Строительство и архитектура/4.Современные строительные материалы

К.т.н., доц. Володченко А.А., магистрант Сяо Вэньсюй

Белгородский государственный технологический

университет им. В.Г. Шухова, Россия

Нетрадиционное природное алюмосиликатное сырье для производства безобжиговых строительных композитов *

В связи с реализацией национальной программы по жилищному строительству актуальной является задача увеличения производства и расширения области применения эффективных стеновых материалов, изготавливаемых на основе промышленных отходов и местного сырья.

В настоящее время одним из самых распространенных стеновых строительных материалов является силикатный кирпич и камни. По технико-экономическим показателям силикатный кирпич превосходит глиняный кирпич, его себестоимость в сравнении с глиняным на 25–35 % меньше.

Силикатный кирпич и камни используются для кладки несущих стен и облицовки стен из других материалов, а также для реконструкции жилых и общественных зданий. Производство силикатных материалов во всем мире базируется на традиционной технологии, в которой главным сырьевым компонентом является кварцевый песок, запасы которого ограничены. Особую сложность на традиционном сырье вызывает получение эффективных высокопустотных изделий, вследствие низкой прочности сырца и неоптимальной структурой матрицы.

Анализ данных по исследованию сырьевой базы материалов автоклавного твердения позволил теоретически обосновать и экспериментально подтвердить возможность управления синтезом новообразований для получения композитов с заданными свойствами. Этого можно достигнуть путем введения в сырьевую массу природного алюмосиликатного сырья представленного глинистыми породами незавершенной фазы процессов глинообразования [1-4]. Именно наличие минералов с низкой степенью структурной упорядоченности, предопределяют возможность улучшения свойств силикатных материалов [5].

С целью изучения влияния глинистых пород на свойства композитов были получены образцы методом литьевого способа формования и полусухого прессования. Прессование проводили при давлении 20 МПа. Образцы пропаривали при 90–95 °С по режиму 1,5+9+1,5 ч. Физико-механические свойства силикатных материалов на основе исследуемого сырья приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Физико-механические свойства силикатных материалов

Физико-механические характеристики	Содержание извести, % от массы сухой смеси
		5		10		15		20		25
литьевого способа формования
Предел прочности при сжатии, МПа	2,85		3,40		3,53		3,59		3,95
Коэффициент размягчения	0,701		0,64		0,79		0,54		0,57
Средняя плотность, кг/м^3	1565		1460		1475		1400		1377
полусухого прессования
Предел прочности при сжатии, МПа	9,13		14,38		15,35		16,52		14,19
Коэффициент размягчения	0,68		0,71		0,785		0,73		0,54
Средняя плотность, кг/м^3	1715		1655		1660		1600		1556

Сравнение изменения прочностных показателей для разных глинистых пород показывает, что максимальной прочности, почти во всех случаях, образцы достигают при содержании извести 10–15 мас. %.

Таким образом теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность получения безобжиговых стеновых материалов на основе природного алюмосилкатного сырья, представленного глинистыми породами незавершенной фазы процессов глинообразования. На основе изучаемеого сырья можно получать эффективные высокопустотные стеновые строительные материалы с низкими энергозатратами [6-8]. Расширяется сырьевая база производства силикатных материалов и решается экологическая проблема.

*Статья подготовлена в рамках программа развития опорного университета на базе БГТУ им. В.Г. Шухова на 2017-2021 годы.

Литература

1 Володченко А.Н., Жуков Р.В., Фоменко Ю.В., Алфимов С.И. Силикатный бетон на нетрадиционном сырье // Бетон и железобетон. 2006. № 6. С. 16-18.

2. Володченко А.Н., Ходыкин Е.И., Строкова В.В. К проблеме использования попутно добываемого сырья угольных месторождений для производства автоклавных силикатных материалов // Технологии бетонов. 2013. № 6 (83). С. 40-41.

3. Володченко А.Н. Алюмосиликатное сырье для получения ячеистых бетонов // Международный научно-исследовательский журнал. 2014. № 7-1 (26). С. 36-38.

4. Volodchenko A.A., Lesovik V.S., Zagorodnjuk L.H. Volodchenko A.N., Kuprina A.A. The Control of Building Composite Structure Formation Through the Use of Multifunctional Modifiers // Research Journal of Applied Sciences. 2016. Т. 10. № 12. С. 931-936.

5. Лесовик В.С., Строкова В.В., Володченко А.А. Влияние наноразмерного сырья на процессы структурообразования в силикатных системах // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2010. № 1. С. 13–17.

6. Володченко А.Н., Воронцов В.М., Голиков Г.Г. Влияние парагенезиса «кварц-глинистые минералы» на свойства автоклавных силикатных материалов // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2000. № 10. С. 57-60.

7. Володченко А.А., Лесовик В.С., Чхин С. Стеновые материалы на основе нетрадиционного сырья // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2014.№ 5. С. 53-57.

8. Володченко А.Н., Лесовик В.С. Силикатные материалы автоклавного твердения на основе алюмосиликатного сырья как фактор оптимизации системы «человек - материал - среда обитания» // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2014. № 3. С. 27-33.