Строительство и архитектура /4. Современные строительные материалы

Мирюк О.А., д.т.н.

Рудненский индустриальный институт, Казахстан

Преимущества магнезиальных теплоизоляционных материалов

Магнезиальные строительные материалы характеризуются интенсивным твердением, высокой прочностью, разнообразной номенклатурой изделий [1,2].

Разработаны теплоизоляционные магнезиальные композиции [3]. Эффективность теплозащитных свойств материалов обеспечивается созданием высокопористой структуры за счет оптимизации рецептуры формовочных масс, рационального сочетания различных технологических приемов поризации.

Определены затраты на производство ячеистых магнезиальных композитов и контрольного состава (газосиликат по существующей технологии). Затраты на выпуск изделий из ячеистых бетонов отличаются по статье «Материальные затраты», которая включает затраты на сырьевые материалы, электроэнергию и топливо (тепловая энергия) на технологические цели (таблицы 1 и 2).

Экономия материальных затрат при изготовлении магнезиальных изделий составит 1501,12 тенге/м³ (композиция I) и 5807,67 тенге/м³ (композиция II).

Существующая технология газосиликата предусматривает тепловую обработку изделий в автоклаве (температура 180 ⁰С, давление пара 0,8 МПа, продолжительность 10 ч). Для тепловой обработки изделий необходимо специальное оборудование: автоклав, паровой аккумулятор, паровой генератор. Паровой генератор с производительностью 0,3 – 0,5 т/ч потребляет газообразное топливо 32,1 м³/ч или дизельное топливо 30 кг/ч. По теплотехническим расчетам расход топлива (газ) на тепловую обработку изделий в автоклаве составит 224,7 м³/м³.

Коэффициент теплопроводности разработанных композиций ниже аналогичного показателя газосиликата в 1,125 и 1,5 раза (таблица 3). Следовательно, стена из композиции I толщиной 10 см равноценна стене из газосиликата толщиной 11,25 см. Стена из композиции II толщиной 10 см равноценна стене из газосиликата толщиной 15,0 см. В соответствии с нормативами СНиП 23 – 02 – 2003 термическое сопротивление стен жилых домов составляет 3,279 (м²∙°С)/Вт.

Таблица 1 – Материальные затраты на производство магнезиальных изделий

Показатели	Цена за единицу тенге	Композиция I		Композиция II
		расход	сумма затрат, тенге	расход	сумма затрат, тенге
Сырьевые компоненты, на 1 м^3:
– магнезит каустический, кг	65,0	140	9100	95	6175
– техногенный наполнитель: отходы обогащения руд, кг	1,3	45	58,5	41	53,3
– техногенный наполнитель: микросфера, кг	30,0	18	540	15	450
– соль хлорида магния, кг	11,0	193,5	2128,5	135,5	1490,5
– вода техническая, л	0,15	164	24,6	115	17,25
– пеноконцентрат, л	310,0	2,5	775	1,3	403
– перекись водорода, л	150,0	2,5	375	1,1	165
– гранулы пенополистирола, л	6,0	–	–	10,5	63
– шерсть некондиционная, кг	20,0	6,1	122	–	–
Итого			13123,6		8817,05
Электроэнергия на технологические цели, кВт∙ч	19,41	10	194,1	10	194,1
Электроэнергия на сушку при температуре 50 ^0С, кВт∙ч	19,41	27,5	533,78	27,5	533,78
Всего			13851,48		9544,93

Таблица 2 – Материальные затраты на производство изделий из газосиликата

Показатели	Цена за единицу тенге	Расход	Сумма затрат, тенге
Сырьевые компоненты, на 1 м^3:
– известь негашеная 1 или 2 сорт, кг	32,2	80	2576
– портландцемент М400, кг	19,75	80	1580
– молотый песок, кг	1,5	250	375
– гипс, кг	20,0	6,0	120
– алюминиевая пудра, кг	1900	1,8	3420
– вода,л (подогрев до температуры 50 ^0С)	0,15	195	29,25
– сульфонол, кг	1200	0,2	240
Итого			8340,25
Электроэнергия на технологические цели, кВт∙ч	19,41	65,0	1261,65
Пар на технологические цели, кг		296,4
– вода оборотная, м^3	150,0	0,445	66,75
– электрическая энергия, кВт∙ч	19,41	15,0	291,15
– газ природный, м^3	24,0	224,7	5392,8
Всего			15352,60

Толщина теплоизоляционного слоя стенового ограждения из композиции I составит 26,2 см; из композиции II – 19,7 см; из газосиликата – 29,5 см. Высокие теплозащитные свойства магнезиальных композиций обеспечат экономию: 1688,79 тенге/м³ (композиция I) и 8957,5 тенге/м³ (композиция II) за счет снижения расхода материалов (таблица 4).

Таблица 3 – Сравнительная характеристика поризованных материалов

Характеристики материалов	Газосиликат	Магнезиальные композиции
		I	II
Плотность, кг/м^3	450	400	300
Прочность при сжатии, МПа	2,0	4,2	2,7
Коэффициент теплопроводность, Вт/(м∙^0С)	0,09	0,08	0,06

Таблица 4 –Затраты на изготовление 1м³ поризованного материала, тенге

Материальные затраты	Газосиликат	Композиции
		I	II
Материальные затраты	15352,60	13851,48	9544,93
С учетом коэффициентов теплопроводности	15352,60	13663,81	6395,10

Вывод. Производство и применение магнезиальных теплоизоляционных материалов экономически целесообразно.

Литература:

1. Зырянова В.Н., Бердов Г.И., Верещагин В.И. Физико-химические процессы и технология получения композиционных магнезиальных вяжущих материалов с использованием магнийсиликатных наполнителей // Техника и технология силикатов. – 2010. – № 1. – С. 15 – 23.

2. Xu B., Ma H., Hu C. Influence of curing regimes on mechanical properties of magnesium oxychloride cement-based composites // Construction and Building Materials. – 2016. –Vol. 102. – P. 613 – 619.

3. Miryuk О.А. Formation of structure magnesium foamed concrete // International Journal of Civil Engineering (IJCE). – 2017. –Vol. 6. – P. 1–10.