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环保轻质结构屋顶
项目简介

该项目已获得发明专利,改进住宅建筑屋顶结构的材料是建筑施工中的紧迫

任务之一。解决这个问题的一个有希望的方向是开发基于有机粘合剂,开发具有

改进性能特性的新型轻质复合聚合物材料。在绿色屋顶建设中使用基于轻质多孔

骨料和聚合物粘合剂的复合材料将降低复合材料的重量和密度,减少建筑结构的

设计负荷,并节省材料和财务成本。对在沥青-矿物组合物中使用轻质多孔骨料

和聚合物粘合剂的经验分析表明,用于这些目的最有效的材料是膨胀粘土砂或砾

石。然而,除了基于膨胀粘土的组合物的积极品质(低密度和重量、高强度、耐

热性、抗剪切性)之外,还有一个显著的缺点——混合物的沥青含量增加。优化

轻骨料和聚合物粘合剂在屋顶结构组成和沥青-矿物混合物颗粒组成中的含量可

以解决这个问题。

结构中基于沥青粘合剂的轻质聚合物组合物抗冻性低的问题是一项紧迫的任务。目前有办法解决这个问题。需要对此类复合材料的成分和基于它们的绿色屋顶结构进行额外的理论和实验研究。

这项工作的结果将是开发绿色屋顶的抗冻轻质结构和基于它们的结构,以减

少建筑结构的负荷并延长使用寿命。

为提高经济效益,降低生产成本,拟采用标准工艺方案生产高分子复合材料。

这将避免重组生产线。

技术设备必须确保严格遵守以下确保产品质量的要求:

- 需要准备骨料和填料,而骨料必须具有一定的颗粒成分。

- 主要成分的剂量准确性。

- 在生产的所有阶段,必须观察组分混合的均匀性和温度状态。

混合物组分的计量设备辅以混合物组分的自动计量系统,可以提高设备的生

产力并提高组分计量的准确性。

根据工作成果,计划为桥梁和立交桥路面的轻量化结构注册专利,该结构设

计将增加桥梁和立交桥路面抗冻性,减轻公路桥梁和立交桥结构的荷载。当其中

膨胀粘土砾石的含量超过20%重量时,聚合物组合物的耐热性提高。结果表明,

膨胀粘土含量超过 6% 重量的组合物,与原型热稳定性相比有所增加。在所提出

的组合物中存在膨胀粘土的沥青-矿物组合物导致所得材料的高抗裂性和低温下

的可变形性增加。实验研究表明,与基于致密骨料的传统聚合物材料相比,基于

膨胀粘土砾石的聚合物材料具有更高的耐磨性。轻质组合物和结构整体抗冻性低

的问题是一项紧迫的任务。有办法解决这个问题。进行研究将允许开发轻质聚合

物组合物的抗冻组合物和基于它们的绿色屋顶结构,以减少建筑结构的负荷,抗

冻等级为 F250。因此使用寿命更长。 

技术优势

- 在轻质多孔骨料上所提议的聚合物复合材料的一个显著特征是在填料中

使用20-5 mm粒级的膨胀粘土砾石。结果发现,对所提出的沥青矿物成分的操作

性能和结构影响最大的是10-5mm的膨胀粘土砾石组分,因其在成分中的含量较高(质量比为18-20%)。此类沥青矿物成分的密度明显低于致密矿物填料的标准原型密度(20-23%)。

- 多孔骨料上沥青矿物的成分开发的剪切稳定性,明显高于致密骨料上原型

成分的剪切稳定性(内摩擦系数tgφ提高9.97%,Сπ 的粘附指数提高51.2%),

这与较高的内摩擦、稳固的表面和更稳定的轻沥青矿物成分内部结构有关。随着

填料中膨胀粘土砾石的增加,热轻沥青矿物成分的剪切稳定性指标自然增加。

- 当膨胀粘土砾石的含量超过20%(质量比)时,沥青矿物成分的耐热性得到了增强。结果表明,与沥青混凝土原型相比,粘土含量超过6%(质量比)的成

分热稳定性得到了提高。

- 所提出的配方的抗冻等级对应于F25。计划将该指标提高到F50及以上。

项目(技术)领域应用:

研究结果可首先应用于道路建设中的桥梁和立交桥涂料的生产。可以将开发

的轻质结构用于安装平顶屋的屋顶,也可用于住宅综合体、停车场和商业中心的

民用建筑中的绿色屋顶装置。

应用案例

根据工作成果,计划为桥梁和立交桥路面的轻量化结构注册专利,增加抗冻

性,以减轻公路桥梁和立交桥结构的荷载。当其中膨胀粘土砾石的含量超过 20%

重量时,聚合物组合物的耐热性提高。结果表明,膨胀粘土含量超过6%重量的组合物,与原型热稳定性相比有所增加。在所提出的组合物中存在膨胀粘土的沥青。

-矿物组合物导致所得材料的高抗裂性和低温下的可变形性增加。实验研究表明,

与基于致密骨料的传统聚合物材料相比,基于膨胀粘土砾石的聚合物材料具有更

高的耐磨性。轻质组合物和结构整体抗冻性低的问题是一项紧迫的任务。目前有

办法途径解决这个问题。进行科学研究将允许开发轻质聚合物组合物的抗冻组合

物和基于它们的绿色屋顶结构,以减少建筑结构的负荷,抗冻等级为 F250,因

此使用寿命更长。

在结构中轻质聚合物成分对沥青粘结剂的低抗冻性问题是一项迫切任务。需

要对这种复合材料的组成及基于此的绿色屋顶结构进行更多的理论和实验研究。

计划在北高加索联邦大学工程研究所“材料、产品及结构测试中心”的研究实验

室的基础上进行实验研究。