Строительство и архитектура/4.Современные строительные материалы

К.т.н., доц. Володченко А.Н., студент Ромашова В.В.

Белгородский государственный технологический

университет им. В.Г. Шухова, Россия

Расширение сырьевой базы производства

отделочных материалов

В современных условиях особое значение приобретают строительные материалы, которые сочетают декоративные свойства с надежностью и долговечностью. К числу наиболее распространенных материалов, отвечающих этим требованиям, относятся цветные силикатные автоклавные материалы.

Для окрашивания автоклавных материалов используются пигменты, выбор которых из-за жестких условий автоклавной обработки весьма ограничен. Наиболее распространенными являются железоокисные пигменты. Однако использование их для окрашивания силикатных материалов приводит к снижению прочности изделий и ухудшению цветовых свойств после автоклавной обработки. Кроме этого облицовочные материалы должны отличаться высокой плотностью и низкой пористостью во избежание загрязнения пылью. А этого, сложно добиться при использовании традиционного известково-песчаного сырья.

Анализ сырьевой базы силикатных материалов позволил обосновать и подтвердить возможность использования вместо кварцевого песка глинистых пород незавершенной стадии глинообразования [1–3]. Породы подобного состава широко распространены и в больших объемах попутно извлекаются при добыче полезных ископаемых. Это сырье содержит высокореакционные минералы: гидрослюду, смешаннослойные образования, тонкодисперсный кварц, что позволит управлять синтезом цементирующего вещества для получения материалов с высокими эксплуатационными показателями. Кроме этого, можно получать объемно окрашенные материалы.

Использование подобных пород наряду с окрашиванием автоклавных материалов позволит также улучшить их физико-механические свойства. Высокая активность сырья позволяет снизить давление и время автоклавной обработки, что существенно снижает отрицательное влияние этих факторов на цвет изделий.

С целью изучения возможности использования глинистых пород незавершенной стадии глинообразования для получения отделочных материалов использовали глинистые породы месторождений Курской магнитной аномалии (КМА) и Архангельской алмазоносной провинции (ААП): суглинок КМА, супесь ААП-I и супесь ААП-II. Суглинок КМА имеет светло-коричневый цвет. Супесь ААП-1 и супесь ААП-2 обладают соответственно желтым и красным цветом.

Оптимальное содержание суглинка КМА и супеси ААП-II (8 мас. % СаО) составляет 30 мас. %. При этом предел прочности при сжатии повышается с 20 МПа до 32,1 МПа и 30,2 МПа соответственно. Супесь ААП-I повышает прочность до 44,5 МПа при содержании 40 мас. %. При этом достигается максимальная насыщенность цвета.

С уменьшением содержания СаО с 8 до 4 мас. % предел прочности при сжатии снижается. Однако для суглинка КМА и супеси ААП-I снижение незначительно, что указывает на возможность сокращения расхода извести. Средняя плотность отделочных материалов находится в пределах 1850–2000. Морозостойкость составляет не менее 50 циклов.

Породообразующие минералы глинистых пород ускоряют синтез рациональной микроструктуры цементирующего вещества, что позволяет эффективно использовать глинистое сырье при сокращенных режимах автоклавной обработки и снизить отрицательное влияние этого процесса на цветовые характеристики отделочных материалов.

На основе глинистых пород можно получать цветные отделочные автоклавные материалы нового поколения. Их можно использовать в качестве облицовочного и отделочного материала. На основе объемно окрашенных материалов можно получать кирпич под дикий камень. На внешней поверхности такого кирпича находятся многочисленные сколы, определяющие неповторимую фактуру для каждого кирпича. Скол можно сделать в любой проекции.

Разнообразная гамма цветов глинистых пород определяет широкую палитру цветов, которую можно придать облицовочному кирпичу. Применение такого кирпича поможет получать разнообразные малые архитектурные формы. Можно также тонкую плитку в виде кирпича, имитирующего разнличные виды кладки из камня

Таким образом, глинистые породы незавершенной стадии глинообразования можно использовать в качестве сырья для получения широкой номенклатуры цветных отделочных материалов автоклавного твердения нового поколения. За счет высокой реакционной способности породообразующих минералов глинистых пород ускоряется формирование цементирующего вещества рациональной микроструктуры, что улучшает эксплуатационные показатели отделочных автоклавных материалов. Кроме этого сокращается давление и время автоклавной обработки, что снижает энергозатраты на производство. Использование отделочных материалов на основе глинистого сырья повысит эффективность строительства и улучшит комфортность проживания человека.

Литература:

1. Volodchenko A.A., Lesovik V.S., Volodchenko A.N., Zagorodnjuk L.H. Improving the efficiency of wall materials for «green» building through the use of aluminosilicate raw materials // International Journal of Applied Engineering Research. 2015. T. 10. № 24. С. 45142–45149.

2. Володченко, А.Н. Алюмосиликатное сырье для получения автоклавных отделочных материалов // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. – 2017. – № 2. – С. 172–177.

3. Володченко А.Н., Лесовик В.С. Перспективы расширения номенклатуры силикатных материалов автоклавного твердения // Строительные материалы. 2016. № 9. С. 34–37.