bazė

3 Eksperimentinė dalis

31 Termoizoliacinis kompozitas su PS ir PPS granulėmis

Formuojant kompozitus su skirtingomis PS granulių frakcijomis reikėjo surasti optimalų frakcijų

tarpusavio santykį Kadangi lengvus užpildus patogiausia matuoti tūrio vienetais bei apribojus

13

cemento sąnaudas iki 150 kgm3 (cemento piltinis tankis 1130 kgm3) ir prilyginus visą sausųjų

komponentų tūrį 100 (atitinkančių 5 tūrio dalims) gavome kompozito sudėtis pateiktas 3 lentelėje

Siekiant nustatyti lengvojo kompozito užpildo frakcijos stambumo ir kiekio poveikį kompozito

tankiui ir stipriui buvo tiriami kompozito bandiniai suformuoti pagal K-1divideK-6 sudėtis (3 lentelė)

OĮP kiekis formavimo mišiniuose buvo didesnis nei kompozitų su AAC trupiniais atveju ir siekė

0045 cemento masės todėl kad reikėjo hidrofilizuoti užpildo granules bei gauti lengvesnę

porizuotą matricą (2 pav)

3 lentelė Kompozitų su pūstojo stiklo granulėmis sudėtys

Kompozito

šifras

Sudėtis

Cementas tūrio dalys

PS granulių frakcijų tūrių dalys

PPS granulių tūrio dayis

8divide16 mm 4divide8 mm le4 mm le4 mm

K-1 083 500 - - -

K-2 083 - 500 - -

K-3 083 - - 500 -

K-4 083 166 166 166 -

K-5 083 250 125 125 -

K-6 083 300 100 100 -

K-7 057 279 - - 221

K-8 048 279 - - 221

K-9 04 279 - - 221

K-10 036 310 100 - 090

K-11 036 300 100 - 100

2 pav OĮP kiekio poveikis cementinės tešlos tankiui (Kligys 2009 Sinica et al 2009)

Atliktų tyrimų rezultatai rodo kad termoizoliacinio kompozito tankis pagrinde priklauso nuo

cementinės matricos kiekio kompozite ir beveik nepriklauso nuo pūstojo stiklo granulių frakcijos

stambumo Pavyzdžiui formuojant kompozitą kuriame cemento ir pūstojo stiklo granulių tūrinis

santykis siekia 0834 gaunamų kompozito bandinių tankis kinta nuo 390 kgm3 kai naudojamos

8divide16 mm stambumo granulės iki 410 kgm3 kai naudojamos le 4 mm stambumo granulės (3 lentelė

K-1divideK-3 kompozito sudėtys)

Analogišką tankį (390 kgm3) gauname naudojant užpildo frakcijų mišinį kuriame stambių vidutinių

ir smulkių pūsto stiklo granulių tūrinis santykis siekė 133133133 (4 lentelė K-4 kompozito

sudėtis) Ir tik padidinus stambios frakcijos pūstojo stiklo granulių tūrį mišinyje iki santykio 211

kompozito tankis sumažėjo iki 370 kgm3 (4 lentelė K-5 kompozito sudėtis) o kai stambių granulių

tūrinis santykis dar padidėjo iki 240808 gavome lengvąjį termoizoliacinį 320 kgm3 tankio

14

kompozitą (3 lentelė K-6 kompozito sudėtis) Suformuotų skirtingo tankio kompozito bandinių

gniuždymo stiprio vertės pateiktos 3 paveiksle

3 pav Termoizoliacinio kompozito bandinių gniuždomasis stipris Kompozito bandinių šifrai atitinka 3

lentelės duomenis

Kaip rodo 3 pav rezultatai didžiausiu stipriu (09 MPa) pasižymi 410 kgm3 tankio kompozitas K-1

(3 pav K-1 stulp) Esant kompozito tankiui 320 kgm3 jo gniuždomasis stipris yra dar pakankamas

ndash 035 MPa (3 pav K-6 stulp) Suformuoti kompozito K-1 divide K-6 bandiniai pateikti 4 pav Matome

kad gautų kompozitų struktūra yra vienalytė t y užpildų ir rišamosios medžiagos tarpusavio santykis

yra adekvatus

Siekiant gauti kuo mažesnį kompozito šilumos laidumo koeficientą mažinome jo tankį Gauto

kompozito gniuždomojo stiprio esama atsarga (pakanka 02 MPa) leido tai padaryti palaipsniui

mažinant portlandcemenčio kiekį nuo 150 kgm3 iki 100 kgm3 kompozite (4 lentelė) bei panaudojant

vietoje smulkiosios (le4 mm) PS granulių frakcijos smulkiąją (le4 mm) PPS trupinių frakciją (4

lentelė K-7divideK-10 kompozito sudėtys) bei panaudojus tarpinę (4divide8 mm) pūsto stiklo granulių frakciją

(4 lentelė K-11 kompozito sudėtis)

K-1 K-2 K-3

K-4 K-5 K-6

4 pav Kompozito bandinių suformuotų pagal K-1divideK-6 sudėtis struktūra

15

4 lentelė Palengvinto termoizoliacinio kompozito savybės

Kompozito

Šifras Tankis kgm3

Stipris MPa Šilumos laidumo koeficientas λ10 WmmiddotK

Gniuždymo Lenkimo

K-7 305 072 026 0114

K-8 260 039 019 0105

K-9 250 030 018 0095

K-10 245 026 017 0070

K-11 240 020 015 0069

Pastaba kompozito sudėtys atitinka 5 lentelės sudėtims

Apsistoti ties K-11 kompozito sudėtimi padėjo jo struktūros tyrimai Kompozito bandinių (K-7divideK-

10) skerspjūvio nuotraukos (5 pav) parodė kad užpildo grūdeliai netolygiai pasiskirstė cementinėje

matricoje o kai kur tarp matricos ir užpildų pasitaiko oro tuštumų

K-7 K-8 K-9

K-10 K-11

5 pav Kompozito bandinių suformuotų pagal K-7divideK-11 sudėtis struktūra

Įvertinus šiuos trūkumus kompozito struktūroje buvo atliktas K-10 sudėties koregavimas

portlandcemenčio kiekis liko toks pat (100 kgm3) o tam kad pasiekti tolygų užpildų pasiskirstymą

bei išvengti oro tuštumų struktūroje buvo palaipsniui didinamas pūsto stiklo stambios frakcijos kiekis

(nuo 126 iki 300 tūrio dalių) bei pridėta 1 tūrio dalis 4divide8 mm skersmens pūsto stiklo granulių ty

abiejų frakcijų pūsto stiklo granulių ir polistireninio putplasčio smulkios frakcijos tarpusavio tūrinis

santykis sudarė 311 (3 ir 4 lentelės K-11) Atlikti šio kompozito savybių tyrimai parodė kad esant

jo tankiui 240 kgm3 gniuždomasis stipris siekia 02 MPa o šilumos laidumo koeficientas ndash 0069

WmmiddotK (3 lentelė K-11)

Tolesni kompozito tyrimai buvo atlikti kompleksiškai nustatant rišamosios medžiagos ir užpildo

(pūsto stiklo granulių bei polistireninio putplasčio taros trupinių kiekio poveikį kompozitų tankiui

stiprumui šilumos laidumui laidumui vandens garams susitraukimui džiūstant bei atsparumo šalčiui

Bandinių formavimo sudėtys pateiktos 5 lentelėje o gauti tyrimų duomenys 6 7 8 9 10 ir 11

paveiksluose

16

5 lentelė Kompozitinės medžiagos formavimo mišinių sudėtys

Kompozito

sudėties Nr

Rišamosios

medžiagos

kiekis kgm3

Pūstojo stiklo granulių tūrinis santykis

Polistireninio putplasčio

taros granulių tūrinis

santykis

(8divide16) mm (4divide8) mm (0divide2) mm (0divide2) mm

1 700 3 1 1 -

2 1000 3 1 1 -

3 1300 3 1 1 -

4 700 3 1 - 1

5 1000 3 1 - 1

6 1300 3 1 - 1

Pastaba Užpildų kiekis bandiniuose (100) buvo prilygintas 5 tūrio dalims

6 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų tankiui

7 pav Kompozitų tankio priklausomybė šilumos laidumui

Tankio ir šilumos laidumo koeficiento mažiausios vertės priklauso nuo rišamosios medžiagos kiekio

esant 70 kgm3 ir panaudojus polistireninio putplasčio granules gaunamas mažiausias tankis tuo pačiu

ir mažiausia šilumos laidumas Šiuo atveju kompozitų stiprumas būna mažiausias bet pakankamas

užsiduotoms vertėms (8 pav) ty stipris gniuždant siekia virš 03 MPa o stipris lenkiant ndash 015 MPa

(9 pav) Tuo atveju kompozitų atsparumas šalčiui net po 100 šaldymo ciklų didina kompozitų stiprį

gniuždant (dėl tolesnio cemento mineralų hidratacijos proceso vykstančio bandymo metu) (10 pav)

Analizuojant kompozitų struktūrą po 100 šaldymo ciklų jokių suirimo požymių nepastebime tai

reiškia jog kompozitai atsparūs šalčiui (11 pav) Atsparumas šaldymui bandymas 4 5 sudėties

kompozitams dar vyksta todėl rezultatai nepateikti

17

8 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam gniuždymo stipriui

9 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam lenkimo stipriui

10 pav Kompozitų vidutinio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo šaldymo ciklų

a b c d 11 pav Kompozitai po 100 šaldymo ciklų a ndash 1 sudėtis b ndash 2 sudėtis c ndash 3 sudėtis d ndash 6 sudėtis

18

32 Lakštų rišamosios medžiagos parinkimas ir savybių tyrimas

Šie tyrimai labai aktualūs lakšto apdailino sluoksnio formavimo mišiniui kurį kaip tik ir sudaro

portlandcementis FS40 polikarboksilatas ir 10 portlandcemenčio keičiantis MK Technologiškai

yra svarbu kad formuojant po pirmo pasluoksnio suformavimo galima būtų kuo greičiau įspausti

armuojantį stiklo audinio tinklelį į cementinę tešlą Tai padėjo atlikti 10 portlandcemenčio

keičiantis MK ir 02 PC masės polikarboksilatinio superplastiklio FS ndash 40 priedas

FS-40 polikarboksilatinio superplastiklio ir MK poveikis portlandcemenčio mineralų hidratacijai

pateiktas 12 pav

12 pav Egzotermijos efekto temperatūrų kaitos priklausomybė nuo laiko 1 ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC +

MK 4 - PC + MK + FS40

Gauti duomenys rodo kad ir MK ir FS-40 priedai lėtina PC mineralų hidrataciją bei žemina

egzoterminio efekto temperatūrą jei gryno cemento Tegzo = 95 ˚C tegzo = 420 min (12 pav 1 kr) tai

esant mišinyje abiems priedams Tegzo sumažėja iki 65 ˚C o tegzo pailgėja iki 1070 min (12 pav4 kr)

Šių priedų poveikis siūlių sukietėjusio skiedinio tankiui pateiktas 13 pav

13 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio tankiui 1 ndash PC 2 ndash

PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

13 pav duomenys rodo kad superplastiklio priedas padidina sukietėjusio skiedinio tankį 125 (13

pav 2 kr) tuo tarpu MK pakaitalas jį 10 mažina 13 pav 3 kr) todėl abiejų medžiagų (priedo ir

pakaitalo) poveikyje tankis sumažėjo nežymiai (apie 5 ) Jų poveikis gniuždymo stipriui pateiktas

14 o lenkimo ndash 15 pav

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

20

30

40

50

60

70

80

90

100T

emp

erat

ucircra

0C

Laikas min

1

3

2

4

19

14 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio gniuždymo stipriui 1

ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

15 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio lenkimo stipriui 1 ndash

PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

Atliktų tyrimų rezultatai parodė kad superplastiklio priedas padidina kaip gniuždymo taip ir lenkimo

sukietėjusio skiedinio stiprį atitinkamai 8 ir 26 (14 ir 15 pav 1 ir 2 kr) tuo tarpu MK daro

teigiamą poveikį tik lenkimo stipriui (15 pav 3 kr)

33 Lengvojo užpildo ir RM santykio nustatymas apdailiname sluoksnyje

ir jo savybių tyrimas

Siekiant pagerinti apdailinio sluoksnio termoizoliacines savybes į formavimo mišinį buvo pridedama

smulkiosios iki 2 mm PS frakcijos granulių kurių tūris sudarė atitinkamai 25 ir 50 RM tūrio

Tankio ir stipruminių savybių kaita priklausomai nuo PS granulių tūrio pavaizduota 16 ir 17 pav

20

16 pav Apdailinio sluoksnio tankio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

17 pav Apdailinio sluoksnio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

18 pav Apdailinio sluoksnio lenkimo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

Gauti duomenys rodo kad sukietėjusio skiedinio tankis ir stiprumas proporcingai mažėja nuo PS

granulių tūrio didėjimo formavimo mišinyje Optimalus PS užpildo kiekis buvo nustatytas lyginant

suformuotų plokštelių fasado paviršius (19 pav)

21

19 pav Apdailinio sluoksnio paviršiaus kokybės priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo

mišinyje 1 ndash 25 2 ndash 50 3- 60 4 ndash 75

Vizualiai lyginant gautų paviršių kokybę galima teigti kad PS granulių tūris formavimo mišinyje

turi būti ne didesnis kaip 50

34 Porėtų PS granulių dydžio poveikis lakšto termoizoliacinio sluoksnio fizikinėms

mechaninėms savybėms

Nustatant PS granulių dydį iš pradžių buvo panaudotos ir stambiosios (8divide16 mm) frakcijos granulės

tačiau tokio kompozito sukibimas su apdailinio sluoksnio stiklo tinkleliu nebuvo kokybiškas dėl

stambių neužpildytų cementine tešla ertmių tarp užpildo granulių Dėl šios priežasties šių bandinių

lenkimo stipris nesiekdavo net 01 MPa o pats bandinys išsisluoksniuodavo (20 pav) tuo tarpu

vidutinės (4divide8 mm) ir smulkiosios (iki 2 mm) PS frakcijos bandiniai po bandymo likdavo

neišsisluoksniavę Norint pagerinti badinių su stambiąja PS frakcija sukibimą su tinkleliu teko

naudoti daugiau cementinės tešlos glaistant ja ant tinklelio paviršiaus nes tešla prasmukdavo pro

tinklelio akutes į ertmes tarp stambiosios frakcijos granulių kas blogino kompozito termoizoliacines

savybes Todėl stambiosios frakcijos granulių tolesniuose tyrimuose teko atsisakyti 6 lentelėje

pateiktos tirtų kompozitų savybių vertės Geriausiomis termoizoliacinėmis savybėmis pasižymi LV

ndash 7 sudėties kompozitas kurio šilumos laidumo koeficientas turi mažiausią vertę ndash 0075 WmmiddotK o

jo stipruminės savybės ne žymiai nusileidžia kitų kompozitų su didesniu RM kiekiu savybėms 20

pav pateikta kompozito bandinių struktūra su stambiosios ir smulkiosios PS frakcijų granulėmis

20 pav Termoizoliacinio sluoksnio bandinių vaizdas po lenkimo stiprio nustatymo bandiniai su stambia PS granulių frakcija (be numeracijos) smulkiosios ir vidutinės frakcijos bandiniai

pažymėti 32 ir 52

22

6 lentelė Kompozitų su porėtais užpildais savybės

Kompozitų šifrai atitinka 3 lentelės šiframs

Lenkimo stipris buvo nustatomas bandant prizmes su įtvirtintu iš abiejų pusių stiklo audinio tinkleliu

a b

21 pav Lakšto termoizoliacinio sluoksnio struktūra kai užpildą sudaro PPS (30 visų užpildo tūrio)

ir PS granulės a ndash stambiosios frakcijos b ndash smulkiosios frakcijos (LV ndash 5) sudėtis ir smulkiosios ndash

vidutinės frakcijos (LV- 7) sudėtis

Kompozito

šifras

Sausasis tankis

kgm3

Gniuždymo

stipris MPa

Lenkimo stipris

MPa

Šilumos laidumo

koeficientas 10

W(mK)

LV-1 420 065 070 0135

LV-2

LV -3

LV-4

LV-5

LV-6

LV-7

385

375

355

330

280

240

060

055

050

050

045

040

065

050

050

045

040

030

0130

0125

0100

0090

0080

0075

23

4 Bendradarbiavimas su projekto partneriais

Glaudžiausias bendradarbiavimas buvo vykdomas su Projekto partneriu iš Lietuvos ndash UAB ldquoElnet

Grouprdquo Ūkio subjektas pastoviai buvo supažindinamas su vykdomais moksliniais tyrimais bei

gautais tyrimų rezultatais Buvo diskutuojama kaip būtų galima juos įgyvendinti praktikoje Darbų

pasiskirstimas tarp Projekto partnerių reikalauja tampraus bendradarbiavimo kad ūkio subjektas

galėtų sukurti technologinę įrangą sugebančia pasiekti tyrimais nustatytus cementinio

termoizoliacinio kompozito technologinius parametrus Kartu buvo išbandomi technologinių

įrengimų ndash maišyklės formavimo mišinio sudėtinių komponentų maišymo principas bei darbinio

maišyklės veleno konstrukcija Daug problėmų kėlė paruošto mišinio transportavimas lanksčių žarnų

pagalba į tarpą tarp klojinių Cementinio termoizoliacinio kompozito sudėtiniai komponentai ndash

užpildo granulės (padengtos apvalios pūsto stiklo tuščiavidurės formos kevalu) turi nedidelį

atsparūmą gniuždymui ir veikiant didesnei spaudimo jėgai turi galimybę suirti Bendradarbiaujant

su Slovakijos firma bdquoSTROJSTAV CMldquo ši problema buvo išspręsta

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu Pirmoje komandiruotėje buvome susitikę su mokslinės dalies

vadove Eva Navratilova kuri sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės

praktikos Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami

cementinio termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų

tarpusavio jungties pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku

aptarėme bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo

sistemų tyrimus Lietuvoje buvo suformuoti bandiniai o Libereco universitete atliekami triukšmo

slopinimo sistemos elementų dinaminio standžio matavimai Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių

metu Čekijos ūkio subjekto atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su poretų granulių gamyba iš

maltų šlako atliekų ir kartu numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei

sieninių panelių gamyboje Bendradarbiavimas tarp partneriu bus tęsiamas per visą Projekto

vykdymo laikotarpį

24

5 Projekto etapai ir tarpiniai rezultatai

Pirmame projekto etape turėjome parinkti termoizoliacinio cementinio kompozito skirto sienų

konstrukcijoms formavimo mišinio parametrus Darbo eigoje nustatyta kad termoizoliacinio

cementinio kompozito matrica turi sudaryti porizuota cementinė tešla modifikuota pūsto stiklo

gamybos atlieka ndash metakaolino priedu Kompozito užpildu kuris sudaro 100 tūrio yra

kombinuotos PS granulės pagamintos iš stiklo duženų miltų ir polistireninės taros susmulkinti

trupiniai PS granulės yra skirtingų frakcijų nuo 4 iki 16 mm dydžio ir kompozite tartusavyje liečiasi

tokiu būdu suformuodami termoizoliacinės medžiagos bdquokarkasąldquo PPS smulkūs trupiniai užpildo

tarpus tarp PS granulių ir tokiu būdu mažino laisvo oro erdvę kompozito struktūroje Šis faktorius

turi tiesioginę įtaką kompozito šilumos laidumo vertei Kompozito užpildas tarpusavyje jungiamas

plonu porizuotos modifikuotos cementinės tešlos sluoksniu Taip yra gaunamas lengvas cementinis

termoizoliacinis kompozitas kurio tankis siekia 230 ndash 250 kgm3 šilumos laidumo koeficientas yra

apie 007 WmmiddotK gniuždymo stipris apie 03 MPa

Kitas uždavinys buvo sukurti termoizoliacinio cementinio kompozito gamybos technologiją

Sprendžiant šią užduotį buvo ištirtas modifikuojančių priedų ir jų maišymo trukmės poveikis

cementinės matricos savybėms rišamosios medžiagos ir skirtingos frakcijos granulių kiekio įtaka

termoizoliacinio sukietėjusio kompozito savybėms Atlikti moksliniai tyrimai leido parinkti

formavimo mišinių maišymo trukmę sudėtiniu komponentų padavimo į formavimo mišinio

paruošimo maišyklę eiliškumą rišiklio rišimosi laikus įvertinant priedų poveikį cemento mineralų

hidratacijos procesui Nustatyta kad pradiniame etape reikia vandenyje permaišyti orą įtraukiatį ir

mišinį plastifikuojanti priedus ir cementą po to maišyti PPS smulkius trupinius ir tik po to į

formavimo mišinių paruošimo maišyklę dėti PS granules Bendra formavimo mišinio paruošimo

trukmė siekia 7 ndash 10 min Laboratorinėmis salygomis paruoštu formavimo mišiniu buvo užpildomos

bandinių formavimui skirtos formos Suformuoti bandiniai iš formų buvo išimami po 12 val

sudedami į polietileninius maišus ir natūraliose sąlygose buvo kietinami 28 paras

Kompozito bandinių fizikinės savybės bei sudėtinių kompozito komponentų tarpusavio jungties

pobūdis kontakto zonoje buvo nustatomos tiriant bandinius pagal galiojančius techninius

reikalavimus VGTU Termoizoliacijos instituto laboratorijose sukomplektuotomis naujausią įranga

Šių tyrimų rezultatai yra pateikiami ataskaitoje plačiau aprašant termoizoliacinio kompozito fizikines

savybes

Darbe buvo sprendžiamas ir armuotų termoizoliacinių lakštų ir jų gamybos technologijos sukūrimas

Lakštų prototipu buvo parinkta dekoratyvinio apdailos laksto konstrukcija sukurta projekto vadovo

ir apginta Lietuvos patentu Nr 4599 Toks techninis sprendimas leido termoizoliacinio kompozito

sluoksnį iš abiejų pusių armuoti stiklo audinio tinkleliu ir sukurti padidinto atsparumo lenkimui

termoizoliacinį lakštą Moksliniais tyrimais buvo nustatyta kad lakštų konstrukcijose galima naudoti

tik 2-8 mm dydžio pūsto stiklo granules o cementine tešlą galima modifikuoti MK priedų iki 30

nuo cemento masės Stiklo audinio tinklelį galima panardinti į cementinės tešlos ir smulkių PS

granulių mišinį esant granulių užpildo kiekiui ne didesniam kaip 50 tešlos mišinio tūrio Optimalus

armuojančių stiklo audinio tinklelių akučių dydis 45times45 mm užtikrinantis sluoksnių esančių

abiejuose tinklelio pusėse stabilią jungtį

Lakštų gamybos išmatavimus lemia gaminami armuojančių tinklelių matmenys Esant tinklo kilimo

pločiui 1000 mm automatiškai išsisprendžia ir lakštų plotis kuris gali būti 500 mm arba 10 m Esant

kitam lakšto pločiui reikalingas tinklelio jungimas kas didina gamybos proceso imlumą ir gamybos

kaštus

Sukurta laboratorinė lakštų gamybos technologija kurioje yra numatyta sekančios operacijos

išvardintos eilės tvarka modifikuotos cementinės tešlos užpilimas ant formos dugno tolygus

cementinės masės paskleidimas armuojančio apatinio tinklelio įspaudimas į cementinę masę

termoizoliacinio cementinio formavimo masės sluoksnio užpilimas į formą ir jos tolygus

paskirstymas viršutinio armuojančio tinklelio uždėjimas ant viršutinio termoizoliacinio kompozito

formavimo masės paviršiaus viršutinio tinklelio dengimas cementine mase jos tolygus paskirstymas

ir įspaudimas į tinklelio akutes Tokiu būdu pagamintas lakštas turi lygų apatinį paviršių ir grubų

25

viršutinį Panaudojus lakštus klojinių konstrukcijose lygus paviršius formuoja galutinai išlygintą

sienos plokštumą reikalaujančią minimalių darbo sąnaudų paviršiaus apdailai Išorinių apdailos

lakštų paviršiaus formavimas bus sprendžiamas ateityje

Įvertinant lakšto paskirtį galime konstatuoti kad termoizoliacines lakšto sąvybes lemia užpildo

granulių kompaktiškas pasiskirstymas lakšto termoizoliacineme sluoksnyje Stambios granulės turi

formuoti karkasą liesdamosios tarpusavyje o tarpai tarp jų turi būti ūžpildyti smulkios frakcijos PPS

trupinių granulėmis Reikia stengtis kad būtų kuo mažiau neužpildytų oro tarpų Lakšto

termoizoliacines sąvybes gerina smulkios frakcijos PS granulių kiekis esantis modifikuotoje

cementinėje tešloje iki 50 tūrio

Lakšto lenkimo stipriui didžiausios įtakos turi armuojančio tinklelio akučių dydis tinklelio sukibimas

su cementine tešla užpildo granulių stabili tarpusavio jungtis bei paties lakšto storis Skaitome kad

mažiausias lakšto storis galėtų būti 25 mm

Pirmais metais viešinant projektą buvo parengtas mokslinis straipsnis apie įvairių priedų poveikį

cementinės matricos porizacijai Be priedų poveikio buvo atsižvelgta į formavimo mišinio maišymo

trukmę Medžiaga apie matricos porėtumo didinimo būdus išsamiai pateikta publikacijoje o

ataskaitoje pateikiama tik nuoroda į straipsnyje pateikiamus tyrimo rezultatus

Žurnale ldquoMokslas ir technikardquo yra supažindinama Lietuvos visuomenė apie Eureka projekto

partnerius projekto tikslus kuriuos turėtų įgyvendinti kiekvienas partneris atskirai darbus

koordinuojant VGTU projekto vadovui Pateikiama projekto trukmė bei nurodomi finansavimo

šaltiniai tame tarpe ir iš Europos struktūrinių fondo lėšų

26

6 Tyrimų mokslinė vertė

Mokslinę liekamąją vertę turi modifikuojančių priedų poveikio cementinės matricos mišinio bei

akmens poretumui tyrimai Ištirta pucolaninio priedo pūsto stiklo gamybos atliekos ndash metakaolino

poveikis cementinės matricos tankiui cemento mineralų hidratacijos procesui mišinio klampai bei

poreto cementinio akmens fizikinėms sąvybėms Ši priklausomybė sujungta kartu su orą įtraukiančiu

ir plastifikuojančių priedų panaudojimu modifikuojant cementinę tešląTyrimų rezultatai yra

apibendrinti moksliniame straipsnyje išsiūstame į Oksfordo universiteto žurnalą bdquoConstruction and

Building Materialsldquo

Porėtų užpildo granulių granuliometrinės sudėties ir jų frakcijų santykis bei porizuotos matricos

kiekio poveikis cementinio termoizoliacinio kompozito savybėms bus apgintas Lietuvos patentu su

tolesniu patentavimu ES

Cementinio termoizoliacinio kompozito ir jo gamybos technologijos sukūrimas leis statyti kokybiškai

naujus namus artimus pasyvaus namo koncepcijos keliamiems reikalavimams

27

7 Išvados ir rekomendacijos

1 Nustatyta kad kompleksinis (MK+FS40+OIP) priedas betonų mineralų hidratacijos procesą

cemento tešloje prailgina iki 1100 min pasiekdamas 60 degC egzoterminio efekto maksimalią

temperatūrą MK modifikuotos cemento tešlos hidratacijos procesas nežymiai pailgėja nors dėl

papildomos pucolaninės reakcijos tarp MK ir cemento hidratacijos produktų egzoterminio efekto

maksimali temperatūra pakyla 8 degC

2 Ištirta kad kompleksinio priedo (FS40+OIP) poveikis mažinant cementinės tešlos tankį labiausiai

pastebimas MK priedų modifikuotoje cementinėje tešloje Modifikuotos cementinės tešlos tankis

sumažėja 33 karto nuo 2158 kgm3 iki 714 kgm3 po 10 min mišinio maišymo Tai yra apie 29

mažesnis tankis nei maltu smėliu modifikuotos cementinės tešlos ir 32 mažesnis tankis nei gryno

cemento porizuotos tešlos Sukietėjusios tešlos ndash porėto betono tankis siekia apie 800 kgm3 tuo tarpu

gryno cementbetonio ndash 1150 kgm3 o maltu smėliu modifikuoto betono ndash 1200 kgm3 Šiuos pokyčius

galima paaiškinti lengvos sutirštintos struktūros formavimo mišinyje susidarymu ir OIP molekulių

adsorbuotų ant cemento dalelių paviršiaus pakankamos jungties suformuotu oro burbuliuku

užtikrinimas

3 Nustatyta kad pucolaniniu priedu MK modifikuota cementinė tešla kartu su kompleksiniais (FS40

ir OIP) priedais įtakoja papildomų naujadarų ndash kalcio hidrosilikatų susidarymą mikro struktūros

pokyčius užtikrinančius submikrokristalinę struktūrą cementinėje matricoje Tai užtikrina mažo

tankio porėto betono pakankamą stiprumą 800 kgm3 tankio porėto betono gniuždymo stipris siekia

25 MPa o lenkimo stipris 10 MPa

4 Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo - 35 tūrio sudaro stambios PS granulės (8-16 mm) Vidutinio

dydžio (4-8 mm) PS granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio PPS trupintos granulės sudaro po 15

kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių ir suformuoti kompaktiškai

užpildyta kompozito struktūrą Sukurtas cementinis termoizoliacinis kompozitas kurio sudėtis

modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3 rišamosios medžiagos

kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia 007Wm∙K

esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

5 Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 - MK o kompozito

RM ir smulkių iki 2 mm stambumo PS granulių tūrių santykis sausame mišinyje yra 11 Sukietėjusio

skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

6 Nustatytas porėtų užpildų PS ir PPS granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis

termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos

laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K) gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos

granulės padengtos porizuota cementine tešla (esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3)

tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai

padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS

granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31) tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per

porizuotą matricą

28

8 Literatūra

Antonovič V Goberis S The effect of different admixture of the properties of refractory conerefe

with portland cement Material science (Medžiagotyra) 4(9) 2003 379-382 p

Asthana R Kumar ADahotre N B2006 Materials Processing and Manufacturing Science

Amsterdam Butterworth-Heinemann 628 p

bdquoAstra ndash polskaldquo firmos tinklalapis internete httpwwwastra-polskacom

Brykov A S Kamaliev R T Mokeev M V 2010 Influence of ultradispersed silica on portland

cement hydration Russian Journal of Applied Chemistry 83(2) 208minus213

Capener J C-M 2009 Properties of Modern Rendering Systems Based on Mineral Binders

Modified by Organic Admixtures Concrete Repair Rehabilitation and Retrofitting II ndash Alexander et

al (eds) Taylor and Francis Group London 863 ndash 869

Davraz M Gunduz L 2005 Engineering properties of amorphous silica as a new natural pozzolan

for use in concrete Cement and Concrete Research 35(7) 1251ndash1261

Du L Folliard K J 2005Mechanisms of entrainment in concrete Cement and Concrete Research

35(8)1463 ndash 1471

Hernaudes-Olivares F Mayer-Lobo P 2011 Experimental Assessment of Comercial One-coat

Renders for Buildings Facades Construction and Building Materials 22 (1) pp 156 ndash 162

Hilal A AThom N H Dawson A R 2015 On void structure and strength of foamed concrete made

without with additives Construction and Building Materials 85 157 ndash 164

Houst Y F Bowen P Perche F Kauppi A Borget P Galmiche L Meins J F Lafuma F

Flatt R J Schober I Banfill P FG Swift D S Myrvold B O Petersenf B G Reknes K

2008 Design and function of novel superplasticizers for more durable high performance concrete

(Superplast Project) Cement and Concrete Research 38(10) 1197 ndash 1209

Hurley J A 2003 UK market survey for foam glas Published by The Waste and Resource Action

Programme The Old Academy 114 p Prieiga per internetą httpwwwwraporguk

Kligys M Laukaitis A Sinica M Sezemanas G Dranseika N 2008 Investigations into the fire

hazard of a composite made from aerated concrete and crushed expanded polystyrene waste

Mechanics of Composite Materials 44(2) 173 ndash 180

Kligys M 2009 Kompozitinės medžiagos iš poringosios cemento tešlos ir trupinto polistireninio

putplasčio gamybos technologija ir savybės Daktaro disertacija Vilnius 137 p

Landensivu J 2012 Durability properties and actual deterioration of Finish concrete fasades and

balcones Thesis for the degree of doctor of science in technology Tampere university of technology

117 p

Lauzon M Garcia-Ruiz P A 2009 Evaluation of Capillary Water Absorbtion in Rendering Mortars

with Powdered Waterproofing Additives Construction and Building Materials 23 (10) 3287 ndash 3291

Lianxiang D Kevin J 2005 Mechanizm of air entrainment in concrete Cement and Concrete

research (35) 1463-1471 p

Limbachiya M Meddah M S Fotiadou S 2012 Performance of granulated foam glass concrete

Construction and Building materials 28(1) 759ndash768

LST EN 197-12011 Cementas 1 dalis Įprastinių cementų sudėtis techniniai reikalavimai ir atitikties

kriterijai

LST EN 196-62010 Cemento bandymų metodai 6 dalis Smulkumo nustatymas

29

LST EN 196-32005 Cemento bandymų metodai 3 dalis Rišimosi trukmių ir tūrio pastovumo

nustatymas

LST EN 933-12002 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 1 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Sijojimo metodas

LST EN 933-22001 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 2 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Analiziniai sietai Vardiniai akelių matmenys

LST ISO 3310-12003 Laboratoriniai sietai Techniniai reikalavimai ir bandymai 1 dalis

Laboratoriniai pinto metalinio vielinio tinkle sietai (tpt ISO 3310-12000) LST EN 1097-62003

Užpildų mechaninių ir fizikinių savybių nustatymo metodai 6 dalis Dalelių tankio ir įmirkio

nustatymas

LST EN 1015-3+A12004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 3 Determination of

Consistence of Fresh Mortar (by Flow Table)

LST EN 1015-102004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 10 Determination of Dry

Bulk Density of Hardened Mortar

LST EN 1015-112002 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 11 Determination of

Flexural and Compressive Strength of Hardened Mortar

LST EN 1015-182003 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of Water

Absorption Coefficient Due to Capillary Action of Hardened Mortar

LST EN 1015-122004 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of

Adhesive Strength of Hardened Rendering and Plastering Mortars on Substrates

LST EN 120892013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiai Elgsenos lenkiant nustatymas

LST EN 16022013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiaiTariamojo tankio nustatymas

LST EN 826 Statybinės termoizoliacines medžiagos Stiprio gniuždant nustatymas

LST EN 126642002 Šiluminės statybinių medžiagų ir gaminių charakteristikos Šiluminės varžos

nustatymas apsaugotos karštosios plokštės ir šilumos srauto matuoklio metodais Vidutinės ir mažos

šiluminės varžos sausi ir drėgni gaminiai

LST EN ISO 125712013 Hygrothermal Performance of Building Materials and Products -

Determination of Hygroscopic Sorption Properties

LST CENTS 772 -222006 Mūro gaminių bandymo metodai 22 dalis Keraminių mūro gaminių

atsparumo šalčiui nustatymas

LST L 1413112005 Statybinis skiedinys Bandymo metodai Atsparumo šalčiui nustatymas

LVS 203-22005 Sakret stiklo audinio armavimo tinklelis

Marčiukaitis G 2007 Statybinės medžiagos ir konstrukcijos Paskaitų konspektas Vilnius 88 p

Mисников O С Тимофеев АВ Черткова ЕЮ 2011 Гидрофобизация минеральных

дисперсных материалов добавками на основе торфа Труды Инсторфа 2 (55)15 ndash 33

Oğuzhan Keleştemur Bahar Demirel 2015 Effect of metakaolin on the corrosion resistance of

structural lightweight concrete Construction and Building Materials 81172 - 178

Quercia G Huumlsken G Brouwers H J 2012 Water demand of amorphous nanosilica and its

impact on the workability of cement paste Cement and Concrete Research 42(2) 344ndash357

Paruta V A Brynzin E I 2009 Manual on Designing and Erecting of Buildings using the Products

with Trademark UDK GAZOBETON Dnepropetrovsk 213 p

30

Ramachandran V S 1998 Superplasticizersproperties and applications in concrete Ottawa

Materials Technology LaboratoryCANMET

Ries J 2008 Structural lightweight aggregate and concrete Structure June 62-63

Ru Ji Zuotai Zhang Yang He Lili Liu Xidong Wang 2015Synthesis characterization and modeling

of new building insulation material using ceramic polishing waste residue Construction and Building

Materials 85 119 ndash 126

Сеземан Г Синица М Клигис М Шепутите-Юцике Ю Вайткус С Мечай А 2013

Цементные строительные композиты на основе лёгких заполнителей из техногенного сырья

Материалы международной научно ndash технической конференции laquo Наука и технология

строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29 ноября Минск

БГТУ 21 ndash 24

Sezemanas G Sinica M Zacharčenko P Pivenj N Mikulskis D Kligys M 2013 Influence

of zeolite additive on the properties of plaster used for external walls from autoclaved aerated

concrete Materials Science (Medžiagotyra) 19(2) 222ndash229

Синица М Шепутите-Юцике Ю Сеземан Г Клигис М Мечай А 2013 Особенности

выполнения ограждающих конструкций с использованием заливной теплоизоляции на основе

гранул вспученного стекла Материалы международной научноndash технической конференции laquo

Наука и технология строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29

ноября Минск БГТУ 69 ndash 72

Sinica MSezemanas GKligys M Česokas S 2007 Investigation of hydro ndash and higro ndash sorption

properties of silicate masonry products Materials Science (Medžiagotyra) 13(3) 229ndash 234

Sinica M Sezemanas G Chesnauskas V 2005 Influence of Air Absorbing Additive on Plaster

Layer Properties Designated to Cover Partions Built from Autoclave Porous Concrete Blocks

Chemical Technology (Cheminė technologija) 4 (38) 91 ndash 95

Sinica M Laukaitis A Sezemanas G Kligys M 2008 Operational Properties of a Heat-insulation

Composite with Expanded Polystyrene Crumbs Mechanics of Composite Materials 4 (44) 415 ndash 424

Sinica M Sezeman G Mikulskis D Kligys M Česnauskas V Zacharčenko P Kuprijenko

P Ščerbina N Pivenj N 2009 Investigation of the composite material with inclusions of

autoclaved aerated concrete chips Materials science 15 ( 4) 356ndash362

Sinica M Sezeman G Zakharchenko P 2012 Daugiasluoksnė lauko atitvara ir jos džiovinimo

būdas Patentas LT5837B

Стерлятов АН 2007 Совместный тепло- и влаго- перенос в ограждающих конструкциях

зданий из газобетона Дисертация кандидата технических наук Новосибиpск 167 с

Tobon J I Paya Jordy Restrepo O J 2015 Study of durability of portland cement mortars blended

with silica nanoparticles Construction and Building Materials 80 92 - 97

STR 205012005 Pastatų atitvarų šiluminė technika Statybos technikos reglamentai Statybos ir

urbanistikos ministerija Vilnius 2005 109p

STR 201102007 Išorės tinkuojamos sudėtinės termoizoliacinės sistemos Statybos technikos

reglamentai Statybos ir urbanistikos ministerija Vilnius 2007 p

Šadauskienė J Ramanauskas J Stankevičius V 2003 Effect of hydrophobicmaterials on water

impermeability and drying of finish brick mansory Material science (medžiagotyra) 9 (1) 94 - 98

Ungkoon Y Sittipunt Ch Namprakai P Jetipattaranat W Kim KS Charinpanitkul T 2007

Analysis of microstructure and properties of autoclaved aerated concrete wall construction materials

Journal of Industrial and Engineering Chemistry 13(7) 1103ndash1108

31

Weigler H Karl S 1980 Structural lightweight aggregate concrete with reduced density-

lightweight aggregate foamed concrete The International Journal of Lightweight Concrete 2 101ndash

104

Xu Y Chung D D L 1999a Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behaviour

of cement paste ACI Materials Journal 96(4) 455minus461

Xu Y Chung D D L 2000a Improving silica fume cement by using silane Cement and Concrete

Research 30(8) 1305- 1311

Zain M F M Safiuddin Md Mahmud H 2000 Developement of high performance concrete

using silica fume at relatively high water-binder rations Cement and Concrete Research 30(9) 1501

ndash 1505

Захарченко П Синица М Сеземан Г Чеснаускас В 2009 Изменение влажности стеновых

конструкций из ячеистобетонных блоков с системой скреплённой теплоизоляции Будiвельнi

матерiали вироби та санiтарна технiка науково-технiчний збiрник Киев Товариство

laquoЗнаниеraquo Украiни (23) 50 ndash 53234

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje

Page 5: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

5

Referatas

Ataskaitą sudaro 33 puslapiai spausdinto teksto 6 lentelės 21 paveikslas 63 literatūros šaltiniai

Darbe tirtas cementinio kompozito matricos modifikavimas kompleksiniu (MK+FS40+OIP) priedu

Nustatytas jo poveikis matricos porizacijos dydžiui bei cementinio akmens savybėms Ištirtas

cementinio termoizoliacinio kompozito užpildo granuliometrinės sudėties bei granulių ir rišamosios

medžiagos kiekio poveikis kompozito savybėms

Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo 35 tūrio sudaro stambios pūsto stiklo granulės (8-16 mm)

Vidutinio dydžio (4-8 mm) pūsto stiklo granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio polistireninio putplasčio

trupintos granulės sudaro po 15 kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių

ir suformuoti kompaktiškai užpildyta kompozito struktūra Sukurtas cementinis termoizoliacinis

kompozitas kurio sudėtis modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3

rišamosios medžiagos kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas

siekia 007 Wm∙K esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 metakaolino

pakaitalas o kompozito RM ir smulkių iki 2 mm stambumo pūsto stiklo granulių tūrių santykis

sausame mišinyje yra 11Sukietėjusio skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

Ištirtas ir nustatytas porėtų užpildų (pūsto stiklo (PS) ir polistireninio putplaščio granulių (PPS))

granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio

struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K)

gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos granulės padengtos porizuota cementine tešla

(esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3) tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir

formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS

granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31)

tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per porizuotą matricą

Raktiniai žodžiai Cementinis termoizoliacinis kompozitas apsauginiai lakštai apdailinis sluoksnis

porėti užpildai (pūsto stiklo ir polistireninio putplasčio granulės) metakaolinas polikarboksilatinis

superplastiklis orą įtraukiantis priedas fizikinės medžiagų savybės

6

Turinys

Įvadas 7 psl

1 Mokslinė ataskaitos dalis 8 psl

11 Projekto tikslai ir uždaviniai 8 psl

12 Literatūros apžvalga 9 psl

2 Žaliavos ir tyrimų metodika 11 psl

21 Žaliavos 11 psl

22 Tyrimų metodika 12 psl

3 Eksperimentinė dalis 12 psl

31 Termoizoliacinis kompozitas su PS ir PPS granulėmis 12 psl

32 Lakštų rišamosios medžiagos parinkimas ir savybių tyrimas 18 psl

33 Lengvo užpildo ir RM santykio nustatymas apdailiniame sluoksnyje ir jo savybių tyrimas

19 psl

34 Porėtų granulių dydžio poveikis lakšto termoizoliacinio sluoksnio fizikinėms mechaninėms

savybėms 21 psl

4 Bendradarbiavimas su projekto partneriais 23 psl

5 Projekto etapai ir tarpiniai rezultatai 24 psl

6 Tyrimų mokslinė vertė 26 psl

7 Išvados ir rekomendacijos 27 psl

8 Literatūra 28 psl

9 Komandiruočių ataskaita 32 psl

10 Projekto išlaidų sąmata 33 psl

7

Įvadas

Šis darbas yra vykdomas pagal tarptautinį EUREKA projektą Е 8790 - Enclosurewasteconcrete

tema ldquoIŠ TECHNOGENINIŲ ATLIEKŲ SUKURTI NEKENKSMINGUS APLINKAI

CEMENTINIUS KOMPOZITUS IR JŲ GAMYBOS TECHNOLOGIJASrdquo ldquoTO DEVELOP

ENVIRONMENTAL FRIENDLY CEMENT COMPOSITES AND THEIR PRODUCTION

TECHNOLOGIES FROM THE TECHNOLOGICAL WASTErdquo Projekto darbai vykdomi pagal

technologijos mokslų sritį (kodas T000) medžiagų inžinerijos kryptį (kodas 08T) Darbo rūšis ndash

taikomieji moksliniai tyrimai ir technologinė plėtra Projektas vykdomas 36 mėnesius Darbų pradžia

ndash 2014-07-01 darbų pabaiga ndash 2017-06-30

Santrauka

Šiame darbe bus sprendžiamos dvi problemos pirma utilizuoti gamyboje susikaupusias

technogenines atliekas Antra ndash technogenines atliekas pritaikyti naujų efektyvių statybinių

kompozitų kūrimui skirtų pastatų atitvarų konstrukcijoms Bus panaudotos pūsto stiklo bei

polistireninio putplasčio trupintos taros atliekų granulės pagamintos iš technogeninių atliekų Bus

sukurta užpiltinė termoizoliacinio cementinio kompozito formavimo masė kuri sukietėjusi užtikrins

šilumos laidumo koeficientą 006 ndash 007 WmmiddotK gniuždymo stiprį ndash 02 MPa laidumo vandens

garams koeficientą micro ~ 50 ir atsparumą ugniai klasę ndash A2

Bus sukurti termoizoliaciniai lakštai skirti klojinių gamybai iš kurių bus galima suformuoti sienų

stogo bei pamatų pado atitvarų tuščiavidures konstrukcijas Klojinius užpildžius termoizoliacinio

cementinio kompozito užpiltine formavimo mase bus suformuotas vientisos vienalytės pastatų

monolitinės atitvaros užtikrinančios šiluminę varžą iki 8 m2middotKW esant sienos storiui apie 05 m

Tokiu būdu suformuotos pastatų atitvaros bus nekenksmingos žmogaus sveikatai draugiškos aplinkai

ir galės tenkinti pasyviems statiniams keliamus reikalavimus

Finansavimo šaltiniai

Pirmus metus (nuo 2014-07 iki 2015-06-30) darbai yra finansuojami iš Europos sąjungos struktūrinių

fondų programos o nuo 2015-07-01 iki 2017-06-30 iš Lietuvos Respublikos biudžetinių lėšų

Projekto tikslas ir uždaviniai

Tikslas yra iš technogeninių atliekų sukurti aplinkai nekenksmingus cementinius kompozitus ir jų

gamybos technologijas ir pritaikyti jas atitvarų gamyboje Tikslo įgyvendinimui reikės išspręsti

sekančius uždavinius

- sukurti termoizoliacinį kompozitą kurio šilumos laidumo koeficientas bus 006 ndash 007

Wm∙K ir jo gamybos technologiją

- iš termoizoliacinio kompozito formavimo masės sukurti armuotus termoizoliacinius lakštus

jų gamybos technologiją bei lakštų gamybos barą

- iš termoizoliacinių armuotų lakštų sukurti klojinių sistemą skirtą atitvarų formavimui

- sukurti automatizuotą cementinio kompozito formavimo mišinių sudėtinių komponentų

dozavimo maišymo ir paruošto produkto padavimo lanksčių žarnų pagalba į darbinę zoną mobilų

įrenginį

- sukurti atitvarų gamybos technologijas lauko sienų stogo pamatų plokštės su

temoizoliaciniu padu

8

1 Mokslinė ataskaitos dalis

11 Projekto tikslai ir uždaviniai

Šiame darbe bus sprendžiamos dvi problemos Pirma utilizuoti gamyboje susikaupusias

technogenines atliekas ir tuo pačiu sumažinti gamtos teršimą Antra technogenines atliekas pritaikyti

naujų efektyvių statybinių kompozitų kūrimui kuriuos būtų galima panaudoti pastatų atitvarų

konstrukcijose užtikrinant joms kokybiškai naujas eksplotacines savybes Sukurti techniniai

sprendimai sumažins gyvenamųjų namų statybos kaštus kartu užtikrindami komfortabilią aplinką

gyvenamuose būsto patalpose

Šių tikslų įgyvendinimui bus panaudotos pūsto stiklo bei polistireninio putplasčio trupintos taros

atliekų granulės Papildomai apdorotos technogeninės atliekos tampa pagrindine žaliava naujo

produkto PS granulių gamyboje Pagamintos porėtos PS granulės sudaro 110 ndash 310 kgm3 užpildo

skirto termoizoliacinio cementinio kompozito kūrimui PPS taros atliekų trupintos granulės buvo

ištirtos ir panaudotos kuriant polistirenbetonį pagal Eureka projektą E3446 ldquoSandplastrdquo 2005 ndash 2006

metais Sukurtas polistirenbetonis su PPS granulių užpildu turi du esminius trūkumus Tai atsparumas

gniuždymui kurio vertės tenkina termoizoliacinių medžiagų savybes tik esant 2divide6 deformacijai

Dėl didelio organikos kiekio kompozito tūryje jo atsparumo ugniai klasė siekė B ndash s1 d0

Vykdant šį projektą stengsimės pašalinti PPS trūkumus keisdami užpildo rūšį ty PPS granules į PS

granules Granulių atsparumas trupinimui siekia 11 ndash 12 MPa o šilumos laidumo koeficientas

priklausomai nuo granulių dydžio svyruoja nuo 005 iki 0077 WmmiddotK Organikos kiekį sieksime

sumažinti iki 7 kgm3 kas leis padiditi kompozito atsparumą ugniai klasę iki A2 Naujai sukurto

termoizoliacinio cementinio kompozito šilumos laidumo koeficientas būtų 006 ndash 007 WmmiddotK ir būtų

skirtas formuoti lauko sienų ndash atitvarų konstrukcijas Kita sukurto kompozito panaudojimo sritis būtų

ndash armuotų termozioliacinių lakštų konstrukcijose Sukurti armuoti termoizolianiai lakštai būtų

panaudoti klojinių gamybai Tokiu būdu klojinių pagalba galėtume suformuoti atitvarų konstrukcijas

sienų stogo bei pamatų pado

Sienų konstrukciją sudarytų klojiniai suformuoti iš armuotų termoizoliacinių lapų užpildyti statybos

objekte užpiltiniu formavimo mišiniu

Stogą formuotų laikančios dviteinės sijos iš abiejų pusių dengtos klojinių lakštais ir tokiu būdu

suformuotos ertmės būtų užpildytos formavimo mišiniu

Pamatų padą sudarytų iš lakštų suformuoti klojiniai kurių apačioje ant izoliuoto grunto būtų iš

užpiltinės termoizoliacijos formavimo mišinio įrengtas termoizoliacinis sluoksnis kurį dengtų

gelžbetoninis laikantis pamatų padasVisuose techniniuose atitvarų konstrukciniuose sprendimuose

klojiniai ir užpiltinė termoizoliacinė cementinio kompozito formavimo masę sudarytų vienalytę

monolitinę atitvarą Reikia pabrėžti kad rišamoji medžiaga visuose kompozituose yra porėtas

betonas kuris užtikrina gerą vandens garų migraciją per atitvarą iš vidaus į lauko pusę cementinis

kompozias ndash pakankamą atsparumą šalčiui o viensluoksnė atitvarų konstrukcija suformuota iš

vienalytės medžiagos numatomą atitvaros šiluminę varžą R iki 8 m2middotKW užtikrins vandens garų

migraciją ty siena bus bdquokvėpuojantildquo o iš technogeninių atliekų pagamintos užpildo granulės (pūsto

stiklo polistireninio putplasčio taros atliekos) leis išspręsti atliekų utilizavimo problemas Pasibaigus

statinio eksplotacijos laikui cementiniai kompozitai galės būti lengvai smulkinami ir gražinti atgal į

gamybą kaip termozioliaciniai betono užpildai

Manome kad EUREKA projektas leis sukurti ir įdiegti į gamybą naujas termoizoliacines medžiagas

ndash pagamintas iš technogeninių atliekų kurios bus apgintos Europiniais patentais Naujai sukurtos

medžiagos ir jų gamybos technologijos galės būti įdomios ir kitoms Europos šalims sprendžiančioms

analogiškas problemas

9

12 Literatūros apžvalga

Siekiant užtikrinti reikiamą sienos šiluminę varžą naudojamos daugiasluoksnės atitvaros

susidedančios iš vidaus tinko AAC blokų termoizoliacinio bei išorės tinko sluoksnių Dažniausiai

termoizoliacinį sluoksnį sudaro mineralinės vatos arba polistireninis putplastis (1 pav)

Toks daugiasluoksnės sieninės atitvaros šiltinimas įgavo sudėtinės termoizoliacijos sistemos (STS)

pavadinimą (STR201102007) Tačiau STS turi trūkumų

- polistireninis putplastis yra nelaidus vandens garams todėl patalpos turi būti

intensyviai ventiliuojamos

- mineralinės vatos plokštės sugeria drėgmę todėl turi būti rengiami specialūs

ventiliuojami fasadai

- polistireninis putplastis yra degi medžiaga Gaisro metu iš abiejų šiltintojų skiriasi

nuodingi lakūs produktai

1 pav Daugiasluoksnės atitvaros siena a ndash AAC su putų polistireniniu putplasčiu b ndash AAC su mineralinės

vatos sluoksniu ir ventiliuojamuoju fasadu c ndash rūsio sienos šiltinimo variantas 1 ndash AAC blokas 2 ndash vidaus

tinko sluoksnis 3 ndash putų polistireno ar mineralinės vatos pluokštė 4 - išorės tinkas 5 - apdailos plyta 6 ndash oro

tarpas 7 ndash hidroizoliacija 8 - apsauginė plėvelė 9 ndash gruntas (Захарченко еt al 2009)

Įvertinus išvardintus STS trūkumus galima teigti kad pastaruoju metu tampa vis aktualesniu

lengvųjų termoizoliacinių statybinių kompozitų panaudojimas Pastatų statyboje yra naudojamos

progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007) Išorinės sienos

daromos iš lengvo betono (putbetonio keramzitbetonio) šiluminei varžai padidinti daromos

sluoksniuotos monolitinės sienos su termoizoliacinių polistireninio putplasčio arba mineralinės vatos

plokščių įdėklais iš abiejų pusių apsaugotais betono sluoksniu Pagal šią technologiją sudėtiniai

atitvarų elementai tarpusavyje jungiami jungčių kurios yra fiksuojamos užpiltiniuose lengvo betono

sluoksniuose pagalba

Formuojant lakštinius gaminius iš portlandcemenčio ir vandens svarbu gauti stabilią cemento tešlą

kurią galima būtų paskleisti plonu sluoksniu ant formos dugno paviršiaus Tokį efektą galima pasiekti

naudojant superplastiklius tarp kurių dažniausiai į cementinį mišinį pridedami nedideli kiekiai

(01divide15 ) polikarboksilatų Šie priedai efektyviai disperguoja cemento daleles dengdami jas plonu

10

monomolekuliniu sluoksniu Polikarboksilatinių superplastiklių aukšta dispergavimo geba aiškinama

didesnio kiekio uždaryto tarp cemento dalelių vandens išsilaisvinimu į aplinkinį tirpalą Ir nors

plastikliai lėtina cemento hidratacijos procesą tačiau galutiniame jų poveikyje suformuoti gaminiai

įgauna didesnį mechaninį stiprumą (Ramachandran 1998 Houst et al 2008)

Jei ruošiant cemento mišinius naudojami OĮP tai susidarę oro burbuliukai sukimba su hidratuoto

cemento dalelėmis kurių masė padeda disperguoti oro burbuliukus mišinyje ir tuo pačiu mažina jų

polinkį slinkti prie paviršiaus t y flotacijos jėga mažina dalelių nusėdimo galimybes ir greitį

(Lianxiang and Kevin 2005) Priklausomai nuo cemento dalelių sunkio ir įtrauktų oro burbuliukų

kiekio gauname atitinkamo tankio cementinę tešlą kuri sukietėjusi sudaro porėtą betoną (Sinica et al

2005) Atkreipiamas dėmesys į tai kad cementinės tešlos porizacijos procese svarbų vaidmenį vaidina

vanduo Vandens kiekis daro tiesioginį poveikį betono mišinio slankumui Didėjant slankumui

cementinė tešla geba įtraukti didesnį oro kiekį ir tuo pačiu didinti jos porėtumą Tačiau jei betono

mišinio slankumas viršija 150 mm didesni oro burbuliukai dėl plūdurumo jėgų pasidaro mažiau

stabilūs ir bendras oro kiekis betono mišinyje sumažėja (Du and Folliard 2005) Kitas OĮP kaip PAM

poveikis yra kai kurių hidrofobinių dalelių dėl tirpalo paviršiaus įtempimo sumažinimo

hidrofilizacija Rezultate šių dalelių paviršius legvai ir kokybiškai pasidengia cementiniu skiediniu

kas be OĮP butų atlikti problematiška (Kligys 2009)

Betonų stiprumo didinimui ir jų tankio mažinimui yra naudojami pucolaniniai priedai Tai yra aktyvūs

mineraliniai priedai kurie kambario temperatūroje reaguoja su Ca(OH)2 Šių reakcijų metu susidaro

kalcio hidrosilikatai hidroaliuminatai ir kt hidratai kurie didina cementinio akmens stiprumą

Pucolaninėse medžiagose pagrindiniai aktyvūs komponentai yra Al2O3 SiO2 Fe2O3 (Xu and Chung

2000a Brykov et al 2010) Pagal saveiką su Ca(OH)2 yra priedai kurių pagrindą sudaro amorfinis

SiO2 (diatomitai trepeliai opokos SiO2 mikrodulkės ir kt) priedai kurių pagrindą sudaro degtas

molis ndash metakaolinas pelenai šlakai ir kt bei priedai kurių pagrindą sudaro stiklo būsenos silikatai

ir aliumosilikatai (tufai penzos ir kt Zain et al 2000) Reikia atkreipti dėmesį į tai kad degto molio

pagrindinis komponentas ndash inertinis kaolinitas ndash dehidratuojasi ir pereina į aktyvų amorfizuotą

metakaolinitą (Al2O3 2SiO2 Quercia et al 2012) Jam reaguojant su kalkėmis Ca(OH)2 susidaro

hidrogelenitas (2CaO∙Al2O3 SiO2∙8H2O) ir C-S-H(1) kurie lemia pirminį cemento tešlos kietėjimą ir

stiprį nes jo hidratacijos greitis yra didesnis nei amorfinių SiO2 pucolanų (Davraz and Gunduz 2005)

(Oğuzhan Keleştemur and Bahar Demirel 2015) šaltinyje tirtas metakaolino poveikis betono

savybėms Nustatyta kad iki 15 metakaolino pakaitalas gali šiek tiek atlikti superplastiklio

funkcijas užtikrina betono smulkiųjų porų susidarymą ir didina jo ilgaamžiškumą Išsamiai

metakoalino ir ir pelenų kompleksinio priedo poveikį mišinių ir betonų savybių gerinimui mišinių

rišimosi ir kietėjimo laikui tyrė D Šnelson ir kt Nustatyta kad mišinių konsistencijai pagrindinę

įtaką turi metakaolinas

Įvairių naturalių pucolaninių priedų poveikį keičiant jais portlandcementį ištyrė Kenal Celik ir kt

Nustatyta kad šie priedai kurių sudėtyje yra aktyvių aliuminio ir silicio oksidų gali būti efektyviai

panaudoti gaminant stabilių savybių produktus gerinant betono mišinių plastiųkumą bei gaminių

stiprumines savybes Pucolanų panaudojimas betonuose reikalauja padidinto vandens kiekio

formavimo mišiniuose todėl patariama vartoti vandens poreikį mažinančių priedų Apie pucolaninių

priedų poveikį betono savybėms yra paskelbta nemažai duomenų įvardijančių jų teigiamą poveikį

betono savybėms (Jorge ITobon at al 2015 Ameer A Hilal et al 2015 Ru Ji et al 2015)

Įvertinant orą įtraukiančių pucolaninių ir plastifikuojančių priedų poveikį cementinės tešlos ir betono

savybėms bei plonasluoksnių lakštų formavimo specifiką ir mūsų anksčiau atliktų tyrimų rezultatus

buvo parinkti tokie efektyvūs modifikuojantieji priedai

- OĮP bdquoUfapore TCOldquo priedas kurio kiekis užtikrina PPS trupinių hidrofilizaciją ir smulkių porų

susidarymą termoizoliacinio kompozito matricoje

- pucolaninis cemento (10) pakaitalas - MK mažinantis cementinės tešlos ir cementinio akmens

tankį didinantis skiedinio klampą ir stimuliuotis produkto stiprio augimo greitėjimą

- naujos kartos polikarboksilatinis superplastiklis Castament FS-40 kurio 02

portlandcemenčio masės kiekis palengvina lakštų sluoksnių formavimą ir didina galutinio produkto

stiprį

11

Šiame darbe pateikiamas visų išvardintų priedų poveikis cementinių termoizoliacinių kompozitų ir

lakštų sluoksnių savybėms Ir tarplakštinių ir lakštų termoizoliacinių kompozitų matricą sudaro porėta

cementinė tešla o lengvuoju užpildu tarnaja dirbtinių arba technogeninių medžiagų porėtos granulės

((polistireninio putplasčio panaudotos taros trupiniai bei sferinės pūstojo stiklo granulės pagamintos

iš stiklo duženų) Weigler and Karl 1980 Синицa et al 2013 Limbachiya and Meddah 2012))

Naudojant bei utilizuojant šiuos užpildus kartu būtų sprendžiama ir ekologinė problema (Сеземан еt

al 2013) Preleminariai išmatuotas sukurto kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia apie 007

WmmiddotK kas užtikrina 7 m2WK sienos šiluminę varžą esant jos storiui 05 m

Mūsų darbo objektas ir tikslas ndash cementinių ir termoizoliacinių kompozitų ir apdalos lakštų sluoksnių

sudėčių parinkimas ir savybių tyrimas bei lakštų gamybos technologijos sukūrimas

2 Žaliavos ir tyrimų metodika

21 Žaliavos

Termoizoliaciniams kompozitams paruošti naudotas UAB bdquoAkmenės cementasldquo CEM I 425 R

markės portlandcementis atitinkantis LST EN 197-12011 standarto reikalavimus Cemento cheminė

ir mineralinė sudėtys bei charakteristikos pateiktos 1 lentelėje

1 lentelė Portlandcemenčio sudėtys ir charakteristikos

Cheminė sudėtis

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O+Na2O SO3 Kaitmenys Netirpmenys

2076 612 337 6350 401 103 080 023 007

Mineralinė sudėtis Rišimosi trukmė min Savitasis paviršius cm2g

C3S C2S C3A C4AF Pradžia Pabaiga 4200

4854 1529 1040 1017 140 190

Metakaolinas (MK) ndash įmonės UAB Stikloporasldquo technologinė atlieka gauta pūsto stiklo granulių

gamybos metu Savitasis MK paviršius ndash 8650 cm2g piltinis tankis ndash 480 kgm3

Kaip rišamoji medžiaga (RM) buvo naudoti abiejų cementų bei metakaolino kaip 10 cemento

pakaitalo sausieji mišiniai

Cemento ir užpildų tarpusavis turinis santykis kompozituose bei VC santykis buvo nustatomas

eksperimentiniu keliu atsivelgiant į technologines kompozito gavimo galimybes bei jo užsiduotų

savybių verčių

Orą įtraukiantis priedas (OĮP) naudojamas termoizoliaciniam sluoksniui suformuoti ndash bdquoUfapore

TCOldquo balti milteliai turintys 94 aktyviosios medžiagos Priedo kiekis iki 01 RМ masės

Polikarboksilatinis superplastiklis naudojamas visuose kompozituose - Castament FS-40 ndash gelsvi

milteliai Priedo kiekis ndash 02 RM masės

Pagalbinės medžiagos Stiklo audinio bdquoSakretldquo firmos armavimo tinklelis akelių dydis ndash 4 x 4 cm

atitinkantis LVS 203-22005 Latvijos standarto

Kaip užpildas taip pat naudotos 3-jų skirtingų frakcijų ir piltinio tankio pūstojo stiklo granulės (2

lentelė) pagamintos UAB bdquoStikloporasldquo ir polistireninio putplasčio taros smulkūs trupiniai iki 2 mm

dydžio

12

2 lentelė PS ir PPS granulių frakcijos tankis ir šilumos laidumas

Grūdelių skersmuo mm Piltinis tankis kgm3 Šilumos laidumo koeficientas WmmiddotK

PS iki 2 190 0077

PS 4divide8 140 0059

PPS 8-16 120 0052

PPS iki 2 15 0038

22 Tyrimų metodika

Portlandcemenčio rišimosi trukmė buvo nustatyta remiantis standartine metodika LST EN 196-

32005 о savitasis paviršius ndash Bleino prietaisu pagal (LST EN 1097-62010) metodiką

Užpildų (pūstojo stiklo ir polistireninio putplasčio granulių) piltiniai tankiai buvo nustatomi remiantis

(LST EN 3310-12003) Modifikuotos cementinės tešlos egzoterminiam efektui tirti buvo naudojami

laboratorijoje sukonstruotas temperatūros matavimo prietaisas ir sukurta metodika (Antonovič and

Goberis 2003) Rišamoji medžiaga (RM) buvo ruošiama sausai maišant portlandcementį su 10

metakaolino pakaitalu laboratorinėje bdquoVarimixer bearldquo maišyklėje 3 min esant 60 apsmin maišyklės

veleno sukimosi greičiui Ruošiant formavimo mišinius RM kartu su vandeniu ir modifikuojančiais

priedais (FS-40 visuose atvejuose OĮP ndash formuojant termoizoliacinį sluoksnį) buvo maišoma dar 1

min o supylus užpildus (PS visuose atvejuose PPS - formuojant tik termoizoliacinį sluoksnį) dar 2

min esant tam pačiam sukimosi greičiui

Kompozitų formavimo mišiniai buvo ruošiami MXP 1602E maišyklės pagalba (esant jos sukimosi

ašies greičiui 225 apsmin) permaišant 2 min bėgyje visus komponentus (cementą vandenį ir

priedus OĮP ir superplastiklį) išskyrus porėtus užpildus Užpildai buvo dedami į mišinį pačiam

maišymo gale ir maišymas trukdavo dar 5 min esant 60 apsmin greičiui Mišiniai buvo supilami į

skirtingų matmenų formas iš kurių sukietėję bandiniai buvo išformuojami po 2 parų Tolesnis jų

kietėjimas vyko ant grotelių virš vandens klimatinėje kameroje 26 parų bėgyje esant temperatūrai

(20plusmn3) ordmC Po to bandiniai buvo džiovinami 105ordm C temperatūroje (bandiniai su PPS užpildu - iki 50

ordmC) iki pastoviosios masės ir buvo nustatomos jų savybės Sausasis tankis gniuždymo ir lenkimo

stipriai buvo nustatomi taikant (LST EN 1602+ AC+P LST EN 826 LST EN 12089) metodikas

Nustatant kompozito stipruminių savybių vertes buvo pasinaudota komputerizuota įranga

ldquoHaunsfield ndash H10KS)

Bandinių šilumos laidumo koeficientas λ10 buvo nustatomas pagal (LST EN 12664+AC+P) prietaiso

bdquoλ ndash meter EP500ldquopagalba (bandinių matmenys ndash 400x400x100mm)

Naudotų priedų poveikį cementinei matricai (cemento mineralų hidratacijos egzoterminiam efektui)

nustatyti buvo naudotasi (Antonovich and Goberis 2003) metodika išlaikant eksperimento metu

vienodą (037) VC santykį

Kompozito bandinių sorbcinis drėgnis buvo nustatomas pagal (LST EN ISO 1257) metodiką iš-

laikant bandinius (20 plusmn3)ordmC temperatūroje virš K2CO3 NaBr (NH4)2SO4 ir K2SO4 tirpalų kurių

sočiųjų garų drėgnis siekė atitinkamai 43 58 81 ir 94

Sukietėjusių kompozitų struktūrai bei kontakto zonos su pagrindu analizei atlikti naudotas

kompiuterizuotas optinis mikroskopas Motic su skaitmenine kamera (didinimas iki 100 kartų)

Rentgeno struktūriniai tyrimai atlikti difraktometru DRON-7 kurio antikatodas varinis filtras -

nikelinis anodo įtampa ndash 30 kV anodo srovė 12 mA goniometro plyšeliai (05 1 15)mm smailių

iššifravimui naudota ICDD duomenų bazė

3 Eksperimentinė dalis

31 Termoizoliacinis kompozitas su PS ir PPS granulėmis

Formuojant kompozitus su skirtingomis PS granulių frakcijomis reikėjo surasti optimalų frakcijų

tarpusavio santykį Kadangi lengvus užpildus patogiausia matuoti tūrio vienetais bei apribojus

13

cemento sąnaudas iki 150 kgm3 (cemento piltinis tankis 1130 kgm3) ir prilyginus visą sausųjų

komponentų tūrį 100 (atitinkančių 5 tūrio dalims) gavome kompozito sudėtis pateiktas 3 lentelėje

Siekiant nustatyti lengvojo kompozito užpildo frakcijos stambumo ir kiekio poveikį kompozito

tankiui ir stipriui buvo tiriami kompozito bandiniai suformuoti pagal K-1divideK-6 sudėtis (3 lentelė)

OĮP kiekis formavimo mišiniuose buvo didesnis nei kompozitų su AAC trupiniais atveju ir siekė

0045 cemento masės todėl kad reikėjo hidrofilizuoti užpildo granules bei gauti lengvesnę

porizuotą matricą (2 pav)

3 lentelė Kompozitų su pūstojo stiklo granulėmis sudėtys

Kompozito

šifras

Sudėtis

Cementas tūrio dalys

PS granulių frakcijų tūrių dalys

PPS granulių tūrio dayis

8divide16 mm 4divide8 mm le4 mm le4 mm

K-1 083 500 - - -

K-2 083 - 500 - -

K-3 083 - - 500 -

K-4 083 166 166 166 -

K-5 083 250 125 125 -

K-6 083 300 100 100 -

K-7 057 279 - - 221

K-8 048 279 - - 221

K-9 04 279 - - 221

K-10 036 310 100 - 090

K-11 036 300 100 - 100

2 pav OĮP kiekio poveikis cementinės tešlos tankiui (Kligys 2009 Sinica et al 2009)

Atliktų tyrimų rezultatai rodo kad termoizoliacinio kompozito tankis pagrinde priklauso nuo

cementinės matricos kiekio kompozite ir beveik nepriklauso nuo pūstojo stiklo granulių frakcijos

stambumo Pavyzdžiui formuojant kompozitą kuriame cemento ir pūstojo stiklo granulių tūrinis

santykis siekia 0834 gaunamų kompozito bandinių tankis kinta nuo 390 kgm3 kai naudojamos

8divide16 mm stambumo granulės iki 410 kgm3 kai naudojamos le 4 mm stambumo granulės (3 lentelė

K-1divideK-3 kompozito sudėtys)

Analogišką tankį (390 kgm3) gauname naudojant užpildo frakcijų mišinį kuriame stambių vidutinių

ir smulkių pūsto stiklo granulių tūrinis santykis siekė 133133133 (4 lentelė K-4 kompozito

sudėtis) Ir tik padidinus stambios frakcijos pūstojo stiklo granulių tūrį mišinyje iki santykio 211

kompozito tankis sumažėjo iki 370 kgm3 (4 lentelė K-5 kompozito sudėtis) o kai stambių granulių

tūrinis santykis dar padidėjo iki 240808 gavome lengvąjį termoizoliacinį 320 kgm3 tankio

14

kompozitą (3 lentelė K-6 kompozito sudėtis) Suformuotų skirtingo tankio kompozito bandinių

gniuždymo stiprio vertės pateiktos 3 paveiksle

3 pav Termoizoliacinio kompozito bandinių gniuždomasis stipris Kompozito bandinių šifrai atitinka 3

lentelės duomenis

Kaip rodo 3 pav rezultatai didžiausiu stipriu (09 MPa) pasižymi 410 kgm3 tankio kompozitas K-1

(3 pav K-1 stulp) Esant kompozito tankiui 320 kgm3 jo gniuždomasis stipris yra dar pakankamas

ndash 035 MPa (3 pav K-6 stulp) Suformuoti kompozito K-1 divide K-6 bandiniai pateikti 4 pav Matome

kad gautų kompozitų struktūra yra vienalytė t y užpildų ir rišamosios medžiagos tarpusavio santykis

yra adekvatus

Siekiant gauti kuo mažesnį kompozito šilumos laidumo koeficientą mažinome jo tankį Gauto

kompozito gniuždomojo stiprio esama atsarga (pakanka 02 MPa) leido tai padaryti palaipsniui

mažinant portlandcemenčio kiekį nuo 150 kgm3 iki 100 kgm3 kompozite (4 lentelė) bei panaudojant

vietoje smulkiosios (le4 mm) PS granulių frakcijos smulkiąją (le4 mm) PPS trupinių frakciją (4

lentelė K-7divideK-10 kompozito sudėtys) bei panaudojus tarpinę (4divide8 mm) pūsto stiklo granulių frakciją

(4 lentelė K-11 kompozito sudėtis)

K-1 K-2 K-3

K-4 K-5 K-6

4 pav Kompozito bandinių suformuotų pagal K-1divideK-6 sudėtis struktūra

15

4 lentelė Palengvinto termoizoliacinio kompozito savybės

Kompozito

Šifras Tankis kgm3

Stipris MPa Šilumos laidumo koeficientas λ10 WmmiddotK

Gniuždymo Lenkimo

K-7 305 072 026 0114

K-8 260 039 019 0105

K-9 250 030 018 0095

K-10 245 026 017 0070

K-11 240 020 015 0069

Pastaba kompozito sudėtys atitinka 5 lentelės sudėtims

Apsistoti ties K-11 kompozito sudėtimi padėjo jo struktūros tyrimai Kompozito bandinių (K-7divideK-

10) skerspjūvio nuotraukos (5 pav) parodė kad užpildo grūdeliai netolygiai pasiskirstė cementinėje

matricoje o kai kur tarp matricos ir užpildų pasitaiko oro tuštumų

K-7 K-8 K-9

K-10 K-11

5 pav Kompozito bandinių suformuotų pagal K-7divideK-11 sudėtis struktūra

Įvertinus šiuos trūkumus kompozito struktūroje buvo atliktas K-10 sudėties koregavimas

portlandcemenčio kiekis liko toks pat (100 kgm3) o tam kad pasiekti tolygų užpildų pasiskirstymą

bei išvengti oro tuštumų struktūroje buvo palaipsniui didinamas pūsto stiklo stambios frakcijos kiekis

(nuo 126 iki 300 tūrio dalių) bei pridėta 1 tūrio dalis 4divide8 mm skersmens pūsto stiklo granulių ty

abiejų frakcijų pūsto stiklo granulių ir polistireninio putplasčio smulkios frakcijos tarpusavio tūrinis

santykis sudarė 311 (3 ir 4 lentelės K-11) Atlikti šio kompozito savybių tyrimai parodė kad esant

jo tankiui 240 kgm3 gniuždomasis stipris siekia 02 MPa o šilumos laidumo koeficientas ndash 0069

WmmiddotK (3 lentelė K-11)

Tolesni kompozito tyrimai buvo atlikti kompleksiškai nustatant rišamosios medžiagos ir užpildo

(pūsto stiklo granulių bei polistireninio putplasčio taros trupinių kiekio poveikį kompozitų tankiui

stiprumui šilumos laidumui laidumui vandens garams susitraukimui džiūstant bei atsparumo šalčiui

Bandinių formavimo sudėtys pateiktos 5 lentelėje o gauti tyrimų duomenys 6 7 8 9 10 ir 11

paveiksluose

16

5 lentelė Kompozitinės medžiagos formavimo mišinių sudėtys

Kompozito

sudėties Nr

Rišamosios

medžiagos

kiekis kgm3

Pūstojo stiklo granulių tūrinis santykis

Polistireninio putplasčio

taros granulių tūrinis

santykis

(8divide16) mm (4divide8) mm (0divide2) mm (0divide2) mm

1 700 3 1 1 -

2 1000 3 1 1 -

3 1300 3 1 1 -

4 700 3 1 - 1

5 1000 3 1 - 1

6 1300 3 1 - 1

Pastaba Užpildų kiekis bandiniuose (100) buvo prilygintas 5 tūrio dalims

6 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų tankiui

7 pav Kompozitų tankio priklausomybė šilumos laidumui

Tankio ir šilumos laidumo koeficiento mažiausios vertės priklauso nuo rišamosios medžiagos kiekio

esant 70 kgm3 ir panaudojus polistireninio putplasčio granules gaunamas mažiausias tankis tuo pačiu

ir mažiausia šilumos laidumas Šiuo atveju kompozitų stiprumas būna mažiausias bet pakankamas

užsiduotoms vertėms (8 pav) ty stipris gniuždant siekia virš 03 MPa o stipris lenkiant ndash 015 MPa

(9 pav) Tuo atveju kompozitų atsparumas šalčiui net po 100 šaldymo ciklų didina kompozitų stiprį

gniuždant (dėl tolesnio cemento mineralų hidratacijos proceso vykstančio bandymo metu) (10 pav)

Analizuojant kompozitų struktūrą po 100 šaldymo ciklų jokių suirimo požymių nepastebime tai

reiškia jog kompozitai atsparūs šalčiui (11 pav) Atsparumas šaldymui bandymas 4 5 sudėties

kompozitams dar vyksta todėl rezultatai nepateikti

17

8 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam gniuždymo stipriui

9 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam lenkimo stipriui

10 pav Kompozitų vidutinio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo šaldymo ciklų

a b c d 11 pav Kompozitai po 100 šaldymo ciklų a ndash 1 sudėtis b ndash 2 sudėtis c ndash 3 sudėtis d ndash 6 sudėtis

18

32 Lakštų rišamosios medžiagos parinkimas ir savybių tyrimas

Šie tyrimai labai aktualūs lakšto apdailino sluoksnio formavimo mišiniui kurį kaip tik ir sudaro

portlandcementis FS40 polikarboksilatas ir 10 portlandcemenčio keičiantis MK Technologiškai

yra svarbu kad formuojant po pirmo pasluoksnio suformavimo galima būtų kuo greičiau įspausti

armuojantį stiklo audinio tinklelį į cementinę tešlą Tai padėjo atlikti 10 portlandcemenčio

keičiantis MK ir 02 PC masės polikarboksilatinio superplastiklio FS ndash 40 priedas

FS-40 polikarboksilatinio superplastiklio ir MK poveikis portlandcemenčio mineralų hidratacijai

pateiktas 12 pav

12 pav Egzotermijos efekto temperatūrų kaitos priklausomybė nuo laiko 1 ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC +

MK 4 - PC + MK + FS40

Gauti duomenys rodo kad ir MK ir FS-40 priedai lėtina PC mineralų hidrataciją bei žemina

egzoterminio efekto temperatūrą jei gryno cemento Tegzo = 95 ˚C tegzo = 420 min (12 pav 1 kr) tai

esant mišinyje abiems priedams Tegzo sumažėja iki 65 ˚C o tegzo pailgėja iki 1070 min (12 pav4 kr)

Šių priedų poveikis siūlių sukietėjusio skiedinio tankiui pateiktas 13 pav

13 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio tankiui 1 ndash PC 2 ndash

PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

13 pav duomenys rodo kad superplastiklio priedas padidina sukietėjusio skiedinio tankį 125 (13

pav 2 kr) tuo tarpu MK pakaitalas jį 10 mažina 13 pav 3 kr) todėl abiejų medžiagų (priedo ir

pakaitalo) poveikyje tankis sumažėjo nežymiai (apie 5 ) Jų poveikis gniuždymo stipriui pateiktas

14 o lenkimo ndash 15 pav

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

20

30

40

50

60

70

80

90

100T

emp

erat

ucircra

0C

Laikas min

1

3

2

4

19

14 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio gniuždymo stipriui 1

ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

15 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio lenkimo stipriui 1 ndash

PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

Atliktų tyrimų rezultatai parodė kad superplastiklio priedas padidina kaip gniuždymo taip ir lenkimo

sukietėjusio skiedinio stiprį atitinkamai 8 ir 26 (14 ir 15 pav 1 ir 2 kr) tuo tarpu MK daro

teigiamą poveikį tik lenkimo stipriui (15 pav 3 kr)

33 Lengvojo užpildo ir RM santykio nustatymas apdailiname sluoksnyje

ir jo savybių tyrimas

Siekiant pagerinti apdailinio sluoksnio termoizoliacines savybes į formavimo mišinį buvo pridedama

smulkiosios iki 2 mm PS frakcijos granulių kurių tūris sudarė atitinkamai 25 ir 50 RM tūrio

Tankio ir stipruminių savybių kaita priklausomai nuo PS granulių tūrio pavaizduota 16 ir 17 pav

20

16 pav Apdailinio sluoksnio tankio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

17 pav Apdailinio sluoksnio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

18 pav Apdailinio sluoksnio lenkimo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

Gauti duomenys rodo kad sukietėjusio skiedinio tankis ir stiprumas proporcingai mažėja nuo PS

granulių tūrio didėjimo formavimo mišinyje Optimalus PS užpildo kiekis buvo nustatytas lyginant

suformuotų plokštelių fasado paviršius (19 pav)

21

19 pav Apdailinio sluoksnio paviršiaus kokybės priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo

mišinyje 1 ndash 25 2 ndash 50 3- 60 4 ndash 75

Vizualiai lyginant gautų paviršių kokybę galima teigti kad PS granulių tūris formavimo mišinyje

turi būti ne didesnis kaip 50

34 Porėtų PS granulių dydžio poveikis lakšto termoizoliacinio sluoksnio fizikinėms

mechaninėms savybėms

Nustatant PS granulių dydį iš pradžių buvo panaudotos ir stambiosios (8divide16 mm) frakcijos granulės

tačiau tokio kompozito sukibimas su apdailinio sluoksnio stiklo tinkleliu nebuvo kokybiškas dėl

stambių neužpildytų cementine tešla ertmių tarp užpildo granulių Dėl šios priežasties šių bandinių

lenkimo stipris nesiekdavo net 01 MPa o pats bandinys išsisluoksniuodavo (20 pav) tuo tarpu

vidutinės (4divide8 mm) ir smulkiosios (iki 2 mm) PS frakcijos bandiniai po bandymo likdavo

neišsisluoksniavę Norint pagerinti badinių su stambiąja PS frakcija sukibimą su tinkleliu teko

naudoti daugiau cementinės tešlos glaistant ja ant tinklelio paviršiaus nes tešla prasmukdavo pro

tinklelio akutes į ertmes tarp stambiosios frakcijos granulių kas blogino kompozito termoizoliacines

savybes Todėl stambiosios frakcijos granulių tolesniuose tyrimuose teko atsisakyti 6 lentelėje

pateiktos tirtų kompozitų savybių vertės Geriausiomis termoizoliacinėmis savybėmis pasižymi LV

ndash 7 sudėties kompozitas kurio šilumos laidumo koeficientas turi mažiausią vertę ndash 0075 WmmiddotK o

jo stipruminės savybės ne žymiai nusileidžia kitų kompozitų su didesniu RM kiekiu savybėms 20

pav pateikta kompozito bandinių struktūra su stambiosios ir smulkiosios PS frakcijų granulėmis

20 pav Termoizoliacinio sluoksnio bandinių vaizdas po lenkimo stiprio nustatymo bandiniai su stambia PS granulių frakcija (be numeracijos) smulkiosios ir vidutinės frakcijos bandiniai

pažymėti 32 ir 52

22

6 lentelė Kompozitų su porėtais užpildais savybės

Kompozitų šifrai atitinka 3 lentelės šiframs

Lenkimo stipris buvo nustatomas bandant prizmes su įtvirtintu iš abiejų pusių stiklo audinio tinkleliu

a b

21 pav Lakšto termoizoliacinio sluoksnio struktūra kai užpildą sudaro PPS (30 visų užpildo tūrio)

ir PS granulės a ndash stambiosios frakcijos b ndash smulkiosios frakcijos (LV ndash 5) sudėtis ir smulkiosios ndash

vidutinės frakcijos (LV- 7) sudėtis

Kompozito

šifras

Sausasis tankis

kgm3

Gniuždymo

stipris MPa

Lenkimo stipris

MPa

Šilumos laidumo

koeficientas 10

W(mK)

LV-1 420 065 070 0135

LV-2

LV -3

LV-4

LV-5

LV-6

LV-7

385

375

355

330

280

240

060

055

050

050

045

040

065

050

050

045

040

030

0130

0125

0100

0090

0080

0075

23

4 Bendradarbiavimas su projekto partneriais

Glaudžiausias bendradarbiavimas buvo vykdomas su Projekto partneriu iš Lietuvos ndash UAB ldquoElnet

Grouprdquo Ūkio subjektas pastoviai buvo supažindinamas su vykdomais moksliniais tyrimais bei

gautais tyrimų rezultatais Buvo diskutuojama kaip būtų galima juos įgyvendinti praktikoje Darbų

pasiskirstimas tarp Projekto partnerių reikalauja tampraus bendradarbiavimo kad ūkio subjektas

galėtų sukurti technologinę įrangą sugebančia pasiekti tyrimais nustatytus cementinio

termoizoliacinio kompozito technologinius parametrus Kartu buvo išbandomi technologinių

įrengimų ndash maišyklės formavimo mišinio sudėtinių komponentų maišymo principas bei darbinio

maišyklės veleno konstrukcija Daug problėmų kėlė paruošto mišinio transportavimas lanksčių žarnų

pagalba į tarpą tarp klojinių Cementinio termoizoliacinio kompozito sudėtiniai komponentai ndash

užpildo granulės (padengtos apvalios pūsto stiklo tuščiavidurės formos kevalu) turi nedidelį

atsparūmą gniuždymui ir veikiant didesnei spaudimo jėgai turi galimybę suirti Bendradarbiaujant

su Slovakijos firma bdquoSTROJSTAV CMldquo ši problema buvo išspręsta

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu Pirmoje komandiruotėje buvome susitikę su mokslinės dalies

vadove Eva Navratilova kuri sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės

praktikos Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami

cementinio termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų

tarpusavio jungties pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku

aptarėme bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo

sistemų tyrimus Lietuvoje buvo suformuoti bandiniai o Libereco universitete atliekami triukšmo

slopinimo sistemos elementų dinaminio standžio matavimai Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių

metu Čekijos ūkio subjekto atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su poretų granulių gamyba iš

maltų šlako atliekų ir kartu numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei

sieninių panelių gamyboje Bendradarbiavimas tarp partneriu bus tęsiamas per visą Projekto

vykdymo laikotarpį

24

5 Projekto etapai ir tarpiniai rezultatai

Pirmame projekto etape turėjome parinkti termoizoliacinio cementinio kompozito skirto sienų

konstrukcijoms formavimo mišinio parametrus Darbo eigoje nustatyta kad termoizoliacinio

cementinio kompozito matrica turi sudaryti porizuota cementinė tešla modifikuota pūsto stiklo

gamybos atlieka ndash metakaolino priedu Kompozito užpildu kuris sudaro 100 tūrio yra

kombinuotos PS granulės pagamintos iš stiklo duženų miltų ir polistireninės taros susmulkinti

trupiniai PS granulės yra skirtingų frakcijų nuo 4 iki 16 mm dydžio ir kompozite tartusavyje liečiasi

tokiu būdu suformuodami termoizoliacinės medžiagos bdquokarkasąldquo PPS smulkūs trupiniai užpildo

tarpus tarp PS granulių ir tokiu būdu mažino laisvo oro erdvę kompozito struktūroje Šis faktorius

turi tiesioginę įtaką kompozito šilumos laidumo vertei Kompozito užpildas tarpusavyje jungiamas

plonu porizuotos modifikuotos cementinės tešlos sluoksniu Taip yra gaunamas lengvas cementinis

termoizoliacinis kompozitas kurio tankis siekia 230 ndash 250 kgm3 šilumos laidumo koeficientas yra

apie 007 WmmiddotK gniuždymo stipris apie 03 MPa

Kitas uždavinys buvo sukurti termoizoliacinio cementinio kompozito gamybos technologiją

Sprendžiant šią užduotį buvo ištirtas modifikuojančių priedų ir jų maišymo trukmės poveikis

cementinės matricos savybėms rišamosios medžiagos ir skirtingos frakcijos granulių kiekio įtaka

termoizoliacinio sukietėjusio kompozito savybėms Atlikti moksliniai tyrimai leido parinkti

formavimo mišinių maišymo trukmę sudėtiniu komponentų padavimo į formavimo mišinio

paruošimo maišyklę eiliškumą rišiklio rišimosi laikus įvertinant priedų poveikį cemento mineralų

hidratacijos procesui Nustatyta kad pradiniame etape reikia vandenyje permaišyti orą įtraukiatį ir

mišinį plastifikuojanti priedus ir cementą po to maišyti PPS smulkius trupinius ir tik po to į

formavimo mišinių paruošimo maišyklę dėti PS granules Bendra formavimo mišinio paruošimo

trukmė siekia 7 ndash 10 min Laboratorinėmis salygomis paruoštu formavimo mišiniu buvo užpildomos

bandinių formavimui skirtos formos Suformuoti bandiniai iš formų buvo išimami po 12 val

sudedami į polietileninius maišus ir natūraliose sąlygose buvo kietinami 28 paras

Kompozito bandinių fizikinės savybės bei sudėtinių kompozito komponentų tarpusavio jungties

pobūdis kontakto zonoje buvo nustatomos tiriant bandinius pagal galiojančius techninius

reikalavimus VGTU Termoizoliacijos instituto laboratorijose sukomplektuotomis naujausią įranga

Šių tyrimų rezultatai yra pateikiami ataskaitoje plačiau aprašant termoizoliacinio kompozito fizikines

savybes

Darbe buvo sprendžiamas ir armuotų termoizoliacinių lakštų ir jų gamybos technologijos sukūrimas

Lakštų prototipu buvo parinkta dekoratyvinio apdailos laksto konstrukcija sukurta projekto vadovo

ir apginta Lietuvos patentu Nr 4599 Toks techninis sprendimas leido termoizoliacinio kompozito

sluoksnį iš abiejų pusių armuoti stiklo audinio tinkleliu ir sukurti padidinto atsparumo lenkimui

termoizoliacinį lakštą Moksliniais tyrimais buvo nustatyta kad lakštų konstrukcijose galima naudoti

tik 2-8 mm dydžio pūsto stiklo granules o cementine tešlą galima modifikuoti MK priedų iki 30

nuo cemento masės Stiklo audinio tinklelį galima panardinti į cementinės tešlos ir smulkių PS

granulių mišinį esant granulių užpildo kiekiui ne didesniam kaip 50 tešlos mišinio tūrio Optimalus

armuojančių stiklo audinio tinklelių akučių dydis 45times45 mm užtikrinantis sluoksnių esančių

abiejuose tinklelio pusėse stabilią jungtį

Lakštų gamybos išmatavimus lemia gaminami armuojančių tinklelių matmenys Esant tinklo kilimo

pločiui 1000 mm automatiškai išsisprendžia ir lakštų plotis kuris gali būti 500 mm arba 10 m Esant

kitam lakšto pločiui reikalingas tinklelio jungimas kas didina gamybos proceso imlumą ir gamybos

kaštus

Sukurta laboratorinė lakštų gamybos technologija kurioje yra numatyta sekančios operacijos

išvardintos eilės tvarka modifikuotos cementinės tešlos užpilimas ant formos dugno tolygus

cementinės masės paskleidimas armuojančio apatinio tinklelio įspaudimas į cementinę masę

termoizoliacinio cementinio formavimo masės sluoksnio užpilimas į formą ir jos tolygus

paskirstymas viršutinio armuojančio tinklelio uždėjimas ant viršutinio termoizoliacinio kompozito

formavimo masės paviršiaus viršutinio tinklelio dengimas cementine mase jos tolygus paskirstymas

ir įspaudimas į tinklelio akutes Tokiu būdu pagamintas lakštas turi lygų apatinį paviršių ir grubų

25

viršutinį Panaudojus lakštus klojinių konstrukcijose lygus paviršius formuoja galutinai išlygintą

sienos plokštumą reikalaujančią minimalių darbo sąnaudų paviršiaus apdailai Išorinių apdailos

lakštų paviršiaus formavimas bus sprendžiamas ateityje

Įvertinant lakšto paskirtį galime konstatuoti kad termoizoliacines lakšto sąvybes lemia užpildo

granulių kompaktiškas pasiskirstymas lakšto termoizoliacineme sluoksnyje Stambios granulės turi

formuoti karkasą liesdamosios tarpusavyje o tarpai tarp jų turi būti ūžpildyti smulkios frakcijos PPS

trupinių granulėmis Reikia stengtis kad būtų kuo mažiau neužpildytų oro tarpų Lakšto

termoizoliacines sąvybes gerina smulkios frakcijos PS granulių kiekis esantis modifikuotoje

cementinėje tešloje iki 50 tūrio

Lakšto lenkimo stipriui didžiausios įtakos turi armuojančio tinklelio akučių dydis tinklelio sukibimas

su cementine tešla užpildo granulių stabili tarpusavio jungtis bei paties lakšto storis Skaitome kad

mažiausias lakšto storis galėtų būti 25 mm

Pirmais metais viešinant projektą buvo parengtas mokslinis straipsnis apie įvairių priedų poveikį

cementinės matricos porizacijai Be priedų poveikio buvo atsižvelgta į formavimo mišinio maišymo

trukmę Medžiaga apie matricos porėtumo didinimo būdus išsamiai pateikta publikacijoje o

ataskaitoje pateikiama tik nuoroda į straipsnyje pateikiamus tyrimo rezultatus

Žurnale ldquoMokslas ir technikardquo yra supažindinama Lietuvos visuomenė apie Eureka projekto

partnerius projekto tikslus kuriuos turėtų įgyvendinti kiekvienas partneris atskirai darbus

koordinuojant VGTU projekto vadovui Pateikiama projekto trukmė bei nurodomi finansavimo

šaltiniai tame tarpe ir iš Europos struktūrinių fondo lėšų

26

6 Tyrimų mokslinė vertė

Mokslinę liekamąją vertę turi modifikuojančių priedų poveikio cementinės matricos mišinio bei

akmens poretumui tyrimai Ištirta pucolaninio priedo pūsto stiklo gamybos atliekos ndash metakaolino

poveikis cementinės matricos tankiui cemento mineralų hidratacijos procesui mišinio klampai bei

poreto cementinio akmens fizikinėms sąvybėms Ši priklausomybė sujungta kartu su orą įtraukiančiu

ir plastifikuojančių priedų panaudojimu modifikuojant cementinę tešląTyrimų rezultatai yra

apibendrinti moksliniame straipsnyje išsiūstame į Oksfordo universiteto žurnalą bdquoConstruction and

Building Materialsldquo

Porėtų užpildo granulių granuliometrinės sudėties ir jų frakcijų santykis bei porizuotos matricos

kiekio poveikis cementinio termoizoliacinio kompozito savybėms bus apgintas Lietuvos patentu su

tolesniu patentavimu ES

Cementinio termoizoliacinio kompozito ir jo gamybos technologijos sukūrimas leis statyti kokybiškai

naujus namus artimus pasyvaus namo koncepcijos keliamiems reikalavimams

27

7 Išvados ir rekomendacijos

1 Nustatyta kad kompleksinis (MK+FS40+OIP) priedas betonų mineralų hidratacijos procesą

cemento tešloje prailgina iki 1100 min pasiekdamas 60 degC egzoterminio efekto maksimalią

temperatūrą MK modifikuotos cemento tešlos hidratacijos procesas nežymiai pailgėja nors dėl

papildomos pucolaninės reakcijos tarp MK ir cemento hidratacijos produktų egzoterminio efekto

maksimali temperatūra pakyla 8 degC

2 Ištirta kad kompleksinio priedo (FS40+OIP) poveikis mažinant cementinės tešlos tankį labiausiai

pastebimas MK priedų modifikuotoje cementinėje tešloje Modifikuotos cementinės tešlos tankis

sumažėja 33 karto nuo 2158 kgm3 iki 714 kgm3 po 10 min mišinio maišymo Tai yra apie 29

mažesnis tankis nei maltu smėliu modifikuotos cementinės tešlos ir 32 mažesnis tankis nei gryno

cemento porizuotos tešlos Sukietėjusios tešlos ndash porėto betono tankis siekia apie 800 kgm3 tuo tarpu

gryno cementbetonio ndash 1150 kgm3 o maltu smėliu modifikuoto betono ndash 1200 kgm3 Šiuos pokyčius

galima paaiškinti lengvos sutirštintos struktūros formavimo mišinyje susidarymu ir OIP molekulių

adsorbuotų ant cemento dalelių paviršiaus pakankamos jungties suformuotu oro burbuliuku

užtikrinimas

3 Nustatyta kad pucolaniniu priedu MK modifikuota cementinė tešla kartu su kompleksiniais (FS40

ir OIP) priedais įtakoja papildomų naujadarų ndash kalcio hidrosilikatų susidarymą mikro struktūros

pokyčius užtikrinančius submikrokristalinę struktūrą cementinėje matricoje Tai užtikrina mažo

tankio porėto betono pakankamą stiprumą 800 kgm3 tankio porėto betono gniuždymo stipris siekia

25 MPa o lenkimo stipris 10 MPa

4 Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo - 35 tūrio sudaro stambios PS granulės (8-16 mm) Vidutinio

dydžio (4-8 mm) PS granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio PPS trupintos granulės sudaro po 15

kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių ir suformuoti kompaktiškai

užpildyta kompozito struktūrą Sukurtas cementinis termoizoliacinis kompozitas kurio sudėtis

modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3 rišamosios medžiagos

kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia 007Wm∙K

esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

5 Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 - MK o kompozito

RM ir smulkių iki 2 mm stambumo PS granulių tūrių santykis sausame mišinyje yra 11 Sukietėjusio

skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

6 Nustatytas porėtų užpildų PS ir PPS granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis

termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos

laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K) gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos

granulės padengtos porizuota cementine tešla (esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3)

tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai

padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS

granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31) tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per

porizuotą matricą

28

8 Literatūra

Antonovič V Goberis S The effect of different admixture of the properties of refractory conerefe

with portland cement Material science (Medžiagotyra) 4(9) 2003 379-382 p

Asthana R Kumar ADahotre N B2006 Materials Processing and Manufacturing Science

Amsterdam Butterworth-Heinemann 628 p

bdquoAstra ndash polskaldquo firmos tinklalapis internete httpwwwastra-polskacom

Brykov A S Kamaliev R T Mokeev M V 2010 Influence of ultradispersed silica on portland

cement hydration Russian Journal of Applied Chemistry 83(2) 208minus213

Capener J C-M 2009 Properties of Modern Rendering Systems Based on Mineral Binders

Modified by Organic Admixtures Concrete Repair Rehabilitation and Retrofitting II ndash Alexander et

al (eds) Taylor and Francis Group London 863 ndash 869

Davraz M Gunduz L 2005 Engineering properties of amorphous silica as a new natural pozzolan

for use in concrete Cement and Concrete Research 35(7) 1251ndash1261

Du L Folliard K J 2005Mechanisms of entrainment in concrete Cement and Concrete Research

35(8)1463 ndash 1471

Hernaudes-Olivares F Mayer-Lobo P 2011 Experimental Assessment of Comercial One-coat

Renders for Buildings Facades Construction and Building Materials 22 (1) pp 156 ndash 162

Hilal A AThom N H Dawson A R 2015 On void structure and strength of foamed concrete made

without with additives Construction and Building Materials 85 157 ndash 164

Houst Y F Bowen P Perche F Kauppi A Borget P Galmiche L Meins J F Lafuma F

Flatt R J Schober I Banfill P FG Swift D S Myrvold B O Petersenf B G Reknes K

2008 Design and function of novel superplasticizers for more durable high performance concrete

(Superplast Project) Cement and Concrete Research 38(10) 1197 ndash 1209

Hurley J A 2003 UK market survey for foam glas Published by The Waste and Resource Action

Programme The Old Academy 114 p Prieiga per internetą httpwwwwraporguk

Kligys M Laukaitis A Sinica M Sezemanas G Dranseika N 2008 Investigations into the fire

hazard of a composite made from aerated concrete and crushed expanded polystyrene waste

Mechanics of Composite Materials 44(2) 173 ndash 180

Kligys M 2009 Kompozitinės medžiagos iš poringosios cemento tešlos ir trupinto polistireninio

putplasčio gamybos technologija ir savybės Daktaro disertacija Vilnius 137 p

Landensivu J 2012 Durability properties and actual deterioration of Finish concrete fasades and

balcones Thesis for the degree of doctor of science in technology Tampere university of technology

117 p

Lauzon M Garcia-Ruiz P A 2009 Evaluation of Capillary Water Absorbtion in Rendering Mortars

with Powdered Waterproofing Additives Construction and Building Materials 23 (10) 3287 ndash 3291

Lianxiang D Kevin J 2005 Mechanizm of air entrainment in concrete Cement and Concrete

research (35) 1463-1471 p

Limbachiya M Meddah M S Fotiadou S 2012 Performance of granulated foam glass concrete

Construction and Building materials 28(1) 759ndash768

LST EN 197-12011 Cementas 1 dalis Įprastinių cementų sudėtis techniniai reikalavimai ir atitikties

kriterijai

LST EN 196-62010 Cemento bandymų metodai 6 dalis Smulkumo nustatymas

29

LST EN 196-32005 Cemento bandymų metodai 3 dalis Rišimosi trukmių ir tūrio pastovumo

nustatymas

LST EN 933-12002 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 1 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Sijojimo metodas

LST EN 933-22001 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 2 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Analiziniai sietai Vardiniai akelių matmenys

LST ISO 3310-12003 Laboratoriniai sietai Techniniai reikalavimai ir bandymai 1 dalis

Laboratoriniai pinto metalinio vielinio tinkle sietai (tpt ISO 3310-12000) LST EN 1097-62003

Užpildų mechaninių ir fizikinių savybių nustatymo metodai 6 dalis Dalelių tankio ir įmirkio

nustatymas

LST EN 1015-3+A12004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 3 Determination of

Consistence of Fresh Mortar (by Flow Table)

LST EN 1015-102004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 10 Determination of Dry

Bulk Density of Hardened Mortar

LST EN 1015-112002 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 11 Determination of

Flexural and Compressive Strength of Hardened Mortar

LST EN 1015-182003 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of Water

Absorption Coefficient Due to Capillary Action of Hardened Mortar

LST EN 1015-122004 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of

Adhesive Strength of Hardened Rendering and Plastering Mortars on Substrates

LST EN 120892013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiai Elgsenos lenkiant nustatymas

LST EN 16022013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiaiTariamojo tankio nustatymas

LST EN 826 Statybinės termoizoliacines medžiagos Stiprio gniuždant nustatymas

LST EN 126642002 Šiluminės statybinių medžiagų ir gaminių charakteristikos Šiluminės varžos

nustatymas apsaugotos karštosios plokštės ir šilumos srauto matuoklio metodais Vidutinės ir mažos

šiluminės varžos sausi ir drėgni gaminiai

LST EN ISO 125712013 Hygrothermal Performance of Building Materials and Products -

Determination of Hygroscopic Sorption Properties

LST CENTS 772 -222006 Mūro gaminių bandymo metodai 22 dalis Keraminių mūro gaminių

atsparumo šalčiui nustatymas

LST L 1413112005 Statybinis skiedinys Bandymo metodai Atsparumo šalčiui nustatymas

LVS 203-22005 Sakret stiklo audinio armavimo tinklelis

Marčiukaitis G 2007 Statybinės medžiagos ir konstrukcijos Paskaitų konspektas Vilnius 88 p

Mисников O С Тимофеев АВ Черткова ЕЮ 2011 Гидрофобизация минеральных

дисперсных материалов добавками на основе торфа Труды Инсторфа 2 (55)15 ndash 33

Oğuzhan Keleştemur Bahar Demirel 2015 Effect of metakaolin on the corrosion resistance of

structural lightweight concrete Construction and Building Materials 81172 - 178

Quercia G Huumlsken G Brouwers H J 2012 Water demand of amorphous nanosilica and its

impact on the workability of cement paste Cement and Concrete Research 42(2) 344ndash357

Paruta V A Brynzin E I 2009 Manual on Designing and Erecting of Buildings using the Products

with Trademark UDK GAZOBETON Dnepropetrovsk 213 p

30

Ramachandran V S 1998 Superplasticizersproperties and applications in concrete Ottawa

Materials Technology LaboratoryCANMET

Ries J 2008 Structural lightweight aggregate and concrete Structure June 62-63

Ru Ji Zuotai Zhang Yang He Lili Liu Xidong Wang 2015Synthesis characterization and modeling

of new building insulation material using ceramic polishing waste residue Construction and Building

Materials 85 119 ndash 126

Сеземан Г Синица М Клигис М Шепутите-Юцике Ю Вайткус С Мечай А 2013

Цементные строительные композиты на основе лёгких заполнителей из техногенного сырья

Материалы международной научно ndash технической конференции laquo Наука и технология

строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29 ноября Минск

БГТУ 21 ndash 24

Sezemanas G Sinica M Zacharčenko P Pivenj N Mikulskis D Kligys M 2013 Influence

of zeolite additive on the properties of plaster used for external walls from autoclaved aerated

concrete Materials Science (Medžiagotyra) 19(2) 222ndash229

Синица М Шепутите-Юцике Ю Сеземан Г Клигис М Мечай А 2013 Особенности

выполнения ограждающих конструкций с использованием заливной теплоизоляции на основе

гранул вспученного стекла Материалы международной научноndash технической конференции laquo

Наука и технология строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29

ноября Минск БГТУ 69 ndash 72

Sinica MSezemanas GKligys M Česokas S 2007 Investigation of hydro ndash and higro ndash sorption

properties of silicate masonry products Materials Science (Medžiagotyra) 13(3) 229ndash 234

Sinica M Sezemanas G Chesnauskas V 2005 Influence of Air Absorbing Additive on Plaster

Layer Properties Designated to Cover Partions Built from Autoclave Porous Concrete Blocks

Chemical Technology (Cheminė technologija) 4 (38) 91 ndash 95

Sinica M Laukaitis A Sezemanas G Kligys M 2008 Operational Properties of a Heat-insulation

Composite with Expanded Polystyrene Crumbs Mechanics of Composite Materials 4 (44) 415 ndash 424

Sinica M Sezeman G Mikulskis D Kligys M Česnauskas V Zacharčenko P Kuprijenko

P Ščerbina N Pivenj N 2009 Investigation of the composite material with inclusions of

autoclaved aerated concrete chips Materials science 15 ( 4) 356ndash362

Sinica M Sezeman G Zakharchenko P 2012 Daugiasluoksnė lauko atitvara ir jos džiovinimo

būdas Patentas LT5837B

Стерлятов АН 2007 Совместный тепло- и влаго- перенос в ограждающих конструкциях

зданий из газобетона Дисертация кандидата технических наук Новосибиpск 167 с

Tobon J I Paya Jordy Restrepo O J 2015 Study of durability of portland cement mortars blended

with silica nanoparticles Construction and Building Materials 80 92 - 97

STR 205012005 Pastatų atitvarų šiluminė technika Statybos technikos reglamentai Statybos ir

urbanistikos ministerija Vilnius 2005 109p

STR 201102007 Išorės tinkuojamos sudėtinės termoizoliacinės sistemos Statybos technikos

reglamentai Statybos ir urbanistikos ministerija Vilnius 2007 p

Šadauskienė J Ramanauskas J Stankevičius V 2003 Effect of hydrophobicmaterials on water

impermeability and drying of finish brick mansory Material science (medžiagotyra) 9 (1) 94 - 98

Ungkoon Y Sittipunt Ch Namprakai P Jetipattaranat W Kim KS Charinpanitkul T 2007

Analysis of microstructure and properties of autoclaved aerated concrete wall construction materials

Journal of Industrial and Engineering Chemistry 13(7) 1103ndash1108

31

Weigler H Karl S 1980 Structural lightweight aggregate concrete with reduced density-

lightweight aggregate foamed concrete The International Journal of Lightweight Concrete 2 101ndash

104

Xu Y Chung D D L 1999a Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behaviour

of cement paste ACI Materials Journal 96(4) 455minus461

Xu Y Chung D D L 2000a Improving silica fume cement by using silane Cement and Concrete

Research 30(8) 1305- 1311

Zain M F M Safiuddin Md Mahmud H 2000 Developement of high performance concrete

using silica fume at relatively high water-binder rations Cement and Concrete Research 30(9) 1501

ndash 1505

Захарченко П Синица М Сеземан Г Чеснаускас В 2009 Изменение влажности стеновых

конструкций из ячеистобетонных блоков с системой скреплённой теплоизоляции Будiвельнi

матерiали вироби та санiтарна технiка науково-технiчний збiрник Киев Товариство

laquoЗнаниеraquo Украiни (23) 50 ndash 53234

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje

Page 6: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

6

Turinys

Įvadas 7 psl

1 Mokslinė ataskaitos dalis 8 psl

11 Projekto tikslai ir uždaviniai 8 psl

12 Literatūros apžvalga 9 psl

2 Žaliavos ir tyrimų metodika 11 psl

21 Žaliavos 11 psl

22 Tyrimų metodika 12 psl

3 Eksperimentinė dalis 12 psl

31 Termoizoliacinis kompozitas su PS ir PPS granulėmis 12 psl

32 Lakštų rišamosios medžiagos parinkimas ir savybių tyrimas 18 psl

33 Lengvo užpildo ir RM santykio nustatymas apdailiniame sluoksnyje ir jo savybių tyrimas

19 psl

34 Porėtų granulių dydžio poveikis lakšto termoizoliacinio sluoksnio fizikinėms mechaninėms

savybėms 21 psl

4 Bendradarbiavimas su projekto partneriais 23 psl

5 Projekto etapai ir tarpiniai rezultatai 24 psl

6 Tyrimų mokslinė vertė 26 psl

7 Išvados ir rekomendacijos 27 psl

8 Literatūra 28 psl

9 Komandiruočių ataskaita 32 psl

10 Projekto išlaidų sąmata 33 psl

7

Įvadas

Šis darbas yra vykdomas pagal tarptautinį EUREKA projektą Е 8790 - Enclosurewasteconcrete

tema ldquoIŠ TECHNOGENINIŲ ATLIEKŲ SUKURTI NEKENKSMINGUS APLINKAI

CEMENTINIUS KOMPOZITUS IR JŲ GAMYBOS TECHNOLOGIJASrdquo ldquoTO DEVELOP

ENVIRONMENTAL FRIENDLY CEMENT COMPOSITES AND THEIR PRODUCTION

TECHNOLOGIES FROM THE TECHNOLOGICAL WASTErdquo Projekto darbai vykdomi pagal

technologijos mokslų sritį (kodas T000) medžiagų inžinerijos kryptį (kodas 08T) Darbo rūšis ndash

taikomieji moksliniai tyrimai ir technologinė plėtra Projektas vykdomas 36 mėnesius Darbų pradžia

ndash 2014-07-01 darbų pabaiga ndash 2017-06-30

Santrauka

Šiame darbe bus sprendžiamos dvi problemos pirma utilizuoti gamyboje susikaupusias

technogenines atliekas Antra ndash technogenines atliekas pritaikyti naujų efektyvių statybinių

kompozitų kūrimui skirtų pastatų atitvarų konstrukcijoms Bus panaudotos pūsto stiklo bei

polistireninio putplasčio trupintos taros atliekų granulės pagamintos iš technogeninių atliekų Bus

sukurta užpiltinė termoizoliacinio cementinio kompozito formavimo masė kuri sukietėjusi užtikrins

šilumos laidumo koeficientą 006 ndash 007 WmmiddotK gniuždymo stiprį ndash 02 MPa laidumo vandens

garams koeficientą micro ~ 50 ir atsparumą ugniai klasę ndash A2

Bus sukurti termoizoliaciniai lakštai skirti klojinių gamybai iš kurių bus galima suformuoti sienų

stogo bei pamatų pado atitvarų tuščiavidures konstrukcijas Klojinius užpildžius termoizoliacinio

cementinio kompozito užpiltine formavimo mase bus suformuotas vientisos vienalytės pastatų

monolitinės atitvaros užtikrinančios šiluminę varžą iki 8 m2middotKW esant sienos storiui apie 05 m

Tokiu būdu suformuotos pastatų atitvaros bus nekenksmingos žmogaus sveikatai draugiškos aplinkai

ir galės tenkinti pasyviems statiniams keliamus reikalavimus

Finansavimo šaltiniai

Pirmus metus (nuo 2014-07 iki 2015-06-30) darbai yra finansuojami iš Europos sąjungos struktūrinių

fondų programos o nuo 2015-07-01 iki 2017-06-30 iš Lietuvos Respublikos biudžetinių lėšų

Projekto tikslas ir uždaviniai

Tikslas yra iš technogeninių atliekų sukurti aplinkai nekenksmingus cementinius kompozitus ir jų

gamybos technologijas ir pritaikyti jas atitvarų gamyboje Tikslo įgyvendinimui reikės išspręsti

sekančius uždavinius

- sukurti termoizoliacinį kompozitą kurio šilumos laidumo koeficientas bus 006 ndash 007

Wm∙K ir jo gamybos technologiją

- iš termoizoliacinio kompozito formavimo masės sukurti armuotus termoizoliacinius lakštus

jų gamybos technologiją bei lakštų gamybos barą

- iš termoizoliacinių armuotų lakštų sukurti klojinių sistemą skirtą atitvarų formavimui

- sukurti automatizuotą cementinio kompozito formavimo mišinių sudėtinių komponentų

dozavimo maišymo ir paruošto produkto padavimo lanksčių žarnų pagalba į darbinę zoną mobilų

įrenginį

- sukurti atitvarų gamybos technologijas lauko sienų stogo pamatų plokštės su

temoizoliaciniu padu

8

1 Mokslinė ataskaitos dalis

11 Projekto tikslai ir uždaviniai

Šiame darbe bus sprendžiamos dvi problemos Pirma utilizuoti gamyboje susikaupusias

technogenines atliekas ir tuo pačiu sumažinti gamtos teršimą Antra technogenines atliekas pritaikyti

naujų efektyvių statybinių kompozitų kūrimui kuriuos būtų galima panaudoti pastatų atitvarų

konstrukcijose užtikrinant joms kokybiškai naujas eksplotacines savybes Sukurti techniniai

sprendimai sumažins gyvenamųjų namų statybos kaštus kartu užtikrindami komfortabilią aplinką

gyvenamuose būsto patalpose

Šių tikslų įgyvendinimui bus panaudotos pūsto stiklo bei polistireninio putplasčio trupintos taros

atliekų granulės Papildomai apdorotos technogeninės atliekos tampa pagrindine žaliava naujo

produkto PS granulių gamyboje Pagamintos porėtos PS granulės sudaro 110 ndash 310 kgm3 užpildo

skirto termoizoliacinio cementinio kompozito kūrimui PPS taros atliekų trupintos granulės buvo

ištirtos ir panaudotos kuriant polistirenbetonį pagal Eureka projektą E3446 ldquoSandplastrdquo 2005 ndash 2006

metais Sukurtas polistirenbetonis su PPS granulių užpildu turi du esminius trūkumus Tai atsparumas

gniuždymui kurio vertės tenkina termoizoliacinių medžiagų savybes tik esant 2divide6 deformacijai

Dėl didelio organikos kiekio kompozito tūryje jo atsparumo ugniai klasė siekė B ndash s1 d0

Vykdant šį projektą stengsimės pašalinti PPS trūkumus keisdami užpildo rūšį ty PPS granules į PS

granules Granulių atsparumas trupinimui siekia 11 ndash 12 MPa o šilumos laidumo koeficientas

priklausomai nuo granulių dydžio svyruoja nuo 005 iki 0077 WmmiddotK Organikos kiekį sieksime

sumažinti iki 7 kgm3 kas leis padiditi kompozito atsparumą ugniai klasę iki A2 Naujai sukurto

termoizoliacinio cementinio kompozito šilumos laidumo koeficientas būtų 006 ndash 007 WmmiddotK ir būtų

skirtas formuoti lauko sienų ndash atitvarų konstrukcijas Kita sukurto kompozito panaudojimo sritis būtų

ndash armuotų termozioliacinių lakštų konstrukcijose Sukurti armuoti termoizolianiai lakštai būtų

panaudoti klojinių gamybai Tokiu būdu klojinių pagalba galėtume suformuoti atitvarų konstrukcijas

sienų stogo bei pamatų pado

Sienų konstrukciją sudarytų klojiniai suformuoti iš armuotų termoizoliacinių lapų užpildyti statybos

objekte užpiltiniu formavimo mišiniu

Stogą formuotų laikančios dviteinės sijos iš abiejų pusių dengtos klojinių lakštais ir tokiu būdu

suformuotos ertmės būtų užpildytos formavimo mišiniu

Pamatų padą sudarytų iš lakštų suformuoti klojiniai kurių apačioje ant izoliuoto grunto būtų iš

užpiltinės termoizoliacijos formavimo mišinio įrengtas termoizoliacinis sluoksnis kurį dengtų

gelžbetoninis laikantis pamatų padasVisuose techniniuose atitvarų konstrukciniuose sprendimuose

klojiniai ir užpiltinė termoizoliacinė cementinio kompozito formavimo masę sudarytų vienalytę

monolitinę atitvarą Reikia pabrėžti kad rišamoji medžiaga visuose kompozituose yra porėtas

betonas kuris užtikrina gerą vandens garų migraciją per atitvarą iš vidaus į lauko pusę cementinis

kompozias ndash pakankamą atsparumą šalčiui o viensluoksnė atitvarų konstrukcija suformuota iš

vienalytės medžiagos numatomą atitvaros šiluminę varžą R iki 8 m2middotKW užtikrins vandens garų

migraciją ty siena bus bdquokvėpuojantildquo o iš technogeninių atliekų pagamintos užpildo granulės (pūsto

stiklo polistireninio putplasčio taros atliekos) leis išspręsti atliekų utilizavimo problemas Pasibaigus

statinio eksplotacijos laikui cementiniai kompozitai galės būti lengvai smulkinami ir gražinti atgal į

gamybą kaip termozioliaciniai betono užpildai

Manome kad EUREKA projektas leis sukurti ir įdiegti į gamybą naujas termoizoliacines medžiagas

ndash pagamintas iš technogeninių atliekų kurios bus apgintos Europiniais patentais Naujai sukurtos

medžiagos ir jų gamybos technologijos galės būti įdomios ir kitoms Europos šalims sprendžiančioms

analogiškas problemas

9

12 Literatūros apžvalga

Siekiant užtikrinti reikiamą sienos šiluminę varžą naudojamos daugiasluoksnės atitvaros

susidedančios iš vidaus tinko AAC blokų termoizoliacinio bei išorės tinko sluoksnių Dažniausiai

termoizoliacinį sluoksnį sudaro mineralinės vatos arba polistireninis putplastis (1 pav)

Toks daugiasluoksnės sieninės atitvaros šiltinimas įgavo sudėtinės termoizoliacijos sistemos (STS)

pavadinimą (STR201102007) Tačiau STS turi trūkumų

- polistireninis putplastis yra nelaidus vandens garams todėl patalpos turi būti

intensyviai ventiliuojamos

- mineralinės vatos plokštės sugeria drėgmę todėl turi būti rengiami specialūs

ventiliuojami fasadai

- polistireninis putplastis yra degi medžiaga Gaisro metu iš abiejų šiltintojų skiriasi

nuodingi lakūs produktai

1 pav Daugiasluoksnės atitvaros siena a ndash AAC su putų polistireniniu putplasčiu b ndash AAC su mineralinės

vatos sluoksniu ir ventiliuojamuoju fasadu c ndash rūsio sienos šiltinimo variantas 1 ndash AAC blokas 2 ndash vidaus

tinko sluoksnis 3 ndash putų polistireno ar mineralinės vatos pluokštė 4 - išorės tinkas 5 - apdailos plyta 6 ndash oro

tarpas 7 ndash hidroizoliacija 8 - apsauginė plėvelė 9 ndash gruntas (Захарченко еt al 2009)

Įvertinus išvardintus STS trūkumus galima teigti kad pastaruoju metu tampa vis aktualesniu

lengvųjų termoizoliacinių statybinių kompozitų panaudojimas Pastatų statyboje yra naudojamos

progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007) Išorinės sienos

daromos iš lengvo betono (putbetonio keramzitbetonio) šiluminei varžai padidinti daromos

sluoksniuotos monolitinės sienos su termoizoliacinių polistireninio putplasčio arba mineralinės vatos

plokščių įdėklais iš abiejų pusių apsaugotais betono sluoksniu Pagal šią technologiją sudėtiniai

atitvarų elementai tarpusavyje jungiami jungčių kurios yra fiksuojamos užpiltiniuose lengvo betono

sluoksniuose pagalba

Formuojant lakštinius gaminius iš portlandcemenčio ir vandens svarbu gauti stabilią cemento tešlą

kurią galima būtų paskleisti plonu sluoksniu ant formos dugno paviršiaus Tokį efektą galima pasiekti

naudojant superplastiklius tarp kurių dažniausiai į cementinį mišinį pridedami nedideli kiekiai

(01divide15 ) polikarboksilatų Šie priedai efektyviai disperguoja cemento daleles dengdami jas plonu

10

monomolekuliniu sluoksniu Polikarboksilatinių superplastiklių aukšta dispergavimo geba aiškinama

didesnio kiekio uždaryto tarp cemento dalelių vandens išsilaisvinimu į aplinkinį tirpalą Ir nors

plastikliai lėtina cemento hidratacijos procesą tačiau galutiniame jų poveikyje suformuoti gaminiai

įgauna didesnį mechaninį stiprumą (Ramachandran 1998 Houst et al 2008)

Jei ruošiant cemento mišinius naudojami OĮP tai susidarę oro burbuliukai sukimba su hidratuoto

cemento dalelėmis kurių masė padeda disperguoti oro burbuliukus mišinyje ir tuo pačiu mažina jų

polinkį slinkti prie paviršiaus t y flotacijos jėga mažina dalelių nusėdimo galimybes ir greitį

(Lianxiang and Kevin 2005) Priklausomai nuo cemento dalelių sunkio ir įtrauktų oro burbuliukų

kiekio gauname atitinkamo tankio cementinę tešlą kuri sukietėjusi sudaro porėtą betoną (Sinica et al

2005) Atkreipiamas dėmesys į tai kad cementinės tešlos porizacijos procese svarbų vaidmenį vaidina

vanduo Vandens kiekis daro tiesioginį poveikį betono mišinio slankumui Didėjant slankumui

cementinė tešla geba įtraukti didesnį oro kiekį ir tuo pačiu didinti jos porėtumą Tačiau jei betono

mišinio slankumas viršija 150 mm didesni oro burbuliukai dėl plūdurumo jėgų pasidaro mažiau

stabilūs ir bendras oro kiekis betono mišinyje sumažėja (Du and Folliard 2005) Kitas OĮP kaip PAM

poveikis yra kai kurių hidrofobinių dalelių dėl tirpalo paviršiaus įtempimo sumažinimo

hidrofilizacija Rezultate šių dalelių paviršius legvai ir kokybiškai pasidengia cementiniu skiediniu

kas be OĮP butų atlikti problematiška (Kligys 2009)

Betonų stiprumo didinimui ir jų tankio mažinimui yra naudojami pucolaniniai priedai Tai yra aktyvūs

mineraliniai priedai kurie kambario temperatūroje reaguoja su Ca(OH)2 Šių reakcijų metu susidaro

kalcio hidrosilikatai hidroaliuminatai ir kt hidratai kurie didina cementinio akmens stiprumą

Pucolaninėse medžiagose pagrindiniai aktyvūs komponentai yra Al2O3 SiO2 Fe2O3 (Xu and Chung

2000a Brykov et al 2010) Pagal saveiką su Ca(OH)2 yra priedai kurių pagrindą sudaro amorfinis

SiO2 (diatomitai trepeliai opokos SiO2 mikrodulkės ir kt) priedai kurių pagrindą sudaro degtas

molis ndash metakaolinas pelenai šlakai ir kt bei priedai kurių pagrindą sudaro stiklo būsenos silikatai

ir aliumosilikatai (tufai penzos ir kt Zain et al 2000) Reikia atkreipti dėmesį į tai kad degto molio

pagrindinis komponentas ndash inertinis kaolinitas ndash dehidratuojasi ir pereina į aktyvų amorfizuotą

metakaolinitą (Al2O3 2SiO2 Quercia et al 2012) Jam reaguojant su kalkėmis Ca(OH)2 susidaro

hidrogelenitas (2CaO∙Al2O3 SiO2∙8H2O) ir C-S-H(1) kurie lemia pirminį cemento tešlos kietėjimą ir

stiprį nes jo hidratacijos greitis yra didesnis nei amorfinių SiO2 pucolanų (Davraz and Gunduz 2005)

(Oğuzhan Keleştemur and Bahar Demirel 2015) šaltinyje tirtas metakaolino poveikis betono

savybėms Nustatyta kad iki 15 metakaolino pakaitalas gali šiek tiek atlikti superplastiklio

funkcijas užtikrina betono smulkiųjų porų susidarymą ir didina jo ilgaamžiškumą Išsamiai

metakoalino ir ir pelenų kompleksinio priedo poveikį mišinių ir betonų savybių gerinimui mišinių

rišimosi ir kietėjimo laikui tyrė D Šnelson ir kt Nustatyta kad mišinių konsistencijai pagrindinę

įtaką turi metakaolinas

Įvairių naturalių pucolaninių priedų poveikį keičiant jais portlandcementį ištyrė Kenal Celik ir kt

Nustatyta kad šie priedai kurių sudėtyje yra aktyvių aliuminio ir silicio oksidų gali būti efektyviai

panaudoti gaminant stabilių savybių produktus gerinant betono mišinių plastiųkumą bei gaminių

stiprumines savybes Pucolanų panaudojimas betonuose reikalauja padidinto vandens kiekio

formavimo mišiniuose todėl patariama vartoti vandens poreikį mažinančių priedų Apie pucolaninių

priedų poveikį betono savybėms yra paskelbta nemažai duomenų įvardijančių jų teigiamą poveikį

betono savybėms (Jorge ITobon at al 2015 Ameer A Hilal et al 2015 Ru Ji et al 2015)

Įvertinant orą įtraukiančių pucolaninių ir plastifikuojančių priedų poveikį cementinės tešlos ir betono

savybėms bei plonasluoksnių lakštų formavimo specifiką ir mūsų anksčiau atliktų tyrimų rezultatus

buvo parinkti tokie efektyvūs modifikuojantieji priedai

- OĮP bdquoUfapore TCOldquo priedas kurio kiekis užtikrina PPS trupinių hidrofilizaciją ir smulkių porų

susidarymą termoizoliacinio kompozito matricoje

- pucolaninis cemento (10) pakaitalas - MK mažinantis cementinės tešlos ir cementinio akmens

tankį didinantis skiedinio klampą ir stimuliuotis produkto stiprio augimo greitėjimą

- naujos kartos polikarboksilatinis superplastiklis Castament FS-40 kurio 02

portlandcemenčio masės kiekis palengvina lakštų sluoksnių formavimą ir didina galutinio produkto

stiprį

11

Šiame darbe pateikiamas visų išvardintų priedų poveikis cementinių termoizoliacinių kompozitų ir

lakštų sluoksnių savybėms Ir tarplakštinių ir lakštų termoizoliacinių kompozitų matricą sudaro porėta

cementinė tešla o lengvuoju užpildu tarnaja dirbtinių arba technogeninių medžiagų porėtos granulės

((polistireninio putplasčio panaudotos taros trupiniai bei sferinės pūstojo stiklo granulės pagamintos

iš stiklo duženų) Weigler and Karl 1980 Синицa et al 2013 Limbachiya and Meddah 2012))

Naudojant bei utilizuojant šiuos užpildus kartu būtų sprendžiama ir ekologinė problema (Сеземан еt

al 2013) Preleminariai išmatuotas sukurto kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia apie 007

WmmiddotK kas užtikrina 7 m2WK sienos šiluminę varžą esant jos storiui 05 m

Mūsų darbo objektas ir tikslas ndash cementinių ir termoizoliacinių kompozitų ir apdalos lakštų sluoksnių

sudėčių parinkimas ir savybių tyrimas bei lakštų gamybos technologijos sukūrimas

2 Žaliavos ir tyrimų metodika

21 Žaliavos

Termoizoliaciniams kompozitams paruošti naudotas UAB bdquoAkmenės cementasldquo CEM I 425 R

markės portlandcementis atitinkantis LST EN 197-12011 standarto reikalavimus Cemento cheminė

ir mineralinė sudėtys bei charakteristikos pateiktos 1 lentelėje

1 lentelė Portlandcemenčio sudėtys ir charakteristikos

Cheminė sudėtis

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O+Na2O SO3 Kaitmenys Netirpmenys

2076 612 337 6350 401 103 080 023 007

Mineralinė sudėtis Rišimosi trukmė min Savitasis paviršius cm2g

C3S C2S C3A C4AF Pradžia Pabaiga 4200

4854 1529 1040 1017 140 190

Metakaolinas (MK) ndash įmonės UAB Stikloporasldquo technologinė atlieka gauta pūsto stiklo granulių

gamybos metu Savitasis MK paviršius ndash 8650 cm2g piltinis tankis ndash 480 kgm3

Kaip rišamoji medžiaga (RM) buvo naudoti abiejų cementų bei metakaolino kaip 10 cemento

pakaitalo sausieji mišiniai

Cemento ir užpildų tarpusavis turinis santykis kompozituose bei VC santykis buvo nustatomas

eksperimentiniu keliu atsivelgiant į technologines kompozito gavimo galimybes bei jo užsiduotų

savybių verčių

Orą įtraukiantis priedas (OĮP) naudojamas termoizoliaciniam sluoksniui suformuoti ndash bdquoUfapore

TCOldquo balti milteliai turintys 94 aktyviosios medžiagos Priedo kiekis iki 01 RМ masės

Polikarboksilatinis superplastiklis naudojamas visuose kompozituose - Castament FS-40 ndash gelsvi

milteliai Priedo kiekis ndash 02 RM masės

Pagalbinės medžiagos Stiklo audinio bdquoSakretldquo firmos armavimo tinklelis akelių dydis ndash 4 x 4 cm

atitinkantis LVS 203-22005 Latvijos standarto

Kaip užpildas taip pat naudotos 3-jų skirtingų frakcijų ir piltinio tankio pūstojo stiklo granulės (2

lentelė) pagamintos UAB bdquoStikloporasldquo ir polistireninio putplasčio taros smulkūs trupiniai iki 2 mm

dydžio

12

2 lentelė PS ir PPS granulių frakcijos tankis ir šilumos laidumas

Grūdelių skersmuo mm Piltinis tankis kgm3 Šilumos laidumo koeficientas WmmiddotK

PS iki 2 190 0077

PS 4divide8 140 0059

PPS 8-16 120 0052

PPS iki 2 15 0038

22 Tyrimų metodika

Portlandcemenčio rišimosi trukmė buvo nustatyta remiantis standartine metodika LST EN 196-

32005 о savitasis paviršius ndash Bleino prietaisu pagal (LST EN 1097-62010) metodiką

Užpildų (pūstojo stiklo ir polistireninio putplasčio granulių) piltiniai tankiai buvo nustatomi remiantis

(LST EN 3310-12003) Modifikuotos cementinės tešlos egzoterminiam efektui tirti buvo naudojami

laboratorijoje sukonstruotas temperatūros matavimo prietaisas ir sukurta metodika (Antonovič and

Goberis 2003) Rišamoji medžiaga (RM) buvo ruošiama sausai maišant portlandcementį su 10

metakaolino pakaitalu laboratorinėje bdquoVarimixer bearldquo maišyklėje 3 min esant 60 apsmin maišyklės

veleno sukimosi greičiui Ruošiant formavimo mišinius RM kartu su vandeniu ir modifikuojančiais

priedais (FS-40 visuose atvejuose OĮP ndash formuojant termoizoliacinį sluoksnį) buvo maišoma dar 1

min o supylus užpildus (PS visuose atvejuose PPS - formuojant tik termoizoliacinį sluoksnį) dar 2

min esant tam pačiam sukimosi greičiui

Kompozitų formavimo mišiniai buvo ruošiami MXP 1602E maišyklės pagalba (esant jos sukimosi

ašies greičiui 225 apsmin) permaišant 2 min bėgyje visus komponentus (cementą vandenį ir

priedus OĮP ir superplastiklį) išskyrus porėtus užpildus Užpildai buvo dedami į mišinį pačiam

maišymo gale ir maišymas trukdavo dar 5 min esant 60 apsmin greičiui Mišiniai buvo supilami į

skirtingų matmenų formas iš kurių sukietėję bandiniai buvo išformuojami po 2 parų Tolesnis jų

kietėjimas vyko ant grotelių virš vandens klimatinėje kameroje 26 parų bėgyje esant temperatūrai

(20plusmn3) ordmC Po to bandiniai buvo džiovinami 105ordm C temperatūroje (bandiniai su PPS užpildu - iki 50

ordmC) iki pastoviosios masės ir buvo nustatomos jų savybės Sausasis tankis gniuždymo ir lenkimo

stipriai buvo nustatomi taikant (LST EN 1602+ AC+P LST EN 826 LST EN 12089) metodikas

Nustatant kompozito stipruminių savybių vertes buvo pasinaudota komputerizuota įranga

ldquoHaunsfield ndash H10KS)

Bandinių šilumos laidumo koeficientas λ10 buvo nustatomas pagal (LST EN 12664+AC+P) prietaiso

bdquoλ ndash meter EP500ldquopagalba (bandinių matmenys ndash 400x400x100mm)

Naudotų priedų poveikį cementinei matricai (cemento mineralų hidratacijos egzoterminiam efektui)

nustatyti buvo naudotasi (Antonovich and Goberis 2003) metodika išlaikant eksperimento metu

vienodą (037) VC santykį

Kompozito bandinių sorbcinis drėgnis buvo nustatomas pagal (LST EN ISO 1257) metodiką iš-

laikant bandinius (20 plusmn3)ordmC temperatūroje virš K2CO3 NaBr (NH4)2SO4 ir K2SO4 tirpalų kurių

sočiųjų garų drėgnis siekė atitinkamai 43 58 81 ir 94

Sukietėjusių kompozitų struktūrai bei kontakto zonos su pagrindu analizei atlikti naudotas

kompiuterizuotas optinis mikroskopas Motic su skaitmenine kamera (didinimas iki 100 kartų)

Rentgeno struktūriniai tyrimai atlikti difraktometru DRON-7 kurio antikatodas varinis filtras -

nikelinis anodo įtampa ndash 30 kV anodo srovė 12 mA goniometro plyšeliai (05 1 15)mm smailių

iššifravimui naudota ICDD duomenų bazė

3 Eksperimentinė dalis

31 Termoizoliacinis kompozitas su PS ir PPS granulėmis

Formuojant kompozitus su skirtingomis PS granulių frakcijomis reikėjo surasti optimalų frakcijų

tarpusavio santykį Kadangi lengvus užpildus patogiausia matuoti tūrio vienetais bei apribojus

13

cemento sąnaudas iki 150 kgm3 (cemento piltinis tankis 1130 kgm3) ir prilyginus visą sausųjų

komponentų tūrį 100 (atitinkančių 5 tūrio dalims) gavome kompozito sudėtis pateiktas 3 lentelėje

Siekiant nustatyti lengvojo kompozito užpildo frakcijos stambumo ir kiekio poveikį kompozito

tankiui ir stipriui buvo tiriami kompozito bandiniai suformuoti pagal K-1divideK-6 sudėtis (3 lentelė)

OĮP kiekis formavimo mišiniuose buvo didesnis nei kompozitų su AAC trupiniais atveju ir siekė

0045 cemento masės todėl kad reikėjo hidrofilizuoti užpildo granules bei gauti lengvesnę

porizuotą matricą (2 pav)

3 lentelė Kompozitų su pūstojo stiklo granulėmis sudėtys

Kompozito

šifras

Sudėtis

Cementas tūrio dalys

PS granulių frakcijų tūrių dalys

PPS granulių tūrio dayis

8divide16 mm 4divide8 mm le4 mm le4 mm

K-1 083 500 - - -

K-2 083 - 500 - -

K-3 083 - - 500 -

K-4 083 166 166 166 -

K-5 083 250 125 125 -

K-6 083 300 100 100 -

K-7 057 279 - - 221

K-8 048 279 - - 221

K-9 04 279 - - 221

K-10 036 310 100 - 090

K-11 036 300 100 - 100

2 pav OĮP kiekio poveikis cementinės tešlos tankiui (Kligys 2009 Sinica et al 2009)

Atliktų tyrimų rezultatai rodo kad termoizoliacinio kompozito tankis pagrinde priklauso nuo

cementinės matricos kiekio kompozite ir beveik nepriklauso nuo pūstojo stiklo granulių frakcijos

stambumo Pavyzdžiui formuojant kompozitą kuriame cemento ir pūstojo stiklo granulių tūrinis

santykis siekia 0834 gaunamų kompozito bandinių tankis kinta nuo 390 kgm3 kai naudojamos

8divide16 mm stambumo granulės iki 410 kgm3 kai naudojamos le 4 mm stambumo granulės (3 lentelė

K-1divideK-3 kompozito sudėtys)

Analogišką tankį (390 kgm3) gauname naudojant užpildo frakcijų mišinį kuriame stambių vidutinių

ir smulkių pūsto stiklo granulių tūrinis santykis siekė 133133133 (4 lentelė K-4 kompozito

sudėtis) Ir tik padidinus stambios frakcijos pūstojo stiklo granulių tūrį mišinyje iki santykio 211

kompozito tankis sumažėjo iki 370 kgm3 (4 lentelė K-5 kompozito sudėtis) o kai stambių granulių

tūrinis santykis dar padidėjo iki 240808 gavome lengvąjį termoizoliacinį 320 kgm3 tankio

14

kompozitą (3 lentelė K-6 kompozito sudėtis) Suformuotų skirtingo tankio kompozito bandinių

gniuždymo stiprio vertės pateiktos 3 paveiksle

3 pav Termoizoliacinio kompozito bandinių gniuždomasis stipris Kompozito bandinių šifrai atitinka 3

lentelės duomenis

Kaip rodo 3 pav rezultatai didžiausiu stipriu (09 MPa) pasižymi 410 kgm3 tankio kompozitas K-1

(3 pav K-1 stulp) Esant kompozito tankiui 320 kgm3 jo gniuždomasis stipris yra dar pakankamas

ndash 035 MPa (3 pav K-6 stulp) Suformuoti kompozito K-1 divide K-6 bandiniai pateikti 4 pav Matome

kad gautų kompozitų struktūra yra vienalytė t y užpildų ir rišamosios medžiagos tarpusavio santykis

yra adekvatus

Siekiant gauti kuo mažesnį kompozito šilumos laidumo koeficientą mažinome jo tankį Gauto

kompozito gniuždomojo stiprio esama atsarga (pakanka 02 MPa) leido tai padaryti palaipsniui

mažinant portlandcemenčio kiekį nuo 150 kgm3 iki 100 kgm3 kompozite (4 lentelė) bei panaudojant

vietoje smulkiosios (le4 mm) PS granulių frakcijos smulkiąją (le4 mm) PPS trupinių frakciją (4

lentelė K-7divideK-10 kompozito sudėtys) bei panaudojus tarpinę (4divide8 mm) pūsto stiklo granulių frakciją

(4 lentelė K-11 kompozito sudėtis)

K-1 K-2 K-3

K-4 K-5 K-6

4 pav Kompozito bandinių suformuotų pagal K-1divideK-6 sudėtis struktūra

15

4 lentelė Palengvinto termoizoliacinio kompozito savybės

Kompozito

Šifras Tankis kgm3

Stipris MPa Šilumos laidumo koeficientas λ10 WmmiddotK

Gniuždymo Lenkimo

K-7 305 072 026 0114

K-8 260 039 019 0105

K-9 250 030 018 0095

K-10 245 026 017 0070

K-11 240 020 015 0069

Pastaba kompozito sudėtys atitinka 5 lentelės sudėtims

Apsistoti ties K-11 kompozito sudėtimi padėjo jo struktūros tyrimai Kompozito bandinių (K-7divideK-

10) skerspjūvio nuotraukos (5 pav) parodė kad užpildo grūdeliai netolygiai pasiskirstė cementinėje

matricoje o kai kur tarp matricos ir užpildų pasitaiko oro tuštumų

K-7 K-8 K-9

K-10 K-11

5 pav Kompozito bandinių suformuotų pagal K-7divideK-11 sudėtis struktūra

Įvertinus šiuos trūkumus kompozito struktūroje buvo atliktas K-10 sudėties koregavimas

portlandcemenčio kiekis liko toks pat (100 kgm3) o tam kad pasiekti tolygų užpildų pasiskirstymą

bei išvengti oro tuštumų struktūroje buvo palaipsniui didinamas pūsto stiklo stambios frakcijos kiekis

(nuo 126 iki 300 tūrio dalių) bei pridėta 1 tūrio dalis 4divide8 mm skersmens pūsto stiklo granulių ty

abiejų frakcijų pūsto stiklo granulių ir polistireninio putplasčio smulkios frakcijos tarpusavio tūrinis

santykis sudarė 311 (3 ir 4 lentelės K-11) Atlikti šio kompozito savybių tyrimai parodė kad esant

jo tankiui 240 kgm3 gniuždomasis stipris siekia 02 MPa o šilumos laidumo koeficientas ndash 0069

WmmiddotK (3 lentelė K-11)

Tolesni kompozito tyrimai buvo atlikti kompleksiškai nustatant rišamosios medžiagos ir užpildo

(pūsto stiklo granulių bei polistireninio putplasčio taros trupinių kiekio poveikį kompozitų tankiui

stiprumui šilumos laidumui laidumui vandens garams susitraukimui džiūstant bei atsparumo šalčiui

Bandinių formavimo sudėtys pateiktos 5 lentelėje o gauti tyrimų duomenys 6 7 8 9 10 ir 11

paveiksluose

16

5 lentelė Kompozitinės medžiagos formavimo mišinių sudėtys

Kompozito

sudėties Nr

Rišamosios

medžiagos

kiekis kgm3

Pūstojo stiklo granulių tūrinis santykis

Polistireninio putplasčio

taros granulių tūrinis

santykis

(8divide16) mm (4divide8) mm (0divide2) mm (0divide2) mm

1 700 3 1 1 -

2 1000 3 1 1 -

3 1300 3 1 1 -

4 700 3 1 - 1

5 1000 3 1 - 1

6 1300 3 1 - 1

Pastaba Užpildų kiekis bandiniuose (100) buvo prilygintas 5 tūrio dalims

6 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų tankiui

7 pav Kompozitų tankio priklausomybė šilumos laidumui

Tankio ir šilumos laidumo koeficiento mažiausios vertės priklauso nuo rišamosios medžiagos kiekio

esant 70 kgm3 ir panaudojus polistireninio putplasčio granules gaunamas mažiausias tankis tuo pačiu

ir mažiausia šilumos laidumas Šiuo atveju kompozitų stiprumas būna mažiausias bet pakankamas

užsiduotoms vertėms (8 pav) ty stipris gniuždant siekia virš 03 MPa o stipris lenkiant ndash 015 MPa

(9 pav) Tuo atveju kompozitų atsparumas šalčiui net po 100 šaldymo ciklų didina kompozitų stiprį

gniuždant (dėl tolesnio cemento mineralų hidratacijos proceso vykstančio bandymo metu) (10 pav)

Analizuojant kompozitų struktūrą po 100 šaldymo ciklų jokių suirimo požymių nepastebime tai

reiškia jog kompozitai atsparūs šalčiui (11 pav) Atsparumas šaldymui bandymas 4 5 sudėties

kompozitams dar vyksta todėl rezultatai nepateikti

17

8 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam gniuždymo stipriui

9 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam lenkimo stipriui

10 pav Kompozitų vidutinio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo šaldymo ciklų

a b c d 11 pav Kompozitai po 100 šaldymo ciklų a ndash 1 sudėtis b ndash 2 sudėtis c ndash 3 sudėtis d ndash 6 sudėtis

18

32 Lakštų rišamosios medžiagos parinkimas ir savybių tyrimas

Šie tyrimai labai aktualūs lakšto apdailino sluoksnio formavimo mišiniui kurį kaip tik ir sudaro

portlandcementis FS40 polikarboksilatas ir 10 portlandcemenčio keičiantis MK Technologiškai

yra svarbu kad formuojant po pirmo pasluoksnio suformavimo galima būtų kuo greičiau įspausti

armuojantį stiklo audinio tinklelį į cementinę tešlą Tai padėjo atlikti 10 portlandcemenčio

keičiantis MK ir 02 PC masės polikarboksilatinio superplastiklio FS ndash 40 priedas

FS-40 polikarboksilatinio superplastiklio ir MK poveikis portlandcemenčio mineralų hidratacijai

pateiktas 12 pav

12 pav Egzotermijos efekto temperatūrų kaitos priklausomybė nuo laiko 1 ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC +

MK 4 - PC + MK + FS40

Gauti duomenys rodo kad ir MK ir FS-40 priedai lėtina PC mineralų hidrataciją bei žemina

egzoterminio efekto temperatūrą jei gryno cemento Tegzo = 95 ˚C tegzo = 420 min (12 pav 1 kr) tai

esant mišinyje abiems priedams Tegzo sumažėja iki 65 ˚C o tegzo pailgėja iki 1070 min (12 pav4 kr)

Šių priedų poveikis siūlių sukietėjusio skiedinio tankiui pateiktas 13 pav

13 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio tankiui 1 ndash PC 2 ndash

PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

13 pav duomenys rodo kad superplastiklio priedas padidina sukietėjusio skiedinio tankį 125 (13

pav 2 kr) tuo tarpu MK pakaitalas jį 10 mažina 13 pav 3 kr) todėl abiejų medžiagų (priedo ir

pakaitalo) poveikyje tankis sumažėjo nežymiai (apie 5 ) Jų poveikis gniuždymo stipriui pateiktas

14 o lenkimo ndash 15 pav

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

20

30

40

50

60

70

80

90

100T

emp

erat

ucircra

0C

Laikas min

1

3

2

4

19

14 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio gniuždymo stipriui 1

ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

15 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio lenkimo stipriui 1 ndash

PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

Atliktų tyrimų rezultatai parodė kad superplastiklio priedas padidina kaip gniuždymo taip ir lenkimo

sukietėjusio skiedinio stiprį atitinkamai 8 ir 26 (14 ir 15 pav 1 ir 2 kr) tuo tarpu MK daro

teigiamą poveikį tik lenkimo stipriui (15 pav 3 kr)

33 Lengvojo užpildo ir RM santykio nustatymas apdailiname sluoksnyje

ir jo savybių tyrimas

Siekiant pagerinti apdailinio sluoksnio termoizoliacines savybes į formavimo mišinį buvo pridedama

smulkiosios iki 2 mm PS frakcijos granulių kurių tūris sudarė atitinkamai 25 ir 50 RM tūrio

Tankio ir stipruminių savybių kaita priklausomai nuo PS granulių tūrio pavaizduota 16 ir 17 pav

20

16 pav Apdailinio sluoksnio tankio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

17 pav Apdailinio sluoksnio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

18 pav Apdailinio sluoksnio lenkimo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

Gauti duomenys rodo kad sukietėjusio skiedinio tankis ir stiprumas proporcingai mažėja nuo PS

granulių tūrio didėjimo formavimo mišinyje Optimalus PS užpildo kiekis buvo nustatytas lyginant

suformuotų plokštelių fasado paviršius (19 pav)

21

19 pav Apdailinio sluoksnio paviršiaus kokybės priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo

mišinyje 1 ndash 25 2 ndash 50 3- 60 4 ndash 75

Vizualiai lyginant gautų paviršių kokybę galima teigti kad PS granulių tūris formavimo mišinyje

turi būti ne didesnis kaip 50

34 Porėtų PS granulių dydžio poveikis lakšto termoizoliacinio sluoksnio fizikinėms

mechaninėms savybėms

Nustatant PS granulių dydį iš pradžių buvo panaudotos ir stambiosios (8divide16 mm) frakcijos granulės

tačiau tokio kompozito sukibimas su apdailinio sluoksnio stiklo tinkleliu nebuvo kokybiškas dėl

stambių neužpildytų cementine tešla ertmių tarp užpildo granulių Dėl šios priežasties šių bandinių

lenkimo stipris nesiekdavo net 01 MPa o pats bandinys išsisluoksniuodavo (20 pav) tuo tarpu

vidutinės (4divide8 mm) ir smulkiosios (iki 2 mm) PS frakcijos bandiniai po bandymo likdavo

neišsisluoksniavę Norint pagerinti badinių su stambiąja PS frakcija sukibimą su tinkleliu teko

naudoti daugiau cementinės tešlos glaistant ja ant tinklelio paviršiaus nes tešla prasmukdavo pro

tinklelio akutes į ertmes tarp stambiosios frakcijos granulių kas blogino kompozito termoizoliacines

savybes Todėl stambiosios frakcijos granulių tolesniuose tyrimuose teko atsisakyti 6 lentelėje

pateiktos tirtų kompozitų savybių vertės Geriausiomis termoizoliacinėmis savybėmis pasižymi LV

ndash 7 sudėties kompozitas kurio šilumos laidumo koeficientas turi mažiausią vertę ndash 0075 WmmiddotK o

jo stipruminės savybės ne žymiai nusileidžia kitų kompozitų su didesniu RM kiekiu savybėms 20

pav pateikta kompozito bandinių struktūra su stambiosios ir smulkiosios PS frakcijų granulėmis

20 pav Termoizoliacinio sluoksnio bandinių vaizdas po lenkimo stiprio nustatymo bandiniai su stambia PS granulių frakcija (be numeracijos) smulkiosios ir vidutinės frakcijos bandiniai

pažymėti 32 ir 52

22

6 lentelė Kompozitų su porėtais užpildais savybės

Kompozitų šifrai atitinka 3 lentelės šiframs

Lenkimo stipris buvo nustatomas bandant prizmes su įtvirtintu iš abiejų pusių stiklo audinio tinkleliu

a b

21 pav Lakšto termoizoliacinio sluoksnio struktūra kai užpildą sudaro PPS (30 visų užpildo tūrio)

ir PS granulės a ndash stambiosios frakcijos b ndash smulkiosios frakcijos (LV ndash 5) sudėtis ir smulkiosios ndash

vidutinės frakcijos (LV- 7) sudėtis

Kompozito

šifras

Sausasis tankis

kgm3

Gniuždymo

stipris MPa

Lenkimo stipris

MPa

Šilumos laidumo

koeficientas 10

W(mK)

LV-1 420 065 070 0135

LV-2

LV -3

LV-4

LV-5

LV-6

LV-7

385

375

355

330

280

240

060

055

050

050

045

040

065

050

050

045

040

030

0130

0125

0100

0090

0080

0075

23

4 Bendradarbiavimas su projekto partneriais

Glaudžiausias bendradarbiavimas buvo vykdomas su Projekto partneriu iš Lietuvos ndash UAB ldquoElnet

Grouprdquo Ūkio subjektas pastoviai buvo supažindinamas su vykdomais moksliniais tyrimais bei

gautais tyrimų rezultatais Buvo diskutuojama kaip būtų galima juos įgyvendinti praktikoje Darbų

pasiskirstimas tarp Projekto partnerių reikalauja tampraus bendradarbiavimo kad ūkio subjektas

galėtų sukurti technologinę įrangą sugebančia pasiekti tyrimais nustatytus cementinio

termoizoliacinio kompozito technologinius parametrus Kartu buvo išbandomi technologinių

įrengimų ndash maišyklės formavimo mišinio sudėtinių komponentų maišymo principas bei darbinio

maišyklės veleno konstrukcija Daug problėmų kėlė paruošto mišinio transportavimas lanksčių žarnų

pagalba į tarpą tarp klojinių Cementinio termoizoliacinio kompozito sudėtiniai komponentai ndash

užpildo granulės (padengtos apvalios pūsto stiklo tuščiavidurės formos kevalu) turi nedidelį

atsparūmą gniuždymui ir veikiant didesnei spaudimo jėgai turi galimybę suirti Bendradarbiaujant

su Slovakijos firma bdquoSTROJSTAV CMldquo ši problema buvo išspręsta

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu Pirmoje komandiruotėje buvome susitikę su mokslinės dalies

vadove Eva Navratilova kuri sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės

praktikos Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami

cementinio termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų

tarpusavio jungties pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku

aptarėme bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo

sistemų tyrimus Lietuvoje buvo suformuoti bandiniai o Libereco universitete atliekami triukšmo

slopinimo sistemos elementų dinaminio standžio matavimai Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių

metu Čekijos ūkio subjekto atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su poretų granulių gamyba iš

maltų šlako atliekų ir kartu numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei

sieninių panelių gamyboje Bendradarbiavimas tarp partneriu bus tęsiamas per visą Projekto

vykdymo laikotarpį

24

5 Projekto etapai ir tarpiniai rezultatai

Pirmame projekto etape turėjome parinkti termoizoliacinio cementinio kompozito skirto sienų

konstrukcijoms formavimo mišinio parametrus Darbo eigoje nustatyta kad termoizoliacinio

cementinio kompozito matrica turi sudaryti porizuota cementinė tešla modifikuota pūsto stiklo

gamybos atlieka ndash metakaolino priedu Kompozito užpildu kuris sudaro 100 tūrio yra

kombinuotos PS granulės pagamintos iš stiklo duženų miltų ir polistireninės taros susmulkinti

trupiniai PS granulės yra skirtingų frakcijų nuo 4 iki 16 mm dydžio ir kompozite tartusavyje liečiasi

tokiu būdu suformuodami termoizoliacinės medžiagos bdquokarkasąldquo PPS smulkūs trupiniai užpildo

tarpus tarp PS granulių ir tokiu būdu mažino laisvo oro erdvę kompozito struktūroje Šis faktorius

turi tiesioginę įtaką kompozito šilumos laidumo vertei Kompozito užpildas tarpusavyje jungiamas

plonu porizuotos modifikuotos cementinės tešlos sluoksniu Taip yra gaunamas lengvas cementinis

termoizoliacinis kompozitas kurio tankis siekia 230 ndash 250 kgm3 šilumos laidumo koeficientas yra

apie 007 WmmiddotK gniuždymo stipris apie 03 MPa

Kitas uždavinys buvo sukurti termoizoliacinio cementinio kompozito gamybos technologiją

Sprendžiant šią užduotį buvo ištirtas modifikuojančių priedų ir jų maišymo trukmės poveikis

cementinės matricos savybėms rišamosios medžiagos ir skirtingos frakcijos granulių kiekio įtaka

termoizoliacinio sukietėjusio kompozito savybėms Atlikti moksliniai tyrimai leido parinkti

formavimo mišinių maišymo trukmę sudėtiniu komponentų padavimo į formavimo mišinio

paruošimo maišyklę eiliškumą rišiklio rišimosi laikus įvertinant priedų poveikį cemento mineralų

hidratacijos procesui Nustatyta kad pradiniame etape reikia vandenyje permaišyti orą įtraukiatį ir

mišinį plastifikuojanti priedus ir cementą po to maišyti PPS smulkius trupinius ir tik po to į

formavimo mišinių paruošimo maišyklę dėti PS granules Bendra formavimo mišinio paruošimo

trukmė siekia 7 ndash 10 min Laboratorinėmis salygomis paruoštu formavimo mišiniu buvo užpildomos

bandinių formavimui skirtos formos Suformuoti bandiniai iš formų buvo išimami po 12 val

sudedami į polietileninius maišus ir natūraliose sąlygose buvo kietinami 28 paras

Kompozito bandinių fizikinės savybės bei sudėtinių kompozito komponentų tarpusavio jungties

pobūdis kontakto zonoje buvo nustatomos tiriant bandinius pagal galiojančius techninius

reikalavimus VGTU Termoizoliacijos instituto laboratorijose sukomplektuotomis naujausią įranga

Šių tyrimų rezultatai yra pateikiami ataskaitoje plačiau aprašant termoizoliacinio kompozito fizikines

savybes

Darbe buvo sprendžiamas ir armuotų termoizoliacinių lakštų ir jų gamybos technologijos sukūrimas

Lakštų prototipu buvo parinkta dekoratyvinio apdailos laksto konstrukcija sukurta projekto vadovo

ir apginta Lietuvos patentu Nr 4599 Toks techninis sprendimas leido termoizoliacinio kompozito

sluoksnį iš abiejų pusių armuoti stiklo audinio tinkleliu ir sukurti padidinto atsparumo lenkimui

termoizoliacinį lakštą Moksliniais tyrimais buvo nustatyta kad lakštų konstrukcijose galima naudoti

tik 2-8 mm dydžio pūsto stiklo granules o cementine tešlą galima modifikuoti MK priedų iki 30

nuo cemento masės Stiklo audinio tinklelį galima panardinti į cementinės tešlos ir smulkių PS

granulių mišinį esant granulių užpildo kiekiui ne didesniam kaip 50 tešlos mišinio tūrio Optimalus

armuojančių stiklo audinio tinklelių akučių dydis 45times45 mm užtikrinantis sluoksnių esančių

abiejuose tinklelio pusėse stabilią jungtį

Lakštų gamybos išmatavimus lemia gaminami armuojančių tinklelių matmenys Esant tinklo kilimo

pločiui 1000 mm automatiškai išsisprendžia ir lakštų plotis kuris gali būti 500 mm arba 10 m Esant

kitam lakšto pločiui reikalingas tinklelio jungimas kas didina gamybos proceso imlumą ir gamybos

kaštus

Sukurta laboratorinė lakštų gamybos technologija kurioje yra numatyta sekančios operacijos

išvardintos eilės tvarka modifikuotos cementinės tešlos užpilimas ant formos dugno tolygus

cementinės masės paskleidimas armuojančio apatinio tinklelio įspaudimas į cementinę masę

termoizoliacinio cementinio formavimo masės sluoksnio užpilimas į formą ir jos tolygus

paskirstymas viršutinio armuojančio tinklelio uždėjimas ant viršutinio termoizoliacinio kompozito

formavimo masės paviršiaus viršutinio tinklelio dengimas cementine mase jos tolygus paskirstymas

ir įspaudimas į tinklelio akutes Tokiu būdu pagamintas lakštas turi lygų apatinį paviršių ir grubų

25

viršutinį Panaudojus lakštus klojinių konstrukcijose lygus paviršius formuoja galutinai išlygintą

sienos plokštumą reikalaujančią minimalių darbo sąnaudų paviršiaus apdailai Išorinių apdailos

lakštų paviršiaus formavimas bus sprendžiamas ateityje

Įvertinant lakšto paskirtį galime konstatuoti kad termoizoliacines lakšto sąvybes lemia užpildo

granulių kompaktiškas pasiskirstymas lakšto termoizoliacineme sluoksnyje Stambios granulės turi

formuoti karkasą liesdamosios tarpusavyje o tarpai tarp jų turi būti ūžpildyti smulkios frakcijos PPS

trupinių granulėmis Reikia stengtis kad būtų kuo mažiau neužpildytų oro tarpų Lakšto

termoizoliacines sąvybes gerina smulkios frakcijos PS granulių kiekis esantis modifikuotoje

cementinėje tešloje iki 50 tūrio

Lakšto lenkimo stipriui didžiausios įtakos turi armuojančio tinklelio akučių dydis tinklelio sukibimas

su cementine tešla užpildo granulių stabili tarpusavio jungtis bei paties lakšto storis Skaitome kad

mažiausias lakšto storis galėtų būti 25 mm

Pirmais metais viešinant projektą buvo parengtas mokslinis straipsnis apie įvairių priedų poveikį

cementinės matricos porizacijai Be priedų poveikio buvo atsižvelgta į formavimo mišinio maišymo

trukmę Medžiaga apie matricos porėtumo didinimo būdus išsamiai pateikta publikacijoje o

ataskaitoje pateikiama tik nuoroda į straipsnyje pateikiamus tyrimo rezultatus

Žurnale ldquoMokslas ir technikardquo yra supažindinama Lietuvos visuomenė apie Eureka projekto

partnerius projekto tikslus kuriuos turėtų įgyvendinti kiekvienas partneris atskirai darbus

koordinuojant VGTU projekto vadovui Pateikiama projekto trukmė bei nurodomi finansavimo

šaltiniai tame tarpe ir iš Europos struktūrinių fondo lėšų

26

6 Tyrimų mokslinė vertė

Mokslinę liekamąją vertę turi modifikuojančių priedų poveikio cementinės matricos mišinio bei

akmens poretumui tyrimai Ištirta pucolaninio priedo pūsto stiklo gamybos atliekos ndash metakaolino

poveikis cementinės matricos tankiui cemento mineralų hidratacijos procesui mišinio klampai bei

poreto cementinio akmens fizikinėms sąvybėms Ši priklausomybė sujungta kartu su orą įtraukiančiu

ir plastifikuojančių priedų panaudojimu modifikuojant cementinę tešląTyrimų rezultatai yra

apibendrinti moksliniame straipsnyje išsiūstame į Oksfordo universiteto žurnalą bdquoConstruction and

Building Materialsldquo

Porėtų užpildo granulių granuliometrinės sudėties ir jų frakcijų santykis bei porizuotos matricos

kiekio poveikis cementinio termoizoliacinio kompozito savybėms bus apgintas Lietuvos patentu su

tolesniu patentavimu ES

Cementinio termoizoliacinio kompozito ir jo gamybos technologijos sukūrimas leis statyti kokybiškai

naujus namus artimus pasyvaus namo koncepcijos keliamiems reikalavimams

27

7 Išvados ir rekomendacijos

1 Nustatyta kad kompleksinis (MK+FS40+OIP) priedas betonų mineralų hidratacijos procesą

cemento tešloje prailgina iki 1100 min pasiekdamas 60 degC egzoterminio efekto maksimalią

temperatūrą MK modifikuotos cemento tešlos hidratacijos procesas nežymiai pailgėja nors dėl

papildomos pucolaninės reakcijos tarp MK ir cemento hidratacijos produktų egzoterminio efekto

maksimali temperatūra pakyla 8 degC

2 Ištirta kad kompleksinio priedo (FS40+OIP) poveikis mažinant cementinės tešlos tankį labiausiai

pastebimas MK priedų modifikuotoje cementinėje tešloje Modifikuotos cementinės tešlos tankis

sumažėja 33 karto nuo 2158 kgm3 iki 714 kgm3 po 10 min mišinio maišymo Tai yra apie 29

mažesnis tankis nei maltu smėliu modifikuotos cementinės tešlos ir 32 mažesnis tankis nei gryno

cemento porizuotos tešlos Sukietėjusios tešlos ndash porėto betono tankis siekia apie 800 kgm3 tuo tarpu

gryno cementbetonio ndash 1150 kgm3 o maltu smėliu modifikuoto betono ndash 1200 kgm3 Šiuos pokyčius

galima paaiškinti lengvos sutirštintos struktūros formavimo mišinyje susidarymu ir OIP molekulių

adsorbuotų ant cemento dalelių paviršiaus pakankamos jungties suformuotu oro burbuliuku

užtikrinimas

3 Nustatyta kad pucolaniniu priedu MK modifikuota cementinė tešla kartu su kompleksiniais (FS40

ir OIP) priedais įtakoja papildomų naujadarų ndash kalcio hidrosilikatų susidarymą mikro struktūros

pokyčius užtikrinančius submikrokristalinę struktūrą cementinėje matricoje Tai užtikrina mažo

tankio porėto betono pakankamą stiprumą 800 kgm3 tankio porėto betono gniuždymo stipris siekia

25 MPa o lenkimo stipris 10 MPa

4 Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo - 35 tūrio sudaro stambios PS granulės (8-16 mm) Vidutinio

dydžio (4-8 mm) PS granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio PPS trupintos granulės sudaro po 15

kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių ir suformuoti kompaktiškai

užpildyta kompozito struktūrą Sukurtas cementinis termoizoliacinis kompozitas kurio sudėtis

modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3 rišamosios medžiagos

kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia 007Wm∙K

esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

5 Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 - MK o kompozito

RM ir smulkių iki 2 mm stambumo PS granulių tūrių santykis sausame mišinyje yra 11 Sukietėjusio

skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

6 Nustatytas porėtų užpildų PS ir PPS granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis

termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos

laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K) gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos

granulės padengtos porizuota cementine tešla (esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3)

tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai

padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS

granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31) tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per

porizuotą matricą

28

8 Literatūra

Antonovič V Goberis S The effect of different admixture of the properties of refractory conerefe

with portland cement Material science (Medžiagotyra) 4(9) 2003 379-382 p

Asthana R Kumar ADahotre N B2006 Materials Processing and Manufacturing Science

Amsterdam Butterworth-Heinemann 628 p

bdquoAstra ndash polskaldquo firmos tinklalapis internete httpwwwastra-polskacom

Brykov A S Kamaliev R T Mokeev M V 2010 Influence of ultradispersed silica on portland

cement hydration Russian Journal of Applied Chemistry 83(2) 208minus213

Capener J C-M 2009 Properties of Modern Rendering Systems Based on Mineral Binders

Modified by Organic Admixtures Concrete Repair Rehabilitation and Retrofitting II ndash Alexander et

al (eds) Taylor and Francis Group London 863 ndash 869

Davraz M Gunduz L 2005 Engineering properties of amorphous silica as a new natural pozzolan

for use in concrete Cement and Concrete Research 35(7) 1251ndash1261

Du L Folliard K J 2005Mechanisms of entrainment in concrete Cement and Concrete Research

35(8)1463 ndash 1471

Hernaudes-Olivares F Mayer-Lobo P 2011 Experimental Assessment of Comercial One-coat

Renders for Buildings Facades Construction and Building Materials 22 (1) pp 156 ndash 162

Hilal A AThom N H Dawson A R 2015 On void structure and strength of foamed concrete made

without with additives Construction and Building Materials 85 157 ndash 164

Houst Y F Bowen P Perche F Kauppi A Borget P Galmiche L Meins J F Lafuma F

Flatt R J Schober I Banfill P FG Swift D S Myrvold B O Petersenf B G Reknes K

2008 Design and function of novel superplasticizers for more durable high performance concrete

(Superplast Project) Cement and Concrete Research 38(10) 1197 ndash 1209

Hurley J A 2003 UK market survey for foam glas Published by The Waste and Resource Action

Programme The Old Academy 114 p Prieiga per internetą httpwwwwraporguk

Kligys M Laukaitis A Sinica M Sezemanas G Dranseika N 2008 Investigations into the fire

hazard of a composite made from aerated concrete and crushed expanded polystyrene waste

Mechanics of Composite Materials 44(2) 173 ndash 180

Kligys M 2009 Kompozitinės medžiagos iš poringosios cemento tešlos ir trupinto polistireninio

putplasčio gamybos technologija ir savybės Daktaro disertacija Vilnius 137 p

Landensivu J 2012 Durability properties and actual deterioration of Finish concrete fasades and

balcones Thesis for the degree of doctor of science in technology Tampere university of technology

117 p

Lauzon M Garcia-Ruiz P A 2009 Evaluation of Capillary Water Absorbtion in Rendering Mortars

with Powdered Waterproofing Additives Construction and Building Materials 23 (10) 3287 ndash 3291

Lianxiang D Kevin J 2005 Mechanizm of air entrainment in concrete Cement and Concrete

research (35) 1463-1471 p

Limbachiya M Meddah M S Fotiadou S 2012 Performance of granulated foam glass concrete

Construction and Building materials 28(1) 759ndash768

LST EN 197-12011 Cementas 1 dalis Įprastinių cementų sudėtis techniniai reikalavimai ir atitikties

kriterijai

LST EN 196-62010 Cemento bandymų metodai 6 dalis Smulkumo nustatymas

29

LST EN 196-32005 Cemento bandymų metodai 3 dalis Rišimosi trukmių ir tūrio pastovumo

nustatymas

LST EN 933-12002 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 1 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Sijojimo metodas

LST EN 933-22001 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 2 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Analiziniai sietai Vardiniai akelių matmenys

LST ISO 3310-12003 Laboratoriniai sietai Techniniai reikalavimai ir bandymai 1 dalis

Laboratoriniai pinto metalinio vielinio tinkle sietai (tpt ISO 3310-12000) LST EN 1097-62003

Užpildų mechaninių ir fizikinių savybių nustatymo metodai 6 dalis Dalelių tankio ir įmirkio

nustatymas

LST EN 1015-3+A12004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 3 Determination of

Consistence of Fresh Mortar (by Flow Table)

LST EN 1015-102004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 10 Determination of Dry

Bulk Density of Hardened Mortar

LST EN 1015-112002 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 11 Determination of

Flexural and Compressive Strength of Hardened Mortar

LST EN 1015-182003 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of Water

Absorption Coefficient Due to Capillary Action of Hardened Mortar

LST EN 1015-122004 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of

Adhesive Strength of Hardened Rendering and Plastering Mortars on Substrates

LST EN 120892013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiai Elgsenos lenkiant nustatymas

LST EN 16022013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiaiTariamojo tankio nustatymas

LST EN 826 Statybinės termoizoliacines medžiagos Stiprio gniuždant nustatymas

LST EN 126642002 Šiluminės statybinių medžiagų ir gaminių charakteristikos Šiluminės varžos

nustatymas apsaugotos karštosios plokštės ir šilumos srauto matuoklio metodais Vidutinės ir mažos

šiluminės varžos sausi ir drėgni gaminiai

LST EN ISO 125712013 Hygrothermal Performance of Building Materials and Products -

Determination of Hygroscopic Sorption Properties

LST CENTS 772 -222006 Mūro gaminių bandymo metodai 22 dalis Keraminių mūro gaminių

atsparumo šalčiui nustatymas

LST L 1413112005 Statybinis skiedinys Bandymo metodai Atsparumo šalčiui nustatymas

LVS 203-22005 Sakret stiklo audinio armavimo tinklelis

Marčiukaitis G 2007 Statybinės medžiagos ir konstrukcijos Paskaitų konspektas Vilnius 88 p

Mисников O С Тимофеев АВ Черткова ЕЮ 2011 Гидрофобизация минеральных

дисперсных материалов добавками на основе торфа Труды Инсторфа 2 (55)15 ndash 33

Oğuzhan Keleştemur Bahar Demirel 2015 Effect of metakaolin on the corrosion resistance of

structural lightweight concrete Construction and Building Materials 81172 - 178

Quercia G Huumlsken G Brouwers H J 2012 Water demand of amorphous nanosilica and its

impact on the workability of cement paste Cement and Concrete Research 42(2) 344ndash357

Paruta V A Brynzin E I 2009 Manual on Designing and Erecting of Buildings using the Products

with Trademark UDK GAZOBETON Dnepropetrovsk 213 p

30

Ramachandran V S 1998 Superplasticizersproperties and applications in concrete Ottawa

Materials Technology LaboratoryCANMET

Ries J 2008 Structural lightweight aggregate and concrete Structure June 62-63

Ru Ji Zuotai Zhang Yang He Lili Liu Xidong Wang 2015Synthesis characterization and modeling

of new building insulation material using ceramic polishing waste residue Construction and Building

Materials 85 119 ndash 126

Сеземан Г Синица М Клигис М Шепутите-Юцике Ю Вайткус С Мечай А 2013

Цементные строительные композиты на основе лёгких заполнителей из техногенного сырья

Материалы международной научно ndash технической конференции laquo Наука и технология

строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29 ноября Минск

БГТУ 21 ndash 24

Sezemanas G Sinica M Zacharčenko P Pivenj N Mikulskis D Kligys M 2013 Influence

of zeolite additive on the properties of plaster used for external walls from autoclaved aerated

concrete Materials Science (Medžiagotyra) 19(2) 222ndash229

Синица М Шепутите-Юцике Ю Сеземан Г Клигис М Мечай А 2013 Особенности

выполнения ограждающих конструкций с использованием заливной теплоизоляции на основе

гранул вспученного стекла Материалы международной научноndash технической конференции laquo

Наука и технология строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29

ноября Минск БГТУ 69 ndash 72

Sinica MSezemanas GKligys M Česokas S 2007 Investigation of hydro ndash and higro ndash sorption

properties of silicate masonry products Materials Science (Medžiagotyra) 13(3) 229ndash 234

Sinica M Sezemanas G Chesnauskas V 2005 Influence of Air Absorbing Additive on Plaster

Layer Properties Designated to Cover Partions Built from Autoclave Porous Concrete Blocks

Chemical Technology (Cheminė technologija) 4 (38) 91 ndash 95

Sinica M Laukaitis A Sezemanas G Kligys M 2008 Operational Properties of a Heat-insulation

Composite with Expanded Polystyrene Crumbs Mechanics of Composite Materials 4 (44) 415 ndash 424

Sinica M Sezeman G Mikulskis D Kligys M Česnauskas V Zacharčenko P Kuprijenko

P Ščerbina N Pivenj N 2009 Investigation of the composite material with inclusions of

autoclaved aerated concrete chips Materials science 15 ( 4) 356ndash362

Sinica M Sezeman G Zakharchenko P 2012 Daugiasluoksnė lauko atitvara ir jos džiovinimo

būdas Patentas LT5837B

Стерлятов АН 2007 Совместный тепло- и влаго- перенос в ограждающих конструкциях

зданий из газобетона Дисертация кандидата технических наук Новосибиpск 167 с

Tobon J I Paya Jordy Restrepo O J 2015 Study of durability of portland cement mortars blended

with silica nanoparticles Construction and Building Materials 80 92 - 97

STR 205012005 Pastatų atitvarų šiluminė technika Statybos technikos reglamentai Statybos ir

urbanistikos ministerija Vilnius 2005 109p

STR 201102007 Išorės tinkuojamos sudėtinės termoizoliacinės sistemos Statybos technikos

reglamentai Statybos ir urbanistikos ministerija Vilnius 2007 p

Šadauskienė J Ramanauskas J Stankevičius V 2003 Effect of hydrophobicmaterials on water

impermeability and drying of finish brick mansory Material science (medžiagotyra) 9 (1) 94 - 98

Ungkoon Y Sittipunt Ch Namprakai P Jetipattaranat W Kim KS Charinpanitkul T 2007

Analysis of microstructure and properties of autoclaved aerated concrete wall construction materials

Journal of Industrial and Engineering Chemistry 13(7) 1103ndash1108

31

Weigler H Karl S 1980 Structural lightweight aggregate concrete with reduced density-

lightweight aggregate foamed concrete The International Journal of Lightweight Concrete 2 101ndash

104

Xu Y Chung D D L 1999a Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behaviour

of cement paste ACI Materials Journal 96(4) 455minus461

Xu Y Chung D D L 2000a Improving silica fume cement by using silane Cement and Concrete

Research 30(8) 1305- 1311

Zain M F M Safiuddin Md Mahmud H 2000 Developement of high performance concrete

using silica fume at relatively high water-binder rations Cement and Concrete Research 30(9) 1501

ndash 1505

Захарченко П Синица М Сеземан Г Чеснаускас В 2009 Изменение влажности стеновых

конструкций из ячеистобетонных блоков с системой скреплённой теплоизоляции Будiвельнi

матерiали вироби та санiтарна технiка науково-технiчний збiрник Киев Товариство

laquoЗнаниеraquo Украiни (23) 50 ndash 53234

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje

Page 7: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

7

Įvadas

Šis darbas yra vykdomas pagal tarptautinį EUREKA projektą Е 8790 - Enclosurewasteconcrete

tema ldquoIŠ TECHNOGENINIŲ ATLIEKŲ SUKURTI NEKENKSMINGUS APLINKAI

CEMENTINIUS KOMPOZITUS IR JŲ GAMYBOS TECHNOLOGIJASrdquo ldquoTO DEVELOP

ENVIRONMENTAL FRIENDLY CEMENT COMPOSITES AND THEIR PRODUCTION

TECHNOLOGIES FROM THE TECHNOLOGICAL WASTErdquo Projekto darbai vykdomi pagal

technologijos mokslų sritį (kodas T000) medžiagų inžinerijos kryptį (kodas 08T) Darbo rūšis ndash

taikomieji moksliniai tyrimai ir technologinė plėtra Projektas vykdomas 36 mėnesius Darbų pradžia

ndash 2014-07-01 darbų pabaiga ndash 2017-06-30

Santrauka

Šiame darbe bus sprendžiamos dvi problemos pirma utilizuoti gamyboje susikaupusias

technogenines atliekas Antra ndash technogenines atliekas pritaikyti naujų efektyvių statybinių

kompozitų kūrimui skirtų pastatų atitvarų konstrukcijoms Bus panaudotos pūsto stiklo bei

polistireninio putplasčio trupintos taros atliekų granulės pagamintos iš technogeninių atliekų Bus

sukurta užpiltinė termoizoliacinio cementinio kompozito formavimo masė kuri sukietėjusi užtikrins

šilumos laidumo koeficientą 006 ndash 007 WmmiddotK gniuždymo stiprį ndash 02 MPa laidumo vandens

garams koeficientą micro ~ 50 ir atsparumą ugniai klasę ndash A2

Bus sukurti termoizoliaciniai lakštai skirti klojinių gamybai iš kurių bus galima suformuoti sienų

stogo bei pamatų pado atitvarų tuščiavidures konstrukcijas Klojinius užpildžius termoizoliacinio

cementinio kompozito užpiltine formavimo mase bus suformuotas vientisos vienalytės pastatų

monolitinės atitvaros užtikrinančios šiluminę varžą iki 8 m2middotKW esant sienos storiui apie 05 m

Tokiu būdu suformuotos pastatų atitvaros bus nekenksmingos žmogaus sveikatai draugiškos aplinkai

ir galės tenkinti pasyviems statiniams keliamus reikalavimus

Finansavimo šaltiniai

Pirmus metus (nuo 2014-07 iki 2015-06-30) darbai yra finansuojami iš Europos sąjungos struktūrinių

fondų programos o nuo 2015-07-01 iki 2017-06-30 iš Lietuvos Respublikos biudžetinių lėšų

Projekto tikslas ir uždaviniai

Tikslas yra iš technogeninių atliekų sukurti aplinkai nekenksmingus cementinius kompozitus ir jų

gamybos technologijas ir pritaikyti jas atitvarų gamyboje Tikslo įgyvendinimui reikės išspręsti

sekančius uždavinius

- sukurti termoizoliacinį kompozitą kurio šilumos laidumo koeficientas bus 006 ndash 007

Wm∙K ir jo gamybos technologiją

- iš termoizoliacinio kompozito formavimo masės sukurti armuotus termoizoliacinius lakštus

jų gamybos technologiją bei lakštų gamybos barą

- iš termoizoliacinių armuotų lakštų sukurti klojinių sistemą skirtą atitvarų formavimui

- sukurti automatizuotą cementinio kompozito formavimo mišinių sudėtinių komponentų

dozavimo maišymo ir paruošto produkto padavimo lanksčių žarnų pagalba į darbinę zoną mobilų

įrenginį

- sukurti atitvarų gamybos technologijas lauko sienų stogo pamatų plokštės su

temoizoliaciniu padu

8

1 Mokslinė ataskaitos dalis

11 Projekto tikslai ir uždaviniai

Šiame darbe bus sprendžiamos dvi problemos Pirma utilizuoti gamyboje susikaupusias

technogenines atliekas ir tuo pačiu sumažinti gamtos teršimą Antra technogenines atliekas pritaikyti

naujų efektyvių statybinių kompozitų kūrimui kuriuos būtų galima panaudoti pastatų atitvarų

konstrukcijose užtikrinant joms kokybiškai naujas eksplotacines savybes Sukurti techniniai

sprendimai sumažins gyvenamųjų namų statybos kaštus kartu užtikrindami komfortabilią aplinką

gyvenamuose būsto patalpose

Šių tikslų įgyvendinimui bus panaudotos pūsto stiklo bei polistireninio putplasčio trupintos taros

atliekų granulės Papildomai apdorotos technogeninės atliekos tampa pagrindine žaliava naujo

produkto PS granulių gamyboje Pagamintos porėtos PS granulės sudaro 110 ndash 310 kgm3 užpildo

skirto termoizoliacinio cementinio kompozito kūrimui PPS taros atliekų trupintos granulės buvo

ištirtos ir panaudotos kuriant polistirenbetonį pagal Eureka projektą E3446 ldquoSandplastrdquo 2005 ndash 2006

metais Sukurtas polistirenbetonis su PPS granulių užpildu turi du esminius trūkumus Tai atsparumas

gniuždymui kurio vertės tenkina termoizoliacinių medžiagų savybes tik esant 2divide6 deformacijai

Dėl didelio organikos kiekio kompozito tūryje jo atsparumo ugniai klasė siekė B ndash s1 d0

Vykdant šį projektą stengsimės pašalinti PPS trūkumus keisdami užpildo rūšį ty PPS granules į PS

granules Granulių atsparumas trupinimui siekia 11 ndash 12 MPa o šilumos laidumo koeficientas

priklausomai nuo granulių dydžio svyruoja nuo 005 iki 0077 WmmiddotK Organikos kiekį sieksime

sumažinti iki 7 kgm3 kas leis padiditi kompozito atsparumą ugniai klasę iki A2 Naujai sukurto

termoizoliacinio cementinio kompozito šilumos laidumo koeficientas būtų 006 ndash 007 WmmiddotK ir būtų

skirtas formuoti lauko sienų ndash atitvarų konstrukcijas Kita sukurto kompozito panaudojimo sritis būtų

ndash armuotų termozioliacinių lakštų konstrukcijose Sukurti armuoti termoizolianiai lakštai būtų

panaudoti klojinių gamybai Tokiu būdu klojinių pagalba galėtume suformuoti atitvarų konstrukcijas

sienų stogo bei pamatų pado

Sienų konstrukciją sudarytų klojiniai suformuoti iš armuotų termoizoliacinių lapų užpildyti statybos

objekte užpiltiniu formavimo mišiniu

Stogą formuotų laikančios dviteinės sijos iš abiejų pusių dengtos klojinių lakštais ir tokiu būdu

suformuotos ertmės būtų užpildytos formavimo mišiniu

Pamatų padą sudarytų iš lakštų suformuoti klojiniai kurių apačioje ant izoliuoto grunto būtų iš

užpiltinės termoizoliacijos formavimo mišinio įrengtas termoizoliacinis sluoksnis kurį dengtų

gelžbetoninis laikantis pamatų padasVisuose techniniuose atitvarų konstrukciniuose sprendimuose

klojiniai ir užpiltinė termoizoliacinė cementinio kompozito formavimo masę sudarytų vienalytę

monolitinę atitvarą Reikia pabrėžti kad rišamoji medžiaga visuose kompozituose yra porėtas

betonas kuris užtikrina gerą vandens garų migraciją per atitvarą iš vidaus į lauko pusę cementinis

kompozias ndash pakankamą atsparumą šalčiui o viensluoksnė atitvarų konstrukcija suformuota iš

vienalytės medžiagos numatomą atitvaros šiluminę varžą R iki 8 m2middotKW užtikrins vandens garų

migraciją ty siena bus bdquokvėpuojantildquo o iš technogeninių atliekų pagamintos užpildo granulės (pūsto

stiklo polistireninio putplasčio taros atliekos) leis išspręsti atliekų utilizavimo problemas Pasibaigus

statinio eksplotacijos laikui cementiniai kompozitai galės būti lengvai smulkinami ir gražinti atgal į

gamybą kaip termozioliaciniai betono užpildai

Manome kad EUREKA projektas leis sukurti ir įdiegti į gamybą naujas termoizoliacines medžiagas

ndash pagamintas iš technogeninių atliekų kurios bus apgintos Europiniais patentais Naujai sukurtos

medžiagos ir jų gamybos technologijos galės būti įdomios ir kitoms Europos šalims sprendžiančioms

analogiškas problemas

9

12 Literatūros apžvalga

Siekiant užtikrinti reikiamą sienos šiluminę varžą naudojamos daugiasluoksnės atitvaros

susidedančios iš vidaus tinko AAC blokų termoizoliacinio bei išorės tinko sluoksnių Dažniausiai

termoizoliacinį sluoksnį sudaro mineralinės vatos arba polistireninis putplastis (1 pav)

Toks daugiasluoksnės sieninės atitvaros šiltinimas įgavo sudėtinės termoizoliacijos sistemos (STS)

pavadinimą (STR201102007) Tačiau STS turi trūkumų

- polistireninis putplastis yra nelaidus vandens garams todėl patalpos turi būti

intensyviai ventiliuojamos

- mineralinės vatos plokštės sugeria drėgmę todėl turi būti rengiami specialūs

ventiliuojami fasadai

- polistireninis putplastis yra degi medžiaga Gaisro metu iš abiejų šiltintojų skiriasi

nuodingi lakūs produktai

1 pav Daugiasluoksnės atitvaros siena a ndash AAC su putų polistireniniu putplasčiu b ndash AAC su mineralinės

vatos sluoksniu ir ventiliuojamuoju fasadu c ndash rūsio sienos šiltinimo variantas 1 ndash AAC blokas 2 ndash vidaus

tinko sluoksnis 3 ndash putų polistireno ar mineralinės vatos pluokštė 4 - išorės tinkas 5 - apdailos plyta 6 ndash oro

tarpas 7 ndash hidroizoliacija 8 - apsauginė plėvelė 9 ndash gruntas (Захарченко еt al 2009)

Įvertinus išvardintus STS trūkumus galima teigti kad pastaruoju metu tampa vis aktualesniu

lengvųjų termoizoliacinių statybinių kompozitų panaudojimas Pastatų statyboje yra naudojamos

progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007) Išorinės sienos

daromos iš lengvo betono (putbetonio keramzitbetonio) šiluminei varžai padidinti daromos

sluoksniuotos monolitinės sienos su termoizoliacinių polistireninio putplasčio arba mineralinės vatos

plokščių įdėklais iš abiejų pusių apsaugotais betono sluoksniu Pagal šią technologiją sudėtiniai

atitvarų elementai tarpusavyje jungiami jungčių kurios yra fiksuojamos užpiltiniuose lengvo betono

sluoksniuose pagalba

Formuojant lakštinius gaminius iš portlandcemenčio ir vandens svarbu gauti stabilią cemento tešlą

kurią galima būtų paskleisti plonu sluoksniu ant formos dugno paviršiaus Tokį efektą galima pasiekti

naudojant superplastiklius tarp kurių dažniausiai į cementinį mišinį pridedami nedideli kiekiai

(01divide15 ) polikarboksilatų Šie priedai efektyviai disperguoja cemento daleles dengdami jas plonu

10

monomolekuliniu sluoksniu Polikarboksilatinių superplastiklių aukšta dispergavimo geba aiškinama

didesnio kiekio uždaryto tarp cemento dalelių vandens išsilaisvinimu į aplinkinį tirpalą Ir nors

plastikliai lėtina cemento hidratacijos procesą tačiau galutiniame jų poveikyje suformuoti gaminiai

įgauna didesnį mechaninį stiprumą (Ramachandran 1998 Houst et al 2008)

Jei ruošiant cemento mišinius naudojami OĮP tai susidarę oro burbuliukai sukimba su hidratuoto

cemento dalelėmis kurių masė padeda disperguoti oro burbuliukus mišinyje ir tuo pačiu mažina jų

polinkį slinkti prie paviršiaus t y flotacijos jėga mažina dalelių nusėdimo galimybes ir greitį

(Lianxiang and Kevin 2005) Priklausomai nuo cemento dalelių sunkio ir įtrauktų oro burbuliukų

kiekio gauname atitinkamo tankio cementinę tešlą kuri sukietėjusi sudaro porėtą betoną (Sinica et al

2005) Atkreipiamas dėmesys į tai kad cementinės tešlos porizacijos procese svarbų vaidmenį vaidina

vanduo Vandens kiekis daro tiesioginį poveikį betono mišinio slankumui Didėjant slankumui

cementinė tešla geba įtraukti didesnį oro kiekį ir tuo pačiu didinti jos porėtumą Tačiau jei betono

mišinio slankumas viršija 150 mm didesni oro burbuliukai dėl plūdurumo jėgų pasidaro mažiau

stabilūs ir bendras oro kiekis betono mišinyje sumažėja (Du and Folliard 2005) Kitas OĮP kaip PAM

poveikis yra kai kurių hidrofobinių dalelių dėl tirpalo paviršiaus įtempimo sumažinimo

hidrofilizacija Rezultate šių dalelių paviršius legvai ir kokybiškai pasidengia cementiniu skiediniu

kas be OĮP butų atlikti problematiška (Kligys 2009)

Betonų stiprumo didinimui ir jų tankio mažinimui yra naudojami pucolaniniai priedai Tai yra aktyvūs

mineraliniai priedai kurie kambario temperatūroje reaguoja su Ca(OH)2 Šių reakcijų metu susidaro

kalcio hidrosilikatai hidroaliuminatai ir kt hidratai kurie didina cementinio akmens stiprumą

Pucolaninėse medžiagose pagrindiniai aktyvūs komponentai yra Al2O3 SiO2 Fe2O3 (Xu and Chung

2000a Brykov et al 2010) Pagal saveiką su Ca(OH)2 yra priedai kurių pagrindą sudaro amorfinis

SiO2 (diatomitai trepeliai opokos SiO2 mikrodulkės ir kt) priedai kurių pagrindą sudaro degtas

molis ndash metakaolinas pelenai šlakai ir kt bei priedai kurių pagrindą sudaro stiklo būsenos silikatai

ir aliumosilikatai (tufai penzos ir kt Zain et al 2000) Reikia atkreipti dėmesį į tai kad degto molio

pagrindinis komponentas ndash inertinis kaolinitas ndash dehidratuojasi ir pereina į aktyvų amorfizuotą

metakaolinitą (Al2O3 2SiO2 Quercia et al 2012) Jam reaguojant su kalkėmis Ca(OH)2 susidaro

hidrogelenitas (2CaO∙Al2O3 SiO2∙8H2O) ir C-S-H(1) kurie lemia pirminį cemento tešlos kietėjimą ir

stiprį nes jo hidratacijos greitis yra didesnis nei amorfinių SiO2 pucolanų (Davraz and Gunduz 2005)

(Oğuzhan Keleştemur and Bahar Demirel 2015) šaltinyje tirtas metakaolino poveikis betono

savybėms Nustatyta kad iki 15 metakaolino pakaitalas gali šiek tiek atlikti superplastiklio

funkcijas užtikrina betono smulkiųjų porų susidarymą ir didina jo ilgaamžiškumą Išsamiai

metakoalino ir ir pelenų kompleksinio priedo poveikį mišinių ir betonų savybių gerinimui mišinių

rišimosi ir kietėjimo laikui tyrė D Šnelson ir kt Nustatyta kad mišinių konsistencijai pagrindinę

įtaką turi metakaolinas

Įvairių naturalių pucolaninių priedų poveikį keičiant jais portlandcementį ištyrė Kenal Celik ir kt

Nustatyta kad šie priedai kurių sudėtyje yra aktyvių aliuminio ir silicio oksidų gali būti efektyviai

panaudoti gaminant stabilių savybių produktus gerinant betono mišinių plastiųkumą bei gaminių

stiprumines savybes Pucolanų panaudojimas betonuose reikalauja padidinto vandens kiekio

formavimo mišiniuose todėl patariama vartoti vandens poreikį mažinančių priedų Apie pucolaninių

priedų poveikį betono savybėms yra paskelbta nemažai duomenų įvardijančių jų teigiamą poveikį

betono savybėms (Jorge ITobon at al 2015 Ameer A Hilal et al 2015 Ru Ji et al 2015)

Įvertinant orą įtraukiančių pucolaninių ir plastifikuojančių priedų poveikį cementinės tešlos ir betono

savybėms bei plonasluoksnių lakštų formavimo specifiką ir mūsų anksčiau atliktų tyrimų rezultatus

buvo parinkti tokie efektyvūs modifikuojantieji priedai

- OĮP bdquoUfapore TCOldquo priedas kurio kiekis užtikrina PPS trupinių hidrofilizaciją ir smulkių porų

susidarymą termoizoliacinio kompozito matricoje

- pucolaninis cemento (10) pakaitalas - MK mažinantis cementinės tešlos ir cementinio akmens

tankį didinantis skiedinio klampą ir stimuliuotis produkto stiprio augimo greitėjimą

- naujos kartos polikarboksilatinis superplastiklis Castament FS-40 kurio 02

portlandcemenčio masės kiekis palengvina lakštų sluoksnių formavimą ir didina galutinio produkto

stiprį

11

Šiame darbe pateikiamas visų išvardintų priedų poveikis cementinių termoizoliacinių kompozitų ir

lakštų sluoksnių savybėms Ir tarplakštinių ir lakštų termoizoliacinių kompozitų matricą sudaro porėta

cementinė tešla o lengvuoju užpildu tarnaja dirbtinių arba technogeninių medžiagų porėtos granulės

((polistireninio putplasčio panaudotos taros trupiniai bei sferinės pūstojo stiklo granulės pagamintos

iš stiklo duženų) Weigler and Karl 1980 Синицa et al 2013 Limbachiya and Meddah 2012))

Naudojant bei utilizuojant šiuos užpildus kartu būtų sprendžiama ir ekologinė problema (Сеземан еt

al 2013) Preleminariai išmatuotas sukurto kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia apie 007

WmmiddotK kas užtikrina 7 m2WK sienos šiluminę varžą esant jos storiui 05 m

Mūsų darbo objektas ir tikslas ndash cementinių ir termoizoliacinių kompozitų ir apdalos lakštų sluoksnių

sudėčių parinkimas ir savybių tyrimas bei lakštų gamybos technologijos sukūrimas

2 Žaliavos ir tyrimų metodika

21 Žaliavos

Termoizoliaciniams kompozitams paruošti naudotas UAB bdquoAkmenės cementasldquo CEM I 425 R

markės portlandcementis atitinkantis LST EN 197-12011 standarto reikalavimus Cemento cheminė

ir mineralinė sudėtys bei charakteristikos pateiktos 1 lentelėje

1 lentelė Portlandcemenčio sudėtys ir charakteristikos

Cheminė sudėtis

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O+Na2O SO3 Kaitmenys Netirpmenys

2076 612 337 6350 401 103 080 023 007

Mineralinė sudėtis Rišimosi trukmė min Savitasis paviršius cm2g

C3S C2S C3A C4AF Pradžia Pabaiga 4200

4854 1529 1040 1017 140 190

Metakaolinas (MK) ndash įmonės UAB Stikloporasldquo technologinė atlieka gauta pūsto stiklo granulių

gamybos metu Savitasis MK paviršius ndash 8650 cm2g piltinis tankis ndash 480 kgm3

Kaip rišamoji medžiaga (RM) buvo naudoti abiejų cementų bei metakaolino kaip 10 cemento

pakaitalo sausieji mišiniai

Cemento ir užpildų tarpusavis turinis santykis kompozituose bei VC santykis buvo nustatomas

eksperimentiniu keliu atsivelgiant į technologines kompozito gavimo galimybes bei jo užsiduotų

savybių verčių

Orą įtraukiantis priedas (OĮP) naudojamas termoizoliaciniam sluoksniui suformuoti ndash bdquoUfapore

TCOldquo balti milteliai turintys 94 aktyviosios medžiagos Priedo kiekis iki 01 RМ masės

Polikarboksilatinis superplastiklis naudojamas visuose kompozituose - Castament FS-40 ndash gelsvi

milteliai Priedo kiekis ndash 02 RM masės

Pagalbinės medžiagos Stiklo audinio bdquoSakretldquo firmos armavimo tinklelis akelių dydis ndash 4 x 4 cm

atitinkantis LVS 203-22005 Latvijos standarto

Kaip užpildas taip pat naudotos 3-jų skirtingų frakcijų ir piltinio tankio pūstojo stiklo granulės (2

lentelė) pagamintos UAB bdquoStikloporasldquo ir polistireninio putplasčio taros smulkūs trupiniai iki 2 mm

dydžio

12

2 lentelė PS ir PPS granulių frakcijos tankis ir šilumos laidumas

Grūdelių skersmuo mm Piltinis tankis kgm3 Šilumos laidumo koeficientas WmmiddotK

PS iki 2 190 0077

PS 4divide8 140 0059

PPS 8-16 120 0052

PPS iki 2 15 0038

22 Tyrimų metodika

Portlandcemenčio rišimosi trukmė buvo nustatyta remiantis standartine metodika LST EN 196-

32005 о savitasis paviršius ndash Bleino prietaisu pagal (LST EN 1097-62010) metodiką

Užpildų (pūstojo stiklo ir polistireninio putplasčio granulių) piltiniai tankiai buvo nustatomi remiantis

(LST EN 3310-12003) Modifikuotos cementinės tešlos egzoterminiam efektui tirti buvo naudojami

laboratorijoje sukonstruotas temperatūros matavimo prietaisas ir sukurta metodika (Antonovič and

Goberis 2003) Rišamoji medžiaga (RM) buvo ruošiama sausai maišant portlandcementį su 10

metakaolino pakaitalu laboratorinėje bdquoVarimixer bearldquo maišyklėje 3 min esant 60 apsmin maišyklės

veleno sukimosi greičiui Ruošiant formavimo mišinius RM kartu su vandeniu ir modifikuojančiais

priedais (FS-40 visuose atvejuose OĮP ndash formuojant termoizoliacinį sluoksnį) buvo maišoma dar 1

min o supylus užpildus (PS visuose atvejuose PPS - formuojant tik termoizoliacinį sluoksnį) dar 2

min esant tam pačiam sukimosi greičiui

Kompozitų formavimo mišiniai buvo ruošiami MXP 1602E maišyklės pagalba (esant jos sukimosi

ašies greičiui 225 apsmin) permaišant 2 min bėgyje visus komponentus (cementą vandenį ir

priedus OĮP ir superplastiklį) išskyrus porėtus užpildus Užpildai buvo dedami į mišinį pačiam

maišymo gale ir maišymas trukdavo dar 5 min esant 60 apsmin greičiui Mišiniai buvo supilami į

skirtingų matmenų formas iš kurių sukietėję bandiniai buvo išformuojami po 2 parų Tolesnis jų

kietėjimas vyko ant grotelių virš vandens klimatinėje kameroje 26 parų bėgyje esant temperatūrai

(20plusmn3) ordmC Po to bandiniai buvo džiovinami 105ordm C temperatūroje (bandiniai su PPS užpildu - iki 50

ordmC) iki pastoviosios masės ir buvo nustatomos jų savybės Sausasis tankis gniuždymo ir lenkimo

stipriai buvo nustatomi taikant (LST EN 1602+ AC+P LST EN 826 LST EN 12089) metodikas

Nustatant kompozito stipruminių savybių vertes buvo pasinaudota komputerizuota įranga

ldquoHaunsfield ndash H10KS)

Bandinių šilumos laidumo koeficientas λ10 buvo nustatomas pagal (LST EN 12664+AC+P) prietaiso

bdquoλ ndash meter EP500ldquopagalba (bandinių matmenys ndash 400x400x100mm)

Naudotų priedų poveikį cementinei matricai (cemento mineralų hidratacijos egzoterminiam efektui)

nustatyti buvo naudotasi (Antonovich and Goberis 2003) metodika išlaikant eksperimento metu

vienodą (037) VC santykį

Kompozito bandinių sorbcinis drėgnis buvo nustatomas pagal (LST EN ISO 1257) metodiką iš-

laikant bandinius (20 plusmn3)ordmC temperatūroje virš K2CO3 NaBr (NH4)2SO4 ir K2SO4 tirpalų kurių

sočiųjų garų drėgnis siekė atitinkamai 43 58 81 ir 94

Sukietėjusių kompozitų struktūrai bei kontakto zonos su pagrindu analizei atlikti naudotas

kompiuterizuotas optinis mikroskopas Motic su skaitmenine kamera (didinimas iki 100 kartų)

Rentgeno struktūriniai tyrimai atlikti difraktometru DRON-7 kurio antikatodas varinis filtras -

nikelinis anodo įtampa ndash 30 kV anodo srovė 12 mA goniometro plyšeliai (05 1 15)mm smailių

iššifravimui naudota ICDD duomenų bazė

3 Eksperimentinė dalis

31 Termoizoliacinis kompozitas su PS ir PPS granulėmis

Formuojant kompozitus su skirtingomis PS granulių frakcijomis reikėjo surasti optimalų frakcijų

tarpusavio santykį Kadangi lengvus užpildus patogiausia matuoti tūrio vienetais bei apribojus

13

cemento sąnaudas iki 150 kgm3 (cemento piltinis tankis 1130 kgm3) ir prilyginus visą sausųjų

komponentų tūrį 100 (atitinkančių 5 tūrio dalims) gavome kompozito sudėtis pateiktas 3 lentelėje

Siekiant nustatyti lengvojo kompozito užpildo frakcijos stambumo ir kiekio poveikį kompozito

tankiui ir stipriui buvo tiriami kompozito bandiniai suformuoti pagal K-1divideK-6 sudėtis (3 lentelė)

OĮP kiekis formavimo mišiniuose buvo didesnis nei kompozitų su AAC trupiniais atveju ir siekė

0045 cemento masės todėl kad reikėjo hidrofilizuoti užpildo granules bei gauti lengvesnę

porizuotą matricą (2 pav)

3 lentelė Kompozitų su pūstojo stiklo granulėmis sudėtys

Kompozito

šifras

Sudėtis

Cementas tūrio dalys

PS granulių frakcijų tūrių dalys

PPS granulių tūrio dayis

8divide16 mm 4divide8 mm le4 mm le4 mm

K-1 083 500 - - -

K-2 083 - 500 - -

K-3 083 - - 500 -

K-4 083 166 166 166 -

K-5 083 250 125 125 -

K-6 083 300 100 100 -

K-7 057 279 - - 221

K-8 048 279 - - 221

K-9 04 279 - - 221

K-10 036 310 100 - 090

K-11 036 300 100 - 100

2 pav OĮP kiekio poveikis cementinės tešlos tankiui (Kligys 2009 Sinica et al 2009)

Atliktų tyrimų rezultatai rodo kad termoizoliacinio kompozito tankis pagrinde priklauso nuo

cementinės matricos kiekio kompozite ir beveik nepriklauso nuo pūstojo stiklo granulių frakcijos

stambumo Pavyzdžiui formuojant kompozitą kuriame cemento ir pūstojo stiklo granulių tūrinis

santykis siekia 0834 gaunamų kompozito bandinių tankis kinta nuo 390 kgm3 kai naudojamos

8divide16 mm stambumo granulės iki 410 kgm3 kai naudojamos le 4 mm stambumo granulės (3 lentelė

K-1divideK-3 kompozito sudėtys)

Analogišką tankį (390 kgm3) gauname naudojant užpildo frakcijų mišinį kuriame stambių vidutinių

ir smulkių pūsto stiklo granulių tūrinis santykis siekė 133133133 (4 lentelė K-4 kompozito

sudėtis) Ir tik padidinus stambios frakcijos pūstojo stiklo granulių tūrį mišinyje iki santykio 211

kompozito tankis sumažėjo iki 370 kgm3 (4 lentelė K-5 kompozito sudėtis) o kai stambių granulių

tūrinis santykis dar padidėjo iki 240808 gavome lengvąjį termoizoliacinį 320 kgm3 tankio

14

kompozitą (3 lentelė K-6 kompozito sudėtis) Suformuotų skirtingo tankio kompozito bandinių

gniuždymo stiprio vertės pateiktos 3 paveiksle

3 pav Termoizoliacinio kompozito bandinių gniuždomasis stipris Kompozito bandinių šifrai atitinka 3

lentelės duomenis

Kaip rodo 3 pav rezultatai didžiausiu stipriu (09 MPa) pasižymi 410 kgm3 tankio kompozitas K-1

(3 pav K-1 stulp) Esant kompozito tankiui 320 kgm3 jo gniuždomasis stipris yra dar pakankamas

ndash 035 MPa (3 pav K-6 stulp) Suformuoti kompozito K-1 divide K-6 bandiniai pateikti 4 pav Matome

kad gautų kompozitų struktūra yra vienalytė t y užpildų ir rišamosios medžiagos tarpusavio santykis

yra adekvatus

Siekiant gauti kuo mažesnį kompozito šilumos laidumo koeficientą mažinome jo tankį Gauto

kompozito gniuždomojo stiprio esama atsarga (pakanka 02 MPa) leido tai padaryti palaipsniui

mažinant portlandcemenčio kiekį nuo 150 kgm3 iki 100 kgm3 kompozite (4 lentelė) bei panaudojant

vietoje smulkiosios (le4 mm) PS granulių frakcijos smulkiąją (le4 mm) PPS trupinių frakciją (4

lentelė K-7divideK-10 kompozito sudėtys) bei panaudojus tarpinę (4divide8 mm) pūsto stiklo granulių frakciją

(4 lentelė K-11 kompozito sudėtis)

K-1 K-2 K-3

K-4 K-5 K-6

4 pav Kompozito bandinių suformuotų pagal K-1divideK-6 sudėtis struktūra

15

4 lentelė Palengvinto termoizoliacinio kompozito savybės

Kompozito

Šifras Tankis kgm3

Stipris MPa Šilumos laidumo koeficientas λ10 WmmiddotK

Gniuždymo Lenkimo

K-7 305 072 026 0114

K-8 260 039 019 0105

K-9 250 030 018 0095

K-10 245 026 017 0070

K-11 240 020 015 0069

Pastaba kompozito sudėtys atitinka 5 lentelės sudėtims

Apsistoti ties K-11 kompozito sudėtimi padėjo jo struktūros tyrimai Kompozito bandinių (K-7divideK-

10) skerspjūvio nuotraukos (5 pav) parodė kad užpildo grūdeliai netolygiai pasiskirstė cementinėje

matricoje o kai kur tarp matricos ir užpildų pasitaiko oro tuštumų

K-7 K-8 K-9

K-10 K-11

5 pav Kompozito bandinių suformuotų pagal K-7divideK-11 sudėtis struktūra

Įvertinus šiuos trūkumus kompozito struktūroje buvo atliktas K-10 sudėties koregavimas

portlandcemenčio kiekis liko toks pat (100 kgm3) o tam kad pasiekti tolygų užpildų pasiskirstymą

bei išvengti oro tuštumų struktūroje buvo palaipsniui didinamas pūsto stiklo stambios frakcijos kiekis

(nuo 126 iki 300 tūrio dalių) bei pridėta 1 tūrio dalis 4divide8 mm skersmens pūsto stiklo granulių ty

abiejų frakcijų pūsto stiklo granulių ir polistireninio putplasčio smulkios frakcijos tarpusavio tūrinis

santykis sudarė 311 (3 ir 4 lentelės K-11) Atlikti šio kompozito savybių tyrimai parodė kad esant

jo tankiui 240 kgm3 gniuždomasis stipris siekia 02 MPa o šilumos laidumo koeficientas ndash 0069

WmmiddotK (3 lentelė K-11)

Tolesni kompozito tyrimai buvo atlikti kompleksiškai nustatant rišamosios medžiagos ir užpildo

(pūsto stiklo granulių bei polistireninio putplasčio taros trupinių kiekio poveikį kompozitų tankiui

stiprumui šilumos laidumui laidumui vandens garams susitraukimui džiūstant bei atsparumo šalčiui

Bandinių formavimo sudėtys pateiktos 5 lentelėje o gauti tyrimų duomenys 6 7 8 9 10 ir 11

paveiksluose

16

5 lentelė Kompozitinės medžiagos formavimo mišinių sudėtys

Kompozito

sudėties Nr

Rišamosios

medžiagos

kiekis kgm3

Pūstojo stiklo granulių tūrinis santykis

Polistireninio putplasčio

taros granulių tūrinis

santykis

(8divide16) mm (4divide8) mm (0divide2) mm (0divide2) mm

1 700 3 1 1 -

2 1000 3 1 1 -

3 1300 3 1 1 -

4 700 3 1 - 1

5 1000 3 1 - 1

6 1300 3 1 - 1

Pastaba Užpildų kiekis bandiniuose (100) buvo prilygintas 5 tūrio dalims

6 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų tankiui

7 pav Kompozitų tankio priklausomybė šilumos laidumui

Tankio ir šilumos laidumo koeficiento mažiausios vertės priklauso nuo rišamosios medžiagos kiekio

esant 70 kgm3 ir panaudojus polistireninio putplasčio granules gaunamas mažiausias tankis tuo pačiu

ir mažiausia šilumos laidumas Šiuo atveju kompozitų stiprumas būna mažiausias bet pakankamas

užsiduotoms vertėms (8 pav) ty stipris gniuždant siekia virš 03 MPa o stipris lenkiant ndash 015 MPa

(9 pav) Tuo atveju kompozitų atsparumas šalčiui net po 100 šaldymo ciklų didina kompozitų stiprį

gniuždant (dėl tolesnio cemento mineralų hidratacijos proceso vykstančio bandymo metu) (10 pav)

Analizuojant kompozitų struktūrą po 100 šaldymo ciklų jokių suirimo požymių nepastebime tai

reiškia jog kompozitai atsparūs šalčiui (11 pav) Atsparumas šaldymui bandymas 4 5 sudėties

kompozitams dar vyksta todėl rezultatai nepateikti

17

8 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam gniuždymo stipriui

9 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam lenkimo stipriui

10 pav Kompozitų vidutinio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo šaldymo ciklų

a b c d 11 pav Kompozitai po 100 šaldymo ciklų a ndash 1 sudėtis b ndash 2 sudėtis c ndash 3 sudėtis d ndash 6 sudėtis

18

32 Lakštų rišamosios medžiagos parinkimas ir savybių tyrimas

Šie tyrimai labai aktualūs lakšto apdailino sluoksnio formavimo mišiniui kurį kaip tik ir sudaro

portlandcementis FS40 polikarboksilatas ir 10 portlandcemenčio keičiantis MK Technologiškai

yra svarbu kad formuojant po pirmo pasluoksnio suformavimo galima būtų kuo greičiau įspausti

armuojantį stiklo audinio tinklelį į cementinę tešlą Tai padėjo atlikti 10 portlandcemenčio

keičiantis MK ir 02 PC masės polikarboksilatinio superplastiklio FS ndash 40 priedas

FS-40 polikarboksilatinio superplastiklio ir MK poveikis portlandcemenčio mineralų hidratacijai

pateiktas 12 pav

12 pav Egzotermijos efekto temperatūrų kaitos priklausomybė nuo laiko 1 ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC +

MK 4 - PC + MK + FS40

Gauti duomenys rodo kad ir MK ir FS-40 priedai lėtina PC mineralų hidrataciją bei žemina

egzoterminio efekto temperatūrą jei gryno cemento Tegzo = 95 ˚C tegzo = 420 min (12 pav 1 kr) tai

esant mišinyje abiems priedams Tegzo sumažėja iki 65 ˚C o tegzo pailgėja iki 1070 min (12 pav4 kr)

Šių priedų poveikis siūlių sukietėjusio skiedinio tankiui pateiktas 13 pav

13 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio tankiui 1 ndash PC 2 ndash

PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

13 pav duomenys rodo kad superplastiklio priedas padidina sukietėjusio skiedinio tankį 125 (13

pav 2 kr) tuo tarpu MK pakaitalas jį 10 mažina 13 pav 3 kr) todėl abiejų medžiagų (priedo ir

pakaitalo) poveikyje tankis sumažėjo nežymiai (apie 5 ) Jų poveikis gniuždymo stipriui pateiktas

14 o lenkimo ndash 15 pav

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

20

30

40

50

60

70

80

90

100T

emp

erat

ucircra

0C

Laikas min

1

3

2

4

19

14 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio gniuždymo stipriui 1

ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

15 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio lenkimo stipriui 1 ndash

PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

Atliktų tyrimų rezultatai parodė kad superplastiklio priedas padidina kaip gniuždymo taip ir lenkimo

sukietėjusio skiedinio stiprį atitinkamai 8 ir 26 (14 ir 15 pav 1 ir 2 kr) tuo tarpu MK daro

teigiamą poveikį tik lenkimo stipriui (15 pav 3 kr)

33 Lengvojo užpildo ir RM santykio nustatymas apdailiname sluoksnyje

ir jo savybių tyrimas

Siekiant pagerinti apdailinio sluoksnio termoizoliacines savybes į formavimo mišinį buvo pridedama

smulkiosios iki 2 mm PS frakcijos granulių kurių tūris sudarė atitinkamai 25 ir 50 RM tūrio

Tankio ir stipruminių savybių kaita priklausomai nuo PS granulių tūrio pavaizduota 16 ir 17 pav

20

16 pav Apdailinio sluoksnio tankio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

17 pav Apdailinio sluoksnio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

18 pav Apdailinio sluoksnio lenkimo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

Gauti duomenys rodo kad sukietėjusio skiedinio tankis ir stiprumas proporcingai mažėja nuo PS

granulių tūrio didėjimo formavimo mišinyje Optimalus PS užpildo kiekis buvo nustatytas lyginant

suformuotų plokštelių fasado paviršius (19 pav)

21

19 pav Apdailinio sluoksnio paviršiaus kokybės priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo

mišinyje 1 ndash 25 2 ndash 50 3- 60 4 ndash 75

Vizualiai lyginant gautų paviršių kokybę galima teigti kad PS granulių tūris formavimo mišinyje

turi būti ne didesnis kaip 50

34 Porėtų PS granulių dydžio poveikis lakšto termoizoliacinio sluoksnio fizikinėms

mechaninėms savybėms

Nustatant PS granulių dydį iš pradžių buvo panaudotos ir stambiosios (8divide16 mm) frakcijos granulės

tačiau tokio kompozito sukibimas su apdailinio sluoksnio stiklo tinkleliu nebuvo kokybiškas dėl

stambių neužpildytų cementine tešla ertmių tarp užpildo granulių Dėl šios priežasties šių bandinių

lenkimo stipris nesiekdavo net 01 MPa o pats bandinys išsisluoksniuodavo (20 pav) tuo tarpu

vidutinės (4divide8 mm) ir smulkiosios (iki 2 mm) PS frakcijos bandiniai po bandymo likdavo

neišsisluoksniavę Norint pagerinti badinių su stambiąja PS frakcija sukibimą su tinkleliu teko

naudoti daugiau cementinės tešlos glaistant ja ant tinklelio paviršiaus nes tešla prasmukdavo pro

tinklelio akutes į ertmes tarp stambiosios frakcijos granulių kas blogino kompozito termoizoliacines

savybes Todėl stambiosios frakcijos granulių tolesniuose tyrimuose teko atsisakyti 6 lentelėje

pateiktos tirtų kompozitų savybių vertės Geriausiomis termoizoliacinėmis savybėmis pasižymi LV

ndash 7 sudėties kompozitas kurio šilumos laidumo koeficientas turi mažiausią vertę ndash 0075 WmmiddotK o

jo stipruminės savybės ne žymiai nusileidžia kitų kompozitų su didesniu RM kiekiu savybėms 20

pav pateikta kompozito bandinių struktūra su stambiosios ir smulkiosios PS frakcijų granulėmis

20 pav Termoizoliacinio sluoksnio bandinių vaizdas po lenkimo stiprio nustatymo bandiniai su stambia PS granulių frakcija (be numeracijos) smulkiosios ir vidutinės frakcijos bandiniai

pažymėti 32 ir 52

22

6 lentelė Kompozitų su porėtais užpildais savybės

Kompozitų šifrai atitinka 3 lentelės šiframs

Lenkimo stipris buvo nustatomas bandant prizmes su įtvirtintu iš abiejų pusių stiklo audinio tinkleliu

a b

21 pav Lakšto termoizoliacinio sluoksnio struktūra kai užpildą sudaro PPS (30 visų užpildo tūrio)

ir PS granulės a ndash stambiosios frakcijos b ndash smulkiosios frakcijos (LV ndash 5) sudėtis ir smulkiosios ndash

vidutinės frakcijos (LV- 7) sudėtis

Kompozito

šifras

Sausasis tankis

kgm3

Gniuždymo

stipris MPa

Lenkimo stipris

MPa

Šilumos laidumo

koeficientas 10

W(mK)

LV-1 420 065 070 0135

LV-2

LV -3

LV-4

LV-5

LV-6

LV-7

385

375

355

330

280

240

060

055

050

050

045

040

065

050

050

045

040

030

0130

0125

0100

0090

0080

0075

23

4 Bendradarbiavimas su projekto partneriais

Glaudžiausias bendradarbiavimas buvo vykdomas su Projekto partneriu iš Lietuvos ndash UAB ldquoElnet

Grouprdquo Ūkio subjektas pastoviai buvo supažindinamas su vykdomais moksliniais tyrimais bei

gautais tyrimų rezultatais Buvo diskutuojama kaip būtų galima juos įgyvendinti praktikoje Darbų

pasiskirstimas tarp Projekto partnerių reikalauja tampraus bendradarbiavimo kad ūkio subjektas

galėtų sukurti technologinę įrangą sugebančia pasiekti tyrimais nustatytus cementinio

termoizoliacinio kompozito technologinius parametrus Kartu buvo išbandomi technologinių

įrengimų ndash maišyklės formavimo mišinio sudėtinių komponentų maišymo principas bei darbinio

maišyklės veleno konstrukcija Daug problėmų kėlė paruošto mišinio transportavimas lanksčių žarnų

pagalba į tarpą tarp klojinių Cementinio termoizoliacinio kompozito sudėtiniai komponentai ndash

užpildo granulės (padengtos apvalios pūsto stiklo tuščiavidurės formos kevalu) turi nedidelį

atsparūmą gniuždymui ir veikiant didesnei spaudimo jėgai turi galimybę suirti Bendradarbiaujant

su Slovakijos firma bdquoSTROJSTAV CMldquo ši problema buvo išspręsta

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu Pirmoje komandiruotėje buvome susitikę su mokslinės dalies

vadove Eva Navratilova kuri sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės

praktikos Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami

cementinio termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų

tarpusavio jungties pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku

aptarėme bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo

sistemų tyrimus Lietuvoje buvo suformuoti bandiniai o Libereco universitete atliekami triukšmo

slopinimo sistemos elementų dinaminio standžio matavimai Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių

metu Čekijos ūkio subjekto atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su poretų granulių gamyba iš

maltų šlako atliekų ir kartu numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei

sieninių panelių gamyboje Bendradarbiavimas tarp partneriu bus tęsiamas per visą Projekto

vykdymo laikotarpį

24

5 Projekto etapai ir tarpiniai rezultatai

Pirmame projekto etape turėjome parinkti termoizoliacinio cementinio kompozito skirto sienų

konstrukcijoms formavimo mišinio parametrus Darbo eigoje nustatyta kad termoizoliacinio

cementinio kompozito matrica turi sudaryti porizuota cementinė tešla modifikuota pūsto stiklo

gamybos atlieka ndash metakaolino priedu Kompozito užpildu kuris sudaro 100 tūrio yra

kombinuotos PS granulės pagamintos iš stiklo duženų miltų ir polistireninės taros susmulkinti

trupiniai PS granulės yra skirtingų frakcijų nuo 4 iki 16 mm dydžio ir kompozite tartusavyje liečiasi

tokiu būdu suformuodami termoizoliacinės medžiagos bdquokarkasąldquo PPS smulkūs trupiniai užpildo

tarpus tarp PS granulių ir tokiu būdu mažino laisvo oro erdvę kompozito struktūroje Šis faktorius

turi tiesioginę įtaką kompozito šilumos laidumo vertei Kompozito užpildas tarpusavyje jungiamas

plonu porizuotos modifikuotos cementinės tešlos sluoksniu Taip yra gaunamas lengvas cementinis

termoizoliacinis kompozitas kurio tankis siekia 230 ndash 250 kgm3 šilumos laidumo koeficientas yra

apie 007 WmmiddotK gniuždymo stipris apie 03 MPa

Kitas uždavinys buvo sukurti termoizoliacinio cementinio kompozito gamybos technologiją

Sprendžiant šią užduotį buvo ištirtas modifikuojančių priedų ir jų maišymo trukmės poveikis

cementinės matricos savybėms rišamosios medžiagos ir skirtingos frakcijos granulių kiekio įtaka

termoizoliacinio sukietėjusio kompozito savybėms Atlikti moksliniai tyrimai leido parinkti

formavimo mišinių maišymo trukmę sudėtiniu komponentų padavimo į formavimo mišinio

paruošimo maišyklę eiliškumą rišiklio rišimosi laikus įvertinant priedų poveikį cemento mineralų

hidratacijos procesui Nustatyta kad pradiniame etape reikia vandenyje permaišyti orą įtraukiatį ir

mišinį plastifikuojanti priedus ir cementą po to maišyti PPS smulkius trupinius ir tik po to į

formavimo mišinių paruošimo maišyklę dėti PS granules Bendra formavimo mišinio paruošimo

trukmė siekia 7 ndash 10 min Laboratorinėmis salygomis paruoštu formavimo mišiniu buvo užpildomos

bandinių formavimui skirtos formos Suformuoti bandiniai iš formų buvo išimami po 12 val

sudedami į polietileninius maišus ir natūraliose sąlygose buvo kietinami 28 paras

Kompozito bandinių fizikinės savybės bei sudėtinių kompozito komponentų tarpusavio jungties

pobūdis kontakto zonoje buvo nustatomos tiriant bandinius pagal galiojančius techninius

reikalavimus VGTU Termoizoliacijos instituto laboratorijose sukomplektuotomis naujausią įranga

Šių tyrimų rezultatai yra pateikiami ataskaitoje plačiau aprašant termoizoliacinio kompozito fizikines

savybes

Darbe buvo sprendžiamas ir armuotų termoizoliacinių lakštų ir jų gamybos technologijos sukūrimas

Lakštų prototipu buvo parinkta dekoratyvinio apdailos laksto konstrukcija sukurta projekto vadovo

ir apginta Lietuvos patentu Nr 4599 Toks techninis sprendimas leido termoizoliacinio kompozito

sluoksnį iš abiejų pusių armuoti stiklo audinio tinkleliu ir sukurti padidinto atsparumo lenkimui

termoizoliacinį lakštą Moksliniais tyrimais buvo nustatyta kad lakštų konstrukcijose galima naudoti

tik 2-8 mm dydžio pūsto stiklo granules o cementine tešlą galima modifikuoti MK priedų iki 30

nuo cemento masės Stiklo audinio tinklelį galima panardinti į cementinės tešlos ir smulkių PS

granulių mišinį esant granulių užpildo kiekiui ne didesniam kaip 50 tešlos mišinio tūrio Optimalus

armuojančių stiklo audinio tinklelių akučių dydis 45times45 mm užtikrinantis sluoksnių esančių

abiejuose tinklelio pusėse stabilią jungtį

Lakštų gamybos išmatavimus lemia gaminami armuojančių tinklelių matmenys Esant tinklo kilimo

pločiui 1000 mm automatiškai išsisprendžia ir lakštų plotis kuris gali būti 500 mm arba 10 m Esant

kitam lakšto pločiui reikalingas tinklelio jungimas kas didina gamybos proceso imlumą ir gamybos

kaštus

Sukurta laboratorinė lakštų gamybos technologija kurioje yra numatyta sekančios operacijos

išvardintos eilės tvarka modifikuotos cementinės tešlos užpilimas ant formos dugno tolygus

cementinės masės paskleidimas armuojančio apatinio tinklelio įspaudimas į cementinę masę

termoizoliacinio cementinio formavimo masės sluoksnio užpilimas į formą ir jos tolygus

paskirstymas viršutinio armuojančio tinklelio uždėjimas ant viršutinio termoizoliacinio kompozito

formavimo masės paviršiaus viršutinio tinklelio dengimas cementine mase jos tolygus paskirstymas

ir įspaudimas į tinklelio akutes Tokiu būdu pagamintas lakštas turi lygų apatinį paviršių ir grubų

25

viršutinį Panaudojus lakštus klojinių konstrukcijose lygus paviršius formuoja galutinai išlygintą

sienos plokštumą reikalaujančią minimalių darbo sąnaudų paviršiaus apdailai Išorinių apdailos

lakštų paviršiaus formavimas bus sprendžiamas ateityje

Įvertinant lakšto paskirtį galime konstatuoti kad termoizoliacines lakšto sąvybes lemia užpildo

granulių kompaktiškas pasiskirstymas lakšto termoizoliacineme sluoksnyje Stambios granulės turi

formuoti karkasą liesdamosios tarpusavyje o tarpai tarp jų turi būti ūžpildyti smulkios frakcijos PPS

trupinių granulėmis Reikia stengtis kad būtų kuo mažiau neužpildytų oro tarpų Lakšto

termoizoliacines sąvybes gerina smulkios frakcijos PS granulių kiekis esantis modifikuotoje

cementinėje tešloje iki 50 tūrio

Lakšto lenkimo stipriui didžiausios įtakos turi armuojančio tinklelio akučių dydis tinklelio sukibimas

su cementine tešla užpildo granulių stabili tarpusavio jungtis bei paties lakšto storis Skaitome kad

mažiausias lakšto storis galėtų būti 25 mm

Pirmais metais viešinant projektą buvo parengtas mokslinis straipsnis apie įvairių priedų poveikį

cementinės matricos porizacijai Be priedų poveikio buvo atsižvelgta į formavimo mišinio maišymo

trukmę Medžiaga apie matricos porėtumo didinimo būdus išsamiai pateikta publikacijoje o

ataskaitoje pateikiama tik nuoroda į straipsnyje pateikiamus tyrimo rezultatus

Žurnale ldquoMokslas ir technikardquo yra supažindinama Lietuvos visuomenė apie Eureka projekto

partnerius projekto tikslus kuriuos turėtų įgyvendinti kiekvienas partneris atskirai darbus

koordinuojant VGTU projekto vadovui Pateikiama projekto trukmė bei nurodomi finansavimo

šaltiniai tame tarpe ir iš Europos struktūrinių fondo lėšų

26

6 Tyrimų mokslinė vertė

Mokslinę liekamąją vertę turi modifikuojančių priedų poveikio cementinės matricos mišinio bei

akmens poretumui tyrimai Ištirta pucolaninio priedo pūsto stiklo gamybos atliekos ndash metakaolino

poveikis cementinės matricos tankiui cemento mineralų hidratacijos procesui mišinio klampai bei

poreto cementinio akmens fizikinėms sąvybėms Ši priklausomybė sujungta kartu su orą įtraukiančiu

ir plastifikuojančių priedų panaudojimu modifikuojant cementinę tešląTyrimų rezultatai yra

apibendrinti moksliniame straipsnyje išsiūstame į Oksfordo universiteto žurnalą bdquoConstruction and

Building Materialsldquo

Porėtų užpildo granulių granuliometrinės sudėties ir jų frakcijų santykis bei porizuotos matricos

kiekio poveikis cementinio termoizoliacinio kompozito savybėms bus apgintas Lietuvos patentu su

tolesniu patentavimu ES

Cementinio termoizoliacinio kompozito ir jo gamybos technologijos sukūrimas leis statyti kokybiškai

naujus namus artimus pasyvaus namo koncepcijos keliamiems reikalavimams

27

7 Išvados ir rekomendacijos

1 Nustatyta kad kompleksinis (MK+FS40+OIP) priedas betonų mineralų hidratacijos procesą

cemento tešloje prailgina iki 1100 min pasiekdamas 60 degC egzoterminio efekto maksimalią

temperatūrą MK modifikuotos cemento tešlos hidratacijos procesas nežymiai pailgėja nors dėl

papildomos pucolaninės reakcijos tarp MK ir cemento hidratacijos produktų egzoterminio efekto

maksimali temperatūra pakyla 8 degC

2 Ištirta kad kompleksinio priedo (FS40+OIP) poveikis mažinant cementinės tešlos tankį labiausiai

pastebimas MK priedų modifikuotoje cementinėje tešloje Modifikuotos cementinės tešlos tankis

sumažėja 33 karto nuo 2158 kgm3 iki 714 kgm3 po 10 min mišinio maišymo Tai yra apie 29

mažesnis tankis nei maltu smėliu modifikuotos cementinės tešlos ir 32 mažesnis tankis nei gryno

cemento porizuotos tešlos Sukietėjusios tešlos ndash porėto betono tankis siekia apie 800 kgm3 tuo tarpu

gryno cementbetonio ndash 1150 kgm3 o maltu smėliu modifikuoto betono ndash 1200 kgm3 Šiuos pokyčius

galima paaiškinti lengvos sutirštintos struktūros formavimo mišinyje susidarymu ir OIP molekulių

adsorbuotų ant cemento dalelių paviršiaus pakankamos jungties suformuotu oro burbuliuku

užtikrinimas

3 Nustatyta kad pucolaniniu priedu MK modifikuota cementinė tešla kartu su kompleksiniais (FS40

ir OIP) priedais įtakoja papildomų naujadarų ndash kalcio hidrosilikatų susidarymą mikro struktūros

pokyčius užtikrinančius submikrokristalinę struktūrą cementinėje matricoje Tai užtikrina mažo

tankio porėto betono pakankamą stiprumą 800 kgm3 tankio porėto betono gniuždymo stipris siekia

25 MPa o lenkimo stipris 10 MPa

4 Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo - 35 tūrio sudaro stambios PS granulės (8-16 mm) Vidutinio

dydžio (4-8 mm) PS granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio PPS trupintos granulės sudaro po 15

kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių ir suformuoti kompaktiškai

užpildyta kompozito struktūrą Sukurtas cementinis termoizoliacinis kompozitas kurio sudėtis

modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3 rišamosios medžiagos

kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia 007Wm∙K

esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

5 Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 - MK o kompozito

RM ir smulkių iki 2 mm stambumo PS granulių tūrių santykis sausame mišinyje yra 11 Sukietėjusio

skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

6 Nustatytas porėtų užpildų PS ir PPS granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis

termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos

laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K) gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos

granulės padengtos porizuota cementine tešla (esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3)

tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai

padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS

granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31) tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per

porizuotą matricą

28

8 Literatūra

Antonovič V Goberis S The effect of different admixture of the properties of refractory conerefe

with portland cement Material science (Medžiagotyra) 4(9) 2003 379-382 p

Asthana R Kumar ADahotre N B2006 Materials Processing and Manufacturing Science

Amsterdam Butterworth-Heinemann 628 p

bdquoAstra ndash polskaldquo firmos tinklalapis internete httpwwwastra-polskacom

Brykov A S Kamaliev R T Mokeev M V 2010 Influence of ultradispersed silica on portland

cement hydration Russian Journal of Applied Chemistry 83(2) 208minus213

Capener J C-M 2009 Properties of Modern Rendering Systems Based on Mineral Binders

Modified by Organic Admixtures Concrete Repair Rehabilitation and Retrofitting II ndash Alexander et

al (eds) Taylor and Francis Group London 863 ndash 869

Davraz M Gunduz L 2005 Engineering properties of amorphous silica as a new natural pozzolan

for use in concrete Cement and Concrete Research 35(7) 1251ndash1261

Du L Folliard K J 2005Mechanisms of entrainment in concrete Cement and Concrete Research

35(8)1463 ndash 1471

Hernaudes-Olivares F Mayer-Lobo P 2011 Experimental Assessment of Comercial One-coat

Renders for Buildings Facades Construction and Building Materials 22 (1) pp 156 ndash 162

Hilal A AThom N H Dawson A R 2015 On void structure and strength of foamed concrete made

without with additives Construction and Building Materials 85 157 ndash 164

Houst Y F Bowen P Perche F Kauppi A Borget P Galmiche L Meins J F Lafuma F

Flatt R J Schober I Banfill P FG Swift D S Myrvold B O Petersenf B G Reknes K

2008 Design and function of novel superplasticizers for more durable high performance concrete

(Superplast Project) Cement and Concrete Research 38(10) 1197 ndash 1209

Hurley J A 2003 UK market survey for foam glas Published by The Waste and Resource Action

Programme The Old Academy 114 p Prieiga per internetą httpwwwwraporguk

Kligys M Laukaitis A Sinica M Sezemanas G Dranseika N 2008 Investigations into the fire

hazard of a composite made from aerated concrete and crushed expanded polystyrene waste

Mechanics of Composite Materials 44(2) 173 ndash 180

Kligys M 2009 Kompozitinės medžiagos iš poringosios cemento tešlos ir trupinto polistireninio

putplasčio gamybos technologija ir savybės Daktaro disertacija Vilnius 137 p

Landensivu J 2012 Durability properties and actual deterioration of Finish concrete fasades and

balcones Thesis for the degree of doctor of science in technology Tampere university of technology

117 p

Lauzon M Garcia-Ruiz P A 2009 Evaluation of Capillary Water Absorbtion in Rendering Mortars

with Powdered Waterproofing Additives Construction and Building Materials 23 (10) 3287 ndash 3291

Lianxiang D Kevin J 2005 Mechanizm of air entrainment in concrete Cement and Concrete

research (35) 1463-1471 p

Limbachiya M Meddah M S Fotiadou S 2012 Performance of granulated foam glass concrete

Construction and Building materials 28(1) 759ndash768

LST EN 197-12011 Cementas 1 dalis Įprastinių cementų sudėtis techniniai reikalavimai ir atitikties

kriterijai

LST EN 196-62010 Cemento bandymų metodai 6 dalis Smulkumo nustatymas

29

LST EN 196-32005 Cemento bandymų metodai 3 dalis Rišimosi trukmių ir tūrio pastovumo

nustatymas

LST EN 933-12002 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 1 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Sijojimo metodas

LST EN 933-22001 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 2 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Analiziniai sietai Vardiniai akelių matmenys

LST ISO 3310-12003 Laboratoriniai sietai Techniniai reikalavimai ir bandymai 1 dalis

Laboratoriniai pinto metalinio vielinio tinkle sietai (tpt ISO 3310-12000) LST EN 1097-62003

Užpildų mechaninių ir fizikinių savybių nustatymo metodai 6 dalis Dalelių tankio ir įmirkio

nustatymas

LST EN 1015-3+A12004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 3 Determination of

Consistence of Fresh Mortar (by Flow Table)

LST EN 1015-102004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 10 Determination of Dry

Bulk Density of Hardened Mortar

LST EN 1015-112002 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 11 Determination of

Flexural and Compressive Strength of Hardened Mortar

LST EN 1015-182003 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of Water

Absorption Coefficient Due to Capillary Action of Hardened Mortar

LST EN 1015-122004 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of

Adhesive Strength of Hardened Rendering and Plastering Mortars on Substrates

LST EN 120892013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiai Elgsenos lenkiant nustatymas

LST EN 16022013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiaiTariamojo tankio nustatymas

LST EN 826 Statybinės termoizoliacines medžiagos Stiprio gniuždant nustatymas

LST EN 126642002 Šiluminės statybinių medžiagų ir gaminių charakteristikos Šiluminės varžos

nustatymas apsaugotos karštosios plokštės ir šilumos srauto matuoklio metodais Vidutinės ir mažos

šiluminės varžos sausi ir drėgni gaminiai

LST EN ISO 125712013 Hygrothermal Performance of Building Materials and Products -

Determination of Hygroscopic Sorption Properties

LST CENTS 772 -222006 Mūro gaminių bandymo metodai 22 dalis Keraminių mūro gaminių

atsparumo šalčiui nustatymas

LST L 1413112005 Statybinis skiedinys Bandymo metodai Atsparumo šalčiui nustatymas

LVS 203-22005 Sakret stiklo audinio armavimo tinklelis

Marčiukaitis G 2007 Statybinės medžiagos ir konstrukcijos Paskaitų konspektas Vilnius 88 p

Mисников O С Тимофеев АВ Черткова ЕЮ 2011 Гидрофобизация минеральных

дисперсных материалов добавками на основе торфа Труды Инсторфа 2 (55)15 ndash 33

Oğuzhan Keleştemur Bahar Demirel 2015 Effect of metakaolin on the corrosion resistance of

structural lightweight concrete Construction and Building Materials 81172 - 178

Quercia G Huumlsken G Brouwers H J 2012 Water demand of amorphous nanosilica and its

impact on the workability of cement paste Cement and Concrete Research 42(2) 344ndash357

Paruta V A Brynzin E I 2009 Manual on Designing and Erecting of Buildings using the Products

with Trademark UDK GAZOBETON Dnepropetrovsk 213 p

30

Ramachandran V S 1998 Superplasticizersproperties and applications in concrete Ottawa

Materials Technology LaboratoryCANMET

Ries J 2008 Structural lightweight aggregate and concrete Structure June 62-63

Ru Ji Zuotai Zhang Yang He Lili Liu Xidong Wang 2015Synthesis characterization and modeling

of new building insulation material using ceramic polishing waste residue Construction and Building

Materials 85 119 ndash 126

Сеземан Г Синица М Клигис М Шепутите-Юцике Ю Вайткус С Мечай А 2013

Цементные строительные композиты на основе лёгких заполнителей из техногенного сырья

Материалы международной научно ndash технической конференции laquo Наука и технология

строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29 ноября Минск

БГТУ 21 ndash 24

Sezemanas G Sinica M Zacharčenko P Pivenj N Mikulskis D Kligys M 2013 Influence

of zeolite additive on the properties of plaster used for external walls from autoclaved aerated

concrete Materials Science (Medžiagotyra) 19(2) 222ndash229

Синица М Шепутите-Юцике Ю Сеземан Г Клигис М Мечай А 2013 Особенности

выполнения ограждающих конструкций с использованием заливной теплоизоляции на основе

гранул вспученного стекла Материалы международной научноndash технической конференции laquo

Наука и технология строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29

ноября Минск БГТУ 69 ndash 72

Sinica MSezemanas GKligys M Česokas S 2007 Investigation of hydro ndash and higro ndash sorption

properties of silicate masonry products Materials Science (Medžiagotyra) 13(3) 229ndash 234

Sinica M Sezemanas G Chesnauskas V 2005 Influence of Air Absorbing Additive on Plaster

Layer Properties Designated to Cover Partions Built from Autoclave Porous Concrete Blocks

Chemical Technology (Cheminė technologija) 4 (38) 91 ndash 95

Sinica M Laukaitis A Sezemanas G Kligys M 2008 Operational Properties of a Heat-insulation

Composite with Expanded Polystyrene Crumbs Mechanics of Composite Materials 4 (44) 415 ndash 424

Sinica M Sezeman G Mikulskis D Kligys M Česnauskas V Zacharčenko P Kuprijenko

P Ščerbina N Pivenj N 2009 Investigation of the composite material with inclusions of

autoclaved aerated concrete chips Materials science 15 ( 4) 356ndash362

Sinica M Sezeman G Zakharchenko P 2012 Daugiasluoksnė lauko atitvara ir jos džiovinimo

būdas Patentas LT5837B

Стерлятов АН 2007 Совместный тепло- и влаго- перенос в ограждающих конструкциях

зданий из газобетона Дисертация кандидата технических наук Новосибиpск 167 с

Tobon J I Paya Jordy Restrepo O J 2015 Study of durability of portland cement mortars blended

with silica nanoparticles Construction and Building Materials 80 92 - 97

STR 205012005 Pastatų atitvarų šiluminė technika Statybos technikos reglamentai Statybos ir

urbanistikos ministerija Vilnius 2005 109p

STR 201102007 Išorės tinkuojamos sudėtinės termoizoliacinės sistemos Statybos technikos

reglamentai Statybos ir urbanistikos ministerija Vilnius 2007 p

Šadauskienė J Ramanauskas J Stankevičius V 2003 Effect of hydrophobicmaterials on water

impermeability and drying of finish brick mansory Material science (medžiagotyra) 9 (1) 94 - 98

Ungkoon Y Sittipunt Ch Namprakai P Jetipattaranat W Kim KS Charinpanitkul T 2007

Analysis of microstructure and properties of autoclaved aerated concrete wall construction materials

Journal of Industrial and Engineering Chemistry 13(7) 1103ndash1108

31

Weigler H Karl S 1980 Structural lightweight aggregate concrete with reduced density-

lightweight aggregate foamed concrete The International Journal of Lightweight Concrete 2 101ndash

104

Xu Y Chung D D L 1999a Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behaviour

of cement paste ACI Materials Journal 96(4) 455minus461

Xu Y Chung D D L 2000a Improving silica fume cement by using silane Cement and Concrete

Research 30(8) 1305- 1311

Zain M F M Safiuddin Md Mahmud H 2000 Developement of high performance concrete

using silica fume at relatively high water-binder rations Cement and Concrete Research 30(9) 1501

ndash 1505

Захарченко П Синица М Сеземан Г Чеснаускас В 2009 Изменение влажности стеновых

конструкций из ячеистобетонных блоков с системой скреплённой теплоизоляции Будiвельнi

матерiали вироби та санiтарна технiка науково-технiчний збiрник Киев Товариство

laquoЗнаниеraquo Украiни (23) 50 ndash 53234

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje

Page 8: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

8

1 Mokslinė ataskaitos dalis

11 Projekto tikslai ir uždaviniai

Šiame darbe bus sprendžiamos dvi problemos Pirma utilizuoti gamyboje susikaupusias

technogenines atliekas ir tuo pačiu sumažinti gamtos teršimą Antra technogenines atliekas pritaikyti

naujų efektyvių statybinių kompozitų kūrimui kuriuos būtų galima panaudoti pastatų atitvarų

konstrukcijose užtikrinant joms kokybiškai naujas eksplotacines savybes Sukurti techniniai

sprendimai sumažins gyvenamųjų namų statybos kaštus kartu užtikrindami komfortabilią aplinką

gyvenamuose būsto patalpose

Šių tikslų įgyvendinimui bus panaudotos pūsto stiklo bei polistireninio putplasčio trupintos taros

atliekų granulės Papildomai apdorotos technogeninės atliekos tampa pagrindine žaliava naujo

produkto PS granulių gamyboje Pagamintos porėtos PS granulės sudaro 110 ndash 310 kgm3 užpildo

skirto termoizoliacinio cementinio kompozito kūrimui PPS taros atliekų trupintos granulės buvo

ištirtos ir panaudotos kuriant polistirenbetonį pagal Eureka projektą E3446 ldquoSandplastrdquo 2005 ndash 2006

metais Sukurtas polistirenbetonis su PPS granulių užpildu turi du esminius trūkumus Tai atsparumas

gniuždymui kurio vertės tenkina termoizoliacinių medžiagų savybes tik esant 2divide6 deformacijai

Dėl didelio organikos kiekio kompozito tūryje jo atsparumo ugniai klasė siekė B ndash s1 d0

Vykdant šį projektą stengsimės pašalinti PPS trūkumus keisdami užpildo rūšį ty PPS granules į PS

granules Granulių atsparumas trupinimui siekia 11 ndash 12 MPa o šilumos laidumo koeficientas

priklausomai nuo granulių dydžio svyruoja nuo 005 iki 0077 WmmiddotK Organikos kiekį sieksime

sumažinti iki 7 kgm3 kas leis padiditi kompozito atsparumą ugniai klasę iki A2 Naujai sukurto

termoizoliacinio cementinio kompozito šilumos laidumo koeficientas būtų 006 ndash 007 WmmiddotK ir būtų

skirtas formuoti lauko sienų ndash atitvarų konstrukcijas Kita sukurto kompozito panaudojimo sritis būtų

ndash armuotų termozioliacinių lakštų konstrukcijose Sukurti armuoti termoizolianiai lakštai būtų

panaudoti klojinių gamybai Tokiu būdu klojinių pagalba galėtume suformuoti atitvarų konstrukcijas

sienų stogo bei pamatų pado

Sienų konstrukciją sudarytų klojiniai suformuoti iš armuotų termoizoliacinių lapų užpildyti statybos

objekte užpiltiniu formavimo mišiniu

Stogą formuotų laikančios dviteinės sijos iš abiejų pusių dengtos klojinių lakštais ir tokiu būdu

suformuotos ertmės būtų užpildytos formavimo mišiniu

Pamatų padą sudarytų iš lakštų suformuoti klojiniai kurių apačioje ant izoliuoto grunto būtų iš

užpiltinės termoizoliacijos formavimo mišinio įrengtas termoizoliacinis sluoksnis kurį dengtų

gelžbetoninis laikantis pamatų padasVisuose techniniuose atitvarų konstrukciniuose sprendimuose

klojiniai ir užpiltinė termoizoliacinė cementinio kompozito formavimo masę sudarytų vienalytę

monolitinę atitvarą Reikia pabrėžti kad rišamoji medžiaga visuose kompozituose yra porėtas

betonas kuris užtikrina gerą vandens garų migraciją per atitvarą iš vidaus į lauko pusę cementinis

kompozias ndash pakankamą atsparumą šalčiui o viensluoksnė atitvarų konstrukcija suformuota iš

vienalytės medžiagos numatomą atitvaros šiluminę varžą R iki 8 m2middotKW užtikrins vandens garų

migraciją ty siena bus bdquokvėpuojantildquo o iš technogeninių atliekų pagamintos užpildo granulės (pūsto

stiklo polistireninio putplasčio taros atliekos) leis išspręsti atliekų utilizavimo problemas Pasibaigus

statinio eksplotacijos laikui cementiniai kompozitai galės būti lengvai smulkinami ir gražinti atgal į

gamybą kaip termozioliaciniai betono užpildai

Manome kad EUREKA projektas leis sukurti ir įdiegti į gamybą naujas termoizoliacines medžiagas

ndash pagamintas iš technogeninių atliekų kurios bus apgintos Europiniais patentais Naujai sukurtos

medžiagos ir jų gamybos technologijos galės būti įdomios ir kitoms Europos šalims sprendžiančioms

analogiškas problemas

9

12 Literatūros apžvalga

Siekiant užtikrinti reikiamą sienos šiluminę varžą naudojamos daugiasluoksnės atitvaros

susidedančios iš vidaus tinko AAC blokų termoizoliacinio bei išorės tinko sluoksnių Dažniausiai

termoizoliacinį sluoksnį sudaro mineralinės vatos arba polistireninis putplastis (1 pav)

Toks daugiasluoksnės sieninės atitvaros šiltinimas įgavo sudėtinės termoizoliacijos sistemos (STS)

pavadinimą (STR201102007) Tačiau STS turi trūkumų

- polistireninis putplastis yra nelaidus vandens garams todėl patalpos turi būti

intensyviai ventiliuojamos

- mineralinės vatos plokštės sugeria drėgmę todėl turi būti rengiami specialūs

ventiliuojami fasadai

- polistireninis putplastis yra degi medžiaga Gaisro metu iš abiejų šiltintojų skiriasi

nuodingi lakūs produktai

1 pav Daugiasluoksnės atitvaros siena a ndash AAC su putų polistireniniu putplasčiu b ndash AAC su mineralinės

vatos sluoksniu ir ventiliuojamuoju fasadu c ndash rūsio sienos šiltinimo variantas 1 ndash AAC blokas 2 ndash vidaus

tinko sluoksnis 3 ndash putų polistireno ar mineralinės vatos pluokštė 4 - išorės tinkas 5 - apdailos plyta 6 ndash oro

tarpas 7 ndash hidroizoliacija 8 - apsauginė plėvelė 9 ndash gruntas (Захарченко еt al 2009)

Įvertinus išvardintus STS trūkumus galima teigti kad pastaruoju metu tampa vis aktualesniu

lengvųjų termoizoliacinių statybinių kompozitų panaudojimas Pastatų statyboje yra naudojamos

progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007) Išorinės sienos

daromos iš lengvo betono (putbetonio keramzitbetonio) šiluminei varžai padidinti daromos

sluoksniuotos monolitinės sienos su termoizoliacinių polistireninio putplasčio arba mineralinės vatos

plokščių įdėklais iš abiejų pusių apsaugotais betono sluoksniu Pagal šią technologiją sudėtiniai

atitvarų elementai tarpusavyje jungiami jungčių kurios yra fiksuojamos užpiltiniuose lengvo betono

sluoksniuose pagalba

Formuojant lakštinius gaminius iš portlandcemenčio ir vandens svarbu gauti stabilią cemento tešlą

kurią galima būtų paskleisti plonu sluoksniu ant formos dugno paviršiaus Tokį efektą galima pasiekti

naudojant superplastiklius tarp kurių dažniausiai į cementinį mišinį pridedami nedideli kiekiai

(01divide15 ) polikarboksilatų Šie priedai efektyviai disperguoja cemento daleles dengdami jas plonu

10

monomolekuliniu sluoksniu Polikarboksilatinių superplastiklių aukšta dispergavimo geba aiškinama

didesnio kiekio uždaryto tarp cemento dalelių vandens išsilaisvinimu į aplinkinį tirpalą Ir nors

plastikliai lėtina cemento hidratacijos procesą tačiau galutiniame jų poveikyje suformuoti gaminiai

įgauna didesnį mechaninį stiprumą (Ramachandran 1998 Houst et al 2008)

Jei ruošiant cemento mišinius naudojami OĮP tai susidarę oro burbuliukai sukimba su hidratuoto

cemento dalelėmis kurių masė padeda disperguoti oro burbuliukus mišinyje ir tuo pačiu mažina jų

polinkį slinkti prie paviršiaus t y flotacijos jėga mažina dalelių nusėdimo galimybes ir greitį

(Lianxiang and Kevin 2005) Priklausomai nuo cemento dalelių sunkio ir įtrauktų oro burbuliukų

kiekio gauname atitinkamo tankio cementinę tešlą kuri sukietėjusi sudaro porėtą betoną (Sinica et al

2005) Atkreipiamas dėmesys į tai kad cementinės tešlos porizacijos procese svarbų vaidmenį vaidina

vanduo Vandens kiekis daro tiesioginį poveikį betono mišinio slankumui Didėjant slankumui

cementinė tešla geba įtraukti didesnį oro kiekį ir tuo pačiu didinti jos porėtumą Tačiau jei betono

mišinio slankumas viršija 150 mm didesni oro burbuliukai dėl plūdurumo jėgų pasidaro mažiau

stabilūs ir bendras oro kiekis betono mišinyje sumažėja (Du and Folliard 2005) Kitas OĮP kaip PAM

poveikis yra kai kurių hidrofobinių dalelių dėl tirpalo paviršiaus įtempimo sumažinimo

hidrofilizacija Rezultate šių dalelių paviršius legvai ir kokybiškai pasidengia cementiniu skiediniu

kas be OĮP butų atlikti problematiška (Kligys 2009)

Betonų stiprumo didinimui ir jų tankio mažinimui yra naudojami pucolaniniai priedai Tai yra aktyvūs

mineraliniai priedai kurie kambario temperatūroje reaguoja su Ca(OH)2 Šių reakcijų metu susidaro

kalcio hidrosilikatai hidroaliuminatai ir kt hidratai kurie didina cementinio akmens stiprumą

Pucolaninėse medžiagose pagrindiniai aktyvūs komponentai yra Al2O3 SiO2 Fe2O3 (Xu and Chung

2000a Brykov et al 2010) Pagal saveiką su Ca(OH)2 yra priedai kurių pagrindą sudaro amorfinis

SiO2 (diatomitai trepeliai opokos SiO2 mikrodulkės ir kt) priedai kurių pagrindą sudaro degtas

molis ndash metakaolinas pelenai šlakai ir kt bei priedai kurių pagrindą sudaro stiklo būsenos silikatai

ir aliumosilikatai (tufai penzos ir kt Zain et al 2000) Reikia atkreipti dėmesį į tai kad degto molio

pagrindinis komponentas ndash inertinis kaolinitas ndash dehidratuojasi ir pereina į aktyvų amorfizuotą

metakaolinitą (Al2O3 2SiO2 Quercia et al 2012) Jam reaguojant su kalkėmis Ca(OH)2 susidaro

hidrogelenitas (2CaO∙Al2O3 SiO2∙8H2O) ir C-S-H(1) kurie lemia pirminį cemento tešlos kietėjimą ir

stiprį nes jo hidratacijos greitis yra didesnis nei amorfinių SiO2 pucolanų (Davraz and Gunduz 2005)

(Oğuzhan Keleştemur and Bahar Demirel 2015) šaltinyje tirtas metakaolino poveikis betono

savybėms Nustatyta kad iki 15 metakaolino pakaitalas gali šiek tiek atlikti superplastiklio

funkcijas užtikrina betono smulkiųjų porų susidarymą ir didina jo ilgaamžiškumą Išsamiai

metakoalino ir ir pelenų kompleksinio priedo poveikį mišinių ir betonų savybių gerinimui mišinių

rišimosi ir kietėjimo laikui tyrė D Šnelson ir kt Nustatyta kad mišinių konsistencijai pagrindinę

įtaką turi metakaolinas

Įvairių naturalių pucolaninių priedų poveikį keičiant jais portlandcementį ištyrė Kenal Celik ir kt

Nustatyta kad šie priedai kurių sudėtyje yra aktyvių aliuminio ir silicio oksidų gali būti efektyviai

panaudoti gaminant stabilių savybių produktus gerinant betono mišinių plastiųkumą bei gaminių

stiprumines savybes Pucolanų panaudojimas betonuose reikalauja padidinto vandens kiekio

formavimo mišiniuose todėl patariama vartoti vandens poreikį mažinančių priedų Apie pucolaninių

priedų poveikį betono savybėms yra paskelbta nemažai duomenų įvardijančių jų teigiamą poveikį

betono savybėms (Jorge ITobon at al 2015 Ameer A Hilal et al 2015 Ru Ji et al 2015)

Įvertinant orą įtraukiančių pucolaninių ir plastifikuojančių priedų poveikį cementinės tešlos ir betono

savybėms bei plonasluoksnių lakštų formavimo specifiką ir mūsų anksčiau atliktų tyrimų rezultatus

buvo parinkti tokie efektyvūs modifikuojantieji priedai

- OĮP bdquoUfapore TCOldquo priedas kurio kiekis užtikrina PPS trupinių hidrofilizaciją ir smulkių porų

susidarymą termoizoliacinio kompozito matricoje

- pucolaninis cemento (10) pakaitalas - MK mažinantis cementinės tešlos ir cementinio akmens

tankį didinantis skiedinio klampą ir stimuliuotis produkto stiprio augimo greitėjimą

- naujos kartos polikarboksilatinis superplastiklis Castament FS-40 kurio 02

portlandcemenčio masės kiekis palengvina lakštų sluoksnių formavimą ir didina galutinio produkto

stiprį

11

Šiame darbe pateikiamas visų išvardintų priedų poveikis cementinių termoizoliacinių kompozitų ir

lakštų sluoksnių savybėms Ir tarplakštinių ir lakštų termoizoliacinių kompozitų matricą sudaro porėta

cementinė tešla o lengvuoju užpildu tarnaja dirbtinių arba technogeninių medžiagų porėtos granulės

((polistireninio putplasčio panaudotos taros trupiniai bei sferinės pūstojo stiklo granulės pagamintos

iš stiklo duženų) Weigler and Karl 1980 Синицa et al 2013 Limbachiya and Meddah 2012))

Naudojant bei utilizuojant šiuos užpildus kartu būtų sprendžiama ir ekologinė problema (Сеземан еt

al 2013) Preleminariai išmatuotas sukurto kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia apie 007

WmmiddotK kas užtikrina 7 m2WK sienos šiluminę varžą esant jos storiui 05 m

Mūsų darbo objektas ir tikslas ndash cementinių ir termoizoliacinių kompozitų ir apdalos lakštų sluoksnių

sudėčių parinkimas ir savybių tyrimas bei lakštų gamybos technologijos sukūrimas

2 Žaliavos ir tyrimų metodika

21 Žaliavos

Termoizoliaciniams kompozitams paruošti naudotas UAB bdquoAkmenės cementasldquo CEM I 425 R

markės portlandcementis atitinkantis LST EN 197-12011 standarto reikalavimus Cemento cheminė

ir mineralinė sudėtys bei charakteristikos pateiktos 1 lentelėje

1 lentelė Portlandcemenčio sudėtys ir charakteristikos

Cheminė sudėtis

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O+Na2O SO3 Kaitmenys Netirpmenys

2076 612 337 6350 401 103 080 023 007

Mineralinė sudėtis Rišimosi trukmė min Savitasis paviršius cm2g

C3S C2S C3A C4AF Pradžia Pabaiga 4200

4854 1529 1040 1017 140 190

Metakaolinas (MK) ndash įmonės UAB Stikloporasldquo technologinė atlieka gauta pūsto stiklo granulių

gamybos metu Savitasis MK paviršius ndash 8650 cm2g piltinis tankis ndash 480 kgm3

Kaip rišamoji medžiaga (RM) buvo naudoti abiejų cementų bei metakaolino kaip 10 cemento

pakaitalo sausieji mišiniai

Cemento ir užpildų tarpusavis turinis santykis kompozituose bei VC santykis buvo nustatomas

eksperimentiniu keliu atsivelgiant į technologines kompozito gavimo galimybes bei jo užsiduotų

savybių verčių

Orą įtraukiantis priedas (OĮP) naudojamas termoizoliaciniam sluoksniui suformuoti ndash bdquoUfapore

TCOldquo balti milteliai turintys 94 aktyviosios medžiagos Priedo kiekis iki 01 RМ masės

Polikarboksilatinis superplastiklis naudojamas visuose kompozituose - Castament FS-40 ndash gelsvi

milteliai Priedo kiekis ndash 02 RM masės

Pagalbinės medžiagos Stiklo audinio bdquoSakretldquo firmos armavimo tinklelis akelių dydis ndash 4 x 4 cm

atitinkantis LVS 203-22005 Latvijos standarto

Kaip užpildas taip pat naudotos 3-jų skirtingų frakcijų ir piltinio tankio pūstojo stiklo granulės (2

lentelė) pagamintos UAB bdquoStikloporasldquo ir polistireninio putplasčio taros smulkūs trupiniai iki 2 mm

dydžio

12

2 lentelė PS ir PPS granulių frakcijos tankis ir šilumos laidumas

Grūdelių skersmuo mm Piltinis tankis kgm3 Šilumos laidumo koeficientas WmmiddotK

PS iki 2 190 0077

PS 4divide8 140 0059

PPS 8-16 120 0052

PPS iki 2 15 0038

22 Tyrimų metodika

Portlandcemenčio rišimosi trukmė buvo nustatyta remiantis standartine metodika LST EN 196-

32005 о savitasis paviršius ndash Bleino prietaisu pagal (LST EN 1097-62010) metodiką

Užpildų (pūstojo stiklo ir polistireninio putplasčio granulių) piltiniai tankiai buvo nustatomi remiantis

(LST EN 3310-12003) Modifikuotos cementinės tešlos egzoterminiam efektui tirti buvo naudojami

laboratorijoje sukonstruotas temperatūros matavimo prietaisas ir sukurta metodika (Antonovič and

Goberis 2003) Rišamoji medžiaga (RM) buvo ruošiama sausai maišant portlandcementį su 10

metakaolino pakaitalu laboratorinėje bdquoVarimixer bearldquo maišyklėje 3 min esant 60 apsmin maišyklės

veleno sukimosi greičiui Ruošiant formavimo mišinius RM kartu su vandeniu ir modifikuojančiais

priedais (FS-40 visuose atvejuose OĮP ndash formuojant termoizoliacinį sluoksnį) buvo maišoma dar 1

min o supylus užpildus (PS visuose atvejuose PPS - formuojant tik termoizoliacinį sluoksnį) dar 2

min esant tam pačiam sukimosi greičiui

Kompozitų formavimo mišiniai buvo ruošiami MXP 1602E maišyklės pagalba (esant jos sukimosi

ašies greičiui 225 apsmin) permaišant 2 min bėgyje visus komponentus (cementą vandenį ir

priedus OĮP ir superplastiklį) išskyrus porėtus užpildus Užpildai buvo dedami į mišinį pačiam

maišymo gale ir maišymas trukdavo dar 5 min esant 60 apsmin greičiui Mišiniai buvo supilami į

skirtingų matmenų formas iš kurių sukietėję bandiniai buvo išformuojami po 2 parų Tolesnis jų

kietėjimas vyko ant grotelių virš vandens klimatinėje kameroje 26 parų bėgyje esant temperatūrai

(20plusmn3) ordmC Po to bandiniai buvo džiovinami 105ordm C temperatūroje (bandiniai su PPS užpildu - iki 50

ordmC) iki pastoviosios masės ir buvo nustatomos jų savybės Sausasis tankis gniuždymo ir lenkimo

stipriai buvo nustatomi taikant (LST EN 1602+ AC+P LST EN 826 LST EN 12089) metodikas

Nustatant kompozito stipruminių savybių vertes buvo pasinaudota komputerizuota įranga

ldquoHaunsfield ndash H10KS)

Bandinių šilumos laidumo koeficientas λ10 buvo nustatomas pagal (LST EN 12664+AC+P) prietaiso

bdquoλ ndash meter EP500ldquopagalba (bandinių matmenys ndash 400x400x100mm)

Naudotų priedų poveikį cementinei matricai (cemento mineralų hidratacijos egzoterminiam efektui)

nustatyti buvo naudotasi (Antonovich and Goberis 2003) metodika išlaikant eksperimento metu

vienodą (037) VC santykį

Kompozito bandinių sorbcinis drėgnis buvo nustatomas pagal (LST EN ISO 1257) metodiką iš-

laikant bandinius (20 plusmn3)ordmC temperatūroje virš K2CO3 NaBr (NH4)2SO4 ir K2SO4 tirpalų kurių

sočiųjų garų drėgnis siekė atitinkamai 43 58 81 ir 94

Sukietėjusių kompozitų struktūrai bei kontakto zonos su pagrindu analizei atlikti naudotas

kompiuterizuotas optinis mikroskopas Motic su skaitmenine kamera (didinimas iki 100 kartų)

Rentgeno struktūriniai tyrimai atlikti difraktometru DRON-7 kurio antikatodas varinis filtras -

nikelinis anodo įtampa ndash 30 kV anodo srovė 12 mA goniometro plyšeliai (05 1 15)mm smailių

iššifravimui naudota ICDD duomenų bazė

3 Eksperimentinė dalis

31 Termoizoliacinis kompozitas su PS ir PPS granulėmis

Formuojant kompozitus su skirtingomis PS granulių frakcijomis reikėjo surasti optimalų frakcijų

tarpusavio santykį Kadangi lengvus užpildus patogiausia matuoti tūrio vienetais bei apribojus

13

cemento sąnaudas iki 150 kgm3 (cemento piltinis tankis 1130 kgm3) ir prilyginus visą sausųjų

komponentų tūrį 100 (atitinkančių 5 tūrio dalims) gavome kompozito sudėtis pateiktas 3 lentelėje

Siekiant nustatyti lengvojo kompozito užpildo frakcijos stambumo ir kiekio poveikį kompozito

tankiui ir stipriui buvo tiriami kompozito bandiniai suformuoti pagal K-1divideK-6 sudėtis (3 lentelė)

OĮP kiekis formavimo mišiniuose buvo didesnis nei kompozitų su AAC trupiniais atveju ir siekė

0045 cemento masės todėl kad reikėjo hidrofilizuoti užpildo granules bei gauti lengvesnę

porizuotą matricą (2 pav)

3 lentelė Kompozitų su pūstojo stiklo granulėmis sudėtys

Kompozito

šifras

Sudėtis

Cementas tūrio dalys

PS granulių frakcijų tūrių dalys

PPS granulių tūrio dayis

8divide16 mm 4divide8 mm le4 mm le4 mm

K-1 083 500 - - -

K-2 083 - 500 - -

K-3 083 - - 500 -

K-4 083 166 166 166 -

K-5 083 250 125 125 -

K-6 083 300 100 100 -

K-7 057 279 - - 221

K-8 048 279 - - 221

K-9 04 279 - - 221

K-10 036 310 100 - 090

K-11 036 300 100 - 100

2 pav OĮP kiekio poveikis cementinės tešlos tankiui (Kligys 2009 Sinica et al 2009)

Atliktų tyrimų rezultatai rodo kad termoizoliacinio kompozito tankis pagrinde priklauso nuo

cementinės matricos kiekio kompozite ir beveik nepriklauso nuo pūstojo stiklo granulių frakcijos

stambumo Pavyzdžiui formuojant kompozitą kuriame cemento ir pūstojo stiklo granulių tūrinis

santykis siekia 0834 gaunamų kompozito bandinių tankis kinta nuo 390 kgm3 kai naudojamos

8divide16 mm stambumo granulės iki 410 kgm3 kai naudojamos le 4 mm stambumo granulės (3 lentelė

K-1divideK-3 kompozito sudėtys)

Analogišką tankį (390 kgm3) gauname naudojant užpildo frakcijų mišinį kuriame stambių vidutinių

ir smulkių pūsto stiklo granulių tūrinis santykis siekė 133133133 (4 lentelė K-4 kompozito

sudėtis) Ir tik padidinus stambios frakcijos pūstojo stiklo granulių tūrį mišinyje iki santykio 211

kompozito tankis sumažėjo iki 370 kgm3 (4 lentelė K-5 kompozito sudėtis) o kai stambių granulių

tūrinis santykis dar padidėjo iki 240808 gavome lengvąjį termoizoliacinį 320 kgm3 tankio

14

kompozitą (3 lentelė K-6 kompozito sudėtis) Suformuotų skirtingo tankio kompozito bandinių

gniuždymo stiprio vertės pateiktos 3 paveiksle

3 pav Termoizoliacinio kompozito bandinių gniuždomasis stipris Kompozito bandinių šifrai atitinka 3

lentelės duomenis

Kaip rodo 3 pav rezultatai didžiausiu stipriu (09 MPa) pasižymi 410 kgm3 tankio kompozitas K-1

(3 pav K-1 stulp) Esant kompozito tankiui 320 kgm3 jo gniuždomasis stipris yra dar pakankamas

ndash 035 MPa (3 pav K-6 stulp) Suformuoti kompozito K-1 divide K-6 bandiniai pateikti 4 pav Matome

kad gautų kompozitų struktūra yra vienalytė t y užpildų ir rišamosios medžiagos tarpusavio santykis

yra adekvatus

Siekiant gauti kuo mažesnį kompozito šilumos laidumo koeficientą mažinome jo tankį Gauto

kompozito gniuždomojo stiprio esama atsarga (pakanka 02 MPa) leido tai padaryti palaipsniui

mažinant portlandcemenčio kiekį nuo 150 kgm3 iki 100 kgm3 kompozite (4 lentelė) bei panaudojant

vietoje smulkiosios (le4 mm) PS granulių frakcijos smulkiąją (le4 mm) PPS trupinių frakciją (4

lentelė K-7divideK-10 kompozito sudėtys) bei panaudojus tarpinę (4divide8 mm) pūsto stiklo granulių frakciją

(4 lentelė K-11 kompozito sudėtis)

K-1 K-2 K-3

K-4 K-5 K-6

4 pav Kompozito bandinių suformuotų pagal K-1divideK-6 sudėtis struktūra

15

4 lentelė Palengvinto termoizoliacinio kompozito savybės

Kompozito

Šifras Tankis kgm3

Stipris MPa Šilumos laidumo koeficientas λ10 WmmiddotK

Gniuždymo Lenkimo

K-7 305 072 026 0114

K-8 260 039 019 0105

K-9 250 030 018 0095

K-10 245 026 017 0070

K-11 240 020 015 0069

Pastaba kompozito sudėtys atitinka 5 lentelės sudėtims

Apsistoti ties K-11 kompozito sudėtimi padėjo jo struktūros tyrimai Kompozito bandinių (K-7divideK-

10) skerspjūvio nuotraukos (5 pav) parodė kad užpildo grūdeliai netolygiai pasiskirstė cementinėje

matricoje o kai kur tarp matricos ir užpildų pasitaiko oro tuštumų

K-7 K-8 K-9

K-10 K-11

5 pav Kompozito bandinių suformuotų pagal K-7divideK-11 sudėtis struktūra

Įvertinus šiuos trūkumus kompozito struktūroje buvo atliktas K-10 sudėties koregavimas

portlandcemenčio kiekis liko toks pat (100 kgm3) o tam kad pasiekti tolygų užpildų pasiskirstymą

bei išvengti oro tuštumų struktūroje buvo palaipsniui didinamas pūsto stiklo stambios frakcijos kiekis

(nuo 126 iki 300 tūrio dalių) bei pridėta 1 tūrio dalis 4divide8 mm skersmens pūsto stiklo granulių ty

abiejų frakcijų pūsto stiklo granulių ir polistireninio putplasčio smulkios frakcijos tarpusavio tūrinis

santykis sudarė 311 (3 ir 4 lentelės K-11) Atlikti šio kompozito savybių tyrimai parodė kad esant

jo tankiui 240 kgm3 gniuždomasis stipris siekia 02 MPa o šilumos laidumo koeficientas ndash 0069

WmmiddotK (3 lentelė K-11)

Tolesni kompozito tyrimai buvo atlikti kompleksiškai nustatant rišamosios medžiagos ir užpildo

(pūsto stiklo granulių bei polistireninio putplasčio taros trupinių kiekio poveikį kompozitų tankiui

stiprumui šilumos laidumui laidumui vandens garams susitraukimui džiūstant bei atsparumo šalčiui

Bandinių formavimo sudėtys pateiktos 5 lentelėje o gauti tyrimų duomenys 6 7 8 9 10 ir 11

paveiksluose

16

5 lentelė Kompozitinės medžiagos formavimo mišinių sudėtys

Kompozito

sudėties Nr

Rišamosios

medžiagos

kiekis kgm3

Pūstojo stiklo granulių tūrinis santykis

Polistireninio putplasčio

taros granulių tūrinis

santykis

(8divide16) mm (4divide8) mm (0divide2) mm (0divide2) mm

1 700 3 1 1 -

2 1000 3 1 1 -

3 1300 3 1 1 -

4 700 3 1 - 1

5 1000 3 1 - 1

6 1300 3 1 - 1

Pastaba Užpildų kiekis bandiniuose (100) buvo prilygintas 5 tūrio dalims

6 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų tankiui

7 pav Kompozitų tankio priklausomybė šilumos laidumui

Tankio ir šilumos laidumo koeficiento mažiausios vertės priklauso nuo rišamosios medžiagos kiekio

esant 70 kgm3 ir panaudojus polistireninio putplasčio granules gaunamas mažiausias tankis tuo pačiu

ir mažiausia šilumos laidumas Šiuo atveju kompozitų stiprumas būna mažiausias bet pakankamas

užsiduotoms vertėms (8 pav) ty stipris gniuždant siekia virš 03 MPa o stipris lenkiant ndash 015 MPa

(9 pav) Tuo atveju kompozitų atsparumas šalčiui net po 100 šaldymo ciklų didina kompozitų stiprį

gniuždant (dėl tolesnio cemento mineralų hidratacijos proceso vykstančio bandymo metu) (10 pav)

Analizuojant kompozitų struktūrą po 100 šaldymo ciklų jokių suirimo požymių nepastebime tai

reiškia jog kompozitai atsparūs šalčiui (11 pav) Atsparumas šaldymui bandymas 4 5 sudėties

kompozitams dar vyksta todėl rezultatai nepateikti

17

8 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam gniuždymo stipriui

9 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam lenkimo stipriui

10 pav Kompozitų vidutinio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo šaldymo ciklų

a b c d 11 pav Kompozitai po 100 šaldymo ciklų a ndash 1 sudėtis b ndash 2 sudėtis c ndash 3 sudėtis d ndash 6 sudėtis

18

32 Lakštų rišamosios medžiagos parinkimas ir savybių tyrimas

Šie tyrimai labai aktualūs lakšto apdailino sluoksnio formavimo mišiniui kurį kaip tik ir sudaro

portlandcementis FS40 polikarboksilatas ir 10 portlandcemenčio keičiantis MK Technologiškai

yra svarbu kad formuojant po pirmo pasluoksnio suformavimo galima būtų kuo greičiau įspausti

armuojantį stiklo audinio tinklelį į cementinę tešlą Tai padėjo atlikti 10 portlandcemenčio

keičiantis MK ir 02 PC masės polikarboksilatinio superplastiklio FS ndash 40 priedas

FS-40 polikarboksilatinio superplastiklio ir MK poveikis portlandcemenčio mineralų hidratacijai

pateiktas 12 pav

12 pav Egzotermijos efekto temperatūrų kaitos priklausomybė nuo laiko 1 ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC +

MK 4 - PC + MK + FS40

Gauti duomenys rodo kad ir MK ir FS-40 priedai lėtina PC mineralų hidrataciją bei žemina

egzoterminio efekto temperatūrą jei gryno cemento Tegzo = 95 ˚C tegzo = 420 min (12 pav 1 kr) tai

esant mišinyje abiems priedams Tegzo sumažėja iki 65 ˚C o tegzo pailgėja iki 1070 min (12 pav4 kr)

Šių priedų poveikis siūlių sukietėjusio skiedinio tankiui pateiktas 13 pav

13 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio tankiui 1 ndash PC 2 ndash

PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

13 pav duomenys rodo kad superplastiklio priedas padidina sukietėjusio skiedinio tankį 125 (13

pav 2 kr) tuo tarpu MK pakaitalas jį 10 mažina 13 pav 3 kr) todėl abiejų medžiagų (priedo ir

pakaitalo) poveikyje tankis sumažėjo nežymiai (apie 5 ) Jų poveikis gniuždymo stipriui pateiktas

14 o lenkimo ndash 15 pav

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

20

30

40

50

60

70

80

90

100T

emp

erat

ucircra

0C

Laikas min

1

3

2

4

19

14 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio gniuždymo stipriui 1

ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

15 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio lenkimo stipriui 1 ndash

PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

Atliktų tyrimų rezultatai parodė kad superplastiklio priedas padidina kaip gniuždymo taip ir lenkimo

sukietėjusio skiedinio stiprį atitinkamai 8 ir 26 (14 ir 15 pav 1 ir 2 kr) tuo tarpu MK daro

teigiamą poveikį tik lenkimo stipriui (15 pav 3 kr)

33 Lengvojo užpildo ir RM santykio nustatymas apdailiname sluoksnyje

ir jo savybių tyrimas

Siekiant pagerinti apdailinio sluoksnio termoizoliacines savybes į formavimo mišinį buvo pridedama

smulkiosios iki 2 mm PS frakcijos granulių kurių tūris sudarė atitinkamai 25 ir 50 RM tūrio

Tankio ir stipruminių savybių kaita priklausomai nuo PS granulių tūrio pavaizduota 16 ir 17 pav

20

16 pav Apdailinio sluoksnio tankio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

17 pav Apdailinio sluoksnio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

18 pav Apdailinio sluoksnio lenkimo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

Gauti duomenys rodo kad sukietėjusio skiedinio tankis ir stiprumas proporcingai mažėja nuo PS

granulių tūrio didėjimo formavimo mišinyje Optimalus PS užpildo kiekis buvo nustatytas lyginant

suformuotų plokštelių fasado paviršius (19 pav)

21

19 pav Apdailinio sluoksnio paviršiaus kokybės priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo

mišinyje 1 ndash 25 2 ndash 50 3- 60 4 ndash 75

Vizualiai lyginant gautų paviršių kokybę galima teigti kad PS granulių tūris formavimo mišinyje

turi būti ne didesnis kaip 50

34 Porėtų PS granulių dydžio poveikis lakšto termoizoliacinio sluoksnio fizikinėms

mechaninėms savybėms

Nustatant PS granulių dydį iš pradžių buvo panaudotos ir stambiosios (8divide16 mm) frakcijos granulės

tačiau tokio kompozito sukibimas su apdailinio sluoksnio stiklo tinkleliu nebuvo kokybiškas dėl

stambių neužpildytų cementine tešla ertmių tarp užpildo granulių Dėl šios priežasties šių bandinių

lenkimo stipris nesiekdavo net 01 MPa o pats bandinys išsisluoksniuodavo (20 pav) tuo tarpu

vidutinės (4divide8 mm) ir smulkiosios (iki 2 mm) PS frakcijos bandiniai po bandymo likdavo

neišsisluoksniavę Norint pagerinti badinių su stambiąja PS frakcija sukibimą su tinkleliu teko

naudoti daugiau cementinės tešlos glaistant ja ant tinklelio paviršiaus nes tešla prasmukdavo pro

tinklelio akutes į ertmes tarp stambiosios frakcijos granulių kas blogino kompozito termoizoliacines

savybes Todėl stambiosios frakcijos granulių tolesniuose tyrimuose teko atsisakyti 6 lentelėje

pateiktos tirtų kompozitų savybių vertės Geriausiomis termoizoliacinėmis savybėmis pasižymi LV

ndash 7 sudėties kompozitas kurio šilumos laidumo koeficientas turi mažiausią vertę ndash 0075 WmmiddotK o

jo stipruminės savybės ne žymiai nusileidžia kitų kompozitų su didesniu RM kiekiu savybėms 20

pav pateikta kompozito bandinių struktūra su stambiosios ir smulkiosios PS frakcijų granulėmis

20 pav Termoizoliacinio sluoksnio bandinių vaizdas po lenkimo stiprio nustatymo bandiniai su stambia PS granulių frakcija (be numeracijos) smulkiosios ir vidutinės frakcijos bandiniai

pažymėti 32 ir 52

22

6 lentelė Kompozitų su porėtais užpildais savybės

Kompozitų šifrai atitinka 3 lentelės šiframs

Lenkimo stipris buvo nustatomas bandant prizmes su įtvirtintu iš abiejų pusių stiklo audinio tinkleliu

a b

21 pav Lakšto termoizoliacinio sluoksnio struktūra kai užpildą sudaro PPS (30 visų užpildo tūrio)

ir PS granulės a ndash stambiosios frakcijos b ndash smulkiosios frakcijos (LV ndash 5) sudėtis ir smulkiosios ndash

vidutinės frakcijos (LV- 7) sudėtis

Kompozito

šifras

Sausasis tankis

kgm3

Gniuždymo

stipris MPa

Lenkimo stipris

MPa

Šilumos laidumo

koeficientas 10

W(mK)

LV-1 420 065 070 0135

LV-2

LV -3

LV-4

LV-5

LV-6

LV-7

385

375

355

330

280

240

060

055

050

050

045

040

065

050

050

045

040

030

0130

0125

0100

0090

0080

0075

23

4 Bendradarbiavimas su projekto partneriais

Glaudžiausias bendradarbiavimas buvo vykdomas su Projekto partneriu iš Lietuvos ndash UAB ldquoElnet

Grouprdquo Ūkio subjektas pastoviai buvo supažindinamas su vykdomais moksliniais tyrimais bei

gautais tyrimų rezultatais Buvo diskutuojama kaip būtų galima juos įgyvendinti praktikoje Darbų

pasiskirstimas tarp Projekto partnerių reikalauja tampraus bendradarbiavimo kad ūkio subjektas

galėtų sukurti technologinę įrangą sugebančia pasiekti tyrimais nustatytus cementinio

termoizoliacinio kompozito technologinius parametrus Kartu buvo išbandomi technologinių

įrengimų ndash maišyklės formavimo mišinio sudėtinių komponentų maišymo principas bei darbinio

maišyklės veleno konstrukcija Daug problėmų kėlė paruošto mišinio transportavimas lanksčių žarnų

pagalba į tarpą tarp klojinių Cementinio termoizoliacinio kompozito sudėtiniai komponentai ndash

užpildo granulės (padengtos apvalios pūsto stiklo tuščiavidurės formos kevalu) turi nedidelį

atsparūmą gniuždymui ir veikiant didesnei spaudimo jėgai turi galimybę suirti Bendradarbiaujant

su Slovakijos firma bdquoSTROJSTAV CMldquo ši problema buvo išspręsta

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu Pirmoje komandiruotėje buvome susitikę su mokslinės dalies

vadove Eva Navratilova kuri sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės

praktikos Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami

cementinio termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų

tarpusavio jungties pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku

aptarėme bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo

sistemų tyrimus Lietuvoje buvo suformuoti bandiniai o Libereco universitete atliekami triukšmo

slopinimo sistemos elementų dinaminio standžio matavimai Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių

metu Čekijos ūkio subjekto atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su poretų granulių gamyba iš

maltų šlako atliekų ir kartu numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei

sieninių panelių gamyboje Bendradarbiavimas tarp partneriu bus tęsiamas per visą Projekto

vykdymo laikotarpį

24

5 Projekto etapai ir tarpiniai rezultatai

Pirmame projekto etape turėjome parinkti termoizoliacinio cementinio kompozito skirto sienų

konstrukcijoms formavimo mišinio parametrus Darbo eigoje nustatyta kad termoizoliacinio

cementinio kompozito matrica turi sudaryti porizuota cementinė tešla modifikuota pūsto stiklo

gamybos atlieka ndash metakaolino priedu Kompozito užpildu kuris sudaro 100 tūrio yra

kombinuotos PS granulės pagamintos iš stiklo duženų miltų ir polistireninės taros susmulkinti

trupiniai PS granulės yra skirtingų frakcijų nuo 4 iki 16 mm dydžio ir kompozite tartusavyje liečiasi

tokiu būdu suformuodami termoizoliacinės medžiagos bdquokarkasąldquo PPS smulkūs trupiniai užpildo

tarpus tarp PS granulių ir tokiu būdu mažino laisvo oro erdvę kompozito struktūroje Šis faktorius

turi tiesioginę įtaką kompozito šilumos laidumo vertei Kompozito užpildas tarpusavyje jungiamas

plonu porizuotos modifikuotos cementinės tešlos sluoksniu Taip yra gaunamas lengvas cementinis

termoizoliacinis kompozitas kurio tankis siekia 230 ndash 250 kgm3 šilumos laidumo koeficientas yra

apie 007 WmmiddotK gniuždymo stipris apie 03 MPa

Kitas uždavinys buvo sukurti termoizoliacinio cementinio kompozito gamybos technologiją

Sprendžiant šią užduotį buvo ištirtas modifikuojančių priedų ir jų maišymo trukmės poveikis

cementinės matricos savybėms rišamosios medžiagos ir skirtingos frakcijos granulių kiekio įtaka

termoizoliacinio sukietėjusio kompozito savybėms Atlikti moksliniai tyrimai leido parinkti

formavimo mišinių maišymo trukmę sudėtiniu komponentų padavimo į formavimo mišinio

paruošimo maišyklę eiliškumą rišiklio rišimosi laikus įvertinant priedų poveikį cemento mineralų

hidratacijos procesui Nustatyta kad pradiniame etape reikia vandenyje permaišyti orą įtraukiatį ir

mišinį plastifikuojanti priedus ir cementą po to maišyti PPS smulkius trupinius ir tik po to į

formavimo mišinių paruošimo maišyklę dėti PS granules Bendra formavimo mišinio paruošimo

trukmė siekia 7 ndash 10 min Laboratorinėmis salygomis paruoštu formavimo mišiniu buvo užpildomos

bandinių formavimui skirtos formos Suformuoti bandiniai iš formų buvo išimami po 12 val

sudedami į polietileninius maišus ir natūraliose sąlygose buvo kietinami 28 paras

Kompozito bandinių fizikinės savybės bei sudėtinių kompozito komponentų tarpusavio jungties

pobūdis kontakto zonoje buvo nustatomos tiriant bandinius pagal galiojančius techninius

reikalavimus VGTU Termoizoliacijos instituto laboratorijose sukomplektuotomis naujausią įranga

Šių tyrimų rezultatai yra pateikiami ataskaitoje plačiau aprašant termoizoliacinio kompozito fizikines

savybes

Darbe buvo sprendžiamas ir armuotų termoizoliacinių lakštų ir jų gamybos technologijos sukūrimas

Lakštų prototipu buvo parinkta dekoratyvinio apdailos laksto konstrukcija sukurta projekto vadovo

ir apginta Lietuvos patentu Nr 4599 Toks techninis sprendimas leido termoizoliacinio kompozito

sluoksnį iš abiejų pusių armuoti stiklo audinio tinkleliu ir sukurti padidinto atsparumo lenkimui

termoizoliacinį lakštą Moksliniais tyrimais buvo nustatyta kad lakštų konstrukcijose galima naudoti

tik 2-8 mm dydžio pūsto stiklo granules o cementine tešlą galima modifikuoti MK priedų iki 30

nuo cemento masės Stiklo audinio tinklelį galima panardinti į cementinės tešlos ir smulkių PS

granulių mišinį esant granulių užpildo kiekiui ne didesniam kaip 50 tešlos mišinio tūrio Optimalus

armuojančių stiklo audinio tinklelių akučių dydis 45times45 mm užtikrinantis sluoksnių esančių

abiejuose tinklelio pusėse stabilią jungtį

Lakštų gamybos išmatavimus lemia gaminami armuojančių tinklelių matmenys Esant tinklo kilimo

pločiui 1000 mm automatiškai išsisprendžia ir lakštų plotis kuris gali būti 500 mm arba 10 m Esant

kitam lakšto pločiui reikalingas tinklelio jungimas kas didina gamybos proceso imlumą ir gamybos

kaštus

Sukurta laboratorinė lakštų gamybos technologija kurioje yra numatyta sekančios operacijos

išvardintos eilės tvarka modifikuotos cementinės tešlos užpilimas ant formos dugno tolygus

cementinės masės paskleidimas armuojančio apatinio tinklelio įspaudimas į cementinę masę

termoizoliacinio cementinio formavimo masės sluoksnio užpilimas į formą ir jos tolygus

paskirstymas viršutinio armuojančio tinklelio uždėjimas ant viršutinio termoizoliacinio kompozito

formavimo masės paviršiaus viršutinio tinklelio dengimas cementine mase jos tolygus paskirstymas

ir įspaudimas į tinklelio akutes Tokiu būdu pagamintas lakštas turi lygų apatinį paviršių ir grubų

25

viršutinį Panaudojus lakštus klojinių konstrukcijose lygus paviršius formuoja galutinai išlygintą

sienos plokštumą reikalaujančią minimalių darbo sąnaudų paviršiaus apdailai Išorinių apdailos

lakštų paviršiaus formavimas bus sprendžiamas ateityje

Įvertinant lakšto paskirtį galime konstatuoti kad termoizoliacines lakšto sąvybes lemia užpildo

granulių kompaktiškas pasiskirstymas lakšto termoizoliacineme sluoksnyje Stambios granulės turi

formuoti karkasą liesdamosios tarpusavyje o tarpai tarp jų turi būti ūžpildyti smulkios frakcijos PPS

trupinių granulėmis Reikia stengtis kad būtų kuo mažiau neužpildytų oro tarpų Lakšto

termoizoliacines sąvybes gerina smulkios frakcijos PS granulių kiekis esantis modifikuotoje

cementinėje tešloje iki 50 tūrio

Lakšto lenkimo stipriui didžiausios įtakos turi armuojančio tinklelio akučių dydis tinklelio sukibimas

su cementine tešla užpildo granulių stabili tarpusavio jungtis bei paties lakšto storis Skaitome kad

mažiausias lakšto storis galėtų būti 25 mm

Pirmais metais viešinant projektą buvo parengtas mokslinis straipsnis apie įvairių priedų poveikį

cementinės matricos porizacijai Be priedų poveikio buvo atsižvelgta į formavimo mišinio maišymo

trukmę Medžiaga apie matricos porėtumo didinimo būdus išsamiai pateikta publikacijoje o

ataskaitoje pateikiama tik nuoroda į straipsnyje pateikiamus tyrimo rezultatus

Žurnale ldquoMokslas ir technikardquo yra supažindinama Lietuvos visuomenė apie Eureka projekto

partnerius projekto tikslus kuriuos turėtų įgyvendinti kiekvienas partneris atskirai darbus

koordinuojant VGTU projekto vadovui Pateikiama projekto trukmė bei nurodomi finansavimo

šaltiniai tame tarpe ir iš Europos struktūrinių fondo lėšų

26

6 Tyrimų mokslinė vertė

Mokslinę liekamąją vertę turi modifikuojančių priedų poveikio cementinės matricos mišinio bei

akmens poretumui tyrimai Ištirta pucolaninio priedo pūsto stiklo gamybos atliekos ndash metakaolino

poveikis cementinės matricos tankiui cemento mineralų hidratacijos procesui mišinio klampai bei

poreto cementinio akmens fizikinėms sąvybėms Ši priklausomybė sujungta kartu su orą įtraukiančiu

ir plastifikuojančių priedų panaudojimu modifikuojant cementinę tešląTyrimų rezultatai yra

apibendrinti moksliniame straipsnyje išsiūstame į Oksfordo universiteto žurnalą bdquoConstruction and

Building Materialsldquo

Porėtų užpildo granulių granuliometrinės sudėties ir jų frakcijų santykis bei porizuotos matricos

kiekio poveikis cementinio termoizoliacinio kompozito savybėms bus apgintas Lietuvos patentu su

tolesniu patentavimu ES

Cementinio termoizoliacinio kompozito ir jo gamybos technologijos sukūrimas leis statyti kokybiškai

naujus namus artimus pasyvaus namo koncepcijos keliamiems reikalavimams

27

7 Išvados ir rekomendacijos

1 Nustatyta kad kompleksinis (MK+FS40+OIP) priedas betonų mineralų hidratacijos procesą

cemento tešloje prailgina iki 1100 min pasiekdamas 60 degC egzoterminio efekto maksimalią

temperatūrą MK modifikuotos cemento tešlos hidratacijos procesas nežymiai pailgėja nors dėl

papildomos pucolaninės reakcijos tarp MK ir cemento hidratacijos produktų egzoterminio efekto

maksimali temperatūra pakyla 8 degC

2 Ištirta kad kompleksinio priedo (FS40+OIP) poveikis mažinant cementinės tešlos tankį labiausiai

pastebimas MK priedų modifikuotoje cementinėje tešloje Modifikuotos cementinės tešlos tankis

sumažėja 33 karto nuo 2158 kgm3 iki 714 kgm3 po 10 min mišinio maišymo Tai yra apie 29

mažesnis tankis nei maltu smėliu modifikuotos cementinės tešlos ir 32 mažesnis tankis nei gryno

cemento porizuotos tešlos Sukietėjusios tešlos ndash porėto betono tankis siekia apie 800 kgm3 tuo tarpu

gryno cementbetonio ndash 1150 kgm3 o maltu smėliu modifikuoto betono ndash 1200 kgm3 Šiuos pokyčius

galima paaiškinti lengvos sutirštintos struktūros formavimo mišinyje susidarymu ir OIP molekulių

adsorbuotų ant cemento dalelių paviršiaus pakankamos jungties suformuotu oro burbuliuku

užtikrinimas

3 Nustatyta kad pucolaniniu priedu MK modifikuota cementinė tešla kartu su kompleksiniais (FS40

ir OIP) priedais įtakoja papildomų naujadarų ndash kalcio hidrosilikatų susidarymą mikro struktūros

pokyčius užtikrinančius submikrokristalinę struktūrą cementinėje matricoje Tai užtikrina mažo

tankio porėto betono pakankamą stiprumą 800 kgm3 tankio porėto betono gniuždymo stipris siekia

25 MPa o lenkimo stipris 10 MPa

4 Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo - 35 tūrio sudaro stambios PS granulės (8-16 mm) Vidutinio

dydžio (4-8 mm) PS granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio PPS trupintos granulės sudaro po 15

kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių ir suformuoti kompaktiškai

užpildyta kompozito struktūrą Sukurtas cementinis termoizoliacinis kompozitas kurio sudėtis

modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3 rišamosios medžiagos

kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia 007Wm∙K

esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

5 Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 - MK o kompozito

RM ir smulkių iki 2 mm stambumo PS granulių tūrių santykis sausame mišinyje yra 11 Sukietėjusio

skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

6 Nustatytas porėtų užpildų PS ir PPS granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis

termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos

laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K) gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos

granulės padengtos porizuota cementine tešla (esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3)

tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai

padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS

granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31) tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per

porizuotą matricą

28

8 Literatūra

Antonovič V Goberis S The effect of different admixture of the properties of refractory conerefe

with portland cement Material science (Medžiagotyra) 4(9) 2003 379-382 p

Asthana R Kumar ADahotre N B2006 Materials Processing and Manufacturing Science

Amsterdam Butterworth-Heinemann 628 p

bdquoAstra ndash polskaldquo firmos tinklalapis internete httpwwwastra-polskacom

Brykov A S Kamaliev R T Mokeev M V 2010 Influence of ultradispersed silica on portland

cement hydration Russian Journal of Applied Chemistry 83(2) 208minus213

Capener J C-M 2009 Properties of Modern Rendering Systems Based on Mineral Binders

Modified by Organic Admixtures Concrete Repair Rehabilitation and Retrofitting II ndash Alexander et

al (eds) Taylor and Francis Group London 863 ndash 869

Davraz M Gunduz L 2005 Engineering properties of amorphous silica as a new natural pozzolan

for use in concrete Cement and Concrete Research 35(7) 1251ndash1261

Du L Folliard K J 2005Mechanisms of entrainment in concrete Cement and Concrete Research

35(8)1463 ndash 1471

Hernaudes-Olivares F Mayer-Lobo P 2011 Experimental Assessment of Comercial One-coat

Renders for Buildings Facades Construction and Building Materials 22 (1) pp 156 ndash 162

Hilal A AThom N H Dawson A R 2015 On void structure and strength of foamed concrete made

without with additives Construction and Building Materials 85 157 ndash 164

Houst Y F Bowen P Perche F Kauppi A Borget P Galmiche L Meins J F Lafuma F

Flatt R J Schober I Banfill P FG Swift D S Myrvold B O Petersenf B G Reknes K

2008 Design and function of novel superplasticizers for more durable high performance concrete

(Superplast Project) Cement and Concrete Research 38(10) 1197 ndash 1209

Hurley J A 2003 UK market survey for foam glas Published by The Waste and Resource Action

Programme The Old Academy 114 p Prieiga per internetą httpwwwwraporguk

Kligys M Laukaitis A Sinica M Sezemanas G Dranseika N 2008 Investigations into the fire

hazard of a composite made from aerated concrete and crushed expanded polystyrene waste

Mechanics of Composite Materials 44(2) 173 ndash 180

Kligys M 2009 Kompozitinės medžiagos iš poringosios cemento tešlos ir trupinto polistireninio

putplasčio gamybos technologija ir savybės Daktaro disertacija Vilnius 137 p

Landensivu J 2012 Durability properties and actual deterioration of Finish concrete fasades and

balcones Thesis for the degree of doctor of science in technology Tampere university of technology

117 p

Lauzon M Garcia-Ruiz P A 2009 Evaluation of Capillary Water Absorbtion in Rendering Mortars

with Powdered Waterproofing Additives Construction and Building Materials 23 (10) 3287 ndash 3291

Lianxiang D Kevin J 2005 Mechanizm of air entrainment in concrete Cement and Concrete

research (35) 1463-1471 p

Limbachiya M Meddah M S Fotiadou S 2012 Performance of granulated foam glass concrete

Construction and Building materials 28(1) 759ndash768

LST EN 197-12011 Cementas 1 dalis Įprastinių cementų sudėtis techniniai reikalavimai ir atitikties

kriterijai

LST EN 196-62010 Cemento bandymų metodai 6 dalis Smulkumo nustatymas

29

LST EN 196-32005 Cemento bandymų metodai 3 dalis Rišimosi trukmių ir tūrio pastovumo

nustatymas

LST EN 933-12002 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 1 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Sijojimo metodas

LST EN 933-22001 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 2 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Analiziniai sietai Vardiniai akelių matmenys

LST ISO 3310-12003 Laboratoriniai sietai Techniniai reikalavimai ir bandymai 1 dalis

Laboratoriniai pinto metalinio vielinio tinkle sietai (tpt ISO 3310-12000) LST EN 1097-62003

Užpildų mechaninių ir fizikinių savybių nustatymo metodai 6 dalis Dalelių tankio ir įmirkio

nustatymas

LST EN 1015-3+A12004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 3 Determination of

Consistence of Fresh Mortar (by Flow Table)

LST EN 1015-102004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 10 Determination of Dry

Bulk Density of Hardened Mortar

LST EN 1015-112002 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 11 Determination of

Flexural and Compressive Strength of Hardened Mortar

LST EN 1015-182003 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of Water

Absorption Coefficient Due to Capillary Action of Hardened Mortar

LST EN 1015-122004 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of

Adhesive Strength of Hardened Rendering and Plastering Mortars on Substrates

LST EN 120892013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiai Elgsenos lenkiant nustatymas

LST EN 16022013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiaiTariamojo tankio nustatymas

LST EN 826 Statybinės termoizoliacines medžiagos Stiprio gniuždant nustatymas

LST EN 126642002 Šiluminės statybinių medžiagų ir gaminių charakteristikos Šiluminės varžos

nustatymas apsaugotos karštosios plokštės ir šilumos srauto matuoklio metodais Vidutinės ir mažos

šiluminės varžos sausi ir drėgni gaminiai

LST EN ISO 125712013 Hygrothermal Performance of Building Materials and Products -

Determination of Hygroscopic Sorption Properties

LST CENTS 772 -222006 Mūro gaminių bandymo metodai 22 dalis Keraminių mūro gaminių

atsparumo šalčiui nustatymas

LST L 1413112005 Statybinis skiedinys Bandymo metodai Atsparumo šalčiui nustatymas

LVS 203-22005 Sakret stiklo audinio armavimo tinklelis

Marčiukaitis G 2007 Statybinės medžiagos ir konstrukcijos Paskaitų konspektas Vilnius 88 p

Mисников O С Тимофеев АВ Черткова ЕЮ 2011 Гидрофобизация минеральных

дисперсных материалов добавками на основе торфа Труды Инсторфа 2 (55)15 ndash 33

Oğuzhan Keleştemur Bahar Demirel 2015 Effect of metakaolin on the corrosion resistance of

structural lightweight concrete Construction and Building Materials 81172 - 178

Quercia G Huumlsken G Brouwers H J 2012 Water demand of amorphous nanosilica and its

impact on the workability of cement paste Cement and Concrete Research 42(2) 344ndash357

Paruta V A Brynzin E I 2009 Manual on Designing and Erecting of Buildings using the Products

with Trademark UDK GAZOBETON Dnepropetrovsk 213 p

30

Ramachandran V S 1998 Superplasticizersproperties and applications in concrete Ottawa

Materials Technology LaboratoryCANMET

Ries J 2008 Structural lightweight aggregate and concrete Structure June 62-63

Ru Ji Zuotai Zhang Yang He Lili Liu Xidong Wang 2015Synthesis characterization and modeling

of new building insulation material using ceramic polishing waste residue Construction and Building

Materials 85 119 ndash 126

Сеземан Г Синица М Клигис М Шепутите-Юцике Ю Вайткус С Мечай А 2013

Цементные строительные композиты на основе лёгких заполнителей из техногенного сырья

Материалы международной научно ndash технической конференции laquo Наука и технология

строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29 ноября Минск

БГТУ 21 ndash 24

Sezemanas G Sinica M Zacharčenko P Pivenj N Mikulskis D Kligys M 2013 Influence

of zeolite additive on the properties of plaster used for external walls from autoclaved aerated

concrete Materials Science (Medžiagotyra) 19(2) 222ndash229

Синица М Шепутите-Юцике Ю Сеземан Г Клигис М Мечай А 2013 Особенности

выполнения ограждающих конструкций с использованием заливной теплоизоляции на основе

гранул вспученного стекла Материалы международной научноndash технической конференции laquo

Наука и технология строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29

ноября Минск БГТУ 69 ndash 72

Sinica MSezemanas GKligys M Česokas S 2007 Investigation of hydro ndash and higro ndash sorption

properties of silicate masonry products Materials Science (Medžiagotyra) 13(3) 229ndash 234

Sinica M Sezemanas G Chesnauskas V 2005 Influence of Air Absorbing Additive on Plaster

Layer Properties Designated to Cover Partions Built from Autoclave Porous Concrete Blocks

Chemical Technology (Cheminė technologija) 4 (38) 91 ndash 95

Sinica M Laukaitis A Sezemanas G Kligys M 2008 Operational Properties of a Heat-insulation

Composite with Expanded Polystyrene Crumbs Mechanics of Composite Materials 4 (44) 415 ndash 424

Sinica M Sezeman G Mikulskis D Kligys M Česnauskas V Zacharčenko P Kuprijenko

P Ščerbina N Pivenj N 2009 Investigation of the composite material with inclusions of

autoclaved aerated concrete chips Materials science 15 ( 4) 356ndash362

Sinica M Sezeman G Zakharchenko P 2012 Daugiasluoksnė lauko atitvara ir jos džiovinimo

būdas Patentas LT5837B

Стерлятов АН 2007 Совместный тепло- и влаго- перенос в ограждающих конструкциях

зданий из газобетона Дисертация кандидата технических наук Новосибиpск 167 с

Tobon J I Paya Jordy Restrepo O J 2015 Study of durability of portland cement mortars blended

with silica nanoparticles Construction and Building Materials 80 92 - 97

STR 205012005 Pastatų atitvarų šiluminė technika Statybos technikos reglamentai Statybos ir

urbanistikos ministerija Vilnius 2005 109p

STR 201102007 Išorės tinkuojamos sudėtinės termoizoliacinės sistemos Statybos technikos

reglamentai Statybos ir urbanistikos ministerija Vilnius 2007 p

Šadauskienė J Ramanauskas J Stankevičius V 2003 Effect of hydrophobicmaterials on water

impermeability and drying of finish brick mansory Material science (medžiagotyra) 9 (1) 94 - 98

Ungkoon Y Sittipunt Ch Namprakai P Jetipattaranat W Kim KS Charinpanitkul T 2007

Analysis of microstructure and properties of autoclaved aerated concrete wall construction materials

Journal of Industrial and Engineering Chemistry 13(7) 1103ndash1108

31

Weigler H Karl S 1980 Structural lightweight aggregate concrete with reduced density-

lightweight aggregate foamed concrete The International Journal of Lightweight Concrete 2 101ndash

104

Xu Y Chung D D L 1999a Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behaviour

of cement paste ACI Materials Journal 96(4) 455minus461

Xu Y Chung D D L 2000a Improving silica fume cement by using silane Cement and Concrete

Research 30(8) 1305- 1311

Zain M F M Safiuddin Md Mahmud H 2000 Developement of high performance concrete

using silica fume at relatively high water-binder rations Cement and Concrete Research 30(9) 1501

ndash 1505

Захарченко П Синица М Сеземан Г Чеснаускас В 2009 Изменение влажности стеновых

конструкций из ячеистобетонных блоков с системой скреплённой теплоизоляции Будiвельнi

матерiали вироби та санiтарна технiка науково-технiчний збiрник Киев Товариство

laquoЗнаниеraquo Украiни (23) 50 ndash 53234

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje

Page 9: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

9

12 Literatūros apžvalga

Siekiant užtikrinti reikiamą sienos šiluminę varžą naudojamos daugiasluoksnės atitvaros

susidedančios iš vidaus tinko AAC blokų termoizoliacinio bei išorės tinko sluoksnių Dažniausiai

termoizoliacinį sluoksnį sudaro mineralinės vatos arba polistireninis putplastis (1 pav)

Toks daugiasluoksnės sieninės atitvaros šiltinimas įgavo sudėtinės termoizoliacijos sistemos (STS)

pavadinimą (STR201102007) Tačiau STS turi trūkumų

- polistireninis putplastis yra nelaidus vandens garams todėl patalpos turi būti

intensyviai ventiliuojamos

- mineralinės vatos plokštės sugeria drėgmę todėl turi būti rengiami specialūs

ventiliuojami fasadai

- polistireninis putplastis yra degi medžiaga Gaisro metu iš abiejų šiltintojų skiriasi

nuodingi lakūs produktai

1 pav Daugiasluoksnės atitvaros siena a ndash AAC su putų polistireniniu putplasčiu b ndash AAC su mineralinės

vatos sluoksniu ir ventiliuojamuoju fasadu c ndash rūsio sienos šiltinimo variantas 1 ndash AAC blokas 2 ndash vidaus

tinko sluoksnis 3 ndash putų polistireno ar mineralinės vatos pluokštė 4 - išorės tinkas 5 - apdailos plyta 6 ndash oro

tarpas 7 ndash hidroizoliacija 8 - apsauginė plėvelė 9 ndash gruntas (Захарченко еt al 2009)

Įvertinus išvardintus STS trūkumus galima teigti kad pastaruoju metu tampa vis aktualesniu

lengvųjų termoizoliacinių statybinių kompozitų panaudojimas Pastatų statyboje yra naudojamos

progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007) Išorinės sienos

daromos iš lengvo betono (putbetonio keramzitbetonio) šiluminei varžai padidinti daromos

sluoksniuotos monolitinės sienos su termoizoliacinių polistireninio putplasčio arba mineralinės vatos

plokščių įdėklais iš abiejų pusių apsaugotais betono sluoksniu Pagal šią technologiją sudėtiniai

atitvarų elementai tarpusavyje jungiami jungčių kurios yra fiksuojamos užpiltiniuose lengvo betono

sluoksniuose pagalba

Formuojant lakštinius gaminius iš portlandcemenčio ir vandens svarbu gauti stabilią cemento tešlą

kurią galima būtų paskleisti plonu sluoksniu ant formos dugno paviršiaus Tokį efektą galima pasiekti

naudojant superplastiklius tarp kurių dažniausiai į cementinį mišinį pridedami nedideli kiekiai

(01divide15 ) polikarboksilatų Šie priedai efektyviai disperguoja cemento daleles dengdami jas plonu

10

monomolekuliniu sluoksniu Polikarboksilatinių superplastiklių aukšta dispergavimo geba aiškinama

didesnio kiekio uždaryto tarp cemento dalelių vandens išsilaisvinimu į aplinkinį tirpalą Ir nors

plastikliai lėtina cemento hidratacijos procesą tačiau galutiniame jų poveikyje suformuoti gaminiai

įgauna didesnį mechaninį stiprumą (Ramachandran 1998 Houst et al 2008)

Jei ruošiant cemento mišinius naudojami OĮP tai susidarę oro burbuliukai sukimba su hidratuoto

cemento dalelėmis kurių masė padeda disperguoti oro burbuliukus mišinyje ir tuo pačiu mažina jų

polinkį slinkti prie paviršiaus t y flotacijos jėga mažina dalelių nusėdimo galimybes ir greitį

(Lianxiang and Kevin 2005) Priklausomai nuo cemento dalelių sunkio ir įtrauktų oro burbuliukų

kiekio gauname atitinkamo tankio cementinę tešlą kuri sukietėjusi sudaro porėtą betoną (Sinica et al

2005) Atkreipiamas dėmesys į tai kad cementinės tešlos porizacijos procese svarbų vaidmenį vaidina

vanduo Vandens kiekis daro tiesioginį poveikį betono mišinio slankumui Didėjant slankumui

cementinė tešla geba įtraukti didesnį oro kiekį ir tuo pačiu didinti jos porėtumą Tačiau jei betono

mišinio slankumas viršija 150 mm didesni oro burbuliukai dėl plūdurumo jėgų pasidaro mažiau

stabilūs ir bendras oro kiekis betono mišinyje sumažėja (Du and Folliard 2005) Kitas OĮP kaip PAM

poveikis yra kai kurių hidrofobinių dalelių dėl tirpalo paviršiaus įtempimo sumažinimo

hidrofilizacija Rezultate šių dalelių paviršius legvai ir kokybiškai pasidengia cementiniu skiediniu

kas be OĮP butų atlikti problematiška (Kligys 2009)

Betonų stiprumo didinimui ir jų tankio mažinimui yra naudojami pucolaniniai priedai Tai yra aktyvūs

mineraliniai priedai kurie kambario temperatūroje reaguoja su Ca(OH)2 Šių reakcijų metu susidaro

kalcio hidrosilikatai hidroaliuminatai ir kt hidratai kurie didina cementinio akmens stiprumą

Pucolaninėse medžiagose pagrindiniai aktyvūs komponentai yra Al2O3 SiO2 Fe2O3 (Xu and Chung

2000a Brykov et al 2010) Pagal saveiką su Ca(OH)2 yra priedai kurių pagrindą sudaro amorfinis

SiO2 (diatomitai trepeliai opokos SiO2 mikrodulkės ir kt) priedai kurių pagrindą sudaro degtas

molis ndash metakaolinas pelenai šlakai ir kt bei priedai kurių pagrindą sudaro stiklo būsenos silikatai

ir aliumosilikatai (tufai penzos ir kt Zain et al 2000) Reikia atkreipti dėmesį į tai kad degto molio

pagrindinis komponentas ndash inertinis kaolinitas ndash dehidratuojasi ir pereina į aktyvų amorfizuotą

metakaolinitą (Al2O3 2SiO2 Quercia et al 2012) Jam reaguojant su kalkėmis Ca(OH)2 susidaro

hidrogelenitas (2CaO∙Al2O3 SiO2∙8H2O) ir C-S-H(1) kurie lemia pirminį cemento tešlos kietėjimą ir

stiprį nes jo hidratacijos greitis yra didesnis nei amorfinių SiO2 pucolanų (Davraz and Gunduz 2005)

(Oğuzhan Keleştemur and Bahar Demirel 2015) šaltinyje tirtas metakaolino poveikis betono

savybėms Nustatyta kad iki 15 metakaolino pakaitalas gali šiek tiek atlikti superplastiklio

funkcijas užtikrina betono smulkiųjų porų susidarymą ir didina jo ilgaamžiškumą Išsamiai

metakoalino ir ir pelenų kompleksinio priedo poveikį mišinių ir betonų savybių gerinimui mišinių

rišimosi ir kietėjimo laikui tyrė D Šnelson ir kt Nustatyta kad mišinių konsistencijai pagrindinę

įtaką turi metakaolinas

Įvairių naturalių pucolaninių priedų poveikį keičiant jais portlandcementį ištyrė Kenal Celik ir kt

Nustatyta kad šie priedai kurių sudėtyje yra aktyvių aliuminio ir silicio oksidų gali būti efektyviai

panaudoti gaminant stabilių savybių produktus gerinant betono mišinių plastiųkumą bei gaminių

stiprumines savybes Pucolanų panaudojimas betonuose reikalauja padidinto vandens kiekio

formavimo mišiniuose todėl patariama vartoti vandens poreikį mažinančių priedų Apie pucolaninių

priedų poveikį betono savybėms yra paskelbta nemažai duomenų įvardijančių jų teigiamą poveikį

betono savybėms (Jorge ITobon at al 2015 Ameer A Hilal et al 2015 Ru Ji et al 2015)

Įvertinant orą įtraukiančių pucolaninių ir plastifikuojančių priedų poveikį cementinės tešlos ir betono

savybėms bei plonasluoksnių lakštų formavimo specifiką ir mūsų anksčiau atliktų tyrimų rezultatus

buvo parinkti tokie efektyvūs modifikuojantieji priedai

- OĮP bdquoUfapore TCOldquo priedas kurio kiekis užtikrina PPS trupinių hidrofilizaciją ir smulkių porų

susidarymą termoizoliacinio kompozito matricoje

- pucolaninis cemento (10) pakaitalas - MK mažinantis cementinės tešlos ir cementinio akmens

tankį didinantis skiedinio klampą ir stimuliuotis produkto stiprio augimo greitėjimą

- naujos kartos polikarboksilatinis superplastiklis Castament FS-40 kurio 02

portlandcemenčio masės kiekis palengvina lakštų sluoksnių formavimą ir didina galutinio produkto

stiprį

11

Šiame darbe pateikiamas visų išvardintų priedų poveikis cementinių termoizoliacinių kompozitų ir

lakštų sluoksnių savybėms Ir tarplakštinių ir lakštų termoizoliacinių kompozitų matricą sudaro porėta

cementinė tešla o lengvuoju užpildu tarnaja dirbtinių arba technogeninių medžiagų porėtos granulės

((polistireninio putplasčio panaudotos taros trupiniai bei sferinės pūstojo stiklo granulės pagamintos

iš stiklo duženų) Weigler and Karl 1980 Синицa et al 2013 Limbachiya and Meddah 2012))

Naudojant bei utilizuojant šiuos užpildus kartu būtų sprendžiama ir ekologinė problema (Сеземан еt

al 2013) Preleminariai išmatuotas sukurto kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia apie 007

WmmiddotK kas užtikrina 7 m2WK sienos šiluminę varžą esant jos storiui 05 m

Mūsų darbo objektas ir tikslas ndash cementinių ir termoizoliacinių kompozitų ir apdalos lakštų sluoksnių

sudėčių parinkimas ir savybių tyrimas bei lakštų gamybos technologijos sukūrimas

2 Žaliavos ir tyrimų metodika

21 Žaliavos

Termoizoliaciniams kompozitams paruošti naudotas UAB bdquoAkmenės cementasldquo CEM I 425 R

markės portlandcementis atitinkantis LST EN 197-12011 standarto reikalavimus Cemento cheminė

ir mineralinė sudėtys bei charakteristikos pateiktos 1 lentelėje

1 lentelė Portlandcemenčio sudėtys ir charakteristikos

Cheminė sudėtis

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O+Na2O SO3 Kaitmenys Netirpmenys

2076 612 337 6350 401 103 080 023 007

Mineralinė sudėtis Rišimosi trukmė min Savitasis paviršius cm2g

C3S C2S C3A C4AF Pradžia Pabaiga 4200

4854 1529 1040 1017 140 190

Metakaolinas (MK) ndash įmonės UAB Stikloporasldquo technologinė atlieka gauta pūsto stiklo granulių

gamybos metu Savitasis MK paviršius ndash 8650 cm2g piltinis tankis ndash 480 kgm3

Kaip rišamoji medžiaga (RM) buvo naudoti abiejų cementų bei metakaolino kaip 10 cemento

pakaitalo sausieji mišiniai

Cemento ir užpildų tarpusavis turinis santykis kompozituose bei VC santykis buvo nustatomas

eksperimentiniu keliu atsivelgiant į technologines kompozito gavimo galimybes bei jo užsiduotų

savybių verčių

Orą įtraukiantis priedas (OĮP) naudojamas termoizoliaciniam sluoksniui suformuoti ndash bdquoUfapore

TCOldquo balti milteliai turintys 94 aktyviosios medžiagos Priedo kiekis iki 01 RМ masės

Polikarboksilatinis superplastiklis naudojamas visuose kompozituose - Castament FS-40 ndash gelsvi

milteliai Priedo kiekis ndash 02 RM masės

Pagalbinės medžiagos Stiklo audinio bdquoSakretldquo firmos armavimo tinklelis akelių dydis ndash 4 x 4 cm

atitinkantis LVS 203-22005 Latvijos standarto

Kaip užpildas taip pat naudotos 3-jų skirtingų frakcijų ir piltinio tankio pūstojo stiklo granulės (2

lentelė) pagamintos UAB bdquoStikloporasldquo ir polistireninio putplasčio taros smulkūs trupiniai iki 2 mm

dydžio

12

2 lentelė PS ir PPS granulių frakcijos tankis ir šilumos laidumas

Grūdelių skersmuo mm Piltinis tankis kgm3 Šilumos laidumo koeficientas WmmiddotK

PS iki 2 190 0077

PS 4divide8 140 0059

PPS 8-16 120 0052

PPS iki 2 15 0038

22 Tyrimų metodika

Portlandcemenčio rišimosi trukmė buvo nustatyta remiantis standartine metodika LST EN 196-

32005 о savitasis paviršius ndash Bleino prietaisu pagal (LST EN 1097-62010) metodiką

Užpildų (pūstojo stiklo ir polistireninio putplasčio granulių) piltiniai tankiai buvo nustatomi remiantis

(LST EN 3310-12003) Modifikuotos cementinės tešlos egzoterminiam efektui tirti buvo naudojami

laboratorijoje sukonstruotas temperatūros matavimo prietaisas ir sukurta metodika (Antonovič and

Goberis 2003) Rišamoji medžiaga (RM) buvo ruošiama sausai maišant portlandcementį su 10

metakaolino pakaitalu laboratorinėje bdquoVarimixer bearldquo maišyklėje 3 min esant 60 apsmin maišyklės

veleno sukimosi greičiui Ruošiant formavimo mišinius RM kartu su vandeniu ir modifikuojančiais

priedais (FS-40 visuose atvejuose OĮP ndash formuojant termoizoliacinį sluoksnį) buvo maišoma dar 1

min o supylus užpildus (PS visuose atvejuose PPS - formuojant tik termoizoliacinį sluoksnį) dar 2

min esant tam pačiam sukimosi greičiui

Kompozitų formavimo mišiniai buvo ruošiami MXP 1602E maišyklės pagalba (esant jos sukimosi

ašies greičiui 225 apsmin) permaišant 2 min bėgyje visus komponentus (cementą vandenį ir

priedus OĮP ir superplastiklį) išskyrus porėtus užpildus Užpildai buvo dedami į mišinį pačiam

maišymo gale ir maišymas trukdavo dar 5 min esant 60 apsmin greičiui Mišiniai buvo supilami į

skirtingų matmenų formas iš kurių sukietėję bandiniai buvo išformuojami po 2 parų Tolesnis jų

kietėjimas vyko ant grotelių virš vandens klimatinėje kameroje 26 parų bėgyje esant temperatūrai

(20plusmn3) ordmC Po to bandiniai buvo džiovinami 105ordm C temperatūroje (bandiniai su PPS užpildu - iki 50

ordmC) iki pastoviosios masės ir buvo nustatomos jų savybės Sausasis tankis gniuždymo ir lenkimo

stipriai buvo nustatomi taikant (LST EN 1602+ AC+P LST EN 826 LST EN 12089) metodikas

Nustatant kompozito stipruminių savybių vertes buvo pasinaudota komputerizuota įranga

ldquoHaunsfield ndash H10KS)

Bandinių šilumos laidumo koeficientas λ10 buvo nustatomas pagal (LST EN 12664+AC+P) prietaiso

bdquoλ ndash meter EP500ldquopagalba (bandinių matmenys ndash 400x400x100mm)

Naudotų priedų poveikį cementinei matricai (cemento mineralų hidratacijos egzoterminiam efektui)

nustatyti buvo naudotasi (Antonovich and Goberis 2003) metodika išlaikant eksperimento metu

vienodą (037) VC santykį

Kompozito bandinių sorbcinis drėgnis buvo nustatomas pagal (LST EN ISO 1257) metodiką iš-

laikant bandinius (20 plusmn3)ordmC temperatūroje virš K2CO3 NaBr (NH4)2SO4 ir K2SO4 tirpalų kurių

sočiųjų garų drėgnis siekė atitinkamai 43 58 81 ir 94

Sukietėjusių kompozitų struktūrai bei kontakto zonos su pagrindu analizei atlikti naudotas

kompiuterizuotas optinis mikroskopas Motic su skaitmenine kamera (didinimas iki 100 kartų)

Rentgeno struktūriniai tyrimai atlikti difraktometru DRON-7 kurio antikatodas varinis filtras -

nikelinis anodo įtampa ndash 30 kV anodo srovė 12 mA goniometro plyšeliai (05 1 15)mm smailių

iššifravimui naudota ICDD duomenų bazė

3 Eksperimentinė dalis

31 Termoizoliacinis kompozitas su PS ir PPS granulėmis

Formuojant kompozitus su skirtingomis PS granulių frakcijomis reikėjo surasti optimalų frakcijų

tarpusavio santykį Kadangi lengvus užpildus patogiausia matuoti tūrio vienetais bei apribojus

13

cemento sąnaudas iki 150 kgm3 (cemento piltinis tankis 1130 kgm3) ir prilyginus visą sausųjų

komponentų tūrį 100 (atitinkančių 5 tūrio dalims) gavome kompozito sudėtis pateiktas 3 lentelėje

Siekiant nustatyti lengvojo kompozito užpildo frakcijos stambumo ir kiekio poveikį kompozito

tankiui ir stipriui buvo tiriami kompozito bandiniai suformuoti pagal K-1divideK-6 sudėtis (3 lentelė)

OĮP kiekis formavimo mišiniuose buvo didesnis nei kompozitų su AAC trupiniais atveju ir siekė

0045 cemento masės todėl kad reikėjo hidrofilizuoti užpildo granules bei gauti lengvesnę

porizuotą matricą (2 pav)

3 lentelė Kompozitų su pūstojo stiklo granulėmis sudėtys

Kompozito

šifras

Sudėtis

Cementas tūrio dalys

PS granulių frakcijų tūrių dalys

PPS granulių tūrio dayis

8divide16 mm 4divide8 mm le4 mm le4 mm

K-1 083 500 - - -

K-2 083 - 500 - -

K-3 083 - - 500 -

K-4 083 166 166 166 -

K-5 083 250 125 125 -

K-6 083 300 100 100 -

K-7 057 279 - - 221

K-8 048 279 - - 221

K-9 04 279 - - 221

K-10 036 310 100 - 090

K-11 036 300 100 - 100

2 pav OĮP kiekio poveikis cementinės tešlos tankiui (Kligys 2009 Sinica et al 2009)

Atliktų tyrimų rezultatai rodo kad termoizoliacinio kompozito tankis pagrinde priklauso nuo

cementinės matricos kiekio kompozite ir beveik nepriklauso nuo pūstojo stiklo granulių frakcijos

stambumo Pavyzdžiui formuojant kompozitą kuriame cemento ir pūstojo stiklo granulių tūrinis

santykis siekia 0834 gaunamų kompozito bandinių tankis kinta nuo 390 kgm3 kai naudojamos

8divide16 mm stambumo granulės iki 410 kgm3 kai naudojamos le 4 mm stambumo granulės (3 lentelė

K-1divideK-3 kompozito sudėtys)

Analogišką tankį (390 kgm3) gauname naudojant užpildo frakcijų mišinį kuriame stambių vidutinių

ir smulkių pūsto stiklo granulių tūrinis santykis siekė 133133133 (4 lentelė K-4 kompozito

sudėtis) Ir tik padidinus stambios frakcijos pūstojo stiklo granulių tūrį mišinyje iki santykio 211

kompozito tankis sumažėjo iki 370 kgm3 (4 lentelė K-5 kompozito sudėtis) o kai stambių granulių

tūrinis santykis dar padidėjo iki 240808 gavome lengvąjį termoizoliacinį 320 kgm3 tankio

14

kompozitą (3 lentelė K-6 kompozito sudėtis) Suformuotų skirtingo tankio kompozito bandinių

gniuždymo stiprio vertės pateiktos 3 paveiksle

3 pav Termoizoliacinio kompozito bandinių gniuždomasis stipris Kompozito bandinių šifrai atitinka 3

lentelės duomenis

Kaip rodo 3 pav rezultatai didžiausiu stipriu (09 MPa) pasižymi 410 kgm3 tankio kompozitas K-1

(3 pav K-1 stulp) Esant kompozito tankiui 320 kgm3 jo gniuždomasis stipris yra dar pakankamas

ndash 035 MPa (3 pav K-6 stulp) Suformuoti kompozito K-1 divide K-6 bandiniai pateikti 4 pav Matome

kad gautų kompozitų struktūra yra vienalytė t y užpildų ir rišamosios medžiagos tarpusavio santykis

yra adekvatus

Siekiant gauti kuo mažesnį kompozito šilumos laidumo koeficientą mažinome jo tankį Gauto

kompozito gniuždomojo stiprio esama atsarga (pakanka 02 MPa) leido tai padaryti palaipsniui

mažinant portlandcemenčio kiekį nuo 150 kgm3 iki 100 kgm3 kompozite (4 lentelė) bei panaudojant

vietoje smulkiosios (le4 mm) PS granulių frakcijos smulkiąją (le4 mm) PPS trupinių frakciją (4

lentelė K-7divideK-10 kompozito sudėtys) bei panaudojus tarpinę (4divide8 mm) pūsto stiklo granulių frakciją

(4 lentelė K-11 kompozito sudėtis)

K-1 K-2 K-3

K-4 K-5 K-6

4 pav Kompozito bandinių suformuotų pagal K-1divideK-6 sudėtis struktūra

15

4 lentelė Palengvinto termoizoliacinio kompozito savybės

Kompozito

Šifras Tankis kgm3

Stipris MPa Šilumos laidumo koeficientas λ10 WmmiddotK

Gniuždymo Lenkimo

K-7 305 072 026 0114

K-8 260 039 019 0105

K-9 250 030 018 0095

K-10 245 026 017 0070

K-11 240 020 015 0069

Pastaba kompozito sudėtys atitinka 5 lentelės sudėtims

Apsistoti ties K-11 kompozito sudėtimi padėjo jo struktūros tyrimai Kompozito bandinių (K-7divideK-

10) skerspjūvio nuotraukos (5 pav) parodė kad užpildo grūdeliai netolygiai pasiskirstė cementinėje

matricoje o kai kur tarp matricos ir užpildų pasitaiko oro tuštumų

K-7 K-8 K-9

K-10 K-11

5 pav Kompozito bandinių suformuotų pagal K-7divideK-11 sudėtis struktūra

Įvertinus šiuos trūkumus kompozito struktūroje buvo atliktas K-10 sudėties koregavimas

portlandcemenčio kiekis liko toks pat (100 kgm3) o tam kad pasiekti tolygų užpildų pasiskirstymą

bei išvengti oro tuštumų struktūroje buvo palaipsniui didinamas pūsto stiklo stambios frakcijos kiekis

(nuo 126 iki 300 tūrio dalių) bei pridėta 1 tūrio dalis 4divide8 mm skersmens pūsto stiklo granulių ty

abiejų frakcijų pūsto stiklo granulių ir polistireninio putplasčio smulkios frakcijos tarpusavio tūrinis

santykis sudarė 311 (3 ir 4 lentelės K-11) Atlikti šio kompozito savybių tyrimai parodė kad esant

jo tankiui 240 kgm3 gniuždomasis stipris siekia 02 MPa o šilumos laidumo koeficientas ndash 0069

WmmiddotK (3 lentelė K-11)

Tolesni kompozito tyrimai buvo atlikti kompleksiškai nustatant rišamosios medžiagos ir užpildo

(pūsto stiklo granulių bei polistireninio putplasčio taros trupinių kiekio poveikį kompozitų tankiui

stiprumui šilumos laidumui laidumui vandens garams susitraukimui džiūstant bei atsparumo šalčiui

Bandinių formavimo sudėtys pateiktos 5 lentelėje o gauti tyrimų duomenys 6 7 8 9 10 ir 11

paveiksluose

16

5 lentelė Kompozitinės medžiagos formavimo mišinių sudėtys

Kompozito

sudėties Nr

Rišamosios

medžiagos

kiekis kgm3

Pūstojo stiklo granulių tūrinis santykis

Polistireninio putplasčio

taros granulių tūrinis

santykis

(8divide16) mm (4divide8) mm (0divide2) mm (0divide2) mm

1 700 3 1 1 -

2 1000 3 1 1 -

3 1300 3 1 1 -

4 700 3 1 - 1

5 1000 3 1 - 1

6 1300 3 1 - 1

Pastaba Užpildų kiekis bandiniuose (100) buvo prilygintas 5 tūrio dalims

6 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų tankiui

7 pav Kompozitų tankio priklausomybė šilumos laidumui

Tankio ir šilumos laidumo koeficiento mažiausios vertės priklauso nuo rišamosios medžiagos kiekio

esant 70 kgm3 ir panaudojus polistireninio putplasčio granules gaunamas mažiausias tankis tuo pačiu

ir mažiausia šilumos laidumas Šiuo atveju kompozitų stiprumas būna mažiausias bet pakankamas

užsiduotoms vertėms (8 pav) ty stipris gniuždant siekia virš 03 MPa o stipris lenkiant ndash 015 MPa

(9 pav) Tuo atveju kompozitų atsparumas šalčiui net po 100 šaldymo ciklų didina kompozitų stiprį

gniuždant (dėl tolesnio cemento mineralų hidratacijos proceso vykstančio bandymo metu) (10 pav)

Analizuojant kompozitų struktūrą po 100 šaldymo ciklų jokių suirimo požymių nepastebime tai

reiškia jog kompozitai atsparūs šalčiui (11 pav) Atsparumas šaldymui bandymas 4 5 sudėties

kompozitams dar vyksta todėl rezultatai nepateikti

17

8 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam gniuždymo stipriui

9 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam lenkimo stipriui

10 pav Kompozitų vidutinio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo šaldymo ciklų

a b c d 11 pav Kompozitai po 100 šaldymo ciklų a ndash 1 sudėtis b ndash 2 sudėtis c ndash 3 sudėtis d ndash 6 sudėtis

18

32 Lakštų rišamosios medžiagos parinkimas ir savybių tyrimas

Šie tyrimai labai aktualūs lakšto apdailino sluoksnio formavimo mišiniui kurį kaip tik ir sudaro

portlandcementis FS40 polikarboksilatas ir 10 portlandcemenčio keičiantis MK Technologiškai

yra svarbu kad formuojant po pirmo pasluoksnio suformavimo galima būtų kuo greičiau įspausti

armuojantį stiklo audinio tinklelį į cementinę tešlą Tai padėjo atlikti 10 portlandcemenčio

keičiantis MK ir 02 PC masės polikarboksilatinio superplastiklio FS ndash 40 priedas

FS-40 polikarboksilatinio superplastiklio ir MK poveikis portlandcemenčio mineralų hidratacijai

pateiktas 12 pav

12 pav Egzotermijos efekto temperatūrų kaitos priklausomybė nuo laiko 1 ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC +

MK 4 - PC + MK + FS40

Gauti duomenys rodo kad ir MK ir FS-40 priedai lėtina PC mineralų hidrataciją bei žemina

egzoterminio efekto temperatūrą jei gryno cemento Tegzo = 95 ˚C tegzo = 420 min (12 pav 1 kr) tai

esant mišinyje abiems priedams Tegzo sumažėja iki 65 ˚C o tegzo pailgėja iki 1070 min (12 pav4 kr)

Šių priedų poveikis siūlių sukietėjusio skiedinio tankiui pateiktas 13 pav

13 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio tankiui 1 ndash PC 2 ndash

PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

13 pav duomenys rodo kad superplastiklio priedas padidina sukietėjusio skiedinio tankį 125 (13

pav 2 kr) tuo tarpu MK pakaitalas jį 10 mažina 13 pav 3 kr) todėl abiejų medžiagų (priedo ir

pakaitalo) poveikyje tankis sumažėjo nežymiai (apie 5 ) Jų poveikis gniuždymo stipriui pateiktas

14 o lenkimo ndash 15 pav

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

20

30

40

50

60

70

80

90

100T

emp

erat

ucircra

0C

Laikas min

1

3

2

4

19

14 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio gniuždymo stipriui 1

ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

15 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio lenkimo stipriui 1 ndash

PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

Atliktų tyrimų rezultatai parodė kad superplastiklio priedas padidina kaip gniuždymo taip ir lenkimo

sukietėjusio skiedinio stiprį atitinkamai 8 ir 26 (14 ir 15 pav 1 ir 2 kr) tuo tarpu MK daro

teigiamą poveikį tik lenkimo stipriui (15 pav 3 kr)

33 Lengvojo užpildo ir RM santykio nustatymas apdailiname sluoksnyje

ir jo savybių tyrimas

Siekiant pagerinti apdailinio sluoksnio termoizoliacines savybes į formavimo mišinį buvo pridedama

smulkiosios iki 2 mm PS frakcijos granulių kurių tūris sudarė atitinkamai 25 ir 50 RM tūrio

Tankio ir stipruminių savybių kaita priklausomai nuo PS granulių tūrio pavaizduota 16 ir 17 pav

20

16 pav Apdailinio sluoksnio tankio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

17 pav Apdailinio sluoksnio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

18 pav Apdailinio sluoksnio lenkimo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

Gauti duomenys rodo kad sukietėjusio skiedinio tankis ir stiprumas proporcingai mažėja nuo PS

granulių tūrio didėjimo formavimo mišinyje Optimalus PS užpildo kiekis buvo nustatytas lyginant

suformuotų plokštelių fasado paviršius (19 pav)

21

19 pav Apdailinio sluoksnio paviršiaus kokybės priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo

mišinyje 1 ndash 25 2 ndash 50 3- 60 4 ndash 75

Vizualiai lyginant gautų paviršių kokybę galima teigti kad PS granulių tūris formavimo mišinyje

turi būti ne didesnis kaip 50

34 Porėtų PS granulių dydžio poveikis lakšto termoizoliacinio sluoksnio fizikinėms

mechaninėms savybėms

Nustatant PS granulių dydį iš pradžių buvo panaudotos ir stambiosios (8divide16 mm) frakcijos granulės

tačiau tokio kompozito sukibimas su apdailinio sluoksnio stiklo tinkleliu nebuvo kokybiškas dėl

stambių neužpildytų cementine tešla ertmių tarp užpildo granulių Dėl šios priežasties šių bandinių

lenkimo stipris nesiekdavo net 01 MPa o pats bandinys išsisluoksniuodavo (20 pav) tuo tarpu

vidutinės (4divide8 mm) ir smulkiosios (iki 2 mm) PS frakcijos bandiniai po bandymo likdavo

neišsisluoksniavę Norint pagerinti badinių su stambiąja PS frakcija sukibimą su tinkleliu teko

naudoti daugiau cementinės tešlos glaistant ja ant tinklelio paviršiaus nes tešla prasmukdavo pro

tinklelio akutes į ertmes tarp stambiosios frakcijos granulių kas blogino kompozito termoizoliacines

savybes Todėl stambiosios frakcijos granulių tolesniuose tyrimuose teko atsisakyti 6 lentelėje

pateiktos tirtų kompozitų savybių vertės Geriausiomis termoizoliacinėmis savybėmis pasižymi LV

ndash 7 sudėties kompozitas kurio šilumos laidumo koeficientas turi mažiausią vertę ndash 0075 WmmiddotK o

jo stipruminės savybės ne žymiai nusileidžia kitų kompozitų su didesniu RM kiekiu savybėms 20

pav pateikta kompozito bandinių struktūra su stambiosios ir smulkiosios PS frakcijų granulėmis

20 pav Termoizoliacinio sluoksnio bandinių vaizdas po lenkimo stiprio nustatymo bandiniai su stambia PS granulių frakcija (be numeracijos) smulkiosios ir vidutinės frakcijos bandiniai

pažymėti 32 ir 52

22

6 lentelė Kompozitų su porėtais užpildais savybės

Kompozitų šifrai atitinka 3 lentelės šiframs

Lenkimo stipris buvo nustatomas bandant prizmes su įtvirtintu iš abiejų pusių stiklo audinio tinkleliu

a b

21 pav Lakšto termoizoliacinio sluoksnio struktūra kai užpildą sudaro PPS (30 visų užpildo tūrio)

ir PS granulės a ndash stambiosios frakcijos b ndash smulkiosios frakcijos (LV ndash 5) sudėtis ir smulkiosios ndash

vidutinės frakcijos (LV- 7) sudėtis

Kompozito

šifras

Sausasis tankis

kgm3

Gniuždymo

stipris MPa

Lenkimo stipris

MPa

Šilumos laidumo

koeficientas 10

W(mK)

LV-1 420 065 070 0135

LV-2

LV -3

LV-4

LV-5

LV-6

LV-7

385

375

355

330

280

240

060

055

050

050

045

040

065

050

050

045

040

030

0130

0125

0100

0090

0080

0075

23

4 Bendradarbiavimas su projekto partneriais

Glaudžiausias bendradarbiavimas buvo vykdomas su Projekto partneriu iš Lietuvos ndash UAB ldquoElnet

Grouprdquo Ūkio subjektas pastoviai buvo supažindinamas su vykdomais moksliniais tyrimais bei

gautais tyrimų rezultatais Buvo diskutuojama kaip būtų galima juos įgyvendinti praktikoje Darbų

pasiskirstimas tarp Projekto partnerių reikalauja tampraus bendradarbiavimo kad ūkio subjektas

galėtų sukurti technologinę įrangą sugebančia pasiekti tyrimais nustatytus cementinio

termoizoliacinio kompozito technologinius parametrus Kartu buvo išbandomi technologinių

įrengimų ndash maišyklės formavimo mišinio sudėtinių komponentų maišymo principas bei darbinio

maišyklės veleno konstrukcija Daug problėmų kėlė paruošto mišinio transportavimas lanksčių žarnų

pagalba į tarpą tarp klojinių Cementinio termoizoliacinio kompozito sudėtiniai komponentai ndash

užpildo granulės (padengtos apvalios pūsto stiklo tuščiavidurės formos kevalu) turi nedidelį

atsparūmą gniuždymui ir veikiant didesnei spaudimo jėgai turi galimybę suirti Bendradarbiaujant

su Slovakijos firma bdquoSTROJSTAV CMldquo ši problema buvo išspręsta

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu Pirmoje komandiruotėje buvome susitikę su mokslinės dalies

vadove Eva Navratilova kuri sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės

praktikos Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami

cementinio termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų

tarpusavio jungties pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku

aptarėme bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo

sistemų tyrimus Lietuvoje buvo suformuoti bandiniai o Libereco universitete atliekami triukšmo

slopinimo sistemos elementų dinaminio standžio matavimai Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių

metu Čekijos ūkio subjekto atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su poretų granulių gamyba iš

maltų šlako atliekų ir kartu numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei

sieninių panelių gamyboje Bendradarbiavimas tarp partneriu bus tęsiamas per visą Projekto

vykdymo laikotarpį

24

5 Projekto etapai ir tarpiniai rezultatai

Pirmame projekto etape turėjome parinkti termoizoliacinio cementinio kompozito skirto sienų

konstrukcijoms formavimo mišinio parametrus Darbo eigoje nustatyta kad termoizoliacinio

cementinio kompozito matrica turi sudaryti porizuota cementinė tešla modifikuota pūsto stiklo

gamybos atlieka ndash metakaolino priedu Kompozito užpildu kuris sudaro 100 tūrio yra

kombinuotos PS granulės pagamintos iš stiklo duženų miltų ir polistireninės taros susmulkinti

trupiniai PS granulės yra skirtingų frakcijų nuo 4 iki 16 mm dydžio ir kompozite tartusavyje liečiasi

tokiu būdu suformuodami termoizoliacinės medžiagos bdquokarkasąldquo PPS smulkūs trupiniai užpildo

tarpus tarp PS granulių ir tokiu būdu mažino laisvo oro erdvę kompozito struktūroje Šis faktorius

turi tiesioginę įtaką kompozito šilumos laidumo vertei Kompozito užpildas tarpusavyje jungiamas

plonu porizuotos modifikuotos cementinės tešlos sluoksniu Taip yra gaunamas lengvas cementinis

termoizoliacinis kompozitas kurio tankis siekia 230 ndash 250 kgm3 šilumos laidumo koeficientas yra

apie 007 WmmiddotK gniuždymo stipris apie 03 MPa

Kitas uždavinys buvo sukurti termoizoliacinio cementinio kompozito gamybos technologiją

Sprendžiant šią užduotį buvo ištirtas modifikuojančių priedų ir jų maišymo trukmės poveikis

cementinės matricos savybėms rišamosios medžiagos ir skirtingos frakcijos granulių kiekio įtaka

termoizoliacinio sukietėjusio kompozito savybėms Atlikti moksliniai tyrimai leido parinkti

formavimo mišinių maišymo trukmę sudėtiniu komponentų padavimo į formavimo mišinio

paruošimo maišyklę eiliškumą rišiklio rišimosi laikus įvertinant priedų poveikį cemento mineralų

hidratacijos procesui Nustatyta kad pradiniame etape reikia vandenyje permaišyti orą įtraukiatį ir

mišinį plastifikuojanti priedus ir cementą po to maišyti PPS smulkius trupinius ir tik po to į

formavimo mišinių paruošimo maišyklę dėti PS granules Bendra formavimo mišinio paruošimo

trukmė siekia 7 ndash 10 min Laboratorinėmis salygomis paruoštu formavimo mišiniu buvo užpildomos

bandinių formavimui skirtos formos Suformuoti bandiniai iš formų buvo išimami po 12 val

sudedami į polietileninius maišus ir natūraliose sąlygose buvo kietinami 28 paras

Kompozito bandinių fizikinės savybės bei sudėtinių kompozito komponentų tarpusavio jungties

pobūdis kontakto zonoje buvo nustatomos tiriant bandinius pagal galiojančius techninius

reikalavimus VGTU Termoizoliacijos instituto laboratorijose sukomplektuotomis naujausią įranga

Šių tyrimų rezultatai yra pateikiami ataskaitoje plačiau aprašant termoizoliacinio kompozito fizikines

savybes

Darbe buvo sprendžiamas ir armuotų termoizoliacinių lakštų ir jų gamybos technologijos sukūrimas

Lakštų prototipu buvo parinkta dekoratyvinio apdailos laksto konstrukcija sukurta projekto vadovo

ir apginta Lietuvos patentu Nr 4599 Toks techninis sprendimas leido termoizoliacinio kompozito

sluoksnį iš abiejų pusių armuoti stiklo audinio tinkleliu ir sukurti padidinto atsparumo lenkimui

termoizoliacinį lakštą Moksliniais tyrimais buvo nustatyta kad lakštų konstrukcijose galima naudoti

tik 2-8 mm dydžio pūsto stiklo granules o cementine tešlą galima modifikuoti MK priedų iki 30

nuo cemento masės Stiklo audinio tinklelį galima panardinti į cementinės tešlos ir smulkių PS

granulių mišinį esant granulių užpildo kiekiui ne didesniam kaip 50 tešlos mišinio tūrio Optimalus

armuojančių stiklo audinio tinklelių akučių dydis 45times45 mm užtikrinantis sluoksnių esančių

abiejuose tinklelio pusėse stabilią jungtį

Lakštų gamybos išmatavimus lemia gaminami armuojančių tinklelių matmenys Esant tinklo kilimo

pločiui 1000 mm automatiškai išsisprendžia ir lakštų plotis kuris gali būti 500 mm arba 10 m Esant

kitam lakšto pločiui reikalingas tinklelio jungimas kas didina gamybos proceso imlumą ir gamybos

kaštus

Sukurta laboratorinė lakštų gamybos technologija kurioje yra numatyta sekančios operacijos

išvardintos eilės tvarka modifikuotos cementinės tešlos užpilimas ant formos dugno tolygus

cementinės masės paskleidimas armuojančio apatinio tinklelio įspaudimas į cementinę masę

termoizoliacinio cementinio formavimo masės sluoksnio užpilimas į formą ir jos tolygus

paskirstymas viršutinio armuojančio tinklelio uždėjimas ant viršutinio termoizoliacinio kompozito

formavimo masės paviršiaus viršutinio tinklelio dengimas cementine mase jos tolygus paskirstymas

ir įspaudimas į tinklelio akutes Tokiu būdu pagamintas lakštas turi lygų apatinį paviršių ir grubų

25

viršutinį Panaudojus lakštus klojinių konstrukcijose lygus paviršius formuoja galutinai išlygintą

sienos plokštumą reikalaujančią minimalių darbo sąnaudų paviršiaus apdailai Išorinių apdailos

lakštų paviršiaus formavimas bus sprendžiamas ateityje

Įvertinant lakšto paskirtį galime konstatuoti kad termoizoliacines lakšto sąvybes lemia užpildo

granulių kompaktiškas pasiskirstymas lakšto termoizoliacineme sluoksnyje Stambios granulės turi

formuoti karkasą liesdamosios tarpusavyje o tarpai tarp jų turi būti ūžpildyti smulkios frakcijos PPS

trupinių granulėmis Reikia stengtis kad būtų kuo mažiau neužpildytų oro tarpų Lakšto

termoizoliacines sąvybes gerina smulkios frakcijos PS granulių kiekis esantis modifikuotoje

cementinėje tešloje iki 50 tūrio

Lakšto lenkimo stipriui didžiausios įtakos turi armuojančio tinklelio akučių dydis tinklelio sukibimas

su cementine tešla užpildo granulių stabili tarpusavio jungtis bei paties lakšto storis Skaitome kad

mažiausias lakšto storis galėtų būti 25 mm

Pirmais metais viešinant projektą buvo parengtas mokslinis straipsnis apie įvairių priedų poveikį

cementinės matricos porizacijai Be priedų poveikio buvo atsižvelgta į formavimo mišinio maišymo

trukmę Medžiaga apie matricos porėtumo didinimo būdus išsamiai pateikta publikacijoje o

ataskaitoje pateikiama tik nuoroda į straipsnyje pateikiamus tyrimo rezultatus

Žurnale ldquoMokslas ir technikardquo yra supažindinama Lietuvos visuomenė apie Eureka projekto

partnerius projekto tikslus kuriuos turėtų įgyvendinti kiekvienas partneris atskirai darbus

koordinuojant VGTU projekto vadovui Pateikiama projekto trukmė bei nurodomi finansavimo

šaltiniai tame tarpe ir iš Europos struktūrinių fondo lėšų

26

6 Tyrimų mokslinė vertė

Mokslinę liekamąją vertę turi modifikuojančių priedų poveikio cementinės matricos mišinio bei

akmens poretumui tyrimai Ištirta pucolaninio priedo pūsto stiklo gamybos atliekos ndash metakaolino

poveikis cementinės matricos tankiui cemento mineralų hidratacijos procesui mišinio klampai bei

poreto cementinio akmens fizikinėms sąvybėms Ši priklausomybė sujungta kartu su orą įtraukiančiu

ir plastifikuojančių priedų panaudojimu modifikuojant cementinę tešląTyrimų rezultatai yra

apibendrinti moksliniame straipsnyje išsiūstame į Oksfordo universiteto žurnalą bdquoConstruction and

Building Materialsldquo

Porėtų užpildo granulių granuliometrinės sudėties ir jų frakcijų santykis bei porizuotos matricos

kiekio poveikis cementinio termoizoliacinio kompozito savybėms bus apgintas Lietuvos patentu su

tolesniu patentavimu ES

Cementinio termoizoliacinio kompozito ir jo gamybos technologijos sukūrimas leis statyti kokybiškai

naujus namus artimus pasyvaus namo koncepcijos keliamiems reikalavimams

27

7 Išvados ir rekomendacijos

1 Nustatyta kad kompleksinis (MK+FS40+OIP) priedas betonų mineralų hidratacijos procesą

cemento tešloje prailgina iki 1100 min pasiekdamas 60 degC egzoterminio efekto maksimalią

temperatūrą MK modifikuotos cemento tešlos hidratacijos procesas nežymiai pailgėja nors dėl

papildomos pucolaninės reakcijos tarp MK ir cemento hidratacijos produktų egzoterminio efekto

maksimali temperatūra pakyla 8 degC

2 Ištirta kad kompleksinio priedo (FS40+OIP) poveikis mažinant cementinės tešlos tankį labiausiai

pastebimas MK priedų modifikuotoje cementinėje tešloje Modifikuotos cementinės tešlos tankis

sumažėja 33 karto nuo 2158 kgm3 iki 714 kgm3 po 10 min mišinio maišymo Tai yra apie 29

mažesnis tankis nei maltu smėliu modifikuotos cementinės tešlos ir 32 mažesnis tankis nei gryno

cemento porizuotos tešlos Sukietėjusios tešlos ndash porėto betono tankis siekia apie 800 kgm3 tuo tarpu

gryno cementbetonio ndash 1150 kgm3 o maltu smėliu modifikuoto betono ndash 1200 kgm3 Šiuos pokyčius

galima paaiškinti lengvos sutirštintos struktūros formavimo mišinyje susidarymu ir OIP molekulių

adsorbuotų ant cemento dalelių paviršiaus pakankamos jungties suformuotu oro burbuliuku

užtikrinimas

3 Nustatyta kad pucolaniniu priedu MK modifikuota cementinė tešla kartu su kompleksiniais (FS40

ir OIP) priedais įtakoja papildomų naujadarų ndash kalcio hidrosilikatų susidarymą mikro struktūros

pokyčius užtikrinančius submikrokristalinę struktūrą cementinėje matricoje Tai užtikrina mažo

tankio porėto betono pakankamą stiprumą 800 kgm3 tankio porėto betono gniuždymo stipris siekia

25 MPa o lenkimo stipris 10 MPa

4 Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo - 35 tūrio sudaro stambios PS granulės (8-16 mm) Vidutinio

dydžio (4-8 mm) PS granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio PPS trupintos granulės sudaro po 15

kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių ir suformuoti kompaktiškai

užpildyta kompozito struktūrą Sukurtas cementinis termoizoliacinis kompozitas kurio sudėtis

modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3 rišamosios medžiagos

kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia 007Wm∙K

esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

5 Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 - MK o kompozito

RM ir smulkių iki 2 mm stambumo PS granulių tūrių santykis sausame mišinyje yra 11 Sukietėjusio

skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

6 Nustatytas porėtų užpildų PS ir PPS granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis

termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos

laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K) gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos

granulės padengtos porizuota cementine tešla (esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3)

tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai

padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS

granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31) tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per

porizuotą matricą

28

8 Literatūra

Antonovič V Goberis S The effect of different admixture of the properties of refractory conerefe

with portland cement Material science (Medžiagotyra) 4(9) 2003 379-382 p

Asthana R Kumar ADahotre N B2006 Materials Processing and Manufacturing Science

Amsterdam Butterworth-Heinemann 628 p

bdquoAstra ndash polskaldquo firmos tinklalapis internete httpwwwastra-polskacom

Brykov A S Kamaliev R T Mokeev M V 2010 Influence of ultradispersed silica on portland

cement hydration Russian Journal of Applied Chemistry 83(2) 208minus213

Capener J C-M 2009 Properties of Modern Rendering Systems Based on Mineral Binders

Modified by Organic Admixtures Concrete Repair Rehabilitation and Retrofitting II ndash Alexander et

al (eds) Taylor and Francis Group London 863 ndash 869

Davraz M Gunduz L 2005 Engineering properties of amorphous silica as a new natural pozzolan

for use in concrete Cement and Concrete Research 35(7) 1251ndash1261

Du L Folliard K J 2005Mechanisms of entrainment in concrete Cement and Concrete Research

35(8)1463 ndash 1471

Hernaudes-Olivares F Mayer-Lobo P 2011 Experimental Assessment of Comercial One-coat

Renders for Buildings Facades Construction and Building Materials 22 (1) pp 156 ndash 162

Hilal A AThom N H Dawson A R 2015 On void structure and strength of foamed concrete made

without with additives Construction and Building Materials 85 157 ndash 164

Houst Y F Bowen P Perche F Kauppi A Borget P Galmiche L Meins J F Lafuma F

Flatt R J Schober I Banfill P FG Swift D S Myrvold B O Petersenf B G Reknes K

2008 Design and function of novel superplasticizers for more durable high performance concrete

(Superplast Project) Cement and Concrete Research 38(10) 1197 ndash 1209

Hurley J A 2003 UK market survey for foam glas Published by The Waste and Resource Action

Programme The Old Academy 114 p Prieiga per internetą httpwwwwraporguk

Kligys M Laukaitis A Sinica M Sezemanas G Dranseika N 2008 Investigations into the fire

hazard of a composite made from aerated concrete and crushed expanded polystyrene waste

Mechanics of Composite Materials 44(2) 173 ndash 180

Kligys M 2009 Kompozitinės medžiagos iš poringosios cemento tešlos ir trupinto polistireninio

putplasčio gamybos technologija ir savybės Daktaro disertacija Vilnius 137 p

Landensivu J 2012 Durability properties and actual deterioration of Finish concrete fasades and

balcones Thesis for the degree of doctor of science in technology Tampere university of technology

117 p

Lauzon M Garcia-Ruiz P A 2009 Evaluation of Capillary Water Absorbtion in Rendering Mortars

with Powdered Waterproofing Additives Construction and Building Materials 23 (10) 3287 ndash 3291

Lianxiang D Kevin J 2005 Mechanizm of air entrainment in concrete Cement and Concrete

research (35) 1463-1471 p

Limbachiya M Meddah M S Fotiadou S 2012 Performance of granulated foam glass concrete

Construction and Building materials 28(1) 759ndash768

LST EN 197-12011 Cementas 1 dalis Įprastinių cementų sudėtis techniniai reikalavimai ir atitikties

kriterijai

LST EN 196-62010 Cemento bandymų metodai 6 dalis Smulkumo nustatymas

29

LST EN 196-32005 Cemento bandymų metodai 3 dalis Rišimosi trukmių ir tūrio pastovumo

nustatymas

LST EN 933-12002 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 1 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Sijojimo metodas

LST EN 933-22001 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 2 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Analiziniai sietai Vardiniai akelių matmenys

LST ISO 3310-12003 Laboratoriniai sietai Techniniai reikalavimai ir bandymai 1 dalis

Laboratoriniai pinto metalinio vielinio tinkle sietai (tpt ISO 3310-12000) LST EN 1097-62003

Užpildų mechaninių ir fizikinių savybių nustatymo metodai 6 dalis Dalelių tankio ir įmirkio

nustatymas

LST EN 1015-3+A12004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 3 Determination of

Consistence of Fresh Mortar (by Flow Table)

LST EN 1015-102004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 10 Determination of Dry

Bulk Density of Hardened Mortar

LST EN 1015-112002 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 11 Determination of

Flexural and Compressive Strength of Hardened Mortar

LST EN 1015-182003 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of Water

Absorption Coefficient Due to Capillary Action of Hardened Mortar

LST EN 1015-122004 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of

Adhesive Strength of Hardened Rendering and Plastering Mortars on Substrates

LST EN 120892013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiai Elgsenos lenkiant nustatymas

LST EN 16022013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiaiTariamojo tankio nustatymas

LST EN 826 Statybinės termoizoliacines medžiagos Stiprio gniuždant nustatymas

LST EN 126642002 Šiluminės statybinių medžiagų ir gaminių charakteristikos Šiluminės varžos

nustatymas apsaugotos karštosios plokštės ir šilumos srauto matuoklio metodais Vidutinės ir mažos

šiluminės varžos sausi ir drėgni gaminiai

LST EN ISO 125712013 Hygrothermal Performance of Building Materials and Products -

Determination of Hygroscopic Sorption Properties

LST CENTS 772 -222006 Mūro gaminių bandymo metodai 22 dalis Keraminių mūro gaminių

atsparumo šalčiui nustatymas

LST L 1413112005 Statybinis skiedinys Bandymo metodai Atsparumo šalčiui nustatymas

LVS 203-22005 Sakret stiklo audinio armavimo tinklelis

Marčiukaitis G 2007 Statybinės medžiagos ir konstrukcijos Paskaitų konspektas Vilnius 88 p

Mисников O С Тимофеев АВ Черткова ЕЮ 2011 Гидрофобизация минеральных

дисперсных материалов добавками на основе торфа Труды Инсторфа 2 (55)15 ndash 33

Oğuzhan Keleştemur Bahar Demirel 2015 Effect of metakaolin on the corrosion resistance of

structural lightweight concrete Construction and Building Materials 81172 - 178

Quercia G Huumlsken G Brouwers H J 2012 Water demand of amorphous nanosilica and its

impact on the workability of cement paste Cement and Concrete Research 42(2) 344ndash357

Paruta V A Brynzin E I 2009 Manual on Designing and Erecting of Buildings using the Products

with Trademark UDK GAZOBETON Dnepropetrovsk 213 p

30

Ramachandran V S 1998 Superplasticizersproperties and applications in concrete Ottawa

Materials Technology LaboratoryCANMET

Ries J 2008 Structural lightweight aggregate and concrete Structure June 62-63

Ru Ji Zuotai Zhang Yang He Lili Liu Xidong Wang 2015Synthesis characterization and modeling

of new building insulation material using ceramic polishing waste residue Construction and Building

Materials 85 119 ndash 126

Сеземан Г Синица М Клигис М Шепутите-Юцике Ю Вайткус С Мечай А 2013

Цементные строительные композиты на основе лёгких заполнителей из техногенного сырья

Материалы международной научно ndash технической конференции laquo Наука и технология

строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29 ноября Минск

БГТУ 21 ndash 24

Sezemanas G Sinica M Zacharčenko P Pivenj N Mikulskis D Kligys M 2013 Influence

of zeolite additive on the properties of plaster used for external walls from autoclaved aerated

concrete Materials Science (Medžiagotyra) 19(2) 222ndash229

Синица М Шепутите-Юцике Ю Сеземан Г Клигис М Мечай А 2013 Особенности

выполнения ограждающих конструкций с использованием заливной теплоизоляции на основе

гранул вспученного стекла Материалы международной научноndash технической конференции laquo

Наука и технология строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29

ноября Минск БГТУ 69 ndash 72

Sinica MSezemanas GKligys M Česokas S 2007 Investigation of hydro ndash and higro ndash sorption

properties of silicate masonry products Materials Science (Medžiagotyra) 13(3) 229ndash 234

Sinica M Sezemanas G Chesnauskas V 2005 Influence of Air Absorbing Additive on Plaster

Layer Properties Designated to Cover Partions Built from Autoclave Porous Concrete Blocks

Chemical Technology (Cheminė technologija) 4 (38) 91 ndash 95

Sinica M Laukaitis A Sezemanas G Kligys M 2008 Operational Properties of a Heat-insulation

Composite with Expanded Polystyrene Crumbs Mechanics of Composite Materials 4 (44) 415 ndash 424

Sinica M Sezeman G Mikulskis D Kligys M Česnauskas V Zacharčenko P Kuprijenko

P Ščerbina N Pivenj N 2009 Investigation of the composite material with inclusions of

autoclaved aerated concrete chips Materials science 15 ( 4) 356ndash362

Sinica M Sezeman G Zakharchenko P 2012 Daugiasluoksnė lauko atitvara ir jos džiovinimo

būdas Patentas LT5837B

Стерлятов АН 2007 Совместный тепло- и влаго- перенос в ограждающих конструкциях

зданий из газобетона Дисертация кандидата технических наук Новосибиpск 167 с

Tobon J I Paya Jordy Restrepo O J 2015 Study of durability of portland cement mortars blended

with silica nanoparticles Construction and Building Materials 80 92 - 97

STR 205012005 Pastatų atitvarų šiluminė technika Statybos technikos reglamentai Statybos ir

urbanistikos ministerija Vilnius 2005 109p

STR 201102007 Išorės tinkuojamos sudėtinės termoizoliacinės sistemos Statybos technikos

reglamentai Statybos ir urbanistikos ministerija Vilnius 2007 p

Šadauskienė J Ramanauskas J Stankevičius V 2003 Effect of hydrophobicmaterials on water

impermeability and drying of finish brick mansory Material science (medžiagotyra) 9 (1) 94 - 98

Ungkoon Y Sittipunt Ch Namprakai P Jetipattaranat W Kim KS Charinpanitkul T 2007

Analysis of microstructure and properties of autoclaved aerated concrete wall construction materials

Journal of Industrial and Engineering Chemistry 13(7) 1103ndash1108

31

Weigler H Karl S 1980 Structural lightweight aggregate concrete with reduced density-

lightweight aggregate foamed concrete The International Journal of Lightweight Concrete 2 101ndash

104

Xu Y Chung D D L 1999a Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behaviour

of cement paste ACI Materials Journal 96(4) 455minus461

Xu Y Chung D D L 2000a Improving silica fume cement by using silane Cement and Concrete

Research 30(8) 1305- 1311

Zain M F M Safiuddin Md Mahmud H 2000 Developement of high performance concrete

using silica fume at relatively high water-binder rations Cement and Concrete Research 30(9) 1501

ndash 1505

Захарченко П Синица М Сеземан Г Чеснаускас В 2009 Изменение влажности стеновых

конструкций из ячеистобетонных блоков с системой скреплённой теплоизоляции Будiвельнi

матерiали вироби та санiтарна технiка науково-технiчний збiрник Киев Товариство

laquoЗнаниеraquo Украiни (23) 50 ndash 53234

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje

Page 10: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

10

monomolekuliniu sluoksniu Polikarboksilatinių superplastiklių aukšta dispergavimo geba aiškinama

didesnio kiekio uždaryto tarp cemento dalelių vandens išsilaisvinimu į aplinkinį tirpalą Ir nors

plastikliai lėtina cemento hidratacijos procesą tačiau galutiniame jų poveikyje suformuoti gaminiai

įgauna didesnį mechaninį stiprumą (Ramachandran 1998 Houst et al 2008)

Jei ruošiant cemento mišinius naudojami OĮP tai susidarę oro burbuliukai sukimba su hidratuoto

cemento dalelėmis kurių masė padeda disperguoti oro burbuliukus mišinyje ir tuo pačiu mažina jų

polinkį slinkti prie paviršiaus t y flotacijos jėga mažina dalelių nusėdimo galimybes ir greitį

(Lianxiang and Kevin 2005) Priklausomai nuo cemento dalelių sunkio ir įtrauktų oro burbuliukų

kiekio gauname atitinkamo tankio cementinę tešlą kuri sukietėjusi sudaro porėtą betoną (Sinica et al

2005) Atkreipiamas dėmesys į tai kad cementinės tešlos porizacijos procese svarbų vaidmenį vaidina

vanduo Vandens kiekis daro tiesioginį poveikį betono mišinio slankumui Didėjant slankumui

cementinė tešla geba įtraukti didesnį oro kiekį ir tuo pačiu didinti jos porėtumą Tačiau jei betono

mišinio slankumas viršija 150 mm didesni oro burbuliukai dėl plūdurumo jėgų pasidaro mažiau

stabilūs ir bendras oro kiekis betono mišinyje sumažėja (Du and Folliard 2005) Kitas OĮP kaip PAM

poveikis yra kai kurių hidrofobinių dalelių dėl tirpalo paviršiaus įtempimo sumažinimo

hidrofilizacija Rezultate šių dalelių paviršius legvai ir kokybiškai pasidengia cementiniu skiediniu

kas be OĮP butų atlikti problematiška (Kligys 2009)

Betonų stiprumo didinimui ir jų tankio mažinimui yra naudojami pucolaniniai priedai Tai yra aktyvūs

mineraliniai priedai kurie kambario temperatūroje reaguoja su Ca(OH)2 Šių reakcijų metu susidaro

kalcio hidrosilikatai hidroaliuminatai ir kt hidratai kurie didina cementinio akmens stiprumą

Pucolaninėse medžiagose pagrindiniai aktyvūs komponentai yra Al2O3 SiO2 Fe2O3 (Xu and Chung

2000a Brykov et al 2010) Pagal saveiką su Ca(OH)2 yra priedai kurių pagrindą sudaro amorfinis

SiO2 (diatomitai trepeliai opokos SiO2 mikrodulkės ir kt) priedai kurių pagrindą sudaro degtas

molis ndash metakaolinas pelenai šlakai ir kt bei priedai kurių pagrindą sudaro stiklo būsenos silikatai

ir aliumosilikatai (tufai penzos ir kt Zain et al 2000) Reikia atkreipti dėmesį į tai kad degto molio

pagrindinis komponentas ndash inertinis kaolinitas ndash dehidratuojasi ir pereina į aktyvų amorfizuotą

metakaolinitą (Al2O3 2SiO2 Quercia et al 2012) Jam reaguojant su kalkėmis Ca(OH)2 susidaro

hidrogelenitas (2CaO∙Al2O3 SiO2∙8H2O) ir C-S-H(1) kurie lemia pirminį cemento tešlos kietėjimą ir

stiprį nes jo hidratacijos greitis yra didesnis nei amorfinių SiO2 pucolanų (Davraz and Gunduz 2005)

(Oğuzhan Keleştemur and Bahar Demirel 2015) šaltinyje tirtas metakaolino poveikis betono

savybėms Nustatyta kad iki 15 metakaolino pakaitalas gali šiek tiek atlikti superplastiklio

funkcijas užtikrina betono smulkiųjų porų susidarymą ir didina jo ilgaamžiškumą Išsamiai

metakoalino ir ir pelenų kompleksinio priedo poveikį mišinių ir betonų savybių gerinimui mišinių

rišimosi ir kietėjimo laikui tyrė D Šnelson ir kt Nustatyta kad mišinių konsistencijai pagrindinę

įtaką turi metakaolinas

Įvairių naturalių pucolaninių priedų poveikį keičiant jais portlandcementį ištyrė Kenal Celik ir kt

Nustatyta kad šie priedai kurių sudėtyje yra aktyvių aliuminio ir silicio oksidų gali būti efektyviai

panaudoti gaminant stabilių savybių produktus gerinant betono mišinių plastiųkumą bei gaminių

stiprumines savybes Pucolanų panaudojimas betonuose reikalauja padidinto vandens kiekio

formavimo mišiniuose todėl patariama vartoti vandens poreikį mažinančių priedų Apie pucolaninių

priedų poveikį betono savybėms yra paskelbta nemažai duomenų įvardijančių jų teigiamą poveikį

betono savybėms (Jorge ITobon at al 2015 Ameer A Hilal et al 2015 Ru Ji et al 2015)

Įvertinant orą įtraukiančių pucolaninių ir plastifikuojančių priedų poveikį cementinės tešlos ir betono

savybėms bei plonasluoksnių lakštų formavimo specifiką ir mūsų anksčiau atliktų tyrimų rezultatus

buvo parinkti tokie efektyvūs modifikuojantieji priedai

- OĮP bdquoUfapore TCOldquo priedas kurio kiekis užtikrina PPS trupinių hidrofilizaciją ir smulkių porų

susidarymą termoizoliacinio kompozito matricoje

- pucolaninis cemento (10) pakaitalas - MK mažinantis cementinės tešlos ir cementinio akmens

tankį didinantis skiedinio klampą ir stimuliuotis produkto stiprio augimo greitėjimą

- naujos kartos polikarboksilatinis superplastiklis Castament FS-40 kurio 02

portlandcemenčio masės kiekis palengvina lakštų sluoksnių formavimą ir didina galutinio produkto

stiprį

11

Šiame darbe pateikiamas visų išvardintų priedų poveikis cementinių termoizoliacinių kompozitų ir

lakštų sluoksnių savybėms Ir tarplakštinių ir lakštų termoizoliacinių kompozitų matricą sudaro porėta

cementinė tešla o lengvuoju užpildu tarnaja dirbtinių arba technogeninių medžiagų porėtos granulės

((polistireninio putplasčio panaudotos taros trupiniai bei sferinės pūstojo stiklo granulės pagamintos

iš stiklo duženų) Weigler and Karl 1980 Синицa et al 2013 Limbachiya and Meddah 2012))

Naudojant bei utilizuojant šiuos užpildus kartu būtų sprendžiama ir ekologinė problema (Сеземан еt

al 2013) Preleminariai išmatuotas sukurto kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia apie 007

WmmiddotK kas užtikrina 7 m2WK sienos šiluminę varžą esant jos storiui 05 m

Mūsų darbo objektas ir tikslas ndash cementinių ir termoizoliacinių kompozitų ir apdalos lakštų sluoksnių

sudėčių parinkimas ir savybių tyrimas bei lakštų gamybos technologijos sukūrimas

2 Žaliavos ir tyrimų metodika

21 Žaliavos

Termoizoliaciniams kompozitams paruošti naudotas UAB bdquoAkmenės cementasldquo CEM I 425 R

markės portlandcementis atitinkantis LST EN 197-12011 standarto reikalavimus Cemento cheminė

ir mineralinė sudėtys bei charakteristikos pateiktos 1 lentelėje

1 lentelė Portlandcemenčio sudėtys ir charakteristikos

Cheminė sudėtis

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O+Na2O SO3 Kaitmenys Netirpmenys

2076 612 337 6350 401 103 080 023 007

Mineralinė sudėtis Rišimosi trukmė min Savitasis paviršius cm2g

C3S C2S C3A C4AF Pradžia Pabaiga 4200

4854 1529 1040 1017 140 190

Metakaolinas (MK) ndash įmonės UAB Stikloporasldquo technologinė atlieka gauta pūsto stiklo granulių

gamybos metu Savitasis MK paviršius ndash 8650 cm2g piltinis tankis ndash 480 kgm3

Kaip rišamoji medžiaga (RM) buvo naudoti abiejų cementų bei metakaolino kaip 10 cemento

pakaitalo sausieji mišiniai

Cemento ir užpildų tarpusavis turinis santykis kompozituose bei VC santykis buvo nustatomas

eksperimentiniu keliu atsivelgiant į technologines kompozito gavimo galimybes bei jo užsiduotų

savybių verčių

Orą įtraukiantis priedas (OĮP) naudojamas termoizoliaciniam sluoksniui suformuoti ndash bdquoUfapore

TCOldquo balti milteliai turintys 94 aktyviosios medžiagos Priedo kiekis iki 01 RМ masės

Polikarboksilatinis superplastiklis naudojamas visuose kompozituose - Castament FS-40 ndash gelsvi

milteliai Priedo kiekis ndash 02 RM masės

Pagalbinės medžiagos Stiklo audinio bdquoSakretldquo firmos armavimo tinklelis akelių dydis ndash 4 x 4 cm

atitinkantis LVS 203-22005 Latvijos standarto

Kaip užpildas taip pat naudotos 3-jų skirtingų frakcijų ir piltinio tankio pūstojo stiklo granulės (2

lentelė) pagamintos UAB bdquoStikloporasldquo ir polistireninio putplasčio taros smulkūs trupiniai iki 2 mm

dydžio

12

2 lentelė PS ir PPS granulių frakcijos tankis ir šilumos laidumas

Grūdelių skersmuo mm Piltinis tankis kgm3 Šilumos laidumo koeficientas WmmiddotK

PS iki 2 190 0077

PS 4divide8 140 0059

PPS 8-16 120 0052

PPS iki 2 15 0038

22 Tyrimų metodika

Portlandcemenčio rišimosi trukmė buvo nustatyta remiantis standartine metodika LST EN 196-

32005 о savitasis paviršius ndash Bleino prietaisu pagal (LST EN 1097-62010) metodiką

Užpildų (pūstojo stiklo ir polistireninio putplasčio granulių) piltiniai tankiai buvo nustatomi remiantis

(LST EN 3310-12003) Modifikuotos cementinės tešlos egzoterminiam efektui tirti buvo naudojami

laboratorijoje sukonstruotas temperatūros matavimo prietaisas ir sukurta metodika (Antonovič and

Goberis 2003) Rišamoji medžiaga (RM) buvo ruošiama sausai maišant portlandcementį su 10

metakaolino pakaitalu laboratorinėje bdquoVarimixer bearldquo maišyklėje 3 min esant 60 apsmin maišyklės

veleno sukimosi greičiui Ruošiant formavimo mišinius RM kartu su vandeniu ir modifikuojančiais

priedais (FS-40 visuose atvejuose OĮP ndash formuojant termoizoliacinį sluoksnį) buvo maišoma dar 1

min o supylus užpildus (PS visuose atvejuose PPS - formuojant tik termoizoliacinį sluoksnį) dar 2

min esant tam pačiam sukimosi greičiui

Kompozitų formavimo mišiniai buvo ruošiami MXP 1602E maišyklės pagalba (esant jos sukimosi

ašies greičiui 225 apsmin) permaišant 2 min bėgyje visus komponentus (cementą vandenį ir

priedus OĮP ir superplastiklį) išskyrus porėtus užpildus Užpildai buvo dedami į mišinį pačiam

maišymo gale ir maišymas trukdavo dar 5 min esant 60 apsmin greičiui Mišiniai buvo supilami į

skirtingų matmenų formas iš kurių sukietėję bandiniai buvo išformuojami po 2 parų Tolesnis jų

kietėjimas vyko ant grotelių virš vandens klimatinėje kameroje 26 parų bėgyje esant temperatūrai

(20plusmn3) ordmC Po to bandiniai buvo džiovinami 105ordm C temperatūroje (bandiniai su PPS užpildu - iki 50

ordmC) iki pastoviosios masės ir buvo nustatomos jų savybės Sausasis tankis gniuždymo ir lenkimo

stipriai buvo nustatomi taikant (LST EN 1602+ AC+P LST EN 826 LST EN 12089) metodikas

Nustatant kompozito stipruminių savybių vertes buvo pasinaudota komputerizuota įranga

ldquoHaunsfield ndash H10KS)

Bandinių šilumos laidumo koeficientas λ10 buvo nustatomas pagal (LST EN 12664+AC+P) prietaiso

bdquoλ ndash meter EP500ldquopagalba (bandinių matmenys ndash 400x400x100mm)

Naudotų priedų poveikį cementinei matricai (cemento mineralų hidratacijos egzoterminiam efektui)

nustatyti buvo naudotasi (Antonovich and Goberis 2003) metodika išlaikant eksperimento metu

vienodą (037) VC santykį

Kompozito bandinių sorbcinis drėgnis buvo nustatomas pagal (LST EN ISO 1257) metodiką iš-

laikant bandinius (20 plusmn3)ordmC temperatūroje virš K2CO3 NaBr (NH4)2SO4 ir K2SO4 tirpalų kurių

sočiųjų garų drėgnis siekė atitinkamai 43 58 81 ir 94

Sukietėjusių kompozitų struktūrai bei kontakto zonos su pagrindu analizei atlikti naudotas

kompiuterizuotas optinis mikroskopas Motic su skaitmenine kamera (didinimas iki 100 kartų)

Rentgeno struktūriniai tyrimai atlikti difraktometru DRON-7 kurio antikatodas varinis filtras -

nikelinis anodo įtampa ndash 30 kV anodo srovė 12 mA goniometro plyšeliai (05 1 15)mm smailių

iššifravimui naudota ICDD duomenų bazė

3 Eksperimentinė dalis

31 Termoizoliacinis kompozitas su PS ir PPS granulėmis

Formuojant kompozitus su skirtingomis PS granulių frakcijomis reikėjo surasti optimalų frakcijų

tarpusavio santykį Kadangi lengvus užpildus patogiausia matuoti tūrio vienetais bei apribojus

13

cemento sąnaudas iki 150 kgm3 (cemento piltinis tankis 1130 kgm3) ir prilyginus visą sausųjų

komponentų tūrį 100 (atitinkančių 5 tūrio dalims) gavome kompozito sudėtis pateiktas 3 lentelėje

Siekiant nustatyti lengvojo kompozito užpildo frakcijos stambumo ir kiekio poveikį kompozito

tankiui ir stipriui buvo tiriami kompozito bandiniai suformuoti pagal K-1divideK-6 sudėtis (3 lentelė)

OĮP kiekis formavimo mišiniuose buvo didesnis nei kompozitų su AAC trupiniais atveju ir siekė

0045 cemento masės todėl kad reikėjo hidrofilizuoti užpildo granules bei gauti lengvesnę

porizuotą matricą (2 pav)

3 lentelė Kompozitų su pūstojo stiklo granulėmis sudėtys

Kompozito

šifras

Sudėtis

Cementas tūrio dalys

PS granulių frakcijų tūrių dalys

PPS granulių tūrio dayis

8divide16 mm 4divide8 mm le4 mm le4 mm

K-1 083 500 - - -

K-2 083 - 500 - -

K-3 083 - - 500 -

K-4 083 166 166 166 -

K-5 083 250 125 125 -

K-6 083 300 100 100 -

K-7 057 279 - - 221

K-8 048 279 - - 221

K-9 04 279 - - 221

K-10 036 310 100 - 090

K-11 036 300 100 - 100

2 pav OĮP kiekio poveikis cementinės tešlos tankiui (Kligys 2009 Sinica et al 2009)

Atliktų tyrimų rezultatai rodo kad termoizoliacinio kompozito tankis pagrinde priklauso nuo

cementinės matricos kiekio kompozite ir beveik nepriklauso nuo pūstojo stiklo granulių frakcijos

stambumo Pavyzdžiui formuojant kompozitą kuriame cemento ir pūstojo stiklo granulių tūrinis

santykis siekia 0834 gaunamų kompozito bandinių tankis kinta nuo 390 kgm3 kai naudojamos

8divide16 mm stambumo granulės iki 410 kgm3 kai naudojamos le 4 mm stambumo granulės (3 lentelė

K-1divideK-3 kompozito sudėtys)

Analogišką tankį (390 kgm3) gauname naudojant užpildo frakcijų mišinį kuriame stambių vidutinių

ir smulkių pūsto stiklo granulių tūrinis santykis siekė 133133133 (4 lentelė K-4 kompozito

sudėtis) Ir tik padidinus stambios frakcijos pūstojo stiklo granulių tūrį mišinyje iki santykio 211

kompozito tankis sumažėjo iki 370 kgm3 (4 lentelė K-5 kompozito sudėtis) o kai stambių granulių

tūrinis santykis dar padidėjo iki 240808 gavome lengvąjį termoizoliacinį 320 kgm3 tankio

14

kompozitą (3 lentelė K-6 kompozito sudėtis) Suformuotų skirtingo tankio kompozito bandinių

gniuždymo stiprio vertės pateiktos 3 paveiksle

3 pav Termoizoliacinio kompozito bandinių gniuždomasis stipris Kompozito bandinių šifrai atitinka 3

lentelės duomenis

Kaip rodo 3 pav rezultatai didžiausiu stipriu (09 MPa) pasižymi 410 kgm3 tankio kompozitas K-1

(3 pav K-1 stulp) Esant kompozito tankiui 320 kgm3 jo gniuždomasis stipris yra dar pakankamas

ndash 035 MPa (3 pav K-6 stulp) Suformuoti kompozito K-1 divide K-6 bandiniai pateikti 4 pav Matome

kad gautų kompozitų struktūra yra vienalytė t y užpildų ir rišamosios medžiagos tarpusavio santykis

yra adekvatus

Siekiant gauti kuo mažesnį kompozito šilumos laidumo koeficientą mažinome jo tankį Gauto

kompozito gniuždomojo stiprio esama atsarga (pakanka 02 MPa) leido tai padaryti palaipsniui

mažinant portlandcemenčio kiekį nuo 150 kgm3 iki 100 kgm3 kompozite (4 lentelė) bei panaudojant

vietoje smulkiosios (le4 mm) PS granulių frakcijos smulkiąją (le4 mm) PPS trupinių frakciją (4

lentelė K-7divideK-10 kompozito sudėtys) bei panaudojus tarpinę (4divide8 mm) pūsto stiklo granulių frakciją

(4 lentelė K-11 kompozito sudėtis)

K-1 K-2 K-3

K-4 K-5 K-6

4 pav Kompozito bandinių suformuotų pagal K-1divideK-6 sudėtis struktūra

15

4 lentelė Palengvinto termoizoliacinio kompozito savybės

Kompozito

Šifras Tankis kgm3

Stipris MPa Šilumos laidumo koeficientas λ10 WmmiddotK

Gniuždymo Lenkimo

K-7 305 072 026 0114

K-8 260 039 019 0105

K-9 250 030 018 0095

K-10 245 026 017 0070

K-11 240 020 015 0069

Pastaba kompozito sudėtys atitinka 5 lentelės sudėtims

Apsistoti ties K-11 kompozito sudėtimi padėjo jo struktūros tyrimai Kompozito bandinių (K-7divideK-

10) skerspjūvio nuotraukos (5 pav) parodė kad užpildo grūdeliai netolygiai pasiskirstė cementinėje

matricoje o kai kur tarp matricos ir užpildų pasitaiko oro tuštumų

K-7 K-8 K-9

K-10 K-11

5 pav Kompozito bandinių suformuotų pagal K-7divideK-11 sudėtis struktūra

Įvertinus šiuos trūkumus kompozito struktūroje buvo atliktas K-10 sudėties koregavimas

portlandcemenčio kiekis liko toks pat (100 kgm3) o tam kad pasiekti tolygų užpildų pasiskirstymą

bei išvengti oro tuštumų struktūroje buvo palaipsniui didinamas pūsto stiklo stambios frakcijos kiekis

(nuo 126 iki 300 tūrio dalių) bei pridėta 1 tūrio dalis 4divide8 mm skersmens pūsto stiklo granulių ty

abiejų frakcijų pūsto stiklo granulių ir polistireninio putplasčio smulkios frakcijos tarpusavio tūrinis

santykis sudarė 311 (3 ir 4 lentelės K-11) Atlikti šio kompozito savybių tyrimai parodė kad esant

jo tankiui 240 kgm3 gniuždomasis stipris siekia 02 MPa o šilumos laidumo koeficientas ndash 0069

WmmiddotK (3 lentelė K-11)

Tolesni kompozito tyrimai buvo atlikti kompleksiškai nustatant rišamosios medžiagos ir užpildo

(pūsto stiklo granulių bei polistireninio putplasčio taros trupinių kiekio poveikį kompozitų tankiui

stiprumui šilumos laidumui laidumui vandens garams susitraukimui džiūstant bei atsparumo šalčiui

Bandinių formavimo sudėtys pateiktos 5 lentelėje o gauti tyrimų duomenys 6 7 8 9 10 ir 11

paveiksluose

16

5 lentelė Kompozitinės medžiagos formavimo mišinių sudėtys

Kompozito

sudėties Nr

Rišamosios

medžiagos

kiekis kgm3

Pūstojo stiklo granulių tūrinis santykis

Polistireninio putplasčio

taros granulių tūrinis

santykis

(8divide16) mm (4divide8) mm (0divide2) mm (0divide2) mm

1 700 3 1 1 -

2 1000 3 1 1 -

3 1300 3 1 1 -

4 700 3 1 - 1

5 1000 3 1 - 1

6 1300 3 1 - 1

Pastaba Užpildų kiekis bandiniuose (100) buvo prilygintas 5 tūrio dalims

6 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų tankiui

7 pav Kompozitų tankio priklausomybė šilumos laidumui

Tankio ir šilumos laidumo koeficiento mažiausios vertės priklauso nuo rišamosios medžiagos kiekio

esant 70 kgm3 ir panaudojus polistireninio putplasčio granules gaunamas mažiausias tankis tuo pačiu

ir mažiausia šilumos laidumas Šiuo atveju kompozitų stiprumas būna mažiausias bet pakankamas

užsiduotoms vertėms (8 pav) ty stipris gniuždant siekia virš 03 MPa o stipris lenkiant ndash 015 MPa

(9 pav) Tuo atveju kompozitų atsparumas šalčiui net po 100 šaldymo ciklų didina kompozitų stiprį

gniuždant (dėl tolesnio cemento mineralų hidratacijos proceso vykstančio bandymo metu) (10 pav)

Analizuojant kompozitų struktūrą po 100 šaldymo ciklų jokių suirimo požymių nepastebime tai

reiškia jog kompozitai atsparūs šalčiui (11 pav) Atsparumas šaldymui bandymas 4 5 sudėties

kompozitams dar vyksta todėl rezultatai nepateikti

17

8 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam gniuždymo stipriui

9 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam lenkimo stipriui

10 pav Kompozitų vidutinio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo šaldymo ciklų

a b c d 11 pav Kompozitai po 100 šaldymo ciklų a ndash 1 sudėtis b ndash 2 sudėtis c ndash 3 sudėtis d ndash 6 sudėtis

18

32 Lakštų rišamosios medžiagos parinkimas ir savybių tyrimas

Šie tyrimai labai aktualūs lakšto apdailino sluoksnio formavimo mišiniui kurį kaip tik ir sudaro

portlandcementis FS40 polikarboksilatas ir 10 portlandcemenčio keičiantis MK Technologiškai

yra svarbu kad formuojant po pirmo pasluoksnio suformavimo galima būtų kuo greičiau įspausti

armuojantį stiklo audinio tinklelį į cementinę tešlą Tai padėjo atlikti 10 portlandcemenčio

keičiantis MK ir 02 PC masės polikarboksilatinio superplastiklio FS ndash 40 priedas

FS-40 polikarboksilatinio superplastiklio ir MK poveikis portlandcemenčio mineralų hidratacijai

pateiktas 12 pav

12 pav Egzotermijos efekto temperatūrų kaitos priklausomybė nuo laiko 1 ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC +

MK 4 - PC + MK + FS40

Gauti duomenys rodo kad ir MK ir FS-40 priedai lėtina PC mineralų hidrataciją bei žemina

egzoterminio efekto temperatūrą jei gryno cemento Tegzo = 95 ˚C tegzo = 420 min (12 pav 1 kr) tai

esant mišinyje abiems priedams Tegzo sumažėja iki 65 ˚C o tegzo pailgėja iki 1070 min (12 pav4 kr)

Šių priedų poveikis siūlių sukietėjusio skiedinio tankiui pateiktas 13 pav

13 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio tankiui 1 ndash PC 2 ndash

PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

13 pav duomenys rodo kad superplastiklio priedas padidina sukietėjusio skiedinio tankį 125 (13

pav 2 kr) tuo tarpu MK pakaitalas jį 10 mažina 13 pav 3 kr) todėl abiejų medžiagų (priedo ir

pakaitalo) poveikyje tankis sumažėjo nežymiai (apie 5 ) Jų poveikis gniuždymo stipriui pateiktas

14 o lenkimo ndash 15 pav

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

20

30

40

50

60

70

80

90

100T

emp

erat

ucircra

0C

Laikas min

1

3

2

4

19

14 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio gniuždymo stipriui 1

ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

15 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio lenkimo stipriui 1 ndash

PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

Atliktų tyrimų rezultatai parodė kad superplastiklio priedas padidina kaip gniuždymo taip ir lenkimo

sukietėjusio skiedinio stiprį atitinkamai 8 ir 26 (14 ir 15 pav 1 ir 2 kr) tuo tarpu MK daro

teigiamą poveikį tik lenkimo stipriui (15 pav 3 kr)

33 Lengvojo užpildo ir RM santykio nustatymas apdailiname sluoksnyje

ir jo savybių tyrimas

Siekiant pagerinti apdailinio sluoksnio termoizoliacines savybes į formavimo mišinį buvo pridedama

smulkiosios iki 2 mm PS frakcijos granulių kurių tūris sudarė atitinkamai 25 ir 50 RM tūrio

Tankio ir stipruminių savybių kaita priklausomai nuo PS granulių tūrio pavaizduota 16 ir 17 pav

20

16 pav Apdailinio sluoksnio tankio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

17 pav Apdailinio sluoksnio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

18 pav Apdailinio sluoksnio lenkimo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

Gauti duomenys rodo kad sukietėjusio skiedinio tankis ir stiprumas proporcingai mažėja nuo PS

granulių tūrio didėjimo formavimo mišinyje Optimalus PS užpildo kiekis buvo nustatytas lyginant

suformuotų plokštelių fasado paviršius (19 pav)

21

19 pav Apdailinio sluoksnio paviršiaus kokybės priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo

mišinyje 1 ndash 25 2 ndash 50 3- 60 4 ndash 75

Vizualiai lyginant gautų paviršių kokybę galima teigti kad PS granulių tūris formavimo mišinyje

turi būti ne didesnis kaip 50

34 Porėtų PS granulių dydžio poveikis lakšto termoizoliacinio sluoksnio fizikinėms

mechaninėms savybėms

Nustatant PS granulių dydį iš pradžių buvo panaudotos ir stambiosios (8divide16 mm) frakcijos granulės

tačiau tokio kompozito sukibimas su apdailinio sluoksnio stiklo tinkleliu nebuvo kokybiškas dėl

stambių neužpildytų cementine tešla ertmių tarp užpildo granulių Dėl šios priežasties šių bandinių

lenkimo stipris nesiekdavo net 01 MPa o pats bandinys išsisluoksniuodavo (20 pav) tuo tarpu

vidutinės (4divide8 mm) ir smulkiosios (iki 2 mm) PS frakcijos bandiniai po bandymo likdavo

neišsisluoksniavę Norint pagerinti badinių su stambiąja PS frakcija sukibimą su tinkleliu teko

naudoti daugiau cementinės tešlos glaistant ja ant tinklelio paviršiaus nes tešla prasmukdavo pro

tinklelio akutes į ertmes tarp stambiosios frakcijos granulių kas blogino kompozito termoizoliacines

savybes Todėl stambiosios frakcijos granulių tolesniuose tyrimuose teko atsisakyti 6 lentelėje

pateiktos tirtų kompozitų savybių vertės Geriausiomis termoizoliacinėmis savybėmis pasižymi LV

ndash 7 sudėties kompozitas kurio šilumos laidumo koeficientas turi mažiausią vertę ndash 0075 WmmiddotK o

jo stipruminės savybės ne žymiai nusileidžia kitų kompozitų su didesniu RM kiekiu savybėms 20

pav pateikta kompozito bandinių struktūra su stambiosios ir smulkiosios PS frakcijų granulėmis

20 pav Termoizoliacinio sluoksnio bandinių vaizdas po lenkimo stiprio nustatymo bandiniai su stambia PS granulių frakcija (be numeracijos) smulkiosios ir vidutinės frakcijos bandiniai

pažymėti 32 ir 52

22

6 lentelė Kompozitų su porėtais užpildais savybės

Kompozitų šifrai atitinka 3 lentelės šiframs

Lenkimo stipris buvo nustatomas bandant prizmes su įtvirtintu iš abiejų pusių stiklo audinio tinkleliu

a b

21 pav Lakšto termoizoliacinio sluoksnio struktūra kai užpildą sudaro PPS (30 visų užpildo tūrio)

ir PS granulės a ndash stambiosios frakcijos b ndash smulkiosios frakcijos (LV ndash 5) sudėtis ir smulkiosios ndash

vidutinės frakcijos (LV- 7) sudėtis

Kompozito

šifras

Sausasis tankis

kgm3

Gniuždymo

stipris MPa

Lenkimo stipris

MPa

Šilumos laidumo

koeficientas 10

W(mK)

LV-1 420 065 070 0135

LV-2

LV -3

LV-4

LV-5

LV-6

LV-7

385

375

355

330

280

240

060

055

050

050

045

040

065

050

050

045

040

030

0130

0125

0100

0090

0080

0075

23

4 Bendradarbiavimas su projekto partneriais

Glaudžiausias bendradarbiavimas buvo vykdomas su Projekto partneriu iš Lietuvos ndash UAB ldquoElnet

Grouprdquo Ūkio subjektas pastoviai buvo supažindinamas su vykdomais moksliniais tyrimais bei

gautais tyrimų rezultatais Buvo diskutuojama kaip būtų galima juos įgyvendinti praktikoje Darbų

pasiskirstimas tarp Projekto partnerių reikalauja tampraus bendradarbiavimo kad ūkio subjektas

galėtų sukurti technologinę įrangą sugebančia pasiekti tyrimais nustatytus cementinio

termoizoliacinio kompozito technologinius parametrus Kartu buvo išbandomi technologinių

įrengimų ndash maišyklės formavimo mišinio sudėtinių komponentų maišymo principas bei darbinio

maišyklės veleno konstrukcija Daug problėmų kėlė paruošto mišinio transportavimas lanksčių žarnų

pagalba į tarpą tarp klojinių Cementinio termoizoliacinio kompozito sudėtiniai komponentai ndash

užpildo granulės (padengtos apvalios pūsto stiklo tuščiavidurės formos kevalu) turi nedidelį

atsparūmą gniuždymui ir veikiant didesnei spaudimo jėgai turi galimybę suirti Bendradarbiaujant

su Slovakijos firma bdquoSTROJSTAV CMldquo ši problema buvo išspręsta

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu Pirmoje komandiruotėje buvome susitikę su mokslinės dalies

vadove Eva Navratilova kuri sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės

praktikos Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami

cementinio termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų

tarpusavio jungties pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku

aptarėme bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo

sistemų tyrimus Lietuvoje buvo suformuoti bandiniai o Libereco universitete atliekami triukšmo

slopinimo sistemos elementų dinaminio standžio matavimai Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių

metu Čekijos ūkio subjekto atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su poretų granulių gamyba iš

maltų šlako atliekų ir kartu numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei

sieninių panelių gamyboje Bendradarbiavimas tarp partneriu bus tęsiamas per visą Projekto

vykdymo laikotarpį

24

5 Projekto etapai ir tarpiniai rezultatai

Pirmame projekto etape turėjome parinkti termoizoliacinio cementinio kompozito skirto sienų

konstrukcijoms formavimo mišinio parametrus Darbo eigoje nustatyta kad termoizoliacinio

cementinio kompozito matrica turi sudaryti porizuota cementinė tešla modifikuota pūsto stiklo

gamybos atlieka ndash metakaolino priedu Kompozito užpildu kuris sudaro 100 tūrio yra

kombinuotos PS granulės pagamintos iš stiklo duženų miltų ir polistireninės taros susmulkinti

trupiniai PS granulės yra skirtingų frakcijų nuo 4 iki 16 mm dydžio ir kompozite tartusavyje liečiasi

tokiu būdu suformuodami termoizoliacinės medžiagos bdquokarkasąldquo PPS smulkūs trupiniai užpildo

tarpus tarp PS granulių ir tokiu būdu mažino laisvo oro erdvę kompozito struktūroje Šis faktorius

turi tiesioginę įtaką kompozito šilumos laidumo vertei Kompozito užpildas tarpusavyje jungiamas

plonu porizuotos modifikuotos cementinės tešlos sluoksniu Taip yra gaunamas lengvas cementinis

termoizoliacinis kompozitas kurio tankis siekia 230 ndash 250 kgm3 šilumos laidumo koeficientas yra

apie 007 WmmiddotK gniuždymo stipris apie 03 MPa

Kitas uždavinys buvo sukurti termoizoliacinio cementinio kompozito gamybos technologiją

Sprendžiant šią užduotį buvo ištirtas modifikuojančių priedų ir jų maišymo trukmės poveikis

cementinės matricos savybėms rišamosios medžiagos ir skirtingos frakcijos granulių kiekio įtaka

termoizoliacinio sukietėjusio kompozito savybėms Atlikti moksliniai tyrimai leido parinkti

formavimo mišinių maišymo trukmę sudėtiniu komponentų padavimo į formavimo mišinio

paruošimo maišyklę eiliškumą rišiklio rišimosi laikus įvertinant priedų poveikį cemento mineralų

hidratacijos procesui Nustatyta kad pradiniame etape reikia vandenyje permaišyti orą įtraukiatį ir

mišinį plastifikuojanti priedus ir cementą po to maišyti PPS smulkius trupinius ir tik po to į

formavimo mišinių paruošimo maišyklę dėti PS granules Bendra formavimo mišinio paruošimo

trukmė siekia 7 ndash 10 min Laboratorinėmis salygomis paruoštu formavimo mišiniu buvo užpildomos

bandinių formavimui skirtos formos Suformuoti bandiniai iš formų buvo išimami po 12 val

sudedami į polietileninius maišus ir natūraliose sąlygose buvo kietinami 28 paras

Kompozito bandinių fizikinės savybės bei sudėtinių kompozito komponentų tarpusavio jungties

pobūdis kontakto zonoje buvo nustatomos tiriant bandinius pagal galiojančius techninius

reikalavimus VGTU Termoizoliacijos instituto laboratorijose sukomplektuotomis naujausią įranga

Šių tyrimų rezultatai yra pateikiami ataskaitoje plačiau aprašant termoizoliacinio kompozito fizikines

savybes

Darbe buvo sprendžiamas ir armuotų termoizoliacinių lakštų ir jų gamybos technologijos sukūrimas

Lakštų prototipu buvo parinkta dekoratyvinio apdailos laksto konstrukcija sukurta projekto vadovo

ir apginta Lietuvos patentu Nr 4599 Toks techninis sprendimas leido termoizoliacinio kompozito

sluoksnį iš abiejų pusių armuoti stiklo audinio tinkleliu ir sukurti padidinto atsparumo lenkimui

termoizoliacinį lakštą Moksliniais tyrimais buvo nustatyta kad lakštų konstrukcijose galima naudoti

tik 2-8 mm dydžio pūsto stiklo granules o cementine tešlą galima modifikuoti MK priedų iki 30

nuo cemento masės Stiklo audinio tinklelį galima panardinti į cementinės tešlos ir smulkių PS

granulių mišinį esant granulių užpildo kiekiui ne didesniam kaip 50 tešlos mišinio tūrio Optimalus

armuojančių stiklo audinio tinklelių akučių dydis 45times45 mm užtikrinantis sluoksnių esančių

abiejuose tinklelio pusėse stabilią jungtį

Lakštų gamybos išmatavimus lemia gaminami armuojančių tinklelių matmenys Esant tinklo kilimo

pločiui 1000 mm automatiškai išsisprendžia ir lakštų plotis kuris gali būti 500 mm arba 10 m Esant

kitam lakšto pločiui reikalingas tinklelio jungimas kas didina gamybos proceso imlumą ir gamybos

kaštus

Sukurta laboratorinė lakštų gamybos technologija kurioje yra numatyta sekančios operacijos

išvardintos eilės tvarka modifikuotos cementinės tešlos užpilimas ant formos dugno tolygus

cementinės masės paskleidimas armuojančio apatinio tinklelio įspaudimas į cementinę masę

termoizoliacinio cementinio formavimo masės sluoksnio užpilimas į formą ir jos tolygus

paskirstymas viršutinio armuojančio tinklelio uždėjimas ant viršutinio termoizoliacinio kompozito

formavimo masės paviršiaus viršutinio tinklelio dengimas cementine mase jos tolygus paskirstymas

ir įspaudimas į tinklelio akutes Tokiu būdu pagamintas lakštas turi lygų apatinį paviršių ir grubų

25

viršutinį Panaudojus lakštus klojinių konstrukcijose lygus paviršius formuoja galutinai išlygintą

sienos plokštumą reikalaujančią minimalių darbo sąnaudų paviršiaus apdailai Išorinių apdailos

lakštų paviršiaus formavimas bus sprendžiamas ateityje

Įvertinant lakšto paskirtį galime konstatuoti kad termoizoliacines lakšto sąvybes lemia užpildo

granulių kompaktiškas pasiskirstymas lakšto termoizoliacineme sluoksnyje Stambios granulės turi

formuoti karkasą liesdamosios tarpusavyje o tarpai tarp jų turi būti ūžpildyti smulkios frakcijos PPS

trupinių granulėmis Reikia stengtis kad būtų kuo mažiau neužpildytų oro tarpų Lakšto

termoizoliacines sąvybes gerina smulkios frakcijos PS granulių kiekis esantis modifikuotoje

cementinėje tešloje iki 50 tūrio

Lakšto lenkimo stipriui didžiausios įtakos turi armuojančio tinklelio akučių dydis tinklelio sukibimas

su cementine tešla užpildo granulių stabili tarpusavio jungtis bei paties lakšto storis Skaitome kad

mažiausias lakšto storis galėtų būti 25 mm

Pirmais metais viešinant projektą buvo parengtas mokslinis straipsnis apie įvairių priedų poveikį

cementinės matricos porizacijai Be priedų poveikio buvo atsižvelgta į formavimo mišinio maišymo

trukmę Medžiaga apie matricos porėtumo didinimo būdus išsamiai pateikta publikacijoje o

ataskaitoje pateikiama tik nuoroda į straipsnyje pateikiamus tyrimo rezultatus

Žurnale ldquoMokslas ir technikardquo yra supažindinama Lietuvos visuomenė apie Eureka projekto

partnerius projekto tikslus kuriuos turėtų įgyvendinti kiekvienas partneris atskirai darbus

koordinuojant VGTU projekto vadovui Pateikiama projekto trukmė bei nurodomi finansavimo

šaltiniai tame tarpe ir iš Europos struktūrinių fondo lėšų

26

6 Tyrimų mokslinė vertė

Mokslinę liekamąją vertę turi modifikuojančių priedų poveikio cementinės matricos mišinio bei

akmens poretumui tyrimai Ištirta pucolaninio priedo pūsto stiklo gamybos atliekos ndash metakaolino

poveikis cementinės matricos tankiui cemento mineralų hidratacijos procesui mišinio klampai bei

poreto cementinio akmens fizikinėms sąvybėms Ši priklausomybė sujungta kartu su orą įtraukiančiu

ir plastifikuojančių priedų panaudojimu modifikuojant cementinę tešląTyrimų rezultatai yra

apibendrinti moksliniame straipsnyje išsiūstame į Oksfordo universiteto žurnalą bdquoConstruction and

Building Materialsldquo

Porėtų užpildo granulių granuliometrinės sudėties ir jų frakcijų santykis bei porizuotos matricos

kiekio poveikis cementinio termoizoliacinio kompozito savybėms bus apgintas Lietuvos patentu su

tolesniu patentavimu ES

Cementinio termoizoliacinio kompozito ir jo gamybos technologijos sukūrimas leis statyti kokybiškai

naujus namus artimus pasyvaus namo koncepcijos keliamiems reikalavimams

27

7 Išvados ir rekomendacijos

1 Nustatyta kad kompleksinis (MK+FS40+OIP) priedas betonų mineralų hidratacijos procesą

cemento tešloje prailgina iki 1100 min pasiekdamas 60 degC egzoterminio efekto maksimalią

temperatūrą MK modifikuotos cemento tešlos hidratacijos procesas nežymiai pailgėja nors dėl

papildomos pucolaninės reakcijos tarp MK ir cemento hidratacijos produktų egzoterminio efekto

maksimali temperatūra pakyla 8 degC

2 Ištirta kad kompleksinio priedo (FS40+OIP) poveikis mažinant cementinės tešlos tankį labiausiai

pastebimas MK priedų modifikuotoje cementinėje tešloje Modifikuotos cementinės tešlos tankis

sumažėja 33 karto nuo 2158 kgm3 iki 714 kgm3 po 10 min mišinio maišymo Tai yra apie 29

mažesnis tankis nei maltu smėliu modifikuotos cementinės tešlos ir 32 mažesnis tankis nei gryno

cemento porizuotos tešlos Sukietėjusios tešlos ndash porėto betono tankis siekia apie 800 kgm3 tuo tarpu

gryno cementbetonio ndash 1150 kgm3 o maltu smėliu modifikuoto betono ndash 1200 kgm3 Šiuos pokyčius

galima paaiškinti lengvos sutirštintos struktūros formavimo mišinyje susidarymu ir OIP molekulių

adsorbuotų ant cemento dalelių paviršiaus pakankamos jungties suformuotu oro burbuliuku

užtikrinimas

3 Nustatyta kad pucolaniniu priedu MK modifikuota cementinė tešla kartu su kompleksiniais (FS40

ir OIP) priedais įtakoja papildomų naujadarų ndash kalcio hidrosilikatų susidarymą mikro struktūros

pokyčius užtikrinančius submikrokristalinę struktūrą cementinėje matricoje Tai užtikrina mažo

tankio porėto betono pakankamą stiprumą 800 kgm3 tankio porėto betono gniuždymo stipris siekia

25 MPa o lenkimo stipris 10 MPa

4 Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo - 35 tūrio sudaro stambios PS granulės (8-16 mm) Vidutinio

dydžio (4-8 mm) PS granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio PPS trupintos granulės sudaro po 15

kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių ir suformuoti kompaktiškai

užpildyta kompozito struktūrą Sukurtas cementinis termoizoliacinis kompozitas kurio sudėtis

modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3 rišamosios medžiagos

kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia 007Wm∙K

esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

5 Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 - MK o kompozito

RM ir smulkių iki 2 mm stambumo PS granulių tūrių santykis sausame mišinyje yra 11 Sukietėjusio

skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

6 Nustatytas porėtų užpildų PS ir PPS granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis

termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos

laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K) gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos

granulės padengtos porizuota cementine tešla (esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3)

tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai

padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS

granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31) tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per

porizuotą matricą

28

8 Literatūra

Antonovič V Goberis S The effect of different admixture of the properties of refractory conerefe

with portland cement Material science (Medžiagotyra) 4(9) 2003 379-382 p

Asthana R Kumar ADahotre N B2006 Materials Processing and Manufacturing Science

Amsterdam Butterworth-Heinemann 628 p

bdquoAstra ndash polskaldquo firmos tinklalapis internete httpwwwastra-polskacom

Brykov A S Kamaliev R T Mokeev M V 2010 Influence of ultradispersed silica on portland

cement hydration Russian Journal of Applied Chemistry 83(2) 208minus213

Capener J C-M 2009 Properties of Modern Rendering Systems Based on Mineral Binders

Modified by Organic Admixtures Concrete Repair Rehabilitation and Retrofitting II ndash Alexander et

al (eds) Taylor and Francis Group London 863 ndash 869

Davraz M Gunduz L 2005 Engineering properties of amorphous silica as a new natural pozzolan

for use in concrete Cement and Concrete Research 35(7) 1251ndash1261

Du L Folliard K J 2005Mechanisms of entrainment in concrete Cement and Concrete Research

35(8)1463 ndash 1471

Hernaudes-Olivares F Mayer-Lobo P 2011 Experimental Assessment of Comercial One-coat

Renders for Buildings Facades Construction and Building Materials 22 (1) pp 156 ndash 162

Hilal A AThom N H Dawson A R 2015 On void structure and strength of foamed concrete made

without with additives Construction and Building Materials 85 157 ndash 164

Houst Y F Bowen P Perche F Kauppi A Borget P Galmiche L Meins J F Lafuma F

Flatt R J Schober I Banfill P FG Swift D S Myrvold B O Petersenf B G Reknes K

2008 Design and function of novel superplasticizers for more durable high performance concrete

(Superplast Project) Cement and Concrete Research 38(10) 1197 ndash 1209

Hurley J A 2003 UK market survey for foam glas Published by The Waste and Resource Action

Programme The Old Academy 114 p Prieiga per internetą httpwwwwraporguk

Kligys M Laukaitis A Sinica M Sezemanas G Dranseika N 2008 Investigations into the fire

hazard of a composite made from aerated concrete and crushed expanded polystyrene waste

Mechanics of Composite Materials 44(2) 173 ndash 180

Kligys M 2009 Kompozitinės medžiagos iš poringosios cemento tešlos ir trupinto polistireninio

putplasčio gamybos technologija ir savybės Daktaro disertacija Vilnius 137 p

Landensivu J 2012 Durability properties and actual deterioration of Finish concrete fasades and

balcones Thesis for the degree of doctor of science in technology Tampere university of technology

117 p

Lauzon M Garcia-Ruiz P A 2009 Evaluation of Capillary Water Absorbtion in Rendering Mortars

with Powdered Waterproofing Additives Construction and Building Materials 23 (10) 3287 ndash 3291

Lianxiang D Kevin J 2005 Mechanizm of air entrainment in concrete Cement and Concrete

research (35) 1463-1471 p

Limbachiya M Meddah M S Fotiadou S 2012 Performance of granulated foam glass concrete

Construction and Building materials 28(1) 759ndash768

LST EN 197-12011 Cementas 1 dalis Įprastinių cementų sudėtis techniniai reikalavimai ir atitikties

kriterijai

LST EN 196-62010 Cemento bandymų metodai 6 dalis Smulkumo nustatymas

29

LST EN 196-32005 Cemento bandymų metodai 3 dalis Rišimosi trukmių ir tūrio pastovumo

nustatymas

LST EN 933-12002 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 1 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Sijojimo metodas

LST EN 933-22001 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 2 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Analiziniai sietai Vardiniai akelių matmenys

LST ISO 3310-12003 Laboratoriniai sietai Techniniai reikalavimai ir bandymai 1 dalis

Laboratoriniai pinto metalinio vielinio tinkle sietai (tpt ISO 3310-12000) LST EN 1097-62003

Užpildų mechaninių ir fizikinių savybių nustatymo metodai 6 dalis Dalelių tankio ir įmirkio

nustatymas

LST EN 1015-3+A12004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 3 Determination of

Consistence of Fresh Mortar (by Flow Table)

LST EN 1015-102004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 10 Determination of Dry

Bulk Density of Hardened Mortar

LST EN 1015-112002 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 11 Determination of

Flexural and Compressive Strength of Hardened Mortar

LST EN 1015-182003 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of Water

Absorption Coefficient Due to Capillary Action of Hardened Mortar

LST EN 1015-122004 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of

Adhesive Strength of Hardened Rendering and Plastering Mortars on Substrates

LST EN 120892013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiai Elgsenos lenkiant nustatymas

LST EN 16022013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiaiTariamojo tankio nustatymas

LST EN 826 Statybinės termoizoliacines medžiagos Stiprio gniuždant nustatymas

LST EN 126642002 Šiluminės statybinių medžiagų ir gaminių charakteristikos Šiluminės varžos

nustatymas apsaugotos karštosios plokštės ir šilumos srauto matuoklio metodais Vidutinės ir mažos

šiluminės varžos sausi ir drėgni gaminiai

LST EN ISO 125712013 Hygrothermal Performance of Building Materials and Products -

Determination of Hygroscopic Sorption Properties

LST CENTS 772 -222006 Mūro gaminių bandymo metodai 22 dalis Keraminių mūro gaminių

atsparumo šalčiui nustatymas

LST L 1413112005 Statybinis skiedinys Bandymo metodai Atsparumo šalčiui nustatymas

LVS 203-22005 Sakret stiklo audinio armavimo tinklelis

Marčiukaitis G 2007 Statybinės medžiagos ir konstrukcijos Paskaitų konspektas Vilnius 88 p

Mисников O С Тимофеев АВ Черткова ЕЮ 2011 Гидрофобизация минеральных

дисперсных материалов добавками на основе торфа Труды Инсторфа 2 (55)15 ndash 33

Oğuzhan Keleştemur Bahar Demirel 2015 Effect of metakaolin on the corrosion resistance of

structural lightweight concrete Construction and Building Materials 81172 - 178

Quercia G Huumlsken G Brouwers H J 2012 Water demand of amorphous nanosilica and its

impact on the workability of cement paste Cement and Concrete Research 42(2) 344ndash357

Paruta V A Brynzin E I 2009 Manual on Designing and Erecting of Buildings using the Products

with Trademark UDK GAZOBETON Dnepropetrovsk 213 p

30

Ramachandran V S 1998 Superplasticizersproperties and applications in concrete Ottawa

Materials Technology LaboratoryCANMET

Ries J 2008 Structural lightweight aggregate and concrete Structure June 62-63

Ru Ji Zuotai Zhang Yang He Lili Liu Xidong Wang 2015Synthesis characterization and modeling

of new building insulation material using ceramic polishing waste residue Construction and Building

Materials 85 119 ndash 126

Сеземан Г Синица М Клигис М Шепутите-Юцике Ю Вайткус С Мечай А 2013

Цементные строительные композиты на основе лёгких заполнителей из техногенного сырья

Материалы международной научно ndash технической конференции laquo Наука и технология

строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29 ноября Минск

БГТУ 21 ndash 24

Sezemanas G Sinica M Zacharčenko P Pivenj N Mikulskis D Kligys M 2013 Influence

of zeolite additive on the properties of plaster used for external walls from autoclaved aerated

concrete Materials Science (Medžiagotyra) 19(2) 222ndash229

Синица М Шепутите-Юцике Ю Сеземан Г Клигис М Мечай А 2013 Особенности

выполнения ограждающих конструкций с использованием заливной теплоизоляции на основе

гранул вспученного стекла Материалы международной научноndash технической конференции laquo

Наука и технология строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29

ноября Минск БГТУ 69 ndash 72

Sinica MSezemanas GKligys M Česokas S 2007 Investigation of hydro ndash and higro ndash sorption

properties of silicate masonry products Materials Science (Medžiagotyra) 13(3) 229ndash 234

Sinica M Sezemanas G Chesnauskas V 2005 Influence of Air Absorbing Additive on Plaster

Layer Properties Designated to Cover Partions Built from Autoclave Porous Concrete Blocks

Chemical Technology (Cheminė technologija) 4 (38) 91 ndash 95

Sinica M Laukaitis A Sezemanas G Kligys M 2008 Operational Properties of a Heat-insulation

Composite with Expanded Polystyrene Crumbs Mechanics of Composite Materials 4 (44) 415 ndash 424

Sinica M Sezeman G Mikulskis D Kligys M Česnauskas V Zacharčenko P Kuprijenko

P Ščerbina N Pivenj N 2009 Investigation of the composite material with inclusions of

autoclaved aerated concrete chips Materials science 15 ( 4) 356ndash362

Sinica M Sezeman G Zakharchenko P 2012 Daugiasluoksnė lauko atitvara ir jos džiovinimo

būdas Patentas LT5837B

Стерлятов АН 2007 Совместный тепло- и влаго- перенос в ограждающих конструкциях

зданий из газобетона Дисертация кандидата технических наук Новосибиpск 167 с

Tobon J I Paya Jordy Restrepo O J 2015 Study of durability of portland cement mortars blended

with silica nanoparticles Construction and Building Materials 80 92 - 97

STR 205012005 Pastatų atitvarų šiluminė technika Statybos technikos reglamentai Statybos ir

urbanistikos ministerija Vilnius 2005 109p

STR 201102007 Išorės tinkuojamos sudėtinės termoizoliacinės sistemos Statybos technikos

reglamentai Statybos ir urbanistikos ministerija Vilnius 2007 p

Šadauskienė J Ramanauskas J Stankevičius V 2003 Effect of hydrophobicmaterials on water

impermeability and drying of finish brick mansory Material science (medžiagotyra) 9 (1) 94 - 98

Ungkoon Y Sittipunt Ch Namprakai P Jetipattaranat W Kim KS Charinpanitkul T 2007

Analysis of microstructure and properties of autoclaved aerated concrete wall construction materials

Journal of Industrial and Engineering Chemistry 13(7) 1103ndash1108

31

Weigler H Karl S 1980 Structural lightweight aggregate concrete with reduced density-

lightweight aggregate foamed concrete The International Journal of Lightweight Concrete 2 101ndash

104

Xu Y Chung D D L 1999a Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behaviour

of cement paste ACI Materials Journal 96(4) 455minus461

Xu Y Chung D D L 2000a Improving silica fume cement by using silane Cement and Concrete

Research 30(8) 1305- 1311

Zain M F M Safiuddin Md Mahmud H 2000 Developement of high performance concrete

using silica fume at relatively high water-binder rations Cement and Concrete Research 30(9) 1501

ndash 1505

Захарченко П Синица М Сеземан Г Чеснаускас В 2009 Изменение влажности стеновых

конструкций из ячеистобетонных блоков с системой скреплённой теплоизоляции Будiвельнi

матерiали вироби та санiтарна технiка науково-технiчний збiрник Киев Товариство

laquoЗнаниеraquo Украiни (23) 50 ndash 53234

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje

Page 11: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

11

Šiame darbe pateikiamas visų išvardintų priedų poveikis cementinių termoizoliacinių kompozitų ir

lakštų sluoksnių savybėms Ir tarplakštinių ir lakštų termoizoliacinių kompozitų matricą sudaro porėta

cementinė tešla o lengvuoju užpildu tarnaja dirbtinių arba technogeninių medžiagų porėtos granulės

((polistireninio putplasčio panaudotos taros trupiniai bei sferinės pūstojo stiklo granulės pagamintos

iš stiklo duženų) Weigler and Karl 1980 Синицa et al 2013 Limbachiya and Meddah 2012))

Naudojant bei utilizuojant šiuos užpildus kartu būtų sprendžiama ir ekologinė problema (Сеземан еt

al 2013) Preleminariai išmatuotas sukurto kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia apie 007

WmmiddotK kas užtikrina 7 m2WK sienos šiluminę varžą esant jos storiui 05 m

Mūsų darbo objektas ir tikslas ndash cementinių ir termoizoliacinių kompozitų ir apdalos lakštų sluoksnių

sudėčių parinkimas ir savybių tyrimas bei lakštų gamybos technologijos sukūrimas

2 Žaliavos ir tyrimų metodika

21 Žaliavos

Termoizoliaciniams kompozitams paruošti naudotas UAB bdquoAkmenės cementasldquo CEM I 425 R

markės portlandcementis atitinkantis LST EN 197-12011 standarto reikalavimus Cemento cheminė

ir mineralinė sudėtys bei charakteristikos pateiktos 1 lentelėje

1 lentelė Portlandcemenčio sudėtys ir charakteristikos

Cheminė sudėtis

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O+Na2O SO3 Kaitmenys Netirpmenys

2076 612 337 6350 401 103 080 023 007

Mineralinė sudėtis Rišimosi trukmė min Savitasis paviršius cm2g

C3S C2S C3A C4AF Pradžia Pabaiga 4200

4854 1529 1040 1017 140 190

Metakaolinas (MK) ndash įmonės UAB Stikloporasldquo technologinė atlieka gauta pūsto stiklo granulių

gamybos metu Savitasis MK paviršius ndash 8650 cm2g piltinis tankis ndash 480 kgm3

Kaip rišamoji medžiaga (RM) buvo naudoti abiejų cementų bei metakaolino kaip 10 cemento

pakaitalo sausieji mišiniai

Cemento ir užpildų tarpusavis turinis santykis kompozituose bei VC santykis buvo nustatomas

eksperimentiniu keliu atsivelgiant į technologines kompozito gavimo galimybes bei jo užsiduotų

savybių verčių

Orą įtraukiantis priedas (OĮP) naudojamas termoizoliaciniam sluoksniui suformuoti ndash bdquoUfapore

TCOldquo balti milteliai turintys 94 aktyviosios medžiagos Priedo kiekis iki 01 RМ masės

Polikarboksilatinis superplastiklis naudojamas visuose kompozituose - Castament FS-40 ndash gelsvi

milteliai Priedo kiekis ndash 02 RM masės

Pagalbinės medžiagos Stiklo audinio bdquoSakretldquo firmos armavimo tinklelis akelių dydis ndash 4 x 4 cm

atitinkantis LVS 203-22005 Latvijos standarto

Kaip užpildas taip pat naudotos 3-jų skirtingų frakcijų ir piltinio tankio pūstojo stiklo granulės (2

lentelė) pagamintos UAB bdquoStikloporasldquo ir polistireninio putplasčio taros smulkūs trupiniai iki 2 mm

dydžio

12

2 lentelė PS ir PPS granulių frakcijos tankis ir šilumos laidumas

Grūdelių skersmuo mm Piltinis tankis kgm3 Šilumos laidumo koeficientas WmmiddotK

PS iki 2 190 0077

PS 4divide8 140 0059

PPS 8-16 120 0052

PPS iki 2 15 0038

22 Tyrimų metodika

Portlandcemenčio rišimosi trukmė buvo nustatyta remiantis standartine metodika LST EN 196-

32005 о savitasis paviršius ndash Bleino prietaisu pagal (LST EN 1097-62010) metodiką

Užpildų (pūstojo stiklo ir polistireninio putplasčio granulių) piltiniai tankiai buvo nustatomi remiantis

(LST EN 3310-12003) Modifikuotos cementinės tešlos egzoterminiam efektui tirti buvo naudojami

laboratorijoje sukonstruotas temperatūros matavimo prietaisas ir sukurta metodika (Antonovič and

Goberis 2003) Rišamoji medžiaga (RM) buvo ruošiama sausai maišant portlandcementį su 10

metakaolino pakaitalu laboratorinėje bdquoVarimixer bearldquo maišyklėje 3 min esant 60 apsmin maišyklės

veleno sukimosi greičiui Ruošiant formavimo mišinius RM kartu su vandeniu ir modifikuojančiais

priedais (FS-40 visuose atvejuose OĮP ndash formuojant termoizoliacinį sluoksnį) buvo maišoma dar 1

min o supylus užpildus (PS visuose atvejuose PPS - formuojant tik termoizoliacinį sluoksnį) dar 2

min esant tam pačiam sukimosi greičiui

Kompozitų formavimo mišiniai buvo ruošiami MXP 1602E maišyklės pagalba (esant jos sukimosi

ašies greičiui 225 apsmin) permaišant 2 min bėgyje visus komponentus (cementą vandenį ir

priedus OĮP ir superplastiklį) išskyrus porėtus užpildus Užpildai buvo dedami į mišinį pačiam

maišymo gale ir maišymas trukdavo dar 5 min esant 60 apsmin greičiui Mišiniai buvo supilami į

skirtingų matmenų formas iš kurių sukietėję bandiniai buvo išformuojami po 2 parų Tolesnis jų

kietėjimas vyko ant grotelių virš vandens klimatinėje kameroje 26 parų bėgyje esant temperatūrai

(20plusmn3) ordmC Po to bandiniai buvo džiovinami 105ordm C temperatūroje (bandiniai su PPS užpildu - iki 50

ordmC) iki pastoviosios masės ir buvo nustatomos jų savybės Sausasis tankis gniuždymo ir lenkimo

stipriai buvo nustatomi taikant (LST EN 1602+ AC+P LST EN 826 LST EN 12089) metodikas

Nustatant kompozito stipruminių savybių vertes buvo pasinaudota komputerizuota įranga

ldquoHaunsfield ndash H10KS)

Bandinių šilumos laidumo koeficientas λ10 buvo nustatomas pagal (LST EN 12664+AC+P) prietaiso

bdquoλ ndash meter EP500ldquopagalba (bandinių matmenys ndash 400x400x100mm)

Naudotų priedų poveikį cementinei matricai (cemento mineralų hidratacijos egzoterminiam efektui)

nustatyti buvo naudotasi (Antonovich and Goberis 2003) metodika išlaikant eksperimento metu

vienodą (037) VC santykį

Kompozito bandinių sorbcinis drėgnis buvo nustatomas pagal (LST EN ISO 1257) metodiką iš-

laikant bandinius (20 plusmn3)ordmC temperatūroje virš K2CO3 NaBr (NH4)2SO4 ir K2SO4 tirpalų kurių

sočiųjų garų drėgnis siekė atitinkamai 43 58 81 ir 94

Sukietėjusių kompozitų struktūrai bei kontakto zonos su pagrindu analizei atlikti naudotas

kompiuterizuotas optinis mikroskopas Motic su skaitmenine kamera (didinimas iki 100 kartų)

Rentgeno struktūriniai tyrimai atlikti difraktometru DRON-7 kurio antikatodas varinis filtras -

nikelinis anodo įtampa ndash 30 kV anodo srovė 12 mA goniometro plyšeliai (05 1 15)mm smailių

iššifravimui naudota ICDD duomenų bazė

3 Eksperimentinė dalis

31 Termoizoliacinis kompozitas su PS ir PPS granulėmis

Formuojant kompozitus su skirtingomis PS granulių frakcijomis reikėjo surasti optimalų frakcijų

tarpusavio santykį Kadangi lengvus užpildus patogiausia matuoti tūrio vienetais bei apribojus

13

cemento sąnaudas iki 150 kgm3 (cemento piltinis tankis 1130 kgm3) ir prilyginus visą sausųjų

komponentų tūrį 100 (atitinkančių 5 tūrio dalims) gavome kompozito sudėtis pateiktas 3 lentelėje

Siekiant nustatyti lengvojo kompozito užpildo frakcijos stambumo ir kiekio poveikį kompozito

tankiui ir stipriui buvo tiriami kompozito bandiniai suformuoti pagal K-1divideK-6 sudėtis (3 lentelė)

OĮP kiekis formavimo mišiniuose buvo didesnis nei kompozitų su AAC trupiniais atveju ir siekė

0045 cemento masės todėl kad reikėjo hidrofilizuoti užpildo granules bei gauti lengvesnę

porizuotą matricą (2 pav)

3 lentelė Kompozitų su pūstojo stiklo granulėmis sudėtys

Kompozito

šifras

Sudėtis

Cementas tūrio dalys

PS granulių frakcijų tūrių dalys

PPS granulių tūrio dayis

8divide16 mm 4divide8 mm le4 mm le4 mm

K-1 083 500 - - -

K-2 083 - 500 - -

K-3 083 - - 500 -

K-4 083 166 166 166 -

K-5 083 250 125 125 -

K-6 083 300 100 100 -

K-7 057 279 - - 221

K-8 048 279 - - 221

K-9 04 279 - - 221

K-10 036 310 100 - 090

K-11 036 300 100 - 100

2 pav OĮP kiekio poveikis cementinės tešlos tankiui (Kligys 2009 Sinica et al 2009)

Atliktų tyrimų rezultatai rodo kad termoizoliacinio kompozito tankis pagrinde priklauso nuo

cementinės matricos kiekio kompozite ir beveik nepriklauso nuo pūstojo stiklo granulių frakcijos

stambumo Pavyzdžiui formuojant kompozitą kuriame cemento ir pūstojo stiklo granulių tūrinis

santykis siekia 0834 gaunamų kompozito bandinių tankis kinta nuo 390 kgm3 kai naudojamos

8divide16 mm stambumo granulės iki 410 kgm3 kai naudojamos le 4 mm stambumo granulės (3 lentelė

K-1divideK-3 kompozito sudėtys)

Analogišką tankį (390 kgm3) gauname naudojant užpildo frakcijų mišinį kuriame stambių vidutinių

ir smulkių pūsto stiklo granulių tūrinis santykis siekė 133133133 (4 lentelė K-4 kompozito

sudėtis) Ir tik padidinus stambios frakcijos pūstojo stiklo granulių tūrį mišinyje iki santykio 211

kompozito tankis sumažėjo iki 370 kgm3 (4 lentelė K-5 kompozito sudėtis) o kai stambių granulių

tūrinis santykis dar padidėjo iki 240808 gavome lengvąjį termoizoliacinį 320 kgm3 tankio

14

kompozitą (3 lentelė K-6 kompozito sudėtis) Suformuotų skirtingo tankio kompozito bandinių

gniuždymo stiprio vertės pateiktos 3 paveiksle

3 pav Termoizoliacinio kompozito bandinių gniuždomasis stipris Kompozito bandinių šifrai atitinka 3

lentelės duomenis

Kaip rodo 3 pav rezultatai didžiausiu stipriu (09 MPa) pasižymi 410 kgm3 tankio kompozitas K-1

(3 pav K-1 stulp) Esant kompozito tankiui 320 kgm3 jo gniuždomasis stipris yra dar pakankamas

ndash 035 MPa (3 pav K-6 stulp) Suformuoti kompozito K-1 divide K-6 bandiniai pateikti 4 pav Matome

kad gautų kompozitų struktūra yra vienalytė t y užpildų ir rišamosios medžiagos tarpusavio santykis

yra adekvatus

Siekiant gauti kuo mažesnį kompozito šilumos laidumo koeficientą mažinome jo tankį Gauto

kompozito gniuždomojo stiprio esama atsarga (pakanka 02 MPa) leido tai padaryti palaipsniui

mažinant portlandcemenčio kiekį nuo 150 kgm3 iki 100 kgm3 kompozite (4 lentelė) bei panaudojant

vietoje smulkiosios (le4 mm) PS granulių frakcijos smulkiąją (le4 mm) PPS trupinių frakciją (4

lentelė K-7divideK-10 kompozito sudėtys) bei panaudojus tarpinę (4divide8 mm) pūsto stiklo granulių frakciją

(4 lentelė K-11 kompozito sudėtis)

K-1 K-2 K-3

K-4 K-5 K-6

4 pav Kompozito bandinių suformuotų pagal K-1divideK-6 sudėtis struktūra

15

4 lentelė Palengvinto termoizoliacinio kompozito savybės

Kompozito

Šifras Tankis kgm3

Stipris MPa Šilumos laidumo koeficientas λ10 WmmiddotK

Gniuždymo Lenkimo

K-7 305 072 026 0114

K-8 260 039 019 0105

K-9 250 030 018 0095

K-10 245 026 017 0070

K-11 240 020 015 0069

Pastaba kompozito sudėtys atitinka 5 lentelės sudėtims

Apsistoti ties K-11 kompozito sudėtimi padėjo jo struktūros tyrimai Kompozito bandinių (K-7divideK-

10) skerspjūvio nuotraukos (5 pav) parodė kad užpildo grūdeliai netolygiai pasiskirstė cementinėje

matricoje o kai kur tarp matricos ir užpildų pasitaiko oro tuštumų

K-7 K-8 K-9

K-10 K-11

5 pav Kompozito bandinių suformuotų pagal K-7divideK-11 sudėtis struktūra

Įvertinus šiuos trūkumus kompozito struktūroje buvo atliktas K-10 sudėties koregavimas

portlandcemenčio kiekis liko toks pat (100 kgm3) o tam kad pasiekti tolygų užpildų pasiskirstymą

bei išvengti oro tuštumų struktūroje buvo palaipsniui didinamas pūsto stiklo stambios frakcijos kiekis

(nuo 126 iki 300 tūrio dalių) bei pridėta 1 tūrio dalis 4divide8 mm skersmens pūsto stiklo granulių ty

abiejų frakcijų pūsto stiklo granulių ir polistireninio putplasčio smulkios frakcijos tarpusavio tūrinis

santykis sudarė 311 (3 ir 4 lentelės K-11) Atlikti šio kompozito savybių tyrimai parodė kad esant

jo tankiui 240 kgm3 gniuždomasis stipris siekia 02 MPa o šilumos laidumo koeficientas ndash 0069

WmmiddotK (3 lentelė K-11)

Tolesni kompozito tyrimai buvo atlikti kompleksiškai nustatant rišamosios medžiagos ir užpildo

(pūsto stiklo granulių bei polistireninio putplasčio taros trupinių kiekio poveikį kompozitų tankiui

stiprumui šilumos laidumui laidumui vandens garams susitraukimui džiūstant bei atsparumo šalčiui

Bandinių formavimo sudėtys pateiktos 5 lentelėje o gauti tyrimų duomenys 6 7 8 9 10 ir 11

paveiksluose

16

5 lentelė Kompozitinės medžiagos formavimo mišinių sudėtys

Kompozito

sudėties Nr

Rišamosios

medžiagos

kiekis kgm3

Pūstojo stiklo granulių tūrinis santykis

Polistireninio putplasčio

taros granulių tūrinis

santykis

(8divide16) mm (4divide8) mm (0divide2) mm (0divide2) mm

1 700 3 1 1 -

2 1000 3 1 1 -

3 1300 3 1 1 -

4 700 3 1 - 1

5 1000 3 1 - 1

6 1300 3 1 - 1

Pastaba Užpildų kiekis bandiniuose (100) buvo prilygintas 5 tūrio dalims

6 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų tankiui

7 pav Kompozitų tankio priklausomybė šilumos laidumui

Tankio ir šilumos laidumo koeficiento mažiausios vertės priklauso nuo rišamosios medžiagos kiekio

esant 70 kgm3 ir panaudojus polistireninio putplasčio granules gaunamas mažiausias tankis tuo pačiu

ir mažiausia šilumos laidumas Šiuo atveju kompozitų stiprumas būna mažiausias bet pakankamas

užsiduotoms vertėms (8 pav) ty stipris gniuždant siekia virš 03 MPa o stipris lenkiant ndash 015 MPa

(9 pav) Tuo atveju kompozitų atsparumas šalčiui net po 100 šaldymo ciklų didina kompozitų stiprį

gniuždant (dėl tolesnio cemento mineralų hidratacijos proceso vykstančio bandymo metu) (10 pav)

Analizuojant kompozitų struktūrą po 100 šaldymo ciklų jokių suirimo požymių nepastebime tai

reiškia jog kompozitai atsparūs šalčiui (11 pav) Atsparumas šaldymui bandymas 4 5 sudėties

kompozitams dar vyksta todėl rezultatai nepateikti

17

8 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam gniuždymo stipriui

9 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam lenkimo stipriui

10 pav Kompozitų vidutinio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo šaldymo ciklų

a b c d 11 pav Kompozitai po 100 šaldymo ciklų a ndash 1 sudėtis b ndash 2 sudėtis c ndash 3 sudėtis d ndash 6 sudėtis

18

32 Lakštų rišamosios medžiagos parinkimas ir savybių tyrimas

Šie tyrimai labai aktualūs lakšto apdailino sluoksnio formavimo mišiniui kurį kaip tik ir sudaro

portlandcementis FS40 polikarboksilatas ir 10 portlandcemenčio keičiantis MK Technologiškai

yra svarbu kad formuojant po pirmo pasluoksnio suformavimo galima būtų kuo greičiau įspausti

armuojantį stiklo audinio tinklelį į cementinę tešlą Tai padėjo atlikti 10 portlandcemenčio

keičiantis MK ir 02 PC masės polikarboksilatinio superplastiklio FS ndash 40 priedas

FS-40 polikarboksilatinio superplastiklio ir MK poveikis portlandcemenčio mineralų hidratacijai

pateiktas 12 pav

12 pav Egzotermijos efekto temperatūrų kaitos priklausomybė nuo laiko 1 ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC +

MK 4 - PC + MK + FS40

Gauti duomenys rodo kad ir MK ir FS-40 priedai lėtina PC mineralų hidrataciją bei žemina

egzoterminio efekto temperatūrą jei gryno cemento Tegzo = 95 ˚C tegzo = 420 min (12 pav 1 kr) tai

esant mišinyje abiems priedams Tegzo sumažėja iki 65 ˚C o tegzo pailgėja iki 1070 min (12 pav4 kr)

Šių priedų poveikis siūlių sukietėjusio skiedinio tankiui pateiktas 13 pav

13 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio tankiui 1 ndash PC 2 ndash

PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

13 pav duomenys rodo kad superplastiklio priedas padidina sukietėjusio skiedinio tankį 125 (13

pav 2 kr) tuo tarpu MK pakaitalas jį 10 mažina 13 pav 3 kr) todėl abiejų medžiagų (priedo ir

pakaitalo) poveikyje tankis sumažėjo nežymiai (apie 5 ) Jų poveikis gniuždymo stipriui pateiktas

14 o lenkimo ndash 15 pav

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

20

30

40

50

60

70

80

90

100T

emp

erat

ucircra

0C

Laikas min

1

3

2

4

19

14 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio gniuždymo stipriui 1

ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

15 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio lenkimo stipriui 1 ndash

PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

Atliktų tyrimų rezultatai parodė kad superplastiklio priedas padidina kaip gniuždymo taip ir lenkimo

sukietėjusio skiedinio stiprį atitinkamai 8 ir 26 (14 ir 15 pav 1 ir 2 kr) tuo tarpu MK daro

teigiamą poveikį tik lenkimo stipriui (15 pav 3 kr)

33 Lengvojo užpildo ir RM santykio nustatymas apdailiname sluoksnyje

ir jo savybių tyrimas

Siekiant pagerinti apdailinio sluoksnio termoizoliacines savybes į formavimo mišinį buvo pridedama

smulkiosios iki 2 mm PS frakcijos granulių kurių tūris sudarė atitinkamai 25 ir 50 RM tūrio

Tankio ir stipruminių savybių kaita priklausomai nuo PS granulių tūrio pavaizduota 16 ir 17 pav

20

16 pav Apdailinio sluoksnio tankio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

17 pav Apdailinio sluoksnio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

18 pav Apdailinio sluoksnio lenkimo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

Gauti duomenys rodo kad sukietėjusio skiedinio tankis ir stiprumas proporcingai mažėja nuo PS

granulių tūrio didėjimo formavimo mišinyje Optimalus PS užpildo kiekis buvo nustatytas lyginant

suformuotų plokštelių fasado paviršius (19 pav)

21

19 pav Apdailinio sluoksnio paviršiaus kokybės priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo

mišinyje 1 ndash 25 2 ndash 50 3- 60 4 ndash 75

Vizualiai lyginant gautų paviršių kokybę galima teigti kad PS granulių tūris formavimo mišinyje

turi būti ne didesnis kaip 50

34 Porėtų PS granulių dydžio poveikis lakšto termoizoliacinio sluoksnio fizikinėms

mechaninėms savybėms

Nustatant PS granulių dydį iš pradžių buvo panaudotos ir stambiosios (8divide16 mm) frakcijos granulės

tačiau tokio kompozito sukibimas su apdailinio sluoksnio stiklo tinkleliu nebuvo kokybiškas dėl

stambių neužpildytų cementine tešla ertmių tarp užpildo granulių Dėl šios priežasties šių bandinių

lenkimo stipris nesiekdavo net 01 MPa o pats bandinys išsisluoksniuodavo (20 pav) tuo tarpu

vidutinės (4divide8 mm) ir smulkiosios (iki 2 mm) PS frakcijos bandiniai po bandymo likdavo

neišsisluoksniavę Norint pagerinti badinių su stambiąja PS frakcija sukibimą su tinkleliu teko

naudoti daugiau cementinės tešlos glaistant ja ant tinklelio paviršiaus nes tešla prasmukdavo pro

tinklelio akutes į ertmes tarp stambiosios frakcijos granulių kas blogino kompozito termoizoliacines

savybes Todėl stambiosios frakcijos granulių tolesniuose tyrimuose teko atsisakyti 6 lentelėje

pateiktos tirtų kompozitų savybių vertės Geriausiomis termoizoliacinėmis savybėmis pasižymi LV

ndash 7 sudėties kompozitas kurio šilumos laidumo koeficientas turi mažiausią vertę ndash 0075 WmmiddotK o

jo stipruminės savybės ne žymiai nusileidžia kitų kompozitų su didesniu RM kiekiu savybėms 20

pav pateikta kompozito bandinių struktūra su stambiosios ir smulkiosios PS frakcijų granulėmis

20 pav Termoizoliacinio sluoksnio bandinių vaizdas po lenkimo stiprio nustatymo bandiniai su stambia PS granulių frakcija (be numeracijos) smulkiosios ir vidutinės frakcijos bandiniai

pažymėti 32 ir 52

22

6 lentelė Kompozitų su porėtais užpildais savybės

Kompozitų šifrai atitinka 3 lentelės šiframs

Lenkimo stipris buvo nustatomas bandant prizmes su įtvirtintu iš abiejų pusių stiklo audinio tinkleliu

a b

21 pav Lakšto termoizoliacinio sluoksnio struktūra kai užpildą sudaro PPS (30 visų užpildo tūrio)

ir PS granulės a ndash stambiosios frakcijos b ndash smulkiosios frakcijos (LV ndash 5) sudėtis ir smulkiosios ndash

vidutinės frakcijos (LV- 7) sudėtis

Kompozito

šifras

Sausasis tankis

kgm3

Gniuždymo

stipris MPa

Lenkimo stipris

MPa

Šilumos laidumo

koeficientas 10

W(mK)

LV-1 420 065 070 0135

LV-2

LV -3

LV-4

LV-5

LV-6

LV-7

385

375

355

330

280

240

060

055

050

050

045

040

065

050

050

045

040

030

0130

0125

0100

0090

0080

0075

23

4 Bendradarbiavimas su projekto partneriais

Glaudžiausias bendradarbiavimas buvo vykdomas su Projekto partneriu iš Lietuvos ndash UAB ldquoElnet

Grouprdquo Ūkio subjektas pastoviai buvo supažindinamas su vykdomais moksliniais tyrimais bei

gautais tyrimų rezultatais Buvo diskutuojama kaip būtų galima juos įgyvendinti praktikoje Darbų

pasiskirstimas tarp Projekto partnerių reikalauja tampraus bendradarbiavimo kad ūkio subjektas

galėtų sukurti technologinę įrangą sugebančia pasiekti tyrimais nustatytus cementinio

termoizoliacinio kompozito technologinius parametrus Kartu buvo išbandomi technologinių

įrengimų ndash maišyklės formavimo mišinio sudėtinių komponentų maišymo principas bei darbinio

maišyklės veleno konstrukcija Daug problėmų kėlė paruošto mišinio transportavimas lanksčių žarnų

pagalba į tarpą tarp klojinių Cementinio termoizoliacinio kompozito sudėtiniai komponentai ndash

užpildo granulės (padengtos apvalios pūsto stiklo tuščiavidurės formos kevalu) turi nedidelį

atsparūmą gniuždymui ir veikiant didesnei spaudimo jėgai turi galimybę suirti Bendradarbiaujant

su Slovakijos firma bdquoSTROJSTAV CMldquo ši problema buvo išspręsta

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu Pirmoje komandiruotėje buvome susitikę su mokslinės dalies

vadove Eva Navratilova kuri sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės

praktikos Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami

cementinio termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų

tarpusavio jungties pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku

aptarėme bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo

sistemų tyrimus Lietuvoje buvo suformuoti bandiniai o Libereco universitete atliekami triukšmo

slopinimo sistemos elementų dinaminio standžio matavimai Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių

metu Čekijos ūkio subjekto atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su poretų granulių gamyba iš

maltų šlako atliekų ir kartu numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei

sieninių panelių gamyboje Bendradarbiavimas tarp partneriu bus tęsiamas per visą Projekto

vykdymo laikotarpį

24

5 Projekto etapai ir tarpiniai rezultatai

Pirmame projekto etape turėjome parinkti termoizoliacinio cementinio kompozito skirto sienų

konstrukcijoms formavimo mišinio parametrus Darbo eigoje nustatyta kad termoizoliacinio

cementinio kompozito matrica turi sudaryti porizuota cementinė tešla modifikuota pūsto stiklo

gamybos atlieka ndash metakaolino priedu Kompozito užpildu kuris sudaro 100 tūrio yra

kombinuotos PS granulės pagamintos iš stiklo duženų miltų ir polistireninės taros susmulkinti

trupiniai PS granulės yra skirtingų frakcijų nuo 4 iki 16 mm dydžio ir kompozite tartusavyje liečiasi

tokiu būdu suformuodami termoizoliacinės medžiagos bdquokarkasąldquo PPS smulkūs trupiniai užpildo

tarpus tarp PS granulių ir tokiu būdu mažino laisvo oro erdvę kompozito struktūroje Šis faktorius

turi tiesioginę įtaką kompozito šilumos laidumo vertei Kompozito užpildas tarpusavyje jungiamas

plonu porizuotos modifikuotos cementinės tešlos sluoksniu Taip yra gaunamas lengvas cementinis

termoizoliacinis kompozitas kurio tankis siekia 230 ndash 250 kgm3 šilumos laidumo koeficientas yra

apie 007 WmmiddotK gniuždymo stipris apie 03 MPa

Kitas uždavinys buvo sukurti termoizoliacinio cementinio kompozito gamybos technologiją

Sprendžiant šią užduotį buvo ištirtas modifikuojančių priedų ir jų maišymo trukmės poveikis

cementinės matricos savybėms rišamosios medžiagos ir skirtingos frakcijos granulių kiekio įtaka

termoizoliacinio sukietėjusio kompozito savybėms Atlikti moksliniai tyrimai leido parinkti

formavimo mišinių maišymo trukmę sudėtiniu komponentų padavimo į formavimo mišinio

paruošimo maišyklę eiliškumą rišiklio rišimosi laikus įvertinant priedų poveikį cemento mineralų

hidratacijos procesui Nustatyta kad pradiniame etape reikia vandenyje permaišyti orą įtraukiatį ir

mišinį plastifikuojanti priedus ir cementą po to maišyti PPS smulkius trupinius ir tik po to į

formavimo mišinių paruošimo maišyklę dėti PS granules Bendra formavimo mišinio paruošimo

trukmė siekia 7 ndash 10 min Laboratorinėmis salygomis paruoštu formavimo mišiniu buvo užpildomos

bandinių formavimui skirtos formos Suformuoti bandiniai iš formų buvo išimami po 12 val

sudedami į polietileninius maišus ir natūraliose sąlygose buvo kietinami 28 paras

Kompozito bandinių fizikinės savybės bei sudėtinių kompozito komponentų tarpusavio jungties

pobūdis kontakto zonoje buvo nustatomos tiriant bandinius pagal galiojančius techninius

reikalavimus VGTU Termoizoliacijos instituto laboratorijose sukomplektuotomis naujausią įranga

Šių tyrimų rezultatai yra pateikiami ataskaitoje plačiau aprašant termoizoliacinio kompozito fizikines

savybes

Darbe buvo sprendžiamas ir armuotų termoizoliacinių lakštų ir jų gamybos technologijos sukūrimas

Lakštų prototipu buvo parinkta dekoratyvinio apdailos laksto konstrukcija sukurta projekto vadovo

ir apginta Lietuvos patentu Nr 4599 Toks techninis sprendimas leido termoizoliacinio kompozito

sluoksnį iš abiejų pusių armuoti stiklo audinio tinkleliu ir sukurti padidinto atsparumo lenkimui

termoizoliacinį lakštą Moksliniais tyrimais buvo nustatyta kad lakštų konstrukcijose galima naudoti

tik 2-8 mm dydžio pūsto stiklo granules o cementine tešlą galima modifikuoti MK priedų iki 30

nuo cemento masės Stiklo audinio tinklelį galima panardinti į cementinės tešlos ir smulkių PS

granulių mišinį esant granulių užpildo kiekiui ne didesniam kaip 50 tešlos mišinio tūrio Optimalus

armuojančių stiklo audinio tinklelių akučių dydis 45times45 mm užtikrinantis sluoksnių esančių

abiejuose tinklelio pusėse stabilią jungtį

Lakštų gamybos išmatavimus lemia gaminami armuojančių tinklelių matmenys Esant tinklo kilimo

pločiui 1000 mm automatiškai išsisprendžia ir lakštų plotis kuris gali būti 500 mm arba 10 m Esant

kitam lakšto pločiui reikalingas tinklelio jungimas kas didina gamybos proceso imlumą ir gamybos

kaštus

Sukurta laboratorinė lakštų gamybos technologija kurioje yra numatyta sekančios operacijos

išvardintos eilės tvarka modifikuotos cementinės tešlos užpilimas ant formos dugno tolygus

cementinės masės paskleidimas armuojančio apatinio tinklelio įspaudimas į cementinę masę

termoizoliacinio cementinio formavimo masės sluoksnio užpilimas į formą ir jos tolygus

paskirstymas viršutinio armuojančio tinklelio uždėjimas ant viršutinio termoizoliacinio kompozito

formavimo masės paviršiaus viršutinio tinklelio dengimas cementine mase jos tolygus paskirstymas

ir įspaudimas į tinklelio akutes Tokiu būdu pagamintas lakštas turi lygų apatinį paviršių ir grubų

25

viršutinį Panaudojus lakštus klojinių konstrukcijose lygus paviršius formuoja galutinai išlygintą

sienos plokštumą reikalaujančią minimalių darbo sąnaudų paviršiaus apdailai Išorinių apdailos

lakštų paviršiaus formavimas bus sprendžiamas ateityje

Įvertinant lakšto paskirtį galime konstatuoti kad termoizoliacines lakšto sąvybes lemia užpildo

granulių kompaktiškas pasiskirstymas lakšto termoizoliacineme sluoksnyje Stambios granulės turi

formuoti karkasą liesdamosios tarpusavyje o tarpai tarp jų turi būti ūžpildyti smulkios frakcijos PPS

trupinių granulėmis Reikia stengtis kad būtų kuo mažiau neužpildytų oro tarpų Lakšto

termoizoliacines sąvybes gerina smulkios frakcijos PS granulių kiekis esantis modifikuotoje

cementinėje tešloje iki 50 tūrio

Lakšto lenkimo stipriui didžiausios įtakos turi armuojančio tinklelio akučių dydis tinklelio sukibimas

su cementine tešla užpildo granulių stabili tarpusavio jungtis bei paties lakšto storis Skaitome kad

mažiausias lakšto storis galėtų būti 25 mm

Pirmais metais viešinant projektą buvo parengtas mokslinis straipsnis apie įvairių priedų poveikį

cementinės matricos porizacijai Be priedų poveikio buvo atsižvelgta į formavimo mišinio maišymo

trukmę Medžiaga apie matricos porėtumo didinimo būdus išsamiai pateikta publikacijoje o

ataskaitoje pateikiama tik nuoroda į straipsnyje pateikiamus tyrimo rezultatus

Žurnale ldquoMokslas ir technikardquo yra supažindinama Lietuvos visuomenė apie Eureka projekto

partnerius projekto tikslus kuriuos turėtų įgyvendinti kiekvienas partneris atskirai darbus

koordinuojant VGTU projekto vadovui Pateikiama projekto trukmė bei nurodomi finansavimo

šaltiniai tame tarpe ir iš Europos struktūrinių fondo lėšų

26

6 Tyrimų mokslinė vertė

Mokslinę liekamąją vertę turi modifikuojančių priedų poveikio cementinės matricos mišinio bei

akmens poretumui tyrimai Ištirta pucolaninio priedo pūsto stiklo gamybos atliekos ndash metakaolino

poveikis cementinės matricos tankiui cemento mineralų hidratacijos procesui mišinio klampai bei

poreto cementinio akmens fizikinėms sąvybėms Ši priklausomybė sujungta kartu su orą įtraukiančiu

ir plastifikuojančių priedų panaudojimu modifikuojant cementinę tešląTyrimų rezultatai yra

apibendrinti moksliniame straipsnyje išsiūstame į Oksfordo universiteto žurnalą bdquoConstruction and

Building Materialsldquo

Porėtų užpildo granulių granuliometrinės sudėties ir jų frakcijų santykis bei porizuotos matricos

kiekio poveikis cementinio termoizoliacinio kompozito savybėms bus apgintas Lietuvos patentu su

tolesniu patentavimu ES

Cementinio termoizoliacinio kompozito ir jo gamybos technologijos sukūrimas leis statyti kokybiškai

naujus namus artimus pasyvaus namo koncepcijos keliamiems reikalavimams

27

7 Išvados ir rekomendacijos

1 Nustatyta kad kompleksinis (MK+FS40+OIP) priedas betonų mineralų hidratacijos procesą

cemento tešloje prailgina iki 1100 min pasiekdamas 60 degC egzoterminio efekto maksimalią

temperatūrą MK modifikuotos cemento tešlos hidratacijos procesas nežymiai pailgėja nors dėl

papildomos pucolaninės reakcijos tarp MK ir cemento hidratacijos produktų egzoterminio efekto

maksimali temperatūra pakyla 8 degC

2 Ištirta kad kompleksinio priedo (FS40+OIP) poveikis mažinant cementinės tešlos tankį labiausiai

pastebimas MK priedų modifikuotoje cementinėje tešloje Modifikuotos cementinės tešlos tankis

sumažėja 33 karto nuo 2158 kgm3 iki 714 kgm3 po 10 min mišinio maišymo Tai yra apie 29

mažesnis tankis nei maltu smėliu modifikuotos cementinės tešlos ir 32 mažesnis tankis nei gryno

cemento porizuotos tešlos Sukietėjusios tešlos ndash porėto betono tankis siekia apie 800 kgm3 tuo tarpu

gryno cementbetonio ndash 1150 kgm3 o maltu smėliu modifikuoto betono ndash 1200 kgm3 Šiuos pokyčius

galima paaiškinti lengvos sutirštintos struktūros formavimo mišinyje susidarymu ir OIP molekulių

adsorbuotų ant cemento dalelių paviršiaus pakankamos jungties suformuotu oro burbuliuku

užtikrinimas

3 Nustatyta kad pucolaniniu priedu MK modifikuota cementinė tešla kartu su kompleksiniais (FS40

ir OIP) priedais įtakoja papildomų naujadarų ndash kalcio hidrosilikatų susidarymą mikro struktūros

pokyčius užtikrinančius submikrokristalinę struktūrą cementinėje matricoje Tai užtikrina mažo

tankio porėto betono pakankamą stiprumą 800 kgm3 tankio porėto betono gniuždymo stipris siekia

25 MPa o lenkimo stipris 10 MPa

4 Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo - 35 tūrio sudaro stambios PS granulės (8-16 mm) Vidutinio

dydžio (4-8 mm) PS granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio PPS trupintos granulės sudaro po 15

kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių ir suformuoti kompaktiškai

užpildyta kompozito struktūrą Sukurtas cementinis termoizoliacinis kompozitas kurio sudėtis

modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3 rišamosios medžiagos

kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia 007Wm∙K

esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

5 Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 - MK o kompozito

RM ir smulkių iki 2 mm stambumo PS granulių tūrių santykis sausame mišinyje yra 11 Sukietėjusio

skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

6 Nustatytas porėtų užpildų PS ir PPS granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis

termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos

laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K) gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos

granulės padengtos porizuota cementine tešla (esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3)

tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai

padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS

granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31) tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per

porizuotą matricą

28

8 Literatūra

Antonovič V Goberis S The effect of different admixture of the properties of refractory conerefe

with portland cement Material science (Medžiagotyra) 4(9) 2003 379-382 p

Asthana R Kumar ADahotre N B2006 Materials Processing and Manufacturing Science

Amsterdam Butterworth-Heinemann 628 p

bdquoAstra ndash polskaldquo firmos tinklalapis internete httpwwwastra-polskacom

Brykov A S Kamaliev R T Mokeev M V 2010 Influence of ultradispersed silica on portland

cement hydration Russian Journal of Applied Chemistry 83(2) 208minus213

Capener J C-M 2009 Properties of Modern Rendering Systems Based on Mineral Binders

Modified by Organic Admixtures Concrete Repair Rehabilitation and Retrofitting II ndash Alexander et

al (eds) Taylor and Francis Group London 863 ndash 869

Davraz M Gunduz L 2005 Engineering properties of amorphous silica as a new natural pozzolan

for use in concrete Cement and Concrete Research 35(7) 1251ndash1261

Du L Folliard K J 2005Mechanisms of entrainment in concrete Cement and Concrete Research

35(8)1463 ndash 1471

Hernaudes-Olivares F Mayer-Lobo P 2011 Experimental Assessment of Comercial One-coat

Renders for Buildings Facades Construction and Building Materials 22 (1) pp 156 ndash 162

Hilal A AThom N H Dawson A R 2015 On void structure and strength of foamed concrete made

without with additives Construction and Building Materials 85 157 ndash 164

Houst Y F Bowen P Perche F Kauppi A Borget P Galmiche L Meins J F Lafuma F

Flatt R J Schober I Banfill P FG Swift D S Myrvold B O Petersenf B G Reknes K

2008 Design and function of novel superplasticizers for more durable high performance concrete

(Superplast Project) Cement and Concrete Research 38(10) 1197 ndash 1209

Hurley J A 2003 UK market survey for foam glas Published by The Waste and Resource Action

Programme The Old Academy 114 p Prieiga per internetą httpwwwwraporguk

Kligys M Laukaitis A Sinica M Sezemanas G Dranseika N 2008 Investigations into the fire

hazard of a composite made from aerated concrete and crushed expanded polystyrene waste

Mechanics of Composite Materials 44(2) 173 ndash 180

Kligys M 2009 Kompozitinės medžiagos iš poringosios cemento tešlos ir trupinto polistireninio

putplasčio gamybos technologija ir savybės Daktaro disertacija Vilnius 137 p

Landensivu J 2012 Durability properties and actual deterioration of Finish concrete fasades and

balcones Thesis for the degree of doctor of science in technology Tampere university of technology

117 p

Lauzon M Garcia-Ruiz P A 2009 Evaluation of Capillary Water Absorbtion in Rendering Mortars

with Powdered Waterproofing Additives Construction and Building Materials 23 (10) 3287 ndash 3291

Lianxiang D Kevin J 2005 Mechanizm of air entrainment in concrete Cement and Concrete

research (35) 1463-1471 p

Limbachiya M Meddah M S Fotiadou S 2012 Performance of granulated foam glass concrete

Construction and Building materials 28(1) 759ndash768

LST EN 197-12011 Cementas 1 dalis Įprastinių cementų sudėtis techniniai reikalavimai ir atitikties

kriterijai

LST EN 196-62010 Cemento bandymų metodai 6 dalis Smulkumo nustatymas

29

LST EN 196-32005 Cemento bandymų metodai 3 dalis Rišimosi trukmių ir tūrio pastovumo

nustatymas

LST EN 933-12002 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 1 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Sijojimo metodas

LST EN 933-22001 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 2 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Analiziniai sietai Vardiniai akelių matmenys

LST ISO 3310-12003 Laboratoriniai sietai Techniniai reikalavimai ir bandymai 1 dalis

Laboratoriniai pinto metalinio vielinio tinkle sietai (tpt ISO 3310-12000) LST EN 1097-62003

Užpildų mechaninių ir fizikinių savybių nustatymo metodai 6 dalis Dalelių tankio ir įmirkio

nustatymas

LST EN 1015-3+A12004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 3 Determination of

Consistence of Fresh Mortar (by Flow Table)

LST EN 1015-102004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 10 Determination of Dry

Bulk Density of Hardened Mortar

LST EN 1015-112002 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 11 Determination of

Flexural and Compressive Strength of Hardened Mortar

LST EN 1015-182003 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of Water

Absorption Coefficient Due to Capillary Action of Hardened Mortar

LST EN 1015-122004 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of

Adhesive Strength of Hardened Rendering and Plastering Mortars on Substrates

LST EN 120892013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiai Elgsenos lenkiant nustatymas

LST EN 16022013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiaiTariamojo tankio nustatymas

LST EN 826 Statybinės termoizoliacines medžiagos Stiprio gniuždant nustatymas

LST EN 126642002 Šiluminės statybinių medžiagų ir gaminių charakteristikos Šiluminės varžos

nustatymas apsaugotos karštosios plokštės ir šilumos srauto matuoklio metodais Vidutinės ir mažos

šiluminės varžos sausi ir drėgni gaminiai

LST EN ISO 125712013 Hygrothermal Performance of Building Materials and Products -

Determination of Hygroscopic Sorption Properties

LST CENTS 772 -222006 Mūro gaminių bandymo metodai 22 dalis Keraminių mūro gaminių

atsparumo šalčiui nustatymas

LST L 1413112005 Statybinis skiedinys Bandymo metodai Atsparumo šalčiui nustatymas

LVS 203-22005 Sakret stiklo audinio armavimo tinklelis

Marčiukaitis G 2007 Statybinės medžiagos ir konstrukcijos Paskaitų konspektas Vilnius 88 p

Mисников O С Тимофеев АВ Черткова ЕЮ 2011 Гидрофобизация минеральных

дисперсных материалов добавками на основе торфа Труды Инсторфа 2 (55)15 ndash 33

Oğuzhan Keleştemur Bahar Demirel 2015 Effect of metakaolin on the corrosion resistance of

structural lightweight concrete Construction and Building Materials 81172 - 178

Quercia G Huumlsken G Brouwers H J 2012 Water demand of amorphous nanosilica and its

impact on the workability of cement paste Cement and Concrete Research 42(2) 344ndash357

Paruta V A Brynzin E I 2009 Manual on Designing and Erecting of Buildings using the Products

with Trademark UDK GAZOBETON Dnepropetrovsk 213 p

30

Ramachandran V S 1998 Superplasticizersproperties and applications in concrete Ottawa

Materials Technology LaboratoryCANMET

Ries J 2008 Structural lightweight aggregate and concrete Structure June 62-63

Ru Ji Zuotai Zhang Yang He Lili Liu Xidong Wang 2015Synthesis characterization and modeling

of new building insulation material using ceramic polishing waste residue Construction and Building

Materials 85 119 ndash 126

Сеземан Г Синица М Клигис М Шепутите-Юцике Ю Вайткус С Мечай А 2013

Цементные строительные композиты на основе лёгких заполнителей из техногенного сырья

Материалы международной научно ndash технической конференции laquo Наука и технология

строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29 ноября Минск

БГТУ 21 ndash 24

Sezemanas G Sinica M Zacharčenko P Pivenj N Mikulskis D Kligys M 2013 Influence

of zeolite additive on the properties of plaster used for external walls from autoclaved aerated

concrete Materials Science (Medžiagotyra) 19(2) 222ndash229

Синица М Шепутите-Юцике Ю Сеземан Г Клигис М Мечай А 2013 Особенности

выполнения ограждающих конструкций с использованием заливной теплоизоляции на основе

гранул вспученного стекла Материалы международной научноndash технической конференции laquo

Наука и технология строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29

ноября Минск БГТУ 69 ndash 72

Sinica MSezemanas GKligys M Česokas S 2007 Investigation of hydro ndash and higro ndash sorption

properties of silicate masonry products Materials Science (Medžiagotyra) 13(3) 229ndash 234

Sinica M Sezemanas G Chesnauskas V 2005 Influence of Air Absorbing Additive on Plaster

Layer Properties Designated to Cover Partions Built from Autoclave Porous Concrete Blocks

Chemical Technology (Cheminė technologija) 4 (38) 91 ndash 95

Sinica M Laukaitis A Sezemanas G Kligys M 2008 Operational Properties of a Heat-insulation

Composite with Expanded Polystyrene Crumbs Mechanics of Composite Materials 4 (44) 415 ndash 424

Sinica M Sezeman G Mikulskis D Kligys M Česnauskas V Zacharčenko P Kuprijenko

P Ščerbina N Pivenj N 2009 Investigation of the composite material with inclusions of

autoclaved aerated concrete chips Materials science 15 ( 4) 356ndash362

Sinica M Sezeman G Zakharchenko P 2012 Daugiasluoksnė lauko atitvara ir jos džiovinimo

būdas Patentas LT5837B

Стерлятов АН 2007 Совместный тепло- и влаго- перенос в ограждающих конструкциях

зданий из газобетона Дисертация кандидата технических наук Новосибиpск 167 с

Tobon J I Paya Jordy Restrepo O J 2015 Study of durability of portland cement mortars blended

with silica nanoparticles Construction and Building Materials 80 92 - 97

STR 205012005 Pastatų atitvarų šiluminė technika Statybos technikos reglamentai Statybos ir

urbanistikos ministerija Vilnius 2005 109p

STR 201102007 Išorės tinkuojamos sudėtinės termoizoliacinės sistemos Statybos technikos

reglamentai Statybos ir urbanistikos ministerija Vilnius 2007 p

Šadauskienė J Ramanauskas J Stankevičius V 2003 Effect of hydrophobicmaterials on water

impermeability and drying of finish brick mansory Material science (medžiagotyra) 9 (1) 94 - 98

Ungkoon Y Sittipunt Ch Namprakai P Jetipattaranat W Kim KS Charinpanitkul T 2007

Analysis of microstructure and properties of autoclaved aerated concrete wall construction materials

Journal of Industrial and Engineering Chemistry 13(7) 1103ndash1108

31

Weigler H Karl S 1980 Structural lightweight aggregate concrete with reduced density-

lightweight aggregate foamed concrete The International Journal of Lightweight Concrete 2 101ndash

104

Xu Y Chung D D L 1999a Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behaviour

of cement paste ACI Materials Journal 96(4) 455minus461

Xu Y Chung D D L 2000a Improving silica fume cement by using silane Cement and Concrete

Research 30(8) 1305- 1311

Zain M F M Safiuddin Md Mahmud H 2000 Developement of high performance concrete

using silica fume at relatively high water-binder rations Cement and Concrete Research 30(9) 1501

ndash 1505

Захарченко П Синица М Сеземан Г Чеснаускас В 2009 Изменение влажности стеновых

конструкций из ячеистобетонных блоков с системой скреплённой теплоизоляции Будiвельнi

матерiали вироби та санiтарна технiка науково-технiчний збiрник Киев Товариство

laquoЗнаниеraquo Украiни (23) 50 ndash 53234

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje

Page 12: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

12

2 lentelė PS ir PPS granulių frakcijos tankis ir šilumos laidumas

Grūdelių skersmuo mm Piltinis tankis kgm3 Šilumos laidumo koeficientas WmmiddotK

PS iki 2 190 0077

PS 4divide8 140 0059

PPS 8-16 120 0052

PPS iki 2 15 0038

22 Tyrimų metodika

Portlandcemenčio rišimosi trukmė buvo nustatyta remiantis standartine metodika LST EN 196-

32005 о savitasis paviršius ndash Bleino prietaisu pagal (LST EN 1097-62010) metodiką

Užpildų (pūstojo stiklo ir polistireninio putplasčio granulių) piltiniai tankiai buvo nustatomi remiantis

(LST EN 3310-12003) Modifikuotos cementinės tešlos egzoterminiam efektui tirti buvo naudojami

laboratorijoje sukonstruotas temperatūros matavimo prietaisas ir sukurta metodika (Antonovič and

Goberis 2003) Rišamoji medžiaga (RM) buvo ruošiama sausai maišant portlandcementį su 10

metakaolino pakaitalu laboratorinėje bdquoVarimixer bearldquo maišyklėje 3 min esant 60 apsmin maišyklės

veleno sukimosi greičiui Ruošiant formavimo mišinius RM kartu su vandeniu ir modifikuojančiais

priedais (FS-40 visuose atvejuose OĮP ndash formuojant termoizoliacinį sluoksnį) buvo maišoma dar 1

min o supylus užpildus (PS visuose atvejuose PPS - formuojant tik termoizoliacinį sluoksnį) dar 2

min esant tam pačiam sukimosi greičiui

Kompozitų formavimo mišiniai buvo ruošiami MXP 1602E maišyklės pagalba (esant jos sukimosi

ašies greičiui 225 apsmin) permaišant 2 min bėgyje visus komponentus (cementą vandenį ir

priedus OĮP ir superplastiklį) išskyrus porėtus užpildus Užpildai buvo dedami į mišinį pačiam

maišymo gale ir maišymas trukdavo dar 5 min esant 60 apsmin greičiui Mišiniai buvo supilami į

skirtingų matmenų formas iš kurių sukietėję bandiniai buvo išformuojami po 2 parų Tolesnis jų

kietėjimas vyko ant grotelių virš vandens klimatinėje kameroje 26 parų bėgyje esant temperatūrai

(20plusmn3) ordmC Po to bandiniai buvo džiovinami 105ordm C temperatūroje (bandiniai su PPS užpildu - iki 50

ordmC) iki pastoviosios masės ir buvo nustatomos jų savybės Sausasis tankis gniuždymo ir lenkimo

stipriai buvo nustatomi taikant (LST EN 1602+ AC+P LST EN 826 LST EN 12089) metodikas

Nustatant kompozito stipruminių savybių vertes buvo pasinaudota komputerizuota įranga

ldquoHaunsfield ndash H10KS)

Bandinių šilumos laidumo koeficientas λ10 buvo nustatomas pagal (LST EN 12664+AC+P) prietaiso

bdquoλ ndash meter EP500ldquopagalba (bandinių matmenys ndash 400x400x100mm)

Naudotų priedų poveikį cementinei matricai (cemento mineralų hidratacijos egzoterminiam efektui)

nustatyti buvo naudotasi (Antonovich and Goberis 2003) metodika išlaikant eksperimento metu

vienodą (037) VC santykį

Kompozito bandinių sorbcinis drėgnis buvo nustatomas pagal (LST EN ISO 1257) metodiką iš-

laikant bandinius (20 plusmn3)ordmC temperatūroje virš K2CO3 NaBr (NH4)2SO4 ir K2SO4 tirpalų kurių

sočiųjų garų drėgnis siekė atitinkamai 43 58 81 ir 94

Sukietėjusių kompozitų struktūrai bei kontakto zonos su pagrindu analizei atlikti naudotas

kompiuterizuotas optinis mikroskopas Motic su skaitmenine kamera (didinimas iki 100 kartų)

Rentgeno struktūriniai tyrimai atlikti difraktometru DRON-7 kurio antikatodas varinis filtras -

nikelinis anodo įtampa ndash 30 kV anodo srovė 12 mA goniometro plyšeliai (05 1 15)mm smailių

iššifravimui naudota ICDD duomenų bazė

3 Eksperimentinė dalis

31 Termoizoliacinis kompozitas su PS ir PPS granulėmis

Formuojant kompozitus su skirtingomis PS granulių frakcijomis reikėjo surasti optimalų frakcijų

tarpusavio santykį Kadangi lengvus užpildus patogiausia matuoti tūrio vienetais bei apribojus

13

cemento sąnaudas iki 150 kgm3 (cemento piltinis tankis 1130 kgm3) ir prilyginus visą sausųjų

komponentų tūrį 100 (atitinkančių 5 tūrio dalims) gavome kompozito sudėtis pateiktas 3 lentelėje

Siekiant nustatyti lengvojo kompozito užpildo frakcijos stambumo ir kiekio poveikį kompozito

tankiui ir stipriui buvo tiriami kompozito bandiniai suformuoti pagal K-1divideK-6 sudėtis (3 lentelė)

OĮP kiekis formavimo mišiniuose buvo didesnis nei kompozitų su AAC trupiniais atveju ir siekė

0045 cemento masės todėl kad reikėjo hidrofilizuoti užpildo granules bei gauti lengvesnę

porizuotą matricą (2 pav)

3 lentelė Kompozitų su pūstojo stiklo granulėmis sudėtys

Kompozito

šifras

Sudėtis

Cementas tūrio dalys

PS granulių frakcijų tūrių dalys

PPS granulių tūrio dayis

8divide16 mm 4divide8 mm le4 mm le4 mm

K-1 083 500 - - -

K-2 083 - 500 - -

K-3 083 - - 500 -

K-4 083 166 166 166 -

K-5 083 250 125 125 -

K-6 083 300 100 100 -

K-7 057 279 - - 221

K-8 048 279 - - 221

K-9 04 279 - - 221

K-10 036 310 100 - 090

K-11 036 300 100 - 100

2 pav OĮP kiekio poveikis cementinės tešlos tankiui (Kligys 2009 Sinica et al 2009)

Atliktų tyrimų rezultatai rodo kad termoizoliacinio kompozito tankis pagrinde priklauso nuo

cementinės matricos kiekio kompozite ir beveik nepriklauso nuo pūstojo stiklo granulių frakcijos

stambumo Pavyzdžiui formuojant kompozitą kuriame cemento ir pūstojo stiklo granulių tūrinis

santykis siekia 0834 gaunamų kompozito bandinių tankis kinta nuo 390 kgm3 kai naudojamos

8divide16 mm stambumo granulės iki 410 kgm3 kai naudojamos le 4 mm stambumo granulės (3 lentelė

K-1divideK-3 kompozito sudėtys)

Analogišką tankį (390 kgm3) gauname naudojant užpildo frakcijų mišinį kuriame stambių vidutinių

ir smulkių pūsto stiklo granulių tūrinis santykis siekė 133133133 (4 lentelė K-4 kompozito

sudėtis) Ir tik padidinus stambios frakcijos pūstojo stiklo granulių tūrį mišinyje iki santykio 211

kompozito tankis sumažėjo iki 370 kgm3 (4 lentelė K-5 kompozito sudėtis) o kai stambių granulių

tūrinis santykis dar padidėjo iki 240808 gavome lengvąjį termoizoliacinį 320 kgm3 tankio

14

kompozitą (3 lentelė K-6 kompozito sudėtis) Suformuotų skirtingo tankio kompozito bandinių

gniuždymo stiprio vertės pateiktos 3 paveiksle

3 pav Termoizoliacinio kompozito bandinių gniuždomasis stipris Kompozito bandinių šifrai atitinka 3

lentelės duomenis

Kaip rodo 3 pav rezultatai didžiausiu stipriu (09 MPa) pasižymi 410 kgm3 tankio kompozitas K-1

(3 pav K-1 stulp) Esant kompozito tankiui 320 kgm3 jo gniuždomasis stipris yra dar pakankamas

ndash 035 MPa (3 pav K-6 stulp) Suformuoti kompozito K-1 divide K-6 bandiniai pateikti 4 pav Matome

kad gautų kompozitų struktūra yra vienalytė t y užpildų ir rišamosios medžiagos tarpusavio santykis

yra adekvatus

Siekiant gauti kuo mažesnį kompozito šilumos laidumo koeficientą mažinome jo tankį Gauto

kompozito gniuždomojo stiprio esama atsarga (pakanka 02 MPa) leido tai padaryti palaipsniui

mažinant portlandcemenčio kiekį nuo 150 kgm3 iki 100 kgm3 kompozite (4 lentelė) bei panaudojant

vietoje smulkiosios (le4 mm) PS granulių frakcijos smulkiąją (le4 mm) PPS trupinių frakciją (4

lentelė K-7divideK-10 kompozito sudėtys) bei panaudojus tarpinę (4divide8 mm) pūsto stiklo granulių frakciją

(4 lentelė K-11 kompozito sudėtis)

K-1 K-2 K-3

K-4 K-5 K-6

4 pav Kompozito bandinių suformuotų pagal K-1divideK-6 sudėtis struktūra

15

4 lentelė Palengvinto termoizoliacinio kompozito savybės

Kompozito

Šifras Tankis kgm3

Stipris MPa Šilumos laidumo koeficientas λ10 WmmiddotK

Gniuždymo Lenkimo

K-7 305 072 026 0114

K-8 260 039 019 0105

K-9 250 030 018 0095

K-10 245 026 017 0070

K-11 240 020 015 0069

Pastaba kompozito sudėtys atitinka 5 lentelės sudėtims

Apsistoti ties K-11 kompozito sudėtimi padėjo jo struktūros tyrimai Kompozito bandinių (K-7divideK-

10) skerspjūvio nuotraukos (5 pav) parodė kad užpildo grūdeliai netolygiai pasiskirstė cementinėje

matricoje o kai kur tarp matricos ir užpildų pasitaiko oro tuštumų

K-7 K-8 K-9

K-10 K-11

5 pav Kompozito bandinių suformuotų pagal K-7divideK-11 sudėtis struktūra

Įvertinus šiuos trūkumus kompozito struktūroje buvo atliktas K-10 sudėties koregavimas

portlandcemenčio kiekis liko toks pat (100 kgm3) o tam kad pasiekti tolygų užpildų pasiskirstymą

bei išvengti oro tuštumų struktūroje buvo palaipsniui didinamas pūsto stiklo stambios frakcijos kiekis

(nuo 126 iki 300 tūrio dalių) bei pridėta 1 tūrio dalis 4divide8 mm skersmens pūsto stiklo granulių ty

abiejų frakcijų pūsto stiklo granulių ir polistireninio putplasčio smulkios frakcijos tarpusavio tūrinis

santykis sudarė 311 (3 ir 4 lentelės K-11) Atlikti šio kompozito savybių tyrimai parodė kad esant

jo tankiui 240 kgm3 gniuždomasis stipris siekia 02 MPa o šilumos laidumo koeficientas ndash 0069

WmmiddotK (3 lentelė K-11)

Tolesni kompozito tyrimai buvo atlikti kompleksiškai nustatant rišamosios medžiagos ir užpildo

(pūsto stiklo granulių bei polistireninio putplasčio taros trupinių kiekio poveikį kompozitų tankiui

stiprumui šilumos laidumui laidumui vandens garams susitraukimui džiūstant bei atsparumo šalčiui

Bandinių formavimo sudėtys pateiktos 5 lentelėje o gauti tyrimų duomenys 6 7 8 9 10 ir 11

paveiksluose

16

5 lentelė Kompozitinės medžiagos formavimo mišinių sudėtys

Kompozito

sudėties Nr

Rišamosios

medžiagos

kiekis kgm3

Pūstojo stiklo granulių tūrinis santykis

Polistireninio putplasčio

taros granulių tūrinis

santykis

(8divide16) mm (4divide8) mm (0divide2) mm (0divide2) mm

1 700 3 1 1 -

2 1000 3 1 1 -

3 1300 3 1 1 -

4 700 3 1 - 1

5 1000 3 1 - 1

6 1300 3 1 - 1

Pastaba Užpildų kiekis bandiniuose (100) buvo prilygintas 5 tūrio dalims

6 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų tankiui

7 pav Kompozitų tankio priklausomybė šilumos laidumui

Tankio ir šilumos laidumo koeficiento mažiausios vertės priklauso nuo rišamosios medžiagos kiekio

esant 70 kgm3 ir panaudojus polistireninio putplasčio granules gaunamas mažiausias tankis tuo pačiu

ir mažiausia šilumos laidumas Šiuo atveju kompozitų stiprumas būna mažiausias bet pakankamas

užsiduotoms vertėms (8 pav) ty stipris gniuždant siekia virš 03 MPa o stipris lenkiant ndash 015 MPa

(9 pav) Tuo atveju kompozitų atsparumas šalčiui net po 100 šaldymo ciklų didina kompozitų stiprį

gniuždant (dėl tolesnio cemento mineralų hidratacijos proceso vykstančio bandymo metu) (10 pav)

Analizuojant kompozitų struktūrą po 100 šaldymo ciklų jokių suirimo požymių nepastebime tai

reiškia jog kompozitai atsparūs šalčiui (11 pav) Atsparumas šaldymui bandymas 4 5 sudėties

kompozitams dar vyksta todėl rezultatai nepateikti

17

8 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam gniuždymo stipriui

9 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam lenkimo stipriui

10 pav Kompozitų vidutinio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo šaldymo ciklų

a b c d 11 pav Kompozitai po 100 šaldymo ciklų a ndash 1 sudėtis b ndash 2 sudėtis c ndash 3 sudėtis d ndash 6 sudėtis

18

32 Lakštų rišamosios medžiagos parinkimas ir savybių tyrimas

Šie tyrimai labai aktualūs lakšto apdailino sluoksnio formavimo mišiniui kurį kaip tik ir sudaro

portlandcementis FS40 polikarboksilatas ir 10 portlandcemenčio keičiantis MK Technologiškai

yra svarbu kad formuojant po pirmo pasluoksnio suformavimo galima būtų kuo greičiau įspausti

armuojantį stiklo audinio tinklelį į cementinę tešlą Tai padėjo atlikti 10 portlandcemenčio

keičiantis MK ir 02 PC masės polikarboksilatinio superplastiklio FS ndash 40 priedas

FS-40 polikarboksilatinio superplastiklio ir MK poveikis portlandcemenčio mineralų hidratacijai

pateiktas 12 pav

12 pav Egzotermijos efekto temperatūrų kaitos priklausomybė nuo laiko 1 ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC +

MK 4 - PC + MK + FS40

Gauti duomenys rodo kad ir MK ir FS-40 priedai lėtina PC mineralų hidrataciją bei žemina

egzoterminio efekto temperatūrą jei gryno cemento Tegzo = 95 ˚C tegzo = 420 min (12 pav 1 kr) tai

esant mišinyje abiems priedams Tegzo sumažėja iki 65 ˚C o tegzo pailgėja iki 1070 min (12 pav4 kr)

Šių priedų poveikis siūlių sukietėjusio skiedinio tankiui pateiktas 13 pav

13 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio tankiui 1 ndash PC 2 ndash

PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

13 pav duomenys rodo kad superplastiklio priedas padidina sukietėjusio skiedinio tankį 125 (13

pav 2 kr) tuo tarpu MK pakaitalas jį 10 mažina 13 pav 3 kr) todėl abiejų medžiagų (priedo ir

pakaitalo) poveikyje tankis sumažėjo nežymiai (apie 5 ) Jų poveikis gniuždymo stipriui pateiktas

14 o lenkimo ndash 15 pav

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

20

30

40

50

60

70

80

90

100T

emp

erat

ucircra

0C

Laikas min

1

3

2

4

19

14 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio gniuždymo stipriui 1

ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

15 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio lenkimo stipriui 1 ndash

PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

Atliktų tyrimų rezultatai parodė kad superplastiklio priedas padidina kaip gniuždymo taip ir lenkimo

sukietėjusio skiedinio stiprį atitinkamai 8 ir 26 (14 ir 15 pav 1 ir 2 kr) tuo tarpu MK daro

teigiamą poveikį tik lenkimo stipriui (15 pav 3 kr)

33 Lengvojo užpildo ir RM santykio nustatymas apdailiname sluoksnyje

ir jo savybių tyrimas

Siekiant pagerinti apdailinio sluoksnio termoizoliacines savybes į formavimo mišinį buvo pridedama

smulkiosios iki 2 mm PS frakcijos granulių kurių tūris sudarė atitinkamai 25 ir 50 RM tūrio

Tankio ir stipruminių savybių kaita priklausomai nuo PS granulių tūrio pavaizduota 16 ir 17 pav

20

16 pav Apdailinio sluoksnio tankio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

17 pav Apdailinio sluoksnio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

18 pav Apdailinio sluoksnio lenkimo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

Gauti duomenys rodo kad sukietėjusio skiedinio tankis ir stiprumas proporcingai mažėja nuo PS

granulių tūrio didėjimo formavimo mišinyje Optimalus PS užpildo kiekis buvo nustatytas lyginant

suformuotų plokštelių fasado paviršius (19 pav)

21

19 pav Apdailinio sluoksnio paviršiaus kokybės priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo

mišinyje 1 ndash 25 2 ndash 50 3- 60 4 ndash 75

Vizualiai lyginant gautų paviršių kokybę galima teigti kad PS granulių tūris formavimo mišinyje

turi būti ne didesnis kaip 50

34 Porėtų PS granulių dydžio poveikis lakšto termoizoliacinio sluoksnio fizikinėms

mechaninėms savybėms

Nustatant PS granulių dydį iš pradžių buvo panaudotos ir stambiosios (8divide16 mm) frakcijos granulės

tačiau tokio kompozito sukibimas su apdailinio sluoksnio stiklo tinkleliu nebuvo kokybiškas dėl

stambių neužpildytų cementine tešla ertmių tarp užpildo granulių Dėl šios priežasties šių bandinių

lenkimo stipris nesiekdavo net 01 MPa o pats bandinys išsisluoksniuodavo (20 pav) tuo tarpu

vidutinės (4divide8 mm) ir smulkiosios (iki 2 mm) PS frakcijos bandiniai po bandymo likdavo

neišsisluoksniavę Norint pagerinti badinių su stambiąja PS frakcija sukibimą su tinkleliu teko

naudoti daugiau cementinės tešlos glaistant ja ant tinklelio paviršiaus nes tešla prasmukdavo pro

tinklelio akutes į ertmes tarp stambiosios frakcijos granulių kas blogino kompozito termoizoliacines

savybes Todėl stambiosios frakcijos granulių tolesniuose tyrimuose teko atsisakyti 6 lentelėje

pateiktos tirtų kompozitų savybių vertės Geriausiomis termoizoliacinėmis savybėmis pasižymi LV

ndash 7 sudėties kompozitas kurio šilumos laidumo koeficientas turi mažiausią vertę ndash 0075 WmmiddotK o

jo stipruminės savybės ne žymiai nusileidžia kitų kompozitų su didesniu RM kiekiu savybėms 20

pav pateikta kompozito bandinių struktūra su stambiosios ir smulkiosios PS frakcijų granulėmis

20 pav Termoizoliacinio sluoksnio bandinių vaizdas po lenkimo stiprio nustatymo bandiniai su stambia PS granulių frakcija (be numeracijos) smulkiosios ir vidutinės frakcijos bandiniai

pažymėti 32 ir 52

22

6 lentelė Kompozitų su porėtais užpildais savybės

Kompozitų šifrai atitinka 3 lentelės šiframs

Lenkimo stipris buvo nustatomas bandant prizmes su įtvirtintu iš abiejų pusių stiklo audinio tinkleliu

a b

21 pav Lakšto termoizoliacinio sluoksnio struktūra kai užpildą sudaro PPS (30 visų užpildo tūrio)

ir PS granulės a ndash stambiosios frakcijos b ndash smulkiosios frakcijos (LV ndash 5) sudėtis ir smulkiosios ndash

vidutinės frakcijos (LV- 7) sudėtis

Kompozito

šifras

Sausasis tankis

kgm3

Gniuždymo

stipris MPa

Lenkimo stipris

MPa

Šilumos laidumo

koeficientas 10

W(mK)

LV-1 420 065 070 0135

LV-2

LV -3

LV-4

LV-5

LV-6

LV-7

385

375

355

330

280

240

060

055

050

050

045

040

065

050

050

045

040

030

0130

0125

0100

0090

0080

0075

23

4 Bendradarbiavimas su projekto partneriais

Glaudžiausias bendradarbiavimas buvo vykdomas su Projekto partneriu iš Lietuvos ndash UAB ldquoElnet

Grouprdquo Ūkio subjektas pastoviai buvo supažindinamas su vykdomais moksliniais tyrimais bei

gautais tyrimų rezultatais Buvo diskutuojama kaip būtų galima juos įgyvendinti praktikoje Darbų

pasiskirstimas tarp Projekto partnerių reikalauja tampraus bendradarbiavimo kad ūkio subjektas

galėtų sukurti technologinę įrangą sugebančia pasiekti tyrimais nustatytus cementinio

termoizoliacinio kompozito technologinius parametrus Kartu buvo išbandomi technologinių

įrengimų ndash maišyklės formavimo mišinio sudėtinių komponentų maišymo principas bei darbinio

maišyklės veleno konstrukcija Daug problėmų kėlė paruošto mišinio transportavimas lanksčių žarnų

pagalba į tarpą tarp klojinių Cementinio termoizoliacinio kompozito sudėtiniai komponentai ndash

užpildo granulės (padengtos apvalios pūsto stiklo tuščiavidurės formos kevalu) turi nedidelį

atsparūmą gniuždymui ir veikiant didesnei spaudimo jėgai turi galimybę suirti Bendradarbiaujant

su Slovakijos firma bdquoSTROJSTAV CMldquo ši problema buvo išspręsta

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu Pirmoje komandiruotėje buvome susitikę su mokslinės dalies

vadove Eva Navratilova kuri sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės

praktikos Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami

cementinio termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų

tarpusavio jungties pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku

aptarėme bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo

sistemų tyrimus Lietuvoje buvo suformuoti bandiniai o Libereco universitete atliekami triukšmo

slopinimo sistemos elementų dinaminio standžio matavimai Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių

metu Čekijos ūkio subjekto atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su poretų granulių gamyba iš

maltų šlako atliekų ir kartu numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei

sieninių panelių gamyboje Bendradarbiavimas tarp partneriu bus tęsiamas per visą Projekto

vykdymo laikotarpį

24

5 Projekto etapai ir tarpiniai rezultatai

Pirmame projekto etape turėjome parinkti termoizoliacinio cementinio kompozito skirto sienų

konstrukcijoms formavimo mišinio parametrus Darbo eigoje nustatyta kad termoizoliacinio

cementinio kompozito matrica turi sudaryti porizuota cementinė tešla modifikuota pūsto stiklo

gamybos atlieka ndash metakaolino priedu Kompozito užpildu kuris sudaro 100 tūrio yra

kombinuotos PS granulės pagamintos iš stiklo duženų miltų ir polistireninės taros susmulkinti

trupiniai PS granulės yra skirtingų frakcijų nuo 4 iki 16 mm dydžio ir kompozite tartusavyje liečiasi

tokiu būdu suformuodami termoizoliacinės medžiagos bdquokarkasąldquo PPS smulkūs trupiniai užpildo

tarpus tarp PS granulių ir tokiu būdu mažino laisvo oro erdvę kompozito struktūroje Šis faktorius

turi tiesioginę įtaką kompozito šilumos laidumo vertei Kompozito užpildas tarpusavyje jungiamas

plonu porizuotos modifikuotos cementinės tešlos sluoksniu Taip yra gaunamas lengvas cementinis

termoizoliacinis kompozitas kurio tankis siekia 230 ndash 250 kgm3 šilumos laidumo koeficientas yra

apie 007 WmmiddotK gniuždymo stipris apie 03 MPa

Kitas uždavinys buvo sukurti termoizoliacinio cementinio kompozito gamybos technologiją

Sprendžiant šią užduotį buvo ištirtas modifikuojančių priedų ir jų maišymo trukmės poveikis

cementinės matricos savybėms rišamosios medžiagos ir skirtingos frakcijos granulių kiekio įtaka

termoizoliacinio sukietėjusio kompozito savybėms Atlikti moksliniai tyrimai leido parinkti

formavimo mišinių maišymo trukmę sudėtiniu komponentų padavimo į formavimo mišinio

paruošimo maišyklę eiliškumą rišiklio rišimosi laikus įvertinant priedų poveikį cemento mineralų

hidratacijos procesui Nustatyta kad pradiniame etape reikia vandenyje permaišyti orą įtraukiatį ir

mišinį plastifikuojanti priedus ir cementą po to maišyti PPS smulkius trupinius ir tik po to į

formavimo mišinių paruošimo maišyklę dėti PS granules Bendra formavimo mišinio paruošimo

trukmė siekia 7 ndash 10 min Laboratorinėmis salygomis paruoštu formavimo mišiniu buvo užpildomos

bandinių formavimui skirtos formos Suformuoti bandiniai iš formų buvo išimami po 12 val

sudedami į polietileninius maišus ir natūraliose sąlygose buvo kietinami 28 paras

Kompozito bandinių fizikinės savybės bei sudėtinių kompozito komponentų tarpusavio jungties

pobūdis kontakto zonoje buvo nustatomos tiriant bandinius pagal galiojančius techninius

reikalavimus VGTU Termoizoliacijos instituto laboratorijose sukomplektuotomis naujausią įranga

Šių tyrimų rezultatai yra pateikiami ataskaitoje plačiau aprašant termoizoliacinio kompozito fizikines

savybes

Darbe buvo sprendžiamas ir armuotų termoizoliacinių lakštų ir jų gamybos technologijos sukūrimas

Lakštų prototipu buvo parinkta dekoratyvinio apdailos laksto konstrukcija sukurta projekto vadovo

ir apginta Lietuvos patentu Nr 4599 Toks techninis sprendimas leido termoizoliacinio kompozito

sluoksnį iš abiejų pusių armuoti stiklo audinio tinkleliu ir sukurti padidinto atsparumo lenkimui

termoizoliacinį lakštą Moksliniais tyrimais buvo nustatyta kad lakštų konstrukcijose galima naudoti

tik 2-8 mm dydžio pūsto stiklo granules o cementine tešlą galima modifikuoti MK priedų iki 30

nuo cemento masės Stiklo audinio tinklelį galima panardinti į cementinės tešlos ir smulkių PS

granulių mišinį esant granulių užpildo kiekiui ne didesniam kaip 50 tešlos mišinio tūrio Optimalus

armuojančių stiklo audinio tinklelių akučių dydis 45times45 mm užtikrinantis sluoksnių esančių

abiejuose tinklelio pusėse stabilią jungtį

Lakštų gamybos išmatavimus lemia gaminami armuojančių tinklelių matmenys Esant tinklo kilimo

pločiui 1000 mm automatiškai išsisprendžia ir lakštų plotis kuris gali būti 500 mm arba 10 m Esant

kitam lakšto pločiui reikalingas tinklelio jungimas kas didina gamybos proceso imlumą ir gamybos

kaštus

Sukurta laboratorinė lakštų gamybos technologija kurioje yra numatyta sekančios operacijos

išvardintos eilės tvarka modifikuotos cementinės tešlos užpilimas ant formos dugno tolygus

cementinės masės paskleidimas armuojančio apatinio tinklelio įspaudimas į cementinę masę

termoizoliacinio cementinio formavimo masės sluoksnio užpilimas į formą ir jos tolygus

paskirstymas viršutinio armuojančio tinklelio uždėjimas ant viršutinio termoizoliacinio kompozito

formavimo masės paviršiaus viršutinio tinklelio dengimas cementine mase jos tolygus paskirstymas

ir įspaudimas į tinklelio akutes Tokiu būdu pagamintas lakštas turi lygų apatinį paviršių ir grubų

25

viršutinį Panaudojus lakštus klojinių konstrukcijose lygus paviršius formuoja galutinai išlygintą

sienos plokštumą reikalaujančią minimalių darbo sąnaudų paviršiaus apdailai Išorinių apdailos

lakštų paviršiaus formavimas bus sprendžiamas ateityje

Įvertinant lakšto paskirtį galime konstatuoti kad termoizoliacines lakšto sąvybes lemia užpildo

granulių kompaktiškas pasiskirstymas lakšto termoizoliacineme sluoksnyje Stambios granulės turi

formuoti karkasą liesdamosios tarpusavyje o tarpai tarp jų turi būti ūžpildyti smulkios frakcijos PPS

trupinių granulėmis Reikia stengtis kad būtų kuo mažiau neužpildytų oro tarpų Lakšto

termoizoliacines sąvybes gerina smulkios frakcijos PS granulių kiekis esantis modifikuotoje

cementinėje tešloje iki 50 tūrio

Lakšto lenkimo stipriui didžiausios įtakos turi armuojančio tinklelio akučių dydis tinklelio sukibimas

su cementine tešla užpildo granulių stabili tarpusavio jungtis bei paties lakšto storis Skaitome kad

mažiausias lakšto storis galėtų būti 25 mm

Pirmais metais viešinant projektą buvo parengtas mokslinis straipsnis apie įvairių priedų poveikį

cementinės matricos porizacijai Be priedų poveikio buvo atsižvelgta į formavimo mišinio maišymo

trukmę Medžiaga apie matricos porėtumo didinimo būdus išsamiai pateikta publikacijoje o

ataskaitoje pateikiama tik nuoroda į straipsnyje pateikiamus tyrimo rezultatus

Žurnale ldquoMokslas ir technikardquo yra supažindinama Lietuvos visuomenė apie Eureka projekto

partnerius projekto tikslus kuriuos turėtų įgyvendinti kiekvienas partneris atskirai darbus

koordinuojant VGTU projekto vadovui Pateikiama projekto trukmė bei nurodomi finansavimo

šaltiniai tame tarpe ir iš Europos struktūrinių fondo lėšų

26

6 Tyrimų mokslinė vertė

Mokslinę liekamąją vertę turi modifikuojančių priedų poveikio cementinės matricos mišinio bei

akmens poretumui tyrimai Ištirta pucolaninio priedo pūsto stiklo gamybos atliekos ndash metakaolino

poveikis cementinės matricos tankiui cemento mineralų hidratacijos procesui mišinio klampai bei

poreto cementinio akmens fizikinėms sąvybėms Ši priklausomybė sujungta kartu su orą įtraukiančiu

ir plastifikuojančių priedų panaudojimu modifikuojant cementinę tešląTyrimų rezultatai yra

apibendrinti moksliniame straipsnyje išsiūstame į Oksfordo universiteto žurnalą bdquoConstruction and

Building Materialsldquo

Porėtų užpildo granulių granuliometrinės sudėties ir jų frakcijų santykis bei porizuotos matricos

kiekio poveikis cementinio termoizoliacinio kompozito savybėms bus apgintas Lietuvos patentu su

tolesniu patentavimu ES

Cementinio termoizoliacinio kompozito ir jo gamybos technologijos sukūrimas leis statyti kokybiškai

naujus namus artimus pasyvaus namo koncepcijos keliamiems reikalavimams

27

7 Išvados ir rekomendacijos

1 Nustatyta kad kompleksinis (MK+FS40+OIP) priedas betonų mineralų hidratacijos procesą

cemento tešloje prailgina iki 1100 min pasiekdamas 60 degC egzoterminio efekto maksimalią

temperatūrą MK modifikuotos cemento tešlos hidratacijos procesas nežymiai pailgėja nors dėl

papildomos pucolaninės reakcijos tarp MK ir cemento hidratacijos produktų egzoterminio efekto

maksimali temperatūra pakyla 8 degC

2 Ištirta kad kompleksinio priedo (FS40+OIP) poveikis mažinant cementinės tešlos tankį labiausiai

pastebimas MK priedų modifikuotoje cementinėje tešloje Modifikuotos cementinės tešlos tankis

sumažėja 33 karto nuo 2158 kgm3 iki 714 kgm3 po 10 min mišinio maišymo Tai yra apie 29

mažesnis tankis nei maltu smėliu modifikuotos cementinės tešlos ir 32 mažesnis tankis nei gryno

cemento porizuotos tešlos Sukietėjusios tešlos ndash porėto betono tankis siekia apie 800 kgm3 tuo tarpu

gryno cementbetonio ndash 1150 kgm3 o maltu smėliu modifikuoto betono ndash 1200 kgm3 Šiuos pokyčius

galima paaiškinti lengvos sutirštintos struktūros formavimo mišinyje susidarymu ir OIP molekulių

adsorbuotų ant cemento dalelių paviršiaus pakankamos jungties suformuotu oro burbuliuku

užtikrinimas

3 Nustatyta kad pucolaniniu priedu MK modifikuota cementinė tešla kartu su kompleksiniais (FS40

ir OIP) priedais įtakoja papildomų naujadarų ndash kalcio hidrosilikatų susidarymą mikro struktūros

pokyčius užtikrinančius submikrokristalinę struktūrą cementinėje matricoje Tai užtikrina mažo

tankio porėto betono pakankamą stiprumą 800 kgm3 tankio porėto betono gniuždymo stipris siekia

25 MPa o lenkimo stipris 10 MPa

4 Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo - 35 tūrio sudaro stambios PS granulės (8-16 mm) Vidutinio

dydžio (4-8 mm) PS granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio PPS trupintos granulės sudaro po 15

kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių ir suformuoti kompaktiškai

užpildyta kompozito struktūrą Sukurtas cementinis termoizoliacinis kompozitas kurio sudėtis

modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3 rišamosios medžiagos

kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia 007Wm∙K

esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

5 Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 - MK o kompozito

RM ir smulkių iki 2 mm stambumo PS granulių tūrių santykis sausame mišinyje yra 11 Sukietėjusio

skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

6 Nustatytas porėtų užpildų PS ir PPS granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis

termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos

laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K) gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos

granulės padengtos porizuota cementine tešla (esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3)

tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai

padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS

granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31) tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per

porizuotą matricą

28

8 Literatūra

Antonovič V Goberis S The effect of different admixture of the properties of refractory conerefe

with portland cement Material science (Medžiagotyra) 4(9) 2003 379-382 p

Asthana R Kumar ADahotre N B2006 Materials Processing and Manufacturing Science

Amsterdam Butterworth-Heinemann 628 p

bdquoAstra ndash polskaldquo firmos tinklalapis internete httpwwwastra-polskacom

Brykov A S Kamaliev R T Mokeev M V 2010 Influence of ultradispersed silica on portland

cement hydration Russian Journal of Applied Chemistry 83(2) 208minus213

Capener J C-M 2009 Properties of Modern Rendering Systems Based on Mineral Binders

Modified by Organic Admixtures Concrete Repair Rehabilitation and Retrofitting II ndash Alexander et

al (eds) Taylor and Francis Group London 863 ndash 869

Davraz M Gunduz L 2005 Engineering properties of amorphous silica as a new natural pozzolan

for use in concrete Cement and Concrete Research 35(7) 1251ndash1261

Du L Folliard K J 2005Mechanisms of entrainment in concrete Cement and Concrete Research

35(8)1463 ndash 1471

Hernaudes-Olivares F Mayer-Lobo P 2011 Experimental Assessment of Comercial One-coat

Renders for Buildings Facades Construction and Building Materials 22 (1) pp 156 ndash 162

Hilal A AThom N H Dawson A R 2015 On void structure and strength of foamed concrete made

without with additives Construction and Building Materials 85 157 ndash 164

Houst Y F Bowen P Perche F Kauppi A Borget P Galmiche L Meins J F Lafuma F

Flatt R J Schober I Banfill P FG Swift D S Myrvold B O Petersenf B G Reknes K

2008 Design and function of novel superplasticizers for more durable high performance concrete

(Superplast Project) Cement and Concrete Research 38(10) 1197 ndash 1209

Hurley J A 2003 UK market survey for foam glas Published by The Waste and Resource Action

Programme The Old Academy 114 p Prieiga per internetą httpwwwwraporguk

Kligys M Laukaitis A Sinica M Sezemanas G Dranseika N 2008 Investigations into the fire

hazard of a composite made from aerated concrete and crushed expanded polystyrene waste

Mechanics of Composite Materials 44(2) 173 ndash 180

Kligys M 2009 Kompozitinės medžiagos iš poringosios cemento tešlos ir trupinto polistireninio

putplasčio gamybos technologija ir savybės Daktaro disertacija Vilnius 137 p

Landensivu J 2012 Durability properties and actual deterioration of Finish concrete fasades and

balcones Thesis for the degree of doctor of science in technology Tampere university of technology

117 p

Lauzon M Garcia-Ruiz P A 2009 Evaluation of Capillary Water Absorbtion in Rendering Mortars

with Powdered Waterproofing Additives Construction and Building Materials 23 (10) 3287 ndash 3291

Lianxiang D Kevin J 2005 Mechanizm of air entrainment in concrete Cement and Concrete

research (35) 1463-1471 p

Limbachiya M Meddah M S Fotiadou S 2012 Performance of granulated foam glass concrete

Construction and Building materials 28(1) 759ndash768

LST EN 197-12011 Cementas 1 dalis Įprastinių cementų sudėtis techniniai reikalavimai ir atitikties

kriterijai

LST EN 196-62010 Cemento bandymų metodai 6 dalis Smulkumo nustatymas

29

LST EN 196-32005 Cemento bandymų metodai 3 dalis Rišimosi trukmių ir tūrio pastovumo

nustatymas

LST EN 933-12002 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 1 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Sijojimo metodas

LST EN 933-22001 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 2 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Analiziniai sietai Vardiniai akelių matmenys

LST ISO 3310-12003 Laboratoriniai sietai Techniniai reikalavimai ir bandymai 1 dalis

Laboratoriniai pinto metalinio vielinio tinkle sietai (tpt ISO 3310-12000) LST EN 1097-62003

Užpildų mechaninių ir fizikinių savybių nustatymo metodai 6 dalis Dalelių tankio ir įmirkio

nustatymas

LST EN 1015-3+A12004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 3 Determination of

Consistence of Fresh Mortar (by Flow Table)

LST EN 1015-102004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 10 Determination of Dry

Bulk Density of Hardened Mortar

LST EN 1015-112002 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 11 Determination of

Flexural and Compressive Strength of Hardened Mortar

LST EN 1015-182003 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of Water

Absorption Coefficient Due to Capillary Action of Hardened Mortar

LST EN 1015-122004 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of

Adhesive Strength of Hardened Rendering and Plastering Mortars on Substrates

LST EN 120892013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiai Elgsenos lenkiant nustatymas

LST EN 16022013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiaiTariamojo tankio nustatymas

LST EN 826 Statybinės termoizoliacines medžiagos Stiprio gniuždant nustatymas

LST EN 126642002 Šiluminės statybinių medžiagų ir gaminių charakteristikos Šiluminės varžos

nustatymas apsaugotos karštosios plokštės ir šilumos srauto matuoklio metodais Vidutinės ir mažos

šiluminės varžos sausi ir drėgni gaminiai

LST EN ISO 125712013 Hygrothermal Performance of Building Materials and Products -

Determination of Hygroscopic Sorption Properties

LST CENTS 772 -222006 Mūro gaminių bandymo metodai 22 dalis Keraminių mūro gaminių

atsparumo šalčiui nustatymas

LST L 1413112005 Statybinis skiedinys Bandymo metodai Atsparumo šalčiui nustatymas

LVS 203-22005 Sakret stiklo audinio armavimo tinklelis

Marčiukaitis G 2007 Statybinės medžiagos ir konstrukcijos Paskaitų konspektas Vilnius 88 p

Mисников O С Тимофеев АВ Черткова ЕЮ 2011 Гидрофобизация минеральных

дисперсных материалов добавками на основе торфа Труды Инсторфа 2 (55)15 ndash 33

Oğuzhan Keleştemur Bahar Demirel 2015 Effect of metakaolin on the corrosion resistance of

structural lightweight concrete Construction and Building Materials 81172 - 178

Quercia G Huumlsken G Brouwers H J 2012 Water demand of amorphous nanosilica and its

impact on the workability of cement paste Cement and Concrete Research 42(2) 344ndash357

Paruta V A Brynzin E I 2009 Manual on Designing and Erecting of Buildings using the Products

with Trademark UDK GAZOBETON Dnepropetrovsk 213 p

30

Ramachandran V S 1998 Superplasticizersproperties and applications in concrete Ottawa

Materials Technology LaboratoryCANMET

Ries J 2008 Structural lightweight aggregate and concrete Structure June 62-63

Ru Ji Zuotai Zhang Yang He Lili Liu Xidong Wang 2015Synthesis characterization and modeling

of new building insulation material using ceramic polishing waste residue Construction and Building

Materials 85 119 ndash 126

Сеземан Г Синица М Клигис М Шепутите-Юцике Ю Вайткус С Мечай А 2013

Цементные строительные композиты на основе лёгких заполнителей из техногенного сырья

Материалы международной научно ndash технической конференции laquo Наука и технология

строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29 ноября Минск

БГТУ 21 ndash 24

Sezemanas G Sinica M Zacharčenko P Pivenj N Mikulskis D Kligys M 2013 Influence

of zeolite additive on the properties of plaster used for external walls from autoclaved aerated

concrete Materials Science (Medžiagotyra) 19(2) 222ndash229

Синица М Шепутите-Юцике Ю Сеземан Г Клигис М Мечай А 2013 Особенности

выполнения ограждающих конструкций с использованием заливной теплоизоляции на основе

гранул вспученного стекла Материалы международной научноndash технической конференции laquo

Наука и технология строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29

ноября Минск БГТУ 69 ndash 72

Sinica MSezemanas GKligys M Česokas S 2007 Investigation of hydro ndash and higro ndash sorption

properties of silicate masonry products Materials Science (Medžiagotyra) 13(3) 229ndash 234

Sinica M Sezemanas G Chesnauskas V 2005 Influence of Air Absorbing Additive on Plaster

Layer Properties Designated to Cover Partions Built from Autoclave Porous Concrete Blocks

Chemical Technology (Cheminė technologija) 4 (38) 91 ndash 95

Sinica M Laukaitis A Sezemanas G Kligys M 2008 Operational Properties of a Heat-insulation

Composite with Expanded Polystyrene Crumbs Mechanics of Composite Materials 4 (44) 415 ndash 424

Sinica M Sezeman G Mikulskis D Kligys M Česnauskas V Zacharčenko P Kuprijenko

P Ščerbina N Pivenj N 2009 Investigation of the composite material with inclusions of

autoclaved aerated concrete chips Materials science 15 ( 4) 356ndash362

Sinica M Sezeman G Zakharchenko P 2012 Daugiasluoksnė lauko atitvara ir jos džiovinimo

būdas Patentas LT5837B

Стерлятов АН 2007 Совместный тепло- и влаго- перенос в ограждающих конструкциях

зданий из газобетона Дисертация кандидата технических наук Новосибиpск 167 с

Tobon J I Paya Jordy Restrepo O J 2015 Study of durability of portland cement mortars blended

with silica nanoparticles Construction and Building Materials 80 92 - 97

STR 205012005 Pastatų atitvarų šiluminė technika Statybos technikos reglamentai Statybos ir

urbanistikos ministerija Vilnius 2005 109p

STR 201102007 Išorės tinkuojamos sudėtinės termoizoliacinės sistemos Statybos technikos

reglamentai Statybos ir urbanistikos ministerija Vilnius 2007 p

Šadauskienė J Ramanauskas J Stankevičius V 2003 Effect of hydrophobicmaterials on water

impermeability and drying of finish brick mansory Material science (medžiagotyra) 9 (1) 94 - 98

Ungkoon Y Sittipunt Ch Namprakai P Jetipattaranat W Kim KS Charinpanitkul T 2007

Analysis of microstructure and properties of autoclaved aerated concrete wall construction materials

Journal of Industrial and Engineering Chemistry 13(7) 1103ndash1108

31

Weigler H Karl S 1980 Structural lightweight aggregate concrete with reduced density-

lightweight aggregate foamed concrete The International Journal of Lightweight Concrete 2 101ndash

104

Xu Y Chung D D L 1999a Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behaviour

of cement paste ACI Materials Journal 96(4) 455minus461

Xu Y Chung D D L 2000a Improving silica fume cement by using silane Cement and Concrete

Research 30(8) 1305- 1311

Zain M F M Safiuddin Md Mahmud H 2000 Developement of high performance concrete

using silica fume at relatively high water-binder rations Cement and Concrete Research 30(9) 1501

ndash 1505

Захарченко П Синица М Сеземан Г Чеснаускас В 2009 Изменение влажности стеновых

конструкций из ячеистобетонных блоков с системой скреплённой теплоизоляции Будiвельнi

матерiали вироби та санiтарна технiка науково-технiчний збiрник Киев Товариство

laquoЗнаниеraquo Украiни (23) 50 ndash 53234

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje

Page 13: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

13

cemento sąnaudas iki 150 kgm3 (cemento piltinis tankis 1130 kgm3) ir prilyginus visą sausųjų

komponentų tūrį 100 (atitinkančių 5 tūrio dalims) gavome kompozito sudėtis pateiktas 3 lentelėje

Siekiant nustatyti lengvojo kompozito užpildo frakcijos stambumo ir kiekio poveikį kompozito

tankiui ir stipriui buvo tiriami kompozito bandiniai suformuoti pagal K-1divideK-6 sudėtis (3 lentelė)

OĮP kiekis formavimo mišiniuose buvo didesnis nei kompozitų su AAC trupiniais atveju ir siekė

0045 cemento masės todėl kad reikėjo hidrofilizuoti užpildo granules bei gauti lengvesnę

porizuotą matricą (2 pav)

3 lentelė Kompozitų su pūstojo stiklo granulėmis sudėtys

Kompozito

šifras

Sudėtis

Cementas tūrio dalys

PS granulių frakcijų tūrių dalys

PPS granulių tūrio dayis

8divide16 mm 4divide8 mm le4 mm le4 mm

K-1 083 500 - - -

K-2 083 - 500 - -

K-3 083 - - 500 -

K-4 083 166 166 166 -

K-5 083 250 125 125 -

K-6 083 300 100 100 -

K-7 057 279 - - 221

K-8 048 279 - - 221

K-9 04 279 - - 221

K-10 036 310 100 - 090

K-11 036 300 100 - 100

2 pav OĮP kiekio poveikis cementinės tešlos tankiui (Kligys 2009 Sinica et al 2009)

Atliktų tyrimų rezultatai rodo kad termoizoliacinio kompozito tankis pagrinde priklauso nuo

cementinės matricos kiekio kompozite ir beveik nepriklauso nuo pūstojo stiklo granulių frakcijos

stambumo Pavyzdžiui formuojant kompozitą kuriame cemento ir pūstojo stiklo granulių tūrinis

santykis siekia 0834 gaunamų kompozito bandinių tankis kinta nuo 390 kgm3 kai naudojamos

8divide16 mm stambumo granulės iki 410 kgm3 kai naudojamos le 4 mm stambumo granulės (3 lentelė

K-1divideK-3 kompozito sudėtys)

Analogišką tankį (390 kgm3) gauname naudojant užpildo frakcijų mišinį kuriame stambių vidutinių

ir smulkių pūsto stiklo granulių tūrinis santykis siekė 133133133 (4 lentelė K-4 kompozito

sudėtis) Ir tik padidinus stambios frakcijos pūstojo stiklo granulių tūrį mišinyje iki santykio 211

kompozito tankis sumažėjo iki 370 kgm3 (4 lentelė K-5 kompozito sudėtis) o kai stambių granulių

tūrinis santykis dar padidėjo iki 240808 gavome lengvąjį termoizoliacinį 320 kgm3 tankio

14

kompozitą (3 lentelė K-6 kompozito sudėtis) Suformuotų skirtingo tankio kompozito bandinių

gniuždymo stiprio vertės pateiktos 3 paveiksle

3 pav Termoizoliacinio kompozito bandinių gniuždomasis stipris Kompozito bandinių šifrai atitinka 3

lentelės duomenis

Kaip rodo 3 pav rezultatai didžiausiu stipriu (09 MPa) pasižymi 410 kgm3 tankio kompozitas K-1

(3 pav K-1 stulp) Esant kompozito tankiui 320 kgm3 jo gniuždomasis stipris yra dar pakankamas

ndash 035 MPa (3 pav K-6 stulp) Suformuoti kompozito K-1 divide K-6 bandiniai pateikti 4 pav Matome

kad gautų kompozitų struktūra yra vienalytė t y užpildų ir rišamosios medžiagos tarpusavio santykis

yra adekvatus

Siekiant gauti kuo mažesnį kompozito šilumos laidumo koeficientą mažinome jo tankį Gauto

kompozito gniuždomojo stiprio esama atsarga (pakanka 02 MPa) leido tai padaryti palaipsniui

mažinant portlandcemenčio kiekį nuo 150 kgm3 iki 100 kgm3 kompozite (4 lentelė) bei panaudojant

vietoje smulkiosios (le4 mm) PS granulių frakcijos smulkiąją (le4 mm) PPS trupinių frakciją (4

lentelė K-7divideK-10 kompozito sudėtys) bei panaudojus tarpinę (4divide8 mm) pūsto stiklo granulių frakciją

(4 lentelė K-11 kompozito sudėtis)

K-1 K-2 K-3

K-4 K-5 K-6

4 pav Kompozito bandinių suformuotų pagal K-1divideK-6 sudėtis struktūra

15

4 lentelė Palengvinto termoizoliacinio kompozito savybės

Kompozito

Šifras Tankis kgm3

Stipris MPa Šilumos laidumo koeficientas λ10 WmmiddotK

Gniuždymo Lenkimo

K-7 305 072 026 0114

K-8 260 039 019 0105

K-9 250 030 018 0095

K-10 245 026 017 0070

K-11 240 020 015 0069

Pastaba kompozito sudėtys atitinka 5 lentelės sudėtims

Apsistoti ties K-11 kompozito sudėtimi padėjo jo struktūros tyrimai Kompozito bandinių (K-7divideK-

10) skerspjūvio nuotraukos (5 pav) parodė kad užpildo grūdeliai netolygiai pasiskirstė cementinėje

matricoje o kai kur tarp matricos ir užpildų pasitaiko oro tuštumų

K-7 K-8 K-9

K-10 K-11

5 pav Kompozito bandinių suformuotų pagal K-7divideK-11 sudėtis struktūra

Įvertinus šiuos trūkumus kompozito struktūroje buvo atliktas K-10 sudėties koregavimas

portlandcemenčio kiekis liko toks pat (100 kgm3) o tam kad pasiekti tolygų užpildų pasiskirstymą

bei išvengti oro tuštumų struktūroje buvo palaipsniui didinamas pūsto stiklo stambios frakcijos kiekis

(nuo 126 iki 300 tūrio dalių) bei pridėta 1 tūrio dalis 4divide8 mm skersmens pūsto stiklo granulių ty

abiejų frakcijų pūsto stiklo granulių ir polistireninio putplasčio smulkios frakcijos tarpusavio tūrinis

santykis sudarė 311 (3 ir 4 lentelės K-11) Atlikti šio kompozito savybių tyrimai parodė kad esant

jo tankiui 240 kgm3 gniuždomasis stipris siekia 02 MPa o šilumos laidumo koeficientas ndash 0069

WmmiddotK (3 lentelė K-11)

Tolesni kompozito tyrimai buvo atlikti kompleksiškai nustatant rišamosios medžiagos ir užpildo

(pūsto stiklo granulių bei polistireninio putplasčio taros trupinių kiekio poveikį kompozitų tankiui

stiprumui šilumos laidumui laidumui vandens garams susitraukimui džiūstant bei atsparumo šalčiui

Bandinių formavimo sudėtys pateiktos 5 lentelėje o gauti tyrimų duomenys 6 7 8 9 10 ir 11

paveiksluose

16

5 lentelė Kompozitinės medžiagos formavimo mišinių sudėtys

Kompozito

sudėties Nr

Rišamosios

medžiagos

kiekis kgm3

Pūstojo stiklo granulių tūrinis santykis

Polistireninio putplasčio

taros granulių tūrinis

santykis

(8divide16) mm (4divide8) mm (0divide2) mm (0divide2) mm

1 700 3 1 1 -

2 1000 3 1 1 -

3 1300 3 1 1 -

4 700 3 1 - 1

5 1000 3 1 - 1

6 1300 3 1 - 1

Pastaba Užpildų kiekis bandiniuose (100) buvo prilygintas 5 tūrio dalims

6 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų tankiui

7 pav Kompozitų tankio priklausomybė šilumos laidumui

Tankio ir šilumos laidumo koeficiento mažiausios vertės priklauso nuo rišamosios medžiagos kiekio

esant 70 kgm3 ir panaudojus polistireninio putplasčio granules gaunamas mažiausias tankis tuo pačiu

ir mažiausia šilumos laidumas Šiuo atveju kompozitų stiprumas būna mažiausias bet pakankamas

užsiduotoms vertėms (8 pav) ty stipris gniuždant siekia virš 03 MPa o stipris lenkiant ndash 015 MPa

(9 pav) Tuo atveju kompozitų atsparumas šalčiui net po 100 šaldymo ciklų didina kompozitų stiprį

gniuždant (dėl tolesnio cemento mineralų hidratacijos proceso vykstančio bandymo metu) (10 pav)

Analizuojant kompozitų struktūrą po 100 šaldymo ciklų jokių suirimo požymių nepastebime tai

reiškia jog kompozitai atsparūs šalčiui (11 pav) Atsparumas šaldymui bandymas 4 5 sudėties

kompozitams dar vyksta todėl rezultatai nepateikti

17

8 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam gniuždymo stipriui

9 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam lenkimo stipriui

10 pav Kompozitų vidutinio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo šaldymo ciklų

a b c d 11 pav Kompozitai po 100 šaldymo ciklų a ndash 1 sudėtis b ndash 2 sudėtis c ndash 3 sudėtis d ndash 6 sudėtis

18

32 Lakštų rišamosios medžiagos parinkimas ir savybių tyrimas

Šie tyrimai labai aktualūs lakšto apdailino sluoksnio formavimo mišiniui kurį kaip tik ir sudaro

portlandcementis FS40 polikarboksilatas ir 10 portlandcemenčio keičiantis MK Technologiškai

yra svarbu kad formuojant po pirmo pasluoksnio suformavimo galima būtų kuo greičiau įspausti

armuojantį stiklo audinio tinklelį į cementinę tešlą Tai padėjo atlikti 10 portlandcemenčio

keičiantis MK ir 02 PC masės polikarboksilatinio superplastiklio FS ndash 40 priedas

FS-40 polikarboksilatinio superplastiklio ir MK poveikis portlandcemenčio mineralų hidratacijai

pateiktas 12 pav

12 pav Egzotermijos efekto temperatūrų kaitos priklausomybė nuo laiko 1 ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC +

MK 4 - PC + MK + FS40

Gauti duomenys rodo kad ir MK ir FS-40 priedai lėtina PC mineralų hidrataciją bei žemina

egzoterminio efekto temperatūrą jei gryno cemento Tegzo = 95 ˚C tegzo = 420 min (12 pav 1 kr) tai

esant mišinyje abiems priedams Tegzo sumažėja iki 65 ˚C o tegzo pailgėja iki 1070 min (12 pav4 kr)

Šių priedų poveikis siūlių sukietėjusio skiedinio tankiui pateiktas 13 pav

13 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio tankiui 1 ndash PC 2 ndash

PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

13 pav duomenys rodo kad superplastiklio priedas padidina sukietėjusio skiedinio tankį 125 (13

pav 2 kr) tuo tarpu MK pakaitalas jį 10 mažina 13 pav 3 kr) todėl abiejų medžiagų (priedo ir

pakaitalo) poveikyje tankis sumažėjo nežymiai (apie 5 ) Jų poveikis gniuždymo stipriui pateiktas

14 o lenkimo ndash 15 pav

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

20

30

40

50

60

70

80

90

100T

emp

erat

ucircra

0C

Laikas min

1

3

2

4

19

14 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio gniuždymo stipriui 1

ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

15 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio lenkimo stipriui 1 ndash

PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

Atliktų tyrimų rezultatai parodė kad superplastiklio priedas padidina kaip gniuždymo taip ir lenkimo

sukietėjusio skiedinio stiprį atitinkamai 8 ir 26 (14 ir 15 pav 1 ir 2 kr) tuo tarpu MK daro

teigiamą poveikį tik lenkimo stipriui (15 pav 3 kr)

33 Lengvojo užpildo ir RM santykio nustatymas apdailiname sluoksnyje

ir jo savybių tyrimas

Siekiant pagerinti apdailinio sluoksnio termoizoliacines savybes į formavimo mišinį buvo pridedama

smulkiosios iki 2 mm PS frakcijos granulių kurių tūris sudarė atitinkamai 25 ir 50 RM tūrio

Tankio ir stipruminių savybių kaita priklausomai nuo PS granulių tūrio pavaizduota 16 ir 17 pav

20

16 pav Apdailinio sluoksnio tankio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

17 pav Apdailinio sluoksnio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

18 pav Apdailinio sluoksnio lenkimo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

Gauti duomenys rodo kad sukietėjusio skiedinio tankis ir stiprumas proporcingai mažėja nuo PS

granulių tūrio didėjimo formavimo mišinyje Optimalus PS užpildo kiekis buvo nustatytas lyginant

suformuotų plokštelių fasado paviršius (19 pav)

21

19 pav Apdailinio sluoksnio paviršiaus kokybės priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo

mišinyje 1 ndash 25 2 ndash 50 3- 60 4 ndash 75

Vizualiai lyginant gautų paviršių kokybę galima teigti kad PS granulių tūris formavimo mišinyje

turi būti ne didesnis kaip 50

34 Porėtų PS granulių dydžio poveikis lakšto termoizoliacinio sluoksnio fizikinėms

mechaninėms savybėms

Nustatant PS granulių dydį iš pradžių buvo panaudotos ir stambiosios (8divide16 mm) frakcijos granulės

tačiau tokio kompozito sukibimas su apdailinio sluoksnio stiklo tinkleliu nebuvo kokybiškas dėl

stambių neužpildytų cementine tešla ertmių tarp užpildo granulių Dėl šios priežasties šių bandinių

lenkimo stipris nesiekdavo net 01 MPa o pats bandinys išsisluoksniuodavo (20 pav) tuo tarpu

vidutinės (4divide8 mm) ir smulkiosios (iki 2 mm) PS frakcijos bandiniai po bandymo likdavo

neišsisluoksniavę Norint pagerinti badinių su stambiąja PS frakcija sukibimą su tinkleliu teko

naudoti daugiau cementinės tešlos glaistant ja ant tinklelio paviršiaus nes tešla prasmukdavo pro

tinklelio akutes į ertmes tarp stambiosios frakcijos granulių kas blogino kompozito termoizoliacines

savybes Todėl stambiosios frakcijos granulių tolesniuose tyrimuose teko atsisakyti 6 lentelėje

pateiktos tirtų kompozitų savybių vertės Geriausiomis termoizoliacinėmis savybėmis pasižymi LV

ndash 7 sudėties kompozitas kurio šilumos laidumo koeficientas turi mažiausią vertę ndash 0075 WmmiddotK o

jo stipruminės savybės ne žymiai nusileidžia kitų kompozitų su didesniu RM kiekiu savybėms 20

pav pateikta kompozito bandinių struktūra su stambiosios ir smulkiosios PS frakcijų granulėmis

20 pav Termoizoliacinio sluoksnio bandinių vaizdas po lenkimo stiprio nustatymo bandiniai su stambia PS granulių frakcija (be numeracijos) smulkiosios ir vidutinės frakcijos bandiniai

pažymėti 32 ir 52

22

6 lentelė Kompozitų su porėtais užpildais savybės

Kompozitų šifrai atitinka 3 lentelės šiframs

Lenkimo stipris buvo nustatomas bandant prizmes su įtvirtintu iš abiejų pusių stiklo audinio tinkleliu

a b

21 pav Lakšto termoizoliacinio sluoksnio struktūra kai užpildą sudaro PPS (30 visų užpildo tūrio)

ir PS granulės a ndash stambiosios frakcijos b ndash smulkiosios frakcijos (LV ndash 5) sudėtis ir smulkiosios ndash

vidutinės frakcijos (LV- 7) sudėtis

Kompozito

šifras

Sausasis tankis

kgm3

Gniuždymo

stipris MPa

Lenkimo stipris

MPa

Šilumos laidumo

koeficientas 10

W(mK)

LV-1 420 065 070 0135

LV-2

LV -3

LV-4

LV-5

LV-6

LV-7

385

375

355

330

280

240

060

055

050

050

045

040

065

050

050

045

040

030

0130

0125

0100

0090

0080

0075

23

4 Bendradarbiavimas su projekto partneriais

Glaudžiausias bendradarbiavimas buvo vykdomas su Projekto partneriu iš Lietuvos ndash UAB ldquoElnet

Grouprdquo Ūkio subjektas pastoviai buvo supažindinamas su vykdomais moksliniais tyrimais bei

gautais tyrimų rezultatais Buvo diskutuojama kaip būtų galima juos įgyvendinti praktikoje Darbų

pasiskirstimas tarp Projekto partnerių reikalauja tampraus bendradarbiavimo kad ūkio subjektas

galėtų sukurti technologinę įrangą sugebančia pasiekti tyrimais nustatytus cementinio

termoizoliacinio kompozito technologinius parametrus Kartu buvo išbandomi technologinių

įrengimų ndash maišyklės formavimo mišinio sudėtinių komponentų maišymo principas bei darbinio

maišyklės veleno konstrukcija Daug problėmų kėlė paruošto mišinio transportavimas lanksčių žarnų

pagalba į tarpą tarp klojinių Cementinio termoizoliacinio kompozito sudėtiniai komponentai ndash

užpildo granulės (padengtos apvalios pūsto stiklo tuščiavidurės formos kevalu) turi nedidelį

atsparūmą gniuždymui ir veikiant didesnei spaudimo jėgai turi galimybę suirti Bendradarbiaujant

su Slovakijos firma bdquoSTROJSTAV CMldquo ši problema buvo išspręsta

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu Pirmoje komandiruotėje buvome susitikę su mokslinės dalies

vadove Eva Navratilova kuri sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės

praktikos Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami

cementinio termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų

tarpusavio jungties pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku

aptarėme bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo

sistemų tyrimus Lietuvoje buvo suformuoti bandiniai o Libereco universitete atliekami triukšmo

slopinimo sistemos elementų dinaminio standžio matavimai Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių

metu Čekijos ūkio subjekto atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su poretų granulių gamyba iš

maltų šlako atliekų ir kartu numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei

sieninių panelių gamyboje Bendradarbiavimas tarp partneriu bus tęsiamas per visą Projekto

vykdymo laikotarpį

24

5 Projekto etapai ir tarpiniai rezultatai

Pirmame projekto etape turėjome parinkti termoizoliacinio cementinio kompozito skirto sienų

konstrukcijoms formavimo mišinio parametrus Darbo eigoje nustatyta kad termoizoliacinio

cementinio kompozito matrica turi sudaryti porizuota cementinė tešla modifikuota pūsto stiklo

gamybos atlieka ndash metakaolino priedu Kompozito užpildu kuris sudaro 100 tūrio yra

kombinuotos PS granulės pagamintos iš stiklo duženų miltų ir polistireninės taros susmulkinti

trupiniai PS granulės yra skirtingų frakcijų nuo 4 iki 16 mm dydžio ir kompozite tartusavyje liečiasi

tokiu būdu suformuodami termoizoliacinės medžiagos bdquokarkasąldquo PPS smulkūs trupiniai užpildo

tarpus tarp PS granulių ir tokiu būdu mažino laisvo oro erdvę kompozito struktūroje Šis faktorius

turi tiesioginę įtaką kompozito šilumos laidumo vertei Kompozito užpildas tarpusavyje jungiamas

plonu porizuotos modifikuotos cementinės tešlos sluoksniu Taip yra gaunamas lengvas cementinis

termoizoliacinis kompozitas kurio tankis siekia 230 ndash 250 kgm3 šilumos laidumo koeficientas yra

apie 007 WmmiddotK gniuždymo stipris apie 03 MPa

Kitas uždavinys buvo sukurti termoizoliacinio cementinio kompozito gamybos technologiją

Sprendžiant šią užduotį buvo ištirtas modifikuojančių priedų ir jų maišymo trukmės poveikis

cementinės matricos savybėms rišamosios medžiagos ir skirtingos frakcijos granulių kiekio įtaka

termoizoliacinio sukietėjusio kompozito savybėms Atlikti moksliniai tyrimai leido parinkti

formavimo mišinių maišymo trukmę sudėtiniu komponentų padavimo į formavimo mišinio

paruošimo maišyklę eiliškumą rišiklio rišimosi laikus įvertinant priedų poveikį cemento mineralų

hidratacijos procesui Nustatyta kad pradiniame etape reikia vandenyje permaišyti orą įtraukiatį ir

mišinį plastifikuojanti priedus ir cementą po to maišyti PPS smulkius trupinius ir tik po to į

formavimo mišinių paruošimo maišyklę dėti PS granules Bendra formavimo mišinio paruošimo

trukmė siekia 7 ndash 10 min Laboratorinėmis salygomis paruoštu formavimo mišiniu buvo užpildomos

bandinių formavimui skirtos formos Suformuoti bandiniai iš formų buvo išimami po 12 val

sudedami į polietileninius maišus ir natūraliose sąlygose buvo kietinami 28 paras

Kompozito bandinių fizikinės savybės bei sudėtinių kompozito komponentų tarpusavio jungties

pobūdis kontakto zonoje buvo nustatomos tiriant bandinius pagal galiojančius techninius

reikalavimus VGTU Termoizoliacijos instituto laboratorijose sukomplektuotomis naujausią įranga

Šių tyrimų rezultatai yra pateikiami ataskaitoje plačiau aprašant termoizoliacinio kompozito fizikines

savybes

Darbe buvo sprendžiamas ir armuotų termoizoliacinių lakštų ir jų gamybos technologijos sukūrimas

Lakštų prototipu buvo parinkta dekoratyvinio apdailos laksto konstrukcija sukurta projekto vadovo

ir apginta Lietuvos patentu Nr 4599 Toks techninis sprendimas leido termoizoliacinio kompozito

sluoksnį iš abiejų pusių armuoti stiklo audinio tinkleliu ir sukurti padidinto atsparumo lenkimui

termoizoliacinį lakštą Moksliniais tyrimais buvo nustatyta kad lakštų konstrukcijose galima naudoti

tik 2-8 mm dydžio pūsto stiklo granules o cementine tešlą galima modifikuoti MK priedų iki 30

nuo cemento masės Stiklo audinio tinklelį galima panardinti į cementinės tešlos ir smulkių PS

granulių mišinį esant granulių užpildo kiekiui ne didesniam kaip 50 tešlos mišinio tūrio Optimalus

armuojančių stiklo audinio tinklelių akučių dydis 45times45 mm užtikrinantis sluoksnių esančių

abiejuose tinklelio pusėse stabilią jungtį

Lakštų gamybos išmatavimus lemia gaminami armuojančių tinklelių matmenys Esant tinklo kilimo

pločiui 1000 mm automatiškai išsisprendžia ir lakštų plotis kuris gali būti 500 mm arba 10 m Esant

kitam lakšto pločiui reikalingas tinklelio jungimas kas didina gamybos proceso imlumą ir gamybos

kaštus

Sukurta laboratorinė lakštų gamybos technologija kurioje yra numatyta sekančios operacijos

išvardintos eilės tvarka modifikuotos cementinės tešlos užpilimas ant formos dugno tolygus

cementinės masės paskleidimas armuojančio apatinio tinklelio įspaudimas į cementinę masę

termoizoliacinio cementinio formavimo masės sluoksnio užpilimas į formą ir jos tolygus

paskirstymas viršutinio armuojančio tinklelio uždėjimas ant viršutinio termoizoliacinio kompozito

formavimo masės paviršiaus viršutinio tinklelio dengimas cementine mase jos tolygus paskirstymas

ir įspaudimas į tinklelio akutes Tokiu būdu pagamintas lakštas turi lygų apatinį paviršių ir grubų

25

viršutinį Panaudojus lakštus klojinių konstrukcijose lygus paviršius formuoja galutinai išlygintą

sienos plokštumą reikalaujančią minimalių darbo sąnaudų paviršiaus apdailai Išorinių apdailos

lakštų paviršiaus formavimas bus sprendžiamas ateityje

Įvertinant lakšto paskirtį galime konstatuoti kad termoizoliacines lakšto sąvybes lemia užpildo

granulių kompaktiškas pasiskirstymas lakšto termoizoliacineme sluoksnyje Stambios granulės turi

formuoti karkasą liesdamosios tarpusavyje o tarpai tarp jų turi būti ūžpildyti smulkios frakcijos PPS

trupinių granulėmis Reikia stengtis kad būtų kuo mažiau neužpildytų oro tarpų Lakšto

termoizoliacines sąvybes gerina smulkios frakcijos PS granulių kiekis esantis modifikuotoje

cementinėje tešloje iki 50 tūrio

Lakšto lenkimo stipriui didžiausios įtakos turi armuojančio tinklelio akučių dydis tinklelio sukibimas

su cementine tešla užpildo granulių stabili tarpusavio jungtis bei paties lakšto storis Skaitome kad

mažiausias lakšto storis galėtų būti 25 mm

Pirmais metais viešinant projektą buvo parengtas mokslinis straipsnis apie įvairių priedų poveikį

cementinės matricos porizacijai Be priedų poveikio buvo atsižvelgta į formavimo mišinio maišymo

trukmę Medžiaga apie matricos porėtumo didinimo būdus išsamiai pateikta publikacijoje o

ataskaitoje pateikiama tik nuoroda į straipsnyje pateikiamus tyrimo rezultatus

Žurnale ldquoMokslas ir technikardquo yra supažindinama Lietuvos visuomenė apie Eureka projekto

partnerius projekto tikslus kuriuos turėtų įgyvendinti kiekvienas partneris atskirai darbus

koordinuojant VGTU projekto vadovui Pateikiama projekto trukmė bei nurodomi finansavimo

šaltiniai tame tarpe ir iš Europos struktūrinių fondo lėšų

26

6 Tyrimų mokslinė vertė

Mokslinę liekamąją vertę turi modifikuojančių priedų poveikio cementinės matricos mišinio bei

akmens poretumui tyrimai Ištirta pucolaninio priedo pūsto stiklo gamybos atliekos ndash metakaolino

poveikis cementinės matricos tankiui cemento mineralų hidratacijos procesui mišinio klampai bei

poreto cementinio akmens fizikinėms sąvybėms Ši priklausomybė sujungta kartu su orą įtraukiančiu

ir plastifikuojančių priedų panaudojimu modifikuojant cementinę tešląTyrimų rezultatai yra

apibendrinti moksliniame straipsnyje išsiūstame į Oksfordo universiteto žurnalą bdquoConstruction and

Building Materialsldquo

Porėtų užpildo granulių granuliometrinės sudėties ir jų frakcijų santykis bei porizuotos matricos

kiekio poveikis cementinio termoizoliacinio kompozito savybėms bus apgintas Lietuvos patentu su

tolesniu patentavimu ES

Cementinio termoizoliacinio kompozito ir jo gamybos technologijos sukūrimas leis statyti kokybiškai

naujus namus artimus pasyvaus namo koncepcijos keliamiems reikalavimams

27

7 Išvados ir rekomendacijos

1 Nustatyta kad kompleksinis (MK+FS40+OIP) priedas betonų mineralų hidratacijos procesą

cemento tešloje prailgina iki 1100 min pasiekdamas 60 degC egzoterminio efekto maksimalią

temperatūrą MK modifikuotos cemento tešlos hidratacijos procesas nežymiai pailgėja nors dėl

papildomos pucolaninės reakcijos tarp MK ir cemento hidratacijos produktų egzoterminio efekto

maksimali temperatūra pakyla 8 degC

2 Ištirta kad kompleksinio priedo (FS40+OIP) poveikis mažinant cementinės tešlos tankį labiausiai

pastebimas MK priedų modifikuotoje cementinėje tešloje Modifikuotos cementinės tešlos tankis

sumažėja 33 karto nuo 2158 kgm3 iki 714 kgm3 po 10 min mišinio maišymo Tai yra apie 29

mažesnis tankis nei maltu smėliu modifikuotos cementinės tešlos ir 32 mažesnis tankis nei gryno

cemento porizuotos tešlos Sukietėjusios tešlos ndash porėto betono tankis siekia apie 800 kgm3 tuo tarpu

gryno cementbetonio ndash 1150 kgm3 o maltu smėliu modifikuoto betono ndash 1200 kgm3 Šiuos pokyčius

galima paaiškinti lengvos sutirštintos struktūros formavimo mišinyje susidarymu ir OIP molekulių

adsorbuotų ant cemento dalelių paviršiaus pakankamos jungties suformuotu oro burbuliuku

užtikrinimas

3 Nustatyta kad pucolaniniu priedu MK modifikuota cementinė tešla kartu su kompleksiniais (FS40

ir OIP) priedais įtakoja papildomų naujadarų ndash kalcio hidrosilikatų susidarymą mikro struktūros

pokyčius užtikrinančius submikrokristalinę struktūrą cementinėje matricoje Tai užtikrina mažo

tankio porėto betono pakankamą stiprumą 800 kgm3 tankio porėto betono gniuždymo stipris siekia

25 MPa o lenkimo stipris 10 MPa

4 Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo - 35 tūrio sudaro stambios PS granulės (8-16 mm) Vidutinio

dydžio (4-8 mm) PS granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio PPS trupintos granulės sudaro po 15

kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių ir suformuoti kompaktiškai

užpildyta kompozito struktūrą Sukurtas cementinis termoizoliacinis kompozitas kurio sudėtis

modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3 rišamosios medžiagos

kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia 007Wm∙K

esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

5 Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 - MK o kompozito

RM ir smulkių iki 2 mm stambumo PS granulių tūrių santykis sausame mišinyje yra 11 Sukietėjusio

skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

6 Nustatytas porėtų užpildų PS ir PPS granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis

termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos

laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K) gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos

granulės padengtos porizuota cementine tešla (esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3)

tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai

padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS

granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31) tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per

porizuotą matricą

28

8 Literatūra

Antonovič V Goberis S The effect of different admixture of the properties of refractory conerefe

with portland cement Material science (Medžiagotyra) 4(9) 2003 379-382 p

Asthana R Kumar ADahotre N B2006 Materials Processing and Manufacturing Science

Amsterdam Butterworth-Heinemann 628 p

bdquoAstra ndash polskaldquo firmos tinklalapis internete httpwwwastra-polskacom

Brykov A S Kamaliev R T Mokeev M V 2010 Influence of ultradispersed silica on portland

cement hydration Russian Journal of Applied Chemistry 83(2) 208minus213

Capener J C-M 2009 Properties of Modern Rendering Systems Based on Mineral Binders

Modified by Organic Admixtures Concrete Repair Rehabilitation and Retrofitting II ndash Alexander et

al (eds) Taylor and Francis Group London 863 ndash 869

Davraz M Gunduz L 2005 Engineering properties of amorphous silica as a new natural pozzolan

for use in concrete Cement and Concrete Research 35(7) 1251ndash1261

Du L Folliard K J 2005Mechanisms of entrainment in concrete Cement and Concrete Research

35(8)1463 ndash 1471

Hernaudes-Olivares F Mayer-Lobo P 2011 Experimental Assessment of Comercial One-coat

Renders for Buildings Facades Construction and Building Materials 22 (1) pp 156 ndash 162

Hilal A AThom N H Dawson A R 2015 On void structure and strength of foamed concrete made

without with additives Construction and Building Materials 85 157 ndash 164

Houst Y F Bowen P Perche F Kauppi A Borget P Galmiche L Meins J F Lafuma F

Flatt R J Schober I Banfill P FG Swift D S Myrvold B O Petersenf B G Reknes K

2008 Design and function of novel superplasticizers for more durable high performance concrete

(Superplast Project) Cement and Concrete Research 38(10) 1197 ndash 1209

Hurley J A 2003 UK market survey for foam glas Published by The Waste and Resource Action

Programme The Old Academy 114 p Prieiga per internetą httpwwwwraporguk

Kligys M Laukaitis A Sinica M Sezemanas G Dranseika N 2008 Investigations into the fire

hazard of a composite made from aerated concrete and crushed expanded polystyrene waste

Mechanics of Composite Materials 44(2) 173 ndash 180

Kligys M 2009 Kompozitinės medžiagos iš poringosios cemento tešlos ir trupinto polistireninio

putplasčio gamybos technologija ir savybės Daktaro disertacija Vilnius 137 p

Landensivu J 2012 Durability properties and actual deterioration of Finish concrete fasades and

balcones Thesis for the degree of doctor of science in technology Tampere university of technology

117 p

Lauzon M Garcia-Ruiz P A 2009 Evaluation of Capillary Water Absorbtion in Rendering Mortars

with Powdered Waterproofing Additives Construction and Building Materials 23 (10) 3287 ndash 3291

Lianxiang D Kevin J 2005 Mechanizm of air entrainment in concrete Cement and Concrete

research (35) 1463-1471 p

Limbachiya M Meddah M S Fotiadou S 2012 Performance of granulated foam glass concrete

Construction and Building materials 28(1) 759ndash768

LST EN 197-12011 Cementas 1 dalis Įprastinių cementų sudėtis techniniai reikalavimai ir atitikties

kriterijai

LST EN 196-62010 Cemento bandymų metodai 6 dalis Smulkumo nustatymas

29

LST EN 196-32005 Cemento bandymų metodai 3 dalis Rišimosi trukmių ir tūrio pastovumo

nustatymas

LST EN 933-12002 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 1 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Sijojimo metodas

LST EN 933-22001 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 2 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Analiziniai sietai Vardiniai akelių matmenys

LST ISO 3310-12003 Laboratoriniai sietai Techniniai reikalavimai ir bandymai 1 dalis

Laboratoriniai pinto metalinio vielinio tinkle sietai (tpt ISO 3310-12000) LST EN 1097-62003

Užpildų mechaninių ir fizikinių savybių nustatymo metodai 6 dalis Dalelių tankio ir įmirkio

nustatymas

LST EN 1015-3+A12004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 3 Determination of

Consistence of Fresh Mortar (by Flow Table)

LST EN 1015-102004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 10 Determination of Dry

Bulk Density of Hardened Mortar

LST EN 1015-112002 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 11 Determination of

Flexural and Compressive Strength of Hardened Mortar

LST EN 1015-182003 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of Water

Absorption Coefficient Due to Capillary Action of Hardened Mortar

LST EN 1015-122004 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of

Adhesive Strength of Hardened Rendering and Plastering Mortars on Substrates

LST EN 120892013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiai Elgsenos lenkiant nustatymas

LST EN 16022013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiaiTariamojo tankio nustatymas

LST EN 826 Statybinės termoizoliacines medžiagos Stiprio gniuždant nustatymas

LST EN 126642002 Šiluminės statybinių medžiagų ir gaminių charakteristikos Šiluminės varžos

nustatymas apsaugotos karštosios plokštės ir šilumos srauto matuoklio metodais Vidutinės ir mažos

šiluminės varžos sausi ir drėgni gaminiai

LST EN ISO 125712013 Hygrothermal Performance of Building Materials and Products -

Determination of Hygroscopic Sorption Properties

LST CENTS 772 -222006 Mūro gaminių bandymo metodai 22 dalis Keraminių mūro gaminių

atsparumo šalčiui nustatymas

LST L 1413112005 Statybinis skiedinys Bandymo metodai Atsparumo šalčiui nustatymas

LVS 203-22005 Sakret stiklo audinio armavimo tinklelis

Marčiukaitis G 2007 Statybinės medžiagos ir konstrukcijos Paskaitų konspektas Vilnius 88 p

Mисников O С Тимофеев АВ Черткова ЕЮ 2011 Гидрофобизация минеральных

дисперсных материалов добавками на основе торфа Труды Инсторфа 2 (55)15 ndash 33

Oğuzhan Keleştemur Bahar Demirel 2015 Effect of metakaolin on the corrosion resistance of

structural lightweight concrete Construction and Building Materials 81172 - 178

Quercia G Huumlsken G Brouwers H J 2012 Water demand of amorphous nanosilica and its

impact on the workability of cement paste Cement and Concrete Research 42(2) 344ndash357

Paruta V A Brynzin E I 2009 Manual on Designing and Erecting of Buildings using the Products

with Trademark UDK GAZOBETON Dnepropetrovsk 213 p

30

Ramachandran V S 1998 Superplasticizersproperties and applications in concrete Ottawa

Materials Technology LaboratoryCANMET

Ries J 2008 Structural lightweight aggregate and concrete Structure June 62-63

Ru Ji Zuotai Zhang Yang He Lili Liu Xidong Wang 2015Synthesis characterization and modeling

of new building insulation material using ceramic polishing waste residue Construction and Building

Materials 85 119 ndash 126

Сеземан Г Синица М Клигис М Шепутите-Юцике Ю Вайткус С Мечай А 2013

Цементные строительные композиты на основе лёгких заполнителей из техногенного сырья

Материалы международной научно ndash технической конференции laquo Наука и технология

строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29 ноября Минск

БГТУ 21 ndash 24

Sezemanas G Sinica M Zacharčenko P Pivenj N Mikulskis D Kligys M 2013 Influence

of zeolite additive on the properties of plaster used for external walls from autoclaved aerated

concrete Materials Science (Medžiagotyra) 19(2) 222ndash229

Синица М Шепутите-Юцике Ю Сеземан Г Клигис М Мечай А 2013 Особенности

выполнения ограждающих конструкций с использованием заливной теплоизоляции на основе

гранул вспученного стекла Материалы международной научноndash технической конференции laquo

Наука и технология строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29

ноября Минск БГТУ 69 ndash 72

Sinica MSezemanas GKligys M Česokas S 2007 Investigation of hydro ndash and higro ndash sorption

properties of silicate masonry products Materials Science (Medžiagotyra) 13(3) 229ndash 234

Sinica M Sezemanas G Chesnauskas V 2005 Influence of Air Absorbing Additive on Plaster

Layer Properties Designated to Cover Partions Built from Autoclave Porous Concrete Blocks

Chemical Technology (Cheminė technologija) 4 (38) 91 ndash 95

Sinica M Laukaitis A Sezemanas G Kligys M 2008 Operational Properties of a Heat-insulation

Composite with Expanded Polystyrene Crumbs Mechanics of Composite Materials 4 (44) 415 ndash 424

Sinica M Sezeman G Mikulskis D Kligys M Česnauskas V Zacharčenko P Kuprijenko

P Ščerbina N Pivenj N 2009 Investigation of the composite material with inclusions of

autoclaved aerated concrete chips Materials science 15 ( 4) 356ndash362

Sinica M Sezeman G Zakharchenko P 2012 Daugiasluoksnė lauko atitvara ir jos džiovinimo

būdas Patentas LT5837B

Стерлятов АН 2007 Совместный тепло- и влаго- перенос в ограждающих конструкциях

зданий из газобетона Дисертация кандидата технических наук Новосибиpск 167 с

Tobon J I Paya Jordy Restrepo O J 2015 Study of durability of portland cement mortars blended

with silica nanoparticles Construction and Building Materials 80 92 - 97

STR 205012005 Pastatų atitvarų šiluminė technika Statybos technikos reglamentai Statybos ir

urbanistikos ministerija Vilnius 2005 109p

STR 201102007 Išorės tinkuojamos sudėtinės termoizoliacinės sistemos Statybos technikos

reglamentai Statybos ir urbanistikos ministerija Vilnius 2007 p

Šadauskienė J Ramanauskas J Stankevičius V 2003 Effect of hydrophobicmaterials on water

impermeability and drying of finish brick mansory Material science (medžiagotyra) 9 (1) 94 - 98

Ungkoon Y Sittipunt Ch Namprakai P Jetipattaranat W Kim KS Charinpanitkul T 2007

Analysis of microstructure and properties of autoclaved aerated concrete wall construction materials

Journal of Industrial and Engineering Chemistry 13(7) 1103ndash1108

31

Weigler H Karl S 1980 Structural lightweight aggregate concrete with reduced density-

lightweight aggregate foamed concrete The International Journal of Lightweight Concrete 2 101ndash

104

Xu Y Chung D D L 1999a Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behaviour

of cement paste ACI Materials Journal 96(4) 455minus461

Xu Y Chung D D L 2000a Improving silica fume cement by using silane Cement and Concrete

Research 30(8) 1305- 1311

Zain M F M Safiuddin Md Mahmud H 2000 Developement of high performance concrete

using silica fume at relatively high water-binder rations Cement and Concrete Research 30(9) 1501

ndash 1505

Захарченко П Синица М Сеземан Г Чеснаускас В 2009 Изменение влажности стеновых

конструкций из ячеистобетонных блоков с системой скреплённой теплоизоляции Будiвельнi

матерiали вироби та санiтарна технiка науково-технiчний збiрник Киев Товариство

laquoЗнаниеraquo Украiни (23) 50 ndash 53234

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje

Page 14: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

14

kompozitą (3 lentelė K-6 kompozito sudėtis) Suformuotų skirtingo tankio kompozito bandinių

gniuždymo stiprio vertės pateiktos 3 paveiksle

3 pav Termoizoliacinio kompozito bandinių gniuždomasis stipris Kompozito bandinių šifrai atitinka 3

lentelės duomenis

Kaip rodo 3 pav rezultatai didžiausiu stipriu (09 MPa) pasižymi 410 kgm3 tankio kompozitas K-1

(3 pav K-1 stulp) Esant kompozito tankiui 320 kgm3 jo gniuždomasis stipris yra dar pakankamas

ndash 035 MPa (3 pav K-6 stulp) Suformuoti kompozito K-1 divide K-6 bandiniai pateikti 4 pav Matome

kad gautų kompozitų struktūra yra vienalytė t y užpildų ir rišamosios medžiagos tarpusavio santykis

yra adekvatus

Siekiant gauti kuo mažesnį kompozito šilumos laidumo koeficientą mažinome jo tankį Gauto

kompozito gniuždomojo stiprio esama atsarga (pakanka 02 MPa) leido tai padaryti palaipsniui

mažinant portlandcemenčio kiekį nuo 150 kgm3 iki 100 kgm3 kompozite (4 lentelė) bei panaudojant

vietoje smulkiosios (le4 mm) PS granulių frakcijos smulkiąją (le4 mm) PPS trupinių frakciją (4

lentelė K-7divideK-10 kompozito sudėtys) bei panaudojus tarpinę (4divide8 mm) pūsto stiklo granulių frakciją

(4 lentelė K-11 kompozito sudėtis)

K-1 K-2 K-3

K-4 K-5 K-6

4 pav Kompozito bandinių suformuotų pagal K-1divideK-6 sudėtis struktūra

15

4 lentelė Palengvinto termoizoliacinio kompozito savybės

Kompozito

Šifras Tankis kgm3

Stipris MPa Šilumos laidumo koeficientas λ10 WmmiddotK

Gniuždymo Lenkimo

K-7 305 072 026 0114

K-8 260 039 019 0105

K-9 250 030 018 0095

K-10 245 026 017 0070

K-11 240 020 015 0069

Pastaba kompozito sudėtys atitinka 5 lentelės sudėtims

Apsistoti ties K-11 kompozito sudėtimi padėjo jo struktūros tyrimai Kompozito bandinių (K-7divideK-

10) skerspjūvio nuotraukos (5 pav) parodė kad užpildo grūdeliai netolygiai pasiskirstė cementinėje

matricoje o kai kur tarp matricos ir užpildų pasitaiko oro tuštumų

K-7 K-8 K-9

K-10 K-11

5 pav Kompozito bandinių suformuotų pagal K-7divideK-11 sudėtis struktūra

Įvertinus šiuos trūkumus kompozito struktūroje buvo atliktas K-10 sudėties koregavimas

portlandcemenčio kiekis liko toks pat (100 kgm3) o tam kad pasiekti tolygų užpildų pasiskirstymą

bei išvengti oro tuštumų struktūroje buvo palaipsniui didinamas pūsto stiklo stambios frakcijos kiekis

(nuo 126 iki 300 tūrio dalių) bei pridėta 1 tūrio dalis 4divide8 mm skersmens pūsto stiklo granulių ty

abiejų frakcijų pūsto stiklo granulių ir polistireninio putplasčio smulkios frakcijos tarpusavio tūrinis

santykis sudarė 311 (3 ir 4 lentelės K-11) Atlikti šio kompozito savybių tyrimai parodė kad esant

jo tankiui 240 kgm3 gniuždomasis stipris siekia 02 MPa o šilumos laidumo koeficientas ndash 0069

WmmiddotK (3 lentelė K-11)

Tolesni kompozito tyrimai buvo atlikti kompleksiškai nustatant rišamosios medžiagos ir užpildo

(pūsto stiklo granulių bei polistireninio putplasčio taros trupinių kiekio poveikį kompozitų tankiui

stiprumui šilumos laidumui laidumui vandens garams susitraukimui džiūstant bei atsparumo šalčiui

Bandinių formavimo sudėtys pateiktos 5 lentelėje o gauti tyrimų duomenys 6 7 8 9 10 ir 11

paveiksluose

16

5 lentelė Kompozitinės medžiagos formavimo mišinių sudėtys

Kompozito

sudėties Nr

Rišamosios

medžiagos

kiekis kgm3

Pūstojo stiklo granulių tūrinis santykis

Polistireninio putplasčio

taros granulių tūrinis

santykis

(8divide16) mm (4divide8) mm (0divide2) mm (0divide2) mm

1 700 3 1 1 -

2 1000 3 1 1 -

3 1300 3 1 1 -

4 700 3 1 - 1

5 1000 3 1 - 1

6 1300 3 1 - 1

Pastaba Užpildų kiekis bandiniuose (100) buvo prilygintas 5 tūrio dalims

6 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų tankiui

7 pav Kompozitų tankio priklausomybė šilumos laidumui

Tankio ir šilumos laidumo koeficiento mažiausios vertės priklauso nuo rišamosios medžiagos kiekio

esant 70 kgm3 ir panaudojus polistireninio putplasčio granules gaunamas mažiausias tankis tuo pačiu

ir mažiausia šilumos laidumas Šiuo atveju kompozitų stiprumas būna mažiausias bet pakankamas

užsiduotoms vertėms (8 pav) ty stipris gniuždant siekia virš 03 MPa o stipris lenkiant ndash 015 MPa

(9 pav) Tuo atveju kompozitų atsparumas šalčiui net po 100 šaldymo ciklų didina kompozitų stiprį

gniuždant (dėl tolesnio cemento mineralų hidratacijos proceso vykstančio bandymo metu) (10 pav)

Analizuojant kompozitų struktūrą po 100 šaldymo ciklų jokių suirimo požymių nepastebime tai

reiškia jog kompozitai atsparūs šalčiui (11 pav) Atsparumas šaldymui bandymas 4 5 sudėties

kompozitams dar vyksta todėl rezultatai nepateikti

17

8 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam gniuždymo stipriui

9 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam lenkimo stipriui

10 pav Kompozitų vidutinio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo šaldymo ciklų

a b c d 11 pav Kompozitai po 100 šaldymo ciklų a ndash 1 sudėtis b ndash 2 sudėtis c ndash 3 sudėtis d ndash 6 sudėtis

18

32 Lakštų rišamosios medžiagos parinkimas ir savybių tyrimas

Šie tyrimai labai aktualūs lakšto apdailino sluoksnio formavimo mišiniui kurį kaip tik ir sudaro

portlandcementis FS40 polikarboksilatas ir 10 portlandcemenčio keičiantis MK Technologiškai

yra svarbu kad formuojant po pirmo pasluoksnio suformavimo galima būtų kuo greičiau įspausti

armuojantį stiklo audinio tinklelį į cementinę tešlą Tai padėjo atlikti 10 portlandcemenčio

keičiantis MK ir 02 PC masės polikarboksilatinio superplastiklio FS ndash 40 priedas

FS-40 polikarboksilatinio superplastiklio ir MK poveikis portlandcemenčio mineralų hidratacijai

pateiktas 12 pav

12 pav Egzotermijos efekto temperatūrų kaitos priklausomybė nuo laiko 1 ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC +

MK 4 - PC + MK + FS40

Gauti duomenys rodo kad ir MK ir FS-40 priedai lėtina PC mineralų hidrataciją bei žemina

egzoterminio efekto temperatūrą jei gryno cemento Tegzo = 95 ˚C tegzo = 420 min (12 pav 1 kr) tai

esant mišinyje abiems priedams Tegzo sumažėja iki 65 ˚C o tegzo pailgėja iki 1070 min (12 pav4 kr)

Šių priedų poveikis siūlių sukietėjusio skiedinio tankiui pateiktas 13 pav

13 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio tankiui 1 ndash PC 2 ndash

PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

13 pav duomenys rodo kad superplastiklio priedas padidina sukietėjusio skiedinio tankį 125 (13

pav 2 kr) tuo tarpu MK pakaitalas jį 10 mažina 13 pav 3 kr) todėl abiejų medžiagų (priedo ir

pakaitalo) poveikyje tankis sumažėjo nežymiai (apie 5 ) Jų poveikis gniuždymo stipriui pateiktas

14 o lenkimo ndash 15 pav

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

20

30

40

50

60

70

80

90

100T

emp

erat

ucircra

0C

Laikas min

1

3

2

4

19

14 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio gniuždymo stipriui 1

ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

15 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio lenkimo stipriui 1 ndash

PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

Atliktų tyrimų rezultatai parodė kad superplastiklio priedas padidina kaip gniuždymo taip ir lenkimo

sukietėjusio skiedinio stiprį atitinkamai 8 ir 26 (14 ir 15 pav 1 ir 2 kr) tuo tarpu MK daro

teigiamą poveikį tik lenkimo stipriui (15 pav 3 kr)

33 Lengvojo užpildo ir RM santykio nustatymas apdailiname sluoksnyje

ir jo savybių tyrimas

Siekiant pagerinti apdailinio sluoksnio termoizoliacines savybes į formavimo mišinį buvo pridedama

smulkiosios iki 2 mm PS frakcijos granulių kurių tūris sudarė atitinkamai 25 ir 50 RM tūrio

Tankio ir stipruminių savybių kaita priklausomai nuo PS granulių tūrio pavaizduota 16 ir 17 pav

20

16 pav Apdailinio sluoksnio tankio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

17 pav Apdailinio sluoksnio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

18 pav Apdailinio sluoksnio lenkimo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

Gauti duomenys rodo kad sukietėjusio skiedinio tankis ir stiprumas proporcingai mažėja nuo PS

granulių tūrio didėjimo formavimo mišinyje Optimalus PS užpildo kiekis buvo nustatytas lyginant

suformuotų plokštelių fasado paviršius (19 pav)

21

19 pav Apdailinio sluoksnio paviršiaus kokybės priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo

mišinyje 1 ndash 25 2 ndash 50 3- 60 4 ndash 75

Vizualiai lyginant gautų paviršių kokybę galima teigti kad PS granulių tūris formavimo mišinyje

turi būti ne didesnis kaip 50

34 Porėtų PS granulių dydžio poveikis lakšto termoizoliacinio sluoksnio fizikinėms

mechaninėms savybėms

Nustatant PS granulių dydį iš pradžių buvo panaudotos ir stambiosios (8divide16 mm) frakcijos granulės

tačiau tokio kompozito sukibimas su apdailinio sluoksnio stiklo tinkleliu nebuvo kokybiškas dėl

stambių neužpildytų cementine tešla ertmių tarp užpildo granulių Dėl šios priežasties šių bandinių

lenkimo stipris nesiekdavo net 01 MPa o pats bandinys išsisluoksniuodavo (20 pav) tuo tarpu

vidutinės (4divide8 mm) ir smulkiosios (iki 2 mm) PS frakcijos bandiniai po bandymo likdavo

neišsisluoksniavę Norint pagerinti badinių su stambiąja PS frakcija sukibimą su tinkleliu teko

naudoti daugiau cementinės tešlos glaistant ja ant tinklelio paviršiaus nes tešla prasmukdavo pro

tinklelio akutes į ertmes tarp stambiosios frakcijos granulių kas blogino kompozito termoizoliacines

savybes Todėl stambiosios frakcijos granulių tolesniuose tyrimuose teko atsisakyti 6 lentelėje

pateiktos tirtų kompozitų savybių vertės Geriausiomis termoizoliacinėmis savybėmis pasižymi LV

ndash 7 sudėties kompozitas kurio šilumos laidumo koeficientas turi mažiausią vertę ndash 0075 WmmiddotK o

jo stipruminės savybės ne žymiai nusileidžia kitų kompozitų su didesniu RM kiekiu savybėms 20

pav pateikta kompozito bandinių struktūra su stambiosios ir smulkiosios PS frakcijų granulėmis

20 pav Termoizoliacinio sluoksnio bandinių vaizdas po lenkimo stiprio nustatymo bandiniai su stambia PS granulių frakcija (be numeracijos) smulkiosios ir vidutinės frakcijos bandiniai

pažymėti 32 ir 52

22

6 lentelė Kompozitų su porėtais užpildais savybės

Kompozitų šifrai atitinka 3 lentelės šiframs

Lenkimo stipris buvo nustatomas bandant prizmes su įtvirtintu iš abiejų pusių stiklo audinio tinkleliu

a b

21 pav Lakšto termoizoliacinio sluoksnio struktūra kai užpildą sudaro PPS (30 visų užpildo tūrio)

ir PS granulės a ndash stambiosios frakcijos b ndash smulkiosios frakcijos (LV ndash 5) sudėtis ir smulkiosios ndash

vidutinės frakcijos (LV- 7) sudėtis

Kompozito

šifras

Sausasis tankis

kgm3

Gniuždymo

stipris MPa

Lenkimo stipris

MPa

Šilumos laidumo

koeficientas 10

W(mK)

LV-1 420 065 070 0135

LV-2

LV -3

LV-4

LV-5

LV-6

LV-7

385

375

355

330

280

240

060

055

050

050

045

040

065

050

050

045

040

030

0130

0125

0100

0090

0080

0075

23

4 Bendradarbiavimas su projekto partneriais

Glaudžiausias bendradarbiavimas buvo vykdomas su Projekto partneriu iš Lietuvos ndash UAB ldquoElnet

Grouprdquo Ūkio subjektas pastoviai buvo supažindinamas su vykdomais moksliniais tyrimais bei

gautais tyrimų rezultatais Buvo diskutuojama kaip būtų galima juos įgyvendinti praktikoje Darbų

pasiskirstimas tarp Projekto partnerių reikalauja tampraus bendradarbiavimo kad ūkio subjektas

galėtų sukurti technologinę įrangą sugebančia pasiekti tyrimais nustatytus cementinio

termoizoliacinio kompozito technologinius parametrus Kartu buvo išbandomi technologinių

įrengimų ndash maišyklės formavimo mišinio sudėtinių komponentų maišymo principas bei darbinio

maišyklės veleno konstrukcija Daug problėmų kėlė paruošto mišinio transportavimas lanksčių žarnų

pagalba į tarpą tarp klojinių Cementinio termoizoliacinio kompozito sudėtiniai komponentai ndash

užpildo granulės (padengtos apvalios pūsto stiklo tuščiavidurės formos kevalu) turi nedidelį

atsparūmą gniuždymui ir veikiant didesnei spaudimo jėgai turi galimybę suirti Bendradarbiaujant

su Slovakijos firma bdquoSTROJSTAV CMldquo ši problema buvo išspręsta

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu Pirmoje komandiruotėje buvome susitikę su mokslinės dalies

vadove Eva Navratilova kuri sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės

praktikos Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami

cementinio termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų

tarpusavio jungties pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku

aptarėme bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo

sistemų tyrimus Lietuvoje buvo suformuoti bandiniai o Libereco universitete atliekami triukšmo

slopinimo sistemos elementų dinaminio standžio matavimai Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių

metu Čekijos ūkio subjekto atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su poretų granulių gamyba iš

maltų šlako atliekų ir kartu numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei

sieninių panelių gamyboje Bendradarbiavimas tarp partneriu bus tęsiamas per visą Projekto

vykdymo laikotarpį

24

5 Projekto etapai ir tarpiniai rezultatai

Pirmame projekto etape turėjome parinkti termoizoliacinio cementinio kompozito skirto sienų

konstrukcijoms formavimo mišinio parametrus Darbo eigoje nustatyta kad termoizoliacinio

cementinio kompozito matrica turi sudaryti porizuota cementinė tešla modifikuota pūsto stiklo

gamybos atlieka ndash metakaolino priedu Kompozito užpildu kuris sudaro 100 tūrio yra

kombinuotos PS granulės pagamintos iš stiklo duženų miltų ir polistireninės taros susmulkinti

trupiniai PS granulės yra skirtingų frakcijų nuo 4 iki 16 mm dydžio ir kompozite tartusavyje liečiasi

tokiu būdu suformuodami termoizoliacinės medžiagos bdquokarkasąldquo PPS smulkūs trupiniai užpildo

tarpus tarp PS granulių ir tokiu būdu mažino laisvo oro erdvę kompozito struktūroje Šis faktorius

turi tiesioginę įtaką kompozito šilumos laidumo vertei Kompozito užpildas tarpusavyje jungiamas

plonu porizuotos modifikuotos cementinės tešlos sluoksniu Taip yra gaunamas lengvas cementinis

termoizoliacinis kompozitas kurio tankis siekia 230 ndash 250 kgm3 šilumos laidumo koeficientas yra

apie 007 WmmiddotK gniuždymo stipris apie 03 MPa

Kitas uždavinys buvo sukurti termoizoliacinio cementinio kompozito gamybos technologiją

Sprendžiant šią užduotį buvo ištirtas modifikuojančių priedų ir jų maišymo trukmės poveikis

cementinės matricos savybėms rišamosios medžiagos ir skirtingos frakcijos granulių kiekio įtaka

termoizoliacinio sukietėjusio kompozito savybėms Atlikti moksliniai tyrimai leido parinkti

formavimo mišinių maišymo trukmę sudėtiniu komponentų padavimo į formavimo mišinio

paruošimo maišyklę eiliškumą rišiklio rišimosi laikus įvertinant priedų poveikį cemento mineralų

hidratacijos procesui Nustatyta kad pradiniame etape reikia vandenyje permaišyti orą įtraukiatį ir

mišinį plastifikuojanti priedus ir cementą po to maišyti PPS smulkius trupinius ir tik po to į

formavimo mišinių paruošimo maišyklę dėti PS granules Bendra formavimo mišinio paruošimo

trukmė siekia 7 ndash 10 min Laboratorinėmis salygomis paruoštu formavimo mišiniu buvo užpildomos

bandinių formavimui skirtos formos Suformuoti bandiniai iš formų buvo išimami po 12 val

sudedami į polietileninius maišus ir natūraliose sąlygose buvo kietinami 28 paras

Kompozito bandinių fizikinės savybės bei sudėtinių kompozito komponentų tarpusavio jungties

pobūdis kontakto zonoje buvo nustatomos tiriant bandinius pagal galiojančius techninius

reikalavimus VGTU Termoizoliacijos instituto laboratorijose sukomplektuotomis naujausią įranga

Šių tyrimų rezultatai yra pateikiami ataskaitoje plačiau aprašant termoizoliacinio kompozito fizikines

savybes

Darbe buvo sprendžiamas ir armuotų termoizoliacinių lakštų ir jų gamybos technologijos sukūrimas

Lakštų prototipu buvo parinkta dekoratyvinio apdailos laksto konstrukcija sukurta projekto vadovo

ir apginta Lietuvos patentu Nr 4599 Toks techninis sprendimas leido termoizoliacinio kompozito

sluoksnį iš abiejų pusių armuoti stiklo audinio tinkleliu ir sukurti padidinto atsparumo lenkimui

termoizoliacinį lakštą Moksliniais tyrimais buvo nustatyta kad lakštų konstrukcijose galima naudoti

tik 2-8 mm dydžio pūsto stiklo granules o cementine tešlą galima modifikuoti MK priedų iki 30

nuo cemento masės Stiklo audinio tinklelį galima panardinti į cementinės tešlos ir smulkių PS

granulių mišinį esant granulių užpildo kiekiui ne didesniam kaip 50 tešlos mišinio tūrio Optimalus

armuojančių stiklo audinio tinklelių akučių dydis 45times45 mm užtikrinantis sluoksnių esančių

abiejuose tinklelio pusėse stabilią jungtį

Lakštų gamybos išmatavimus lemia gaminami armuojančių tinklelių matmenys Esant tinklo kilimo

pločiui 1000 mm automatiškai išsisprendžia ir lakštų plotis kuris gali būti 500 mm arba 10 m Esant

kitam lakšto pločiui reikalingas tinklelio jungimas kas didina gamybos proceso imlumą ir gamybos

kaštus

Sukurta laboratorinė lakštų gamybos technologija kurioje yra numatyta sekančios operacijos

išvardintos eilės tvarka modifikuotos cementinės tešlos užpilimas ant formos dugno tolygus

cementinės masės paskleidimas armuojančio apatinio tinklelio įspaudimas į cementinę masę

termoizoliacinio cementinio formavimo masės sluoksnio užpilimas į formą ir jos tolygus

paskirstymas viršutinio armuojančio tinklelio uždėjimas ant viršutinio termoizoliacinio kompozito

formavimo masės paviršiaus viršutinio tinklelio dengimas cementine mase jos tolygus paskirstymas

ir įspaudimas į tinklelio akutes Tokiu būdu pagamintas lakštas turi lygų apatinį paviršių ir grubų

25

viršutinį Panaudojus lakštus klojinių konstrukcijose lygus paviršius formuoja galutinai išlygintą

sienos plokštumą reikalaujančią minimalių darbo sąnaudų paviršiaus apdailai Išorinių apdailos

lakštų paviršiaus formavimas bus sprendžiamas ateityje

Įvertinant lakšto paskirtį galime konstatuoti kad termoizoliacines lakšto sąvybes lemia užpildo

granulių kompaktiškas pasiskirstymas lakšto termoizoliacineme sluoksnyje Stambios granulės turi

formuoti karkasą liesdamosios tarpusavyje o tarpai tarp jų turi būti ūžpildyti smulkios frakcijos PPS

trupinių granulėmis Reikia stengtis kad būtų kuo mažiau neužpildytų oro tarpų Lakšto

termoizoliacines sąvybes gerina smulkios frakcijos PS granulių kiekis esantis modifikuotoje

cementinėje tešloje iki 50 tūrio

Lakšto lenkimo stipriui didžiausios įtakos turi armuojančio tinklelio akučių dydis tinklelio sukibimas

su cementine tešla užpildo granulių stabili tarpusavio jungtis bei paties lakšto storis Skaitome kad

mažiausias lakšto storis galėtų būti 25 mm

Pirmais metais viešinant projektą buvo parengtas mokslinis straipsnis apie įvairių priedų poveikį

cementinės matricos porizacijai Be priedų poveikio buvo atsižvelgta į formavimo mišinio maišymo

trukmę Medžiaga apie matricos porėtumo didinimo būdus išsamiai pateikta publikacijoje o

ataskaitoje pateikiama tik nuoroda į straipsnyje pateikiamus tyrimo rezultatus

Žurnale ldquoMokslas ir technikardquo yra supažindinama Lietuvos visuomenė apie Eureka projekto

partnerius projekto tikslus kuriuos turėtų įgyvendinti kiekvienas partneris atskirai darbus

koordinuojant VGTU projekto vadovui Pateikiama projekto trukmė bei nurodomi finansavimo

šaltiniai tame tarpe ir iš Europos struktūrinių fondo lėšų

26

6 Tyrimų mokslinė vertė

Mokslinę liekamąją vertę turi modifikuojančių priedų poveikio cementinės matricos mišinio bei

akmens poretumui tyrimai Ištirta pucolaninio priedo pūsto stiklo gamybos atliekos ndash metakaolino

poveikis cementinės matricos tankiui cemento mineralų hidratacijos procesui mišinio klampai bei

poreto cementinio akmens fizikinėms sąvybėms Ši priklausomybė sujungta kartu su orą įtraukiančiu

ir plastifikuojančių priedų panaudojimu modifikuojant cementinę tešląTyrimų rezultatai yra

apibendrinti moksliniame straipsnyje išsiūstame į Oksfordo universiteto žurnalą bdquoConstruction and

Building Materialsldquo

Porėtų užpildo granulių granuliometrinės sudėties ir jų frakcijų santykis bei porizuotos matricos

kiekio poveikis cementinio termoizoliacinio kompozito savybėms bus apgintas Lietuvos patentu su

tolesniu patentavimu ES

Cementinio termoizoliacinio kompozito ir jo gamybos technologijos sukūrimas leis statyti kokybiškai

naujus namus artimus pasyvaus namo koncepcijos keliamiems reikalavimams

27

7 Išvados ir rekomendacijos

1 Nustatyta kad kompleksinis (MK+FS40+OIP) priedas betonų mineralų hidratacijos procesą

cemento tešloje prailgina iki 1100 min pasiekdamas 60 degC egzoterminio efekto maksimalią

temperatūrą MK modifikuotos cemento tešlos hidratacijos procesas nežymiai pailgėja nors dėl

papildomos pucolaninės reakcijos tarp MK ir cemento hidratacijos produktų egzoterminio efekto

maksimali temperatūra pakyla 8 degC

2 Ištirta kad kompleksinio priedo (FS40+OIP) poveikis mažinant cementinės tešlos tankį labiausiai

pastebimas MK priedų modifikuotoje cementinėje tešloje Modifikuotos cementinės tešlos tankis

sumažėja 33 karto nuo 2158 kgm3 iki 714 kgm3 po 10 min mišinio maišymo Tai yra apie 29

mažesnis tankis nei maltu smėliu modifikuotos cementinės tešlos ir 32 mažesnis tankis nei gryno

cemento porizuotos tešlos Sukietėjusios tešlos ndash porėto betono tankis siekia apie 800 kgm3 tuo tarpu

gryno cementbetonio ndash 1150 kgm3 o maltu smėliu modifikuoto betono ndash 1200 kgm3 Šiuos pokyčius

galima paaiškinti lengvos sutirštintos struktūros formavimo mišinyje susidarymu ir OIP molekulių

adsorbuotų ant cemento dalelių paviršiaus pakankamos jungties suformuotu oro burbuliuku

užtikrinimas

3 Nustatyta kad pucolaniniu priedu MK modifikuota cementinė tešla kartu su kompleksiniais (FS40

ir OIP) priedais įtakoja papildomų naujadarų ndash kalcio hidrosilikatų susidarymą mikro struktūros

pokyčius užtikrinančius submikrokristalinę struktūrą cementinėje matricoje Tai užtikrina mažo

tankio porėto betono pakankamą stiprumą 800 kgm3 tankio porėto betono gniuždymo stipris siekia

25 MPa o lenkimo stipris 10 MPa

4 Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo - 35 tūrio sudaro stambios PS granulės (8-16 mm) Vidutinio

dydžio (4-8 mm) PS granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio PPS trupintos granulės sudaro po 15

kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių ir suformuoti kompaktiškai

užpildyta kompozito struktūrą Sukurtas cementinis termoizoliacinis kompozitas kurio sudėtis

modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3 rišamosios medžiagos

kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia 007Wm∙K

esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

5 Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 - MK o kompozito

RM ir smulkių iki 2 mm stambumo PS granulių tūrių santykis sausame mišinyje yra 11 Sukietėjusio

skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

6 Nustatytas porėtų užpildų PS ir PPS granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis

termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos

laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K) gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos

granulės padengtos porizuota cementine tešla (esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3)

tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai

padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS

granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31) tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per

porizuotą matricą

28

8 Literatūra

Antonovič V Goberis S The effect of different admixture of the properties of refractory conerefe

with portland cement Material science (Medžiagotyra) 4(9) 2003 379-382 p

Asthana R Kumar ADahotre N B2006 Materials Processing and Manufacturing Science

Amsterdam Butterworth-Heinemann 628 p

bdquoAstra ndash polskaldquo firmos tinklalapis internete httpwwwastra-polskacom

Brykov A S Kamaliev R T Mokeev M V 2010 Influence of ultradispersed silica on portland

cement hydration Russian Journal of Applied Chemistry 83(2) 208minus213

Capener J C-M 2009 Properties of Modern Rendering Systems Based on Mineral Binders

Modified by Organic Admixtures Concrete Repair Rehabilitation and Retrofitting II ndash Alexander et

al (eds) Taylor and Francis Group London 863 ndash 869

Davraz M Gunduz L 2005 Engineering properties of amorphous silica as a new natural pozzolan

for use in concrete Cement and Concrete Research 35(7) 1251ndash1261

Du L Folliard K J 2005Mechanisms of entrainment in concrete Cement and Concrete Research

35(8)1463 ndash 1471

Hernaudes-Olivares F Mayer-Lobo P 2011 Experimental Assessment of Comercial One-coat

Renders for Buildings Facades Construction and Building Materials 22 (1) pp 156 ndash 162

Hilal A AThom N H Dawson A R 2015 On void structure and strength of foamed concrete made

without with additives Construction and Building Materials 85 157 ndash 164

Houst Y F Bowen P Perche F Kauppi A Borget P Galmiche L Meins J F Lafuma F

Flatt R J Schober I Banfill P FG Swift D S Myrvold B O Petersenf B G Reknes K

2008 Design and function of novel superplasticizers for more durable high performance concrete

(Superplast Project) Cement and Concrete Research 38(10) 1197 ndash 1209

Hurley J A 2003 UK market survey for foam glas Published by The Waste and Resource Action

Programme The Old Academy 114 p Prieiga per internetą httpwwwwraporguk

Kligys M Laukaitis A Sinica M Sezemanas G Dranseika N 2008 Investigations into the fire

hazard of a composite made from aerated concrete and crushed expanded polystyrene waste

Mechanics of Composite Materials 44(2) 173 ndash 180

Kligys M 2009 Kompozitinės medžiagos iš poringosios cemento tešlos ir trupinto polistireninio

putplasčio gamybos technologija ir savybės Daktaro disertacija Vilnius 137 p

Landensivu J 2012 Durability properties and actual deterioration of Finish concrete fasades and

balcones Thesis for the degree of doctor of science in technology Tampere university of technology

117 p

Lauzon M Garcia-Ruiz P A 2009 Evaluation of Capillary Water Absorbtion in Rendering Mortars

with Powdered Waterproofing Additives Construction and Building Materials 23 (10) 3287 ndash 3291

Lianxiang D Kevin J 2005 Mechanizm of air entrainment in concrete Cement and Concrete

research (35) 1463-1471 p

Limbachiya M Meddah M S Fotiadou S 2012 Performance of granulated foam glass concrete

Construction and Building materials 28(1) 759ndash768

LST EN 197-12011 Cementas 1 dalis Įprastinių cementų sudėtis techniniai reikalavimai ir atitikties

kriterijai

LST EN 196-62010 Cemento bandymų metodai 6 dalis Smulkumo nustatymas

29

LST EN 196-32005 Cemento bandymų metodai 3 dalis Rišimosi trukmių ir tūrio pastovumo

nustatymas

LST EN 933-12002 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 1 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Sijojimo metodas

LST EN 933-22001 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 2 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Analiziniai sietai Vardiniai akelių matmenys

LST ISO 3310-12003 Laboratoriniai sietai Techniniai reikalavimai ir bandymai 1 dalis

Laboratoriniai pinto metalinio vielinio tinkle sietai (tpt ISO 3310-12000) LST EN 1097-62003

Užpildų mechaninių ir fizikinių savybių nustatymo metodai 6 dalis Dalelių tankio ir įmirkio

nustatymas

LST EN 1015-3+A12004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 3 Determination of

Consistence of Fresh Mortar (by Flow Table)

LST EN 1015-102004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 10 Determination of Dry

Bulk Density of Hardened Mortar

LST EN 1015-112002 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 11 Determination of

Flexural and Compressive Strength of Hardened Mortar

LST EN 1015-182003 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of Water

Absorption Coefficient Due to Capillary Action of Hardened Mortar

LST EN 1015-122004 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of

Adhesive Strength of Hardened Rendering and Plastering Mortars on Substrates

LST EN 120892013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiai Elgsenos lenkiant nustatymas

LST EN 16022013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiaiTariamojo tankio nustatymas

LST EN 826 Statybinės termoizoliacines medžiagos Stiprio gniuždant nustatymas

LST EN 126642002 Šiluminės statybinių medžiagų ir gaminių charakteristikos Šiluminės varžos

nustatymas apsaugotos karštosios plokštės ir šilumos srauto matuoklio metodais Vidutinės ir mažos

šiluminės varžos sausi ir drėgni gaminiai

LST EN ISO 125712013 Hygrothermal Performance of Building Materials and Products -

Determination of Hygroscopic Sorption Properties

LST CENTS 772 -222006 Mūro gaminių bandymo metodai 22 dalis Keraminių mūro gaminių

atsparumo šalčiui nustatymas

LST L 1413112005 Statybinis skiedinys Bandymo metodai Atsparumo šalčiui nustatymas

LVS 203-22005 Sakret stiklo audinio armavimo tinklelis

Marčiukaitis G 2007 Statybinės medžiagos ir konstrukcijos Paskaitų konspektas Vilnius 88 p

Mисников O С Тимофеев АВ Черткова ЕЮ 2011 Гидрофобизация минеральных

дисперсных материалов добавками на основе торфа Труды Инсторфа 2 (55)15 ndash 33

Oğuzhan Keleştemur Bahar Demirel 2015 Effect of metakaolin on the corrosion resistance of

structural lightweight concrete Construction and Building Materials 81172 - 178

Quercia G Huumlsken G Brouwers H J 2012 Water demand of amorphous nanosilica and its

impact on the workability of cement paste Cement and Concrete Research 42(2) 344ndash357

Paruta V A Brynzin E I 2009 Manual on Designing and Erecting of Buildings using the Products

with Trademark UDK GAZOBETON Dnepropetrovsk 213 p

30

Ramachandran V S 1998 Superplasticizersproperties and applications in concrete Ottawa

Materials Technology LaboratoryCANMET

Ries J 2008 Structural lightweight aggregate and concrete Structure June 62-63

Ru Ji Zuotai Zhang Yang He Lili Liu Xidong Wang 2015Synthesis characterization and modeling

of new building insulation material using ceramic polishing waste residue Construction and Building

Materials 85 119 ndash 126

Сеземан Г Синица М Клигис М Шепутите-Юцике Ю Вайткус С Мечай А 2013

Цементные строительные композиты на основе лёгких заполнителей из техногенного сырья

Материалы международной научно ndash технической конференции laquo Наука и технология

строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29 ноября Минск

БГТУ 21 ndash 24

Sezemanas G Sinica M Zacharčenko P Pivenj N Mikulskis D Kligys M 2013 Influence

of zeolite additive on the properties of plaster used for external walls from autoclaved aerated

concrete Materials Science (Medžiagotyra) 19(2) 222ndash229

Синица М Шепутите-Юцике Ю Сеземан Г Клигис М Мечай А 2013 Особенности

выполнения ограждающих конструкций с использованием заливной теплоизоляции на основе

гранул вспученного стекла Материалы международной научноndash технической конференции laquo

Наука и технология строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29

ноября Минск БГТУ 69 ndash 72

Sinica MSezemanas GKligys M Česokas S 2007 Investigation of hydro ndash and higro ndash sorption

properties of silicate masonry products Materials Science (Medžiagotyra) 13(3) 229ndash 234

Sinica M Sezemanas G Chesnauskas V 2005 Influence of Air Absorbing Additive on Plaster

Layer Properties Designated to Cover Partions Built from Autoclave Porous Concrete Blocks

Chemical Technology (Cheminė technologija) 4 (38) 91 ndash 95

Sinica M Laukaitis A Sezemanas G Kligys M 2008 Operational Properties of a Heat-insulation

Composite with Expanded Polystyrene Crumbs Mechanics of Composite Materials 4 (44) 415 ndash 424

Sinica M Sezeman G Mikulskis D Kligys M Česnauskas V Zacharčenko P Kuprijenko

P Ščerbina N Pivenj N 2009 Investigation of the composite material with inclusions of

autoclaved aerated concrete chips Materials science 15 ( 4) 356ndash362

Sinica M Sezeman G Zakharchenko P 2012 Daugiasluoksnė lauko atitvara ir jos džiovinimo

būdas Patentas LT5837B

Стерлятов АН 2007 Совместный тепло- и влаго- перенос в ограждающих конструкциях

зданий из газобетона Дисертация кандидата технических наук Новосибиpск 167 с

Tobon J I Paya Jordy Restrepo O J 2015 Study of durability of portland cement mortars blended

with silica nanoparticles Construction and Building Materials 80 92 - 97

STR 205012005 Pastatų atitvarų šiluminė technika Statybos technikos reglamentai Statybos ir

urbanistikos ministerija Vilnius 2005 109p

STR 201102007 Išorės tinkuojamos sudėtinės termoizoliacinės sistemos Statybos technikos

reglamentai Statybos ir urbanistikos ministerija Vilnius 2007 p

Šadauskienė J Ramanauskas J Stankevičius V 2003 Effect of hydrophobicmaterials on water

impermeability and drying of finish brick mansory Material science (medžiagotyra) 9 (1) 94 - 98

Ungkoon Y Sittipunt Ch Namprakai P Jetipattaranat W Kim KS Charinpanitkul T 2007

Analysis of microstructure and properties of autoclaved aerated concrete wall construction materials

Journal of Industrial and Engineering Chemistry 13(7) 1103ndash1108

31

Weigler H Karl S 1980 Structural lightweight aggregate concrete with reduced density-

lightweight aggregate foamed concrete The International Journal of Lightweight Concrete 2 101ndash

104

Xu Y Chung D D L 1999a Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behaviour

of cement paste ACI Materials Journal 96(4) 455minus461

Xu Y Chung D D L 2000a Improving silica fume cement by using silane Cement and Concrete

Research 30(8) 1305- 1311

Zain M F M Safiuddin Md Mahmud H 2000 Developement of high performance concrete

using silica fume at relatively high water-binder rations Cement and Concrete Research 30(9) 1501

ndash 1505

Захарченко П Синица М Сеземан Г Чеснаускас В 2009 Изменение влажности стеновых

конструкций из ячеистобетонных блоков с системой скреплённой теплоизоляции Будiвельнi

матерiали вироби та санiтарна технiка науково-технiчний збiрник Киев Товариство

laquoЗнаниеraquo Украiни (23) 50 ndash 53234

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje

Page 15: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

15

4 lentelė Palengvinto termoizoliacinio kompozito savybės

Kompozito

Šifras Tankis kgm3

Stipris MPa Šilumos laidumo koeficientas λ10 WmmiddotK

Gniuždymo Lenkimo

K-7 305 072 026 0114

K-8 260 039 019 0105

K-9 250 030 018 0095

K-10 245 026 017 0070

K-11 240 020 015 0069

Pastaba kompozito sudėtys atitinka 5 lentelės sudėtims

Apsistoti ties K-11 kompozito sudėtimi padėjo jo struktūros tyrimai Kompozito bandinių (K-7divideK-

10) skerspjūvio nuotraukos (5 pav) parodė kad užpildo grūdeliai netolygiai pasiskirstė cementinėje

matricoje o kai kur tarp matricos ir užpildų pasitaiko oro tuštumų

K-7 K-8 K-9

K-10 K-11

5 pav Kompozito bandinių suformuotų pagal K-7divideK-11 sudėtis struktūra

Įvertinus šiuos trūkumus kompozito struktūroje buvo atliktas K-10 sudėties koregavimas

portlandcemenčio kiekis liko toks pat (100 kgm3) o tam kad pasiekti tolygų užpildų pasiskirstymą

bei išvengti oro tuštumų struktūroje buvo palaipsniui didinamas pūsto stiklo stambios frakcijos kiekis

(nuo 126 iki 300 tūrio dalių) bei pridėta 1 tūrio dalis 4divide8 mm skersmens pūsto stiklo granulių ty

abiejų frakcijų pūsto stiklo granulių ir polistireninio putplasčio smulkios frakcijos tarpusavio tūrinis

santykis sudarė 311 (3 ir 4 lentelės K-11) Atlikti šio kompozito savybių tyrimai parodė kad esant

jo tankiui 240 kgm3 gniuždomasis stipris siekia 02 MPa o šilumos laidumo koeficientas ndash 0069

WmmiddotK (3 lentelė K-11)

Tolesni kompozito tyrimai buvo atlikti kompleksiškai nustatant rišamosios medžiagos ir užpildo

(pūsto stiklo granulių bei polistireninio putplasčio taros trupinių kiekio poveikį kompozitų tankiui

stiprumui šilumos laidumui laidumui vandens garams susitraukimui džiūstant bei atsparumo šalčiui

Bandinių formavimo sudėtys pateiktos 5 lentelėje o gauti tyrimų duomenys 6 7 8 9 10 ir 11

paveiksluose

16

5 lentelė Kompozitinės medžiagos formavimo mišinių sudėtys

Kompozito

sudėties Nr

Rišamosios

medžiagos

kiekis kgm3

Pūstojo stiklo granulių tūrinis santykis

Polistireninio putplasčio

taros granulių tūrinis

santykis

(8divide16) mm (4divide8) mm (0divide2) mm (0divide2) mm

1 700 3 1 1 -

2 1000 3 1 1 -

3 1300 3 1 1 -

4 700 3 1 - 1

5 1000 3 1 - 1

6 1300 3 1 - 1

Pastaba Užpildų kiekis bandiniuose (100) buvo prilygintas 5 tūrio dalims

6 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų tankiui

7 pav Kompozitų tankio priklausomybė šilumos laidumui

Tankio ir šilumos laidumo koeficiento mažiausios vertės priklauso nuo rišamosios medžiagos kiekio

esant 70 kgm3 ir panaudojus polistireninio putplasčio granules gaunamas mažiausias tankis tuo pačiu

ir mažiausia šilumos laidumas Šiuo atveju kompozitų stiprumas būna mažiausias bet pakankamas

užsiduotoms vertėms (8 pav) ty stipris gniuždant siekia virš 03 MPa o stipris lenkiant ndash 015 MPa

(9 pav) Tuo atveju kompozitų atsparumas šalčiui net po 100 šaldymo ciklų didina kompozitų stiprį

gniuždant (dėl tolesnio cemento mineralų hidratacijos proceso vykstančio bandymo metu) (10 pav)

Analizuojant kompozitų struktūrą po 100 šaldymo ciklų jokių suirimo požymių nepastebime tai

reiškia jog kompozitai atsparūs šalčiui (11 pav) Atsparumas šaldymui bandymas 4 5 sudėties

kompozitams dar vyksta todėl rezultatai nepateikti

17

8 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam gniuždymo stipriui

9 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam lenkimo stipriui

10 pav Kompozitų vidutinio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo šaldymo ciklų

a b c d 11 pav Kompozitai po 100 šaldymo ciklų a ndash 1 sudėtis b ndash 2 sudėtis c ndash 3 sudėtis d ndash 6 sudėtis

18

32 Lakštų rišamosios medžiagos parinkimas ir savybių tyrimas

Šie tyrimai labai aktualūs lakšto apdailino sluoksnio formavimo mišiniui kurį kaip tik ir sudaro

portlandcementis FS40 polikarboksilatas ir 10 portlandcemenčio keičiantis MK Technologiškai

yra svarbu kad formuojant po pirmo pasluoksnio suformavimo galima būtų kuo greičiau įspausti

armuojantį stiklo audinio tinklelį į cementinę tešlą Tai padėjo atlikti 10 portlandcemenčio

keičiantis MK ir 02 PC masės polikarboksilatinio superplastiklio FS ndash 40 priedas

FS-40 polikarboksilatinio superplastiklio ir MK poveikis portlandcemenčio mineralų hidratacijai

pateiktas 12 pav

12 pav Egzotermijos efekto temperatūrų kaitos priklausomybė nuo laiko 1 ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC +

MK 4 - PC + MK + FS40

Gauti duomenys rodo kad ir MK ir FS-40 priedai lėtina PC mineralų hidrataciją bei žemina

egzoterminio efekto temperatūrą jei gryno cemento Tegzo = 95 ˚C tegzo = 420 min (12 pav 1 kr) tai

esant mišinyje abiems priedams Tegzo sumažėja iki 65 ˚C o tegzo pailgėja iki 1070 min (12 pav4 kr)

Šių priedų poveikis siūlių sukietėjusio skiedinio tankiui pateiktas 13 pav

13 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio tankiui 1 ndash PC 2 ndash

PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

13 pav duomenys rodo kad superplastiklio priedas padidina sukietėjusio skiedinio tankį 125 (13

pav 2 kr) tuo tarpu MK pakaitalas jį 10 mažina 13 pav 3 kr) todėl abiejų medžiagų (priedo ir

pakaitalo) poveikyje tankis sumažėjo nežymiai (apie 5 ) Jų poveikis gniuždymo stipriui pateiktas

14 o lenkimo ndash 15 pav

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

20

30

40

50

60

70

80

90

100T

emp

erat

ucircra

0C

Laikas min

1

3

2

4

19

14 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio gniuždymo stipriui 1

ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

15 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio lenkimo stipriui 1 ndash

PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

Atliktų tyrimų rezultatai parodė kad superplastiklio priedas padidina kaip gniuždymo taip ir lenkimo

sukietėjusio skiedinio stiprį atitinkamai 8 ir 26 (14 ir 15 pav 1 ir 2 kr) tuo tarpu MK daro

teigiamą poveikį tik lenkimo stipriui (15 pav 3 kr)

33 Lengvojo užpildo ir RM santykio nustatymas apdailiname sluoksnyje

ir jo savybių tyrimas

Siekiant pagerinti apdailinio sluoksnio termoizoliacines savybes į formavimo mišinį buvo pridedama

smulkiosios iki 2 mm PS frakcijos granulių kurių tūris sudarė atitinkamai 25 ir 50 RM tūrio

Tankio ir stipruminių savybių kaita priklausomai nuo PS granulių tūrio pavaizduota 16 ir 17 pav

20

16 pav Apdailinio sluoksnio tankio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

17 pav Apdailinio sluoksnio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

18 pav Apdailinio sluoksnio lenkimo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

Gauti duomenys rodo kad sukietėjusio skiedinio tankis ir stiprumas proporcingai mažėja nuo PS

granulių tūrio didėjimo formavimo mišinyje Optimalus PS užpildo kiekis buvo nustatytas lyginant

suformuotų plokštelių fasado paviršius (19 pav)

21

19 pav Apdailinio sluoksnio paviršiaus kokybės priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo

mišinyje 1 ndash 25 2 ndash 50 3- 60 4 ndash 75

Vizualiai lyginant gautų paviršių kokybę galima teigti kad PS granulių tūris formavimo mišinyje

turi būti ne didesnis kaip 50

34 Porėtų PS granulių dydžio poveikis lakšto termoizoliacinio sluoksnio fizikinėms

mechaninėms savybėms

Nustatant PS granulių dydį iš pradžių buvo panaudotos ir stambiosios (8divide16 mm) frakcijos granulės

tačiau tokio kompozito sukibimas su apdailinio sluoksnio stiklo tinkleliu nebuvo kokybiškas dėl

stambių neužpildytų cementine tešla ertmių tarp užpildo granulių Dėl šios priežasties šių bandinių

lenkimo stipris nesiekdavo net 01 MPa o pats bandinys išsisluoksniuodavo (20 pav) tuo tarpu

vidutinės (4divide8 mm) ir smulkiosios (iki 2 mm) PS frakcijos bandiniai po bandymo likdavo

neišsisluoksniavę Norint pagerinti badinių su stambiąja PS frakcija sukibimą su tinkleliu teko

naudoti daugiau cementinės tešlos glaistant ja ant tinklelio paviršiaus nes tešla prasmukdavo pro

tinklelio akutes į ertmes tarp stambiosios frakcijos granulių kas blogino kompozito termoizoliacines

savybes Todėl stambiosios frakcijos granulių tolesniuose tyrimuose teko atsisakyti 6 lentelėje

pateiktos tirtų kompozitų savybių vertės Geriausiomis termoizoliacinėmis savybėmis pasižymi LV

ndash 7 sudėties kompozitas kurio šilumos laidumo koeficientas turi mažiausią vertę ndash 0075 WmmiddotK o

jo stipruminės savybės ne žymiai nusileidžia kitų kompozitų su didesniu RM kiekiu savybėms 20

pav pateikta kompozito bandinių struktūra su stambiosios ir smulkiosios PS frakcijų granulėmis

20 pav Termoizoliacinio sluoksnio bandinių vaizdas po lenkimo stiprio nustatymo bandiniai su stambia PS granulių frakcija (be numeracijos) smulkiosios ir vidutinės frakcijos bandiniai

pažymėti 32 ir 52

22

6 lentelė Kompozitų su porėtais užpildais savybės

Kompozitų šifrai atitinka 3 lentelės šiframs

Lenkimo stipris buvo nustatomas bandant prizmes su įtvirtintu iš abiejų pusių stiklo audinio tinkleliu

a b

21 pav Lakšto termoizoliacinio sluoksnio struktūra kai užpildą sudaro PPS (30 visų užpildo tūrio)

ir PS granulės a ndash stambiosios frakcijos b ndash smulkiosios frakcijos (LV ndash 5) sudėtis ir smulkiosios ndash

vidutinės frakcijos (LV- 7) sudėtis

Kompozito

šifras

Sausasis tankis

kgm3

Gniuždymo

stipris MPa

Lenkimo stipris

MPa

Šilumos laidumo

koeficientas 10

W(mK)

LV-1 420 065 070 0135

LV-2

LV -3

LV-4

LV-5

LV-6

LV-7

385

375

355

330

280

240

060

055

050

050

045

040

065

050

050

045

040

030

0130

0125

0100

0090

0080

0075

23

4 Bendradarbiavimas su projekto partneriais

Glaudžiausias bendradarbiavimas buvo vykdomas su Projekto partneriu iš Lietuvos ndash UAB ldquoElnet

Grouprdquo Ūkio subjektas pastoviai buvo supažindinamas su vykdomais moksliniais tyrimais bei

gautais tyrimų rezultatais Buvo diskutuojama kaip būtų galima juos įgyvendinti praktikoje Darbų

pasiskirstimas tarp Projekto partnerių reikalauja tampraus bendradarbiavimo kad ūkio subjektas

galėtų sukurti technologinę įrangą sugebančia pasiekti tyrimais nustatytus cementinio

termoizoliacinio kompozito technologinius parametrus Kartu buvo išbandomi technologinių

įrengimų ndash maišyklės formavimo mišinio sudėtinių komponentų maišymo principas bei darbinio

maišyklės veleno konstrukcija Daug problėmų kėlė paruošto mišinio transportavimas lanksčių žarnų

pagalba į tarpą tarp klojinių Cementinio termoizoliacinio kompozito sudėtiniai komponentai ndash

užpildo granulės (padengtos apvalios pūsto stiklo tuščiavidurės formos kevalu) turi nedidelį

atsparūmą gniuždymui ir veikiant didesnei spaudimo jėgai turi galimybę suirti Bendradarbiaujant

su Slovakijos firma bdquoSTROJSTAV CMldquo ši problema buvo išspręsta

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu Pirmoje komandiruotėje buvome susitikę su mokslinės dalies

vadove Eva Navratilova kuri sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės

praktikos Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami

cementinio termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų

tarpusavio jungties pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku

aptarėme bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo

sistemų tyrimus Lietuvoje buvo suformuoti bandiniai o Libereco universitete atliekami triukšmo

slopinimo sistemos elementų dinaminio standžio matavimai Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių

metu Čekijos ūkio subjekto atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su poretų granulių gamyba iš

maltų šlako atliekų ir kartu numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei

sieninių panelių gamyboje Bendradarbiavimas tarp partneriu bus tęsiamas per visą Projekto

vykdymo laikotarpį

24

5 Projekto etapai ir tarpiniai rezultatai

Pirmame projekto etape turėjome parinkti termoizoliacinio cementinio kompozito skirto sienų

konstrukcijoms formavimo mišinio parametrus Darbo eigoje nustatyta kad termoizoliacinio

cementinio kompozito matrica turi sudaryti porizuota cementinė tešla modifikuota pūsto stiklo

gamybos atlieka ndash metakaolino priedu Kompozito užpildu kuris sudaro 100 tūrio yra

kombinuotos PS granulės pagamintos iš stiklo duženų miltų ir polistireninės taros susmulkinti

trupiniai PS granulės yra skirtingų frakcijų nuo 4 iki 16 mm dydžio ir kompozite tartusavyje liečiasi

tokiu būdu suformuodami termoizoliacinės medžiagos bdquokarkasąldquo PPS smulkūs trupiniai užpildo

tarpus tarp PS granulių ir tokiu būdu mažino laisvo oro erdvę kompozito struktūroje Šis faktorius

turi tiesioginę įtaką kompozito šilumos laidumo vertei Kompozito užpildas tarpusavyje jungiamas

plonu porizuotos modifikuotos cementinės tešlos sluoksniu Taip yra gaunamas lengvas cementinis

termoizoliacinis kompozitas kurio tankis siekia 230 ndash 250 kgm3 šilumos laidumo koeficientas yra

apie 007 WmmiddotK gniuždymo stipris apie 03 MPa

Kitas uždavinys buvo sukurti termoizoliacinio cementinio kompozito gamybos technologiją

Sprendžiant šią užduotį buvo ištirtas modifikuojančių priedų ir jų maišymo trukmės poveikis

cementinės matricos savybėms rišamosios medžiagos ir skirtingos frakcijos granulių kiekio įtaka

termoizoliacinio sukietėjusio kompozito savybėms Atlikti moksliniai tyrimai leido parinkti

formavimo mišinių maišymo trukmę sudėtiniu komponentų padavimo į formavimo mišinio

paruošimo maišyklę eiliškumą rišiklio rišimosi laikus įvertinant priedų poveikį cemento mineralų

hidratacijos procesui Nustatyta kad pradiniame etape reikia vandenyje permaišyti orą įtraukiatį ir

mišinį plastifikuojanti priedus ir cementą po to maišyti PPS smulkius trupinius ir tik po to į

formavimo mišinių paruošimo maišyklę dėti PS granules Bendra formavimo mišinio paruošimo

trukmė siekia 7 ndash 10 min Laboratorinėmis salygomis paruoštu formavimo mišiniu buvo užpildomos

bandinių formavimui skirtos formos Suformuoti bandiniai iš formų buvo išimami po 12 val

sudedami į polietileninius maišus ir natūraliose sąlygose buvo kietinami 28 paras

Kompozito bandinių fizikinės savybės bei sudėtinių kompozito komponentų tarpusavio jungties

pobūdis kontakto zonoje buvo nustatomos tiriant bandinius pagal galiojančius techninius

reikalavimus VGTU Termoizoliacijos instituto laboratorijose sukomplektuotomis naujausią įranga

Šių tyrimų rezultatai yra pateikiami ataskaitoje plačiau aprašant termoizoliacinio kompozito fizikines

savybes

Darbe buvo sprendžiamas ir armuotų termoizoliacinių lakštų ir jų gamybos technologijos sukūrimas

Lakštų prototipu buvo parinkta dekoratyvinio apdailos laksto konstrukcija sukurta projekto vadovo

ir apginta Lietuvos patentu Nr 4599 Toks techninis sprendimas leido termoizoliacinio kompozito

sluoksnį iš abiejų pusių armuoti stiklo audinio tinkleliu ir sukurti padidinto atsparumo lenkimui

termoizoliacinį lakštą Moksliniais tyrimais buvo nustatyta kad lakštų konstrukcijose galima naudoti

tik 2-8 mm dydžio pūsto stiklo granules o cementine tešlą galima modifikuoti MK priedų iki 30

nuo cemento masės Stiklo audinio tinklelį galima panardinti į cementinės tešlos ir smulkių PS

granulių mišinį esant granulių užpildo kiekiui ne didesniam kaip 50 tešlos mišinio tūrio Optimalus

armuojančių stiklo audinio tinklelių akučių dydis 45times45 mm užtikrinantis sluoksnių esančių

abiejuose tinklelio pusėse stabilią jungtį

Lakštų gamybos išmatavimus lemia gaminami armuojančių tinklelių matmenys Esant tinklo kilimo

pločiui 1000 mm automatiškai išsisprendžia ir lakštų plotis kuris gali būti 500 mm arba 10 m Esant

kitam lakšto pločiui reikalingas tinklelio jungimas kas didina gamybos proceso imlumą ir gamybos

kaštus

Sukurta laboratorinė lakštų gamybos technologija kurioje yra numatyta sekančios operacijos

išvardintos eilės tvarka modifikuotos cementinės tešlos užpilimas ant formos dugno tolygus

cementinės masės paskleidimas armuojančio apatinio tinklelio įspaudimas į cementinę masę

termoizoliacinio cementinio formavimo masės sluoksnio užpilimas į formą ir jos tolygus

paskirstymas viršutinio armuojančio tinklelio uždėjimas ant viršutinio termoizoliacinio kompozito

formavimo masės paviršiaus viršutinio tinklelio dengimas cementine mase jos tolygus paskirstymas

ir įspaudimas į tinklelio akutes Tokiu būdu pagamintas lakštas turi lygų apatinį paviršių ir grubų

25

viršutinį Panaudojus lakštus klojinių konstrukcijose lygus paviršius formuoja galutinai išlygintą

sienos plokštumą reikalaujančią minimalių darbo sąnaudų paviršiaus apdailai Išorinių apdailos

lakštų paviršiaus formavimas bus sprendžiamas ateityje

Įvertinant lakšto paskirtį galime konstatuoti kad termoizoliacines lakšto sąvybes lemia užpildo

granulių kompaktiškas pasiskirstymas lakšto termoizoliacineme sluoksnyje Stambios granulės turi

formuoti karkasą liesdamosios tarpusavyje o tarpai tarp jų turi būti ūžpildyti smulkios frakcijos PPS

trupinių granulėmis Reikia stengtis kad būtų kuo mažiau neužpildytų oro tarpų Lakšto

termoizoliacines sąvybes gerina smulkios frakcijos PS granulių kiekis esantis modifikuotoje

cementinėje tešloje iki 50 tūrio

Lakšto lenkimo stipriui didžiausios įtakos turi armuojančio tinklelio akučių dydis tinklelio sukibimas

su cementine tešla užpildo granulių stabili tarpusavio jungtis bei paties lakšto storis Skaitome kad

mažiausias lakšto storis galėtų būti 25 mm

Pirmais metais viešinant projektą buvo parengtas mokslinis straipsnis apie įvairių priedų poveikį

cementinės matricos porizacijai Be priedų poveikio buvo atsižvelgta į formavimo mišinio maišymo

trukmę Medžiaga apie matricos porėtumo didinimo būdus išsamiai pateikta publikacijoje o

ataskaitoje pateikiama tik nuoroda į straipsnyje pateikiamus tyrimo rezultatus

Žurnale ldquoMokslas ir technikardquo yra supažindinama Lietuvos visuomenė apie Eureka projekto

partnerius projekto tikslus kuriuos turėtų įgyvendinti kiekvienas partneris atskirai darbus

koordinuojant VGTU projekto vadovui Pateikiama projekto trukmė bei nurodomi finansavimo

šaltiniai tame tarpe ir iš Europos struktūrinių fondo lėšų

26

6 Tyrimų mokslinė vertė

Mokslinę liekamąją vertę turi modifikuojančių priedų poveikio cementinės matricos mišinio bei

akmens poretumui tyrimai Ištirta pucolaninio priedo pūsto stiklo gamybos atliekos ndash metakaolino

poveikis cementinės matricos tankiui cemento mineralų hidratacijos procesui mišinio klampai bei

poreto cementinio akmens fizikinėms sąvybėms Ši priklausomybė sujungta kartu su orą įtraukiančiu

ir plastifikuojančių priedų panaudojimu modifikuojant cementinę tešląTyrimų rezultatai yra

apibendrinti moksliniame straipsnyje išsiūstame į Oksfordo universiteto žurnalą bdquoConstruction and

Building Materialsldquo

Porėtų užpildo granulių granuliometrinės sudėties ir jų frakcijų santykis bei porizuotos matricos

kiekio poveikis cementinio termoizoliacinio kompozito savybėms bus apgintas Lietuvos patentu su

tolesniu patentavimu ES

Cementinio termoizoliacinio kompozito ir jo gamybos technologijos sukūrimas leis statyti kokybiškai

naujus namus artimus pasyvaus namo koncepcijos keliamiems reikalavimams

27

7 Išvados ir rekomendacijos

1 Nustatyta kad kompleksinis (MK+FS40+OIP) priedas betonų mineralų hidratacijos procesą

cemento tešloje prailgina iki 1100 min pasiekdamas 60 degC egzoterminio efekto maksimalią

temperatūrą MK modifikuotos cemento tešlos hidratacijos procesas nežymiai pailgėja nors dėl

papildomos pucolaninės reakcijos tarp MK ir cemento hidratacijos produktų egzoterminio efekto

maksimali temperatūra pakyla 8 degC

2 Ištirta kad kompleksinio priedo (FS40+OIP) poveikis mažinant cementinės tešlos tankį labiausiai

pastebimas MK priedų modifikuotoje cementinėje tešloje Modifikuotos cementinės tešlos tankis

sumažėja 33 karto nuo 2158 kgm3 iki 714 kgm3 po 10 min mišinio maišymo Tai yra apie 29

mažesnis tankis nei maltu smėliu modifikuotos cementinės tešlos ir 32 mažesnis tankis nei gryno

cemento porizuotos tešlos Sukietėjusios tešlos ndash porėto betono tankis siekia apie 800 kgm3 tuo tarpu

gryno cementbetonio ndash 1150 kgm3 o maltu smėliu modifikuoto betono ndash 1200 kgm3 Šiuos pokyčius

galima paaiškinti lengvos sutirštintos struktūros formavimo mišinyje susidarymu ir OIP molekulių

adsorbuotų ant cemento dalelių paviršiaus pakankamos jungties suformuotu oro burbuliuku

užtikrinimas

3 Nustatyta kad pucolaniniu priedu MK modifikuota cementinė tešla kartu su kompleksiniais (FS40

ir OIP) priedais įtakoja papildomų naujadarų ndash kalcio hidrosilikatų susidarymą mikro struktūros

pokyčius užtikrinančius submikrokristalinę struktūrą cementinėje matricoje Tai užtikrina mažo

tankio porėto betono pakankamą stiprumą 800 kgm3 tankio porėto betono gniuždymo stipris siekia

25 MPa o lenkimo stipris 10 MPa

4 Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo - 35 tūrio sudaro stambios PS granulės (8-16 mm) Vidutinio

dydžio (4-8 mm) PS granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio PPS trupintos granulės sudaro po 15

kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių ir suformuoti kompaktiškai

užpildyta kompozito struktūrą Sukurtas cementinis termoizoliacinis kompozitas kurio sudėtis

modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3 rišamosios medžiagos

kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia 007Wm∙K

esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

5 Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 - MK o kompozito

RM ir smulkių iki 2 mm stambumo PS granulių tūrių santykis sausame mišinyje yra 11 Sukietėjusio

skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

6 Nustatytas porėtų užpildų PS ir PPS granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis

termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos

laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K) gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos

granulės padengtos porizuota cementine tešla (esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3)

tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai

padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS

granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31) tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per

porizuotą matricą

28

8 Literatūra

Antonovič V Goberis S The effect of different admixture of the properties of refractory conerefe

with portland cement Material science (Medžiagotyra) 4(9) 2003 379-382 p

Asthana R Kumar ADahotre N B2006 Materials Processing and Manufacturing Science

Amsterdam Butterworth-Heinemann 628 p

bdquoAstra ndash polskaldquo firmos tinklalapis internete httpwwwastra-polskacom

Brykov A S Kamaliev R T Mokeev M V 2010 Influence of ultradispersed silica on portland

cement hydration Russian Journal of Applied Chemistry 83(2) 208minus213

Capener J C-M 2009 Properties of Modern Rendering Systems Based on Mineral Binders

Modified by Organic Admixtures Concrete Repair Rehabilitation and Retrofitting II ndash Alexander et

al (eds) Taylor and Francis Group London 863 ndash 869

Davraz M Gunduz L 2005 Engineering properties of amorphous silica as a new natural pozzolan

for use in concrete Cement and Concrete Research 35(7) 1251ndash1261

Du L Folliard K J 2005Mechanisms of entrainment in concrete Cement and Concrete Research

35(8)1463 ndash 1471

Hernaudes-Olivares F Mayer-Lobo P 2011 Experimental Assessment of Comercial One-coat

Renders for Buildings Facades Construction and Building Materials 22 (1) pp 156 ndash 162

Hilal A AThom N H Dawson A R 2015 On void structure and strength of foamed concrete made

without with additives Construction and Building Materials 85 157 ndash 164

Houst Y F Bowen P Perche F Kauppi A Borget P Galmiche L Meins J F Lafuma F

Flatt R J Schober I Banfill P FG Swift D S Myrvold B O Petersenf B G Reknes K

2008 Design and function of novel superplasticizers for more durable high performance concrete

(Superplast Project) Cement and Concrete Research 38(10) 1197 ndash 1209

Hurley J A 2003 UK market survey for foam glas Published by The Waste and Resource Action

Programme The Old Academy 114 p Prieiga per internetą httpwwwwraporguk

Kligys M Laukaitis A Sinica M Sezemanas G Dranseika N 2008 Investigations into the fire

hazard of a composite made from aerated concrete and crushed expanded polystyrene waste

Mechanics of Composite Materials 44(2) 173 ndash 180

Kligys M 2009 Kompozitinės medžiagos iš poringosios cemento tešlos ir trupinto polistireninio

putplasčio gamybos technologija ir savybės Daktaro disertacija Vilnius 137 p

Landensivu J 2012 Durability properties and actual deterioration of Finish concrete fasades and

balcones Thesis for the degree of doctor of science in technology Tampere university of technology

117 p

Lauzon M Garcia-Ruiz P A 2009 Evaluation of Capillary Water Absorbtion in Rendering Mortars

with Powdered Waterproofing Additives Construction and Building Materials 23 (10) 3287 ndash 3291

Lianxiang D Kevin J 2005 Mechanizm of air entrainment in concrete Cement and Concrete

research (35) 1463-1471 p

Limbachiya M Meddah M S Fotiadou S 2012 Performance of granulated foam glass concrete

Construction and Building materials 28(1) 759ndash768

LST EN 197-12011 Cementas 1 dalis Įprastinių cementų sudėtis techniniai reikalavimai ir atitikties

kriterijai

LST EN 196-62010 Cemento bandymų metodai 6 dalis Smulkumo nustatymas

29

LST EN 196-32005 Cemento bandymų metodai 3 dalis Rišimosi trukmių ir tūrio pastovumo

nustatymas

LST EN 933-12002 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 1 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Sijojimo metodas

LST EN 933-22001 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 2 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Analiziniai sietai Vardiniai akelių matmenys

LST ISO 3310-12003 Laboratoriniai sietai Techniniai reikalavimai ir bandymai 1 dalis

Laboratoriniai pinto metalinio vielinio tinkle sietai (tpt ISO 3310-12000) LST EN 1097-62003

Užpildų mechaninių ir fizikinių savybių nustatymo metodai 6 dalis Dalelių tankio ir įmirkio

nustatymas

LST EN 1015-3+A12004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 3 Determination of

Consistence of Fresh Mortar (by Flow Table)

LST EN 1015-102004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 10 Determination of Dry

Bulk Density of Hardened Mortar

LST EN 1015-112002 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 11 Determination of

Flexural and Compressive Strength of Hardened Mortar

LST EN 1015-182003 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of Water

Absorption Coefficient Due to Capillary Action of Hardened Mortar

LST EN 1015-122004 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of

Adhesive Strength of Hardened Rendering and Plastering Mortars on Substrates

LST EN 120892013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiai Elgsenos lenkiant nustatymas

LST EN 16022013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiaiTariamojo tankio nustatymas

LST EN 826 Statybinės termoizoliacines medžiagos Stiprio gniuždant nustatymas

LST EN 126642002 Šiluminės statybinių medžiagų ir gaminių charakteristikos Šiluminės varžos

nustatymas apsaugotos karštosios plokštės ir šilumos srauto matuoklio metodais Vidutinės ir mažos

šiluminės varžos sausi ir drėgni gaminiai

LST EN ISO 125712013 Hygrothermal Performance of Building Materials and Products -

Determination of Hygroscopic Sorption Properties

LST CENTS 772 -222006 Mūro gaminių bandymo metodai 22 dalis Keraminių mūro gaminių

atsparumo šalčiui nustatymas

LST L 1413112005 Statybinis skiedinys Bandymo metodai Atsparumo šalčiui nustatymas

LVS 203-22005 Sakret stiklo audinio armavimo tinklelis

Marčiukaitis G 2007 Statybinės medžiagos ir konstrukcijos Paskaitų konspektas Vilnius 88 p

Mисников O С Тимофеев АВ Черткова ЕЮ 2011 Гидрофобизация минеральных

дисперсных материалов добавками на основе торфа Труды Инсторфа 2 (55)15 ndash 33

Oğuzhan Keleştemur Bahar Demirel 2015 Effect of metakaolin on the corrosion resistance of

structural lightweight concrete Construction and Building Materials 81172 - 178

Quercia G Huumlsken G Brouwers H J 2012 Water demand of amorphous nanosilica and its

impact on the workability of cement paste Cement and Concrete Research 42(2) 344ndash357

Paruta V A Brynzin E I 2009 Manual on Designing and Erecting of Buildings using the Products

with Trademark UDK GAZOBETON Dnepropetrovsk 213 p

30

Ramachandran V S 1998 Superplasticizersproperties and applications in concrete Ottawa

Materials Technology LaboratoryCANMET

Ries J 2008 Structural lightweight aggregate and concrete Structure June 62-63

Ru Ji Zuotai Zhang Yang He Lili Liu Xidong Wang 2015Synthesis characterization and modeling

of new building insulation material using ceramic polishing waste residue Construction and Building

Materials 85 119 ndash 126

Сеземан Г Синица М Клигис М Шепутите-Юцике Ю Вайткус С Мечай А 2013

Цементные строительные композиты на основе лёгких заполнителей из техногенного сырья

Материалы международной научно ndash технической конференции laquo Наука и технология

строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29 ноября Минск

БГТУ 21 ndash 24

Sezemanas G Sinica M Zacharčenko P Pivenj N Mikulskis D Kligys M 2013 Influence

of zeolite additive on the properties of plaster used for external walls from autoclaved aerated

concrete Materials Science (Medžiagotyra) 19(2) 222ndash229

Синица М Шепутите-Юцике Ю Сеземан Г Клигис М Мечай А 2013 Особенности

выполнения ограждающих конструкций с использованием заливной теплоизоляции на основе

гранул вспученного стекла Материалы международной научноndash технической конференции laquo

Наука и технология строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29

ноября Минск БГТУ 69 ndash 72

Sinica MSezemanas GKligys M Česokas S 2007 Investigation of hydro ndash and higro ndash sorption

properties of silicate masonry products Materials Science (Medžiagotyra) 13(3) 229ndash 234

Sinica M Sezemanas G Chesnauskas V 2005 Influence of Air Absorbing Additive on Plaster

Layer Properties Designated to Cover Partions Built from Autoclave Porous Concrete Blocks

Chemical Technology (Cheminė technologija) 4 (38) 91 ndash 95

Sinica M Laukaitis A Sezemanas G Kligys M 2008 Operational Properties of a Heat-insulation

Composite with Expanded Polystyrene Crumbs Mechanics of Composite Materials 4 (44) 415 ndash 424

Sinica M Sezeman G Mikulskis D Kligys M Česnauskas V Zacharčenko P Kuprijenko

P Ščerbina N Pivenj N 2009 Investigation of the composite material with inclusions of

autoclaved aerated concrete chips Materials science 15 ( 4) 356ndash362

Sinica M Sezeman G Zakharchenko P 2012 Daugiasluoksnė lauko atitvara ir jos džiovinimo

būdas Patentas LT5837B

Стерлятов АН 2007 Совместный тепло- и влаго- перенос в ограждающих конструкциях

зданий из газобетона Дисертация кандидата технических наук Новосибиpск 167 с

Tobon J I Paya Jordy Restrepo O J 2015 Study of durability of portland cement mortars blended

with silica nanoparticles Construction and Building Materials 80 92 - 97

STR 205012005 Pastatų atitvarų šiluminė technika Statybos technikos reglamentai Statybos ir

urbanistikos ministerija Vilnius 2005 109p

STR 201102007 Išorės tinkuojamos sudėtinės termoizoliacinės sistemos Statybos technikos

reglamentai Statybos ir urbanistikos ministerija Vilnius 2007 p

Šadauskienė J Ramanauskas J Stankevičius V 2003 Effect of hydrophobicmaterials on water

impermeability and drying of finish brick mansory Material science (medžiagotyra) 9 (1) 94 - 98

Ungkoon Y Sittipunt Ch Namprakai P Jetipattaranat W Kim KS Charinpanitkul T 2007

Analysis of microstructure and properties of autoclaved aerated concrete wall construction materials

Journal of Industrial and Engineering Chemistry 13(7) 1103ndash1108

31

Weigler H Karl S 1980 Structural lightweight aggregate concrete with reduced density-

lightweight aggregate foamed concrete The International Journal of Lightweight Concrete 2 101ndash

104

Xu Y Chung D D L 1999a Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behaviour

of cement paste ACI Materials Journal 96(4) 455minus461

Xu Y Chung D D L 2000a Improving silica fume cement by using silane Cement and Concrete

Research 30(8) 1305- 1311

Zain M F M Safiuddin Md Mahmud H 2000 Developement of high performance concrete

using silica fume at relatively high water-binder rations Cement and Concrete Research 30(9) 1501

ndash 1505

Захарченко П Синица М Сеземан Г Чеснаускас В 2009 Изменение влажности стеновых

конструкций из ячеистобетонных блоков с системой скреплённой теплоизоляции Будiвельнi

матерiали вироби та санiтарна технiка науково-технiчний збiрник Киев Товариство

laquoЗнаниеraquo Украiни (23) 50 ndash 53234

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje

Page 16: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

16

5 lentelė Kompozitinės medžiagos formavimo mišinių sudėtys

Kompozito

sudėties Nr

Rišamosios

medžiagos

kiekis kgm3

Pūstojo stiklo granulių tūrinis santykis

Polistireninio putplasčio

taros granulių tūrinis

santykis

(8divide16) mm (4divide8) mm (0divide2) mm (0divide2) mm

1 700 3 1 1 -

2 1000 3 1 1 -

3 1300 3 1 1 -

4 700 3 1 - 1

5 1000 3 1 - 1

6 1300 3 1 - 1

Pastaba Užpildų kiekis bandiniuose (100) buvo prilygintas 5 tūrio dalims

6 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų tankiui

7 pav Kompozitų tankio priklausomybė šilumos laidumui

Tankio ir šilumos laidumo koeficiento mažiausios vertės priklauso nuo rišamosios medžiagos kiekio

esant 70 kgm3 ir panaudojus polistireninio putplasčio granules gaunamas mažiausias tankis tuo pačiu

ir mažiausia šilumos laidumas Šiuo atveju kompozitų stiprumas būna mažiausias bet pakankamas

užsiduotoms vertėms (8 pav) ty stipris gniuždant siekia virš 03 MPa o stipris lenkiant ndash 015 MPa

(9 pav) Tuo atveju kompozitų atsparumas šalčiui net po 100 šaldymo ciklų didina kompozitų stiprį

gniuždant (dėl tolesnio cemento mineralų hidratacijos proceso vykstančio bandymo metu) (10 pav)

Analizuojant kompozitų struktūrą po 100 šaldymo ciklų jokių suirimo požymių nepastebime tai

reiškia jog kompozitai atsparūs šalčiui (11 pav) Atsparumas šaldymui bandymas 4 5 sudėties

kompozitams dar vyksta todėl rezultatai nepateikti

17

8 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam gniuždymo stipriui

9 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam lenkimo stipriui

10 pav Kompozitų vidutinio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo šaldymo ciklų

a b c d 11 pav Kompozitai po 100 šaldymo ciklų a ndash 1 sudėtis b ndash 2 sudėtis c ndash 3 sudėtis d ndash 6 sudėtis

18

32 Lakštų rišamosios medžiagos parinkimas ir savybių tyrimas

Šie tyrimai labai aktualūs lakšto apdailino sluoksnio formavimo mišiniui kurį kaip tik ir sudaro

portlandcementis FS40 polikarboksilatas ir 10 portlandcemenčio keičiantis MK Technologiškai

yra svarbu kad formuojant po pirmo pasluoksnio suformavimo galima būtų kuo greičiau įspausti

armuojantį stiklo audinio tinklelį į cementinę tešlą Tai padėjo atlikti 10 portlandcemenčio

keičiantis MK ir 02 PC masės polikarboksilatinio superplastiklio FS ndash 40 priedas

FS-40 polikarboksilatinio superplastiklio ir MK poveikis portlandcemenčio mineralų hidratacijai

pateiktas 12 pav

12 pav Egzotermijos efekto temperatūrų kaitos priklausomybė nuo laiko 1 ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC +

MK 4 - PC + MK + FS40

Gauti duomenys rodo kad ir MK ir FS-40 priedai lėtina PC mineralų hidrataciją bei žemina

egzoterminio efekto temperatūrą jei gryno cemento Tegzo = 95 ˚C tegzo = 420 min (12 pav 1 kr) tai

esant mišinyje abiems priedams Tegzo sumažėja iki 65 ˚C o tegzo pailgėja iki 1070 min (12 pav4 kr)

Šių priedų poveikis siūlių sukietėjusio skiedinio tankiui pateiktas 13 pav

13 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio tankiui 1 ndash PC 2 ndash

PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

13 pav duomenys rodo kad superplastiklio priedas padidina sukietėjusio skiedinio tankį 125 (13

pav 2 kr) tuo tarpu MK pakaitalas jį 10 mažina 13 pav 3 kr) todėl abiejų medžiagų (priedo ir

pakaitalo) poveikyje tankis sumažėjo nežymiai (apie 5 ) Jų poveikis gniuždymo stipriui pateiktas

14 o lenkimo ndash 15 pav

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

20

30

40

50

60

70

80

90

100T

emp

erat

ucircra

0C

Laikas min

1

3

2

4

19

14 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio gniuždymo stipriui 1

ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

15 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio lenkimo stipriui 1 ndash

PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

Atliktų tyrimų rezultatai parodė kad superplastiklio priedas padidina kaip gniuždymo taip ir lenkimo

sukietėjusio skiedinio stiprį atitinkamai 8 ir 26 (14 ir 15 pav 1 ir 2 kr) tuo tarpu MK daro

teigiamą poveikį tik lenkimo stipriui (15 pav 3 kr)

33 Lengvojo užpildo ir RM santykio nustatymas apdailiname sluoksnyje

ir jo savybių tyrimas

Siekiant pagerinti apdailinio sluoksnio termoizoliacines savybes į formavimo mišinį buvo pridedama

smulkiosios iki 2 mm PS frakcijos granulių kurių tūris sudarė atitinkamai 25 ir 50 RM tūrio

Tankio ir stipruminių savybių kaita priklausomai nuo PS granulių tūrio pavaizduota 16 ir 17 pav

20

16 pav Apdailinio sluoksnio tankio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

17 pav Apdailinio sluoksnio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

18 pav Apdailinio sluoksnio lenkimo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

Gauti duomenys rodo kad sukietėjusio skiedinio tankis ir stiprumas proporcingai mažėja nuo PS

granulių tūrio didėjimo formavimo mišinyje Optimalus PS užpildo kiekis buvo nustatytas lyginant

suformuotų plokštelių fasado paviršius (19 pav)

21

19 pav Apdailinio sluoksnio paviršiaus kokybės priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo

mišinyje 1 ndash 25 2 ndash 50 3- 60 4 ndash 75

Vizualiai lyginant gautų paviršių kokybę galima teigti kad PS granulių tūris formavimo mišinyje

turi būti ne didesnis kaip 50

34 Porėtų PS granulių dydžio poveikis lakšto termoizoliacinio sluoksnio fizikinėms

mechaninėms savybėms

Nustatant PS granulių dydį iš pradžių buvo panaudotos ir stambiosios (8divide16 mm) frakcijos granulės

tačiau tokio kompozito sukibimas su apdailinio sluoksnio stiklo tinkleliu nebuvo kokybiškas dėl

stambių neužpildytų cementine tešla ertmių tarp užpildo granulių Dėl šios priežasties šių bandinių

lenkimo stipris nesiekdavo net 01 MPa o pats bandinys išsisluoksniuodavo (20 pav) tuo tarpu

vidutinės (4divide8 mm) ir smulkiosios (iki 2 mm) PS frakcijos bandiniai po bandymo likdavo

neišsisluoksniavę Norint pagerinti badinių su stambiąja PS frakcija sukibimą su tinkleliu teko

naudoti daugiau cementinės tešlos glaistant ja ant tinklelio paviršiaus nes tešla prasmukdavo pro

tinklelio akutes į ertmes tarp stambiosios frakcijos granulių kas blogino kompozito termoizoliacines

savybes Todėl stambiosios frakcijos granulių tolesniuose tyrimuose teko atsisakyti 6 lentelėje

pateiktos tirtų kompozitų savybių vertės Geriausiomis termoizoliacinėmis savybėmis pasižymi LV

ndash 7 sudėties kompozitas kurio šilumos laidumo koeficientas turi mažiausią vertę ndash 0075 WmmiddotK o

jo stipruminės savybės ne žymiai nusileidžia kitų kompozitų su didesniu RM kiekiu savybėms 20

pav pateikta kompozito bandinių struktūra su stambiosios ir smulkiosios PS frakcijų granulėmis

20 pav Termoizoliacinio sluoksnio bandinių vaizdas po lenkimo stiprio nustatymo bandiniai su stambia PS granulių frakcija (be numeracijos) smulkiosios ir vidutinės frakcijos bandiniai

pažymėti 32 ir 52

22

6 lentelė Kompozitų su porėtais užpildais savybės

Kompozitų šifrai atitinka 3 lentelės šiframs

Lenkimo stipris buvo nustatomas bandant prizmes su įtvirtintu iš abiejų pusių stiklo audinio tinkleliu

a b

21 pav Lakšto termoizoliacinio sluoksnio struktūra kai užpildą sudaro PPS (30 visų užpildo tūrio)

ir PS granulės a ndash stambiosios frakcijos b ndash smulkiosios frakcijos (LV ndash 5) sudėtis ir smulkiosios ndash

vidutinės frakcijos (LV- 7) sudėtis

Kompozito

šifras

Sausasis tankis

kgm3

Gniuždymo

stipris MPa

Lenkimo stipris

MPa

Šilumos laidumo

koeficientas 10

W(mK)

LV-1 420 065 070 0135

LV-2

LV -3

LV-4

LV-5

LV-6

LV-7

385

375

355

330

280

240

060

055

050

050

045

040

065

050

050

045

040

030

0130

0125

0100

0090

0080

0075

23

4 Bendradarbiavimas su projekto partneriais

Glaudžiausias bendradarbiavimas buvo vykdomas su Projekto partneriu iš Lietuvos ndash UAB ldquoElnet

Grouprdquo Ūkio subjektas pastoviai buvo supažindinamas su vykdomais moksliniais tyrimais bei

gautais tyrimų rezultatais Buvo diskutuojama kaip būtų galima juos įgyvendinti praktikoje Darbų

pasiskirstimas tarp Projekto partnerių reikalauja tampraus bendradarbiavimo kad ūkio subjektas

galėtų sukurti technologinę įrangą sugebančia pasiekti tyrimais nustatytus cementinio

termoizoliacinio kompozito technologinius parametrus Kartu buvo išbandomi technologinių

įrengimų ndash maišyklės formavimo mišinio sudėtinių komponentų maišymo principas bei darbinio

maišyklės veleno konstrukcija Daug problėmų kėlė paruošto mišinio transportavimas lanksčių žarnų

pagalba į tarpą tarp klojinių Cementinio termoizoliacinio kompozito sudėtiniai komponentai ndash

užpildo granulės (padengtos apvalios pūsto stiklo tuščiavidurės formos kevalu) turi nedidelį

atsparūmą gniuždymui ir veikiant didesnei spaudimo jėgai turi galimybę suirti Bendradarbiaujant

su Slovakijos firma bdquoSTROJSTAV CMldquo ši problema buvo išspręsta

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu Pirmoje komandiruotėje buvome susitikę su mokslinės dalies

vadove Eva Navratilova kuri sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės

praktikos Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami

cementinio termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų

tarpusavio jungties pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku

aptarėme bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo

sistemų tyrimus Lietuvoje buvo suformuoti bandiniai o Libereco universitete atliekami triukšmo

slopinimo sistemos elementų dinaminio standžio matavimai Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių

metu Čekijos ūkio subjekto atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su poretų granulių gamyba iš

maltų šlako atliekų ir kartu numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei

sieninių panelių gamyboje Bendradarbiavimas tarp partneriu bus tęsiamas per visą Projekto

vykdymo laikotarpį

24

5 Projekto etapai ir tarpiniai rezultatai

Pirmame projekto etape turėjome parinkti termoizoliacinio cementinio kompozito skirto sienų

konstrukcijoms formavimo mišinio parametrus Darbo eigoje nustatyta kad termoizoliacinio

cementinio kompozito matrica turi sudaryti porizuota cementinė tešla modifikuota pūsto stiklo

gamybos atlieka ndash metakaolino priedu Kompozito užpildu kuris sudaro 100 tūrio yra

kombinuotos PS granulės pagamintos iš stiklo duženų miltų ir polistireninės taros susmulkinti

trupiniai PS granulės yra skirtingų frakcijų nuo 4 iki 16 mm dydžio ir kompozite tartusavyje liečiasi

tokiu būdu suformuodami termoizoliacinės medžiagos bdquokarkasąldquo PPS smulkūs trupiniai užpildo

tarpus tarp PS granulių ir tokiu būdu mažino laisvo oro erdvę kompozito struktūroje Šis faktorius

turi tiesioginę įtaką kompozito šilumos laidumo vertei Kompozito užpildas tarpusavyje jungiamas

plonu porizuotos modifikuotos cementinės tešlos sluoksniu Taip yra gaunamas lengvas cementinis

termoizoliacinis kompozitas kurio tankis siekia 230 ndash 250 kgm3 šilumos laidumo koeficientas yra

apie 007 WmmiddotK gniuždymo stipris apie 03 MPa

Kitas uždavinys buvo sukurti termoizoliacinio cementinio kompozito gamybos technologiją

Sprendžiant šią užduotį buvo ištirtas modifikuojančių priedų ir jų maišymo trukmės poveikis

cementinės matricos savybėms rišamosios medžiagos ir skirtingos frakcijos granulių kiekio įtaka

termoizoliacinio sukietėjusio kompozito savybėms Atlikti moksliniai tyrimai leido parinkti

formavimo mišinių maišymo trukmę sudėtiniu komponentų padavimo į formavimo mišinio

paruošimo maišyklę eiliškumą rišiklio rišimosi laikus įvertinant priedų poveikį cemento mineralų

hidratacijos procesui Nustatyta kad pradiniame etape reikia vandenyje permaišyti orą įtraukiatį ir

mišinį plastifikuojanti priedus ir cementą po to maišyti PPS smulkius trupinius ir tik po to į

formavimo mišinių paruošimo maišyklę dėti PS granules Bendra formavimo mišinio paruošimo

trukmė siekia 7 ndash 10 min Laboratorinėmis salygomis paruoštu formavimo mišiniu buvo užpildomos

bandinių formavimui skirtos formos Suformuoti bandiniai iš formų buvo išimami po 12 val

sudedami į polietileninius maišus ir natūraliose sąlygose buvo kietinami 28 paras

Kompozito bandinių fizikinės savybės bei sudėtinių kompozito komponentų tarpusavio jungties

pobūdis kontakto zonoje buvo nustatomos tiriant bandinius pagal galiojančius techninius

reikalavimus VGTU Termoizoliacijos instituto laboratorijose sukomplektuotomis naujausią įranga

Šių tyrimų rezultatai yra pateikiami ataskaitoje plačiau aprašant termoizoliacinio kompozito fizikines

savybes

Darbe buvo sprendžiamas ir armuotų termoizoliacinių lakštų ir jų gamybos technologijos sukūrimas

Lakštų prototipu buvo parinkta dekoratyvinio apdailos laksto konstrukcija sukurta projekto vadovo

ir apginta Lietuvos patentu Nr 4599 Toks techninis sprendimas leido termoizoliacinio kompozito

sluoksnį iš abiejų pusių armuoti stiklo audinio tinkleliu ir sukurti padidinto atsparumo lenkimui

termoizoliacinį lakštą Moksliniais tyrimais buvo nustatyta kad lakštų konstrukcijose galima naudoti

tik 2-8 mm dydžio pūsto stiklo granules o cementine tešlą galima modifikuoti MK priedų iki 30

nuo cemento masės Stiklo audinio tinklelį galima panardinti į cementinės tešlos ir smulkių PS

granulių mišinį esant granulių užpildo kiekiui ne didesniam kaip 50 tešlos mišinio tūrio Optimalus

armuojančių stiklo audinio tinklelių akučių dydis 45times45 mm užtikrinantis sluoksnių esančių

abiejuose tinklelio pusėse stabilią jungtį

Lakštų gamybos išmatavimus lemia gaminami armuojančių tinklelių matmenys Esant tinklo kilimo

pločiui 1000 mm automatiškai išsisprendžia ir lakštų plotis kuris gali būti 500 mm arba 10 m Esant

kitam lakšto pločiui reikalingas tinklelio jungimas kas didina gamybos proceso imlumą ir gamybos

kaštus

Sukurta laboratorinė lakštų gamybos technologija kurioje yra numatyta sekančios operacijos

išvardintos eilės tvarka modifikuotos cementinės tešlos užpilimas ant formos dugno tolygus

cementinės masės paskleidimas armuojančio apatinio tinklelio įspaudimas į cementinę masę

termoizoliacinio cementinio formavimo masės sluoksnio užpilimas į formą ir jos tolygus

paskirstymas viršutinio armuojančio tinklelio uždėjimas ant viršutinio termoizoliacinio kompozito

formavimo masės paviršiaus viršutinio tinklelio dengimas cementine mase jos tolygus paskirstymas

ir įspaudimas į tinklelio akutes Tokiu būdu pagamintas lakštas turi lygų apatinį paviršių ir grubų

25

viršutinį Panaudojus lakštus klojinių konstrukcijose lygus paviršius formuoja galutinai išlygintą

sienos plokštumą reikalaujančią minimalių darbo sąnaudų paviršiaus apdailai Išorinių apdailos

lakštų paviršiaus formavimas bus sprendžiamas ateityje

Įvertinant lakšto paskirtį galime konstatuoti kad termoizoliacines lakšto sąvybes lemia užpildo

granulių kompaktiškas pasiskirstymas lakšto termoizoliacineme sluoksnyje Stambios granulės turi

formuoti karkasą liesdamosios tarpusavyje o tarpai tarp jų turi būti ūžpildyti smulkios frakcijos PPS

trupinių granulėmis Reikia stengtis kad būtų kuo mažiau neužpildytų oro tarpų Lakšto

termoizoliacines sąvybes gerina smulkios frakcijos PS granulių kiekis esantis modifikuotoje

cementinėje tešloje iki 50 tūrio

Lakšto lenkimo stipriui didžiausios įtakos turi armuojančio tinklelio akučių dydis tinklelio sukibimas

su cementine tešla užpildo granulių stabili tarpusavio jungtis bei paties lakšto storis Skaitome kad

mažiausias lakšto storis galėtų būti 25 mm

Pirmais metais viešinant projektą buvo parengtas mokslinis straipsnis apie įvairių priedų poveikį

cementinės matricos porizacijai Be priedų poveikio buvo atsižvelgta į formavimo mišinio maišymo

trukmę Medžiaga apie matricos porėtumo didinimo būdus išsamiai pateikta publikacijoje o

ataskaitoje pateikiama tik nuoroda į straipsnyje pateikiamus tyrimo rezultatus

Žurnale ldquoMokslas ir technikardquo yra supažindinama Lietuvos visuomenė apie Eureka projekto

partnerius projekto tikslus kuriuos turėtų įgyvendinti kiekvienas partneris atskirai darbus

koordinuojant VGTU projekto vadovui Pateikiama projekto trukmė bei nurodomi finansavimo

šaltiniai tame tarpe ir iš Europos struktūrinių fondo lėšų

26

6 Tyrimų mokslinė vertė

Mokslinę liekamąją vertę turi modifikuojančių priedų poveikio cementinės matricos mišinio bei

akmens poretumui tyrimai Ištirta pucolaninio priedo pūsto stiklo gamybos atliekos ndash metakaolino

poveikis cementinės matricos tankiui cemento mineralų hidratacijos procesui mišinio klampai bei

poreto cementinio akmens fizikinėms sąvybėms Ši priklausomybė sujungta kartu su orą įtraukiančiu

ir plastifikuojančių priedų panaudojimu modifikuojant cementinę tešląTyrimų rezultatai yra

apibendrinti moksliniame straipsnyje išsiūstame į Oksfordo universiteto žurnalą bdquoConstruction and

Building Materialsldquo

Porėtų užpildo granulių granuliometrinės sudėties ir jų frakcijų santykis bei porizuotos matricos

kiekio poveikis cementinio termoizoliacinio kompozito savybėms bus apgintas Lietuvos patentu su

tolesniu patentavimu ES

Cementinio termoizoliacinio kompozito ir jo gamybos technologijos sukūrimas leis statyti kokybiškai

naujus namus artimus pasyvaus namo koncepcijos keliamiems reikalavimams

27

7 Išvados ir rekomendacijos

1 Nustatyta kad kompleksinis (MK+FS40+OIP) priedas betonų mineralų hidratacijos procesą

cemento tešloje prailgina iki 1100 min pasiekdamas 60 degC egzoterminio efekto maksimalią

temperatūrą MK modifikuotos cemento tešlos hidratacijos procesas nežymiai pailgėja nors dėl

papildomos pucolaninės reakcijos tarp MK ir cemento hidratacijos produktų egzoterminio efekto

maksimali temperatūra pakyla 8 degC

2 Ištirta kad kompleksinio priedo (FS40+OIP) poveikis mažinant cementinės tešlos tankį labiausiai

pastebimas MK priedų modifikuotoje cementinėje tešloje Modifikuotos cementinės tešlos tankis

sumažėja 33 karto nuo 2158 kgm3 iki 714 kgm3 po 10 min mišinio maišymo Tai yra apie 29

mažesnis tankis nei maltu smėliu modifikuotos cementinės tešlos ir 32 mažesnis tankis nei gryno

cemento porizuotos tešlos Sukietėjusios tešlos ndash porėto betono tankis siekia apie 800 kgm3 tuo tarpu

gryno cementbetonio ndash 1150 kgm3 o maltu smėliu modifikuoto betono ndash 1200 kgm3 Šiuos pokyčius

galima paaiškinti lengvos sutirštintos struktūros formavimo mišinyje susidarymu ir OIP molekulių

adsorbuotų ant cemento dalelių paviršiaus pakankamos jungties suformuotu oro burbuliuku

užtikrinimas

3 Nustatyta kad pucolaniniu priedu MK modifikuota cementinė tešla kartu su kompleksiniais (FS40

ir OIP) priedais įtakoja papildomų naujadarų ndash kalcio hidrosilikatų susidarymą mikro struktūros

pokyčius užtikrinančius submikrokristalinę struktūrą cementinėje matricoje Tai užtikrina mažo

tankio porėto betono pakankamą stiprumą 800 kgm3 tankio porėto betono gniuždymo stipris siekia

25 MPa o lenkimo stipris 10 MPa

4 Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo - 35 tūrio sudaro stambios PS granulės (8-16 mm) Vidutinio

dydžio (4-8 mm) PS granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio PPS trupintos granulės sudaro po 15

kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių ir suformuoti kompaktiškai

užpildyta kompozito struktūrą Sukurtas cementinis termoizoliacinis kompozitas kurio sudėtis

modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3 rišamosios medžiagos

kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia 007Wm∙K

esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

5 Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 - MK o kompozito

RM ir smulkių iki 2 mm stambumo PS granulių tūrių santykis sausame mišinyje yra 11 Sukietėjusio

skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

6 Nustatytas porėtų užpildų PS ir PPS granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis

termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos

laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K) gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos

granulės padengtos porizuota cementine tešla (esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3)

tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai

padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS

granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31) tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per

porizuotą matricą

28

8 Literatūra

Antonovič V Goberis S The effect of different admixture of the properties of refractory conerefe

with portland cement Material science (Medžiagotyra) 4(9) 2003 379-382 p

Asthana R Kumar ADahotre N B2006 Materials Processing and Manufacturing Science

Amsterdam Butterworth-Heinemann 628 p

bdquoAstra ndash polskaldquo firmos tinklalapis internete httpwwwastra-polskacom

Brykov A S Kamaliev R T Mokeev M V 2010 Influence of ultradispersed silica on portland

cement hydration Russian Journal of Applied Chemistry 83(2) 208minus213

Capener J C-M 2009 Properties of Modern Rendering Systems Based on Mineral Binders

Modified by Organic Admixtures Concrete Repair Rehabilitation and Retrofitting II ndash Alexander et

al (eds) Taylor and Francis Group London 863 ndash 869

Davraz M Gunduz L 2005 Engineering properties of amorphous silica as a new natural pozzolan

for use in concrete Cement and Concrete Research 35(7) 1251ndash1261

Du L Folliard K J 2005Mechanisms of entrainment in concrete Cement and Concrete Research

35(8)1463 ndash 1471

Hernaudes-Olivares F Mayer-Lobo P 2011 Experimental Assessment of Comercial One-coat

Renders for Buildings Facades Construction and Building Materials 22 (1) pp 156 ndash 162

Hilal A AThom N H Dawson A R 2015 On void structure and strength of foamed concrete made

without with additives Construction and Building Materials 85 157 ndash 164

Houst Y F Bowen P Perche F Kauppi A Borget P Galmiche L Meins J F Lafuma F

Flatt R J Schober I Banfill P FG Swift D S Myrvold B O Petersenf B G Reknes K

2008 Design and function of novel superplasticizers for more durable high performance concrete

(Superplast Project) Cement and Concrete Research 38(10) 1197 ndash 1209

Hurley J A 2003 UK market survey for foam glas Published by The Waste and Resource Action

Programme The Old Academy 114 p Prieiga per internetą httpwwwwraporguk

Kligys M Laukaitis A Sinica M Sezemanas G Dranseika N 2008 Investigations into the fire

hazard of a composite made from aerated concrete and crushed expanded polystyrene waste

Mechanics of Composite Materials 44(2) 173 ndash 180

Kligys M 2009 Kompozitinės medžiagos iš poringosios cemento tešlos ir trupinto polistireninio

putplasčio gamybos technologija ir savybės Daktaro disertacija Vilnius 137 p

Landensivu J 2012 Durability properties and actual deterioration of Finish concrete fasades and

balcones Thesis for the degree of doctor of science in technology Tampere university of technology

117 p

Lauzon M Garcia-Ruiz P A 2009 Evaluation of Capillary Water Absorbtion in Rendering Mortars

with Powdered Waterproofing Additives Construction and Building Materials 23 (10) 3287 ndash 3291

Lianxiang D Kevin J 2005 Mechanizm of air entrainment in concrete Cement and Concrete

research (35) 1463-1471 p

Limbachiya M Meddah M S Fotiadou S 2012 Performance of granulated foam glass concrete

Construction and Building materials 28(1) 759ndash768

LST EN 197-12011 Cementas 1 dalis Įprastinių cementų sudėtis techniniai reikalavimai ir atitikties

kriterijai

LST EN 196-62010 Cemento bandymų metodai 6 dalis Smulkumo nustatymas

29

LST EN 196-32005 Cemento bandymų metodai 3 dalis Rišimosi trukmių ir tūrio pastovumo

nustatymas

LST EN 933-12002 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 1 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Sijojimo metodas

LST EN 933-22001 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 2 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Analiziniai sietai Vardiniai akelių matmenys

LST ISO 3310-12003 Laboratoriniai sietai Techniniai reikalavimai ir bandymai 1 dalis

Laboratoriniai pinto metalinio vielinio tinkle sietai (tpt ISO 3310-12000) LST EN 1097-62003

Užpildų mechaninių ir fizikinių savybių nustatymo metodai 6 dalis Dalelių tankio ir įmirkio

nustatymas

LST EN 1015-3+A12004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 3 Determination of

Consistence of Fresh Mortar (by Flow Table)

LST EN 1015-102004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 10 Determination of Dry

Bulk Density of Hardened Mortar

LST EN 1015-112002 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 11 Determination of

Flexural and Compressive Strength of Hardened Mortar

LST EN 1015-182003 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of Water

Absorption Coefficient Due to Capillary Action of Hardened Mortar

LST EN 1015-122004 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of

Adhesive Strength of Hardened Rendering and Plastering Mortars on Substrates

LST EN 120892013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiai Elgsenos lenkiant nustatymas

LST EN 16022013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiaiTariamojo tankio nustatymas

LST EN 826 Statybinės termoizoliacines medžiagos Stiprio gniuždant nustatymas

LST EN 126642002 Šiluminės statybinių medžiagų ir gaminių charakteristikos Šiluminės varžos

nustatymas apsaugotos karštosios plokštės ir šilumos srauto matuoklio metodais Vidutinės ir mažos

šiluminės varžos sausi ir drėgni gaminiai

LST EN ISO 125712013 Hygrothermal Performance of Building Materials and Products -

Determination of Hygroscopic Sorption Properties

LST CENTS 772 -222006 Mūro gaminių bandymo metodai 22 dalis Keraminių mūro gaminių

atsparumo šalčiui nustatymas

LST L 1413112005 Statybinis skiedinys Bandymo metodai Atsparumo šalčiui nustatymas

LVS 203-22005 Sakret stiklo audinio armavimo tinklelis

Marčiukaitis G 2007 Statybinės medžiagos ir konstrukcijos Paskaitų konspektas Vilnius 88 p

Mисников O С Тимофеев АВ Черткова ЕЮ 2011 Гидрофобизация минеральных

дисперсных материалов добавками на основе торфа Труды Инсторфа 2 (55)15 ndash 33

Oğuzhan Keleştemur Bahar Demirel 2015 Effect of metakaolin on the corrosion resistance of

structural lightweight concrete Construction and Building Materials 81172 - 178

Quercia G Huumlsken G Brouwers H J 2012 Water demand of amorphous nanosilica and its

impact on the workability of cement paste Cement and Concrete Research 42(2) 344ndash357

Paruta V A Brynzin E I 2009 Manual on Designing and Erecting of Buildings using the Products

with Trademark UDK GAZOBETON Dnepropetrovsk 213 p

30

Ramachandran V S 1998 Superplasticizersproperties and applications in concrete Ottawa

Materials Technology LaboratoryCANMET

Ries J 2008 Structural lightweight aggregate and concrete Structure June 62-63

Ru Ji Zuotai Zhang Yang He Lili Liu Xidong Wang 2015Synthesis characterization and modeling

of new building insulation material using ceramic polishing waste residue Construction and Building

Materials 85 119 ndash 126

Сеземан Г Синица М Клигис М Шепутите-Юцике Ю Вайткус С Мечай А 2013

Цементные строительные композиты на основе лёгких заполнителей из техногенного сырья

Материалы международной научно ndash технической конференции laquo Наука и технология

строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29 ноября Минск

БГТУ 21 ndash 24

Sezemanas G Sinica M Zacharčenko P Pivenj N Mikulskis D Kligys M 2013 Influence

of zeolite additive on the properties of plaster used for external walls from autoclaved aerated

concrete Materials Science (Medžiagotyra) 19(2) 222ndash229

Синица М Шепутите-Юцике Ю Сеземан Г Клигис М Мечай А 2013 Особенности

выполнения ограждающих конструкций с использованием заливной теплоизоляции на основе

гранул вспученного стекла Материалы международной научноndash технической конференции laquo

Наука и технология строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29

ноября Минск БГТУ 69 ndash 72

Sinica MSezemanas GKligys M Česokas S 2007 Investigation of hydro ndash and higro ndash sorption

properties of silicate masonry products Materials Science (Medžiagotyra) 13(3) 229ndash 234

Sinica M Sezemanas G Chesnauskas V 2005 Influence of Air Absorbing Additive on Plaster

Layer Properties Designated to Cover Partions Built from Autoclave Porous Concrete Blocks

Chemical Technology (Cheminė technologija) 4 (38) 91 ndash 95

Sinica M Laukaitis A Sezemanas G Kligys M 2008 Operational Properties of a Heat-insulation

Composite with Expanded Polystyrene Crumbs Mechanics of Composite Materials 4 (44) 415 ndash 424

Sinica M Sezeman G Mikulskis D Kligys M Česnauskas V Zacharčenko P Kuprijenko

P Ščerbina N Pivenj N 2009 Investigation of the composite material with inclusions of

autoclaved aerated concrete chips Materials science 15 ( 4) 356ndash362

Sinica M Sezeman G Zakharchenko P 2012 Daugiasluoksnė lauko atitvara ir jos džiovinimo

būdas Patentas LT5837B

Стерлятов АН 2007 Совместный тепло- и влаго- перенос в ограждающих конструкциях

зданий из газобетона Дисертация кандидата технических наук Новосибиpск 167 с

Tobon J I Paya Jordy Restrepo O J 2015 Study of durability of portland cement mortars blended

with silica nanoparticles Construction and Building Materials 80 92 - 97

STR 205012005 Pastatų atitvarų šiluminė technika Statybos technikos reglamentai Statybos ir

urbanistikos ministerija Vilnius 2005 109p

STR 201102007 Išorės tinkuojamos sudėtinės termoizoliacinės sistemos Statybos technikos

reglamentai Statybos ir urbanistikos ministerija Vilnius 2007 p

Šadauskienė J Ramanauskas J Stankevičius V 2003 Effect of hydrophobicmaterials on water

impermeability and drying of finish brick mansory Material science (medžiagotyra) 9 (1) 94 - 98

Ungkoon Y Sittipunt Ch Namprakai P Jetipattaranat W Kim KS Charinpanitkul T 2007

Analysis of microstructure and properties of autoclaved aerated concrete wall construction materials

Journal of Industrial and Engineering Chemistry 13(7) 1103ndash1108

31

Weigler H Karl S 1980 Structural lightweight aggregate concrete with reduced density-

lightweight aggregate foamed concrete The International Journal of Lightweight Concrete 2 101ndash

104

Xu Y Chung D D L 1999a Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behaviour

of cement paste ACI Materials Journal 96(4) 455minus461

Xu Y Chung D D L 2000a Improving silica fume cement by using silane Cement and Concrete

Research 30(8) 1305- 1311

Zain M F M Safiuddin Md Mahmud H 2000 Developement of high performance concrete

using silica fume at relatively high water-binder rations Cement and Concrete Research 30(9) 1501

ndash 1505

Захарченко П Синица М Сеземан Г Чеснаускас В 2009 Изменение влажности стеновых

конструкций из ячеистобетонных блоков с системой скреплённой теплоизоляции Будiвельнi

матерiали вироби та санiтарна технiка науково-технiчний збiрник Киев Товариство

laquoЗнаниеraquo Украiни (23) 50 ndash 53234

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje

Page 17: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

17

8 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam gniuždymo stipriui

9 pav Rišamosios medžiagos kiekio priklausomybė kompozitų vidutiniam lenkimo stipriui

10 pav Kompozitų vidutinio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo šaldymo ciklų

a b c d 11 pav Kompozitai po 100 šaldymo ciklų a ndash 1 sudėtis b ndash 2 sudėtis c ndash 3 sudėtis d ndash 6 sudėtis

18

32 Lakštų rišamosios medžiagos parinkimas ir savybių tyrimas

Šie tyrimai labai aktualūs lakšto apdailino sluoksnio formavimo mišiniui kurį kaip tik ir sudaro

portlandcementis FS40 polikarboksilatas ir 10 portlandcemenčio keičiantis MK Technologiškai

yra svarbu kad formuojant po pirmo pasluoksnio suformavimo galima būtų kuo greičiau įspausti

armuojantį stiklo audinio tinklelį į cementinę tešlą Tai padėjo atlikti 10 portlandcemenčio

keičiantis MK ir 02 PC masės polikarboksilatinio superplastiklio FS ndash 40 priedas

FS-40 polikarboksilatinio superplastiklio ir MK poveikis portlandcemenčio mineralų hidratacijai

pateiktas 12 pav

12 pav Egzotermijos efekto temperatūrų kaitos priklausomybė nuo laiko 1 ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC +

MK 4 - PC + MK + FS40

Gauti duomenys rodo kad ir MK ir FS-40 priedai lėtina PC mineralų hidrataciją bei žemina

egzoterminio efekto temperatūrą jei gryno cemento Tegzo = 95 ˚C tegzo = 420 min (12 pav 1 kr) tai

esant mišinyje abiems priedams Tegzo sumažėja iki 65 ˚C o tegzo pailgėja iki 1070 min (12 pav4 kr)

Šių priedų poveikis siūlių sukietėjusio skiedinio tankiui pateiktas 13 pav

13 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio tankiui 1 ndash PC 2 ndash

PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

13 pav duomenys rodo kad superplastiklio priedas padidina sukietėjusio skiedinio tankį 125 (13

pav 2 kr) tuo tarpu MK pakaitalas jį 10 mažina 13 pav 3 kr) todėl abiejų medžiagų (priedo ir

pakaitalo) poveikyje tankis sumažėjo nežymiai (apie 5 ) Jų poveikis gniuždymo stipriui pateiktas

14 o lenkimo ndash 15 pav

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

20

30

40

50

60

70

80

90

100T

emp

erat

ucircra

0C

Laikas min

1

3

2

4

19

14 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio gniuždymo stipriui 1

ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

15 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio lenkimo stipriui 1 ndash

PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

Atliktų tyrimų rezultatai parodė kad superplastiklio priedas padidina kaip gniuždymo taip ir lenkimo

sukietėjusio skiedinio stiprį atitinkamai 8 ir 26 (14 ir 15 pav 1 ir 2 kr) tuo tarpu MK daro

teigiamą poveikį tik lenkimo stipriui (15 pav 3 kr)

33 Lengvojo užpildo ir RM santykio nustatymas apdailiname sluoksnyje

ir jo savybių tyrimas

Siekiant pagerinti apdailinio sluoksnio termoizoliacines savybes į formavimo mišinį buvo pridedama

smulkiosios iki 2 mm PS frakcijos granulių kurių tūris sudarė atitinkamai 25 ir 50 RM tūrio

Tankio ir stipruminių savybių kaita priklausomai nuo PS granulių tūrio pavaizduota 16 ir 17 pav

20

16 pav Apdailinio sluoksnio tankio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

17 pav Apdailinio sluoksnio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

18 pav Apdailinio sluoksnio lenkimo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

Gauti duomenys rodo kad sukietėjusio skiedinio tankis ir stiprumas proporcingai mažėja nuo PS

granulių tūrio didėjimo formavimo mišinyje Optimalus PS užpildo kiekis buvo nustatytas lyginant

suformuotų plokštelių fasado paviršius (19 pav)

21

19 pav Apdailinio sluoksnio paviršiaus kokybės priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo

mišinyje 1 ndash 25 2 ndash 50 3- 60 4 ndash 75

Vizualiai lyginant gautų paviršių kokybę galima teigti kad PS granulių tūris formavimo mišinyje

turi būti ne didesnis kaip 50

34 Porėtų PS granulių dydžio poveikis lakšto termoizoliacinio sluoksnio fizikinėms

mechaninėms savybėms

Nustatant PS granulių dydį iš pradžių buvo panaudotos ir stambiosios (8divide16 mm) frakcijos granulės

tačiau tokio kompozito sukibimas su apdailinio sluoksnio stiklo tinkleliu nebuvo kokybiškas dėl

stambių neužpildytų cementine tešla ertmių tarp užpildo granulių Dėl šios priežasties šių bandinių

lenkimo stipris nesiekdavo net 01 MPa o pats bandinys išsisluoksniuodavo (20 pav) tuo tarpu

vidutinės (4divide8 mm) ir smulkiosios (iki 2 mm) PS frakcijos bandiniai po bandymo likdavo

neišsisluoksniavę Norint pagerinti badinių su stambiąja PS frakcija sukibimą su tinkleliu teko

naudoti daugiau cementinės tešlos glaistant ja ant tinklelio paviršiaus nes tešla prasmukdavo pro

tinklelio akutes į ertmes tarp stambiosios frakcijos granulių kas blogino kompozito termoizoliacines

savybes Todėl stambiosios frakcijos granulių tolesniuose tyrimuose teko atsisakyti 6 lentelėje

pateiktos tirtų kompozitų savybių vertės Geriausiomis termoizoliacinėmis savybėmis pasižymi LV

ndash 7 sudėties kompozitas kurio šilumos laidumo koeficientas turi mažiausią vertę ndash 0075 WmmiddotK o

jo stipruminės savybės ne žymiai nusileidžia kitų kompozitų su didesniu RM kiekiu savybėms 20

pav pateikta kompozito bandinių struktūra su stambiosios ir smulkiosios PS frakcijų granulėmis

20 pav Termoizoliacinio sluoksnio bandinių vaizdas po lenkimo stiprio nustatymo bandiniai su stambia PS granulių frakcija (be numeracijos) smulkiosios ir vidutinės frakcijos bandiniai

pažymėti 32 ir 52

22

6 lentelė Kompozitų su porėtais užpildais savybės

Kompozitų šifrai atitinka 3 lentelės šiframs

Lenkimo stipris buvo nustatomas bandant prizmes su įtvirtintu iš abiejų pusių stiklo audinio tinkleliu

a b

21 pav Lakšto termoizoliacinio sluoksnio struktūra kai užpildą sudaro PPS (30 visų užpildo tūrio)

ir PS granulės a ndash stambiosios frakcijos b ndash smulkiosios frakcijos (LV ndash 5) sudėtis ir smulkiosios ndash

vidutinės frakcijos (LV- 7) sudėtis

Kompozito

šifras

Sausasis tankis

kgm3

Gniuždymo

stipris MPa

Lenkimo stipris

MPa

Šilumos laidumo

koeficientas 10

W(mK)

LV-1 420 065 070 0135

LV-2

LV -3

LV-4

LV-5

LV-6

LV-7

385

375

355

330

280

240

060

055

050

050

045

040

065

050

050

045

040

030

0130

0125

0100

0090

0080

0075

23

4 Bendradarbiavimas su projekto partneriais

Glaudžiausias bendradarbiavimas buvo vykdomas su Projekto partneriu iš Lietuvos ndash UAB ldquoElnet

Grouprdquo Ūkio subjektas pastoviai buvo supažindinamas su vykdomais moksliniais tyrimais bei

gautais tyrimų rezultatais Buvo diskutuojama kaip būtų galima juos įgyvendinti praktikoje Darbų

pasiskirstimas tarp Projekto partnerių reikalauja tampraus bendradarbiavimo kad ūkio subjektas

galėtų sukurti technologinę įrangą sugebančia pasiekti tyrimais nustatytus cementinio

termoizoliacinio kompozito technologinius parametrus Kartu buvo išbandomi technologinių

įrengimų ndash maišyklės formavimo mišinio sudėtinių komponentų maišymo principas bei darbinio

maišyklės veleno konstrukcija Daug problėmų kėlė paruošto mišinio transportavimas lanksčių žarnų

pagalba į tarpą tarp klojinių Cementinio termoizoliacinio kompozito sudėtiniai komponentai ndash

užpildo granulės (padengtos apvalios pūsto stiklo tuščiavidurės formos kevalu) turi nedidelį

atsparūmą gniuždymui ir veikiant didesnei spaudimo jėgai turi galimybę suirti Bendradarbiaujant

su Slovakijos firma bdquoSTROJSTAV CMldquo ši problema buvo išspręsta

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu Pirmoje komandiruotėje buvome susitikę su mokslinės dalies

vadove Eva Navratilova kuri sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės

praktikos Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami

cementinio termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų

tarpusavio jungties pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku

aptarėme bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo

sistemų tyrimus Lietuvoje buvo suformuoti bandiniai o Libereco universitete atliekami triukšmo

slopinimo sistemos elementų dinaminio standžio matavimai Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių

metu Čekijos ūkio subjekto atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su poretų granulių gamyba iš

maltų šlako atliekų ir kartu numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei

sieninių panelių gamyboje Bendradarbiavimas tarp partneriu bus tęsiamas per visą Projekto

vykdymo laikotarpį

24

5 Projekto etapai ir tarpiniai rezultatai

Pirmame projekto etape turėjome parinkti termoizoliacinio cementinio kompozito skirto sienų

konstrukcijoms formavimo mišinio parametrus Darbo eigoje nustatyta kad termoizoliacinio

cementinio kompozito matrica turi sudaryti porizuota cementinė tešla modifikuota pūsto stiklo

gamybos atlieka ndash metakaolino priedu Kompozito užpildu kuris sudaro 100 tūrio yra

kombinuotos PS granulės pagamintos iš stiklo duženų miltų ir polistireninės taros susmulkinti

trupiniai PS granulės yra skirtingų frakcijų nuo 4 iki 16 mm dydžio ir kompozite tartusavyje liečiasi

tokiu būdu suformuodami termoizoliacinės medžiagos bdquokarkasąldquo PPS smulkūs trupiniai užpildo

tarpus tarp PS granulių ir tokiu būdu mažino laisvo oro erdvę kompozito struktūroje Šis faktorius

turi tiesioginę įtaką kompozito šilumos laidumo vertei Kompozito užpildas tarpusavyje jungiamas

plonu porizuotos modifikuotos cementinės tešlos sluoksniu Taip yra gaunamas lengvas cementinis

termoizoliacinis kompozitas kurio tankis siekia 230 ndash 250 kgm3 šilumos laidumo koeficientas yra

apie 007 WmmiddotK gniuždymo stipris apie 03 MPa

Kitas uždavinys buvo sukurti termoizoliacinio cementinio kompozito gamybos technologiją

Sprendžiant šią užduotį buvo ištirtas modifikuojančių priedų ir jų maišymo trukmės poveikis

cementinės matricos savybėms rišamosios medžiagos ir skirtingos frakcijos granulių kiekio įtaka

termoizoliacinio sukietėjusio kompozito savybėms Atlikti moksliniai tyrimai leido parinkti

formavimo mišinių maišymo trukmę sudėtiniu komponentų padavimo į formavimo mišinio

paruošimo maišyklę eiliškumą rišiklio rišimosi laikus įvertinant priedų poveikį cemento mineralų

hidratacijos procesui Nustatyta kad pradiniame etape reikia vandenyje permaišyti orą įtraukiatį ir

mišinį plastifikuojanti priedus ir cementą po to maišyti PPS smulkius trupinius ir tik po to į

formavimo mišinių paruošimo maišyklę dėti PS granules Bendra formavimo mišinio paruošimo

trukmė siekia 7 ndash 10 min Laboratorinėmis salygomis paruoštu formavimo mišiniu buvo užpildomos

bandinių formavimui skirtos formos Suformuoti bandiniai iš formų buvo išimami po 12 val

sudedami į polietileninius maišus ir natūraliose sąlygose buvo kietinami 28 paras

Kompozito bandinių fizikinės savybės bei sudėtinių kompozito komponentų tarpusavio jungties

pobūdis kontakto zonoje buvo nustatomos tiriant bandinius pagal galiojančius techninius

reikalavimus VGTU Termoizoliacijos instituto laboratorijose sukomplektuotomis naujausią įranga

Šių tyrimų rezultatai yra pateikiami ataskaitoje plačiau aprašant termoizoliacinio kompozito fizikines

savybes

Darbe buvo sprendžiamas ir armuotų termoizoliacinių lakštų ir jų gamybos technologijos sukūrimas

Lakštų prototipu buvo parinkta dekoratyvinio apdailos laksto konstrukcija sukurta projekto vadovo

ir apginta Lietuvos patentu Nr 4599 Toks techninis sprendimas leido termoizoliacinio kompozito

sluoksnį iš abiejų pusių armuoti stiklo audinio tinkleliu ir sukurti padidinto atsparumo lenkimui

termoizoliacinį lakštą Moksliniais tyrimais buvo nustatyta kad lakštų konstrukcijose galima naudoti

tik 2-8 mm dydžio pūsto stiklo granules o cementine tešlą galima modifikuoti MK priedų iki 30

nuo cemento masės Stiklo audinio tinklelį galima panardinti į cementinės tešlos ir smulkių PS

granulių mišinį esant granulių užpildo kiekiui ne didesniam kaip 50 tešlos mišinio tūrio Optimalus

armuojančių stiklo audinio tinklelių akučių dydis 45times45 mm užtikrinantis sluoksnių esančių

abiejuose tinklelio pusėse stabilią jungtį

Lakštų gamybos išmatavimus lemia gaminami armuojančių tinklelių matmenys Esant tinklo kilimo

pločiui 1000 mm automatiškai išsisprendžia ir lakštų plotis kuris gali būti 500 mm arba 10 m Esant

kitam lakšto pločiui reikalingas tinklelio jungimas kas didina gamybos proceso imlumą ir gamybos

kaštus

Sukurta laboratorinė lakštų gamybos technologija kurioje yra numatyta sekančios operacijos

išvardintos eilės tvarka modifikuotos cementinės tešlos užpilimas ant formos dugno tolygus

cementinės masės paskleidimas armuojančio apatinio tinklelio įspaudimas į cementinę masę

termoizoliacinio cementinio formavimo masės sluoksnio užpilimas į formą ir jos tolygus

paskirstymas viršutinio armuojančio tinklelio uždėjimas ant viršutinio termoizoliacinio kompozito

formavimo masės paviršiaus viršutinio tinklelio dengimas cementine mase jos tolygus paskirstymas

ir įspaudimas į tinklelio akutes Tokiu būdu pagamintas lakštas turi lygų apatinį paviršių ir grubų

25

viršutinį Panaudojus lakštus klojinių konstrukcijose lygus paviršius formuoja galutinai išlygintą

sienos plokštumą reikalaujančią minimalių darbo sąnaudų paviršiaus apdailai Išorinių apdailos

lakštų paviršiaus formavimas bus sprendžiamas ateityje

Įvertinant lakšto paskirtį galime konstatuoti kad termoizoliacines lakšto sąvybes lemia užpildo

granulių kompaktiškas pasiskirstymas lakšto termoizoliacineme sluoksnyje Stambios granulės turi

formuoti karkasą liesdamosios tarpusavyje o tarpai tarp jų turi būti ūžpildyti smulkios frakcijos PPS

trupinių granulėmis Reikia stengtis kad būtų kuo mažiau neužpildytų oro tarpų Lakšto

termoizoliacines sąvybes gerina smulkios frakcijos PS granulių kiekis esantis modifikuotoje

cementinėje tešloje iki 50 tūrio

Lakšto lenkimo stipriui didžiausios įtakos turi armuojančio tinklelio akučių dydis tinklelio sukibimas

su cementine tešla užpildo granulių stabili tarpusavio jungtis bei paties lakšto storis Skaitome kad

mažiausias lakšto storis galėtų būti 25 mm

Pirmais metais viešinant projektą buvo parengtas mokslinis straipsnis apie įvairių priedų poveikį

cementinės matricos porizacijai Be priedų poveikio buvo atsižvelgta į formavimo mišinio maišymo

trukmę Medžiaga apie matricos porėtumo didinimo būdus išsamiai pateikta publikacijoje o

ataskaitoje pateikiama tik nuoroda į straipsnyje pateikiamus tyrimo rezultatus

Žurnale ldquoMokslas ir technikardquo yra supažindinama Lietuvos visuomenė apie Eureka projekto

partnerius projekto tikslus kuriuos turėtų įgyvendinti kiekvienas partneris atskirai darbus

koordinuojant VGTU projekto vadovui Pateikiama projekto trukmė bei nurodomi finansavimo

šaltiniai tame tarpe ir iš Europos struktūrinių fondo lėšų

26

6 Tyrimų mokslinė vertė

Mokslinę liekamąją vertę turi modifikuojančių priedų poveikio cementinės matricos mišinio bei

akmens poretumui tyrimai Ištirta pucolaninio priedo pūsto stiklo gamybos atliekos ndash metakaolino

poveikis cementinės matricos tankiui cemento mineralų hidratacijos procesui mišinio klampai bei

poreto cementinio akmens fizikinėms sąvybėms Ši priklausomybė sujungta kartu su orą įtraukiančiu

ir plastifikuojančių priedų panaudojimu modifikuojant cementinę tešląTyrimų rezultatai yra

apibendrinti moksliniame straipsnyje išsiūstame į Oksfordo universiteto žurnalą bdquoConstruction and

Building Materialsldquo

Porėtų užpildo granulių granuliometrinės sudėties ir jų frakcijų santykis bei porizuotos matricos

kiekio poveikis cementinio termoizoliacinio kompozito savybėms bus apgintas Lietuvos patentu su

tolesniu patentavimu ES

Cementinio termoizoliacinio kompozito ir jo gamybos technologijos sukūrimas leis statyti kokybiškai

naujus namus artimus pasyvaus namo koncepcijos keliamiems reikalavimams

27

7 Išvados ir rekomendacijos

1 Nustatyta kad kompleksinis (MK+FS40+OIP) priedas betonų mineralų hidratacijos procesą

cemento tešloje prailgina iki 1100 min pasiekdamas 60 degC egzoterminio efekto maksimalią

temperatūrą MK modifikuotos cemento tešlos hidratacijos procesas nežymiai pailgėja nors dėl

papildomos pucolaninės reakcijos tarp MK ir cemento hidratacijos produktų egzoterminio efekto

maksimali temperatūra pakyla 8 degC

2 Ištirta kad kompleksinio priedo (FS40+OIP) poveikis mažinant cementinės tešlos tankį labiausiai

pastebimas MK priedų modifikuotoje cementinėje tešloje Modifikuotos cementinės tešlos tankis

sumažėja 33 karto nuo 2158 kgm3 iki 714 kgm3 po 10 min mišinio maišymo Tai yra apie 29

mažesnis tankis nei maltu smėliu modifikuotos cementinės tešlos ir 32 mažesnis tankis nei gryno

cemento porizuotos tešlos Sukietėjusios tešlos ndash porėto betono tankis siekia apie 800 kgm3 tuo tarpu

gryno cementbetonio ndash 1150 kgm3 o maltu smėliu modifikuoto betono ndash 1200 kgm3 Šiuos pokyčius

galima paaiškinti lengvos sutirštintos struktūros formavimo mišinyje susidarymu ir OIP molekulių

adsorbuotų ant cemento dalelių paviršiaus pakankamos jungties suformuotu oro burbuliuku

užtikrinimas

3 Nustatyta kad pucolaniniu priedu MK modifikuota cementinė tešla kartu su kompleksiniais (FS40

ir OIP) priedais įtakoja papildomų naujadarų ndash kalcio hidrosilikatų susidarymą mikro struktūros

pokyčius užtikrinančius submikrokristalinę struktūrą cementinėje matricoje Tai užtikrina mažo

tankio porėto betono pakankamą stiprumą 800 kgm3 tankio porėto betono gniuždymo stipris siekia

25 MPa o lenkimo stipris 10 MPa

4 Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo - 35 tūrio sudaro stambios PS granulės (8-16 mm) Vidutinio

dydžio (4-8 mm) PS granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio PPS trupintos granulės sudaro po 15

kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių ir suformuoti kompaktiškai

užpildyta kompozito struktūrą Sukurtas cementinis termoizoliacinis kompozitas kurio sudėtis

modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3 rišamosios medžiagos

kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia 007Wm∙K

esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

5 Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 - MK o kompozito

RM ir smulkių iki 2 mm stambumo PS granulių tūrių santykis sausame mišinyje yra 11 Sukietėjusio

skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

6 Nustatytas porėtų užpildų PS ir PPS granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis

termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos

laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K) gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos

granulės padengtos porizuota cementine tešla (esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3)

tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai

padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS

granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31) tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per

porizuotą matricą

28

8 Literatūra

Antonovič V Goberis S The effect of different admixture of the properties of refractory conerefe

with portland cement Material science (Medžiagotyra) 4(9) 2003 379-382 p

Asthana R Kumar ADahotre N B2006 Materials Processing and Manufacturing Science

Amsterdam Butterworth-Heinemann 628 p

bdquoAstra ndash polskaldquo firmos tinklalapis internete httpwwwastra-polskacom

Brykov A S Kamaliev R T Mokeev M V 2010 Influence of ultradispersed silica on portland

cement hydration Russian Journal of Applied Chemistry 83(2) 208minus213

Capener J C-M 2009 Properties of Modern Rendering Systems Based on Mineral Binders

Modified by Organic Admixtures Concrete Repair Rehabilitation and Retrofitting II ndash Alexander et

al (eds) Taylor and Francis Group London 863 ndash 869

Davraz M Gunduz L 2005 Engineering properties of amorphous silica as a new natural pozzolan

for use in concrete Cement and Concrete Research 35(7) 1251ndash1261

Du L Folliard K J 2005Mechanisms of entrainment in concrete Cement and Concrete Research

35(8)1463 ndash 1471

Hernaudes-Olivares F Mayer-Lobo P 2011 Experimental Assessment of Comercial One-coat

Renders for Buildings Facades Construction and Building Materials 22 (1) pp 156 ndash 162

Hilal A AThom N H Dawson A R 2015 On void structure and strength of foamed concrete made

without with additives Construction and Building Materials 85 157 ndash 164

Houst Y F Bowen P Perche F Kauppi A Borget P Galmiche L Meins J F Lafuma F

Flatt R J Schober I Banfill P FG Swift D S Myrvold B O Petersenf B G Reknes K

2008 Design and function of novel superplasticizers for more durable high performance concrete

(Superplast Project) Cement and Concrete Research 38(10) 1197 ndash 1209

Hurley J A 2003 UK market survey for foam glas Published by The Waste and Resource Action

Programme The Old Academy 114 p Prieiga per internetą httpwwwwraporguk

Kligys M Laukaitis A Sinica M Sezemanas G Dranseika N 2008 Investigations into the fire

hazard of a composite made from aerated concrete and crushed expanded polystyrene waste

Mechanics of Composite Materials 44(2) 173 ndash 180

Kligys M 2009 Kompozitinės medžiagos iš poringosios cemento tešlos ir trupinto polistireninio

putplasčio gamybos technologija ir savybės Daktaro disertacija Vilnius 137 p

Landensivu J 2012 Durability properties and actual deterioration of Finish concrete fasades and

balcones Thesis for the degree of doctor of science in technology Tampere university of technology

117 p

Lauzon M Garcia-Ruiz P A 2009 Evaluation of Capillary Water Absorbtion in Rendering Mortars

with Powdered Waterproofing Additives Construction and Building Materials 23 (10) 3287 ndash 3291

Lianxiang D Kevin J 2005 Mechanizm of air entrainment in concrete Cement and Concrete

research (35) 1463-1471 p

Limbachiya M Meddah M S Fotiadou S 2012 Performance of granulated foam glass concrete

Construction and Building materials 28(1) 759ndash768

LST EN 197-12011 Cementas 1 dalis Įprastinių cementų sudėtis techniniai reikalavimai ir atitikties

kriterijai

LST EN 196-62010 Cemento bandymų metodai 6 dalis Smulkumo nustatymas

29

LST EN 196-32005 Cemento bandymų metodai 3 dalis Rišimosi trukmių ir tūrio pastovumo

nustatymas

LST EN 933-12002 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 1 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Sijojimo metodas

LST EN 933-22001 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 2 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Analiziniai sietai Vardiniai akelių matmenys

LST ISO 3310-12003 Laboratoriniai sietai Techniniai reikalavimai ir bandymai 1 dalis

Laboratoriniai pinto metalinio vielinio tinkle sietai (tpt ISO 3310-12000) LST EN 1097-62003

Užpildų mechaninių ir fizikinių savybių nustatymo metodai 6 dalis Dalelių tankio ir įmirkio

nustatymas

LST EN 1015-3+A12004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 3 Determination of

Consistence of Fresh Mortar (by Flow Table)

LST EN 1015-102004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 10 Determination of Dry

Bulk Density of Hardened Mortar

LST EN 1015-112002 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 11 Determination of

Flexural and Compressive Strength of Hardened Mortar

LST EN 1015-182003 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of Water

Absorption Coefficient Due to Capillary Action of Hardened Mortar

LST EN 1015-122004 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of

Adhesive Strength of Hardened Rendering and Plastering Mortars on Substrates

LST EN 120892013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiai Elgsenos lenkiant nustatymas

LST EN 16022013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiaiTariamojo tankio nustatymas

LST EN 826 Statybinės termoizoliacines medžiagos Stiprio gniuždant nustatymas

LST EN 126642002 Šiluminės statybinių medžiagų ir gaminių charakteristikos Šiluminės varžos

nustatymas apsaugotos karštosios plokštės ir šilumos srauto matuoklio metodais Vidutinės ir mažos

šiluminės varžos sausi ir drėgni gaminiai

LST EN ISO 125712013 Hygrothermal Performance of Building Materials and Products -

Determination of Hygroscopic Sorption Properties

LST CENTS 772 -222006 Mūro gaminių bandymo metodai 22 dalis Keraminių mūro gaminių

atsparumo šalčiui nustatymas

LST L 1413112005 Statybinis skiedinys Bandymo metodai Atsparumo šalčiui nustatymas

LVS 203-22005 Sakret stiklo audinio armavimo tinklelis

Marčiukaitis G 2007 Statybinės medžiagos ir konstrukcijos Paskaitų konspektas Vilnius 88 p

Mисников O С Тимофеев АВ Черткова ЕЮ 2011 Гидрофобизация минеральных

дисперсных материалов добавками на основе торфа Труды Инсторфа 2 (55)15 ndash 33

Oğuzhan Keleştemur Bahar Demirel 2015 Effect of metakaolin on the corrosion resistance of

structural lightweight concrete Construction and Building Materials 81172 - 178

Quercia G Huumlsken G Brouwers H J 2012 Water demand of amorphous nanosilica and its

impact on the workability of cement paste Cement and Concrete Research 42(2) 344ndash357

Paruta V A Brynzin E I 2009 Manual on Designing and Erecting of Buildings using the Products

with Trademark UDK GAZOBETON Dnepropetrovsk 213 p

30

Ramachandran V S 1998 Superplasticizersproperties and applications in concrete Ottawa

Materials Technology LaboratoryCANMET

Ries J 2008 Structural lightweight aggregate and concrete Structure June 62-63

Ru Ji Zuotai Zhang Yang He Lili Liu Xidong Wang 2015Synthesis characterization and modeling

of new building insulation material using ceramic polishing waste residue Construction and Building

Materials 85 119 ndash 126

Сеземан Г Синица М Клигис М Шепутите-Юцике Ю Вайткус С Мечай А 2013

Цементные строительные композиты на основе лёгких заполнителей из техногенного сырья

Материалы международной научно ndash технической конференции laquo Наука и технология

строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29 ноября Минск

БГТУ 21 ndash 24

Sezemanas G Sinica M Zacharčenko P Pivenj N Mikulskis D Kligys M 2013 Influence

of zeolite additive on the properties of plaster used for external walls from autoclaved aerated

concrete Materials Science (Medžiagotyra) 19(2) 222ndash229

Синица М Шепутите-Юцике Ю Сеземан Г Клигис М Мечай А 2013 Особенности

выполнения ограждающих конструкций с использованием заливной теплоизоляции на основе

гранул вспученного стекла Материалы международной научноndash технической конференции laquo

Наука и технология строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29

ноября Минск БГТУ 69 ndash 72

Sinica MSezemanas GKligys M Česokas S 2007 Investigation of hydro ndash and higro ndash sorption

properties of silicate masonry products Materials Science (Medžiagotyra) 13(3) 229ndash 234

Sinica M Sezemanas G Chesnauskas V 2005 Influence of Air Absorbing Additive on Plaster

Layer Properties Designated to Cover Partions Built from Autoclave Porous Concrete Blocks

Chemical Technology (Cheminė technologija) 4 (38) 91 ndash 95

Sinica M Laukaitis A Sezemanas G Kligys M 2008 Operational Properties of a Heat-insulation

Composite with Expanded Polystyrene Crumbs Mechanics of Composite Materials 4 (44) 415 ndash 424

Sinica M Sezeman G Mikulskis D Kligys M Česnauskas V Zacharčenko P Kuprijenko

P Ščerbina N Pivenj N 2009 Investigation of the composite material with inclusions of

autoclaved aerated concrete chips Materials science 15 ( 4) 356ndash362

Sinica M Sezeman G Zakharchenko P 2012 Daugiasluoksnė lauko atitvara ir jos džiovinimo

būdas Patentas LT5837B

Стерлятов АН 2007 Совместный тепло- и влаго- перенос в ограждающих конструкциях

зданий из газобетона Дисертация кандидата технических наук Новосибиpск 167 с

Tobon J I Paya Jordy Restrepo O J 2015 Study of durability of portland cement mortars blended

with silica nanoparticles Construction and Building Materials 80 92 - 97

STR 205012005 Pastatų atitvarų šiluminė technika Statybos technikos reglamentai Statybos ir

urbanistikos ministerija Vilnius 2005 109p

STR 201102007 Išorės tinkuojamos sudėtinės termoizoliacinės sistemos Statybos technikos

reglamentai Statybos ir urbanistikos ministerija Vilnius 2007 p

Šadauskienė J Ramanauskas J Stankevičius V 2003 Effect of hydrophobicmaterials on water

impermeability and drying of finish brick mansory Material science (medžiagotyra) 9 (1) 94 - 98

Ungkoon Y Sittipunt Ch Namprakai P Jetipattaranat W Kim KS Charinpanitkul T 2007

Analysis of microstructure and properties of autoclaved aerated concrete wall construction materials

Journal of Industrial and Engineering Chemistry 13(7) 1103ndash1108

31

Weigler H Karl S 1980 Structural lightweight aggregate concrete with reduced density-

lightweight aggregate foamed concrete The International Journal of Lightweight Concrete 2 101ndash

104

Xu Y Chung D D L 1999a Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behaviour

of cement paste ACI Materials Journal 96(4) 455minus461

Xu Y Chung D D L 2000a Improving silica fume cement by using silane Cement and Concrete

Research 30(8) 1305- 1311

Zain M F M Safiuddin Md Mahmud H 2000 Developement of high performance concrete

using silica fume at relatively high water-binder rations Cement and Concrete Research 30(9) 1501

ndash 1505

Захарченко П Синица М Сеземан Г Чеснаускас В 2009 Изменение влажности стеновых

конструкций из ячеистобетонных блоков с системой скреплённой теплоизоляции Будiвельнi

матерiали вироби та санiтарна технiка науково-технiчний збiрник Киев Товариство

laquoЗнаниеraquo Украiни (23) 50 ndash 53234

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje

Page 18: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

18

32 Lakštų rišamosios medžiagos parinkimas ir savybių tyrimas

Šie tyrimai labai aktualūs lakšto apdailino sluoksnio formavimo mišiniui kurį kaip tik ir sudaro

portlandcementis FS40 polikarboksilatas ir 10 portlandcemenčio keičiantis MK Technologiškai

yra svarbu kad formuojant po pirmo pasluoksnio suformavimo galima būtų kuo greičiau įspausti

armuojantį stiklo audinio tinklelį į cementinę tešlą Tai padėjo atlikti 10 portlandcemenčio

keičiantis MK ir 02 PC masės polikarboksilatinio superplastiklio FS ndash 40 priedas

FS-40 polikarboksilatinio superplastiklio ir MK poveikis portlandcemenčio mineralų hidratacijai

pateiktas 12 pav

12 pav Egzotermijos efekto temperatūrų kaitos priklausomybė nuo laiko 1 ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC +

MK 4 - PC + MK + FS40

Gauti duomenys rodo kad ir MK ir FS-40 priedai lėtina PC mineralų hidrataciją bei žemina

egzoterminio efekto temperatūrą jei gryno cemento Tegzo = 95 ˚C tegzo = 420 min (12 pav 1 kr) tai

esant mišinyje abiems priedams Tegzo sumažėja iki 65 ˚C o tegzo pailgėja iki 1070 min (12 pav4 kr)

Šių priedų poveikis siūlių sukietėjusio skiedinio tankiui pateiktas 13 pav

13 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio tankiui 1 ndash PC 2 ndash

PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

13 pav duomenys rodo kad superplastiklio priedas padidina sukietėjusio skiedinio tankį 125 (13

pav 2 kr) tuo tarpu MK pakaitalas jį 10 mažina 13 pav 3 kr) todėl abiejų medžiagų (priedo ir

pakaitalo) poveikyje tankis sumažėjo nežymiai (apie 5 ) Jų poveikis gniuždymo stipriui pateiktas

14 o lenkimo ndash 15 pav

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

20

30

40

50

60

70

80

90

100T

emp

erat

ucircra

0C

Laikas min

1

3

2

4

19

14 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio gniuždymo stipriui 1

ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

15 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio lenkimo stipriui 1 ndash

PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

Atliktų tyrimų rezultatai parodė kad superplastiklio priedas padidina kaip gniuždymo taip ir lenkimo

sukietėjusio skiedinio stiprį atitinkamai 8 ir 26 (14 ir 15 pav 1 ir 2 kr) tuo tarpu MK daro

teigiamą poveikį tik lenkimo stipriui (15 pav 3 kr)

33 Lengvojo užpildo ir RM santykio nustatymas apdailiname sluoksnyje

ir jo savybių tyrimas

Siekiant pagerinti apdailinio sluoksnio termoizoliacines savybes į formavimo mišinį buvo pridedama

smulkiosios iki 2 mm PS frakcijos granulių kurių tūris sudarė atitinkamai 25 ir 50 RM tūrio

Tankio ir stipruminių savybių kaita priklausomai nuo PS granulių tūrio pavaizduota 16 ir 17 pav

20

16 pav Apdailinio sluoksnio tankio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

17 pav Apdailinio sluoksnio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

18 pav Apdailinio sluoksnio lenkimo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

Gauti duomenys rodo kad sukietėjusio skiedinio tankis ir stiprumas proporcingai mažėja nuo PS

granulių tūrio didėjimo formavimo mišinyje Optimalus PS užpildo kiekis buvo nustatytas lyginant

suformuotų plokštelių fasado paviršius (19 pav)

21

19 pav Apdailinio sluoksnio paviršiaus kokybės priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo

mišinyje 1 ndash 25 2 ndash 50 3- 60 4 ndash 75

Vizualiai lyginant gautų paviršių kokybę galima teigti kad PS granulių tūris formavimo mišinyje

turi būti ne didesnis kaip 50

34 Porėtų PS granulių dydžio poveikis lakšto termoizoliacinio sluoksnio fizikinėms

mechaninėms savybėms

Nustatant PS granulių dydį iš pradžių buvo panaudotos ir stambiosios (8divide16 mm) frakcijos granulės

tačiau tokio kompozito sukibimas su apdailinio sluoksnio stiklo tinkleliu nebuvo kokybiškas dėl

stambių neužpildytų cementine tešla ertmių tarp užpildo granulių Dėl šios priežasties šių bandinių

lenkimo stipris nesiekdavo net 01 MPa o pats bandinys išsisluoksniuodavo (20 pav) tuo tarpu

vidutinės (4divide8 mm) ir smulkiosios (iki 2 mm) PS frakcijos bandiniai po bandymo likdavo

neišsisluoksniavę Norint pagerinti badinių su stambiąja PS frakcija sukibimą su tinkleliu teko

naudoti daugiau cementinės tešlos glaistant ja ant tinklelio paviršiaus nes tešla prasmukdavo pro

tinklelio akutes į ertmes tarp stambiosios frakcijos granulių kas blogino kompozito termoizoliacines

savybes Todėl stambiosios frakcijos granulių tolesniuose tyrimuose teko atsisakyti 6 lentelėje

pateiktos tirtų kompozitų savybių vertės Geriausiomis termoizoliacinėmis savybėmis pasižymi LV

ndash 7 sudėties kompozitas kurio šilumos laidumo koeficientas turi mažiausią vertę ndash 0075 WmmiddotK o

jo stipruminės savybės ne žymiai nusileidžia kitų kompozitų su didesniu RM kiekiu savybėms 20

pav pateikta kompozito bandinių struktūra su stambiosios ir smulkiosios PS frakcijų granulėmis

20 pav Termoizoliacinio sluoksnio bandinių vaizdas po lenkimo stiprio nustatymo bandiniai su stambia PS granulių frakcija (be numeracijos) smulkiosios ir vidutinės frakcijos bandiniai

pažymėti 32 ir 52

22

6 lentelė Kompozitų su porėtais užpildais savybės

Kompozitų šifrai atitinka 3 lentelės šiframs

Lenkimo stipris buvo nustatomas bandant prizmes su įtvirtintu iš abiejų pusių stiklo audinio tinkleliu

a b

21 pav Lakšto termoizoliacinio sluoksnio struktūra kai užpildą sudaro PPS (30 visų užpildo tūrio)

ir PS granulės a ndash stambiosios frakcijos b ndash smulkiosios frakcijos (LV ndash 5) sudėtis ir smulkiosios ndash

vidutinės frakcijos (LV- 7) sudėtis

Kompozito

šifras

Sausasis tankis

kgm3

Gniuždymo

stipris MPa

Lenkimo stipris

MPa

Šilumos laidumo

koeficientas 10

W(mK)

LV-1 420 065 070 0135

LV-2

LV -3

LV-4

LV-5

LV-6

LV-7

385

375

355

330

280

240

060

055

050

050

045

040

065

050

050

045

040

030

0130

0125

0100

0090

0080

0075

23

4 Bendradarbiavimas su projekto partneriais

Glaudžiausias bendradarbiavimas buvo vykdomas su Projekto partneriu iš Lietuvos ndash UAB ldquoElnet

Grouprdquo Ūkio subjektas pastoviai buvo supažindinamas su vykdomais moksliniais tyrimais bei

gautais tyrimų rezultatais Buvo diskutuojama kaip būtų galima juos įgyvendinti praktikoje Darbų

pasiskirstimas tarp Projekto partnerių reikalauja tampraus bendradarbiavimo kad ūkio subjektas

galėtų sukurti technologinę įrangą sugebančia pasiekti tyrimais nustatytus cementinio

termoizoliacinio kompozito technologinius parametrus Kartu buvo išbandomi technologinių

įrengimų ndash maišyklės formavimo mišinio sudėtinių komponentų maišymo principas bei darbinio

maišyklės veleno konstrukcija Daug problėmų kėlė paruošto mišinio transportavimas lanksčių žarnų

pagalba į tarpą tarp klojinių Cementinio termoizoliacinio kompozito sudėtiniai komponentai ndash

užpildo granulės (padengtos apvalios pūsto stiklo tuščiavidurės formos kevalu) turi nedidelį

atsparūmą gniuždymui ir veikiant didesnei spaudimo jėgai turi galimybę suirti Bendradarbiaujant

su Slovakijos firma bdquoSTROJSTAV CMldquo ši problema buvo išspręsta

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu Pirmoje komandiruotėje buvome susitikę su mokslinės dalies

vadove Eva Navratilova kuri sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės

praktikos Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami

cementinio termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų

tarpusavio jungties pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku

aptarėme bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo

sistemų tyrimus Lietuvoje buvo suformuoti bandiniai o Libereco universitete atliekami triukšmo

slopinimo sistemos elementų dinaminio standžio matavimai Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių

metu Čekijos ūkio subjekto atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su poretų granulių gamyba iš

maltų šlako atliekų ir kartu numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei

sieninių panelių gamyboje Bendradarbiavimas tarp partneriu bus tęsiamas per visą Projekto

vykdymo laikotarpį

24

5 Projekto etapai ir tarpiniai rezultatai

Pirmame projekto etape turėjome parinkti termoizoliacinio cementinio kompozito skirto sienų

konstrukcijoms formavimo mišinio parametrus Darbo eigoje nustatyta kad termoizoliacinio

cementinio kompozito matrica turi sudaryti porizuota cementinė tešla modifikuota pūsto stiklo

gamybos atlieka ndash metakaolino priedu Kompozito užpildu kuris sudaro 100 tūrio yra

kombinuotos PS granulės pagamintos iš stiklo duženų miltų ir polistireninės taros susmulkinti

trupiniai PS granulės yra skirtingų frakcijų nuo 4 iki 16 mm dydžio ir kompozite tartusavyje liečiasi

tokiu būdu suformuodami termoizoliacinės medžiagos bdquokarkasąldquo PPS smulkūs trupiniai užpildo

tarpus tarp PS granulių ir tokiu būdu mažino laisvo oro erdvę kompozito struktūroje Šis faktorius

turi tiesioginę įtaką kompozito šilumos laidumo vertei Kompozito užpildas tarpusavyje jungiamas

plonu porizuotos modifikuotos cementinės tešlos sluoksniu Taip yra gaunamas lengvas cementinis

termoizoliacinis kompozitas kurio tankis siekia 230 ndash 250 kgm3 šilumos laidumo koeficientas yra

apie 007 WmmiddotK gniuždymo stipris apie 03 MPa

Kitas uždavinys buvo sukurti termoizoliacinio cementinio kompozito gamybos technologiją

Sprendžiant šią užduotį buvo ištirtas modifikuojančių priedų ir jų maišymo trukmės poveikis

cementinės matricos savybėms rišamosios medžiagos ir skirtingos frakcijos granulių kiekio įtaka

termoizoliacinio sukietėjusio kompozito savybėms Atlikti moksliniai tyrimai leido parinkti

formavimo mišinių maišymo trukmę sudėtiniu komponentų padavimo į formavimo mišinio

paruošimo maišyklę eiliškumą rišiklio rišimosi laikus įvertinant priedų poveikį cemento mineralų

hidratacijos procesui Nustatyta kad pradiniame etape reikia vandenyje permaišyti orą įtraukiatį ir

mišinį plastifikuojanti priedus ir cementą po to maišyti PPS smulkius trupinius ir tik po to į

formavimo mišinių paruošimo maišyklę dėti PS granules Bendra formavimo mišinio paruošimo

trukmė siekia 7 ndash 10 min Laboratorinėmis salygomis paruoštu formavimo mišiniu buvo užpildomos

bandinių formavimui skirtos formos Suformuoti bandiniai iš formų buvo išimami po 12 val

sudedami į polietileninius maišus ir natūraliose sąlygose buvo kietinami 28 paras

Kompozito bandinių fizikinės savybės bei sudėtinių kompozito komponentų tarpusavio jungties

pobūdis kontakto zonoje buvo nustatomos tiriant bandinius pagal galiojančius techninius

reikalavimus VGTU Termoizoliacijos instituto laboratorijose sukomplektuotomis naujausią įranga

Šių tyrimų rezultatai yra pateikiami ataskaitoje plačiau aprašant termoizoliacinio kompozito fizikines

savybes

Darbe buvo sprendžiamas ir armuotų termoizoliacinių lakštų ir jų gamybos technologijos sukūrimas

Lakštų prototipu buvo parinkta dekoratyvinio apdailos laksto konstrukcija sukurta projekto vadovo

ir apginta Lietuvos patentu Nr 4599 Toks techninis sprendimas leido termoizoliacinio kompozito

sluoksnį iš abiejų pusių armuoti stiklo audinio tinkleliu ir sukurti padidinto atsparumo lenkimui

termoizoliacinį lakštą Moksliniais tyrimais buvo nustatyta kad lakštų konstrukcijose galima naudoti

tik 2-8 mm dydžio pūsto stiklo granules o cementine tešlą galima modifikuoti MK priedų iki 30

nuo cemento masės Stiklo audinio tinklelį galima panardinti į cementinės tešlos ir smulkių PS

granulių mišinį esant granulių užpildo kiekiui ne didesniam kaip 50 tešlos mišinio tūrio Optimalus

armuojančių stiklo audinio tinklelių akučių dydis 45times45 mm užtikrinantis sluoksnių esančių

abiejuose tinklelio pusėse stabilią jungtį

Lakštų gamybos išmatavimus lemia gaminami armuojančių tinklelių matmenys Esant tinklo kilimo

pločiui 1000 mm automatiškai išsisprendžia ir lakštų plotis kuris gali būti 500 mm arba 10 m Esant

kitam lakšto pločiui reikalingas tinklelio jungimas kas didina gamybos proceso imlumą ir gamybos

kaštus

Sukurta laboratorinė lakštų gamybos technologija kurioje yra numatyta sekančios operacijos

išvardintos eilės tvarka modifikuotos cementinės tešlos užpilimas ant formos dugno tolygus

cementinės masės paskleidimas armuojančio apatinio tinklelio įspaudimas į cementinę masę

termoizoliacinio cementinio formavimo masės sluoksnio užpilimas į formą ir jos tolygus

paskirstymas viršutinio armuojančio tinklelio uždėjimas ant viršutinio termoizoliacinio kompozito

formavimo masės paviršiaus viršutinio tinklelio dengimas cementine mase jos tolygus paskirstymas

ir įspaudimas į tinklelio akutes Tokiu būdu pagamintas lakštas turi lygų apatinį paviršių ir grubų

25

viršutinį Panaudojus lakštus klojinių konstrukcijose lygus paviršius formuoja galutinai išlygintą

sienos plokštumą reikalaujančią minimalių darbo sąnaudų paviršiaus apdailai Išorinių apdailos

lakštų paviršiaus formavimas bus sprendžiamas ateityje

Įvertinant lakšto paskirtį galime konstatuoti kad termoizoliacines lakšto sąvybes lemia užpildo

granulių kompaktiškas pasiskirstymas lakšto termoizoliacineme sluoksnyje Stambios granulės turi

formuoti karkasą liesdamosios tarpusavyje o tarpai tarp jų turi būti ūžpildyti smulkios frakcijos PPS

trupinių granulėmis Reikia stengtis kad būtų kuo mažiau neužpildytų oro tarpų Lakšto

termoizoliacines sąvybes gerina smulkios frakcijos PS granulių kiekis esantis modifikuotoje

cementinėje tešloje iki 50 tūrio

Lakšto lenkimo stipriui didžiausios įtakos turi armuojančio tinklelio akučių dydis tinklelio sukibimas

su cementine tešla užpildo granulių stabili tarpusavio jungtis bei paties lakšto storis Skaitome kad

mažiausias lakšto storis galėtų būti 25 mm

Pirmais metais viešinant projektą buvo parengtas mokslinis straipsnis apie įvairių priedų poveikį

cementinės matricos porizacijai Be priedų poveikio buvo atsižvelgta į formavimo mišinio maišymo

trukmę Medžiaga apie matricos porėtumo didinimo būdus išsamiai pateikta publikacijoje o

ataskaitoje pateikiama tik nuoroda į straipsnyje pateikiamus tyrimo rezultatus

Žurnale ldquoMokslas ir technikardquo yra supažindinama Lietuvos visuomenė apie Eureka projekto

partnerius projekto tikslus kuriuos turėtų įgyvendinti kiekvienas partneris atskirai darbus

koordinuojant VGTU projekto vadovui Pateikiama projekto trukmė bei nurodomi finansavimo

šaltiniai tame tarpe ir iš Europos struktūrinių fondo lėšų

26

6 Tyrimų mokslinė vertė

Mokslinę liekamąją vertę turi modifikuojančių priedų poveikio cementinės matricos mišinio bei

akmens poretumui tyrimai Ištirta pucolaninio priedo pūsto stiklo gamybos atliekos ndash metakaolino

poveikis cementinės matricos tankiui cemento mineralų hidratacijos procesui mišinio klampai bei

poreto cementinio akmens fizikinėms sąvybėms Ši priklausomybė sujungta kartu su orą įtraukiančiu

ir plastifikuojančių priedų panaudojimu modifikuojant cementinę tešląTyrimų rezultatai yra

apibendrinti moksliniame straipsnyje išsiūstame į Oksfordo universiteto žurnalą bdquoConstruction and

Building Materialsldquo

Porėtų užpildo granulių granuliometrinės sudėties ir jų frakcijų santykis bei porizuotos matricos

kiekio poveikis cementinio termoizoliacinio kompozito savybėms bus apgintas Lietuvos patentu su

tolesniu patentavimu ES

Cementinio termoizoliacinio kompozito ir jo gamybos technologijos sukūrimas leis statyti kokybiškai

naujus namus artimus pasyvaus namo koncepcijos keliamiems reikalavimams

27

7 Išvados ir rekomendacijos

1 Nustatyta kad kompleksinis (MK+FS40+OIP) priedas betonų mineralų hidratacijos procesą

cemento tešloje prailgina iki 1100 min pasiekdamas 60 degC egzoterminio efekto maksimalią

temperatūrą MK modifikuotos cemento tešlos hidratacijos procesas nežymiai pailgėja nors dėl

papildomos pucolaninės reakcijos tarp MK ir cemento hidratacijos produktų egzoterminio efekto

maksimali temperatūra pakyla 8 degC

2 Ištirta kad kompleksinio priedo (FS40+OIP) poveikis mažinant cementinės tešlos tankį labiausiai

pastebimas MK priedų modifikuotoje cementinėje tešloje Modifikuotos cementinės tešlos tankis

sumažėja 33 karto nuo 2158 kgm3 iki 714 kgm3 po 10 min mišinio maišymo Tai yra apie 29

mažesnis tankis nei maltu smėliu modifikuotos cementinės tešlos ir 32 mažesnis tankis nei gryno

cemento porizuotos tešlos Sukietėjusios tešlos ndash porėto betono tankis siekia apie 800 kgm3 tuo tarpu

gryno cementbetonio ndash 1150 kgm3 o maltu smėliu modifikuoto betono ndash 1200 kgm3 Šiuos pokyčius

galima paaiškinti lengvos sutirštintos struktūros formavimo mišinyje susidarymu ir OIP molekulių

adsorbuotų ant cemento dalelių paviršiaus pakankamos jungties suformuotu oro burbuliuku

užtikrinimas

3 Nustatyta kad pucolaniniu priedu MK modifikuota cementinė tešla kartu su kompleksiniais (FS40

ir OIP) priedais įtakoja papildomų naujadarų ndash kalcio hidrosilikatų susidarymą mikro struktūros

pokyčius užtikrinančius submikrokristalinę struktūrą cementinėje matricoje Tai užtikrina mažo

tankio porėto betono pakankamą stiprumą 800 kgm3 tankio porėto betono gniuždymo stipris siekia

25 MPa o lenkimo stipris 10 MPa

4 Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo - 35 tūrio sudaro stambios PS granulės (8-16 mm) Vidutinio

dydžio (4-8 mm) PS granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio PPS trupintos granulės sudaro po 15

kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių ir suformuoti kompaktiškai

užpildyta kompozito struktūrą Sukurtas cementinis termoizoliacinis kompozitas kurio sudėtis

modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3 rišamosios medžiagos

kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia 007Wm∙K

esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

5 Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 - MK o kompozito

RM ir smulkių iki 2 mm stambumo PS granulių tūrių santykis sausame mišinyje yra 11 Sukietėjusio

skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

6 Nustatytas porėtų užpildų PS ir PPS granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis

termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos

laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K) gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos

granulės padengtos porizuota cementine tešla (esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3)

tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai

padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS

granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31) tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per

porizuotą matricą

28

8 Literatūra

Antonovič V Goberis S The effect of different admixture of the properties of refractory conerefe

with portland cement Material science (Medžiagotyra) 4(9) 2003 379-382 p

Asthana R Kumar ADahotre N B2006 Materials Processing and Manufacturing Science

Amsterdam Butterworth-Heinemann 628 p

bdquoAstra ndash polskaldquo firmos tinklalapis internete httpwwwastra-polskacom

Brykov A S Kamaliev R T Mokeev M V 2010 Influence of ultradispersed silica on portland

cement hydration Russian Journal of Applied Chemistry 83(2) 208minus213

Capener J C-M 2009 Properties of Modern Rendering Systems Based on Mineral Binders

Modified by Organic Admixtures Concrete Repair Rehabilitation and Retrofitting II ndash Alexander et

al (eds) Taylor and Francis Group London 863 ndash 869

Davraz M Gunduz L 2005 Engineering properties of amorphous silica as a new natural pozzolan

for use in concrete Cement and Concrete Research 35(7) 1251ndash1261

Du L Folliard K J 2005Mechanisms of entrainment in concrete Cement and Concrete Research

35(8)1463 ndash 1471

Hernaudes-Olivares F Mayer-Lobo P 2011 Experimental Assessment of Comercial One-coat

Renders for Buildings Facades Construction and Building Materials 22 (1) pp 156 ndash 162

Hilal A AThom N H Dawson A R 2015 On void structure and strength of foamed concrete made

without with additives Construction and Building Materials 85 157 ndash 164

Houst Y F Bowen P Perche F Kauppi A Borget P Galmiche L Meins J F Lafuma F

Flatt R J Schober I Banfill P FG Swift D S Myrvold B O Petersenf B G Reknes K

2008 Design and function of novel superplasticizers for more durable high performance concrete

(Superplast Project) Cement and Concrete Research 38(10) 1197 ndash 1209

Hurley J A 2003 UK market survey for foam glas Published by The Waste and Resource Action

Programme The Old Academy 114 p Prieiga per internetą httpwwwwraporguk

Kligys M Laukaitis A Sinica M Sezemanas G Dranseika N 2008 Investigations into the fire

hazard of a composite made from aerated concrete and crushed expanded polystyrene waste

Mechanics of Composite Materials 44(2) 173 ndash 180

Kligys M 2009 Kompozitinės medžiagos iš poringosios cemento tešlos ir trupinto polistireninio

putplasčio gamybos technologija ir savybės Daktaro disertacija Vilnius 137 p

Landensivu J 2012 Durability properties and actual deterioration of Finish concrete fasades and

balcones Thesis for the degree of doctor of science in technology Tampere university of technology

117 p

Lauzon M Garcia-Ruiz P A 2009 Evaluation of Capillary Water Absorbtion in Rendering Mortars

with Powdered Waterproofing Additives Construction and Building Materials 23 (10) 3287 ndash 3291

Lianxiang D Kevin J 2005 Mechanizm of air entrainment in concrete Cement and Concrete

research (35) 1463-1471 p

Limbachiya M Meddah M S Fotiadou S 2012 Performance of granulated foam glass concrete

Construction and Building materials 28(1) 759ndash768

LST EN 197-12011 Cementas 1 dalis Įprastinių cementų sudėtis techniniai reikalavimai ir atitikties

kriterijai

LST EN 196-62010 Cemento bandymų metodai 6 dalis Smulkumo nustatymas

29

LST EN 196-32005 Cemento bandymų metodai 3 dalis Rišimosi trukmių ir tūrio pastovumo

nustatymas

LST EN 933-12002 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 1 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Sijojimo metodas

LST EN 933-22001 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 2 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Analiziniai sietai Vardiniai akelių matmenys

LST ISO 3310-12003 Laboratoriniai sietai Techniniai reikalavimai ir bandymai 1 dalis

Laboratoriniai pinto metalinio vielinio tinkle sietai (tpt ISO 3310-12000) LST EN 1097-62003

Užpildų mechaninių ir fizikinių savybių nustatymo metodai 6 dalis Dalelių tankio ir įmirkio

nustatymas

LST EN 1015-3+A12004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 3 Determination of

Consistence of Fresh Mortar (by Flow Table)

LST EN 1015-102004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 10 Determination of Dry

Bulk Density of Hardened Mortar

LST EN 1015-112002 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 11 Determination of

Flexural and Compressive Strength of Hardened Mortar

LST EN 1015-182003 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of Water

Absorption Coefficient Due to Capillary Action of Hardened Mortar

LST EN 1015-122004 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of

Adhesive Strength of Hardened Rendering and Plastering Mortars on Substrates

LST EN 120892013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiai Elgsenos lenkiant nustatymas

LST EN 16022013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiaiTariamojo tankio nustatymas

LST EN 826 Statybinės termoizoliacines medžiagos Stiprio gniuždant nustatymas

LST EN 126642002 Šiluminės statybinių medžiagų ir gaminių charakteristikos Šiluminės varžos

nustatymas apsaugotos karštosios plokštės ir šilumos srauto matuoklio metodais Vidutinės ir mažos

šiluminės varžos sausi ir drėgni gaminiai

LST EN ISO 125712013 Hygrothermal Performance of Building Materials and Products -

Determination of Hygroscopic Sorption Properties

LST CENTS 772 -222006 Mūro gaminių bandymo metodai 22 dalis Keraminių mūro gaminių

atsparumo šalčiui nustatymas

LST L 1413112005 Statybinis skiedinys Bandymo metodai Atsparumo šalčiui nustatymas

LVS 203-22005 Sakret stiklo audinio armavimo tinklelis

Marčiukaitis G 2007 Statybinės medžiagos ir konstrukcijos Paskaitų konspektas Vilnius 88 p

Mисников O С Тимофеев АВ Черткова ЕЮ 2011 Гидрофобизация минеральных

дисперсных материалов добавками на основе торфа Труды Инсторфа 2 (55)15 ndash 33

Oğuzhan Keleştemur Bahar Demirel 2015 Effect of metakaolin on the corrosion resistance of

structural lightweight concrete Construction and Building Materials 81172 - 178

Quercia G Huumlsken G Brouwers H J 2012 Water demand of amorphous nanosilica and its

impact on the workability of cement paste Cement and Concrete Research 42(2) 344ndash357

Paruta V A Brynzin E I 2009 Manual on Designing and Erecting of Buildings using the Products

with Trademark UDK GAZOBETON Dnepropetrovsk 213 p

30

Ramachandran V S 1998 Superplasticizersproperties and applications in concrete Ottawa

Materials Technology LaboratoryCANMET

Ries J 2008 Structural lightweight aggregate and concrete Structure June 62-63

Ru Ji Zuotai Zhang Yang He Lili Liu Xidong Wang 2015Synthesis characterization and modeling

of new building insulation material using ceramic polishing waste residue Construction and Building

Materials 85 119 ndash 126

Сеземан Г Синица М Клигис М Шепутите-Юцике Ю Вайткус С Мечай А 2013

Цементные строительные композиты на основе лёгких заполнителей из техногенного сырья

Материалы международной научно ndash технической конференции laquo Наука и технология

строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29 ноября Минск

БГТУ 21 ndash 24

Sezemanas G Sinica M Zacharčenko P Pivenj N Mikulskis D Kligys M 2013 Influence

of zeolite additive on the properties of plaster used for external walls from autoclaved aerated

concrete Materials Science (Medžiagotyra) 19(2) 222ndash229

Синица М Шепутите-Юцике Ю Сеземан Г Клигис М Мечай А 2013 Особенности

выполнения ограждающих конструкций с использованием заливной теплоизоляции на основе

гранул вспученного стекла Материалы международной научноndash технической конференции laquo

Наука и технология строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29

ноября Минск БГТУ 69 ndash 72

Sinica MSezemanas GKligys M Česokas S 2007 Investigation of hydro ndash and higro ndash sorption

properties of silicate masonry products Materials Science (Medžiagotyra) 13(3) 229ndash 234

Sinica M Sezemanas G Chesnauskas V 2005 Influence of Air Absorbing Additive on Plaster

Layer Properties Designated to Cover Partions Built from Autoclave Porous Concrete Blocks

Chemical Technology (Cheminė technologija) 4 (38) 91 ndash 95

Sinica M Laukaitis A Sezemanas G Kligys M 2008 Operational Properties of a Heat-insulation

Composite with Expanded Polystyrene Crumbs Mechanics of Composite Materials 4 (44) 415 ndash 424

Sinica M Sezeman G Mikulskis D Kligys M Česnauskas V Zacharčenko P Kuprijenko

P Ščerbina N Pivenj N 2009 Investigation of the composite material with inclusions of

autoclaved aerated concrete chips Materials science 15 ( 4) 356ndash362

Sinica M Sezeman G Zakharchenko P 2012 Daugiasluoksnė lauko atitvara ir jos džiovinimo

būdas Patentas LT5837B

Стерлятов АН 2007 Совместный тепло- и влаго- перенос в ограждающих конструкциях

зданий из газобетона Дисертация кандидата технических наук Новосибиpск 167 с

Tobon J I Paya Jordy Restrepo O J 2015 Study of durability of portland cement mortars blended

with silica nanoparticles Construction and Building Materials 80 92 - 97

STR 205012005 Pastatų atitvarų šiluminė technika Statybos technikos reglamentai Statybos ir

urbanistikos ministerija Vilnius 2005 109p

STR 201102007 Išorės tinkuojamos sudėtinės termoizoliacinės sistemos Statybos technikos

reglamentai Statybos ir urbanistikos ministerija Vilnius 2007 p

Šadauskienė J Ramanauskas J Stankevičius V 2003 Effect of hydrophobicmaterials on water

impermeability and drying of finish brick mansory Material science (medžiagotyra) 9 (1) 94 - 98

Ungkoon Y Sittipunt Ch Namprakai P Jetipattaranat W Kim KS Charinpanitkul T 2007

Analysis of microstructure and properties of autoclaved aerated concrete wall construction materials

Journal of Industrial and Engineering Chemistry 13(7) 1103ndash1108

31

Weigler H Karl S 1980 Structural lightweight aggregate concrete with reduced density-

lightweight aggregate foamed concrete The International Journal of Lightweight Concrete 2 101ndash

104

Xu Y Chung D D L 1999a Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behaviour

of cement paste ACI Materials Journal 96(4) 455minus461

Xu Y Chung D D L 2000a Improving silica fume cement by using silane Cement and Concrete

Research 30(8) 1305- 1311

Zain M F M Safiuddin Md Mahmud H 2000 Developement of high performance concrete

using silica fume at relatively high water-binder rations Cement and Concrete Research 30(9) 1501

ndash 1505

Захарченко П Синица М Сеземан Г Чеснаускас В 2009 Изменение влажности стеновых

конструкций из ячеистобетонных блоков с системой скреплённой теплоизоляции Будiвельнi

матерiали вироби та санiтарна технiка науково-технiчний збiрник Киев Товариство

laquoЗнаниеraquo Украiни (23) 50 ndash 53234

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje

Page 19: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

19

14 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio gniuždymo stipriui 1

ndash PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

15 pav Superplastiklio priedo ir MK pakaitalo poveikis sukietėjusio cemento skiedinio lenkimo stipriui 1 ndash

PC 2 ndash PC + FS40 3 ndash PC + MK 4 - PC + MK + FS40

Atliktų tyrimų rezultatai parodė kad superplastiklio priedas padidina kaip gniuždymo taip ir lenkimo

sukietėjusio skiedinio stiprį atitinkamai 8 ir 26 (14 ir 15 pav 1 ir 2 kr) tuo tarpu MK daro

teigiamą poveikį tik lenkimo stipriui (15 pav 3 kr)

33 Lengvojo užpildo ir RM santykio nustatymas apdailiname sluoksnyje

ir jo savybių tyrimas

Siekiant pagerinti apdailinio sluoksnio termoizoliacines savybes į formavimo mišinį buvo pridedama

smulkiosios iki 2 mm PS frakcijos granulių kurių tūris sudarė atitinkamai 25 ir 50 RM tūrio

Tankio ir stipruminių savybių kaita priklausomai nuo PS granulių tūrio pavaizduota 16 ir 17 pav

20

16 pav Apdailinio sluoksnio tankio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

17 pav Apdailinio sluoksnio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

18 pav Apdailinio sluoksnio lenkimo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

Gauti duomenys rodo kad sukietėjusio skiedinio tankis ir stiprumas proporcingai mažėja nuo PS

granulių tūrio didėjimo formavimo mišinyje Optimalus PS užpildo kiekis buvo nustatytas lyginant

suformuotų plokštelių fasado paviršius (19 pav)

21

19 pav Apdailinio sluoksnio paviršiaus kokybės priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo

mišinyje 1 ndash 25 2 ndash 50 3- 60 4 ndash 75

Vizualiai lyginant gautų paviršių kokybę galima teigti kad PS granulių tūris formavimo mišinyje

turi būti ne didesnis kaip 50

34 Porėtų PS granulių dydžio poveikis lakšto termoizoliacinio sluoksnio fizikinėms

mechaninėms savybėms

Nustatant PS granulių dydį iš pradžių buvo panaudotos ir stambiosios (8divide16 mm) frakcijos granulės

tačiau tokio kompozito sukibimas su apdailinio sluoksnio stiklo tinkleliu nebuvo kokybiškas dėl

stambių neužpildytų cementine tešla ertmių tarp užpildo granulių Dėl šios priežasties šių bandinių

lenkimo stipris nesiekdavo net 01 MPa o pats bandinys išsisluoksniuodavo (20 pav) tuo tarpu

vidutinės (4divide8 mm) ir smulkiosios (iki 2 mm) PS frakcijos bandiniai po bandymo likdavo

neišsisluoksniavę Norint pagerinti badinių su stambiąja PS frakcija sukibimą su tinkleliu teko

naudoti daugiau cementinės tešlos glaistant ja ant tinklelio paviršiaus nes tešla prasmukdavo pro

tinklelio akutes į ertmes tarp stambiosios frakcijos granulių kas blogino kompozito termoizoliacines

savybes Todėl stambiosios frakcijos granulių tolesniuose tyrimuose teko atsisakyti 6 lentelėje

pateiktos tirtų kompozitų savybių vertės Geriausiomis termoizoliacinėmis savybėmis pasižymi LV

ndash 7 sudėties kompozitas kurio šilumos laidumo koeficientas turi mažiausią vertę ndash 0075 WmmiddotK o

jo stipruminės savybės ne žymiai nusileidžia kitų kompozitų su didesniu RM kiekiu savybėms 20

pav pateikta kompozito bandinių struktūra su stambiosios ir smulkiosios PS frakcijų granulėmis

20 pav Termoizoliacinio sluoksnio bandinių vaizdas po lenkimo stiprio nustatymo bandiniai su stambia PS granulių frakcija (be numeracijos) smulkiosios ir vidutinės frakcijos bandiniai

pažymėti 32 ir 52

22

6 lentelė Kompozitų su porėtais užpildais savybės

Kompozitų šifrai atitinka 3 lentelės šiframs

Lenkimo stipris buvo nustatomas bandant prizmes su įtvirtintu iš abiejų pusių stiklo audinio tinkleliu

a b

21 pav Lakšto termoizoliacinio sluoksnio struktūra kai užpildą sudaro PPS (30 visų užpildo tūrio)

ir PS granulės a ndash stambiosios frakcijos b ndash smulkiosios frakcijos (LV ndash 5) sudėtis ir smulkiosios ndash

vidutinės frakcijos (LV- 7) sudėtis

Kompozito

šifras

Sausasis tankis

kgm3

Gniuždymo

stipris MPa

Lenkimo stipris

MPa

Šilumos laidumo

koeficientas 10

W(mK)

LV-1 420 065 070 0135

LV-2

LV -3

LV-4

LV-5

LV-6

LV-7

385

375

355

330

280

240

060

055

050

050

045

040

065

050

050

045

040

030

0130

0125

0100

0090

0080

0075

23

4 Bendradarbiavimas su projekto partneriais

Glaudžiausias bendradarbiavimas buvo vykdomas su Projekto partneriu iš Lietuvos ndash UAB ldquoElnet

Grouprdquo Ūkio subjektas pastoviai buvo supažindinamas su vykdomais moksliniais tyrimais bei

gautais tyrimų rezultatais Buvo diskutuojama kaip būtų galima juos įgyvendinti praktikoje Darbų

pasiskirstimas tarp Projekto partnerių reikalauja tampraus bendradarbiavimo kad ūkio subjektas

galėtų sukurti technologinę įrangą sugebančia pasiekti tyrimais nustatytus cementinio

termoizoliacinio kompozito technologinius parametrus Kartu buvo išbandomi technologinių

įrengimų ndash maišyklės formavimo mišinio sudėtinių komponentų maišymo principas bei darbinio

maišyklės veleno konstrukcija Daug problėmų kėlė paruošto mišinio transportavimas lanksčių žarnų

pagalba į tarpą tarp klojinių Cementinio termoizoliacinio kompozito sudėtiniai komponentai ndash

užpildo granulės (padengtos apvalios pūsto stiklo tuščiavidurės formos kevalu) turi nedidelį

atsparūmą gniuždymui ir veikiant didesnei spaudimo jėgai turi galimybę suirti Bendradarbiaujant

su Slovakijos firma bdquoSTROJSTAV CMldquo ši problema buvo išspręsta

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu Pirmoje komandiruotėje buvome susitikę su mokslinės dalies

vadove Eva Navratilova kuri sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės

praktikos Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami

cementinio termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų

tarpusavio jungties pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku

aptarėme bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo

sistemų tyrimus Lietuvoje buvo suformuoti bandiniai o Libereco universitete atliekami triukšmo

slopinimo sistemos elementų dinaminio standžio matavimai Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių

metu Čekijos ūkio subjekto atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su poretų granulių gamyba iš

maltų šlako atliekų ir kartu numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei

sieninių panelių gamyboje Bendradarbiavimas tarp partneriu bus tęsiamas per visą Projekto

vykdymo laikotarpį

24

5 Projekto etapai ir tarpiniai rezultatai

Pirmame projekto etape turėjome parinkti termoizoliacinio cementinio kompozito skirto sienų

konstrukcijoms formavimo mišinio parametrus Darbo eigoje nustatyta kad termoizoliacinio

cementinio kompozito matrica turi sudaryti porizuota cementinė tešla modifikuota pūsto stiklo

gamybos atlieka ndash metakaolino priedu Kompozito užpildu kuris sudaro 100 tūrio yra

kombinuotos PS granulės pagamintos iš stiklo duženų miltų ir polistireninės taros susmulkinti

trupiniai PS granulės yra skirtingų frakcijų nuo 4 iki 16 mm dydžio ir kompozite tartusavyje liečiasi

tokiu būdu suformuodami termoizoliacinės medžiagos bdquokarkasąldquo PPS smulkūs trupiniai užpildo

tarpus tarp PS granulių ir tokiu būdu mažino laisvo oro erdvę kompozito struktūroje Šis faktorius

turi tiesioginę įtaką kompozito šilumos laidumo vertei Kompozito užpildas tarpusavyje jungiamas

plonu porizuotos modifikuotos cementinės tešlos sluoksniu Taip yra gaunamas lengvas cementinis

termoizoliacinis kompozitas kurio tankis siekia 230 ndash 250 kgm3 šilumos laidumo koeficientas yra

apie 007 WmmiddotK gniuždymo stipris apie 03 MPa

Kitas uždavinys buvo sukurti termoizoliacinio cementinio kompozito gamybos technologiją

Sprendžiant šią užduotį buvo ištirtas modifikuojančių priedų ir jų maišymo trukmės poveikis

cementinės matricos savybėms rišamosios medžiagos ir skirtingos frakcijos granulių kiekio įtaka

termoizoliacinio sukietėjusio kompozito savybėms Atlikti moksliniai tyrimai leido parinkti

formavimo mišinių maišymo trukmę sudėtiniu komponentų padavimo į formavimo mišinio

paruošimo maišyklę eiliškumą rišiklio rišimosi laikus įvertinant priedų poveikį cemento mineralų

hidratacijos procesui Nustatyta kad pradiniame etape reikia vandenyje permaišyti orą įtraukiatį ir

mišinį plastifikuojanti priedus ir cementą po to maišyti PPS smulkius trupinius ir tik po to į

formavimo mišinių paruošimo maišyklę dėti PS granules Bendra formavimo mišinio paruošimo

trukmė siekia 7 ndash 10 min Laboratorinėmis salygomis paruoštu formavimo mišiniu buvo užpildomos

bandinių formavimui skirtos formos Suformuoti bandiniai iš formų buvo išimami po 12 val

sudedami į polietileninius maišus ir natūraliose sąlygose buvo kietinami 28 paras

Kompozito bandinių fizikinės savybės bei sudėtinių kompozito komponentų tarpusavio jungties

pobūdis kontakto zonoje buvo nustatomos tiriant bandinius pagal galiojančius techninius

reikalavimus VGTU Termoizoliacijos instituto laboratorijose sukomplektuotomis naujausią įranga

Šių tyrimų rezultatai yra pateikiami ataskaitoje plačiau aprašant termoizoliacinio kompozito fizikines

savybes

Darbe buvo sprendžiamas ir armuotų termoizoliacinių lakštų ir jų gamybos technologijos sukūrimas

Lakštų prototipu buvo parinkta dekoratyvinio apdailos laksto konstrukcija sukurta projekto vadovo

ir apginta Lietuvos patentu Nr 4599 Toks techninis sprendimas leido termoizoliacinio kompozito

sluoksnį iš abiejų pusių armuoti stiklo audinio tinkleliu ir sukurti padidinto atsparumo lenkimui

termoizoliacinį lakštą Moksliniais tyrimais buvo nustatyta kad lakštų konstrukcijose galima naudoti

tik 2-8 mm dydžio pūsto stiklo granules o cementine tešlą galima modifikuoti MK priedų iki 30

nuo cemento masės Stiklo audinio tinklelį galima panardinti į cementinės tešlos ir smulkių PS

granulių mišinį esant granulių užpildo kiekiui ne didesniam kaip 50 tešlos mišinio tūrio Optimalus

armuojančių stiklo audinio tinklelių akučių dydis 45times45 mm užtikrinantis sluoksnių esančių

abiejuose tinklelio pusėse stabilią jungtį

Lakštų gamybos išmatavimus lemia gaminami armuojančių tinklelių matmenys Esant tinklo kilimo

pločiui 1000 mm automatiškai išsisprendžia ir lakštų plotis kuris gali būti 500 mm arba 10 m Esant

kitam lakšto pločiui reikalingas tinklelio jungimas kas didina gamybos proceso imlumą ir gamybos

kaštus

Sukurta laboratorinė lakštų gamybos technologija kurioje yra numatyta sekančios operacijos

išvardintos eilės tvarka modifikuotos cementinės tešlos užpilimas ant formos dugno tolygus

cementinės masės paskleidimas armuojančio apatinio tinklelio įspaudimas į cementinę masę

termoizoliacinio cementinio formavimo masės sluoksnio užpilimas į formą ir jos tolygus

paskirstymas viršutinio armuojančio tinklelio uždėjimas ant viršutinio termoizoliacinio kompozito

formavimo masės paviršiaus viršutinio tinklelio dengimas cementine mase jos tolygus paskirstymas

ir įspaudimas į tinklelio akutes Tokiu būdu pagamintas lakštas turi lygų apatinį paviršių ir grubų

25

viršutinį Panaudojus lakštus klojinių konstrukcijose lygus paviršius formuoja galutinai išlygintą

sienos plokštumą reikalaujančią minimalių darbo sąnaudų paviršiaus apdailai Išorinių apdailos

lakštų paviršiaus formavimas bus sprendžiamas ateityje

Įvertinant lakšto paskirtį galime konstatuoti kad termoizoliacines lakšto sąvybes lemia užpildo

granulių kompaktiškas pasiskirstymas lakšto termoizoliacineme sluoksnyje Stambios granulės turi

formuoti karkasą liesdamosios tarpusavyje o tarpai tarp jų turi būti ūžpildyti smulkios frakcijos PPS

trupinių granulėmis Reikia stengtis kad būtų kuo mažiau neužpildytų oro tarpų Lakšto

termoizoliacines sąvybes gerina smulkios frakcijos PS granulių kiekis esantis modifikuotoje

cementinėje tešloje iki 50 tūrio

Lakšto lenkimo stipriui didžiausios įtakos turi armuojančio tinklelio akučių dydis tinklelio sukibimas

su cementine tešla užpildo granulių stabili tarpusavio jungtis bei paties lakšto storis Skaitome kad

mažiausias lakšto storis galėtų būti 25 mm

Pirmais metais viešinant projektą buvo parengtas mokslinis straipsnis apie įvairių priedų poveikį

cementinės matricos porizacijai Be priedų poveikio buvo atsižvelgta į formavimo mišinio maišymo

trukmę Medžiaga apie matricos porėtumo didinimo būdus išsamiai pateikta publikacijoje o

ataskaitoje pateikiama tik nuoroda į straipsnyje pateikiamus tyrimo rezultatus

Žurnale ldquoMokslas ir technikardquo yra supažindinama Lietuvos visuomenė apie Eureka projekto

partnerius projekto tikslus kuriuos turėtų įgyvendinti kiekvienas partneris atskirai darbus

koordinuojant VGTU projekto vadovui Pateikiama projekto trukmė bei nurodomi finansavimo

šaltiniai tame tarpe ir iš Europos struktūrinių fondo lėšų

26

6 Tyrimų mokslinė vertė

Mokslinę liekamąją vertę turi modifikuojančių priedų poveikio cementinės matricos mišinio bei

akmens poretumui tyrimai Ištirta pucolaninio priedo pūsto stiklo gamybos atliekos ndash metakaolino

poveikis cementinės matricos tankiui cemento mineralų hidratacijos procesui mišinio klampai bei

poreto cementinio akmens fizikinėms sąvybėms Ši priklausomybė sujungta kartu su orą įtraukiančiu

ir plastifikuojančių priedų panaudojimu modifikuojant cementinę tešląTyrimų rezultatai yra

apibendrinti moksliniame straipsnyje išsiūstame į Oksfordo universiteto žurnalą bdquoConstruction and

Building Materialsldquo

Porėtų užpildo granulių granuliometrinės sudėties ir jų frakcijų santykis bei porizuotos matricos

kiekio poveikis cementinio termoizoliacinio kompozito savybėms bus apgintas Lietuvos patentu su

tolesniu patentavimu ES

Cementinio termoizoliacinio kompozito ir jo gamybos technologijos sukūrimas leis statyti kokybiškai

naujus namus artimus pasyvaus namo koncepcijos keliamiems reikalavimams

27

7 Išvados ir rekomendacijos

1 Nustatyta kad kompleksinis (MK+FS40+OIP) priedas betonų mineralų hidratacijos procesą

cemento tešloje prailgina iki 1100 min pasiekdamas 60 degC egzoterminio efekto maksimalią

temperatūrą MK modifikuotos cemento tešlos hidratacijos procesas nežymiai pailgėja nors dėl

papildomos pucolaninės reakcijos tarp MK ir cemento hidratacijos produktų egzoterminio efekto

maksimali temperatūra pakyla 8 degC

2 Ištirta kad kompleksinio priedo (FS40+OIP) poveikis mažinant cementinės tešlos tankį labiausiai

pastebimas MK priedų modifikuotoje cementinėje tešloje Modifikuotos cementinės tešlos tankis

sumažėja 33 karto nuo 2158 kgm3 iki 714 kgm3 po 10 min mišinio maišymo Tai yra apie 29

mažesnis tankis nei maltu smėliu modifikuotos cementinės tešlos ir 32 mažesnis tankis nei gryno

cemento porizuotos tešlos Sukietėjusios tešlos ndash porėto betono tankis siekia apie 800 kgm3 tuo tarpu

gryno cementbetonio ndash 1150 kgm3 o maltu smėliu modifikuoto betono ndash 1200 kgm3 Šiuos pokyčius

galima paaiškinti lengvos sutirštintos struktūros formavimo mišinyje susidarymu ir OIP molekulių

adsorbuotų ant cemento dalelių paviršiaus pakankamos jungties suformuotu oro burbuliuku

užtikrinimas

3 Nustatyta kad pucolaniniu priedu MK modifikuota cementinė tešla kartu su kompleksiniais (FS40

ir OIP) priedais įtakoja papildomų naujadarų ndash kalcio hidrosilikatų susidarymą mikro struktūros

pokyčius užtikrinančius submikrokristalinę struktūrą cementinėje matricoje Tai užtikrina mažo

tankio porėto betono pakankamą stiprumą 800 kgm3 tankio porėto betono gniuždymo stipris siekia

25 MPa o lenkimo stipris 10 MPa

4 Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo - 35 tūrio sudaro stambios PS granulės (8-16 mm) Vidutinio

dydžio (4-8 mm) PS granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio PPS trupintos granulės sudaro po 15

kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių ir suformuoti kompaktiškai

užpildyta kompozito struktūrą Sukurtas cementinis termoizoliacinis kompozitas kurio sudėtis

modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3 rišamosios medžiagos

kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia 007Wm∙K

esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

5 Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 - MK o kompozito

RM ir smulkių iki 2 mm stambumo PS granulių tūrių santykis sausame mišinyje yra 11 Sukietėjusio

skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

6 Nustatytas porėtų užpildų PS ir PPS granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis

termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos

laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K) gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos

granulės padengtos porizuota cementine tešla (esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3)

tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai

padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS

granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31) tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per

porizuotą matricą

28

8 Literatūra

Antonovič V Goberis S The effect of different admixture of the properties of refractory conerefe

with portland cement Material science (Medžiagotyra) 4(9) 2003 379-382 p

Asthana R Kumar ADahotre N B2006 Materials Processing and Manufacturing Science

Amsterdam Butterworth-Heinemann 628 p

bdquoAstra ndash polskaldquo firmos tinklalapis internete httpwwwastra-polskacom

Brykov A S Kamaliev R T Mokeev M V 2010 Influence of ultradispersed silica on portland

cement hydration Russian Journal of Applied Chemistry 83(2) 208minus213

Capener J C-M 2009 Properties of Modern Rendering Systems Based on Mineral Binders

Modified by Organic Admixtures Concrete Repair Rehabilitation and Retrofitting II ndash Alexander et

al (eds) Taylor and Francis Group London 863 ndash 869

Davraz M Gunduz L 2005 Engineering properties of amorphous silica as a new natural pozzolan

for use in concrete Cement and Concrete Research 35(7) 1251ndash1261

Du L Folliard K J 2005Mechanisms of entrainment in concrete Cement and Concrete Research

35(8)1463 ndash 1471

Hernaudes-Olivares F Mayer-Lobo P 2011 Experimental Assessment of Comercial One-coat

Renders for Buildings Facades Construction and Building Materials 22 (1) pp 156 ndash 162

Hilal A AThom N H Dawson A R 2015 On void structure and strength of foamed concrete made

without with additives Construction and Building Materials 85 157 ndash 164

Houst Y F Bowen P Perche F Kauppi A Borget P Galmiche L Meins J F Lafuma F

Flatt R J Schober I Banfill P FG Swift D S Myrvold B O Petersenf B G Reknes K

2008 Design and function of novel superplasticizers for more durable high performance concrete

(Superplast Project) Cement and Concrete Research 38(10) 1197 ndash 1209

Hurley J A 2003 UK market survey for foam glas Published by The Waste and Resource Action

Programme The Old Academy 114 p Prieiga per internetą httpwwwwraporguk

Kligys M Laukaitis A Sinica M Sezemanas G Dranseika N 2008 Investigations into the fire

hazard of a composite made from aerated concrete and crushed expanded polystyrene waste

Mechanics of Composite Materials 44(2) 173 ndash 180

Kligys M 2009 Kompozitinės medžiagos iš poringosios cemento tešlos ir trupinto polistireninio

putplasčio gamybos technologija ir savybės Daktaro disertacija Vilnius 137 p

Landensivu J 2012 Durability properties and actual deterioration of Finish concrete fasades and

balcones Thesis for the degree of doctor of science in technology Tampere university of technology

117 p

Lauzon M Garcia-Ruiz P A 2009 Evaluation of Capillary Water Absorbtion in Rendering Mortars

with Powdered Waterproofing Additives Construction and Building Materials 23 (10) 3287 ndash 3291

Lianxiang D Kevin J 2005 Mechanizm of air entrainment in concrete Cement and Concrete

research (35) 1463-1471 p

Limbachiya M Meddah M S Fotiadou S 2012 Performance of granulated foam glass concrete

Construction and Building materials 28(1) 759ndash768

LST EN 197-12011 Cementas 1 dalis Įprastinių cementų sudėtis techniniai reikalavimai ir atitikties

kriterijai

LST EN 196-62010 Cemento bandymų metodai 6 dalis Smulkumo nustatymas

29

LST EN 196-32005 Cemento bandymų metodai 3 dalis Rišimosi trukmių ir tūrio pastovumo

nustatymas

LST EN 933-12002 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 1 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Sijojimo metodas

LST EN 933-22001 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 2 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Analiziniai sietai Vardiniai akelių matmenys

LST ISO 3310-12003 Laboratoriniai sietai Techniniai reikalavimai ir bandymai 1 dalis

Laboratoriniai pinto metalinio vielinio tinkle sietai (tpt ISO 3310-12000) LST EN 1097-62003

Užpildų mechaninių ir fizikinių savybių nustatymo metodai 6 dalis Dalelių tankio ir įmirkio

nustatymas

LST EN 1015-3+A12004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 3 Determination of

Consistence of Fresh Mortar (by Flow Table)

LST EN 1015-102004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 10 Determination of Dry

Bulk Density of Hardened Mortar

LST EN 1015-112002 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 11 Determination of

Flexural and Compressive Strength of Hardened Mortar

LST EN 1015-182003 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of Water

Absorption Coefficient Due to Capillary Action of Hardened Mortar

LST EN 1015-122004 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of

Adhesive Strength of Hardened Rendering and Plastering Mortars on Substrates

LST EN 120892013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiai Elgsenos lenkiant nustatymas

LST EN 16022013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiaiTariamojo tankio nustatymas

LST EN 826 Statybinės termoizoliacines medžiagos Stiprio gniuždant nustatymas

LST EN 126642002 Šiluminės statybinių medžiagų ir gaminių charakteristikos Šiluminės varžos

nustatymas apsaugotos karštosios plokštės ir šilumos srauto matuoklio metodais Vidutinės ir mažos

šiluminės varžos sausi ir drėgni gaminiai

LST EN ISO 125712013 Hygrothermal Performance of Building Materials and Products -

Determination of Hygroscopic Sorption Properties

LST CENTS 772 -222006 Mūro gaminių bandymo metodai 22 dalis Keraminių mūro gaminių

atsparumo šalčiui nustatymas

LST L 1413112005 Statybinis skiedinys Bandymo metodai Atsparumo šalčiui nustatymas

LVS 203-22005 Sakret stiklo audinio armavimo tinklelis

Marčiukaitis G 2007 Statybinės medžiagos ir konstrukcijos Paskaitų konspektas Vilnius 88 p

Mисников O С Тимофеев АВ Черткова ЕЮ 2011 Гидрофобизация минеральных

дисперсных материалов добавками на основе торфа Труды Инсторфа 2 (55)15 ndash 33

Oğuzhan Keleştemur Bahar Demirel 2015 Effect of metakaolin on the corrosion resistance of

structural lightweight concrete Construction and Building Materials 81172 - 178

Quercia G Huumlsken G Brouwers H J 2012 Water demand of amorphous nanosilica and its

impact on the workability of cement paste Cement and Concrete Research 42(2) 344ndash357

Paruta V A Brynzin E I 2009 Manual on Designing and Erecting of Buildings using the Products

with Trademark UDK GAZOBETON Dnepropetrovsk 213 p

30

Ramachandran V S 1998 Superplasticizersproperties and applications in concrete Ottawa

Materials Technology LaboratoryCANMET

Ries J 2008 Structural lightweight aggregate and concrete Structure June 62-63

Ru Ji Zuotai Zhang Yang He Lili Liu Xidong Wang 2015Synthesis characterization and modeling

of new building insulation material using ceramic polishing waste residue Construction and Building

Materials 85 119 ndash 126

Сеземан Г Синица М Клигис М Шепутите-Юцике Ю Вайткус С Мечай А 2013

Цементные строительные композиты на основе лёгких заполнителей из техногенного сырья

Материалы международной научно ndash технической конференции laquo Наука и технология

строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29 ноября Минск

БГТУ 21 ndash 24

Sezemanas G Sinica M Zacharčenko P Pivenj N Mikulskis D Kligys M 2013 Influence

of zeolite additive on the properties of plaster used for external walls from autoclaved aerated

concrete Materials Science (Medžiagotyra) 19(2) 222ndash229

Синица М Шепутите-Юцике Ю Сеземан Г Клигис М Мечай А 2013 Особенности

выполнения ограждающих конструкций с использованием заливной теплоизоляции на основе

гранул вспученного стекла Материалы международной научноndash технической конференции laquo

Наука и технология строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29

ноября Минск БГТУ 69 ndash 72

Sinica MSezemanas GKligys M Česokas S 2007 Investigation of hydro ndash and higro ndash sorption

properties of silicate masonry products Materials Science (Medžiagotyra) 13(3) 229ndash 234

Sinica M Sezemanas G Chesnauskas V 2005 Influence of Air Absorbing Additive on Plaster

Layer Properties Designated to Cover Partions Built from Autoclave Porous Concrete Blocks

Chemical Technology (Cheminė technologija) 4 (38) 91 ndash 95

Sinica M Laukaitis A Sezemanas G Kligys M 2008 Operational Properties of a Heat-insulation

Composite with Expanded Polystyrene Crumbs Mechanics of Composite Materials 4 (44) 415 ndash 424

Sinica M Sezeman G Mikulskis D Kligys M Česnauskas V Zacharčenko P Kuprijenko

P Ščerbina N Pivenj N 2009 Investigation of the composite material with inclusions of

autoclaved aerated concrete chips Materials science 15 ( 4) 356ndash362

Sinica M Sezeman G Zakharchenko P 2012 Daugiasluoksnė lauko atitvara ir jos džiovinimo

būdas Patentas LT5837B

Стерлятов АН 2007 Совместный тепло- и влаго- перенос в ограждающих конструкциях

зданий из газобетона Дисертация кандидата технических наук Новосибиpск 167 с

Tobon J I Paya Jordy Restrepo O J 2015 Study of durability of portland cement mortars blended

with silica nanoparticles Construction and Building Materials 80 92 - 97

STR 205012005 Pastatų atitvarų šiluminė technika Statybos technikos reglamentai Statybos ir

urbanistikos ministerija Vilnius 2005 109p

STR 201102007 Išorės tinkuojamos sudėtinės termoizoliacinės sistemos Statybos technikos

reglamentai Statybos ir urbanistikos ministerija Vilnius 2007 p

Šadauskienė J Ramanauskas J Stankevičius V 2003 Effect of hydrophobicmaterials on water

impermeability and drying of finish brick mansory Material science (medžiagotyra) 9 (1) 94 - 98

Ungkoon Y Sittipunt Ch Namprakai P Jetipattaranat W Kim KS Charinpanitkul T 2007

Analysis of microstructure and properties of autoclaved aerated concrete wall construction materials

Journal of Industrial and Engineering Chemistry 13(7) 1103ndash1108

31

Weigler H Karl S 1980 Structural lightweight aggregate concrete with reduced density-

lightweight aggregate foamed concrete The International Journal of Lightweight Concrete 2 101ndash

104

Xu Y Chung D D L 1999a Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behaviour

of cement paste ACI Materials Journal 96(4) 455minus461

Xu Y Chung D D L 2000a Improving silica fume cement by using silane Cement and Concrete

Research 30(8) 1305- 1311

Zain M F M Safiuddin Md Mahmud H 2000 Developement of high performance concrete

using silica fume at relatively high water-binder rations Cement and Concrete Research 30(9) 1501

ndash 1505

Захарченко П Синица М Сеземан Г Чеснаускас В 2009 Изменение влажности стеновых

конструкций из ячеистобетонных блоков с системой скреплённой теплоизоляции Будiвельнi

матерiали вироби та санiтарна технiка науково-технiчний збiрник Киев Товариство

laquoЗнаниеraquo Украiни (23) 50 ndash 53234

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje

Page 20: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

20

16 pav Apdailinio sluoksnio tankio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

17 pav Apdailinio sluoksnio gniuždymo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

18 pav Apdailinio sluoksnio lenkimo stiprio priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo mišinyje

1 ndash 0 2 ndash 25 3 ndash 50

Gauti duomenys rodo kad sukietėjusio skiedinio tankis ir stiprumas proporcingai mažėja nuo PS

granulių tūrio didėjimo formavimo mišinyje Optimalus PS užpildo kiekis buvo nustatytas lyginant

suformuotų plokštelių fasado paviršius (19 pav)

21

19 pav Apdailinio sluoksnio paviršiaus kokybės priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo

mišinyje 1 ndash 25 2 ndash 50 3- 60 4 ndash 75

Vizualiai lyginant gautų paviršių kokybę galima teigti kad PS granulių tūris formavimo mišinyje

turi būti ne didesnis kaip 50

34 Porėtų PS granulių dydžio poveikis lakšto termoizoliacinio sluoksnio fizikinėms

mechaninėms savybėms

Nustatant PS granulių dydį iš pradžių buvo panaudotos ir stambiosios (8divide16 mm) frakcijos granulės

tačiau tokio kompozito sukibimas su apdailinio sluoksnio stiklo tinkleliu nebuvo kokybiškas dėl

stambių neužpildytų cementine tešla ertmių tarp užpildo granulių Dėl šios priežasties šių bandinių

lenkimo stipris nesiekdavo net 01 MPa o pats bandinys išsisluoksniuodavo (20 pav) tuo tarpu

vidutinės (4divide8 mm) ir smulkiosios (iki 2 mm) PS frakcijos bandiniai po bandymo likdavo

neišsisluoksniavę Norint pagerinti badinių su stambiąja PS frakcija sukibimą su tinkleliu teko

naudoti daugiau cementinės tešlos glaistant ja ant tinklelio paviršiaus nes tešla prasmukdavo pro

tinklelio akutes į ertmes tarp stambiosios frakcijos granulių kas blogino kompozito termoizoliacines

savybes Todėl stambiosios frakcijos granulių tolesniuose tyrimuose teko atsisakyti 6 lentelėje

pateiktos tirtų kompozitų savybių vertės Geriausiomis termoizoliacinėmis savybėmis pasižymi LV

ndash 7 sudėties kompozitas kurio šilumos laidumo koeficientas turi mažiausią vertę ndash 0075 WmmiddotK o

jo stipruminės savybės ne žymiai nusileidžia kitų kompozitų su didesniu RM kiekiu savybėms 20

pav pateikta kompozito bandinių struktūra su stambiosios ir smulkiosios PS frakcijų granulėmis

20 pav Termoizoliacinio sluoksnio bandinių vaizdas po lenkimo stiprio nustatymo bandiniai su stambia PS granulių frakcija (be numeracijos) smulkiosios ir vidutinės frakcijos bandiniai

pažymėti 32 ir 52

22

6 lentelė Kompozitų su porėtais užpildais savybės

Kompozitų šifrai atitinka 3 lentelės šiframs

Lenkimo stipris buvo nustatomas bandant prizmes su įtvirtintu iš abiejų pusių stiklo audinio tinkleliu

a b

21 pav Lakšto termoizoliacinio sluoksnio struktūra kai užpildą sudaro PPS (30 visų užpildo tūrio)

ir PS granulės a ndash stambiosios frakcijos b ndash smulkiosios frakcijos (LV ndash 5) sudėtis ir smulkiosios ndash

vidutinės frakcijos (LV- 7) sudėtis

Kompozito

šifras

Sausasis tankis

kgm3

Gniuždymo

stipris MPa

Lenkimo stipris

MPa

Šilumos laidumo

koeficientas 10

W(mK)

LV-1 420 065 070 0135

LV-2

LV -3

LV-4

LV-5

LV-6

LV-7

385

375

355

330

280

240

060

055

050

050

045

040

065

050

050

045

040

030

0130

0125

0100

0090

0080

0075

23

4 Bendradarbiavimas su projekto partneriais

Glaudžiausias bendradarbiavimas buvo vykdomas su Projekto partneriu iš Lietuvos ndash UAB ldquoElnet

Grouprdquo Ūkio subjektas pastoviai buvo supažindinamas su vykdomais moksliniais tyrimais bei

gautais tyrimų rezultatais Buvo diskutuojama kaip būtų galima juos įgyvendinti praktikoje Darbų

pasiskirstimas tarp Projekto partnerių reikalauja tampraus bendradarbiavimo kad ūkio subjektas

galėtų sukurti technologinę įrangą sugebančia pasiekti tyrimais nustatytus cementinio

termoizoliacinio kompozito technologinius parametrus Kartu buvo išbandomi technologinių

įrengimų ndash maišyklės formavimo mišinio sudėtinių komponentų maišymo principas bei darbinio

maišyklės veleno konstrukcija Daug problėmų kėlė paruošto mišinio transportavimas lanksčių žarnų

pagalba į tarpą tarp klojinių Cementinio termoizoliacinio kompozito sudėtiniai komponentai ndash

užpildo granulės (padengtos apvalios pūsto stiklo tuščiavidurės formos kevalu) turi nedidelį

atsparūmą gniuždymui ir veikiant didesnei spaudimo jėgai turi galimybę suirti Bendradarbiaujant

su Slovakijos firma bdquoSTROJSTAV CMldquo ši problema buvo išspręsta

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu Pirmoje komandiruotėje buvome susitikę su mokslinės dalies

vadove Eva Navratilova kuri sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės

praktikos Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami

cementinio termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų

tarpusavio jungties pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku

aptarėme bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo

sistemų tyrimus Lietuvoje buvo suformuoti bandiniai o Libereco universitete atliekami triukšmo

slopinimo sistemos elementų dinaminio standžio matavimai Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių

metu Čekijos ūkio subjekto atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su poretų granulių gamyba iš

maltų šlako atliekų ir kartu numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei

sieninių panelių gamyboje Bendradarbiavimas tarp partneriu bus tęsiamas per visą Projekto

vykdymo laikotarpį

24

5 Projekto etapai ir tarpiniai rezultatai

Pirmame projekto etape turėjome parinkti termoizoliacinio cementinio kompozito skirto sienų

konstrukcijoms formavimo mišinio parametrus Darbo eigoje nustatyta kad termoizoliacinio

cementinio kompozito matrica turi sudaryti porizuota cementinė tešla modifikuota pūsto stiklo

gamybos atlieka ndash metakaolino priedu Kompozito užpildu kuris sudaro 100 tūrio yra

kombinuotos PS granulės pagamintos iš stiklo duženų miltų ir polistireninės taros susmulkinti

trupiniai PS granulės yra skirtingų frakcijų nuo 4 iki 16 mm dydžio ir kompozite tartusavyje liečiasi

tokiu būdu suformuodami termoizoliacinės medžiagos bdquokarkasąldquo PPS smulkūs trupiniai užpildo

tarpus tarp PS granulių ir tokiu būdu mažino laisvo oro erdvę kompozito struktūroje Šis faktorius

turi tiesioginę įtaką kompozito šilumos laidumo vertei Kompozito užpildas tarpusavyje jungiamas

plonu porizuotos modifikuotos cementinės tešlos sluoksniu Taip yra gaunamas lengvas cementinis

termoizoliacinis kompozitas kurio tankis siekia 230 ndash 250 kgm3 šilumos laidumo koeficientas yra

apie 007 WmmiddotK gniuždymo stipris apie 03 MPa

Kitas uždavinys buvo sukurti termoizoliacinio cementinio kompozito gamybos technologiją

Sprendžiant šią užduotį buvo ištirtas modifikuojančių priedų ir jų maišymo trukmės poveikis

cementinės matricos savybėms rišamosios medžiagos ir skirtingos frakcijos granulių kiekio įtaka

termoizoliacinio sukietėjusio kompozito savybėms Atlikti moksliniai tyrimai leido parinkti

formavimo mišinių maišymo trukmę sudėtiniu komponentų padavimo į formavimo mišinio

paruošimo maišyklę eiliškumą rišiklio rišimosi laikus įvertinant priedų poveikį cemento mineralų

hidratacijos procesui Nustatyta kad pradiniame etape reikia vandenyje permaišyti orą įtraukiatį ir

mišinį plastifikuojanti priedus ir cementą po to maišyti PPS smulkius trupinius ir tik po to į

formavimo mišinių paruošimo maišyklę dėti PS granules Bendra formavimo mišinio paruošimo

trukmė siekia 7 ndash 10 min Laboratorinėmis salygomis paruoštu formavimo mišiniu buvo užpildomos

bandinių formavimui skirtos formos Suformuoti bandiniai iš formų buvo išimami po 12 val

sudedami į polietileninius maišus ir natūraliose sąlygose buvo kietinami 28 paras

Kompozito bandinių fizikinės savybės bei sudėtinių kompozito komponentų tarpusavio jungties

pobūdis kontakto zonoje buvo nustatomos tiriant bandinius pagal galiojančius techninius

reikalavimus VGTU Termoizoliacijos instituto laboratorijose sukomplektuotomis naujausią įranga

Šių tyrimų rezultatai yra pateikiami ataskaitoje plačiau aprašant termoizoliacinio kompozito fizikines

savybes

Darbe buvo sprendžiamas ir armuotų termoizoliacinių lakštų ir jų gamybos technologijos sukūrimas

Lakštų prototipu buvo parinkta dekoratyvinio apdailos laksto konstrukcija sukurta projekto vadovo

ir apginta Lietuvos patentu Nr 4599 Toks techninis sprendimas leido termoizoliacinio kompozito

sluoksnį iš abiejų pusių armuoti stiklo audinio tinkleliu ir sukurti padidinto atsparumo lenkimui

termoizoliacinį lakštą Moksliniais tyrimais buvo nustatyta kad lakštų konstrukcijose galima naudoti

tik 2-8 mm dydžio pūsto stiklo granules o cementine tešlą galima modifikuoti MK priedų iki 30

nuo cemento masės Stiklo audinio tinklelį galima panardinti į cementinės tešlos ir smulkių PS

granulių mišinį esant granulių užpildo kiekiui ne didesniam kaip 50 tešlos mišinio tūrio Optimalus

armuojančių stiklo audinio tinklelių akučių dydis 45times45 mm užtikrinantis sluoksnių esančių

abiejuose tinklelio pusėse stabilią jungtį

Lakštų gamybos išmatavimus lemia gaminami armuojančių tinklelių matmenys Esant tinklo kilimo

pločiui 1000 mm automatiškai išsisprendžia ir lakštų plotis kuris gali būti 500 mm arba 10 m Esant

kitam lakšto pločiui reikalingas tinklelio jungimas kas didina gamybos proceso imlumą ir gamybos

kaštus

Sukurta laboratorinė lakštų gamybos technologija kurioje yra numatyta sekančios operacijos

išvardintos eilės tvarka modifikuotos cementinės tešlos užpilimas ant formos dugno tolygus

cementinės masės paskleidimas armuojančio apatinio tinklelio įspaudimas į cementinę masę

termoizoliacinio cementinio formavimo masės sluoksnio užpilimas į formą ir jos tolygus

paskirstymas viršutinio armuojančio tinklelio uždėjimas ant viršutinio termoizoliacinio kompozito

formavimo masės paviršiaus viršutinio tinklelio dengimas cementine mase jos tolygus paskirstymas

ir įspaudimas į tinklelio akutes Tokiu būdu pagamintas lakštas turi lygų apatinį paviršių ir grubų

25

viršutinį Panaudojus lakštus klojinių konstrukcijose lygus paviršius formuoja galutinai išlygintą

sienos plokštumą reikalaujančią minimalių darbo sąnaudų paviršiaus apdailai Išorinių apdailos

lakštų paviršiaus formavimas bus sprendžiamas ateityje

Įvertinant lakšto paskirtį galime konstatuoti kad termoizoliacines lakšto sąvybes lemia užpildo

granulių kompaktiškas pasiskirstymas lakšto termoizoliacineme sluoksnyje Stambios granulės turi

formuoti karkasą liesdamosios tarpusavyje o tarpai tarp jų turi būti ūžpildyti smulkios frakcijos PPS

trupinių granulėmis Reikia stengtis kad būtų kuo mažiau neužpildytų oro tarpų Lakšto

termoizoliacines sąvybes gerina smulkios frakcijos PS granulių kiekis esantis modifikuotoje

cementinėje tešloje iki 50 tūrio

Lakšto lenkimo stipriui didžiausios įtakos turi armuojančio tinklelio akučių dydis tinklelio sukibimas

su cementine tešla užpildo granulių stabili tarpusavio jungtis bei paties lakšto storis Skaitome kad

mažiausias lakšto storis galėtų būti 25 mm

Pirmais metais viešinant projektą buvo parengtas mokslinis straipsnis apie įvairių priedų poveikį

cementinės matricos porizacijai Be priedų poveikio buvo atsižvelgta į formavimo mišinio maišymo

trukmę Medžiaga apie matricos porėtumo didinimo būdus išsamiai pateikta publikacijoje o

ataskaitoje pateikiama tik nuoroda į straipsnyje pateikiamus tyrimo rezultatus

Žurnale ldquoMokslas ir technikardquo yra supažindinama Lietuvos visuomenė apie Eureka projekto

partnerius projekto tikslus kuriuos turėtų įgyvendinti kiekvienas partneris atskirai darbus

koordinuojant VGTU projekto vadovui Pateikiama projekto trukmė bei nurodomi finansavimo

šaltiniai tame tarpe ir iš Europos struktūrinių fondo lėšų

26

6 Tyrimų mokslinė vertė

Mokslinę liekamąją vertę turi modifikuojančių priedų poveikio cementinės matricos mišinio bei

akmens poretumui tyrimai Ištirta pucolaninio priedo pūsto stiklo gamybos atliekos ndash metakaolino

poveikis cementinės matricos tankiui cemento mineralų hidratacijos procesui mišinio klampai bei

poreto cementinio akmens fizikinėms sąvybėms Ši priklausomybė sujungta kartu su orą įtraukiančiu

ir plastifikuojančių priedų panaudojimu modifikuojant cementinę tešląTyrimų rezultatai yra

apibendrinti moksliniame straipsnyje išsiūstame į Oksfordo universiteto žurnalą bdquoConstruction and

Building Materialsldquo

Porėtų užpildo granulių granuliometrinės sudėties ir jų frakcijų santykis bei porizuotos matricos

kiekio poveikis cementinio termoizoliacinio kompozito savybėms bus apgintas Lietuvos patentu su

tolesniu patentavimu ES

Cementinio termoizoliacinio kompozito ir jo gamybos technologijos sukūrimas leis statyti kokybiškai

naujus namus artimus pasyvaus namo koncepcijos keliamiems reikalavimams

27

7 Išvados ir rekomendacijos

1 Nustatyta kad kompleksinis (MK+FS40+OIP) priedas betonų mineralų hidratacijos procesą

cemento tešloje prailgina iki 1100 min pasiekdamas 60 degC egzoterminio efekto maksimalią

temperatūrą MK modifikuotos cemento tešlos hidratacijos procesas nežymiai pailgėja nors dėl

papildomos pucolaninės reakcijos tarp MK ir cemento hidratacijos produktų egzoterminio efekto

maksimali temperatūra pakyla 8 degC

2 Ištirta kad kompleksinio priedo (FS40+OIP) poveikis mažinant cementinės tešlos tankį labiausiai

pastebimas MK priedų modifikuotoje cementinėje tešloje Modifikuotos cementinės tešlos tankis

sumažėja 33 karto nuo 2158 kgm3 iki 714 kgm3 po 10 min mišinio maišymo Tai yra apie 29

mažesnis tankis nei maltu smėliu modifikuotos cementinės tešlos ir 32 mažesnis tankis nei gryno

cemento porizuotos tešlos Sukietėjusios tešlos ndash porėto betono tankis siekia apie 800 kgm3 tuo tarpu

gryno cementbetonio ndash 1150 kgm3 o maltu smėliu modifikuoto betono ndash 1200 kgm3 Šiuos pokyčius

galima paaiškinti lengvos sutirštintos struktūros formavimo mišinyje susidarymu ir OIP molekulių

adsorbuotų ant cemento dalelių paviršiaus pakankamos jungties suformuotu oro burbuliuku

užtikrinimas

3 Nustatyta kad pucolaniniu priedu MK modifikuota cementinė tešla kartu su kompleksiniais (FS40

ir OIP) priedais įtakoja papildomų naujadarų ndash kalcio hidrosilikatų susidarymą mikro struktūros

pokyčius užtikrinančius submikrokristalinę struktūrą cementinėje matricoje Tai užtikrina mažo

tankio porėto betono pakankamą stiprumą 800 kgm3 tankio porėto betono gniuždymo stipris siekia

25 MPa o lenkimo stipris 10 MPa

4 Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo - 35 tūrio sudaro stambios PS granulės (8-16 mm) Vidutinio

dydžio (4-8 mm) PS granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio PPS trupintos granulės sudaro po 15

kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių ir suformuoti kompaktiškai

užpildyta kompozito struktūrą Sukurtas cementinis termoizoliacinis kompozitas kurio sudėtis

modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3 rišamosios medžiagos

kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia 007Wm∙K

esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

5 Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 - MK o kompozito

RM ir smulkių iki 2 mm stambumo PS granulių tūrių santykis sausame mišinyje yra 11 Sukietėjusio

skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

6 Nustatytas porėtų užpildų PS ir PPS granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis

termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos

laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K) gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos

granulės padengtos porizuota cementine tešla (esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3)

tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai

padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS

granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31) tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per

porizuotą matricą

28

8 Literatūra

Antonovič V Goberis S The effect of different admixture of the properties of refractory conerefe

with portland cement Material science (Medžiagotyra) 4(9) 2003 379-382 p

Asthana R Kumar ADahotre N B2006 Materials Processing and Manufacturing Science

Amsterdam Butterworth-Heinemann 628 p

bdquoAstra ndash polskaldquo firmos tinklalapis internete httpwwwastra-polskacom

Brykov A S Kamaliev R T Mokeev M V 2010 Influence of ultradispersed silica on portland

cement hydration Russian Journal of Applied Chemistry 83(2) 208minus213

Capener J C-M 2009 Properties of Modern Rendering Systems Based on Mineral Binders

Modified by Organic Admixtures Concrete Repair Rehabilitation and Retrofitting II ndash Alexander et

al (eds) Taylor and Francis Group London 863 ndash 869

Davraz M Gunduz L 2005 Engineering properties of amorphous silica as a new natural pozzolan

for use in concrete Cement and Concrete Research 35(7) 1251ndash1261

Du L Folliard K J 2005Mechanisms of entrainment in concrete Cement and Concrete Research

35(8)1463 ndash 1471

Hernaudes-Olivares F Mayer-Lobo P 2011 Experimental Assessment of Comercial One-coat

Renders for Buildings Facades Construction and Building Materials 22 (1) pp 156 ndash 162

Hilal A AThom N H Dawson A R 2015 On void structure and strength of foamed concrete made

without with additives Construction and Building Materials 85 157 ndash 164

Houst Y F Bowen P Perche F Kauppi A Borget P Galmiche L Meins J F Lafuma F

Flatt R J Schober I Banfill P FG Swift D S Myrvold B O Petersenf B G Reknes K

2008 Design and function of novel superplasticizers for more durable high performance concrete

(Superplast Project) Cement and Concrete Research 38(10) 1197 ndash 1209

Hurley J A 2003 UK market survey for foam glas Published by The Waste and Resource Action

Programme The Old Academy 114 p Prieiga per internetą httpwwwwraporguk

Kligys M Laukaitis A Sinica M Sezemanas G Dranseika N 2008 Investigations into the fire

hazard of a composite made from aerated concrete and crushed expanded polystyrene waste

Mechanics of Composite Materials 44(2) 173 ndash 180

Kligys M 2009 Kompozitinės medžiagos iš poringosios cemento tešlos ir trupinto polistireninio

putplasčio gamybos technologija ir savybės Daktaro disertacija Vilnius 137 p

Landensivu J 2012 Durability properties and actual deterioration of Finish concrete fasades and

balcones Thesis for the degree of doctor of science in technology Tampere university of technology

117 p

Lauzon M Garcia-Ruiz P A 2009 Evaluation of Capillary Water Absorbtion in Rendering Mortars

with Powdered Waterproofing Additives Construction and Building Materials 23 (10) 3287 ndash 3291

Lianxiang D Kevin J 2005 Mechanizm of air entrainment in concrete Cement and Concrete

research (35) 1463-1471 p

Limbachiya M Meddah M S Fotiadou S 2012 Performance of granulated foam glass concrete

Construction and Building materials 28(1) 759ndash768

LST EN 197-12011 Cementas 1 dalis Įprastinių cementų sudėtis techniniai reikalavimai ir atitikties

kriterijai

LST EN 196-62010 Cemento bandymų metodai 6 dalis Smulkumo nustatymas

29

LST EN 196-32005 Cemento bandymų metodai 3 dalis Rišimosi trukmių ir tūrio pastovumo

nustatymas

LST EN 933-12002 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 1 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Sijojimo metodas

LST EN 933-22001 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 2 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Analiziniai sietai Vardiniai akelių matmenys

LST ISO 3310-12003 Laboratoriniai sietai Techniniai reikalavimai ir bandymai 1 dalis

Laboratoriniai pinto metalinio vielinio tinkle sietai (tpt ISO 3310-12000) LST EN 1097-62003

Užpildų mechaninių ir fizikinių savybių nustatymo metodai 6 dalis Dalelių tankio ir įmirkio

nustatymas

LST EN 1015-3+A12004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 3 Determination of

Consistence of Fresh Mortar (by Flow Table)

LST EN 1015-102004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 10 Determination of Dry

Bulk Density of Hardened Mortar

LST EN 1015-112002 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 11 Determination of

Flexural and Compressive Strength of Hardened Mortar

LST EN 1015-182003 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of Water

Absorption Coefficient Due to Capillary Action of Hardened Mortar

LST EN 1015-122004 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of

Adhesive Strength of Hardened Rendering and Plastering Mortars on Substrates

LST EN 120892013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiai Elgsenos lenkiant nustatymas

LST EN 16022013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiaiTariamojo tankio nustatymas

LST EN 826 Statybinės termoizoliacines medžiagos Stiprio gniuždant nustatymas

LST EN 126642002 Šiluminės statybinių medžiagų ir gaminių charakteristikos Šiluminės varžos

nustatymas apsaugotos karštosios plokštės ir šilumos srauto matuoklio metodais Vidutinės ir mažos

šiluminės varžos sausi ir drėgni gaminiai

LST EN ISO 125712013 Hygrothermal Performance of Building Materials and Products -

Determination of Hygroscopic Sorption Properties

LST CENTS 772 -222006 Mūro gaminių bandymo metodai 22 dalis Keraminių mūro gaminių

atsparumo šalčiui nustatymas

LST L 1413112005 Statybinis skiedinys Bandymo metodai Atsparumo šalčiui nustatymas

LVS 203-22005 Sakret stiklo audinio armavimo tinklelis

Marčiukaitis G 2007 Statybinės medžiagos ir konstrukcijos Paskaitų konspektas Vilnius 88 p

Mисников O С Тимофеев АВ Черткова ЕЮ 2011 Гидрофобизация минеральных

дисперсных материалов добавками на основе торфа Труды Инсторфа 2 (55)15 ndash 33

Oğuzhan Keleştemur Bahar Demirel 2015 Effect of metakaolin on the corrosion resistance of

structural lightweight concrete Construction and Building Materials 81172 - 178

Quercia G Huumlsken G Brouwers H J 2012 Water demand of amorphous nanosilica and its

impact on the workability of cement paste Cement and Concrete Research 42(2) 344ndash357

Paruta V A Brynzin E I 2009 Manual on Designing and Erecting of Buildings using the Products

with Trademark UDK GAZOBETON Dnepropetrovsk 213 p

30

Ramachandran V S 1998 Superplasticizersproperties and applications in concrete Ottawa

Materials Technology LaboratoryCANMET

Ries J 2008 Structural lightweight aggregate and concrete Structure June 62-63

Ru Ji Zuotai Zhang Yang He Lili Liu Xidong Wang 2015Synthesis characterization and modeling

of new building insulation material using ceramic polishing waste residue Construction and Building

Materials 85 119 ndash 126

Сеземан Г Синица М Клигис М Шепутите-Юцике Ю Вайткус С Мечай А 2013

Цементные строительные композиты на основе лёгких заполнителей из техногенного сырья

Материалы международной научно ndash технической конференции laquo Наука и технология

строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29 ноября Минск

БГТУ 21 ndash 24

Sezemanas G Sinica M Zacharčenko P Pivenj N Mikulskis D Kligys M 2013 Influence

of zeolite additive on the properties of plaster used for external walls from autoclaved aerated

concrete Materials Science (Medžiagotyra) 19(2) 222ndash229

Синица М Шепутите-Юцике Ю Сеземан Г Клигис М Мечай А 2013 Особенности

выполнения ограждающих конструкций с использованием заливной теплоизоляции на основе

гранул вспученного стекла Материалы международной научноndash технической конференции laquo

Наука и технология строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29

ноября Минск БГТУ 69 ndash 72

Sinica MSezemanas GKligys M Česokas S 2007 Investigation of hydro ndash and higro ndash sorption

properties of silicate masonry products Materials Science (Medžiagotyra) 13(3) 229ndash 234

Sinica M Sezemanas G Chesnauskas V 2005 Influence of Air Absorbing Additive on Plaster

Layer Properties Designated to Cover Partions Built from Autoclave Porous Concrete Blocks

Chemical Technology (Cheminė technologija) 4 (38) 91 ndash 95

Sinica M Laukaitis A Sezemanas G Kligys M 2008 Operational Properties of a Heat-insulation

Composite with Expanded Polystyrene Crumbs Mechanics of Composite Materials 4 (44) 415 ndash 424

Sinica M Sezeman G Mikulskis D Kligys M Česnauskas V Zacharčenko P Kuprijenko

P Ščerbina N Pivenj N 2009 Investigation of the composite material with inclusions of

autoclaved aerated concrete chips Materials science 15 ( 4) 356ndash362

Sinica M Sezeman G Zakharchenko P 2012 Daugiasluoksnė lauko atitvara ir jos džiovinimo

būdas Patentas LT5837B

Стерлятов АН 2007 Совместный тепло- и влаго- перенос в ограждающих конструкциях

зданий из газобетона Дисертация кандидата технических наук Новосибиpск 167 с

Tobon J I Paya Jordy Restrepo O J 2015 Study of durability of portland cement mortars blended

with silica nanoparticles Construction and Building Materials 80 92 - 97

STR 205012005 Pastatų atitvarų šiluminė technika Statybos technikos reglamentai Statybos ir

urbanistikos ministerija Vilnius 2005 109p

STR 201102007 Išorės tinkuojamos sudėtinės termoizoliacinės sistemos Statybos technikos

reglamentai Statybos ir urbanistikos ministerija Vilnius 2007 p

Šadauskienė J Ramanauskas J Stankevičius V 2003 Effect of hydrophobicmaterials on water

impermeability and drying of finish brick mansory Material science (medžiagotyra) 9 (1) 94 - 98

Ungkoon Y Sittipunt Ch Namprakai P Jetipattaranat W Kim KS Charinpanitkul T 2007

Analysis of microstructure and properties of autoclaved aerated concrete wall construction materials

Journal of Industrial and Engineering Chemistry 13(7) 1103ndash1108

31

Weigler H Karl S 1980 Structural lightweight aggregate concrete with reduced density-

lightweight aggregate foamed concrete The International Journal of Lightweight Concrete 2 101ndash

104

Xu Y Chung D D L 1999a Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behaviour

of cement paste ACI Materials Journal 96(4) 455minus461

Xu Y Chung D D L 2000a Improving silica fume cement by using silane Cement and Concrete

Research 30(8) 1305- 1311

Zain M F M Safiuddin Md Mahmud H 2000 Developement of high performance concrete

using silica fume at relatively high water-binder rations Cement and Concrete Research 30(9) 1501

ndash 1505

Захарченко П Синица М Сеземан Г Чеснаускас В 2009 Изменение влажности стеновых

конструкций из ячеистобетонных блоков с системой скреплённой теплоизоляции Будiвельнi

матерiали вироби та санiтарна технiка науково-технiчний збiрник Киев Товариство

laquoЗнаниеraquo Украiни (23) 50 ndash 53234

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje

Page 21: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

21

19 pav Apdailinio sluoksnio paviršiaus kokybės priklausomybė nuo PS granulių tūrio formavimo

mišinyje 1 ndash 25 2 ndash 50 3- 60 4 ndash 75

Vizualiai lyginant gautų paviršių kokybę galima teigti kad PS granulių tūris formavimo mišinyje

turi būti ne didesnis kaip 50

34 Porėtų PS granulių dydžio poveikis lakšto termoizoliacinio sluoksnio fizikinėms

mechaninėms savybėms

Nustatant PS granulių dydį iš pradžių buvo panaudotos ir stambiosios (8divide16 mm) frakcijos granulės

tačiau tokio kompozito sukibimas su apdailinio sluoksnio stiklo tinkleliu nebuvo kokybiškas dėl

stambių neužpildytų cementine tešla ertmių tarp užpildo granulių Dėl šios priežasties šių bandinių

lenkimo stipris nesiekdavo net 01 MPa o pats bandinys išsisluoksniuodavo (20 pav) tuo tarpu

vidutinės (4divide8 mm) ir smulkiosios (iki 2 mm) PS frakcijos bandiniai po bandymo likdavo

neišsisluoksniavę Norint pagerinti badinių su stambiąja PS frakcija sukibimą su tinkleliu teko

naudoti daugiau cementinės tešlos glaistant ja ant tinklelio paviršiaus nes tešla prasmukdavo pro

tinklelio akutes į ertmes tarp stambiosios frakcijos granulių kas blogino kompozito termoizoliacines

savybes Todėl stambiosios frakcijos granulių tolesniuose tyrimuose teko atsisakyti 6 lentelėje

pateiktos tirtų kompozitų savybių vertės Geriausiomis termoizoliacinėmis savybėmis pasižymi LV

ndash 7 sudėties kompozitas kurio šilumos laidumo koeficientas turi mažiausią vertę ndash 0075 WmmiddotK o

jo stipruminės savybės ne žymiai nusileidžia kitų kompozitų su didesniu RM kiekiu savybėms 20

pav pateikta kompozito bandinių struktūra su stambiosios ir smulkiosios PS frakcijų granulėmis

20 pav Termoizoliacinio sluoksnio bandinių vaizdas po lenkimo stiprio nustatymo bandiniai su stambia PS granulių frakcija (be numeracijos) smulkiosios ir vidutinės frakcijos bandiniai

pažymėti 32 ir 52

22

6 lentelė Kompozitų su porėtais užpildais savybės

Kompozitų šifrai atitinka 3 lentelės šiframs

Lenkimo stipris buvo nustatomas bandant prizmes su įtvirtintu iš abiejų pusių stiklo audinio tinkleliu

a b

21 pav Lakšto termoizoliacinio sluoksnio struktūra kai užpildą sudaro PPS (30 visų užpildo tūrio)

ir PS granulės a ndash stambiosios frakcijos b ndash smulkiosios frakcijos (LV ndash 5) sudėtis ir smulkiosios ndash

vidutinės frakcijos (LV- 7) sudėtis

Kompozito

šifras

Sausasis tankis

kgm3

Gniuždymo

stipris MPa

Lenkimo stipris

MPa

Šilumos laidumo

koeficientas 10

W(mK)

LV-1 420 065 070 0135

LV-2

LV -3

LV-4

LV-5

LV-6

LV-7

385

375

355

330

280

240

060

055

050

050

045

040

065

050

050

045

040

030

0130

0125

0100

0090

0080

0075

23

4 Bendradarbiavimas su projekto partneriais

Glaudžiausias bendradarbiavimas buvo vykdomas su Projekto partneriu iš Lietuvos ndash UAB ldquoElnet

Grouprdquo Ūkio subjektas pastoviai buvo supažindinamas su vykdomais moksliniais tyrimais bei

gautais tyrimų rezultatais Buvo diskutuojama kaip būtų galima juos įgyvendinti praktikoje Darbų

pasiskirstimas tarp Projekto partnerių reikalauja tampraus bendradarbiavimo kad ūkio subjektas

galėtų sukurti technologinę įrangą sugebančia pasiekti tyrimais nustatytus cementinio

termoizoliacinio kompozito technologinius parametrus Kartu buvo išbandomi technologinių

įrengimų ndash maišyklės formavimo mišinio sudėtinių komponentų maišymo principas bei darbinio

maišyklės veleno konstrukcija Daug problėmų kėlė paruošto mišinio transportavimas lanksčių žarnų

pagalba į tarpą tarp klojinių Cementinio termoizoliacinio kompozito sudėtiniai komponentai ndash

užpildo granulės (padengtos apvalios pūsto stiklo tuščiavidurės formos kevalu) turi nedidelį

atsparūmą gniuždymui ir veikiant didesnei spaudimo jėgai turi galimybę suirti Bendradarbiaujant

su Slovakijos firma bdquoSTROJSTAV CMldquo ši problema buvo išspręsta

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu Pirmoje komandiruotėje buvome susitikę su mokslinės dalies

vadove Eva Navratilova kuri sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės

praktikos Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami

cementinio termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų

tarpusavio jungties pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku

aptarėme bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo

sistemų tyrimus Lietuvoje buvo suformuoti bandiniai o Libereco universitete atliekami triukšmo

slopinimo sistemos elementų dinaminio standžio matavimai Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių

metu Čekijos ūkio subjekto atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su poretų granulių gamyba iš

maltų šlako atliekų ir kartu numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei

sieninių panelių gamyboje Bendradarbiavimas tarp partneriu bus tęsiamas per visą Projekto

vykdymo laikotarpį

24

5 Projekto etapai ir tarpiniai rezultatai

Pirmame projekto etape turėjome parinkti termoizoliacinio cementinio kompozito skirto sienų

konstrukcijoms formavimo mišinio parametrus Darbo eigoje nustatyta kad termoizoliacinio

cementinio kompozito matrica turi sudaryti porizuota cementinė tešla modifikuota pūsto stiklo

gamybos atlieka ndash metakaolino priedu Kompozito užpildu kuris sudaro 100 tūrio yra

kombinuotos PS granulės pagamintos iš stiklo duženų miltų ir polistireninės taros susmulkinti

trupiniai PS granulės yra skirtingų frakcijų nuo 4 iki 16 mm dydžio ir kompozite tartusavyje liečiasi

tokiu būdu suformuodami termoizoliacinės medžiagos bdquokarkasąldquo PPS smulkūs trupiniai užpildo

tarpus tarp PS granulių ir tokiu būdu mažino laisvo oro erdvę kompozito struktūroje Šis faktorius

turi tiesioginę įtaką kompozito šilumos laidumo vertei Kompozito užpildas tarpusavyje jungiamas

plonu porizuotos modifikuotos cementinės tešlos sluoksniu Taip yra gaunamas lengvas cementinis

termoizoliacinis kompozitas kurio tankis siekia 230 ndash 250 kgm3 šilumos laidumo koeficientas yra

apie 007 WmmiddotK gniuždymo stipris apie 03 MPa

Kitas uždavinys buvo sukurti termoizoliacinio cementinio kompozito gamybos technologiją

Sprendžiant šią užduotį buvo ištirtas modifikuojančių priedų ir jų maišymo trukmės poveikis

cementinės matricos savybėms rišamosios medžiagos ir skirtingos frakcijos granulių kiekio įtaka

termoizoliacinio sukietėjusio kompozito savybėms Atlikti moksliniai tyrimai leido parinkti

formavimo mišinių maišymo trukmę sudėtiniu komponentų padavimo į formavimo mišinio

paruošimo maišyklę eiliškumą rišiklio rišimosi laikus įvertinant priedų poveikį cemento mineralų

hidratacijos procesui Nustatyta kad pradiniame etape reikia vandenyje permaišyti orą įtraukiatį ir

mišinį plastifikuojanti priedus ir cementą po to maišyti PPS smulkius trupinius ir tik po to į

formavimo mišinių paruošimo maišyklę dėti PS granules Bendra formavimo mišinio paruošimo

trukmė siekia 7 ndash 10 min Laboratorinėmis salygomis paruoštu formavimo mišiniu buvo užpildomos

bandinių formavimui skirtos formos Suformuoti bandiniai iš formų buvo išimami po 12 val

sudedami į polietileninius maišus ir natūraliose sąlygose buvo kietinami 28 paras

Kompozito bandinių fizikinės savybės bei sudėtinių kompozito komponentų tarpusavio jungties

pobūdis kontakto zonoje buvo nustatomos tiriant bandinius pagal galiojančius techninius

reikalavimus VGTU Termoizoliacijos instituto laboratorijose sukomplektuotomis naujausią įranga

Šių tyrimų rezultatai yra pateikiami ataskaitoje plačiau aprašant termoizoliacinio kompozito fizikines

savybes

Darbe buvo sprendžiamas ir armuotų termoizoliacinių lakštų ir jų gamybos technologijos sukūrimas

Lakštų prototipu buvo parinkta dekoratyvinio apdailos laksto konstrukcija sukurta projekto vadovo

ir apginta Lietuvos patentu Nr 4599 Toks techninis sprendimas leido termoizoliacinio kompozito

sluoksnį iš abiejų pusių armuoti stiklo audinio tinkleliu ir sukurti padidinto atsparumo lenkimui

termoizoliacinį lakštą Moksliniais tyrimais buvo nustatyta kad lakštų konstrukcijose galima naudoti

tik 2-8 mm dydžio pūsto stiklo granules o cementine tešlą galima modifikuoti MK priedų iki 30

nuo cemento masės Stiklo audinio tinklelį galima panardinti į cementinės tešlos ir smulkių PS

granulių mišinį esant granulių užpildo kiekiui ne didesniam kaip 50 tešlos mišinio tūrio Optimalus

armuojančių stiklo audinio tinklelių akučių dydis 45times45 mm užtikrinantis sluoksnių esančių

abiejuose tinklelio pusėse stabilią jungtį

Lakštų gamybos išmatavimus lemia gaminami armuojančių tinklelių matmenys Esant tinklo kilimo

pločiui 1000 mm automatiškai išsisprendžia ir lakštų plotis kuris gali būti 500 mm arba 10 m Esant

kitam lakšto pločiui reikalingas tinklelio jungimas kas didina gamybos proceso imlumą ir gamybos

kaštus

Sukurta laboratorinė lakštų gamybos technologija kurioje yra numatyta sekančios operacijos

išvardintos eilės tvarka modifikuotos cementinės tešlos užpilimas ant formos dugno tolygus

cementinės masės paskleidimas armuojančio apatinio tinklelio įspaudimas į cementinę masę

termoizoliacinio cementinio formavimo masės sluoksnio užpilimas į formą ir jos tolygus

paskirstymas viršutinio armuojančio tinklelio uždėjimas ant viršutinio termoizoliacinio kompozito

formavimo masės paviršiaus viršutinio tinklelio dengimas cementine mase jos tolygus paskirstymas

ir įspaudimas į tinklelio akutes Tokiu būdu pagamintas lakštas turi lygų apatinį paviršių ir grubų

25

viršutinį Panaudojus lakštus klojinių konstrukcijose lygus paviršius formuoja galutinai išlygintą

sienos plokštumą reikalaujančią minimalių darbo sąnaudų paviršiaus apdailai Išorinių apdailos

lakštų paviršiaus formavimas bus sprendžiamas ateityje

Įvertinant lakšto paskirtį galime konstatuoti kad termoizoliacines lakšto sąvybes lemia užpildo

granulių kompaktiškas pasiskirstymas lakšto termoizoliacineme sluoksnyje Stambios granulės turi

formuoti karkasą liesdamosios tarpusavyje o tarpai tarp jų turi būti ūžpildyti smulkios frakcijos PPS

trupinių granulėmis Reikia stengtis kad būtų kuo mažiau neužpildytų oro tarpų Lakšto

termoizoliacines sąvybes gerina smulkios frakcijos PS granulių kiekis esantis modifikuotoje

cementinėje tešloje iki 50 tūrio

Lakšto lenkimo stipriui didžiausios įtakos turi armuojančio tinklelio akučių dydis tinklelio sukibimas

su cementine tešla užpildo granulių stabili tarpusavio jungtis bei paties lakšto storis Skaitome kad

mažiausias lakšto storis galėtų būti 25 mm

Pirmais metais viešinant projektą buvo parengtas mokslinis straipsnis apie įvairių priedų poveikį

cementinės matricos porizacijai Be priedų poveikio buvo atsižvelgta į formavimo mišinio maišymo

trukmę Medžiaga apie matricos porėtumo didinimo būdus išsamiai pateikta publikacijoje o

ataskaitoje pateikiama tik nuoroda į straipsnyje pateikiamus tyrimo rezultatus

Žurnale ldquoMokslas ir technikardquo yra supažindinama Lietuvos visuomenė apie Eureka projekto

partnerius projekto tikslus kuriuos turėtų įgyvendinti kiekvienas partneris atskirai darbus

koordinuojant VGTU projekto vadovui Pateikiama projekto trukmė bei nurodomi finansavimo

šaltiniai tame tarpe ir iš Europos struktūrinių fondo lėšų

26

6 Tyrimų mokslinė vertė

Mokslinę liekamąją vertę turi modifikuojančių priedų poveikio cementinės matricos mišinio bei

akmens poretumui tyrimai Ištirta pucolaninio priedo pūsto stiklo gamybos atliekos ndash metakaolino

poveikis cementinės matricos tankiui cemento mineralų hidratacijos procesui mišinio klampai bei

poreto cementinio akmens fizikinėms sąvybėms Ši priklausomybė sujungta kartu su orą įtraukiančiu

ir plastifikuojančių priedų panaudojimu modifikuojant cementinę tešląTyrimų rezultatai yra

apibendrinti moksliniame straipsnyje išsiūstame į Oksfordo universiteto žurnalą bdquoConstruction and

Building Materialsldquo

Porėtų užpildo granulių granuliometrinės sudėties ir jų frakcijų santykis bei porizuotos matricos

kiekio poveikis cementinio termoizoliacinio kompozito savybėms bus apgintas Lietuvos patentu su

tolesniu patentavimu ES

Cementinio termoizoliacinio kompozito ir jo gamybos technologijos sukūrimas leis statyti kokybiškai

naujus namus artimus pasyvaus namo koncepcijos keliamiems reikalavimams

27

7 Išvados ir rekomendacijos

1 Nustatyta kad kompleksinis (MK+FS40+OIP) priedas betonų mineralų hidratacijos procesą

cemento tešloje prailgina iki 1100 min pasiekdamas 60 degC egzoterminio efekto maksimalią

temperatūrą MK modifikuotos cemento tešlos hidratacijos procesas nežymiai pailgėja nors dėl

papildomos pucolaninės reakcijos tarp MK ir cemento hidratacijos produktų egzoterminio efekto

maksimali temperatūra pakyla 8 degC

2 Ištirta kad kompleksinio priedo (FS40+OIP) poveikis mažinant cementinės tešlos tankį labiausiai

pastebimas MK priedų modifikuotoje cementinėje tešloje Modifikuotos cementinės tešlos tankis

sumažėja 33 karto nuo 2158 kgm3 iki 714 kgm3 po 10 min mišinio maišymo Tai yra apie 29

mažesnis tankis nei maltu smėliu modifikuotos cementinės tešlos ir 32 mažesnis tankis nei gryno

cemento porizuotos tešlos Sukietėjusios tešlos ndash porėto betono tankis siekia apie 800 kgm3 tuo tarpu

gryno cementbetonio ndash 1150 kgm3 o maltu smėliu modifikuoto betono ndash 1200 kgm3 Šiuos pokyčius

galima paaiškinti lengvos sutirštintos struktūros formavimo mišinyje susidarymu ir OIP molekulių

adsorbuotų ant cemento dalelių paviršiaus pakankamos jungties suformuotu oro burbuliuku

užtikrinimas

3 Nustatyta kad pucolaniniu priedu MK modifikuota cementinė tešla kartu su kompleksiniais (FS40

ir OIP) priedais įtakoja papildomų naujadarų ndash kalcio hidrosilikatų susidarymą mikro struktūros

pokyčius užtikrinančius submikrokristalinę struktūrą cementinėje matricoje Tai užtikrina mažo

tankio porėto betono pakankamą stiprumą 800 kgm3 tankio porėto betono gniuždymo stipris siekia

25 MPa o lenkimo stipris 10 MPa

4 Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo - 35 tūrio sudaro stambios PS granulės (8-16 mm) Vidutinio

dydžio (4-8 mm) PS granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio PPS trupintos granulės sudaro po 15

kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių ir suformuoti kompaktiškai

užpildyta kompozito struktūrą Sukurtas cementinis termoizoliacinis kompozitas kurio sudėtis

modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3 rišamosios medžiagos

kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia 007Wm∙K

esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

5 Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 - MK o kompozito

RM ir smulkių iki 2 mm stambumo PS granulių tūrių santykis sausame mišinyje yra 11 Sukietėjusio

skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

6 Nustatytas porėtų užpildų PS ir PPS granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis

termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos

laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K) gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos

granulės padengtos porizuota cementine tešla (esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3)

tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai

padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS

granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31) tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per

porizuotą matricą

28

8 Literatūra

Antonovič V Goberis S The effect of different admixture of the properties of refractory conerefe

with portland cement Material science (Medžiagotyra) 4(9) 2003 379-382 p

Asthana R Kumar ADahotre N B2006 Materials Processing and Manufacturing Science

Amsterdam Butterworth-Heinemann 628 p

bdquoAstra ndash polskaldquo firmos tinklalapis internete httpwwwastra-polskacom

Brykov A S Kamaliev R T Mokeev M V 2010 Influence of ultradispersed silica on portland

cement hydration Russian Journal of Applied Chemistry 83(2) 208minus213

Capener J C-M 2009 Properties of Modern Rendering Systems Based on Mineral Binders

Modified by Organic Admixtures Concrete Repair Rehabilitation and Retrofitting II ndash Alexander et

al (eds) Taylor and Francis Group London 863 ndash 869

Davraz M Gunduz L 2005 Engineering properties of amorphous silica as a new natural pozzolan

for use in concrete Cement and Concrete Research 35(7) 1251ndash1261

Du L Folliard K J 2005Mechanisms of entrainment in concrete Cement and Concrete Research

35(8)1463 ndash 1471

Hernaudes-Olivares F Mayer-Lobo P 2011 Experimental Assessment of Comercial One-coat

Renders for Buildings Facades Construction and Building Materials 22 (1) pp 156 ndash 162

Hilal A AThom N H Dawson A R 2015 On void structure and strength of foamed concrete made

without with additives Construction and Building Materials 85 157 ndash 164

Houst Y F Bowen P Perche F Kauppi A Borget P Galmiche L Meins J F Lafuma F

Flatt R J Schober I Banfill P FG Swift D S Myrvold B O Petersenf B G Reknes K

2008 Design and function of novel superplasticizers for more durable high performance concrete

(Superplast Project) Cement and Concrete Research 38(10) 1197 ndash 1209

Hurley J A 2003 UK market survey for foam glas Published by The Waste and Resource Action

Programme The Old Academy 114 p Prieiga per internetą httpwwwwraporguk

Kligys M Laukaitis A Sinica M Sezemanas G Dranseika N 2008 Investigations into the fire

hazard of a composite made from aerated concrete and crushed expanded polystyrene waste

Mechanics of Composite Materials 44(2) 173 ndash 180

Kligys M 2009 Kompozitinės medžiagos iš poringosios cemento tešlos ir trupinto polistireninio

putplasčio gamybos technologija ir savybės Daktaro disertacija Vilnius 137 p

Landensivu J 2012 Durability properties and actual deterioration of Finish concrete fasades and

balcones Thesis for the degree of doctor of science in technology Tampere university of technology

117 p

Lauzon M Garcia-Ruiz P A 2009 Evaluation of Capillary Water Absorbtion in Rendering Mortars

with Powdered Waterproofing Additives Construction and Building Materials 23 (10) 3287 ndash 3291

Lianxiang D Kevin J 2005 Mechanizm of air entrainment in concrete Cement and Concrete

research (35) 1463-1471 p

Limbachiya M Meddah M S Fotiadou S 2012 Performance of granulated foam glass concrete

Construction and Building materials 28(1) 759ndash768

LST EN 197-12011 Cementas 1 dalis Įprastinių cementų sudėtis techniniai reikalavimai ir atitikties

kriterijai

LST EN 196-62010 Cemento bandymų metodai 6 dalis Smulkumo nustatymas

29

LST EN 196-32005 Cemento bandymų metodai 3 dalis Rišimosi trukmių ir tūrio pastovumo

nustatymas

LST EN 933-12002 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 1 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Sijojimo metodas

LST EN 933-22001 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 2 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Analiziniai sietai Vardiniai akelių matmenys

LST ISO 3310-12003 Laboratoriniai sietai Techniniai reikalavimai ir bandymai 1 dalis

Laboratoriniai pinto metalinio vielinio tinkle sietai (tpt ISO 3310-12000) LST EN 1097-62003

Užpildų mechaninių ir fizikinių savybių nustatymo metodai 6 dalis Dalelių tankio ir įmirkio

nustatymas

LST EN 1015-3+A12004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 3 Determination of

Consistence of Fresh Mortar (by Flow Table)

LST EN 1015-102004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 10 Determination of Dry

Bulk Density of Hardened Mortar

LST EN 1015-112002 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 11 Determination of

Flexural and Compressive Strength of Hardened Mortar

LST EN 1015-182003 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of Water

Absorption Coefficient Due to Capillary Action of Hardened Mortar

LST EN 1015-122004 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of

Adhesive Strength of Hardened Rendering and Plastering Mortars on Substrates

LST EN 120892013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiai Elgsenos lenkiant nustatymas

LST EN 16022013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiaiTariamojo tankio nustatymas

LST EN 826 Statybinės termoizoliacines medžiagos Stiprio gniuždant nustatymas

LST EN 126642002 Šiluminės statybinių medžiagų ir gaminių charakteristikos Šiluminės varžos

nustatymas apsaugotos karštosios plokštės ir šilumos srauto matuoklio metodais Vidutinės ir mažos

šiluminės varžos sausi ir drėgni gaminiai

LST EN ISO 125712013 Hygrothermal Performance of Building Materials and Products -

Determination of Hygroscopic Sorption Properties

LST CENTS 772 -222006 Mūro gaminių bandymo metodai 22 dalis Keraminių mūro gaminių

atsparumo šalčiui nustatymas

LST L 1413112005 Statybinis skiedinys Bandymo metodai Atsparumo šalčiui nustatymas

LVS 203-22005 Sakret stiklo audinio armavimo tinklelis

Marčiukaitis G 2007 Statybinės medžiagos ir konstrukcijos Paskaitų konspektas Vilnius 88 p

Mисников O С Тимофеев АВ Черткова ЕЮ 2011 Гидрофобизация минеральных

дисперсных материалов добавками на основе торфа Труды Инсторфа 2 (55)15 ndash 33

Oğuzhan Keleştemur Bahar Demirel 2015 Effect of metakaolin on the corrosion resistance of

structural lightweight concrete Construction and Building Materials 81172 - 178

Quercia G Huumlsken G Brouwers H J 2012 Water demand of amorphous nanosilica and its

impact on the workability of cement paste Cement and Concrete Research 42(2) 344ndash357

Paruta V A Brynzin E I 2009 Manual on Designing and Erecting of Buildings using the Products

with Trademark UDK GAZOBETON Dnepropetrovsk 213 p

30

Ramachandran V S 1998 Superplasticizersproperties and applications in concrete Ottawa

Materials Technology LaboratoryCANMET

Ries J 2008 Structural lightweight aggregate and concrete Structure June 62-63

Ru Ji Zuotai Zhang Yang He Lili Liu Xidong Wang 2015Synthesis characterization and modeling

of new building insulation material using ceramic polishing waste residue Construction and Building

Materials 85 119 ndash 126

Сеземан Г Синица М Клигис М Шепутите-Юцике Ю Вайткус С Мечай А 2013

Цементные строительные композиты на основе лёгких заполнителей из техногенного сырья

Материалы международной научно ndash технической конференции laquo Наука и технология

строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29 ноября Минск

БГТУ 21 ndash 24

Sezemanas G Sinica M Zacharčenko P Pivenj N Mikulskis D Kligys M 2013 Influence

of zeolite additive on the properties of plaster used for external walls from autoclaved aerated

concrete Materials Science (Medžiagotyra) 19(2) 222ndash229

Синица М Шепутите-Юцике Ю Сеземан Г Клигис М Мечай А 2013 Особенности

выполнения ограждающих конструкций с использованием заливной теплоизоляции на основе

гранул вспученного стекла Материалы международной научноndash технической конференции laquo

Наука и технология строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29

ноября Минск БГТУ 69 ndash 72

Sinica MSezemanas GKligys M Česokas S 2007 Investigation of hydro ndash and higro ndash sorption

properties of silicate masonry products Materials Science (Medžiagotyra) 13(3) 229ndash 234

Sinica M Sezemanas G Chesnauskas V 2005 Influence of Air Absorbing Additive on Plaster

Layer Properties Designated to Cover Partions Built from Autoclave Porous Concrete Blocks

Chemical Technology (Cheminė technologija) 4 (38) 91 ndash 95

Sinica M Laukaitis A Sezemanas G Kligys M 2008 Operational Properties of a Heat-insulation

Composite with Expanded Polystyrene Crumbs Mechanics of Composite Materials 4 (44) 415 ndash 424

Sinica M Sezeman G Mikulskis D Kligys M Česnauskas V Zacharčenko P Kuprijenko

P Ščerbina N Pivenj N 2009 Investigation of the composite material with inclusions of

autoclaved aerated concrete chips Materials science 15 ( 4) 356ndash362

Sinica M Sezeman G Zakharchenko P 2012 Daugiasluoksnė lauko atitvara ir jos džiovinimo

būdas Patentas LT5837B

Стерлятов АН 2007 Совместный тепло- и влаго- перенос в ограждающих конструкциях

зданий из газобетона Дисертация кандидата технических наук Новосибиpск 167 с

Tobon J I Paya Jordy Restrepo O J 2015 Study of durability of portland cement mortars blended

with silica nanoparticles Construction and Building Materials 80 92 - 97

STR 205012005 Pastatų atitvarų šiluminė technika Statybos technikos reglamentai Statybos ir

urbanistikos ministerija Vilnius 2005 109p

STR 201102007 Išorės tinkuojamos sudėtinės termoizoliacinės sistemos Statybos technikos

reglamentai Statybos ir urbanistikos ministerija Vilnius 2007 p

Šadauskienė J Ramanauskas J Stankevičius V 2003 Effect of hydrophobicmaterials on water

impermeability and drying of finish brick mansory Material science (medžiagotyra) 9 (1) 94 - 98

Ungkoon Y Sittipunt Ch Namprakai P Jetipattaranat W Kim KS Charinpanitkul T 2007

Analysis of microstructure and properties of autoclaved aerated concrete wall construction materials

Journal of Industrial and Engineering Chemistry 13(7) 1103ndash1108

31

Weigler H Karl S 1980 Structural lightweight aggregate concrete with reduced density-

lightweight aggregate foamed concrete The International Journal of Lightweight Concrete 2 101ndash

104

Xu Y Chung D D L 1999a Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behaviour

of cement paste ACI Materials Journal 96(4) 455minus461

Xu Y Chung D D L 2000a Improving silica fume cement by using silane Cement and Concrete

Research 30(8) 1305- 1311

Zain M F M Safiuddin Md Mahmud H 2000 Developement of high performance concrete

using silica fume at relatively high water-binder rations Cement and Concrete Research 30(9) 1501

ndash 1505

Захарченко П Синица М Сеземан Г Чеснаускас В 2009 Изменение влажности стеновых

конструкций из ячеистобетонных блоков с системой скреплённой теплоизоляции Будiвельнi

матерiали вироби та санiтарна технiка науково-технiчний збiрник Киев Товариство

laquoЗнаниеraquo Украiни (23) 50 ndash 53234

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje

Page 22: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

22

6 lentelė Kompozitų su porėtais užpildais savybės

Kompozitų šifrai atitinka 3 lentelės šiframs

Lenkimo stipris buvo nustatomas bandant prizmes su įtvirtintu iš abiejų pusių stiklo audinio tinkleliu

a b

21 pav Lakšto termoizoliacinio sluoksnio struktūra kai užpildą sudaro PPS (30 visų užpildo tūrio)

ir PS granulės a ndash stambiosios frakcijos b ndash smulkiosios frakcijos (LV ndash 5) sudėtis ir smulkiosios ndash

vidutinės frakcijos (LV- 7) sudėtis

Kompozito

šifras

Sausasis tankis

kgm3

Gniuždymo

stipris MPa

Lenkimo stipris

MPa

Šilumos laidumo

koeficientas 10

W(mK)

LV-1 420 065 070 0135

LV-2

LV -3

LV-4

LV-5

LV-6

LV-7

385

375

355

330

280

240

060

055

050

050

045

040

065

050

050

045

040

030

0130

0125

0100

0090

0080

0075

23

4 Bendradarbiavimas su projekto partneriais

Glaudžiausias bendradarbiavimas buvo vykdomas su Projekto partneriu iš Lietuvos ndash UAB ldquoElnet

Grouprdquo Ūkio subjektas pastoviai buvo supažindinamas su vykdomais moksliniais tyrimais bei

gautais tyrimų rezultatais Buvo diskutuojama kaip būtų galima juos įgyvendinti praktikoje Darbų

pasiskirstimas tarp Projekto partnerių reikalauja tampraus bendradarbiavimo kad ūkio subjektas

galėtų sukurti technologinę įrangą sugebančia pasiekti tyrimais nustatytus cementinio

termoizoliacinio kompozito technologinius parametrus Kartu buvo išbandomi technologinių

įrengimų ndash maišyklės formavimo mišinio sudėtinių komponentų maišymo principas bei darbinio

maišyklės veleno konstrukcija Daug problėmų kėlė paruošto mišinio transportavimas lanksčių žarnų

pagalba į tarpą tarp klojinių Cementinio termoizoliacinio kompozito sudėtiniai komponentai ndash

užpildo granulės (padengtos apvalios pūsto stiklo tuščiavidurės formos kevalu) turi nedidelį

atsparūmą gniuždymui ir veikiant didesnei spaudimo jėgai turi galimybę suirti Bendradarbiaujant

su Slovakijos firma bdquoSTROJSTAV CMldquo ši problema buvo išspręsta

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu Pirmoje komandiruotėje buvome susitikę su mokslinės dalies

vadove Eva Navratilova kuri sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės

praktikos Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami

cementinio termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų

tarpusavio jungties pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku

aptarėme bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo

sistemų tyrimus Lietuvoje buvo suformuoti bandiniai o Libereco universitete atliekami triukšmo

slopinimo sistemos elementų dinaminio standžio matavimai Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių

metu Čekijos ūkio subjekto atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su poretų granulių gamyba iš

maltų šlako atliekų ir kartu numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei

sieninių panelių gamyboje Bendradarbiavimas tarp partneriu bus tęsiamas per visą Projekto

vykdymo laikotarpį

24

5 Projekto etapai ir tarpiniai rezultatai

Pirmame projekto etape turėjome parinkti termoizoliacinio cementinio kompozito skirto sienų

konstrukcijoms formavimo mišinio parametrus Darbo eigoje nustatyta kad termoizoliacinio

cementinio kompozito matrica turi sudaryti porizuota cementinė tešla modifikuota pūsto stiklo

gamybos atlieka ndash metakaolino priedu Kompozito užpildu kuris sudaro 100 tūrio yra

kombinuotos PS granulės pagamintos iš stiklo duženų miltų ir polistireninės taros susmulkinti

trupiniai PS granulės yra skirtingų frakcijų nuo 4 iki 16 mm dydžio ir kompozite tartusavyje liečiasi

tokiu būdu suformuodami termoizoliacinės medžiagos bdquokarkasąldquo PPS smulkūs trupiniai užpildo

tarpus tarp PS granulių ir tokiu būdu mažino laisvo oro erdvę kompozito struktūroje Šis faktorius

turi tiesioginę įtaką kompozito šilumos laidumo vertei Kompozito užpildas tarpusavyje jungiamas

plonu porizuotos modifikuotos cementinės tešlos sluoksniu Taip yra gaunamas lengvas cementinis

termoizoliacinis kompozitas kurio tankis siekia 230 ndash 250 kgm3 šilumos laidumo koeficientas yra

apie 007 WmmiddotK gniuždymo stipris apie 03 MPa

Kitas uždavinys buvo sukurti termoizoliacinio cementinio kompozito gamybos technologiją

Sprendžiant šią užduotį buvo ištirtas modifikuojančių priedų ir jų maišymo trukmės poveikis

cementinės matricos savybėms rišamosios medžiagos ir skirtingos frakcijos granulių kiekio įtaka

termoizoliacinio sukietėjusio kompozito savybėms Atlikti moksliniai tyrimai leido parinkti

formavimo mišinių maišymo trukmę sudėtiniu komponentų padavimo į formavimo mišinio

paruošimo maišyklę eiliškumą rišiklio rišimosi laikus įvertinant priedų poveikį cemento mineralų

hidratacijos procesui Nustatyta kad pradiniame etape reikia vandenyje permaišyti orą įtraukiatį ir

mišinį plastifikuojanti priedus ir cementą po to maišyti PPS smulkius trupinius ir tik po to į

formavimo mišinių paruošimo maišyklę dėti PS granules Bendra formavimo mišinio paruošimo

trukmė siekia 7 ndash 10 min Laboratorinėmis salygomis paruoštu formavimo mišiniu buvo užpildomos

bandinių formavimui skirtos formos Suformuoti bandiniai iš formų buvo išimami po 12 val

sudedami į polietileninius maišus ir natūraliose sąlygose buvo kietinami 28 paras

Kompozito bandinių fizikinės savybės bei sudėtinių kompozito komponentų tarpusavio jungties

pobūdis kontakto zonoje buvo nustatomos tiriant bandinius pagal galiojančius techninius

reikalavimus VGTU Termoizoliacijos instituto laboratorijose sukomplektuotomis naujausią įranga

Šių tyrimų rezultatai yra pateikiami ataskaitoje plačiau aprašant termoizoliacinio kompozito fizikines

savybes

Darbe buvo sprendžiamas ir armuotų termoizoliacinių lakštų ir jų gamybos technologijos sukūrimas

Lakštų prototipu buvo parinkta dekoratyvinio apdailos laksto konstrukcija sukurta projekto vadovo

ir apginta Lietuvos patentu Nr 4599 Toks techninis sprendimas leido termoizoliacinio kompozito

sluoksnį iš abiejų pusių armuoti stiklo audinio tinkleliu ir sukurti padidinto atsparumo lenkimui

termoizoliacinį lakštą Moksliniais tyrimais buvo nustatyta kad lakštų konstrukcijose galima naudoti

tik 2-8 mm dydžio pūsto stiklo granules o cementine tešlą galima modifikuoti MK priedų iki 30

nuo cemento masės Stiklo audinio tinklelį galima panardinti į cementinės tešlos ir smulkių PS

granulių mišinį esant granulių užpildo kiekiui ne didesniam kaip 50 tešlos mišinio tūrio Optimalus

armuojančių stiklo audinio tinklelių akučių dydis 45times45 mm užtikrinantis sluoksnių esančių

abiejuose tinklelio pusėse stabilią jungtį

Lakštų gamybos išmatavimus lemia gaminami armuojančių tinklelių matmenys Esant tinklo kilimo

pločiui 1000 mm automatiškai išsisprendžia ir lakštų plotis kuris gali būti 500 mm arba 10 m Esant

kitam lakšto pločiui reikalingas tinklelio jungimas kas didina gamybos proceso imlumą ir gamybos

kaštus

Sukurta laboratorinė lakštų gamybos technologija kurioje yra numatyta sekančios operacijos

išvardintos eilės tvarka modifikuotos cementinės tešlos užpilimas ant formos dugno tolygus

cementinės masės paskleidimas armuojančio apatinio tinklelio įspaudimas į cementinę masę

termoizoliacinio cementinio formavimo masės sluoksnio užpilimas į formą ir jos tolygus

paskirstymas viršutinio armuojančio tinklelio uždėjimas ant viršutinio termoizoliacinio kompozito

formavimo masės paviršiaus viršutinio tinklelio dengimas cementine mase jos tolygus paskirstymas

ir įspaudimas į tinklelio akutes Tokiu būdu pagamintas lakštas turi lygų apatinį paviršių ir grubų

25

viršutinį Panaudojus lakštus klojinių konstrukcijose lygus paviršius formuoja galutinai išlygintą

sienos plokštumą reikalaujančią minimalių darbo sąnaudų paviršiaus apdailai Išorinių apdailos

lakštų paviršiaus formavimas bus sprendžiamas ateityje

Įvertinant lakšto paskirtį galime konstatuoti kad termoizoliacines lakšto sąvybes lemia užpildo

granulių kompaktiškas pasiskirstymas lakšto termoizoliacineme sluoksnyje Stambios granulės turi

formuoti karkasą liesdamosios tarpusavyje o tarpai tarp jų turi būti ūžpildyti smulkios frakcijos PPS

trupinių granulėmis Reikia stengtis kad būtų kuo mažiau neužpildytų oro tarpų Lakšto

termoizoliacines sąvybes gerina smulkios frakcijos PS granulių kiekis esantis modifikuotoje

cementinėje tešloje iki 50 tūrio

Lakšto lenkimo stipriui didžiausios įtakos turi armuojančio tinklelio akučių dydis tinklelio sukibimas

su cementine tešla užpildo granulių stabili tarpusavio jungtis bei paties lakšto storis Skaitome kad

mažiausias lakšto storis galėtų būti 25 mm

Pirmais metais viešinant projektą buvo parengtas mokslinis straipsnis apie įvairių priedų poveikį

cementinės matricos porizacijai Be priedų poveikio buvo atsižvelgta į formavimo mišinio maišymo

trukmę Medžiaga apie matricos porėtumo didinimo būdus išsamiai pateikta publikacijoje o

ataskaitoje pateikiama tik nuoroda į straipsnyje pateikiamus tyrimo rezultatus

Žurnale ldquoMokslas ir technikardquo yra supažindinama Lietuvos visuomenė apie Eureka projekto

partnerius projekto tikslus kuriuos turėtų įgyvendinti kiekvienas partneris atskirai darbus

koordinuojant VGTU projekto vadovui Pateikiama projekto trukmė bei nurodomi finansavimo

šaltiniai tame tarpe ir iš Europos struktūrinių fondo lėšų

26

6 Tyrimų mokslinė vertė

Mokslinę liekamąją vertę turi modifikuojančių priedų poveikio cementinės matricos mišinio bei

akmens poretumui tyrimai Ištirta pucolaninio priedo pūsto stiklo gamybos atliekos ndash metakaolino

poveikis cementinės matricos tankiui cemento mineralų hidratacijos procesui mišinio klampai bei

poreto cementinio akmens fizikinėms sąvybėms Ši priklausomybė sujungta kartu su orą įtraukiančiu

ir plastifikuojančių priedų panaudojimu modifikuojant cementinę tešląTyrimų rezultatai yra

apibendrinti moksliniame straipsnyje išsiūstame į Oksfordo universiteto žurnalą bdquoConstruction and

Building Materialsldquo

Porėtų užpildo granulių granuliometrinės sudėties ir jų frakcijų santykis bei porizuotos matricos

kiekio poveikis cementinio termoizoliacinio kompozito savybėms bus apgintas Lietuvos patentu su

tolesniu patentavimu ES

Cementinio termoizoliacinio kompozito ir jo gamybos technologijos sukūrimas leis statyti kokybiškai

naujus namus artimus pasyvaus namo koncepcijos keliamiems reikalavimams

27

7 Išvados ir rekomendacijos

1 Nustatyta kad kompleksinis (MK+FS40+OIP) priedas betonų mineralų hidratacijos procesą

cemento tešloje prailgina iki 1100 min pasiekdamas 60 degC egzoterminio efekto maksimalią

temperatūrą MK modifikuotos cemento tešlos hidratacijos procesas nežymiai pailgėja nors dėl

papildomos pucolaninės reakcijos tarp MK ir cemento hidratacijos produktų egzoterminio efekto

maksimali temperatūra pakyla 8 degC

2 Ištirta kad kompleksinio priedo (FS40+OIP) poveikis mažinant cementinės tešlos tankį labiausiai

pastebimas MK priedų modifikuotoje cementinėje tešloje Modifikuotos cementinės tešlos tankis

sumažėja 33 karto nuo 2158 kgm3 iki 714 kgm3 po 10 min mišinio maišymo Tai yra apie 29

mažesnis tankis nei maltu smėliu modifikuotos cementinės tešlos ir 32 mažesnis tankis nei gryno

cemento porizuotos tešlos Sukietėjusios tešlos ndash porėto betono tankis siekia apie 800 kgm3 tuo tarpu

gryno cementbetonio ndash 1150 kgm3 o maltu smėliu modifikuoto betono ndash 1200 kgm3 Šiuos pokyčius

galima paaiškinti lengvos sutirštintos struktūros formavimo mišinyje susidarymu ir OIP molekulių

adsorbuotų ant cemento dalelių paviršiaus pakankamos jungties suformuotu oro burbuliuku

užtikrinimas

3 Nustatyta kad pucolaniniu priedu MK modifikuota cementinė tešla kartu su kompleksiniais (FS40

ir OIP) priedais įtakoja papildomų naujadarų ndash kalcio hidrosilikatų susidarymą mikro struktūros

pokyčius užtikrinančius submikrokristalinę struktūrą cementinėje matricoje Tai užtikrina mažo

tankio porėto betono pakankamą stiprumą 800 kgm3 tankio porėto betono gniuždymo stipris siekia

25 MPa o lenkimo stipris 10 MPa

4 Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo - 35 tūrio sudaro stambios PS granulės (8-16 mm) Vidutinio

dydžio (4-8 mm) PS granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio PPS trupintos granulės sudaro po 15

kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių ir suformuoti kompaktiškai

užpildyta kompozito struktūrą Sukurtas cementinis termoizoliacinis kompozitas kurio sudėtis

modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3 rišamosios medžiagos

kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia 007Wm∙K

esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

5 Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 - MK o kompozito

RM ir smulkių iki 2 mm stambumo PS granulių tūrių santykis sausame mišinyje yra 11 Sukietėjusio

skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

6 Nustatytas porėtų užpildų PS ir PPS granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis

termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos

laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K) gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos

granulės padengtos porizuota cementine tešla (esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3)

tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai

padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS

granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31) tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per

porizuotą matricą

28

8 Literatūra

Antonovič V Goberis S The effect of different admixture of the properties of refractory conerefe

with portland cement Material science (Medžiagotyra) 4(9) 2003 379-382 p

Asthana R Kumar ADahotre N B2006 Materials Processing and Manufacturing Science

Amsterdam Butterworth-Heinemann 628 p

bdquoAstra ndash polskaldquo firmos tinklalapis internete httpwwwastra-polskacom

Brykov A S Kamaliev R T Mokeev M V 2010 Influence of ultradispersed silica on portland

cement hydration Russian Journal of Applied Chemistry 83(2) 208minus213

Capener J C-M 2009 Properties of Modern Rendering Systems Based on Mineral Binders

Modified by Organic Admixtures Concrete Repair Rehabilitation and Retrofitting II ndash Alexander et

al (eds) Taylor and Francis Group London 863 ndash 869

Davraz M Gunduz L 2005 Engineering properties of amorphous silica as a new natural pozzolan

for use in concrete Cement and Concrete Research 35(7) 1251ndash1261

Du L Folliard K J 2005Mechanisms of entrainment in concrete Cement and Concrete Research

35(8)1463 ndash 1471

Hernaudes-Olivares F Mayer-Lobo P 2011 Experimental Assessment of Comercial One-coat

Renders for Buildings Facades Construction and Building Materials 22 (1) pp 156 ndash 162

Hilal A AThom N H Dawson A R 2015 On void structure and strength of foamed concrete made

without with additives Construction and Building Materials 85 157 ndash 164

Houst Y F Bowen P Perche F Kauppi A Borget P Galmiche L Meins J F Lafuma F

Flatt R J Schober I Banfill P FG Swift D S Myrvold B O Petersenf B G Reknes K

2008 Design and function of novel superplasticizers for more durable high performance concrete

(Superplast Project) Cement and Concrete Research 38(10) 1197 ndash 1209

Hurley J A 2003 UK market survey for foam glas Published by The Waste and Resource Action

Programme The Old Academy 114 p Prieiga per internetą httpwwwwraporguk

Kligys M Laukaitis A Sinica M Sezemanas G Dranseika N 2008 Investigations into the fire

hazard of a composite made from aerated concrete and crushed expanded polystyrene waste

Mechanics of Composite Materials 44(2) 173 ndash 180

Kligys M 2009 Kompozitinės medžiagos iš poringosios cemento tešlos ir trupinto polistireninio

putplasčio gamybos technologija ir savybės Daktaro disertacija Vilnius 137 p

Landensivu J 2012 Durability properties and actual deterioration of Finish concrete fasades and

balcones Thesis for the degree of doctor of science in technology Tampere university of technology

117 p

Lauzon M Garcia-Ruiz P A 2009 Evaluation of Capillary Water Absorbtion in Rendering Mortars

with Powdered Waterproofing Additives Construction and Building Materials 23 (10) 3287 ndash 3291

Lianxiang D Kevin J 2005 Mechanizm of air entrainment in concrete Cement and Concrete

research (35) 1463-1471 p

Limbachiya M Meddah M S Fotiadou S 2012 Performance of granulated foam glass concrete

Construction and Building materials 28(1) 759ndash768

LST EN 197-12011 Cementas 1 dalis Įprastinių cementų sudėtis techniniai reikalavimai ir atitikties

kriterijai

LST EN 196-62010 Cemento bandymų metodai 6 dalis Smulkumo nustatymas

29

LST EN 196-32005 Cemento bandymų metodai 3 dalis Rišimosi trukmių ir tūrio pastovumo

nustatymas

LST EN 933-12002 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 1 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Sijojimo metodas

LST EN 933-22001 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 2 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Analiziniai sietai Vardiniai akelių matmenys

LST ISO 3310-12003 Laboratoriniai sietai Techniniai reikalavimai ir bandymai 1 dalis

Laboratoriniai pinto metalinio vielinio tinkle sietai (tpt ISO 3310-12000) LST EN 1097-62003

Užpildų mechaninių ir fizikinių savybių nustatymo metodai 6 dalis Dalelių tankio ir įmirkio

nustatymas

LST EN 1015-3+A12004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 3 Determination of

Consistence of Fresh Mortar (by Flow Table)

LST EN 1015-102004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 10 Determination of Dry

Bulk Density of Hardened Mortar

LST EN 1015-112002 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 11 Determination of

Flexural and Compressive Strength of Hardened Mortar

LST EN 1015-182003 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of Water

Absorption Coefficient Due to Capillary Action of Hardened Mortar

LST EN 1015-122004 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of

Adhesive Strength of Hardened Rendering and Plastering Mortars on Substrates

LST EN 120892013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiai Elgsenos lenkiant nustatymas

LST EN 16022013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiaiTariamojo tankio nustatymas

LST EN 826 Statybinės termoizoliacines medžiagos Stiprio gniuždant nustatymas

LST EN 126642002 Šiluminės statybinių medžiagų ir gaminių charakteristikos Šiluminės varžos

nustatymas apsaugotos karštosios plokštės ir šilumos srauto matuoklio metodais Vidutinės ir mažos

šiluminės varžos sausi ir drėgni gaminiai

LST EN ISO 125712013 Hygrothermal Performance of Building Materials and Products -

Determination of Hygroscopic Sorption Properties

LST CENTS 772 -222006 Mūro gaminių bandymo metodai 22 dalis Keraminių mūro gaminių

atsparumo šalčiui nustatymas

LST L 1413112005 Statybinis skiedinys Bandymo metodai Atsparumo šalčiui nustatymas

LVS 203-22005 Sakret stiklo audinio armavimo tinklelis

Marčiukaitis G 2007 Statybinės medžiagos ir konstrukcijos Paskaitų konspektas Vilnius 88 p

Mисников O С Тимофеев АВ Черткова ЕЮ 2011 Гидрофобизация минеральных

дисперсных материалов добавками на основе торфа Труды Инсторфа 2 (55)15 ndash 33

Oğuzhan Keleştemur Bahar Demirel 2015 Effect of metakaolin on the corrosion resistance of

structural lightweight concrete Construction and Building Materials 81172 - 178

Quercia G Huumlsken G Brouwers H J 2012 Water demand of amorphous nanosilica and its

impact on the workability of cement paste Cement and Concrete Research 42(2) 344ndash357

Paruta V A Brynzin E I 2009 Manual on Designing and Erecting of Buildings using the Products

with Trademark UDK GAZOBETON Dnepropetrovsk 213 p

30

Ramachandran V S 1998 Superplasticizersproperties and applications in concrete Ottawa

Materials Technology LaboratoryCANMET

Ries J 2008 Structural lightweight aggregate and concrete Structure June 62-63

Ru Ji Zuotai Zhang Yang He Lili Liu Xidong Wang 2015Synthesis characterization and modeling

of new building insulation material using ceramic polishing waste residue Construction and Building

Materials 85 119 ndash 126

Сеземан Г Синица М Клигис М Шепутите-Юцике Ю Вайткус С Мечай А 2013

Цементные строительные композиты на основе лёгких заполнителей из техногенного сырья

Материалы международной научно ndash технической конференции laquo Наука и технология

строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29 ноября Минск

БГТУ 21 ndash 24

Sezemanas G Sinica M Zacharčenko P Pivenj N Mikulskis D Kligys M 2013 Influence

of zeolite additive on the properties of plaster used for external walls from autoclaved aerated

concrete Materials Science (Medžiagotyra) 19(2) 222ndash229

Синица М Шепутите-Юцике Ю Сеземан Г Клигис М Мечай А 2013 Особенности

выполнения ограждающих конструкций с использованием заливной теплоизоляции на основе

гранул вспученного стекла Материалы международной научноndash технической конференции laquo

Наука и технология строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29

ноября Минск БГТУ 69 ndash 72

Sinica MSezemanas GKligys M Česokas S 2007 Investigation of hydro ndash and higro ndash sorption

properties of silicate masonry products Materials Science (Medžiagotyra) 13(3) 229ndash 234

Sinica M Sezemanas G Chesnauskas V 2005 Influence of Air Absorbing Additive on Plaster

Layer Properties Designated to Cover Partions Built from Autoclave Porous Concrete Blocks

Chemical Technology (Cheminė technologija) 4 (38) 91 ndash 95

Sinica M Laukaitis A Sezemanas G Kligys M 2008 Operational Properties of a Heat-insulation

Composite with Expanded Polystyrene Crumbs Mechanics of Composite Materials 4 (44) 415 ndash 424

Sinica M Sezeman G Mikulskis D Kligys M Česnauskas V Zacharčenko P Kuprijenko

P Ščerbina N Pivenj N 2009 Investigation of the composite material with inclusions of

autoclaved aerated concrete chips Materials science 15 ( 4) 356ndash362

Sinica M Sezeman G Zakharchenko P 2012 Daugiasluoksnė lauko atitvara ir jos džiovinimo

būdas Patentas LT5837B

Стерлятов АН 2007 Совместный тепло- и влаго- перенос в ограждающих конструкциях

зданий из газобетона Дисертация кандидата технических наук Новосибиpск 167 с

Tobon J I Paya Jordy Restrepo O J 2015 Study of durability of portland cement mortars blended

with silica nanoparticles Construction and Building Materials 80 92 - 97

STR 205012005 Pastatų atitvarų šiluminė technika Statybos technikos reglamentai Statybos ir

urbanistikos ministerija Vilnius 2005 109p

STR 201102007 Išorės tinkuojamos sudėtinės termoizoliacinės sistemos Statybos technikos

reglamentai Statybos ir urbanistikos ministerija Vilnius 2007 p

Šadauskienė J Ramanauskas J Stankevičius V 2003 Effect of hydrophobicmaterials on water

impermeability and drying of finish brick mansory Material science (medžiagotyra) 9 (1) 94 - 98

Ungkoon Y Sittipunt Ch Namprakai P Jetipattaranat W Kim KS Charinpanitkul T 2007

Analysis of microstructure and properties of autoclaved aerated concrete wall construction materials

Journal of Industrial and Engineering Chemistry 13(7) 1103ndash1108

31

Weigler H Karl S 1980 Structural lightweight aggregate concrete with reduced density-

lightweight aggregate foamed concrete The International Journal of Lightweight Concrete 2 101ndash

104

Xu Y Chung D D L 1999a Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behaviour

of cement paste ACI Materials Journal 96(4) 455minus461

Xu Y Chung D D L 2000a Improving silica fume cement by using silane Cement and Concrete

Research 30(8) 1305- 1311

Zain M F M Safiuddin Md Mahmud H 2000 Developement of high performance concrete

using silica fume at relatively high water-binder rations Cement and Concrete Research 30(9) 1501

ndash 1505

Захарченко П Синица М Сеземан Г Чеснаускас В 2009 Изменение влажности стеновых

конструкций из ячеистобетонных блоков с системой скреплённой теплоизоляции Будiвельнi

матерiали вироби та санiтарна технiка науково-технiчний збiрник Киев Товариство

laquoЗнаниеraquo Украiни (23) 50 ndash 53234

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje

Page 23: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

23

4 Bendradarbiavimas su projekto partneriais

Glaudžiausias bendradarbiavimas buvo vykdomas su Projekto partneriu iš Lietuvos ndash UAB ldquoElnet

Grouprdquo Ūkio subjektas pastoviai buvo supažindinamas su vykdomais moksliniais tyrimais bei

gautais tyrimų rezultatais Buvo diskutuojama kaip būtų galima juos įgyvendinti praktikoje Darbų

pasiskirstimas tarp Projekto partnerių reikalauja tampraus bendradarbiavimo kad ūkio subjektas

galėtų sukurti technologinę įrangą sugebančia pasiekti tyrimais nustatytus cementinio

termoizoliacinio kompozito technologinius parametrus Kartu buvo išbandomi technologinių

įrengimų ndash maišyklės formavimo mišinio sudėtinių komponentų maišymo principas bei darbinio

maišyklės veleno konstrukcija Daug problėmų kėlė paruošto mišinio transportavimas lanksčių žarnų

pagalba į tarpą tarp klojinių Cementinio termoizoliacinio kompozito sudėtiniai komponentai ndash

užpildo granulės (padengtos apvalios pūsto stiklo tuščiavidurės formos kevalu) turi nedidelį

atsparūmą gniuždymui ir veikiant didesnei spaudimo jėgai turi galimybę suirti Bendradarbiaujant

su Slovakijos firma bdquoSTROJSTAV CMldquo ši problema buvo išspręsta

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu Pirmoje komandiruotėje buvome susitikę su mokslinės dalies

vadove Eva Navratilova kuri sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės

praktikos Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami

cementinio termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų

tarpusavio jungties pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku

aptarėme bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo

sistemų tyrimus Lietuvoje buvo suformuoti bandiniai o Libereco universitete atliekami triukšmo

slopinimo sistemos elementų dinaminio standžio matavimai Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių

metu Čekijos ūkio subjekto atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su poretų granulių gamyba iš

maltų šlako atliekų ir kartu numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei

sieninių panelių gamyboje Bendradarbiavimas tarp partneriu bus tęsiamas per visą Projekto

vykdymo laikotarpį

24

5 Projekto etapai ir tarpiniai rezultatai

Pirmame projekto etape turėjome parinkti termoizoliacinio cementinio kompozito skirto sienų

konstrukcijoms formavimo mišinio parametrus Darbo eigoje nustatyta kad termoizoliacinio

cementinio kompozito matrica turi sudaryti porizuota cementinė tešla modifikuota pūsto stiklo

gamybos atlieka ndash metakaolino priedu Kompozito užpildu kuris sudaro 100 tūrio yra

kombinuotos PS granulės pagamintos iš stiklo duženų miltų ir polistireninės taros susmulkinti

trupiniai PS granulės yra skirtingų frakcijų nuo 4 iki 16 mm dydžio ir kompozite tartusavyje liečiasi

tokiu būdu suformuodami termoizoliacinės medžiagos bdquokarkasąldquo PPS smulkūs trupiniai užpildo

tarpus tarp PS granulių ir tokiu būdu mažino laisvo oro erdvę kompozito struktūroje Šis faktorius

turi tiesioginę įtaką kompozito šilumos laidumo vertei Kompozito užpildas tarpusavyje jungiamas

plonu porizuotos modifikuotos cementinės tešlos sluoksniu Taip yra gaunamas lengvas cementinis

termoizoliacinis kompozitas kurio tankis siekia 230 ndash 250 kgm3 šilumos laidumo koeficientas yra

apie 007 WmmiddotK gniuždymo stipris apie 03 MPa

Kitas uždavinys buvo sukurti termoizoliacinio cementinio kompozito gamybos technologiją

Sprendžiant šią užduotį buvo ištirtas modifikuojančių priedų ir jų maišymo trukmės poveikis

cementinės matricos savybėms rišamosios medžiagos ir skirtingos frakcijos granulių kiekio įtaka

termoizoliacinio sukietėjusio kompozito savybėms Atlikti moksliniai tyrimai leido parinkti

formavimo mišinių maišymo trukmę sudėtiniu komponentų padavimo į formavimo mišinio

paruošimo maišyklę eiliškumą rišiklio rišimosi laikus įvertinant priedų poveikį cemento mineralų

hidratacijos procesui Nustatyta kad pradiniame etape reikia vandenyje permaišyti orą įtraukiatį ir

mišinį plastifikuojanti priedus ir cementą po to maišyti PPS smulkius trupinius ir tik po to į

formavimo mišinių paruošimo maišyklę dėti PS granules Bendra formavimo mišinio paruošimo

trukmė siekia 7 ndash 10 min Laboratorinėmis salygomis paruoštu formavimo mišiniu buvo užpildomos

bandinių formavimui skirtos formos Suformuoti bandiniai iš formų buvo išimami po 12 val

sudedami į polietileninius maišus ir natūraliose sąlygose buvo kietinami 28 paras

Kompozito bandinių fizikinės savybės bei sudėtinių kompozito komponentų tarpusavio jungties

pobūdis kontakto zonoje buvo nustatomos tiriant bandinius pagal galiojančius techninius

reikalavimus VGTU Termoizoliacijos instituto laboratorijose sukomplektuotomis naujausią įranga

Šių tyrimų rezultatai yra pateikiami ataskaitoje plačiau aprašant termoizoliacinio kompozito fizikines

savybes

Darbe buvo sprendžiamas ir armuotų termoizoliacinių lakštų ir jų gamybos technologijos sukūrimas

Lakštų prototipu buvo parinkta dekoratyvinio apdailos laksto konstrukcija sukurta projekto vadovo

ir apginta Lietuvos patentu Nr 4599 Toks techninis sprendimas leido termoizoliacinio kompozito

sluoksnį iš abiejų pusių armuoti stiklo audinio tinkleliu ir sukurti padidinto atsparumo lenkimui

termoizoliacinį lakštą Moksliniais tyrimais buvo nustatyta kad lakštų konstrukcijose galima naudoti

tik 2-8 mm dydžio pūsto stiklo granules o cementine tešlą galima modifikuoti MK priedų iki 30

nuo cemento masės Stiklo audinio tinklelį galima panardinti į cementinės tešlos ir smulkių PS

granulių mišinį esant granulių užpildo kiekiui ne didesniam kaip 50 tešlos mišinio tūrio Optimalus

armuojančių stiklo audinio tinklelių akučių dydis 45times45 mm užtikrinantis sluoksnių esančių

abiejuose tinklelio pusėse stabilią jungtį

Lakštų gamybos išmatavimus lemia gaminami armuojančių tinklelių matmenys Esant tinklo kilimo

pločiui 1000 mm automatiškai išsisprendžia ir lakštų plotis kuris gali būti 500 mm arba 10 m Esant

kitam lakšto pločiui reikalingas tinklelio jungimas kas didina gamybos proceso imlumą ir gamybos

kaštus

Sukurta laboratorinė lakštų gamybos technologija kurioje yra numatyta sekančios operacijos

išvardintos eilės tvarka modifikuotos cementinės tešlos užpilimas ant formos dugno tolygus

cementinės masės paskleidimas armuojančio apatinio tinklelio įspaudimas į cementinę masę

termoizoliacinio cementinio formavimo masės sluoksnio užpilimas į formą ir jos tolygus

paskirstymas viršutinio armuojančio tinklelio uždėjimas ant viršutinio termoizoliacinio kompozito

formavimo masės paviršiaus viršutinio tinklelio dengimas cementine mase jos tolygus paskirstymas

ir įspaudimas į tinklelio akutes Tokiu būdu pagamintas lakštas turi lygų apatinį paviršių ir grubų

25

viršutinį Panaudojus lakštus klojinių konstrukcijose lygus paviršius formuoja galutinai išlygintą

sienos plokštumą reikalaujančią minimalių darbo sąnaudų paviršiaus apdailai Išorinių apdailos

lakštų paviršiaus formavimas bus sprendžiamas ateityje

Įvertinant lakšto paskirtį galime konstatuoti kad termoizoliacines lakšto sąvybes lemia užpildo

granulių kompaktiškas pasiskirstymas lakšto termoizoliacineme sluoksnyje Stambios granulės turi

formuoti karkasą liesdamosios tarpusavyje o tarpai tarp jų turi būti ūžpildyti smulkios frakcijos PPS

trupinių granulėmis Reikia stengtis kad būtų kuo mažiau neužpildytų oro tarpų Lakšto

termoizoliacines sąvybes gerina smulkios frakcijos PS granulių kiekis esantis modifikuotoje

cementinėje tešloje iki 50 tūrio

Lakšto lenkimo stipriui didžiausios įtakos turi armuojančio tinklelio akučių dydis tinklelio sukibimas

su cementine tešla užpildo granulių stabili tarpusavio jungtis bei paties lakšto storis Skaitome kad

mažiausias lakšto storis galėtų būti 25 mm

Pirmais metais viešinant projektą buvo parengtas mokslinis straipsnis apie įvairių priedų poveikį

cementinės matricos porizacijai Be priedų poveikio buvo atsižvelgta į formavimo mišinio maišymo

trukmę Medžiaga apie matricos porėtumo didinimo būdus išsamiai pateikta publikacijoje o

ataskaitoje pateikiama tik nuoroda į straipsnyje pateikiamus tyrimo rezultatus

Žurnale ldquoMokslas ir technikardquo yra supažindinama Lietuvos visuomenė apie Eureka projekto

partnerius projekto tikslus kuriuos turėtų įgyvendinti kiekvienas partneris atskirai darbus

koordinuojant VGTU projekto vadovui Pateikiama projekto trukmė bei nurodomi finansavimo

šaltiniai tame tarpe ir iš Europos struktūrinių fondo lėšų

26

6 Tyrimų mokslinė vertė

Mokslinę liekamąją vertę turi modifikuojančių priedų poveikio cementinės matricos mišinio bei

akmens poretumui tyrimai Ištirta pucolaninio priedo pūsto stiklo gamybos atliekos ndash metakaolino

poveikis cementinės matricos tankiui cemento mineralų hidratacijos procesui mišinio klampai bei

poreto cementinio akmens fizikinėms sąvybėms Ši priklausomybė sujungta kartu su orą įtraukiančiu

ir plastifikuojančių priedų panaudojimu modifikuojant cementinę tešląTyrimų rezultatai yra

apibendrinti moksliniame straipsnyje išsiūstame į Oksfordo universiteto žurnalą bdquoConstruction and

Building Materialsldquo

Porėtų užpildo granulių granuliometrinės sudėties ir jų frakcijų santykis bei porizuotos matricos

kiekio poveikis cementinio termoizoliacinio kompozito savybėms bus apgintas Lietuvos patentu su

tolesniu patentavimu ES

Cementinio termoizoliacinio kompozito ir jo gamybos technologijos sukūrimas leis statyti kokybiškai

naujus namus artimus pasyvaus namo koncepcijos keliamiems reikalavimams

27

7 Išvados ir rekomendacijos

1 Nustatyta kad kompleksinis (MK+FS40+OIP) priedas betonų mineralų hidratacijos procesą

cemento tešloje prailgina iki 1100 min pasiekdamas 60 degC egzoterminio efekto maksimalią

temperatūrą MK modifikuotos cemento tešlos hidratacijos procesas nežymiai pailgėja nors dėl

papildomos pucolaninės reakcijos tarp MK ir cemento hidratacijos produktų egzoterminio efekto

maksimali temperatūra pakyla 8 degC

2 Ištirta kad kompleksinio priedo (FS40+OIP) poveikis mažinant cementinės tešlos tankį labiausiai

pastebimas MK priedų modifikuotoje cementinėje tešloje Modifikuotos cementinės tešlos tankis

sumažėja 33 karto nuo 2158 kgm3 iki 714 kgm3 po 10 min mišinio maišymo Tai yra apie 29

mažesnis tankis nei maltu smėliu modifikuotos cementinės tešlos ir 32 mažesnis tankis nei gryno

cemento porizuotos tešlos Sukietėjusios tešlos ndash porėto betono tankis siekia apie 800 kgm3 tuo tarpu

gryno cementbetonio ndash 1150 kgm3 o maltu smėliu modifikuoto betono ndash 1200 kgm3 Šiuos pokyčius

galima paaiškinti lengvos sutirštintos struktūros formavimo mišinyje susidarymu ir OIP molekulių

adsorbuotų ant cemento dalelių paviršiaus pakankamos jungties suformuotu oro burbuliuku

užtikrinimas

3 Nustatyta kad pucolaniniu priedu MK modifikuota cementinė tešla kartu su kompleksiniais (FS40

ir OIP) priedais įtakoja papildomų naujadarų ndash kalcio hidrosilikatų susidarymą mikro struktūros

pokyčius užtikrinančius submikrokristalinę struktūrą cementinėje matricoje Tai užtikrina mažo

tankio porėto betono pakankamą stiprumą 800 kgm3 tankio porėto betono gniuždymo stipris siekia

25 MPa o lenkimo stipris 10 MPa

4 Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo - 35 tūrio sudaro stambios PS granulės (8-16 mm) Vidutinio

dydžio (4-8 mm) PS granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio PPS trupintos granulės sudaro po 15

kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių ir suformuoti kompaktiškai

užpildyta kompozito struktūrą Sukurtas cementinis termoizoliacinis kompozitas kurio sudėtis

modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3 rišamosios medžiagos

kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia 007Wm∙K

esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

5 Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 - MK o kompozito

RM ir smulkių iki 2 mm stambumo PS granulių tūrių santykis sausame mišinyje yra 11 Sukietėjusio

skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

6 Nustatytas porėtų užpildų PS ir PPS granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis

termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos

laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K) gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos

granulės padengtos porizuota cementine tešla (esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3)

tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai

padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS

granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31) tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per

porizuotą matricą

28

8 Literatūra

Antonovič V Goberis S The effect of different admixture of the properties of refractory conerefe

with portland cement Material science (Medžiagotyra) 4(9) 2003 379-382 p

Asthana R Kumar ADahotre N B2006 Materials Processing and Manufacturing Science

Amsterdam Butterworth-Heinemann 628 p

bdquoAstra ndash polskaldquo firmos tinklalapis internete httpwwwastra-polskacom

Brykov A S Kamaliev R T Mokeev M V 2010 Influence of ultradispersed silica on portland

cement hydration Russian Journal of Applied Chemistry 83(2) 208minus213

Capener J C-M 2009 Properties of Modern Rendering Systems Based on Mineral Binders

Modified by Organic Admixtures Concrete Repair Rehabilitation and Retrofitting II ndash Alexander et

al (eds) Taylor and Francis Group London 863 ndash 869

Davraz M Gunduz L 2005 Engineering properties of amorphous silica as a new natural pozzolan

for use in concrete Cement and Concrete Research 35(7) 1251ndash1261

Du L Folliard K J 2005Mechanisms of entrainment in concrete Cement and Concrete Research

35(8)1463 ndash 1471

Hernaudes-Olivares F Mayer-Lobo P 2011 Experimental Assessment of Comercial One-coat

Renders for Buildings Facades Construction and Building Materials 22 (1) pp 156 ndash 162

Hilal A AThom N H Dawson A R 2015 On void structure and strength of foamed concrete made

without with additives Construction and Building Materials 85 157 ndash 164

Houst Y F Bowen P Perche F Kauppi A Borget P Galmiche L Meins J F Lafuma F

Flatt R J Schober I Banfill P FG Swift D S Myrvold B O Petersenf B G Reknes K

2008 Design and function of novel superplasticizers for more durable high performance concrete

(Superplast Project) Cement and Concrete Research 38(10) 1197 ndash 1209

Hurley J A 2003 UK market survey for foam glas Published by The Waste and Resource Action

Programme The Old Academy 114 p Prieiga per internetą httpwwwwraporguk

Kligys M Laukaitis A Sinica M Sezemanas G Dranseika N 2008 Investigations into the fire

hazard of a composite made from aerated concrete and crushed expanded polystyrene waste

Mechanics of Composite Materials 44(2) 173 ndash 180

Kligys M 2009 Kompozitinės medžiagos iš poringosios cemento tešlos ir trupinto polistireninio

putplasčio gamybos technologija ir savybės Daktaro disertacija Vilnius 137 p

Landensivu J 2012 Durability properties and actual deterioration of Finish concrete fasades and

balcones Thesis for the degree of doctor of science in technology Tampere university of technology

117 p

Lauzon M Garcia-Ruiz P A 2009 Evaluation of Capillary Water Absorbtion in Rendering Mortars

with Powdered Waterproofing Additives Construction and Building Materials 23 (10) 3287 ndash 3291

Lianxiang D Kevin J 2005 Mechanizm of air entrainment in concrete Cement and Concrete

research (35) 1463-1471 p

Limbachiya M Meddah M S Fotiadou S 2012 Performance of granulated foam glass concrete

Construction and Building materials 28(1) 759ndash768

LST EN 197-12011 Cementas 1 dalis Įprastinių cementų sudėtis techniniai reikalavimai ir atitikties

kriterijai

LST EN 196-62010 Cemento bandymų metodai 6 dalis Smulkumo nustatymas

29

LST EN 196-32005 Cemento bandymų metodai 3 dalis Rišimosi trukmių ir tūrio pastovumo

nustatymas

LST EN 933-12002 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 1 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Sijojimo metodas

LST EN 933-22001 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 2 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Analiziniai sietai Vardiniai akelių matmenys

LST ISO 3310-12003 Laboratoriniai sietai Techniniai reikalavimai ir bandymai 1 dalis

Laboratoriniai pinto metalinio vielinio tinkle sietai (tpt ISO 3310-12000) LST EN 1097-62003

Užpildų mechaninių ir fizikinių savybių nustatymo metodai 6 dalis Dalelių tankio ir įmirkio

nustatymas

LST EN 1015-3+A12004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 3 Determination of

Consistence of Fresh Mortar (by Flow Table)

LST EN 1015-102004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 10 Determination of Dry

Bulk Density of Hardened Mortar

LST EN 1015-112002 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 11 Determination of

Flexural and Compressive Strength of Hardened Mortar

LST EN 1015-182003 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of Water

Absorption Coefficient Due to Capillary Action of Hardened Mortar

LST EN 1015-122004 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of

Adhesive Strength of Hardened Rendering and Plastering Mortars on Substrates

LST EN 120892013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiai Elgsenos lenkiant nustatymas

LST EN 16022013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiaiTariamojo tankio nustatymas

LST EN 826 Statybinės termoizoliacines medžiagos Stiprio gniuždant nustatymas

LST EN 126642002 Šiluminės statybinių medžiagų ir gaminių charakteristikos Šiluminės varžos

nustatymas apsaugotos karštosios plokštės ir šilumos srauto matuoklio metodais Vidutinės ir mažos

šiluminės varžos sausi ir drėgni gaminiai

LST EN ISO 125712013 Hygrothermal Performance of Building Materials and Products -

Determination of Hygroscopic Sorption Properties

LST CENTS 772 -222006 Mūro gaminių bandymo metodai 22 dalis Keraminių mūro gaminių

atsparumo šalčiui nustatymas

LST L 1413112005 Statybinis skiedinys Bandymo metodai Atsparumo šalčiui nustatymas

LVS 203-22005 Sakret stiklo audinio armavimo tinklelis

Marčiukaitis G 2007 Statybinės medžiagos ir konstrukcijos Paskaitų konspektas Vilnius 88 p

Mисников O С Тимофеев АВ Черткова ЕЮ 2011 Гидрофобизация минеральных

дисперсных материалов добавками на основе торфа Труды Инсторфа 2 (55)15 ndash 33

Oğuzhan Keleştemur Bahar Demirel 2015 Effect of metakaolin on the corrosion resistance of

structural lightweight concrete Construction and Building Materials 81172 - 178

Quercia G Huumlsken G Brouwers H J 2012 Water demand of amorphous nanosilica and its

impact on the workability of cement paste Cement and Concrete Research 42(2) 344ndash357

Paruta V A Brynzin E I 2009 Manual on Designing and Erecting of Buildings using the Products

with Trademark UDK GAZOBETON Dnepropetrovsk 213 p

30

Ramachandran V S 1998 Superplasticizersproperties and applications in concrete Ottawa

Materials Technology LaboratoryCANMET

Ries J 2008 Structural lightweight aggregate and concrete Structure June 62-63

Ru Ji Zuotai Zhang Yang He Lili Liu Xidong Wang 2015Synthesis characterization and modeling

of new building insulation material using ceramic polishing waste residue Construction and Building

Materials 85 119 ndash 126

Сеземан Г Синица М Клигис М Шепутите-Юцике Ю Вайткус С Мечай А 2013

Цементные строительные композиты на основе лёгких заполнителей из техногенного сырья

Материалы международной научно ndash технической конференции laquo Наука и технология

строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29 ноября Минск

БГТУ 21 ndash 24

Sezemanas G Sinica M Zacharčenko P Pivenj N Mikulskis D Kligys M 2013 Influence

of zeolite additive on the properties of plaster used for external walls from autoclaved aerated

concrete Materials Science (Medžiagotyra) 19(2) 222ndash229

Синица М Шепутите-Юцике Ю Сеземан Г Клигис М Мечай А 2013 Особенности

выполнения ограждающих конструкций с использованием заливной теплоизоляции на основе

гранул вспученного стекла Материалы международной научноndash технической конференции laquo

Наука и технология строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29

ноября Минск БГТУ 69 ndash 72

Sinica MSezemanas GKligys M Česokas S 2007 Investigation of hydro ndash and higro ndash sorption

properties of silicate masonry products Materials Science (Medžiagotyra) 13(3) 229ndash 234

Sinica M Sezemanas G Chesnauskas V 2005 Influence of Air Absorbing Additive on Plaster

Layer Properties Designated to Cover Partions Built from Autoclave Porous Concrete Blocks

Chemical Technology (Cheminė technologija) 4 (38) 91 ndash 95

Sinica M Laukaitis A Sezemanas G Kligys M 2008 Operational Properties of a Heat-insulation

Composite with Expanded Polystyrene Crumbs Mechanics of Composite Materials 4 (44) 415 ndash 424

Sinica M Sezeman G Mikulskis D Kligys M Česnauskas V Zacharčenko P Kuprijenko

P Ščerbina N Pivenj N 2009 Investigation of the composite material with inclusions of

autoclaved aerated concrete chips Materials science 15 ( 4) 356ndash362

Sinica M Sezeman G Zakharchenko P 2012 Daugiasluoksnė lauko atitvara ir jos džiovinimo

būdas Patentas LT5837B

Стерлятов АН 2007 Совместный тепло- и влаго- перенос в ограждающих конструкциях

зданий из газобетона Дисертация кандидата технических наук Новосибиpск 167 с

Tobon J I Paya Jordy Restrepo O J 2015 Study of durability of portland cement mortars blended

with silica nanoparticles Construction and Building Materials 80 92 - 97

STR 205012005 Pastatų atitvarų šiluminė technika Statybos technikos reglamentai Statybos ir

urbanistikos ministerija Vilnius 2005 109p

STR 201102007 Išorės tinkuojamos sudėtinės termoizoliacinės sistemos Statybos technikos

reglamentai Statybos ir urbanistikos ministerija Vilnius 2007 p

Šadauskienė J Ramanauskas J Stankevičius V 2003 Effect of hydrophobicmaterials on water

impermeability and drying of finish brick mansory Material science (medžiagotyra) 9 (1) 94 - 98

Ungkoon Y Sittipunt Ch Namprakai P Jetipattaranat W Kim KS Charinpanitkul T 2007

Analysis of microstructure and properties of autoclaved aerated concrete wall construction materials

Journal of Industrial and Engineering Chemistry 13(7) 1103ndash1108

31

Weigler H Karl S 1980 Structural lightweight aggregate concrete with reduced density-

lightweight aggregate foamed concrete The International Journal of Lightweight Concrete 2 101ndash

104

Xu Y Chung D D L 1999a Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behaviour

of cement paste ACI Materials Journal 96(4) 455minus461

Xu Y Chung D D L 2000a Improving silica fume cement by using silane Cement and Concrete

Research 30(8) 1305- 1311

Zain M F M Safiuddin Md Mahmud H 2000 Developement of high performance concrete

using silica fume at relatively high water-binder rations Cement and Concrete Research 30(9) 1501

ndash 1505

Захарченко П Синица М Сеземан Г Чеснаускас В 2009 Изменение влажности стеновых

конструкций из ячеистобетонных блоков с системой скреплённой теплоизоляции Будiвельнi

матерiали вироби та санiтарна технiка науково-технiчний збiрник Киев Товариство

laquoЗнаниеraquo Украiни (23) 50 ndash 53234

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje

Page 24: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

24

5 Projekto etapai ir tarpiniai rezultatai

Pirmame projekto etape turėjome parinkti termoizoliacinio cementinio kompozito skirto sienų

konstrukcijoms formavimo mišinio parametrus Darbo eigoje nustatyta kad termoizoliacinio

cementinio kompozito matrica turi sudaryti porizuota cementinė tešla modifikuota pūsto stiklo

gamybos atlieka ndash metakaolino priedu Kompozito užpildu kuris sudaro 100 tūrio yra

kombinuotos PS granulės pagamintos iš stiklo duženų miltų ir polistireninės taros susmulkinti

trupiniai PS granulės yra skirtingų frakcijų nuo 4 iki 16 mm dydžio ir kompozite tartusavyje liečiasi

tokiu būdu suformuodami termoizoliacinės medžiagos bdquokarkasąldquo PPS smulkūs trupiniai užpildo

tarpus tarp PS granulių ir tokiu būdu mažino laisvo oro erdvę kompozito struktūroje Šis faktorius

turi tiesioginę įtaką kompozito šilumos laidumo vertei Kompozito užpildas tarpusavyje jungiamas

plonu porizuotos modifikuotos cementinės tešlos sluoksniu Taip yra gaunamas lengvas cementinis

termoizoliacinis kompozitas kurio tankis siekia 230 ndash 250 kgm3 šilumos laidumo koeficientas yra

apie 007 WmmiddotK gniuždymo stipris apie 03 MPa

Kitas uždavinys buvo sukurti termoizoliacinio cementinio kompozito gamybos technologiją

Sprendžiant šią užduotį buvo ištirtas modifikuojančių priedų ir jų maišymo trukmės poveikis

cementinės matricos savybėms rišamosios medžiagos ir skirtingos frakcijos granulių kiekio įtaka

termoizoliacinio sukietėjusio kompozito savybėms Atlikti moksliniai tyrimai leido parinkti

formavimo mišinių maišymo trukmę sudėtiniu komponentų padavimo į formavimo mišinio

paruošimo maišyklę eiliškumą rišiklio rišimosi laikus įvertinant priedų poveikį cemento mineralų

hidratacijos procesui Nustatyta kad pradiniame etape reikia vandenyje permaišyti orą įtraukiatį ir

mišinį plastifikuojanti priedus ir cementą po to maišyti PPS smulkius trupinius ir tik po to į

formavimo mišinių paruošimo maišyklę dėti PS granules Bendra formavimo mišinio paruošimo

trukmė siekia 7 ndash 10 min Laboratorinėmis salygomis paruoštu formavimo mišiniu buvo užpildomos

bandinių formavimui skirtos formos Suformuoti bandiniai iš formų buvo išimami po 12 val

sudedami į polietileninius maišus ir natūraliose sąlygose buvo kietinami 28 paras

Kompozito bandinių fizikinės savybės bei sudėtinių kompozito komponentų tarpusavio jungties

pobūdis kontakto zonoje buvo nustatomos tiriant bandinius pagal galiojančius techninius

reikalavimus VGTU Termoizoliacijos instituto laboratorijose sukomplektuotomis naujausią įranga

Šių tyrimų rezultatai yra pateikiami ataskaitoje plačiau aprašant termoizoliacinio kompozito fizikines

savybes

Darbe buvo sprendžiamas ir armuotų termoizoliacinių lakštų ir jų gamybos technologijos sukūrimas

Lakštų prototipu buvo parinkta dekoratyvinio apdailos laksto konstrukcija sukurta projekto vadovo

ir apginta Lietuvos patentu Nr 4599 Toks techninis sprendimas leido termoizoliacinio kompozito

sluoksnį iš abiejų pusių armuoti stiklo audinio tinkleliu ir sukurti padidinto atsparumo lenkimui

termoizoliacinį lakštą Moksliniais tyrimais buvo nustatyta kad lakštų konstrukcijose galima naudoti

tik 2-8 mm dydžio pūsto stiklo granules o cementine tešlą galima modifikuoti MK priedų iki 30

nuo cemento masės Stiklo audinio tinklelį galima panardinti į cementinės tešlos ir smulkių PS

granulių mišinį esant granulių užpildo kiekiui ne didesniam kaip 50 tešlos mišinio tūrio Optimalus

armuojančių stiklo audinio tinklelių akučių dydis 45times45 mm užtikrinantis sluoksnių esančių

abiejuose tinklelio pusėse stabilią jungtį

Lakštų gamybos išmatavimus lemia gaminami armuojančių tinklelių matmenys Esant tinklo kilimo

pločiui 1000 mm automatiškai išsisprendžia ir lakštų plotis kuris gali būti 500 mm arba 10 m Esant

kitam lakšto pločiui reikalingas tinklelio jungimas kas didina gamybos proceso imlumą ir gamybos

kaštus

Sukurta laboratorinė lakštų gamybos technologija kurioje yra numatyta sekančios operacijos

išvardintos eilės tvarka modifikuotos cementinės tešlos užpilimas ant formos dugno tolygus

cementinės masės paskleidimas armuojančio apatinio tinklelio įspaudimas į cementinę masę

termoizoliacinio cementinio formavimo masės sluoksnio užpilimas į formą ir jos tolygus

paskirstymas viršutinio armuojančio tinklelio uždėjimas ant viršutinio termoizoliacinio kompozito

formavimo masės paviršiaus viršutinio tinklelio dengimas cementine mase jos tolygus paskirstymas

ir įspaudimas į tinklelio akutes Tokiu būdu pagamintas lakštas turi lygų apatinį paviršių ir grubų

25

viršutinį Panaudojus lakštus klojinių konstrukcijose lygus paviršius formuoja galutinai išlygintą

sienos plokštumą reikalaujančią minimalių darbo sąnaudų paviršiaus apdailai Išorinių apdailos

lakštų paviršiaus formavimas bus sprendžiamas ateityje

Įvertinant lakšto paskirtį galime konstatuoti kad termoizoliacines lakšto sąvybes lemia užpildo

granulių kompaktiškas pasiskirstymas lakšto termoizoliacineme sluoksnyje Stambios granulės turi

formuoti karkasą liesdamosios tarpusavyje o tarpai tarp jų turi būti ūžpildyti smulkios frakcijos PPS

trupinių granulėmis Reikia stengtis kad būtų kuo mažiau neužpildytų oro tarpų Lakšto

termoizoliacines sąvybes gerina smulkios frakcijos PS granulių kiekis esantis modifikuotoje

cementinėje tešloje iki 50 tūrio

Lakšto lenkimo stipriui didžiausios įtakos turi armuojančio tinklelio akučių dydis tinklelio sukibimas

su cementine tešla užpildo granulių stabili tarpusavio jungtis bei paties lakšto storis Skaitome kad

mažiausias lakšto storis galėtų būti 25 mm

Pirmais metais viešinant projektą buvo parengtas mokslinis straipsnis apie įvairių priedų poveikį

cementinės matricos porizacijai Be priedų poveikio buvo atsižvelgta į formavimo mišinio maišymo

trukmę Medžiaga apie matricos porėtumo didinimo būdus išsamiai pateikta publikacijoje o

ataskaitoje pateikiama tik nuoroda į straipsnyje pateikiamus tyrimo rezultatus

Žurnale ldquoMokslas ir technikardquo yra supažindinama Lietuvos visuomenė apie Eureka projekto

partnerius projekto tikslus kuriuos turėtų įgyvendinti kiekvienas partneris atskirai darbus

koordinuojant VGTU projekto vadovui Pateikiama projekto trukmė bei nurodomi finansavimo

šaltiniai tame tarpe ir iš Europos struktūrinių fondo lėšų

26

6 Tyrimų mokslinė vertė

Mokslinę liekamąją vertę turi modifikuojančių priedų poveikio cementinės matricos mišinio bei

akmens poretumui tyrimai Ištirta pucolaninio priedo pūsto stiklo gamybos atliekos ndash metakaolino

poveikis cementinės matricos tankiui cemento mineralų hidratacijos procesui mišinio klampai bei

poreto cementinio akmens fizikinėms sąvybėms Ši priklausomybė sujungta kartu su orą įtraukiančiu

ir plastifikuojančių priedų panaudojimu modifikuojant cementinę tešląTyrimų rezultatai yra

apibendrinti moksliniame straipsnyje išsiūstame į Oksfordo universiteto žurnalą bdquoConstruction and

Building Materialsldquo

Porėtų užpildo granulių granuliometrinės sudėties ir jų frakcijų santykis bei porizuotos matricos

kiekio poveikis cementinio termoizoliacinio kompozito savybėms bus apgintas Lietuvos patentu su

tolesniu patentavimu ES

Cementinio termoizoliacinio kompozito ir jo gamybos technologijos sukūrimas leis statyti kokybiškai

naujus namus artimus pasyvaus namo koncepcijos keliamiems reikalavimams

27

7 Išvados ir rekomendacijos

1 Nustatyta kad kompleksinis (MK+FS40+OIP) priedas betonų mineralų hidratacijos procesą

cemento tešloje prailgina iki 1100 min pasiekdamas 60 degC egzoterminio efekto maksimalią

temperatūrą MK modifikuotos cemento tešlos hidratacijos procesas nežymiai pailgėja nors dėl

papildomos pucolaninės reakcijos tarp MK ir cemento hidratacijos produktų egzoterminio efekto

maksimali temperatūra pakyla 8 degC

2 Ištirta kad kompleksinio priedo (FS40+OIP) poveikis mažinant cementinės tešlos tankį labiausiai

pastebimas MK priedų modifikuotoje cementinėje tešloje Modifikuotos cementinės tešlos tankis

sumažėja 33 karto nuo 2158 kgm3 iki 714 kgm3 po 10 min mišinio maišymo Tai yra apie 29

mažesnis tankis nei maltu smėliu modifikuotos cementinės tešlos ir 32 mažesnis tankis nei gryno

cemento porizuotos tešlos Sukietėjusios tešlos ndash porėto betono tankis siekia apie 800 kgm3 tuo tarpu

gryno cementbetonio ndash 1150 kgm3 o maltu smėliu modifikuoto betono ndash 1200 kgm3 Šiuos pokyčius

galima paaiškinti lengvos sutirštintos struktūros formavimo mišinyje susidarymu ir OIP molekulių

adsorbuotų ant cemento dalelių paviršiaus pakankamos jungties suformuotu oro burbuliuku

užtikrinimas

3 Nustatyta kad pucolaniniu priedu MK modifikuota cementinė tešla kartu su kompleksiniais (FS40

ir OIP) priedais įtakoja papildomų naujadarų ndash kalcio hidrosilikatų susidarymą mikro struktūros

pokyčius užtikrinančius submikrokristalinę struktūrą cementinėje matricoje Tai užtikrina mažo

tankio porėto betono pakankamą stiprumą 800 kgm3 tankio porėto betono gniuždymo stipris siekia

25 MPa o lenkimo stipris 10 MPa

4 Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo - 35 tūrio sudaro stambios PS granulės (8-16 mm) Vidutinio

dydžio (4-8 mm) PS granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio PPS trupintos granulės sudaro po 15

kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių ir suformuoti kompaktiškai

užpildyta kompozito struktūrą Sukurtas cementinis termoizoliacinis kompozitas kurio sudėtis

modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3 rišamosios medžiagos

kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia 007Wm∙K

esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

5 Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 - MK o kompozito

RM ir smulkių iki 2 mm stambumo PS granulių tūrių santykis sausame mišinyje yra 11 Sukietėjusio

skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

6 Nustatytas porėtų užpildų PS ir PPS granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis

termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos

laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K) gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos

granulės padengtos porizuota cementine tešla (esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3)

tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai

padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS

granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31) tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per

porizuotą matricą

28

8 Literatūra

Antonovič V Goberis S The effect of different admixture of the properties of refractory conerefe

with portland cement Material science (Medžiagotyra) 4(9) 2003 379-382 p

Asthana R Kumar ADahotre N B2006 Materials Processing and Manufacturing Science

Amsterdam Butterworth-Heinemann 628 p

bdquoAstra ndash polskaldquo firmos tinklalapis internete httpwwwastra-polskacom

Brykov A S Kamaliev R T Mokeev M V 2010 Influence of ultradispersed silica on portland

cement hydration Russian Journal of Applied Chemistry 83(2) 208minus213

Capener J C-M 2009 Properties of Modern Rendering Systems Based on Mineral Binders

Modified by Organic Admixtures Concrete Repair Rehabilitation and Retrofitting II ndash Alexander et

al (eds) Taylor and Francis Group London 863 ndash 869

Davraz M Gunduz L 2005 Engineering properties of amorphous silica as a new natural pozzolan

for use in concrete Cement and Concrete Research 35(7) 1251ndash1261

Du L Folliard K J 2005Mechanisms of entrainment in concrete Cement and Concrete Research

35(8)1463 ndash 1471

Hernaudes-Olivares F Mayer-Lobo P 2011 Experimental Assessment of Comercial One-coat

Renders for Buildings Facades Construction and Building Materials 22 (1) pp 156 ndash 162

Hilal A AThom N H Dawson A R 2015 On void structure and strength of foamed concrete made

without with additives Construction and Building Materials 85 157 ndash 164

Houst Y F Bowen P Perche F Kauppi A Borget P Galmiche L Meins J F Lafuma F

Flatt R J Schober I Banfill P FG Swift D S Myrvold B O Petersenf B G Reknes K

2008 Design and function of novel superplasticizers for more durable high performance concrete

(Superplast Project) Cement and Concrete Research 38(10) 1197 ndash 1209

Hurley J A 2003 UK market survey for foam glas Published by The Waste and Resource Action

Programme The Old Academy 114 p Prieiga per internetą httpwwwwraporguk

Kligys M Laukaitis A Sinica M Sezemanas G Dranseika N 2008 Investigations into the fire

hazard of a composite made from aerated concrete and crushed expanded polystyrene waste

Mechanics of Composite Materials 44(2) 173 ndash 180

Kligys M 2009 Kompozitinės medžiagos iš poringosios cemento tešlos ir trupinto polistireninio

putplasčio gamybos technologija ir savybės Daktaro disertacija Vilnius 137 p

Landensivu J 2012 Durability properties and actual deterioration of Finish concrete fasades and

balcones Thesis for the degree of doctor of science in technology Tampere university of technology

117 p

Lauzon M Garcia-Ruiz P A 2009 Evaluation of Capillary Water Absorbtion in Rendering Mortars

with Powdered Waterproofing Additives Construction and Building Materials 23 (10) 3287 ndash 3291

Lianxiang D Kevin J 2005 Mechanizm of air entrainment in concrete Cement and Concrete

research (35) 1463-1471 p

Limbachiya M Meddah M S Fotiadou S 2012 Performance of granulated foam glass concrete

Construction and Building materials 28(1) 759ndash768

LST EN 197-12011 Cementas 1 dalis Įprastinių cementų sudėtis techniniai reikalavimai ir atitikties

kriterijai

LST EN 196-62010 Cemento bandymų metodai 6 dalis Smulkumo nustatymas

29

LST EN 196-32005 Cemento bandymų metodai 3 dalis Rišimosi trukmių ir tūrio pastovumo

nustatymas

LST EN 933-12002 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 1 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Sijojimo metodas

LST EN 933-22001 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 2 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Analiziniai sietai Vardiniai akelių matmenys

LST ISO 3310-12003 Laboratoriniai sietai Techniniai reikalavimai ir bandymai 1 dalis

Laboratoriniai pinto metalinio vielinio tinkle sietai (tpt ISO 3310-12000) LST EN 1097-62003

Užpildų mechaninių ir fizikinių savybių nustatymo metodai 6 dalis Dalelių tankio ir įmirkio

nustatymas

LST EN 1015-3+A12004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 3 Determination of

Consistence of Fresh Mortar (by Flow Table)

LST EN 1015-102004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 10 Determination of Dry

Bulk Density of Hardened Mortar

LST EN 1015-112002 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 11 Determination of

Flexural and Compressive Strength of Hardened Mortar

LST EN 1015-182003 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of Water

Absorption Coefficient Due to Capillary Action of Hardened Mortar

LST EN 1015-122004 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of

Adhesive Strength of Hardened Rendering and Plastering Mortars on Substrates

LST EN 120892013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiai Elgsenos lenkiant nustatymas

LST EN 16022013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiaiTariamojo tankio nustatymas

LST EN 826 Statybinės termoizoliacines medžiagos Stiprio gniuždant nustatymas

LST EN 126642002 Šiluminės statybinių medžiagų ir gaminių charakteristikos Šiluminės varžos

nustatymas apsaugotos karštosios plokštės ir šilumos srauto matuoklio metodais Vidutinės ir mažos

šiluminės varžos sausi ir drėgni gaminiai

LST EN ISO 125712013 Hygrothermal Performance of Building Materials and Products -

Determination of Hygroscopic Sorption Properties

LST CENTS 772 -222006 Mūro gaminių bandymo metodai 22 dalis Keraminių mūro gaminių

atsparumo šalčiui nustatymas

LST L 1413112005 Statybinis skiedinys Bandymo metodai Atsparumo šalčiui nustatymas

LVS 203-22005 Sakret stiklo audinio armavimo tinklelis

Marčiukaitis G 2007 Statybinės medžiagos ir konstrukcijos Paskaitų konspektas Vilnius 88 p

Mисников O С Тимофеев АВ Черткова ЕЮ 2011 Гидрофобизация минеральных

дисперсных материалов добавками на основе торфа Труды Инсторфа 2 (55)15 ndash 33

Oğuzhan Keleştemur Bahar Demirel 2015 Effect of metakaolin on the corrosion resistance of

structural lightweight concrete Construction and Building Materials 81172 - 178

Quercia G Huumlsken G Brouwers H J 2012 Water demand of amorphous nanosilica and its

impact on the workability of cement paste Cement and Concrete Research 42(2) 344ndash357

Paruta V A Brynzin E I 2009 Manual on Designing and Erecting of Buildings using the Products

with Trademark UDK GAZOBETON Dnepropetrovsk 213 p

30

Ramachandran V S 1998 Superplasticizersproperties and applications in concrete Ottawa

Materials Technology LaboratoryCANMET

Ries J 2008 Structural lightweight aggregate and concrete Structure June 62-63

Ru Ji Zuotai Zhang Yang He Lili Liu Xidong Wang 2015Synthesis characterization and modeling

of new building insulation material using ceramic polishing waste residue Construction and Building

Materials 85 119 ndash 126

Сеземан Г Синица М Клигис М Шепутите-Юцике Ю Вайткус С Мечай А 2013

Цементные строительные композиты на основе лёгких заполнителей из техногенного сырья

Материалы международной научно ndash технической конференции laquo Наука и технология

строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29 ноября Минск

БГТУ 21 ndash 24

Sezemanas G Sinica M Zacharčenko P Pivenj N Mikulskis D Kligys M 2013 Influence

of zeolite additive on the properties of plaster used for external walls from autoclaved aerated

concrete Materials Science (Medžiagotyra) 19(2) 222ndash229

Синица М Шепутите-Юцике Ю Сеземан Г Клигис М Мечай А 2013 Особенности

выполнения ограждающих конструкций с использованием заливной теплоизоляции на основе

гранул вспученного стекла Материалы международной научноndash технической конференции laquo

Наука и технология строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29

ноября Минск БГТУ 69 ndash 72

Sinica MSezemanas GKligys M Česokas S 2007 Investigation of hydro ndash and higro ndash sorption

properties of silicate masonry products Materials Science (Medžiagotyra) 13(3) 229ndash 234

Sinica M Sezemanas G Chesnauskas V 2005 Influence of Air Absorbing Additive on Plaster

Layer Properties Designated to Cover Partions Built from Autoclave Porous Concrete Blocks

Chemical Technology (Cheminė technologija) 4 (38) 91 ndash 95

Sinica M Laukaitis A Sezemanas G Kligys M 2008 Operational Properties of a Heat-insulation

Composite with Expanded Polystyrene Crumbs Mechanics of Composite Materials 4 (44) 415 ndash 424

Sinica M Sezeman G Mikulskis D Kligys M Česnauskas V Zacharčenko P Kuprijenko

P Ščerbina N Pivenj N 2009 Investigation of the composite material with inclusions of

autoclaved aerated concrete chips Materials science 15 ( 4) 356ndash362

Sinica M Sezeman G Zakharchenko P 2012 Daugiasluoksnė lauko atitvara ir jos džiovinimo

būdas Patentas LT5837B

Стерлятов АН 2007 Совместный тепло- и влаго- перенос в ограждающих конструкциях

зданий из газобетона Дисертация кандидата технических наук Новосибиpск 167 с

Tobon J I Paya Jordy Restrepo O J 2015 Study of durability of portland cement mortars blended

with silica nanoparticles Construction and Building Materials 80 92 - 97

STR 205012005 Pastatų atitvarų šiluminė technika Statybos technikos reglamentai Statybos ir

urbanistikos ministerija Vilnius 2005 109p

STR 201102007 Išorės tinkuojamos sudėtinės termoizoliacinės sistemos Statybos technikos

reglamentai Statybos ir urbanistikos ministerija Vilnius 2007 p

Šadauskienė J Ramanauskas J Stankevičius V 2003 Effect of hydrophobicmaterials on water

impermeability and drying of finish brick mansory Material science (medžiagotyra) 9 (1) 94 - 98

Ungkoon Y Sittipunt Ch Namprakai P Jetipattaranat W Kim KS Charinpanitkul T 2007

Analysis of microstructure and properties of autoclaved aerated concrete wall construction materials

Journal of Industrial and Engineering Chemistry 13(7) 1103ndash1108

31

Weigler H Karl S 1980 Structural lightweight aggregate concrete with reduced density-

lightweight aggregate foamed concrete The International Journal of Lightweight Concrete 2 101ndash

104

Xu Y Chung D D L 1999a Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behaviour

of cement paste ACI Materials Journal 96(4) 455minus461

Xu Y Chung D D L 2000a Improving silica fume cement by using silane Cement and Concrete

Research 30(8) 1305- 1311

Zain M F M Safiuddin Md Mahmud H 2000 Developement of high performance concrete

using silica fume at relatively high water-binder rations Cement and Concrete Research 30(9) 1501

ndash 1505

Захарченко П Синица М Сеземан Г Чеснаускас В 2009 Изменение влажности стеновых

конструкций из ячеистобетонных блоков с системой скреплённой теплоизоляции Будiвельнi

матерiали вироби та санiтарна технiка науково-технiчний збiрник Киев Товариство

laquoЗнаниеraquo Украiни (23) 50 ndash 53234

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje

Page 25: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

25

viršutinį Panaudojus lakštus klojinių konstrukcijose lygus paviršius formuoja galutinai išlygintą

sienos plokštumą reikalaujančią minimalių darbo sąnaudų paviršiaus apdailai Išorinių apdailos

lakštų paviršiaus formavimas bus sprendžiamas ateityje

Įvertinant lakšto paskirtį galime konstatuoti kad termoizoliacines lakšto sąvybes lemia užpildo

granulių kompaktiškas pasiskirstymas lakšto termoizoliacineme sluoksnyje Stambios granulės turi

formuoti karkasą liesdamosios tarpusavyje o tarpai tarp jų turi būti ūžpildyti smulkios frakcijos PPS

trupinių granulėmis Reikia stengtis kad būtų kuo mažiau neužpildytų oro tarpų Lakšto

termoizoliacines sąvybes gerina smulkios frakcijos PS granulių kiekis esantis modifikuotoje

cementinėje tešloje iki 50 tūrio

Lakšto lenkimo stipriui didžiausios įtakos turi armuojančio tinklelio akučių dydis tinklelio sukibimas

su cementine tešla užpildo granulių stabili tarpusavio jungtis bei paties lakšto storis Skaitome kad

mažiausias lakšto storis galėtų būti 25 mm

Pirmais metais viešinant projektą buvo parengtas mokslinis straipsnis apie įvairių priedų poveikį

cementinės matricos porizacijai Be priedų poveikio buvo atsižvelgta į formavimo mišinio maišymo

trukmę Medžiaga apie matricos porėtumo didinimo būdus išsamiai pateikta publikacijoje o

ataskaitoje pateikiama tik nuoroda į straipsnyje pateikiamus tyrimo rezultatus

Žurnale ldquoMokslas ir technikardquo yra supažindinama Lietuvos visuomenė apie Eureka projekto

partnerius projekto tikslus kuriuos turėtų įgyvendinti kiekvienas partneris atskirai darbus

koordinuojant VGTU projekto vadovui Pateikiama projekto trukmė bei nurodomi finansavimo

šaltiniai tame tarpe ir iš Europos struktūrinių fondo lėšų

26

6 Tyrimų mokslinė vertė

Mokslinę liekamąją vertę turi modifikuojančių priedų poveikio cementinės matricos mišinio bei

akmens poretumui tyrimai Ištirta pucolaninio priedo pūsto stiklo gamybos atliekos ndash metakaolino

poveikis cementinės matricos tankiui cemento mineralų hidratacijos procesui mišinio klampai bei

poreto cementinio akmens fizikinėms sąvybėms Ši priklausomybė sujungta kartu su orą įtraukiančiu

ir plastifikuojančių priedų panaudojimu modifikuojant cementinę tešląTyrimų rezultatai yra

apibendrinti moksliniame straipsnyje išsiūstame į Oksfordo universiteto žurnalą bdquoConstruction and

Building Materialsldquo

Porėtų užpildo granulių granuliometrinės sudėties ir jų frakcijų santykis bei porizuotos matricos

kiekio poveikis cementinio termoizoliacinio kompozito savybėms bus apgintas Lietuvos patentu su

tolesniu patentavimu ES

Cementinio termoizoliacinio kompozito ir jo gamybos technologijos sukūrimas leis statyti kokybiškai

naujus namus artimus pasyvaus namo koncepcijos keliamiems reikalavimams

27

7 Išvados ir rekomendacijos

1 Nustatyta kad kompleksinis (MK+FS40+OIP) priedas betonų mineralų hidratacijos procesą

cemento tešloje prailgina iki 1100 min pasiekdamas 60 degC egzoterminio efekto maksimalią

temperatūrą MK modifikuotos cemento tešlos hidratacijos procesas nežymiai pailgėja nors dėl

papildomos pucolaninės reakcijos tarp MK ir cemento hidratacijos produktų egzoterminio efekto

maksimali temperatūra pakyla 8 degC

2 Ištirta kad kompleksinio priedo (FS40+OIP) poveikis mažinant cementinės tešlos tankį labiausiai

pastebimas MK priedų modifikuotoje cementinėje tešloje Modifikuotos cementinės tešlos tankis

sumažėja 33 karto nuo 2158 kgm3 iki 714 kgm3 po 10 min mišinio maišymo Tai yra apie 29

mažesnis tankis nei maltu smėliu modifikuotos cementinės tešlos ir 32 mažesnis tankis nei gryno

cemento porizuotos tešlos Sukietėjusios tešlos ndash porėto betono tankis siekia apie 800 kgm3 tuo tarpu

gryno cementbetonio ndash 1150 kgm3 o maltu smėliu modifikuoto betono ndash 1200 kgm3 Šiuos pokyčius

galima paaiškinti lengvos sutirštintos struktūros formavimo mišinyje susidarymu ir OIP molekulių

adsorbuotų ant cemento dalelių paviršiaus pakankamos jungties suformuotu oro burbuliuku

užtikrinimas

3 Nustatyta kad pucolaniniu priedu MK modifikuota cementinė tešla kartu su kompleksiniais (FS40

ir OIP) priedais įtakoja papildomų naujadarų ndash kalcio hidrosilikatų susidarymą mikro struktūros

pokyčius užtikrinančius submikrokristalinę struktūrą cementinėje matricoje Tai užtikrina mažo

tankio porėto betono pakankamą stiprumą 800 kgm3 tankio porėto betono gniuždymo stipris siekia

25 MPa o lenkimo stipris 10 MPa

4 Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo - 35 tūrio sudaro stambios PS granulės (8-16 mm) Vidutinio

dydžio (4-8 mm) PS granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio PPS trupintos granulės sudaro po 15

kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių ir suformuoti kompaktiškai

užpildyta kompozito struktūrą Sukurtas cementinis termoizoliacinis kompozitas kurio sudėtis

modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3 rišamosios medžiagos

kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia 007Wm∙K

esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

5 Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 - MK o kompozito

RM ir smulkių iki 2 mm stambumo PS granulių tūrių santykis sausame mišinyje yra 11 Sukietėjusio

skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

6 Nustatytas porėtų užpildų PS ir PPS granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis

termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos

laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K) gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos

granulės padengtos porizuota cementine tešla (esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3)

tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai

padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS

granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31) tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per

porizuotą matricą

28

8 Literatūra

Antonovič V Goberis S The effect of different admixture of the properties of refractory conerefe

with portland cement Material science (Medžiagotyra) 4(9) 2003 379-382 p

Asthana R Kumar ADahotre N B2006 Materials Processing and Manufacturing Science

Amsterdam Butterworth-Heinemann 628 p

bdquoAstra ndash polskaldquo firmos tinklalapis internete httpwwwastra-polskacom

Brykov A S Kamaliev R T Mokeev M V 2010 Influence of ultradispersed silica on portland

cement hydration Russian Journal of Applied Chemistry 83(2) 208minus213

Capener J C-M 2009 Properties of Modern Rendering Systems Based on Mineral Binders

Modified by Organic Admixtures Concrete Repair Rehabilitation and Retrofitting II ndash Alexander et

al (eds) Taylor and Francis Group London 863 ndash 869

Davraz M Gunduz L 2005 Engineering properties of amorphous silica as a new natural pozzolan

for use in concrete Cement and Concrete Research 35(7) 1251ndash1261

Du L Folliard K J 2005Mechanisms of entrainment in concrete Cement and Concrete Research

35(8)1463 ndash 1471

Hernaudes-Olivares F Mayer-Lobo P 2011 Experimental Assessment of Comercial One-coat

Renders for Buildings Facades Construction and Building Materials 22 (1) pp 156 ndash 162

Hilal A AThom N H Dawson A R 2015 On void structure and strength of foamed concrete made

without with additives Construction and Building Materials 85 157 ndash 164

Houst Y F Bowen P Perche F Kauppi A Borget P Galmiche L Meins J F Lafuma F

Flatt R J Schober I Banfill P FG Swift D S Myrvold B O Petersenf B G Reknes K

2008 Design and function of novel superplasticizers for more durable high performance concrete

(Superplast Project) Cement and Concrete Research 38(10) 1197 ndash 1209

Hurley J A 2003 UK market survey for foam glas Published by The Waste and Resource Action

Programme The Old Academy 114 p Prieiga per internetą httpwwwwraporguk

Kligys M Laukaitis A Sinica M Sezemanas G Dranseika N 2008 Investigations into the fire

hazard of a composite made from aerated concrete and crushed expanded polystyrene waste

Mechanics of Composite Materials 44(2) 173 ndash 180

Kligys M 2009 Kompozitinės medžiagos iš poringosios cemento tešlos ir trupinto polistireninio

putplasčio gamybos technologija ir savybės Daktaro disertacija Vilnius 137 p

Landensivu J 2012 Durability properties and actual deterioration of Finish concrete fasades and

balcones Thesis for the degree of doctor of science in technology Tampere university of technology

117 p

Lauzon M Garcia-Ruiz P A 2009 Evaluation of Capillary Water Absorbtion in Rendering Mortars

with Powdered Waterproofing Additives Construction and Building Materials 23 (10) 3287 ndash 3291

Lianxiang D Kevin J 2005 Mechanizm of air entrainment in concrete Cement and Concrete

research (35) 1463-1471 p

Limbachiya M Meddah M S Fotiadou S 2012 Performance of granulated foam glass concrete

Construction and Building materials 28(1) 759ndash768

LST EN 197-12011 Cementas 1 dalis Įprastinių cementų sudėtis techniniai reikalavimai ir atitikties

kriterijai

LST EN 196-62010 Cemento bandymų metodai 6 dalis Smulkumo nustatymas

29

LST EN 196-32005 Cemento bandymų metodai 3 dalis Rišimosi trukmių ir tūrio pastovumo

nustatymas

LST EN 933-12002 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 1 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Sijojimo metodas

LST EN 933-22001 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 2 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Analiziniai sietai Vardiniai akelių matmenys

LST ISO 3310-12003 Laboratoriniai sietai Techniniai reikalavimai ir bandymai 1 dalis

Laboratoriniai pinto metalinio vielinio tinkle sietai (tpt ISO 3310-12000) LST EN 1097-62003

Užpildų mechaninių ir fizikinių savybių nustatymo metodai 6 dalis Dalelių tankio ir įmirkio

nustatymas

LST EN 1015-3+A12004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 3 Determination of

Consistence of Fresh Mortar (by Flow Table)

LST EN 1015-102004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 10 Determination of Dry

Bulk Density of Hardened Mortar

LST EN 1015-112002 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 11 Determination of

Flexural and Compressive Strength of Hardened Mortar

LST EN 1015-182003 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of Water

Absorption Coefficient Due to Capillary Action of Hardened Mortar

LST EN 1015-122004 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of

Adhesive Strength of Hardened Rendering and Plastering Mortars on Substrates

LST EN 120892013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiai Elgsenos lenkiant nustatymas

LST EN 16022013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiaiTariamojo tankio nustatymas

LST EN 826 Statybinės termoizoliacines medžiagos Stiprio gniuždant nustatymas

LST EN 126642002 Šiluminės statybinių medžiagų ir gaminių charakteristikos Šiluminės varžos

nustatymas apsaugotos karštosios plokštės ir šilumos srauto matuoklio metodais Vidutinės ir mažos

šiluminės varžos sausi ir drėgni gaminiai

LST EN ISO 125712013 Hygrothermal Performance of Building Materials and Products -

Determination of Hygroscopic Sorption Properties

LST CENTS 772 -222006 Mūro gaminių bandymo metodai 22 dalis Keraminių mūro gaminių

atsparumo šalčiui nustatymas

LST L 1413112005 Statybinis skiedinys Bandymo metodai Atsparumo šalčiui nustatymas

LVS 203-22005 Sakret stiklo audinio armavimo tinklelis

Marčiukaitis G 2007 Statybinės medžiagos ir konstrukcijos Paskaitų konspektas Vilnius 88 p

Mисников O С Тимофеев АВ Черткова ЕЮ 2011 Гидрофобизация минеральных

дисперсных материалов добавками на основе торфа Труды Инсторфа 2 (55)15 ndash 33

Oğuzhan Keleştemur Bahar Demirel 2015 Effect of metakaolin on the corrosion resistance of

structural lightweight concrete Construction and Building Materials 81172 - 178

Quercia G Huumlsken G Brouwers H J 2012 Water demand of amorphous nanosilica and its

impact on the workability of cement paste Cement and Concrete Research 42(2) 344ndash357

Paruta V A Brynzin E I 2009 Manual on Designing and Erecting of Buildings using the Products

with Trademark UDK GAZOBETON Dnepropetrovsk 213 p

30

Ramachandran V S 1998 Superplasticizersproperties and applications in concrete Ottawa

Materials Technology LaboratoryCANMET

Ries J 2008 Structural lightweight aggregate and concrete Structure June 62-63

Ru Ji Zuotai Zhang Yang He Lili Liu Xidong Wang 2015Synthesis characterization and modeling

of new building insulation material using ceramic polishing waste residue Construction and Building

Materials 85 119 ndash 126

Сеземан Г Синица М Клигис М Шепутите-Юцике Ю Вайткус С Мечай А 2013

Цементные строительные композиты на основе лёгких заполнителей из техногенного сырья

Материалы международной научно ndash технической конференции laquo Наука и технология

строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29 ноября Минск

БГТУ 21 ndash 24

Sezemanas G Sinica M Zacharčenko P Pivenj N Mikulskis D Kligys M 2013 Influence

of zeolite additive on the properties of plaster used for external walls from autoclaved aerated

concrete Materials Science (Medžiagotyra) 19(2) 222ndash229

Синица М Шепутите-Юцике Ю Сеземан Г Клигис М Мечай А 2013 Особенности

выполнения ограждающих конструкций с использованием заливной теплоизоляции на основе

гранул вспученного стекла Материалы международной научноndash технической конференции laquo

Наука и технология строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29

ноября Минск БГТУ 69 ndash 72

Sinica MSezemanas GKligys M Česokas S 2007 Investigation of hydro ndash and higro ndash sorption

properties of silicate masonry products Materials Science (Medžiagotyra) 13(3) 229ndash 234

Sinica M Sezemanas G Chesnauskas V 2005 Influence of Air Absorbing Additive on Plaster

Layer Properties Designated to Cover Partions Built from Autoclave Porous Concrete Blocks

Chemical Technology (Cheminė technologija) 4 (38) 91 ndash 95

Sinica M Laukaitis A Sezemanas G Kligys M 2008 Operational Properties of a Heat-insulation

Composite with Expanded Polystyrene Crumbs Mechanics of Composite Materials 4 (44) 415 ndash 424

Sinica M Sezeman G Mikulskis D Kligys M Česnauskas V Zacharčenko P Kuprijenko

P Ščerbina N Pivenj N 2009 Investigation of the composite material with inclusions of

autoclaved aerated concrete chips Materials science 15 ( 4) 356ndash362

Sinica M Sezeman G Zakharchenko P 2012 Daugiasluoksnė lauko atitvara ir jos džiovinimo

būdas Patentas LT5837B

Стерлятов АН 2007 Совместный тепло- и влаго- перенос в ограждающих конструкциях

зданий из газобетона Дисертация кандидата технических наук Новосибиpск 167 с

Tobon J I Paya Jordy Restrepo O J 2015 Study of durability of portland cement mortars blended

with silica nanoparticles Construction and Building Materials 80 92 - 97

STR 205012005 Pastatų atitvarų šiluminė technika Statybos technikos reglamentai Statybos ir

urbanistikos ministerija Vilnius 2005 109p

STR 201102007 Išorės tinkuojamos sudėtinės termoizoliacinės sistemos Statybos technikos

reglamentai Statybos ir urbanistikos ministerija Vilnius 2007 p

Šadauskienė J Ramanauskas J Stankevičius V 2003 Effect of hydrophobicmaterials on water

impermeability and drying of finish brick mansory Material science (medžiagotyra) 9 (1) 94 - 98

Ungkoon Y Sittipunt Ch Namprakai P Jetipattaranat W Kim KS Charinpanitkul T 2007

Analysis of microstructure and properties of autoclaved aerated concrete wall construction materials

Journal of Industrial and Engineering Chemistry 13(7) 1103ndash1108

31

Weigler H Karl S 1980 Structural lightweight aggregate concrete with reduced density-

lightweight aggregate foamed concrete The International Journal of Lightweight Concrete 2 101ndash

104

Xu Y Chung D D L 1999a Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behaviour

of cement paste ACI Materials Journal 96(4) 455minus461

Xu Y Chung D D L 2000a Improving silica fume cement by using silane Cement and Concrete

Research 30(8) 1305- 1311

Zain M F M Safiuddin Md Mahmud H 2000 Developement of high performance concrete

using silica fume at relatively high water-binder rations Cement and Concrete Research 30(9) 1501

ndash 1505

Захарченко П Синица М Сеземан Г Чеснаускас В 2009 Изменение влажности стеновых

конструкций из ячеистобетонных блоков с системой скреплённой теплоизоляции Будiвельнi

матерiали вироби та санiтарна технiка науково-технiчний збiрник Киев Товариство

laquoЗнаниеraquo Украiни (23) 50 ndash 53234

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje

Page 26: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

26

6 Tyrimų mokslinė vertė

Mokslinę liekamąją vertę turi modifikuojančių priedų poveikio cementinės matricos mišinio bei

akmens poretumui tyrimai Ištirta pucolaninio priedo pūsto stiklo gamybos atliekos ndash metakaolino

poveikis cementinės matricos tankiui cemento mineralų hidratacijos procesui mišinio klampai bei

poreto cementinio akmens fizikinėms sąvybėms Ši priklausomybė sujungta kartu su orą įtraukiančiu

ir plastifikuojančių priedų panaudojimu modifikuojant cementinę tešląTyrimų rezultatai yra

apibendrinti moksliniame straipsnyje išsiūstame į Oksfordo universiteto žurnalą bdquoConstruction and

Building Materialsldquo

Porėtų užpildo granulių granuliometrinės sudėties ir jų frakcijų santykis bei porizuotos matricos

kiekio poveikis cementinio termoizoliacinio kompozito savybėms bus apgintas Lietuvos patentu su

tolesniu patentavimu ES

Cementinio termoizoliacinio kompozito ir jo gamybos technologijos sukūrimas leis statyti kokybiškai

naujus namus artimus pasyvaus namo koncepcijos keliamiems reikalavimams

27

7 Išvados ir rekomendacijos

1 Nustatyta kad kompleksinis (MK+FS40+OIP) priedas betonų mineralų hidratacijos procesą

cemento tešloje prailgina iki 1100 min pasiekdamas 60 degC egzoterminio efekto maksimalią

temperatūrą MK modifikuotos cemento tešlos hidratacijos procesas nežymiai pailgėja nors dėl

papildomos pucolaninės reakcijos tarp MK ir cemento hidratacijos produktų egzoterminio efekto

maksimali temperatūra pakyla 8 degC

2 Ištirta kad kompleksinio priedo (FS40+OIP) poveikis mažinant cementinės tešlos tankį labiausiai

pastebimas MK priedų modifikuotoje cementinėje tešloje Modifikuotos cementinės tešlos tankis

sumažėja 33 karto nuo 2158 kgm3 iki 714 kgm3 po 10 min mišinio maišymo Tai yra apie 29

mažesnis tankis nei maltu smėliu modifikuotos cementinės tešlos ir 32 mažesnis tankis nei gryno

cemento porizuotos tešlos Sukietėjusios tešlos ndash porėto betono tankis siekia apie 800 kgm3 tuo tarpu

gryno cementbetonio ndash 1150 kgm3 o maltu smėliu modifikuoto betono ndash 1200 kgm3 Šiuos pokyčius

galima paaiškinti lengvos sutirštintos struktūros formavimo mišinyje susidarymu ir OIP molekulių

adsorbuotų ant cemento dalelių paviršiaus pakankamos jungties suformuotu oro burbuliuku

užtikrinimas

3 Nustatyta kad pucolaniniu priedu MK modifikuota cementinė tešla kartu su kompleksiniais (FS40

ir OIP) priedais įtakoja papildomų naujadarų ndash kalcio hidrosilikatų susidarymą mikro struktūros

pokyčius užtikrinančius submikrokristalinę struktūrą cementinėje matricoje Tai užtikrina mažo

tankio porėto betono pakankamą stiprumą 800 kgm3 tankio porėto betono gniuždymo stipris siekia

25 MPa o lenkimo stipris 10 MPa

4 Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo - 35 tūrio sudaro stambios PS granulės (8-16 mm) Vidutinio

dydžio (4-8 mm) PS granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio PPS trupintos granulės sudaro po 15

kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių ir suformuoti kompaktiškai

užpildyta kompozito struktūrą Sukurtas cementinis termoizoliacinis kompozitas kurio sudėtis

modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3 rišamosios medžiagos

kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia 007Wm∙K

esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

5 Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 - MK o kompozito

RM ir smulkių iki 2 mm stambumo PS granulių tūrių santykis sausame mišinyje yra 11 Sukietėjusio

skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

6 Nustatytas porėtų užpildų PS ir PPS granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis

termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos

laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K) gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos

granulės padengtos porizuota cementine tešla (esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3)

tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai

padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS

granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31) tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per

porizuotą matricą

28

8 Literatūra

Antonovič V Goberis S The effect of different admixture of the properties of refractory conerefe

with portland cement Material science (Medžiagotyra) 4(9) 2003 379-382 p

Asthana R Kumar ADahotre N B2006 Materials Processing and Manufacturing Science

Amsterdam Butterworth-Heinemann 628 p

bdquoAstra ndash polskaldquo firmos tinklalapis internete httpwwwastra-polskacom

Brykov A S Kamaliev R T Mokeev M V 2010 Influence of ultradispersed silica on portland

cement hydration Russian Journal of Applied Chemistry 83(2) 208minus213

Capener J C-M 2009 Properties of Modern Rendering Systems Based on Mineral Binders

Modified by Organic Admixtures Concrete Repair Rehabilitation and Retrofitting II ndash Alexander et

al (eds) Taylor and Francis Group London 863 ndash 869

Davraz M Gunduz L 2005 Engineering properties of amorphous silica as a new natural pozzolan

for use in concrete Cement and Concrete Research 35(7) 1251ndash1261

Du L Folliard K J 2005Mechanisms of entrainment in concrete Cement and Concrete Research

35(8)1463 ndash 1471

Hernaudes-Olivares F Mayer-Lobo P 2011 Experimental Assessment of Comercial One-coat

Renders for Buildings Facades Construction and Building Materials 22 (1) pp 156 ndash 162

Hilal A AThom N H Dawson A R 2015 On void structure and strength of foamed concrete made

without with additives Construction and Building Materials 85 157 ndash 164

Houst Y F Bowen P Perche F Kauppi A Borget P Galmiche L Meins J F Lafuma F

Flatt R J Schober I Banfill P FG Swift D S Myrvold B O Petersenf B G Reknes K

2008 Design and function of novel superplasticizers for more durable high performance concrete

(Superplast Project) Cement and Concrete Research 38(10) 1197 ndash 1209

Hurley J A 2003 UK market survey for foam glas Published by The Waste and Resource Action

Programme The Old Academy 114 p Prieiga per internetą httpwwwwraporguk

Kligys M Laukaitis A Sinica M Sezemanas G Dranseika N 2008 Investigations into the fire

hazard of a composite made from aerated concrete and crushed expanded polystyrene waste

Mechanics of Composite Materials 44(2) 173 ndash 180

Kligys M 2009 Kompozitinės medžiagos iš poringosios cemento tešlos ir trupinto polistireninio

putplasčio gamybos technologija ir savybės Daktaro disertacija Vilnius 137 p

Landensivu J 2012 Durability properties and actual deterioration of Finish concrete fasades and

balcones Thesis for the degree of doctor of science in technology Tampere university of technology

117 p

Lauzon M Garcia-Ruiz P A 2009 Evaluation of Capillary Water Absorbtion in Rendering Mortars

with Powdered Waterproofing Additives Construction and Building Materials 23 (10) 3287 ndash 3291

Lianxiang D Kevin J 2005 Mechanizm of air entrainment in concrete Cement and Concrete

research (35) 1463-1471 p

Limbachiya M Meddah M S Fotiadou S 2012 Performance of granulated foam glass concrete

Construction and Building materials 28(1) 759ndash768

LST EN 197-12011 Cementas 1 dalis Įprastinių cementų sudėtis techniniai reikalavimai ir atitikties

kriterijai

LST EN 196-62010 Cemento bandymų metodai 6 dalis Smulkumo nustatymas

29

LST EN 196-32005 Cemento bandymų metodai 3 dalis Rišimosi trukmių ir tūrio pastovumo

nustatymas

LST EN 933-12002 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 1 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Sijojimo metodas

LST EN 933-22001 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 2 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Analiziniai sietai Vardiniai akelių matmenys

LST ISO 3310-12003 Laboratoriniai sietai Techniniai reikalavimai ir bandymai 1 dalis

Laboratoriniai pinto metalinio vielinio tinkle sietai (tpt ISO 3310-12000) LST EN 1097-62003

Užpildų mechaninių ir fizikinių savybių nustatymo metodai 6 dalis Dalelių tankio ir įmirkio

nustatymas

LST EN 1015-3+A12004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 3 Determination of

Consistence of Fresh Mortar (by Flow Table)

LST EN 1015-102004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 10 Determination of Dry

Bulk Density of Hardened Mortar

LST EN 1015-112002 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 11 Determination of

Flexural and Compressive Strength of Hardened Mortar

LST EN 1015-182003 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of Water

Absorption Coefficient Due to Capillary Action of Hardened Mortar

LST EN 1015-122004 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of

Adhesive Strength of Hardened Rendering and Plastering Mortars on Substrates

LST EN 120892013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiai Elgsenos lenkiant nustatymas

LST EN 16022013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiaiTariamojo tankio nustatymas

LST EN 826 Statybinės termoizoliacines medžiagos Stiprio gniuždant nustatymas

LST EN 126642002 Šiluminės statybinių medžiagų ir gaminių charakteristikos Šiluminės varžos

nustatymas apsaugotos karštosios plokštės ir šilumos srauto matuoklio metodais Vidutinės ir mažos

šiluminės varžos sausi ir drėgni gaminiai

LST EN ISO 125712013 Hygrothermal Performance of Building Materials and Products -

Determination of Hygroscopic Sorption Properties

LST CENTS 772 -222006 Mūro gaminių bandymo metodai 22 dalis Keraminių mūro gaminių

atsparumo šalčiui nustatymas

LST L 1413112005 Statybinis skiedinys Bandymo metodai Atsparumo šalčiui nustatymas

LVS 203-22005 Sakret stiklo audinio armavimo tinklelis

Marčiukaitis G 2007 Statybinės medžiagos ir konstrukcijos Paskaitų konspektas Vilnius 88 p

Mисников O С Тимофеев АВ Черткова ЕЮ 2011 Гидрофобизация минеральных

дисперсных материалов добавками на основе торфа Труды Инсторфа 2 (55)15 ndash 33

Oğuzhan Keleştemur Bahar Demirel 2015 Effect of metakaolin on the corrosion resistance of

structural lightweight concrete Construction and Building Materials 81172 - 178

Quercia G Huumlsken G Brouwers H J 2012 Water demand of amorphous nanosilica and its

impact on the workability of cement paste Cement and Concrete Research 42(2) 344ndash357

Paruta V A Brynzin E I 2009 Manual on Designing and Erecting of Buildings using the Products

with Trademark UDK GAZOBETON Dnepropetrovsk 213 p

30

Ramachandran V S 1998 Superplasticizersproperties and applications in concrete Ottawa

Materials Technology LaboratoryCANMET

Ries J 2008 Structural lightweight aggregate and concrete Structure June 62-63

Ru Ji Zuotai Zhang Yang He Lili Liu Xidong Wang 2015Synthesis characterization and modeling

of new building insulation material using ceramic polishing waste residue Construction and Building

Materials 85 119 ndash 126

Сеземан Г Синица М Клигис М Шепутите-Юцике Ю Вайткус С Мечай А 2013

Цементные строительные композиты на основе лёгких заполнителей из техногенного сырья

Материалы международной научно ndash технической конференции laquo Наука и технология

строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29 ноября Минск

БГТУ 21 ndash 24

Sezemanas G Sinica M Zacharčenko P Pivenj N Mikulskis D Kligys M 2013 Influence

of zeolite additive on the properties of plaster used for external walls from autoclaved aerated

concrete Materials Science (Medžiagotyra) 19(2) 222ndash229

Синица М Шепутите-Юцике Ю Сеземан Г Клигис М Мечай А 2013 Особенности

выполнения ограждающих конструкций с использованием заливной теплоизоляции на основе

гранул вспученного стекла Материалы международной научноndash технической конференции laquo

Наука и технология строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29

ноября Минск БГТУ 69 ndash 72

Sinica MSezemanas GKligys M Česokas S 2007 Investigation of hydro ndash and higro ndash sorption

properties of silicate masonry products Materials Science (Medžiagotyra) 13(3) 229ndash 234

Sinica M Sezemanas G Chesnauskas V 2005 Influence of Air Absorbing Additive on Plaster

Layer Properties Designated to Cover Partions Built from Autoclave Porous Concrete Blocks

Chemical Technology (Cheminė technologija) 4 (38) 91 ndash 95

Sinica M Laukaitis A Sezemanas G Kligys M 2008 Operational Properties of a Heat-insulation

Composite with Expanded Polystyrene Crumbs Mechanics of Composite Materials 4 (44) 415 ndash 424

Sinica M Sezeman G Mikulskis D Kligys M Česnauskas V Zacharčenko P Kuprijenko

P Ščerbina N Pivenj N 2009 Investigation of the composite material with inclusions of

autoclaved aerated concrete chips Materials science 15 ( 4) 356ndash362

Sinica M Sezeman G Zakharchenko P 2012 Daugiasluoksnė lauko atitvara ir jos džiovinimo

būdas Patentas LT5837B

Стерлятов АН 2007 Совместный тепло- и влаго- перенос в ограждающих конструкциях

зданий из газобетона Дисертация кандидата технических наук Новосибиpск 167 с

Tobon J I Paya Jordy Restrepo O J 2015 Study of durability of portland cement mortars blended

with silica nanoparticles Construction and Building Materials 80 92 - 97

STR 205012005 Pastatų atitvarų šiluminė technika Statybos technikos reglamentai Statybos ir

urbanistikos ministerija Vilnius 2005 109p

STR 201102007 Išorės tinkuojamos sudėtinės termoizoliacinės sistemos Statybos technikos

reglamentai Statybos ir urbanistikos ministerija Vilnius 2007 p

Šadauskienė J Ramanauskas J Stankevičius V 2003 Effect of hydrophobicmaterials on water

impermeability and drying of finish brick mansory Material science (medžiagotyra) 9 (1) 94 - 98

Ungkoon Y Sittipunt Ch Namprakai P Jetipattaranat W Kim KS Charinpanitkul T 2007

Analysis of microstructure and properties of autoclaved aerated concrete wall construction materials

Journal of Industrial and Engineering Chemistry 13(7) 1103ndash1108

31

Weigler H Karl S 1980 Structural lightweight aggregate concrete with reduced density-

lightweight aggregate foamed concrete The International Journal of Lightweight Concrete 2 101ndash

104

Xu Y Chung D D L 1999a Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behaviour

of cement paste ACI Materials Journal 96(4) 455minus461

Xu Y Chung D D L 2000a Improving silica fume cement by using silane Cement and Concrete

Research 30(8) 1305- 1311

Zain M F M Safiuddin Md Mahmud H 2000 Developement of high performance concrete

using silica fume at relatively high water-binder rations Cement and Concrete Research 30(9) 1501

ndash 1505

Захарченко П Синица М Сеземан Г Чеснаускас В 2009 Изменение влажности стеновых

конструкций из ячеистобетонных блоков с системой скреплённой теплоизоляции Будiвельнi

матерiали вироби та санiтарна технiка науково-технiчний збiрник Киев Товариство

laquoЗнаниеraquo Украiни (23) 50 ndash 53234

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje

Page 27: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

27

7 Išvados ir rekomendacijos

1 Nustatyta kad kompleksinis (MK+FS40+OIP) priedas betonų mineralų hidratacijos procesą

cemento tešloje prailgina iki 1100 min pasiekdamas 60 degC egzoterminio efekto maksimalią

temperatūrą MK modifikuotos cemento tešlos hidratacijos procesas nežymiai pailgėja nors dėl

papildomos pucolaninės reakcijos tarp MK ir cemento hidratacijos produktų egzoterminio efekto

maksimali temperatūra pakyla 8 degC

2 Ištirta kad kompleksinio priedo (FS40+OIP) poveikis mažinant cementinės tešlos tankį labiausiai

pastebimas MK priedų modifikuotoje cementinėje tešloje Modifikuotos cementinės tešlos tankis

sumažėja 33 karto nuo 2158 kgm3 iki 714 kgm3 po 10 min mišinio maišymo Tai yra apie 29

mažesnis tankis nei maltu smėliu modifikuotos cementinės tešlos ir 32 mažesnis tankis nei gryno

cemento porizuotos tešlos Sukietėjusios tešlos ndash porėto betono tankis siekia apie 800 kgm3 tuo tarpu

gryno cementbetonio ndash 1150 kgm3 o maltu smėliu modifikuoto betono ndash 1200 kgm3 Šiuos pokyčius

galima paaiškinti lengvos sutirštintos struktūros formavimo mišinyje susidarymu ir OIP molekulių

adsorbuotų ant cemento dalelių paviršiaus pakankamos jungties suformuotu oro burbuliuku

užtikrinimas

3 Nustatyta kad pucolaniniu priedu MK modifikuota cementinė tešla kartu su kompleksiniais (FS40

ir OIP) priedais įtakoja papildomų naujadarų ndash kalcio hidrosilikatų susidarymą mikro struktūros

pokyčius užtikrinančius submikrokristalinę struktūrą cementinėje matricoje Tai užtikrina mažo

tankio porėto betono pakankamą stiprumą 800 kgm3 tankio porėto betono gniuždymo stipris siekia

25 MPa o lenkimo stipris 10 MPa

4 Nustatyta optimali porėtų užpildo granulių granuliometrinė sudėtis bei jų kiekis termoizoliaciniame

kompozite Didžiausią dalį užpildo - 35 tūrio sudaro stambios PS granulės (8-16 mm) Vidutinio

dydžio (4-8 mm) PS granulės ir smulkios iki 2 mm dydžio PPS trupintos granulės sudaro po 15

kompozito tūrio kas leidžia užpildyti tarpus tarp stambių granulių ir suformuoti kompaktiškai

užpildyta kompozito struktūrą Sukurtas cementinis termoizoliacinis kompozitas kurio sudėtis

modifikuota 10 metakaolino priedo jam pagaminti panaudotas 70 kgm3 rišamosios medžiagos

kiekis Cementinio termoizoliacinio kompozito šilumos laidumo koeficientas siekia 007Wm∙K

esant tankiui 245 kgm3 ir gniuždymo stipriui apie 02 MPa

5 Sukurta lakšto apdailinio sluoksnio modifikuoto specialiais priedais formavimo mišinio sudėtis

kurioje 90 rišamosios medžiagos (RM) masės sudaro portlandcementis ir 10 - MK o kompozito

RM ir smulkių iki 2 mm stambumo PS granulių tūrių santykis sausame mišinyje yra 11 Sukietėjusio

skiedinio tankis 1420 kgm3 gniuždymo stipris 38 MPa

6 Nustatytas porėtų užpildų PS ir PPS granuliometrinės sudėties ir jų tūrių santykio poveikis

termoizoliacinio lakšto vidutinio sluoksnio struktūrai ir savybėms Mažiausia kompozito šilumos

laidumo koeficiento vertė (0075 Wm∙K) gaunama tuo atveju kai pūsto stiklo 4divide8 mm frakcijos

granulės padengtos porizuota cementine tešla (esant cemento sąnaudom ne daugiau kaip 100 kgm3)

tarpusavyje jungiasi lietimosi taškuose ir formuoja standų kompozito bdquokarkasąldquo o analogiškai

padengtos smulkios (iki 2 mm stambumo) PPS granulės užpildo laisvus tarpus tarp stambesnių PS

granulių (esant PS ir PPS tūrių santykiui 31) tokiu būdu išvengiant tiesioginių šalčio tiltelių per

porizuotą matricą

28

8 Literatūra

Antonovič V Goberis S The effect of different admixture of the properties of refractory conerefe

with portland cement Material science (Medžiagotyra) 4(9) 2003 379-382 p

Asthana R Kumar ADahotre N B2006 Materials Processing and Manufacturing Science

Amsterdam Butterworth-Heinemann 628 p

bdquoAstra ndash polskaldquo firmos tinklalapis internete httpwwwastra-polskacom

Brykov A S Kamaliev R T Mokeev M V 2010 Influence of ultradispersed silica on portland

cement hydration Russian Journal of Applied Chemistry 83(2) 208minus213

Capener J C-M 2009 Properties of Modern Rendering Systems Based on Mineral Binders

Modified by Organic Admixtures Concrete Repair Rehabilitation and Retrofitting II ndash Alexander et

al (eds) Taylor and Francis Group London 863 ndash 869

Davraz M Gunduz L 2005 Engineering properties of amorphous silica as a new natural pozzolan

for use in concrete Cement and Concrete Research 35(7) 1251ndash1261

Du L Folliard K J 2005Mechanisms of entrainment in concrete Cement and Concrete Research

35(8)1463 ndash 1471

Hernaudes-Olivares F Mayer-Lobo P 2011 Experimental Assessment of Comercial One-coat

Renders for Buildings Facades Construction and Building Materials 22 (1) pp 156 ndash 162

Hilal A AThom N H Dawson A R 2015 On void structure and strength of foamed concrete made

without with additives Construction and Building Materials 85 157 ndash 164

Houst Y F Bowen P Perche F Kauppi A Borget P Galmiche L Meins J F Lafuma F

Flatt R J Schober I Banfill P FG Swift D S Myrvold B O Petersenf B G Reknes K

2008 Design and function of novel superplasticizers for more durable high performance concrete

(Superplast Project) Cement and Concrete Research 38(10) 1197 ndash 1209

Hurley J A 2003 UK market survey for foam glas Published by The Waste and Resource Action

Programme The Old Academy 114 p Prieiga per internetą httpwwwwraporguk

Kligys M Laukaitis A Sinica M Sezemanas G Dranseika N 2008 Investigations into the fire

hazard of a composite made from aerated concrete and crushed expanded polystyrene waste

Mechanics of Composite Materials 44(2) 173 ndash 180

Kligys M 2009 Kompozitinės medžiagos iš poringosios cemento tešlos ir trupinto polistireninio

putplasčio gamybos technologija ir savybės Daktaro disertacija Vilnius 137 p

Landensivu J 2012 Durability properties and actual deterioration of Finish concrete fasades and

balcones Thesis for the degree of doctor of science in technology Tampere university of technology

117 p

Lauzon M Garcia-Ruiz P A 2009 Evaluation of Capillary Water Absorbtion in Rendering Mortars

with Powdered Waterproofing Additives Construction and Building Materials 23 (10) 3287 ndash 3291

Lianxiang D Kevin J 2005 Mechanizm of air entrainment in concrete Cement and Concrete

research (35) 1463-1471 p

Limbachiya M Meddah M S Fotiadou S 2012 Performance of granulated foam glass concrete

Construction and Building materials 28(1) 759ndash768

LST EN 197-12011 Cementas 1 dalis Įprastinių cementų sudėtis techniniai reikalavimai ir atitikties

kriterijai

LST EN 196-62010 Cemento bandymų metodai 6 dalis Smulkumo nustatymas

29

LST EN 196-32005 Cemento bandymų metodai 3 dalis Rišimosi trukmių ir tūrio pastovumo

nustatymas

LST EN 933-12002 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 1 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Sijojimo metodas

LST EN 933-22001 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 2 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Analiziniai sietai Vardiniai akelių matmenys

LST ISO 3310-12003 Laboratoriniai sietai Techniniai reikalavimai ir bandymai 1 dalis

Laboratoriniai pinto metalinio vielinio tinkle sietai (tpt ISO 3310-12000) LST EN 1097-62003

Užpildų mechaninių ir fizikinių savybių nustatymo metodai 6 dalis Dalelių tankio ir įmirkio

nustatymas

LST EN 1015-3+A12004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 3 Determination of

Consistence of Fresh Mortar (by Flow Table)

LST EN 1015-102004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 10 Determination of Dry

Bulk Density of Hardened Mortar

LST EN 1015-112002 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 11 Determination of

Flexural and Compressive Strength of Hardened Mortar

LST EN 1015-182003 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of Water

Absorption Coefficient Due to Capillary Action of Hardened Mortar

LST EN 1015-122004 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of

Adhesive Strength of Hardened Rendering and Plastering Mortars on Substrates

LST EN 120892013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiai Elgsenos lenkiant nustatymas

LST EN 16022013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiaiTariamojo tankio nustatymas

LST EN 826 Statybinės termoizoliacines medžiagos Stiprio gniuždant nustatymas

LST EN 126642002 Šiluminės statybinių medžiagų ir gaminių charakteristikos Šiluminės varžos

nustatymas apsaugotos karštosios plokštės ir šilumos srauto matuoklio metodais Vidutinės ir mažos

šiluminės varžos sausi ir drėgni gaminiai

LST EN ISO 125712013 Hygrothermal Performance of Building Materials and Products -

Determination of Hygroscopic Sorption Properties

LST CENTS 772 -222006 Mūro gaminių bandymo metodai 22 dalis Keraminių mūro gaminių

atsparumo šalčiui nustatymas

LST L 1413112005 Statybinis skiedinys Bandymo metodai Atsparumo šalčiui nustatymas

LVS 203-22005 Sakret stiklo audinio armavimo tinklelis

Marčiukaitis G 2007 Statybinės medžiagos ir konstrukcijos Paskaitų konspektas Vilnius 88 p

Mисников O С Тимофеев АВ Черткова ЕЮ 2011 Гидрофобизация минеральных

дисперсных материалов добавками на основе торфа Труды Инсторфа 2 (55)15 ndash 33

Oğuzhan Keleştemur Bahar Demirel 2015 Effect of metakaolin on the corrosion resistance of

structural lightweight concrete Construction and Building Materials 81172 - 178

Quercia G Huumlsken G Brouwers H J 2012 Water demand of amorphous nanosilica and its

impact on the workability of cement paste Cement and Concrete Research 42(2) 344ndash357

Paruta V A Brynzin E I 2009 Manual on Designing and Erecting of Buildings using the Products

with Trademark UDK GAZOBETON Dnepropetrovsk 213 p

30

Ramachandran V S 1998 Superplasticizersproperties and applications in concrete Ottawa

Materials Technology LaboratoryCANMET

Ries J 2008 Structural lightweight aggregate and concrete Structure June 62-63

Ru Ji Zuotai Zhang Yang He Lili Liu Xidong Wang 2015Synthesis characterization and modeling

of new building insulation material using ceramic polishing waste residue Construction and Building

Materials 85 119 ndash 126

Сеземан Г Синица М Клигис М Шепутите-Юцике Ю Вайткус С Мечай А 2013

Цементные строительные композиты на основе лёгких заполнителей из техногенного сырья

Материалы международной научно ndash технической конференции laquo Наука и технология

строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29 ноября Минск

БГТУ 21 ndash 24

Sezemanas G Sinica M Zacharčenko P Pivenj N Mikulskis D Kligys M 2013 Influence

of zeolite additive on the properties of plaster used for external walls from autoclaved aerated

concrete Materials Science (Medžiagotyra) 19(2) 222ndash229

Синица М Шепутите-Юцике Ю Сеземан Г Клигис М Мечай А 2013 Особенности

выполнения ограждающих конструкций с использованием заливной теплоизоляции на основе

гранул вспученного стекла Материалы международной научноndash технической конференции laquo

Наука и технология строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29

ноября Минск БГТУ 69 ndash 72

Sinica MSezemanas GKligys M Česokas S 2007 Investigation of hydro ndash and higro ndash sorption

properties of silicate masonry products Materials Science (Medžiagotyra) 13(3) 229ndash 234

Sinica M Sezemanas G Chesnauskas V 2005 Influence of Air Absorbing Additive on Plaster

Layer Properties Designated to Cover Partions Built from Autoclave Porous Concrete Blocks

Chemical Technology (Cheminė technologija) 4 (38) 91 ndash 95

Sinica M Laukaitis A Sezemanas G Kligys M 2008 Operational Properties of a Heat-insulation

Composite with Expanded Polystyrene Crumbs Mechanics of Composite Materials 4 (44) 415 ndash 424

Sinica M Sezeman G Mikulskis D Kligys M Česnauskas V Zacharčenko P Kuprijenko

P Ščerbina N Pivenj N 2009 Investigation of the composite material with inclusions of

autoclaved aerated concrete chips Materials science 15 ( 4) 356ndash362

Sinica M Sezeman G Zakharchenko P 2012 Daugiasluoksnė lauko atitvara ir jos džiovinimo

būdas Patentas LT5837B

Стерлятов АН 2007 Совместный тепло- и влаго- перенос в ограждающих конструкциях

зданий из газобетона Дисертация кандидата технических наук Новосибиpск 167 с

Tobon J I Paya Jordy Restrepo O J 2015 Study of durability of portland cement mortars blended

with silica nanoparticles Construction and Building Materials 80 92 - 97

STR 205012005 Pastatų atitvarų šiluminė technika Statybos technikos reglamentai Statybos ir

urbanistikos ministerija Vilnius 2005 109p

STR 201102007 Išorės tinkuojamos sudėtinės termoizoliacinės sistemos Statybos technikos

reglamentai Statybos ir urbanistikos ministerija Vilnius 2007 p

Šadauskienė J Ramanauskas J Stankevičius V 2003 Effect of hydrophobicmaterials on water

impermeability and drying of finish brick mansory Material science (medžiagotyra) 9 (1) 94 - 98

Ungkoon Y Sittipunt Ch Namprakai P Jetipattaranat W Kim KS Charinpanitkul T 2007

Analysis of microstructure and properties of autoclaved aerated concrete wall construction materials

Journal of Industrial and Engineering Chemistry 13(7) 1103ndash1108

31

Weigler H Karl S 1980 Structural lightweight aggregate concrete with reduced density-

lightweight aggregate foamed concrete The International Journal of Lightweight Concrete 2 101ndash

104

Xu Y Chung D D L 1999a Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behaviour

of cement paste ACI Materials Journal 96(4) 455minus461

Xu Y Chung D D L 2000a Improving silica fume cement by using silane Cement and Concrete

Research 30(8) 1305- 1311

Zain M F M Safiuddin Md Mahmud H 2000 Developement of high performance concrete

using silica fume at relatively high water-binder rations Cement and Concrete Research 30(9) 1501

ndash 1505

Захарченко П Синица М Сеземан Г Чеснаускас В 2009 Изменение влажности стеновых

конструкций из ячеистобетонных блоков с системой скреплённой теплоизоляции Будiвельнi

матерiали вироби та санiтарна технiка науково-технiчний збiрник Киев Товариство

laquoЗнаниеraquo Украiни (23) 50 ndash 53234

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje

Page 28: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

28

8 Literatūra

Antonovič V Goberis S The effect of different admixture of the properties of refractory conerefe

with portland cement Material science (Medžiagotyra) 4(9) 2003 379-382 p

Asthana R Kumar ADahotre N B2006 Materials Processing and Manufacturing Science

Amsterdam Butterworth-Heinemann 628 p

bdquoAstra ndash polskaldquo firmos tinklalapis internete httpwwwastra-polskacom

Brykov A S Kamaliev R T Mokeev M V 2010 Influence of ultradispersed silica on portland

cement hydration Russian Journal of Applied Chemistry 83(2) 208minus213

Capener J C-M 2009 Properties of Modern Rendering Systems Based on Mineral Binders

Modified by Organic Admixtures Concrete Repair Rehabilitation and Retrofitting II ndash Alexander et

al (eds) Taylor and Francis Group London 863 ndash 869

Davraz M Gunduz L 2005 Engineering properties of amorphous silica as a new natural pozzolan

for use in concrete Cement and Concrete Research 35(7) 1251ndash1261

Du L Folliard K J 2005Mechanisms of entrainment in concrete Cement and Concrete Research

35(8)1463 ndash 1471

Hernaudes-Olivares F Mayer-Lobo P 2011 Experimental Assessment of Comercial One-coat

Renders for Buildings Facades Construction and Building Materials 22 (1) pp 156 ndash 162

Hilal A AThom N H Dawson A R 2015 On void structure and strength of foamed concrete made

without with additives Construction and Building Materials 85 157 ndash 164

Houst Y F Bowen P Perche F Kauppi A Borget P Galmiche L Meins J F Lafuma F

Flatt R J Schober I Banfill P FG Swift D S Myrvold B O Petersenf B G Reknes K

2008 Design and function of novel superplasticizers for more durable high performance concrete

(Superplast Project) Cement and Concrete Research 38(10) 1197 ndash 1209

Hurley J A 2003 UK market survey for foam glas Published by The Waste and Resource Action

Programme The Old Academy 114 p Prieiga per internetą httpwwwwraporguk

Kligys M Laukaitis A Sinica M Sezemanas G Dranseika N 2008 Investigations into the fire

hazard of a composite made from aerated concrete and crushed expanded polystyrene waste

Mechanics of Composite Materials 44(2) 173 ndash 180

Kligys M 2009 Kompozitinės medžiagos iš poringosios cemento tešlos ir trupinto polistireninio

putplasčio gamybos technologija ir savybės Daktaro disertacija Vilnius 137 p

Landensivu J 2012 Durability properties and actual deterioration of Finish concrete fasades and

balcones Thesis for the degree of doctor of science in technology Tampere university of technology

117 p

Lauzon M Garcia-Ruiz P A 2009 Evaluation of Capillary Water Absorbtion in Rendering Mortars

with Powdered Waterproofing Additives Construction and Building Materials 23 (10) 3287 ndash 3291

Lianxiang D Kevin J 2005 Mechanizm of air entrainment in concrete Cement and Concrete

research (35) 1463-1471 p

Limbachiya M Meddah M S Fotiadou S 2012 Performance of granulated foam glass concrete

Construction and Building materials 28(1) 759ndash768

LST EN 197-12011 Cementas 1 dalis Įprastinių cementų sudėtis techniniai reikalavimai ir atitikties

kriterijai

LST EN 196-62010 Cemento bandymų metodai 6 dalis Smulkumo nustatymas

29

LST EN 196-32005 Cemento bandymų metodai 3 dalis Rišimosi trukmių ir tūrio pastovumo

nustatymas

LST EN 933-12002 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 1 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Sijojimo metodas

LST EN 933-22001 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 2 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Analiziniai sietai Vardiniai akelių matmenys

LST ISO 3310-12003 Laboratoriniai sietai Techniniai reikalavimai ir bandymai 1 dalis

Laboratoriniai pinto metalinio vielinio tinkle sietai (tpt ISO 3310-12000) LST EN 1097-62003

Užpildų mechaninių ir fizikinių savybių nustatymo metodai 6 dalis Dalelių tankio ir įmirkio

nustatymas

LST EN 1015-3+A12004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 3 Determination of

Consistence of Fresh Mortar (by Flow Table)

LST EN 1015-102004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 10 Determination of Dry

Bulk Density of Hardened Mortar

LST EN 1015-112002 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 11 Determination of

Flexural and Compressive Strength of Hardened Mortar

LST EN 1015-182003 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of Water

Absorption Coefficient Due to Capillary Action of Hardened Mortar

LST EN 1015-122004 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of

Adhesive Strength of Hardened Rendering and Plastering Mortars on Substrates

LST EN 120892013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiai Elgsenos lenkiant nustatymas

LST EN 16022013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiaiTariamojo tankio nustatymas

LST EN 826 Statybinės termoizoliacines medžiagos Stiprio gniuždant nustatymas

LST EN 126642002 Šiluminės statybinių medžiagų ir gaminių charakteristikos Šiluminės varžos

nustatymas apsaugotos karštosios plokštės ir šilumos srauto matuoklio metodais Vidutinės ir mažos

šiluminės varžos sausi ir drėgni gaminiai

LST EN ISO 125712013 Hygrothermal Performance of Building Materials and Products -

Determination of Hygroscopic Sorption Properties

LST CENTS 772 -222006 Mūro gaminių bandymo metodai 22 dalis Keraminių mūro gaminių

atsparumo šalčiui nustatymas

LST L 1413112005 Statybinis skiedinys Bandymo metodai Atsparumo šalčiui nustatymas

LVS 203-22005 Sakret stiklo audinio armavimo tinklelis

Marčiukaitis G 2007 Statybinės medžiagos ir konstrukcijos Paskaitų konspektas Vilnius 88 p

Mисников O С Тимофеев АВ Черткова ЕЮ 2011 Гидрофобизация минеральных

дисперсных материалов добавками на основе торфа Труды Инсторфа 2 (55)15 ndash 33

Oğuzhan Keleştemur Bahar Demirel 2015 Effect of metakaolin on the corrosion resistance of

structural lightweight concrete Construction and Building Materials 81172 - 178

Quercia G Huumlsken G Brouwers H J 2012 Water demand of amorphous nanosilica and its

impact on the workability of cement paste Cement and Concrete Research 42(2) 344ndash357

Paruta V A Brynzin E I 2009 Manual on Designing and Erecting of Buildings using the Products

with Trademark UDK GAZOBETON Dnepropetrovsk 213 p

30

Ramachandran V S 1998 Superplasticizersproperties and applications in concrete Ottawa

Materials Technology LaboratoryCANMET

Ries J 2008 Structural lightweight aggregate and concrete Structure June 62-63

Ru Ji Zuotai Zhang Yang He Lili Liu Xidong Wang 2015Synthesis characterization and modeling

of new building insulation material using ceramic polishing waste residue Construction and Building

Materials 85 119 ndash 126

Сеземан Г Синица М Клигис М Шепутите-Юцике Ю Вайткус С Мечай А 2013

Цементные строительные композиты на основе лёгких заполнителей из техногенного сырья

Материалы международной научно ndash технической конференции laquo Наука и технология

строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29 ноября Минск

БГТУ 21 ndash 24

Sezemanas G Sinica M Zacharčenko P Pivenj N Mikulskis D Kligys M 2013 Influence

of zeolite additive on the properties of plaster used for external walls from autoclaved aerated

concrete Materials Science (Medžiagotyra) 19(2) 222ndash229

Синица М Шепутите-Юцике Ю Сеземан Г Клигис М Мечай А 2013 Особенности

выполнения ограждающих конструкций с использованием заливной теплоизоляции на основе

гранул вспученного стекла Материалы международной научноndash технической конференции laquo

Наука и технология строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29

ноября Минск БГТУ 69 ndash 72

Sinica MSezemanas GKligys M Česokas S 2007 Investigation of hydro ndash and higro ndash sorption

properties of silicate masonry products Materials Science (Medžiagotyra) 13(3) 229ndash 234

Sinica M Sezemanas G Chesnauskas V 2005 Influence of Air Absorbing Additive on Plaster

Layer Properties Designated to Cover Partions Built from Autoclave Porous Concrete Blocks

Chemical Technology (Cheminė technologija) 4 (38) 91 ndash 95

Sinica M Laukaitis A Sezemanas G Kligys M 2008 Operational Properties of a Heat-insulation

Composite with Expanded Polystyrene Crumbs Mechanics of Composite Materials 4 (44) 415 ndash 424

Sinica M Sezeman G Mikulskis D Kligys M Česnauskas V Zacharčenko P Kuprijenko

P Ščerbina N Pivenj N 2009 Investigation of the composite material with inclusions of

autoclaved aerated concrete chips Materials science 15 ( 4) 356ndash362

Sinica M Sezeman G Zakharchenko P 2012 Daugiasluoksnė lauko atitvara ir jos džiovinimo

būdas Patentas LT5837B

Стерлятов АН 2007 Совместный тепло- и влаго- перенос в ограждающих конструкциях

зданий из газобетона Дисертация кандидата технических наук Новосибиpск 167 с

Tobon J I Paya Jordy Restrepo O J 2015 Study of durability of portland cement mortars blended

with silica nanoparticles Construction and Building Materials 80 92 - 97

STR 205012005 Pastatų atitvarų šiluminė technika Statybos technikos reglamentai Statybos ir

urbanistikos ministerija Vilnius 2005 109p

STR 201102007 Išorės tinkuojamos sudėtinės termoizoliacinės sistemos Statybos technikos

reglamentai Statybos ir urbanistikos ministerija Vilnius 2007 p

Šadauskienė J Ramanauskas J Stankevičius V 2003 Effect of hydrophobicmaterials on water

impermeability and drying of finish brick mansory Material science (medžiagotyra) 9 (1) 94 - 98

Ungkoon Y Sittipunt Ch Namprakai P Jetipattaranat W Kim KS Charinpanitkul T 2007

Analysis of microstructure and properties of autoclaved aerated concrete wall construction materials

Journal of Industrial and Engineering Chemistry 13(7) 1103ndash1108

31

Weigler H Karl S 1980 Structural lightweight aggregate concrete with reduced density-

lightweight aggregate foamed concrete The International Journal of Lightweight Concrete 2 101ndash

104

Xu Y Chung D D L 1999a Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behaviour

of cement paste ACI Materials Journal 96(4) 455minus461

Xu Y Chung D D L 2000a Improving silica fume cement by using silane Cement and Concrete

Research 30(8) 1305- 1311

Zain M F M Safiuddin Md Mahmud H 2000 Developement of high performance concrete

using silica fume at relatively high water-binder rations Cement and Concrete Research 30(9) 1501

ndash 1505

Захарченко П Синица М Сеземан Г Чеснаускас В 2009 Изменение влажности стеновых

конструкций из ячеистобетонных блоков с системой скреплённой теплоизоляции Будiвельнi

матерiали вироби та санiтарна технiка науково-технiчний збiрник Киев Товариство

laquoЗнаниеraquo Украiни (23) 50 ndash 53234

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje

Page 29: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

29

LST EN 196-32005 Cemento bandymų metodai 3 dalis Rišimosi trukmių ir tūrio pastovumo

nustatymas

LST EN 933-12002 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 1 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Sijojimo metodas

LST EN 933-22001 Užpildų geometrinių savybių nustatymo metodai 2 dalis Granulometrinės

sudėties nustatymas Analiziniai sietai Vardiniai akelių matmenys

LST ISO 3310-12003 Laboratoriniai sietai Techniniai reikalavimai ir bandymai 1 dalis

Laboratoriniai pinto metalinio vielinio tinkle sietai (tpt ISO 3310-12000) LST EN 1097-62003

Užpildų mechaninių ir fizikinių savybių nustatymo metodai 6 dalis Dalelių tankio ir įmirkio

nustatymas

LST EN 1015-3+A12004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 3 Determination of

Consistence of Fresh Mortar (by Flow Table)

LST EN 1015-102004 Methods of Test for Mortar for Masonry ndash Part 10 Determination of Dry

Bulk Density of Hardened Mortar

LST EN 1015-112002 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 11 Determination of

Flexural and Compressive Strength of Hardened Mortar

LST EN 1015-182003 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of Water

Absorption Coefficient Due to Capillary Action of Hardened Mortar

LST EN 1015-122004 Methods of Test for Mortar for Masonary ndash Part 18 Determination of

Adhesive Strength of Hardened Rendering and Plastering Mortars on Substrates

LST EN 120892013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiai Elgsenos lenkiant nustatymas

LST EN 16022013 Statybiniai termoizoliaciniai gaminiaiTariamojo tankio nustatymas

LST EN 826 Statybinės termoizoliacines medžiagos Stiprio gniuždant nustatymas

LST EN 126642002 Šiluminės statybinių medžiagų ir gaminių charakteristikos Šiluminės varžos

nustatymas apsaugotos karštosios plokštės ir šilumos srauto matuoklio metodais Vidutinės ir mažos

šiluminės varžos sausi ir drėgni gaminiai

LST EN ISO 125712013 Hygrothermal Performance of Building Materials and Products -

Determination of Hygroscopic Sorption Properties

LST CENTS 772 -222006 Mūro gaminių bandymo metodai 22 dalis Keraminių mūro gaminių

atsparumo šalčiui nustatymas

LST L 1413112005 Statybinis skiedinys Bandymo metodai Atsparumo šalčiui nustatymas

LVS 203-22005 Sakret stiklo audinio armavimo tinklelis

Marčiukaitis G 2007 Statybinės medžiagos ir konstrukcijos Paskaitų konspektas Vilnius 88 p

Mисников O С Тимофеев АВ Черткова ЕЮ 2011 Гидрофобизация минеральных

дисперсных материалов добавками на основе торфа Труды Инсторфа 2 (55)15 ndash 33

Oğuzhan Keleştemur Bahar Demirel 2015 Effect of metakaolin on the corrosion resistance of

structural lightweight concrete Construction and Building Materials 81172 - 178

Quercia G Huumlsken G Brouwers H J 2012 Water demand of amorphous nanosilica and its

impact on the workability of cement paste Cement and Concrete Research 42(2) 344ndash357

Paruta V A Brynzin E I 2009 Manual on Designing and Erecting of Buildings using the Products

with Trademark UDK GAZOBETON Dnepropetrovsk 213 p

30

Ramachandran V S 1998 Superplasticizersproperties and applications in concrete Ottawa

Materials Technology LaboratoryCANMET

Ries J 2008 Structural lightweight aggregate and concrete Structure June 62-63

Ru Ji Zuotai Zhang Yang He Lili Liu Xidong Wang 2015Synthesis characterization and modeling

of new building insulation material using ceramic polishing waste residue Construction and Building

Materials 85 119 ndash 126

Сеземан Г Синица М Клигис М Шепутите-Юцике Ю Вайткус С Мечай А 2013

Цементные строительные композиты на основе лёгких заполнителей из техногенного сырья

Материалы международной научно ndash технической конференции laquo Наука и технология

строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29 ноября Минск

БГТУ 21 ndash 24

Sezemanas G Sinica M Zacharčenko P Pivenj N Mikulskis D Kligys M 2013 Influence

of zeolite additive on the properties of plaster used for external walls from autoclaved aerated

concrete Materials Science (Medžiagotyra) 19(2) 222ndash229

Синица М Шепутите-Юцике Ю Сеземан Г Клигис М Мечай А 2013 Особенности

выполнения ограждающих конструкций с использованием заливной теплоизоляции на основе

гранул вспученного стекла Материалы международной научноndash технической конференции laquo

Наука и технология строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29

ноября Минск БГТУ 69 ndash 72

Sinica MSezemanas GKligys M Česokas S 2007 Investigation of hydro ndash and higro ndash sorption

properties of silicate masonry products Materials Science (Medžiagotyra) 13(3) 229ndash 234

Sinica M Sezemanas G Chesnauskas V 2005 Influence of Air Absorbing Additive on Plaster

Layer Properties Designated to Cover Partions Built from Autoclave Porous Concrete Blocks

Chemical Technology (Cheminė technologija) 4 (38) 91 ndash 95

Sinica M Laukaitis A Sezemanas G Kligys M 2008 Operational Properties of a Heat-insulation

Composite with Expanded Polystyrene Crumbs Mechanics of Composite Materials 4 (44) 415 ndash 424

Sinica M Sezeman G Mikulskis D Kligys M Česnauskas V Zacharčenko P Kuprijenko

P Ščerbina N Pivenj N 2009 Investigation of the composite material with inclusions of

autoclaved aerated concrete chips Materials science 15 ( 4) 356ndash362

Sinica M Sezeman G Zakharchenko P 2012 Daugiasluoksnė lauko atitvara ir jos džiovinimo

būdas Patentas LT5837B

Стерлятов АН 2007 Совместный тепло- и влаго- перенос в ограждающих конструкциях

зданий из газобетона Дисертация кандидата технических наук Новосибиpск 167 с

Tobon J I Paya Jordy Restrepo O J 2015 Study of durability of portland cement mortars blended

with silica nanoparticles Construction and Building Materials 80 92 - 97

STR 205012005 Pastatų atitvarų šiluminė technika Statybos technikos reglamentai Statybos ir

urbanistikos ministerija Vilnius 2005 109p

STR 201102007 Išorės tinkuojamos sudėtinės termoizoliacinės sistemos Statybos technikos

reglamentai Statybos ir urbanistikos ministerija Vilnius 2007 p

Šadauskienė J Ramanauskas J Stankevičius V 2003 Effect of hydrophobicmaterials on water

impermeability and drying of finish brick mansory Material science (medžiagotyra) 9 (1) 94 - 98

Ungkoon Y Sittipunt Ch Namprakai P Jetipattaranat W Kim KS Charinpanitkul T 2007

Analysis of microstructure and properties of autoclaved aerated concrete wall construction materials

Journal of Industrial and Engineering Chemistry 13(7) 1103ndash1108

31

Weigler H Karl S 1980 Structural lightweight aggregate concrete with reduced density-

lightweight aggregate foamed concrete The International Journal of Lightweight Concrete 2 101ndash

104

Xu Y Chung D D L 1999a Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behaviour

of cement paste ACI Materials Journal 96(4) 455minus461

Xu Y Chung D D L 2000a Improving silica fume cement by using silane Cement and Concrete

Research 30(8) 1305- 1311

Zain M F M Safiuddin Md Mahmud H 2000 Developement of high performance concrete

using silica fume at relatively high water-binder rations Cement and Concrete Research 30(9) 1501

ndash 1505

Захарченко П Синица М Сеземан Г Чеснаускас В 2009 Изменение влажности стеновых

конструкций из ячеистобетонных блоков с системой скреплённой теплоизоляции Будiвельнi

матерiали вироби та санiтарна технiка науково-технiчний збiрник Киев Товариство

laquoЗнаниеraquo Украiни (23) 50 ndash 53234

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje

Page 30: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

30

Ramachandran V S 1998 Superplasticizersproperties and applications in concrete Ottawa

Materials Technology LaboratoryCANMET

Ries J 2008 Structural lightweight aggregate and concrete Structure June 62-63

Ru Ji Zuotai Zhang Yang He Lili Liu Xidong Wang 2015Synthesis characterization and modeling

of new building insulation material using ceramic polishing waste residue Construction and Building

Materials 85 119 ndash 126

Сеземан Г Синица М Клигис М Шепутите-Юцике Ю Вайткус С Мечай А 2013

Цементные строительные композиты на основе лёгких заполнителей из техногенного сырья

Материалы международной научно ndash технической конференции laquo Наука и технология

строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29 ноября Минск

БГТУ 21 ndash 24

Sezemanas G Sinica M Zacharčenko P Pivenj N Mikulskis D Kligys M 2013 Influence

of zeolite additive on the properties of plaster used for external walls from autoclaved aerated

concrete Materials Science (Medžiagotyra) 19(2) 222ndash229

Синица М Шепутите-Юцике Ю Сеземан Г Клигис М Мечай А 2013 Особенности

выполнения ограждающих конструкций с использованием заливной теплоизоляции на основе

гранул вспученного стекла Материалы международной научноndash технической конференции laquo

Наука и технология строительных материалов состояние и перспектива их развития raquo 27-29

ноября Минск БГТУ 69 ndash 72

Sinica MSezemanas GKligys M Česokas S 2007 Investigation of hydro ndash and higro ndash sorption

properties of silicate masonry products Materials Science (Medžiagotyra) 13(3) 229ndash 234

Sinica M Sezemanas G Chesnauskas V 2005 Influence of Air Absorbing Additive on Plaster

Layer Properties Designated to Cover Partions Built from Autoclave Porous Concrete Blocks

Chemical Technology (Cheminė technologija) 4 (38) 91 ndash 95

Sinica M Laukaitis A Sezemanas G Kligys M 2008 Operational Properties of a Heat-insulation

Composite with Expanded Polystyrene Crumbs Mechanics of Composite Materials 4 (44) 415 ndash 424

Sinica M Sezeman G Mikulskis D Kligys M Česnauskas V Zacharčenko P Kuprijenko

P Ščerbina N Pivenj N 2009 Investigation of the composite material with inclusions of

autoclaved aerated concrete chips Materials science 15 ( 4) 356ndash362

Sinica M Sezeman G Zakharchenko P 2012 Daugiasluoksnė lauko atitvara ir jos džiovinimo

būdas Patentas LT5837B

Стерлятов АН 2007 Совместный тепло- и влаго- перенос в ограждающих конструкциях

зданий из газобетона Дисертация кандидата технических наук Новосибиpск 167 с

Tobon J I Paya Jordy Restrepo O J 2015 Study of durability of portland cement mortars blended

with silica nanoparticles Construction and Building Materials 80 92 - 97

STR 205012005 Pastatų atitvarų šiluminė technika Statybos technikos reglamentai Statybos ir

urbanistikos ministerija Vilnius 2005 109p

STR 201102007 Išorės tinkuojamos sudėtinės termoizoliacinės sistemos Statybos technikos

reglamentai Statybos ir urbanistikos ministerija Vilnius 2007 p

Šadauskienė J Ramanauskas J Stankevičius V 2003 Effect of hydrophobicmaterials on water

impermeability and drying of finish brick mansory Material science (medžiagotyra) 9 (1) 94 - 98

Ungkoon Y Sittipunt Ch Namprakai P Jetipattaranat W Kim KS Charinpanitkul T 2007

Analysis of microstructure and properties of autoclaved aerated concrete wall construction materials

Journal of Industrial and Engineering Chemistry 13(7) 1103ndash1108

31

Weigler H Karl S 1980 Structural lightweight aggregate concrete with reduced density-

lightweight aggregate foamed concrete The International Journal of Lightweight Concrete 2 101ndash

104

Xu Y Chung D D L 1999a Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behaviour

of cement paste ACI Materials Journal 96(4) 455minus461

Xu Y Chung D D L 2000a Improving silica fume cement by using silane Cement and Concrete

Research 30(8) 1305- 1311

Zain M F M Safiuddin Md Mahmud H 2000 Developement of high performance concrete

using silica fume at relatively high water-binder rations Cement and Concrete Research 30(9) 1501

ndash 1505

Захарченко П Синица М Сеземан Г Чеснаускас В 2009 Изменение влажности стеновых

конструкций из ячеистобетонных блоков с системой скреплённой теплоизоляции Будiвельнi

матерiали вироби та санiтарна технiка науково-технiчний збiрник Киев Товариство

laquoЗнаниеraquo Украiни (23) 50 ndash 53234

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje

Page 31: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

31

Weigler H Karl S 1980 Structural lightweight aggregate concrete with reduced density-

lightweight aggregate foamed concrete The International Journal of Lightweight Concrete 2 101ndash

104

Xu Y Chung D D L 1999a Effect of admixtures on the thermal and thermomechanical behaviour

of cement paste ACI Materials Journal 96(4) 455minus461

Xu Y Chung D D L 2000a Improving silica fume cement by using silane Cement and Concrete

Research 30(8) 1305- 1311

Zain M F M Safiuddin Md Mahmud H 2000 Developement of high performance concrete

using silica fume at relatively high water-binder rations Cement and Concrete Research 30(9) 1501

ndash 1505

Захарченко П Синица М Сеземан Г Чеснаускас В 2009 Изменение влажности стеновых

конструкций из ячеистобетонных блоков с системой скреплённой теплоизоляции Будiвельнi

матерiали вироби та санiтарна технiка науково-технiчний збiрник Киев Товариство

laquoЗнаниеraquo Украiни (23) 50 ndash 53234

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje

Page 32: Projekto koordinatorius ir projekto vadovas Lietuvoje...progresyvesnės monolitinių sienų gamybos technologijos (Marčiukaitis 2007). Išorinės sienos daromos iš lengvo betono

32

9 Komandiruočių ataskaita

Vykdant kalendoriniame plane numatytus darbus buvo du kartus važiuota į Čekija pas Projekto

partnerius

Su Projekto partneriais iš Čekijos buvo bendraujama elektroniniu paštu per skaipą bei betarpiškai

susitinkant komandiruočiu metu

2014-11-2 iki 11-6 d du projekte dalyvaujantys mokslininkai ndash Projekto koordinatorius Marijonas

Sinica ir vyriausiasis mokslo darbuotojas Sigitas Vėjelis vyko į Prahą bei Libereco technikos

universitetus pas Projekto partnerius ndash mokslininkus Eva Burgetova ir Janą Novaką Susitikimo metu

numatėme bendrus darbus kuriuos turėtume atlikti vykdant Eureka Projektą Mokslinės dalies

vadove Eva Burgetova sutiko būti mūsų Projekto doktorantės Jurgos Šeputytės-Jucikės praktikos

Prahos technikos universitete vadove Praktikos metu kartu su vadove buvo atliekami cementinio

termoizoliacinio kompozito struktūrinia tyrimai įvertinant sudėtinių komponentų tarpusavio jungties

pobūdį Libereco technikos universitete su Projekto partneriu Janu Novaku aptarėme

bendradarbiavimo galimybes kartu atliekant akustinių perdangų smūginių garsų slopinimo sistemų

tyrimus Susitikimuose dalyvavo ūkio subjekto atstovas ndash Projekto partneris Vaclovas Vachuška

2015-05-19 iki 05 -24 d į komandiruotę vyko 3 Projekte dalyvaujantys mokslininkai- M Sinica vyr

mokslo darbuotojas Modestas Kligys tyrėja-doktorantė Jurga Šeputytė ndash Jucikė Komandiruotės

tikslas buvo pratęsti bendradarbiavimą tarp Pojekto partnerių Buvo nuvežti Lietuvoje suformuoti

bandiniai kad Libereco universitete būtų galima atlikti triukšmo slopinimo sistemos elementų

dinaminio standžio matavimus Šie tyrimai yra tęsiami Komandiruočių metu Čekijos ūkio subjekto

atstovas Vaclovas Vachuška supažindino su porėtų granulių gamyba iš maltų šlako atliekų ir kartu

numatėme jų panaudojimo galimybę akustinių grindų konstrukcijose bei sieninių panelių gamyboje