Строительство и архитектура/4.Современные строительные материалы

К.т.н., доц. Володченко А.А.,

магистрант Муачимбау Кучили Аугушту Элиаш

Белгородский государственный технологический

университет им. В.Г. Шухова, Россия

Повышение эффективности отделочных материалов на основе алюмосиликатного сырья*

Одним из актуальных направлений строительного материаловедения является разработка и внедрение высокоэффективных отделочных материалов, позволяющих существенно улучшить архитектурный облик городов. Применяемые в настоящее время в строительстве широко распространенные силикатные материалы обладают довольно низкими декоративными свойствами. Большой интерес представляет использование в качестве красящих пигментов отходов промышленности или разновидностей горных пород.

Для расширения номенклатуры силикатных стеновых и отделочных материалов предлагается использовать энергосберегающее нетрадиционное алюмосиликатное сырье с высокой свободной внутренней энергией [1-3]. Специфика данного вида сырья состоит в существенном отличие от традиционно используемых горных пород, минеральным составом и строением [4-7]. Выбрать такое сырье можно только с учетом его генезиса, структурно-текстурных особенностей и минерального состава [8-11].

Для исследований были использованы наиболее представительные песчано-глинистые породы региона Курской магнитной аномалии, отличающиеся по составу и свойствам. Исследуемые породы обладают широким спектром цветового окраса [12,13].

Внешне исследуемый материал представляет собой рассыпчатую породы, по цветой гамме имеет коричнево-буроватый цвет, также отмечается наличие органических примесей. Глинистые породы № 1 и № 2 характеризуются числом пластичности 7,5 и 11. Глинистая порода № 3 – 14. В качестве вяжущих компонентов применяли портландцемент ГОСТ 31108–2003, негашеную комовую известь ГОСТ 9179–77. С целью повышения эффективности получаемых композитов на основе глинистых пород проведены эксперименты по изучения влияния добавления армирующих волокон на свойства композитов. Содержание полипропиленовой фибры составило 1 %.

Результаты эксперимента показаны в на рисунке 1

Рисунок 1. Предел прочности при сжатии образцов в зависимости

от содержания вяжущего, при содержание фибры 1%

Если сравнивать показатели по пределу прочности при сжатии образцов с использованием армирующего волокна и без него, можно сказать, что введение армирующего волокна в количестве 1 % от массы сухой смеси позволяет повысить характеристики изделий в 3 раза, что предопределяет долговечность композитов.

Для ускорения процессов роста новообразований и создания плотной упаковки был проведен комплекс исследований по исследование состава и вида вяжущего на свойства получаемых композитов. Как было описано ранее введение армирующего волокна способствует повышению характеристик изделия. С целью подбора составов были изучены свойства образцов на основе комплексного вяжущего на основе портландцемента, извести и армирующего волокна. Результаты эксперимента отражены в таблице 1.

Таблица 2. Физико-механические свойства силикатных материалов на основе глины № 2 в зависимости от содержания портландцемента с 5 мас. % CaO

и 1 % мас. полипропиленовой фибры

Физико-механические характеристики	Содержание цемента, мас. %
	5	10	15	20
Предел прочности при сжатии, МПа	9	12,6	13,5	16,2
Коэффициент размягчения	0,7	0,85	0,9	1
Средняя плотность, кг/м3	1385	1445	1455	1450
Водопоглощение, %	21,23	23,54	23,24	15,57

Таким образом использование в составе строительных композитов армирующего волокна, позволяет получать композиты с более высокими эксплуатационными характеристиками. Выбор вида армирующего волокна буде зависит от того какие характеристики необходимо повысить. Однако с целью снижения веса изделий применять металлическую фибру нецелесообразно.

*Статья подготовлена в рамках программы 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., Загороднюк Л.Х., Прасолова Е.О., Чхин С. Нетрадиционное глинистое сырье как компонент неорганических дисперсных систем // Вестник МГСУ. 2014. № 9. С. 67-75.

8. Алфимова Н.И. Повышение эффективности стеновых камней за счет использования техногенного сырья // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. 2011. № 2. С. 56-59.

9. Кара К.А. Изучение размолоспособности кварцсодержащих добавок как компонента композиционных вяжущих // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2016. № 5. С. 45-52

10. 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.

11. Володченко А.Н., Лесовик В.С. Реологические свойства газобетонной смеси на основе нетрадиционного сырья // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2012. № 3. С. 45-48.

12. Володченко А.Н. Природный пигмент для окрашивания автоклавных силикатных изделий // Технические науки - от теории к практике. 2014. № 31. С. 96-102.

13. 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.