Строительство и архитектура /4. Современные строительные материалы

Мирюк О.А., д.т.н.

Рудненский индустриальный институт, Казахстан

поризованные щелочесиликатные композиции

Низкообжиговые щелочесиликатные композиции – материалы с жесткой ячеистой структурой, изготовленные по технологии пеностекла с использованием жидкого стекла. Жидкое стекло способно положительно влиять на спекание частиц, расширяя температурный интервал формирования структуры пеностекла. Гидроксильные группы жидкого стекла обеспечивают термическую поризацию. Перспективы развития низкообжиговых щелочесиликатных композиций связаны с широким использованием техногенных сырьевых ресурсов[1 – 3].

Объект исследования – композиции на основе стеклобоя.

Цель работы – исследование технологических приемов механической и химической поризации масс, содержащих техногенные материалы.

Обоснована предпочтительность жидкого стекла в качестве порообразователя для стекломассы, обожженной при температуре 850 ⁰С. Увеличение содержания жидкого стекла сверх 30 % вызывает укрупнение и разрыв ячеек (таблица 1). Деструктивные процессы обусловлены избыточным давлением водяных паров, возникающих при термических преобразованиях жидкого стекла.

Характер пиропластических превращений в стекломассе зависит от формы сырца, которая влияет на теплообменные процессы

Таблица 1 – Влияние жидкого стекла на плотность пеностекольных материалов

Жидкое стекло, %	Жидкое : твердое	Исходная плотность, кг/м^3	Кратность снижения плотности	Размер ячеек, мм
30	0,30	1667	4,3	0,1 – 2,5
35	0,35	2000	4,5	1 – 3
40	0,40	2167	7,8	1,0 – 3,5
45	0,45	2331	8,3	2 – 4
50	0,50	1733	6,7	2 – 6

Сравнительная характеристика призматических, кубических и сферических образцов различного размера определила рациональность сферической и кубической формы. Отпрессованные образцы размером 0,8 – 1,0 см обеспечивают повышение и равномерное распределение пористости в обжигаемой стекломассе.

Для формирования однородной структуры и получения изделий низкой плотности предпочтителен двухстадийный обжиг: изделия обладают равномерной ячеистой структурой, закрытой пористостью, низкими показателями плотности. Отмечено, что для гранул диаметром 0,5 – 0,8 см образцов необходимость в двухстадийном обжиге снижается.

Установлена возможность повышения пористости пеностекла путем помола сырьевой массы в мельнице – активаторе (рисунок 1). Активация сухой стекольной шихты снижает плотность пеностекла от 650 кг/м³ до 480 кг/м³. Мокрая активация сырьевой массы увеличивает пористость на 50 – 60 % и обеспечивает плотность пеностекла 360 кг/м³.

Рисунок 1 – Микроструктура пеностекла различного приготовления

Высокопористое строение пеностекла предложено обеспечить путем комплексной поризации шихт. Техногенные добавки, содержащие газообразующие компоненты, обеспечивают образование пор в стекломассе. Наряду с крупными основными ячейками, структура обожженного материала содержит мелкие поры в перегородках между ячейками (рисунок 2). Плотность поризованного материала 230 – 300 кг/м³. Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·⁰С): для пеностекла из стеклобоя 0,123; для пеностекла с добавкой 0,06 – 0,09.

В присутствии зольной микросферы формируется зернисто-ячеистая структура (рисунок 3). Техногенный наполнитель упрочняют материал без повышения плотности, снижает хрупкость пеностекла.

Рисунок 2 – Микроструктура пеностекла с техногеными добавками (30 %)

Рисунок 3 – Зернисто-ячеистая структура пеностекла с добавкой микросферы

Вывод. Добавление в стекольную шихту техногенных компонентов способствует формированию высокопористой комбинированной структуры за счет сочетания различных приемов поризации.

Литература:

1 Mizuriaev S.A., Zhigulina A.Yu., Solopova G.S. Production technology of waterproof porous aggregates based on alkali silicate and non-bloating clay for concrete of general usag // Procedia Engineering. – 2015. – Т. 111. – P. 540 – 544.

2 Казьмина О.В. Влияние компонентного состава и окислительно-восстановительных характеристик шихт на процессы вспенивания пиропластичных силикатных масс // Стекло и керамика. – 2010. – № 4. – С. 13 – 17.

3 Пучка О.В., Вайсер С.С. Влияние параметров пенообразующей смеси на морфологию теплоизоляционного пеностекла // Техника и технология силикатов. – 2015. – № 1. – С. 12 – 15.