СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА/ 4. Современные строительные материалы
К.т.н. Лемешев М.С., к.т.н. Христич О.В, к.т.н.
Березюк О. В.
Дрібнозернистий
бетон з модифікованим заповнювачем техногенного походження
Енергетична криза і стан
сучасної економіки України потребують негайного впровадження ресурсозберігаючих
технологій виготовлення ефективних теплоізолюючих будівельних матеріалів та
виробів. Накопичені у відвалах підприємств енергетичної галузі (ТЕС)
золо-шлакові відходи є одним з різновидів таких сировинних ресурсів для
виготовлення ніздрюватих бетонів і будівельних виробів на їх основі.
Широкомасштабного використання в промисловості будматеріалів також не набули
шкідливі відходи підприємств хімічної галузі, зокрема фосфогіпси, червоні шлами
і стоки з високим вмістом кислот.
Серед перспективних
напрямів по зниженню собівартості будматеріалів завдяки скороченню витрат
сировинних, паливно-енергетичних і інших ресурсів, особлива роль відводиться
розширенню використання промислових відходів, як вторинної сировини. Із цим
ресурсним джерелом, як підтверджують прогнозні розробки, пов’язані значні
резерви по підйому виробництва і його подальшій інтенсифікації.
Серед відомих технологій виробництва будівельних матеріалів з використанням техногенних відходів відсутні комплексні підходи до поєднання в технологічному циклі декількох різновидів техногенних продуктів. Складність таких процесів пояснюється насамперед необхідністю попередньої підготовки компонентів сировинних сумішей, так як вони різняться за своїми фізико-хімічними властивостями. Існуючі технології використання компонентами будівельних сумішей техногенних матеріалів пов’язані з необхідністю їх глибокої очистки, термічної обробки, застосування фізико-механічних процесів активації і зміни гранулометрії, що суттєво призводить до подорожчання кінцевого продукту.
Згідно санітарно-гігієнічних вимог, особлива увага
приділяється будівельним матеріалам, які використовуються всередині приміщень.
Перепоною для повномасштабного використання техногенних відходів виробниками
будівельних матеріалів є наявність у їх складі природних радіонуклідів. З
результатів вивчення ступенів природної радіоактивності техногенних відходів
встановлено, що сумарна питома активність ПРН для фосфогіпсу складає 56,9
Бк/кг, для золи-виносу – 284 Бк/кг, для червоного шламу – 450 Бк/кг. Отже
найбільш перспективним напрямом використання будівельних виробів з техногенними
заповнювачами буде виробництво конструкційно-теплоізоляційних матеріалів для
зовнішнього застосування [1].
Використання попередньо
активованої золи-виносу як заповнювача у складі формувальних розчинів
ніздрюватого бетону є одним з перспективних шляхів ресурсозбереження [2].
Комплексний метод
механо-хімічної активації передбачає руйнування поверхні склоподібної оболонки
частинок шляхом використання кислотних залишків у фосфогіпсів або її розчиненням лужним середовищем
червоних шламів. Застосування механічного перемішування золо-шламової і
золо-фосфогіпсової сумішей у спеціально розробленому прохідному змішувачі
сприятиме більш повній руйнації скловидних оболонок ЗВ.
Дослідження впливу
комплексної фізико-механічної і механо-хімічної активації ЗВ залишками кислот у
складі фосфогіпсів підтвердили гіпотезу стосовно інтенсифікації процесів
структуроутворення компонентів в’яжучого і активованого заповнювача. Проведені
дослідження комплексного використання ЗВ, фосфогіпсів, портландцементу
забезпечили отримання ресурсоефективної і екологічної технології виробництва
будівельних матеріалів. Зменшення вмісту енергозатратного компоненту (ПЦ 400)
до 45 %мас в’яжучого забезпечує отримання міцності при стиску 16-18 МПа.
Використання червоних
шламів для фізико-хімічної активації ЗВ також позитивно відображається на
характеристиках комплексного в’яжучого і самих зразків будівельних матеріалів.
Авторами [3] доведено, що додавання бокситового шламу до складу золоцементної суміші
забезпечує інтенсифікацію процесів новоутворень мінерально-фазового складу
твердну чого матеріалу. Додавання до складу попередньо активованих
золо-шламових сумішей 25-30 %мас портландцементу М400 забезпечує отримання
механічної міцності зразків при стиску 12 – 16.4 МПа.
Використання комплексної
технології механо-хімічної активації призводить до зменшення витрат на 40 – 60
%мас у складі будівельних сумішей портландцементу при збереженні заданих
фізико-механічних характеристик зразків. Модифікована ЗВ в системі
в’яжуче-техногенні компоненти є поліфункціональною складовою, яка одночасно є
активною мінеральною добавкою і заповнювачем. За рахунок хімічної активації
зольної складової суміші і використання мікро наповнювачем червоного шламу,
зростає міцність силікатної матриці композиційної структури бетону.
Література:
1.
Соломатов В.И. Оксидно-кислотные вяжущие и композиты на их основе / Соломатов
В.И., Дудынов С.В., Федорцов // Изв. вузов. Строительство.– 1995.– №4.– С. 41–
43.
2. Сердюк В.Р. Комплексне в’яжуче з
використанням мінеральних добавок та відходів виробництва / Сердюк В.Р.,
Лемешев М.С., Христич О.В. // Будівельні матеріали, вироби та санітарна
техніка. Науково-технічний збірник. – 2009. – Вип. 33. – С. 57– 62.
3. Ковальський В.П. Комплексне золошламове в’яжуче / Ковальський В.П., Друкований М.Ф.,
Очеретний В.П. // Вісник Одеської державної академії
будівництва та архітектури. – 2006. – Вип. 21. – С. 94–100.